JPH0691913A - Thermal head and manufacture thereof - Google Patents
Thermal head and manufacture thereofInfo
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- JPH0691913A JPH0691913A JP32098292A JP32098292A JPH0691913A JP H0691913 A JPH0691913 A JP H0691913A JP 32098292 A JP32098292 A JP 32098292A JP 32098292 A JP32098292 A JP 32098292A JP H0691913 A JPH0691913 A JP H0691913A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置や熱
転写プリンタなどに用いられるサーマルヘッドおよびそ
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head used in a facsimile machine, a thermal transfer printer, etc., and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来からの代表的なサーマルヘッド１の
構成を図１２に示す。アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主成分と
するセラミックスなどの耐熱性電気絶縁基板上に二酸化
ケイ素（ＳｉＯ2）ガラス等を主成分とする蓄熱層がラ
イン状に設けられ、この蓄熱層のラインに平行に共通電
極２が形成される。共通電極２の一端からは、共通電極
ライン３が共通電極２に対して垂直に延びる。前述の蓄
熱層上には、共通電極ライン３が延びる方向と同一方向
に複数の発熱抵抗素子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ
（以下総称するときは参照符「４」で示す）が形成され
る。各発熱抵抗素子４の一端は共通電極２に共通接続さ
れる。発熱抵抗素子４の他端は、共通電極ライン３と平
行に延びる個別電極ライン５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５
ｅ（以下総称するときは参照符「５」で示す）に接続さ
れる。各発熱抵抗素子４は、共通電極ライン３方向の長
さＬと、共通電極２方向の幅Ｗとがそれぞれ等しくな
り、設計上は同一の電気抵抗値を有するように形成され
る。2. Description of the Related Art A typical conventional thermal head 1 is shown in FIG. A heat storage layer containing silicon dioxide (SiO 2 ) glass as a main component is provided in a line on a heat-resistant electrically insulating substrate such as ceramics containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component. The common electrode 2 is formed in parallel. A common electrode line 3 extends perpendicularly to the common electrode 2 from one end of the common electrode 2. A plurality of heat generating resistance elements 4a, 4b, 4c, 4d, 4e are formed on the heat storage layer in the same direction as the common electrode line 3 extends.
(Hereinafter, the reference numeral "4" is used for the generic name). One end of each heating resistance element 4 is commonly connected to the common electrode 2. The other end of the heating resistance element 4 has individual electrode lines 5a, 5b, 5c, 5d, 5 extending parallel to the common electrode line 3.
e (hereinafter referred to as reference numeral "5" when collectively referred to). Each heating resistor element 4 is formed so that the length L in the direction of the common electrode line 3 and the width W in the direction of the common electrode 2 are equal, and have the same electric resistance value in terms of design.
【０００３】図１２図示のサーマルヘッド１によって印
画を行うためには、共通電極ライン３を介して電力を供
給する。各個別電極ライン５を独立に制御することによ
って、各発熱抵抗素子４は個別に電力付勢される。電力
付勢された発熱抵抗素子４は、ジュール発熱によって温
度が上昇する。印画はこの温度上昇による感熱記録や熱
転写によって行われるので、その濃度むらを防止するた
めには、各発熱抵抗素子４が同一の抵抗値になるように
製造する必要がある。In order to print with the thermal head 1 shown in FIG. 12, electric power is supplied through the common electrode line 3. By independently controlling each individual electrode line 5, each heating resistance element 4 is individually energized. The temperature of the heating resistance element 4 which is energized rises due to Joule heat generation. Since printing is performed by thermal recording or thermal transfer due to this temperature rise, it is necessary to manufacture each heating resistance element 4 so as to have the same resistance value in order to prevent uneven density.
【０００４】しかしながら、発熱抵抗素子４は立体的な
蓄熱層の上に形成されるため、精度よく同一の電気抵抗
値となるように製造することは困難である。このため、
特開平１−１１０１６４号公報で開示されている先行技
術では、トリミングを行って電気抵抗値を均一に揃える
ことが提案されている。また特開平２−８１６４６号公
報では、異なる電気抵抗値を有する発熱抵抗素子を組合
わせて形成し、中間調の表面に適するサーマルヘッドが
提案されている。However, since the heating resistance element 4 is formed on the three-dimensional heat storage layer, it is difficult to manufacture the heating resistance element 4 with the same electric resistance value with high accuracy. For this reason,
In the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-110164, it is proposed that trimming is performed to make the electric resistance values uniform. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-81646 proposes a thermal head which is formed by combining heat generating resistance elements having different electric resistance values and is suitable for a halftone surface.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来からの図１２に示
すようなサーマルヘッド１においては、各発熱抵抗素子
４を同一の長さＬおよび幅Ｗとなるように設計しても、
製造時の膜厚のばらつきや比抵抗のばらつきやフォト加
工工程における寸法のばらつきによって、図１３に示す
ような２％以下の抵抗値変化が生じることは避けられな
い。図１３において、ａ〜ｅの記号は、図１２図示の各
発熱抵抗素子４ａ〜４ｅに対応する。ｆ〜ｉも、図１２
図示の発熱抵抗素子４ｅに続く発熱抵抗素子に対応す
る。In the conventional thermal head 1 as shown in FIG. 12, even if each heating resistor element 4 is designed to have the same length L and width W,
It is unavoidable that the resistance value changes by 2% or less as shown in FIG. 13 due to the variation of the film thickness at the time of manufacturing, the variation of the specific resistance, and the variation of the dimension in the photo processing step. In FIG. 13, symbols a to e correspond to the heating resistance elements 4a to 4e shown in FIG. f to i are also shown in FIG.
