JPH11105317A - Processing device and thermal print head - Google Patents

Processing device and thermal print head

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JPH11105317A
JPH11105317A JP26735997A JP26735997A JPH11105317A JP H11105317 A JPH11105317 A JP H11105317A JP 26735997 A JP26735997 A JP 26735997A JP 26735997 A JP26735997 A JP 26735997A JP H11105317 A JPH11105317 A JP H11105317A
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JP
Japan
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heating resistor
laser
laser light
light
print head
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26735997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuki Matsuoka
由紀 松岡
Fumiko Tsuda
文子 津田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP26735997A priority Critical patent/JPH11105317A/en
Publication of JPH11105317A publication Critical patent/JPH11105317A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high quality image and a long life thermal head by providing a means for emitting a laser light and a means for controlling a lateral mode of the emitted laser light. SOLUTION: A YAG laser light L emitted from a laser oscillator 11 is reflected by mirrors 12a-12c to be incident on a kaleidoscope 14a via an incidental optical system 13. The reflection of the laser light L is repeated in the kaleidoscope 14a so that a lateral mode is made uniform and the laser light L is emitted from an emission end face 14c by being formed in a rectangular shape corresponding to a cross sectional shape of the kaleidoscope 14a. A band shaped shading body 15 made of a frosted glass or the like for limiting a quantity of the emitted laser light L is provided to the emission end face 14c, then the light is diffused so that the quantity of the passing light is limited. The laser light L passing through the shading body 15 is emitted to a heating resistor on a thermal print head 18 via a slit forming member 16 and an objective optical system 17, thereby executing the printing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、横モードの制御さ
れたレーザ光を生成し、該レーザ光によりサーマルプリ
ントヘッドの発熱抵抗体等を処理する処理装置およびサ
ーマルプリントヘッドに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a processing apparatus and a thermal printhead for generating a laser beam in a transverse mode and controlling a heating resistor or the like of a thermal printhead with the laser light.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、サーマルプリントヘッドは、図
8に示したように、基板21に発熱抵抗体22を設け、
発熱抵抗体22の両端部にリード線23aおよび23b
が接続された構成を備えており、発熱抵抗体22は、T
a−SiO、Nb−SiO、Zr−SiOおよび
Cr−SiO等のように、金属とSiOとを組み合
わせたターゲット材を用いたスパッタリング法により、
200〜5000オングストロームの膜厚を有する薄膜
として形成されている。
2. Description of the Related Art In general, a thermal print head is provided with a heating resistor 22 on a substrate 21 as shown in FIG.
Lead wires 23a and 23b are provided at both ends of the heating resistor 22.
Are connected, and the heating resistor 22 is
By a sputtering method using a target material in which a metal and SiO 2 are combined, such as a-SiO 2 , Nb-SiO 2 , Zr-SiO 2, and Cr—SiO 2 ,
It is formed as a thin film having a thickness of 200 to 5000 angstroms.

【0003】ところで、スパッタリング法により形成さ
れた発熱抵抗体をそのままサーマルプリントヘッドに適
用した場合には、サーマルプリントヘッド駆動時の通電
によって生じるジュール熱により発熱抵抗体の抵抗値が
低下して発熱抵抗体に流れる電流が増加し、続いて、増
加した電流によりさらに発熱量が増えるためさらに発熱
抵抗体の抵抗値が低下するというサイクルを繰り返すこ
とにより、発熱抵抗体には過大な電流が流れることにな
る。こうして、発熱抵抗体に過大な電流が流れると、発
熱抵抗体より所望の発熱量が得られないため、印刷した
画像の画質が劣化する。また、発熱抵抗体に過大な負荷
がかかるので発熱抵抗体が破壊され、サーマルプリント
ヘッドの寿命が低下する。このように、発熱抵抗体の抵
抗値が低下する現象は、発熱抵抗体の分子構造が発熱に
より変化を起こすためであると考えられている。
When a heating resistor formed by a sputtering method is applied to a thermal print head as it is, the resistance value of the heating resistor decreases due to Joule heat generated by energization when the thermal print head is driven, and the heating resistor is heated. By repeating the cycle in which the current flowing through the body increases and subsequently the amount of heat generated further increases due to the increased current, and the resistance value of the heating resistor further decreases, an excessive current flows through the heating resistor. Become. When an excessive current flows through the heating resistor in this manner, a desired amount of heat cannot be obtained from the heating resistor, so that the image quality of a printed image deteriorates. Further, since an excessive load is applied to the heating resistor, the heating resistor is destroyed and the life of the thermal print head is shortened. It is considered that the phenomenon in which the resistance value of the heating resistor decreases as described above is caused by the change in the molecular structure of the heating resistor due to heat generation.

【0004】そこで、発熱抵抗体を上述した方法で形成
した場合には、発熱抵抗体の微細構造をより安定化する
ために、発熱抵抗体に対して通電エージング、加熱炉内
でのアニーリングまたはレーザ光の照射によるレーザア
ニール等の熱処理を行っている。こうして、予め、サー
マルプリントヘッドの使用時に用いる発熱温度より高い
温度で発熱抵抗体に熱処理を施すことにより、発熱に起
因する発熱抵抗体の抵