It corresponds to a heat generating resistance element following the heat generating resistance element 4e shown in the figure.
【０００６】図１４は、図１３のような基準抵抗値に対
して抵抗値変化の分布を示す発熱抵抗素子４に、実際の
印画条件に近い電力パルスを１パルスだけ印加したとき
の主走査方向における表面温度の分布を示す。印加パル
スは、その電力が基準抵抗値の１ドット当たり０．２Ｗ
となるような一定電圧で、印加時間は２ｍ秒である。表
面温度は、抵抗値が大きなｄ点では低く、抵抗値が小さ
なｇ点では高くなって、図１３図示の抵抗値変化と対応
している。FIG. 14 shows the main scanning direction when only one power pulse close to the actual printing condition is applied to the heating resistor element 4 which shows the distribution of resistance change with respect to the reference resistance value as shown in FIG. The distribution of the surface temperature at The applied pulse has a power of 0.2 W per dot of the standard resistance value.
The application time is 2 msec. The surface temperature is low at point d, where the resistance value is large, and is high at point g, where the resistance value is small, corresponding to the change in resistance value shown in FIG.
【０００７】図１５は、上述の印加パルスを１０ｍ秒周
期で５０パルス印加したときの表面温度を示す。図１２
で発熱抵抗素子の電気抵抗値が基準抵抗値よりも外れた
ｄおよびｇ点での表面温度は、他の部分の表面温度に対
してその差が広がっている。印画濃度も表面温度にほぼ
比例する相関関係があるので、印加パルス数すなわち印
画ライン数が増えるに従って図１６図示のように濃度差
が拡大する。FIG. 15 shows the surface temperature when 50 pulses of the above-mentioned applied pulse are applied at a cycle of 10 msec. 12
At the d and g points where the electric resistance value of the heating resistance element deviates from the reference resistance value, the difference is widened with respect to the surface temperatures of other parts. Since the print density also has a correlation almost proportional to the surface temperature, the density difference increases as shown in FIG. 16 as the number of applied pulses, that is, the number of print lines increases.
【０００８】図１６図示のような濃度差が拡大する現象
は、蓄熱層が熱伝導率の低いＳｉＯ2などのガラス材料
（熱伝導率は約１．００Ｗ／（ｍ・Ｋ））から形成され
ているために、部分的な蓄熱の影響によって発生する。
各発熱抵抗素子のジュール発熱によって発生する熱は、
蓄熱層の主走査方向に対する熱伝達が良好でないので、
発熱量の多い表面温度の上昇が高いところほど蓄熱量が
多くなり、印画パルスの数が多くなるに従って蓄熱層の
ベースとなる温度が上昇する。この結果として図１５図
示のように表面温度の差が拡大し、図１６図示のように
印画濃度差も大きくなる。The phenomenon in which the concentration difference increases as shown in FIG. 16 is that the heat storage layer is formed of a glass material such as SiO 2 having a low thermal conductivity (the thermal conductivity is about 1.00 W / (m · K)). Is caused by the partial heat storage effect.
The heat generated by Joule heat generation of each heating resistance element is
Since the heat transfer in the main scanning direction of the heat storage layer is not good,
The higher the surface temperature with a large amount of heat generation, the higher the amount of heat storage, and the higher the number of printing pulses, the higher the base temperature of the heat storage layer. As a result, the difference in surface temperature increases as shown in FIG. 15, and the difference in printing density also increases as shown in FIG.
【０００９】このような蓄熱による濃度差の拡大を防止
しようすれば、特開平１−１１０１６４号公報で提案さ
れているように、トリミングによって電気抵抗値を均一
化させることが考えられる。しかしながら、完全に抵抗
値を均一化させることは量産が困難で製造コストも上昇
する。しかも、抵抗値が均一化されると、抵抗値にバラ
ツキがあったときには隠れている印画濃度バラツキの要
因が顕在化する。このような要因としては、たとえば、
図１７図示のようなグレーズ６のうねり７による蓄熱量
のバラツキや、放熱板形状等による熱伝達のバラツキが
ある。グレーズ６は蓄熱層を形成し、そのうねり７は幅
Ｌｇの変動である。トリミングによる均一化が不充分で
図１３図示のように抵抗値に少しだけばらつきが生じる
と、かえって前述の蓄熱による濃度むらが生じやすくな
る。また、特開平２−８１６４６号公報で提案されてい
る先行技術も、蓄熱による濃度むらの発生に関しては考
慮されていない。In order to prevent such an increase in concentration difference due to heat storage, it is conceivable to make the electric resistance values uniform by trimming, as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 110164/1989. However, it is difficult to mass-produce the resistance values so that the resistance values are completely equalized, and the manufacturing cost increases. Moreover, if the resistance values are made uniform, the hidden factor of the print density variation becomes apparent when the resistance values vary. Such factors include, for example,
As shown in FIG. 17, there are variations in the amount of accumulated heat due to the swell 7 of the glaze 6 and variations in heat transfer due to the shape of the heat dissipation plate and the like. The glaze 6 forms a heat storage layer, and the waviness 7 thereof is a fluctuation of the width Lg. If the uniformity due to trimming is insufficient and the resistance value slightly fluctuates as shown in FIG. 13, the uneven density due to the heat storage is likely to occur. Further, the prior art proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-81646 does not consider the occurrence of uneven density due to heat storage.
【００１０】本発明の目的は、上述のような蓄熱による
印画濃度差の拡大を容易に防止することができるサーマ
ルヘッドおよびその製造方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a thermal head and a method of manufacturing the same, which can easily prevent the expansion of the print density difference due to the heat storage as described above.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の発熱抵
抗素子を配列させて形成するサーマルヘッドにおいて、
隣接する各発熱抵抗素子の電気抵抗値は、２〜５％の範
囲内で増加および減少を交互に繰返すように設定される
ことを特徴とするサーマルヘッドである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a thermal head having a plurality of heating resistance elements arranged in an array.
The electrical resistance value of each adjacent heating resistance element is set so as to alternately repeat increase and decrease within a range of 2 to 5%.
【００１２】また本発明は、複数の発熱抵抗素子を配列
させて形成するサーマルヘッドの製造方法において、隣
接する各発熱抵抗素子の電気抵抗値が２〜５％の範囲内
でバラツキを生じるようにトリミングすることを特徴と
するサーマルヘッドの製造方法である。Further, according to the present invention, in a method of manufacturing a thermal head in which a plurality of heating resistance elements are arranged, an electric resistance value of each adjacent heating resistance element varies within a range of 2 to 5%. A method of manufacturing a thermal head, which is characterized by trimming.
【００１３】[0013]
【作用】本発明に従えば、複数の発熱抵抗素子を配列さ
せて形成するサーマルヘッドは、隣接する各発熱抵抗素
子の電気抵抗値が２〜５％の範囲内で増加および減少を
交互に繰返すように設定される。各発熱抵抗素子を電力
付勢すると、隣接する発熱抵抗素子の表面温度差が大き
くなり、温度勾配が拡大する。このため、発熱抵抗素子
が配列されている主走査方向に移動する熱流束が多くな
る。熱流束が多くなるので、各発熱抵抗素子間の蓄熱量
が平均化され、印画パルス数を重ねても表面温度の差は
拡大しない。これによって蓄熱による印画濃度差の拡大
も防止することができる。また、隣接する各発熱抵抗素
子間の電気抵抗値の差が５％を超えないので、印画され
た隣接ドット間の濃度差も視覚上は問題にならない。According to the present invention, in the thermal head formed by arranging a plurality of heating resistance elements, increase and decrease are alternately repeated within a range of 2 to 5% in electric resistance value of each adjacent heating resistance element. Is set as follows. When power is applied to each heating resistance element, the surface temperature difference between the adjacent heating resistance elements increases, and the temperature gradient expands. Therefore, the heat flux that moves in the main scanning direction in which the heating resistance elements are arranged increases. Since the heat flux is increased, the amount of heat stored between the heating resistance elements is averaged, and the difference in surface temperature does not increase even if the number of printing pulses is increased. As a result, it is possible to prevent the print density difference from increasing due to heat storage. Further, since the difference in the electric resistance value between the adjacent heating resistance elements does not exceed 5%, the density difference between the printed adjacent dots does not cause any problem visually.
【００１４】また本発明に従えば、複数の発熱抵抗素子
を配列させて形成するサーマルヘッドを、隣接する各発
熱抵抗素子の電気抵抗値が２〜５％の範囲内でバラツキ
を生じるようにトリミングする。各発熱抵抗素子を電力
付勢すると、隣接する発熱抵抗素子の表面温度差が大き
くなり、温度勾配が拡大する。このため、発熱抵抗素子
が配列されている主走査方向に移動する熱流束が多くな
る。熱流束が多くなるので、各発熱抵抗素子間の蓄熱量
が平均化され、印画パルス数を重ねても表面温度の差は
拡大しない。これによって蓄熱による印画濃度差の拡大
も防止することができる。また、隣接する各発熱抵抗素
子間の電気抵抗値の差が５％を超えないので、印画され
た隣接ドット間の濃度差も視覚上は問題にならない。電
気抵抗値にバラツキが生じるようにトリミングするの
は、均一化するよりは容易である。Further, according to the present invention, a thermal head formed by arranging a plurality of heating resistance elements is trimmed so that the electric resistance value of each adjacent heating resistance element varies within a range of 2 to 5%. To do. When power is applied to each heating resistance element, the surface temperature difference between the adjacent heating resistance elements increases, and the temperature gradient expands. Therefore, the heat flux that moves in the main scanning direction in which the heating resistance elements are arranged increases. Since the heat flux is increased, the amount of heat stored between the heating resistance elements is averaged, and the difference in surface temperature does not increase even if the number of printing pulses is increased. As a result, it is possible to prevent the print density difference from increasing due to heat storage. Further, since the difference in the electric resistance value between the adjacent heating resistance elements does not exceed 5%, the density difference between the printed adjacent dots does not cause any problem visually. It is easier to trim the electric resistance so that the electric resistance varies, than to make it uniform.
【００１５】[0015]
【実施例】図１は、本発明の一実施例によるサーマルヘ
ッド１１の概略的な構成を示す。サーマルヘッド１１
は、アルミナセラミックスから成る電気絶縁基板上にＳ
ｉＯ2ガラスなどを主成分とする蓄熱層がライン状に形
成される。この蓄熱層ラインに近接して平行に共通電極
１２が形成される。共通電極１２の一端には垂直な方向
に共通電極ライン１３が形成される。共通電極ライン１
３が延びる方向と平行に、複数の発熱抵抗素子１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ（以下総称するときは
参照符「１４」で示す）が形成される。各発熱抵抗素子
１４の一端は共通電極１２に共通接続される。各発熱抵
抗素子１４の他端からは共通電極ライン１３に平行に複
数の個別電極ライン１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，
１５ｅ（以下総称するときは参照符「１５」で示す）が
形成される。各個別電極ライン１５は個別に駆動され、
各発熱抵抗素子１４に対する電力付勢を個別に制御して
印画を行うことができる。各発熱抵抗素子１４の共通電
極ライン１３方向の長さＬ１は一定であるけれども、共
通電極１２方向の幅は広い幅Ｗｂと狭い幅Ｗａとが交互
に繰返される。これによって製造工程上で誤差等が生じ
ても幅Ｗｂが大きな発熱抵抗素子１４ａ，１４ｃ，１４
ｅの電気抵抗値は低く、幅Ｗａが小さな発熱抵抗素子１
４ｂ，１４ｄの電気抵抗値は高くなるように形成され
る。FIG. 1 shows a schematic structure of a thermal head 11 according to an embodiment of the present invention. Thermal head 11
Is S on an electrically insulating substrate made of alumina ceramics.
A heat storage layer containing iO 2 glass or the like as a main component is formed in a line shape. The common electrode 12 is formed in parallel to and in parallel with the heat storage layer line. A common electrode line 13 is formed at one end of the common electrode 12 in a vertical direction. Common electrode line 1
A plurality of heat generating resistance elements 14a,
14b, 14c, 14d and 14e (hereinafter referred to as reference numeral "14" when collectively referred to) are formed. One end of each heating resistance element 14 is commonly connected to the common electrode 12. From the other end of each heating resistor element 14, a plurality of individual electrode lines 15a, 15b, 15c, 15d, parallel to the common electrode line 13,
15e (hereinafter referred to as reference numeral "15" when collectively referred to) is formed. Each individual electrode line 15 is driven individually,
Printing can be performed by individually controlling the energization of power to each heating resistance element 14. Although the length L1 of each heating resistor element 14 in the direction of the common electrode line 13 is constant, the width in the direction of the common electrode 12 is a wide width Wb and a narrow width Wa alternately repeated. As a result, the heating resistance elements 14a, 14c, 14 having a large width Wb even if an error occurs in the manufacturing process.
e has a low electric resistance value and a small width Wa.
4b and 14d are formed to have high electric resistance values.
【００１６】図２は、図１図示のサーマルヘッド１１の
共通電極１２が延びる主走査方向に対する電気抵抗値の
変化を示す。ａ〜ｅは、発熱抵抗素子１４ａ〜１４ｅに
対応する。ｆ〜ｉは、発熱抵抗素子１４ｅに続く発熱抵
抗素子に対応する。各発熱抵抗素子１４の電気抵抗値
は、幅がＷｂと広いａ，ｃ，ｅ，ｇと、幅がＷａと小さ
なｂ，ｄ，ｆ，ｈとが交互に配列されているので、抵抗
値も隣接する発熱抵抗素子間で増加および減少を交互に
繰返す。FIG. 2 shows changes in the electric resistance value in the main scanning direction in which the common electrode 12 of the thermal head 11 shown in FIG. 1 extends. a to e correspond to the heat generating resistance elements 14a to 14e. The letters f to i correspond to the heat generating resistance elements following the heat generating resistance element 14e. Since the electric resistance value of each heating resistance element 14 is such that a, c, e, and g having a width Wb and a width b and d, f, and h having a small width are alternately arranged, the resistance value is also An increase and a decrease are alternately repeated between the adjacent heating resistance elements.
【００１７】図３は、発熱抵抗素子１４付近の断面構造
を示す。アルミナセラミックなどの電気絶縁性基板２０
の上にＳｉＯ2ガラスなどによる蓄熱層２１が形成され
る。蓄熱層２１が形成された電気絶縁性基板２０上に
は、スパッタリング法によって窒化タンタルＴａ3Ｎ4な
どのような発熱抵抗体層２２が形成される。発熱抵抗体
層２２の上には、アルミニウムＡｌや銅Ｃｕなどの金属
薄膜がスパッタリング法などによって形成される。この
金属薄膜は、フォトリソグラフィ法によって選択的に除
去され、共通電極１２および個別電極ライン１５に分離
するとともに、発熱抵抗素子１４が形成される。表面に
は、窒化ケイ素Ｓｉ3Ｎ4などからなる保護層２３が形成
される。FIG. 3 shows a sectional structure in the vicinity of the heating resistor element 14. Electrically insulating substrate 20 such as alumina ceramic
A heat storage layer 21 made of SiO 2 glass or the like is formed on the above. On the electrically insulating substrate 20 on which the heat storage layer 21 is formed, a heating resistor layer 22 such as tantalum nitride Ta 3 N 4 is formed by a sputtering method. A metal thin film such as aluminum Al or copper Cu is formed on the heating resistor layer 22 by a sputtering method or the like. This metal thin film is selectively removed by the photolithography method to separate into the common electrode 12 and the individual electrode line 15, and the heating resistance element 14 is formed. A protective layer 23 made of silicon nitride Si 3 N 4 or the like is formed on the surface.
【００１８】図４は図１図示のサーマルヘッド１１に、
図１４図示と同様な条件、すなわち基準抵抗値の１ドッ
ト当たり０．２Ｗの電力のパルスを２ｍ秒間印加した状
態を示す。表面温度の分布は図２図示の抵抗値変化に対
応し、抵抗値の低いａ，ｃ，ｅ，ｇ，ｉでは高く、抵抗
値の大きなｂ，ｄ，ｆ，ｈでは低くなっている。FIG. 4 shows the thermal head 11 shown in FIG.
14 shows a condition similar to that shown in FIG. 14, that is, a state in which a pulse of power of 0.2 W per dot having a reference resistance value is applied for 2 msec. The surface temperature distribution corresponds to the resistance value change shown in FIG. 2, and is high for low resistance values a, c, e, g, i, and low for high resistance values b, d, f, h.
【００１９】図５は、図１５図示のグラフと同様に、５
０番目のパルスを印加した状態での表面温度の変化を示
す。この条件は図１５と同様に、１０ｍ秒周期で５０パ
ルス印加している。注目すべきは、蓄熱の影響であり、
ベース温度の上昇状態は蓄熱の影響で図４と異なってい
るけれども、相対的な温度差はほとんど拡大していない
ことである。そのため、印画ライン数を重ねても、図６
で示すように印画濃度差は初期状態からほとんど拡大し
ない。FIG. 5 is similar to the graph shown in FIG.
The change of the surface temperature in the state which applied the 0th pulse is shown. Under this condition, as in FIG. 15, 50 pulses are applied at a cycle of 10 ms. Of note is the effect of heat storage,
Although the rising state of the base temperature is different from that in FIG. 4 due to the effect of heat storage, the relative temperature difference has hardly expanded. Therefore, even if the number of print lines is overlapped,
As shown in, the print density difference hardly increases from the initial state.
【００２０】このような蓄熱の平均化が生じるのは、発
熱抵抗素子１４の発熱量を交互に異ならせることによっ
て、隣接発熱抵抗素子１４間の温度差が先行技術による
ものに比べて大きくなり、隣接発熱抵抗素子間で熱流束
が大きくなるためである。これを少し詳しく述べると、
一般に物質内の熱伝導は、物質固有の熱伝導率ｋと、温
度勾配ｄＴ／ｄｘに対して、次の数１の式によって表さ
れる。The reason why such averaging of heat storage occurs is that the heat generation amount of the heat generating resistance elements 14 is made different from each other, so that the temperature difference between the adjacent heat generating resistance elements 14 becomes larger than that in the prior art. This is because the heat flux becomes large between the adjacent heating resistance elements. To elaborate this a little,
In general, heat conduction in a substance is expressed by the following formula 1 with respect to the heat conductivity k peculiar to the substance and the temperature gradient dT / dx.
【００２１】 Ｑ（熱流束）＝−ｋ・ｄＴ／ｄｘ …（１） したがって、温度勾配が大きいほど熱流束は大きくな
り、蓄熱の影響が緩和されることになる。隣接発熱抵抗
素子間の蓄熱を平均化する作用は、電気抵抗値の差を大
きくすれば向上するけれども、その差が５％を超えると
ドット間の濃度差が視覚上問題となる。したがって実質
的には５％以内にし、さらに３％以内とすることが望ま
しい。Q (heat flux) = − k · dT / dx (1) Therefore, the larger the temperature gradient is, the larger the heat flux is, and the influence of heat storage is alleviated. The effect of averaging the heat storage between the adjacent heating resistance elements is improved by increasing the difference in the electric resistance value, but if the difference exceeds 5%, the density difference between the dots becomes a visual problem. Therefore, it is desirable that the content is substantially within 5%, and further within 3%.
【００２２】図７は本発明の他の実施例による発熱抵抗
素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを示す。
注目すべきは、発熱抵抗素子２４ａ，２４ｃ，２４ｅは
短い長さＬａを有し、発熱抵抗素子２４ｂ，２４ｄは長
い長さＬｂを有することである。このようにすると各発
熱抵抗素子２４ａ〜２４ｅの幅Ｗ２は一定であっても、
電気抵抗値を交互に増減させることができる。FIG. 7 shows heating resistor elements 24a, 24b, 24c, 24d and 24e according to another embodiment of the present invention.
It should be noted that the heating resistance elements 24a, 24c, 24e have a short length La, and the heating resistance elements 24b, 24d have a long length Lb. In this way, even if the width W2 of each heating resistance element 24a to 24e is constant,
The electric resistance value can be alternately increased or decreased.
【００２３】図８は、本発明のさらに他の実施例による
発熱抵抗素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４
ｅ，３４ｆを示す。注目すべきは各発熱抵抗素子３４ａ
〜３４ｆの長さＬ３は一定であるけれども、幅が３種類
の異なる値を有することである。すなわち発熱抵抗素子
３４ａ，３４ｄ，３４ｆは最大の幅Ｗａを有し、発熱抵
抗素子３４ｃは中間の幅Ｗｂを有し、発熱抵抗素子３４
ｂおよび３４ｅは最小の幅Ｗｃを有する。各々の発熱抵
抗素子３４ａ〜３４ｆは、最大でも５％以内の電気抵抗
値の変化となるように設定する。FIG. 8 shows a heating resistor element 34a, 34b, 34c, 34d, 34 according to another embodiment of the present invention.
e, 34f are shown. It should be noted that each heating resistor element 34a
The length L3 of ~ 34f is constant, but the width has three different values. That is, the heating resistance elements 34a, 34d, 34f have the maximum width Wa, the heating resistance element 34c has an intermediate width Wb, and the heating resistance element 34
b and 34e have a minimum width Wc. Each of the heating resistance elements 34a to 34f is set so that the change in the electric resistance value is within 5% at the maximum.
【００２４】以上の各実施例では、発熱抵抗素子の電気
抵抗値の変化を、幅や長さを変えて実現させているけれ
ども、発熱抵抗素子の材質や厚さを変えて行うようにし
てもよいことは勿論である。In each of the above embodiments, the change of the electric resistance value of the heating resistance element is realized by changing the width and the length, but the material and the thickness of the heating resistance element may be changed. Of course good things.
【００２５】図９は本発明のさらに他の実施例に用いる
トリミング装置４１のブロック図であり、図１０はサー
マルヘッド１１のトリミング処理に関連する構成の断面
図である。サーマルヘッド１１は、ＸＹＺステージ５１
に乗載され、位置決め機構５２によってプロービング装
置４２に対する所定の３次元座標位置が定められる。プ
ロービング装置４２は、一対の探針５８が接続され、こ
の一対の探針５８は図１０に示す共通電極１２および個
別電極ライン１５に接触する。プロービング装置４２
は、切換回路４３を介して抵抗値計測器４４に接続され
る。抵抗値計測器４４で計測された各発熱抵抗素子１４
の抵抗値は、トリミング装置４１の動作を制御する制御
装置５３に入力され、校正曲線が形成され校正曲線作成
・記憶部４７に記憶される。FIG. 9 is a block diagram of a trimming device 41 used in still another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of a configuration related to the trimming process of the thermal head 11. The thermal head 11 is an XYZ stage 51.
The positioning mechanism 52 determines a predetermined three-dimensional coordinate position with respect to the probing device 42. A pair of probes 58 are connected to the probing device 42, and the pair of probes 58 contact the common electrode 12 and the individual electrode line 15 shown in FIG. Probing device 42
Is connected to the resistance value measuring device 44 via the switching circuit 43. Each heating resistance element 14 measured by the resistance value measuring device 44
The resistance value of is input to the control device 53 that controls the operation of the trimming device 41, a calibration curve is formed, and is stored in the calibration curve creation / storage unit 47.
【００２６】パルス発生部４５は、基準パルス発生部４
８を含み、発生された基準パルスはパルス幅調整部４９
およびパルス電力調整部５０を経ることにより、トリミ
ングパルスとして出力される。The pulse generator 45 is a reference pulse generator 4
8 and the generated reference pulse includes a pulse width adjusting unit 49.
Then, the signal is output as a trimming pulse by passing through the pulse power adjusting unit 50.
【００２７】一方、抵抗値計測器４４で計測された各発
熱抵抗素子１４の抵抗値は、後述するような演算によっ
て個々の発熱抵抗素子１４の個別の目標抵抗値を演算し
て記憶する個別目標抵抗値演算・記憶部５４に与えら
れ、この個別目標抵抗値演算・記憶部５４にはトリミン
グ対象となるサーマルヘッド１１の各発熱抵抗素子１４
ごとに予め定める目標抵抗値Ｒｆを記憶するＲｆ記憶部
５５が接続される。個別目標抵抗値演算・記憶部５４の
出力は、トリミング対象となる発熱抵抗素子１４を個別
目標抵抗値とするために必要な抵抗値変化量を演算する
抵抗値変化量演算部５６に出力される。On the other hand, the resistance value of each heating resistance element 14 measured by the resistance value measuring device 44 is an individual target for calculating and storing an individual target resistance value of each heating resistance element 14 by a calculation to be described later. The individual target resistance value calculation / storage unit 54 is provided to the resistance value calculation / storage unit 54, and each heating resistance element 14 of the thermal head 11 to be trimmed is stored in the individual target resistance value calculation / storage unit 54.
An Rf storage unit 55 that stores a predetermined target resistance value Rf for each is connected. The output of the individual target resistance value calculation / storage unit 54 is output to the resistance value change amount calculation unit 56 that calculates the resistance value change amount necessary for setting the heating resistance element 14 to be trimmed to the individual target resistance value. .
【００２８】トリミング装置４１を用いるトリミングは
次のように行う。各発熱抵抗素子１４の両端で、共通電
極１２と個別電極ライン１５との間の抵抗値を測定しな
がら、各発熱抵抗素子１４にトリミングパルスを与え
る。発熱抵抗素子１４の抵抗値が所望値より小さければ
低印加電力でパルス幅を大きくする。この抵抗値が所望
値より大きければ高印加電力でパルス幅を小さくする。
低印加電力でパルス幅が大きいと、発熱抵抗素子１４
は、比較的低温で長時間加熱され、酸化されて抵抗値が
大きくなる。高印加電力でパルス幅が小さいと、発熱抵
抗素子１４は、比較的高温に加熱されるが短時間のため
酸化が少なく、アニールの効果が勝って抵抗値が小さく
なる。このようなトリミング処理を前述の各実施例と併
用すれば、図１１図示のようなバラツキ、すなわち各発
熱抵抗素子１４の抵抗値が２％の範囲内で増加および減
少を交互に繰返すような変化を容易に生じさせることが
できる。Trimming using the trimming device 41 is performed as follows. A trimming pulse is applied to each heating resistance element 14 while measuring the resistance value between the common electrode 12 and the individual electrode line 15 at both ends of each heating resistance element 14. If the resistance value of the heating resistance element 14 is smaller than the desired value, the pulse width is increased with low applied power. If this resistance value is larger than the desired value, the pulse width is reduced with high applied power.
If the pulse width is large with low applied power, the heating resistor element 14
Is heated at a relatively low temperature for a long time, and is oxidized to increase the resistance value. When the pulse width is small with a high applied power, the heating resistor element 14 is heated to a relatively high temperature, but is short-time, so there is little oxidation, the effect of annealing prevails, and the resistance value decreases. If such a trimming process is used in combination with each of the above-described embodiments, the variation as shown in FIG. 11, that is, the change in which the resistance value of each heating resistance element 14 repeats increase and decrease alternately within the range of 2%. Can be easily generated.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、隣接する
発熱抵抗素子間の電気抵抗値が２〜５％の範囲内で増加
および減少を交互に繰返すように設定するだけで、印画
時の蓄熱による濃度むらの発生を防止することができ
る。また本発明によれば、トリミングによって確実に電
気抵抗値を２〜５％の範囲内でバラツキを生じさせ、容
易に濃度むらの発生を抑えることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to simply increase and decrease the electric resistance value between the adjacent heat generating resistance elements within the range of 2 to 5% alternately during printing. It is possible to prevent the occurrence of uneven density due to the stored heat. Further, according to the present invention, it is possible to surely cause variation in the electric resistance value within the range of 2 to 5% by trimming, and easily suppress the occurrence of uneven density.
【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示す平面図
である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す実施例における発熱抵抗素子の電気
抵抗値変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a change in electric resistance value of a heating resistance element in the example shown in FIG.
【図３】図１に示す実施例におけるサーマルヘッドの断
面図である。FIG. 3 is a sectional view of a thermal head in the embodiment shown in FIG.
【図４】図１に示す実施例における発熱抵抗素子の表面
温度変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a change in surface temperature of the heating resistance element in the example shown in FIG.
【図５】図１に示す実施例における発熱抵抗素子の表面
温度の変化を示すグラフである。5 is a graph showing changes in the surface temperature of the heating resistance element in the example shown in FIG.
【図６】図１に示す実施例によるサーマルヘッドを用い
た印画濃度の変化を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing changes in print density using the thermal head according to the example shown in FIG.
【図７】本発明の他の実施例によるサーマルヘッドを示
す概略的な平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a thermal head according to another embodiment of the present invention.
【図８】本発明のさらに他の実施例によるサーマルヘッ
ドを示す概略的な平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view showing a thermal head according to another embodiment of the present invention.
【図９】本発明のさらに他の実施例に用いるトリミング
装置の概略的な電気的構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a schematic electrical configuration of a trimming device used in still another embodiment of the present invention.
【図１０】図９に示す実施例のトリミング処理に関連す
る構成の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a configuration related to the trimming process of the embodiment shown in FIG.
【図１１】図９に示す実施例によるトリミング処理結果
を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a trimming process result according to the embodiment shown in FIG.
【図１２】従来からのサーマルヘッドの概略的な構成を
示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional thermal head.
【図１３】図１２に示す発熱抵抗体素子の抵抗値変化を
示すグラフである。13 is a graph showing changes in resistance value of the heating resistor element shown in FIG.
【図１４】図１２に示す発熱抵抗素子の表面温度の変化
を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing changes in the surface temperature of the heating resistance element shown in FIG.
【図１５】図１２に示す発熱抵抗素子の表面温度の変化
を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing changes in the surface temperature of the heating resistance element shown in FIG.
【図１６】図１２に示すサーマルヘッドによる印画濃度
の変化を示すグラフである。16 is a graph showing changes in print density by the thermal head shown in FIG.
【図１７】図１２に示すサーマルヘッドの発熱抵抗素子
近傍の平面図である。FIG. 17 is a plan view of the vicinity of a heat generating resistance element of the thermal head shown in FIG.
１１ サーマルヘッド １２ 共通電極 １３ 共通電極ライン １４，２４，３４ 発熱抵抗素子 １５ 個別電極ライン ２０ 電気絶縁性基板 ２１ 蓄熱層 ２２ 発熱抵抗体層 ２３ 保護層 ４１ トリミング装置 ４５ パルス発生部 11 Thermal Head 12 Common Electrode 13 Common Electrode Lines 14, 24, 34 Heating Resistance Element 15 Individual Electrode Line 20 Electrical Insulating Substrate 21 Heat Storage Layer 22 Heating Heat Resistor Layer 23 Protective Layer 41 Trimming Device 45 Pulse Generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/36 Ｂ４１Ｊ 3/20 １１４ Ｃ １１５ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location B41J 2/36 B41J 3/20 114 C 115
Claims (2)
るサーマルヘッドにおいて、 隣接する各発熱抵抗素子の電気抵抗値は、２〜５％の範
囲内で増加および減少を交互に繰返すように設定される
ことを特徴とするサーマルヘッド。1. In a thermal head formed by arranging a plurality of heating resistance elements, the electric resistance value of each adjacent heating resistance element is set so as to alternately repeat increase and decrease within a range of 2 to 5%. A thermal head that is characterized by being.
るサーマルヘッドの製造方法において、 隣接する各発熱抵抗素子の電気抵抗値が２〜５％の範囲
内でバラツキを生じるようにトリミングすることを特徴
とするサーマルヘッドの製造方法。2. In a method of manufacturing a thermal head in which a plurality of heating resistance elements are arranged and formed, trimming is performed so that the electric resistance value of each adjacent heating resistance element varies within a range of 2 to 5%. A method of manufacturing a thermal head, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32098292A JP2818527B2 (en) | 1992-07-30 | 1992-11-30 | Manufacturing method of thermal head |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-204024 | 1992-07-30 | ||
| JP20402492 | 1992-07-30 | ||
| JP32098292A JP2818527B2 (en) | 1992-07-30 | 1992-11-30 | Manufacturing method of thermal head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0691913A true JPH0691913A (en) | 1994-04-05 |
| JP2818527B2 JP2818527B2 (en) | 1998-10-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP2818527B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001239689A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Ricoh Elemex Corp | Thermal head, method and apparatus for adjusting thermal head, and method of manufacturing thermal head |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP32098292A patent/JP2818527B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2001239689A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Ricoh Elemex Corp | Thermal head, method and apparatus for adjusting thermal head, and method of manufacturing thermal head |
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| JP2818527B2 (en) | 1998-10-30 |
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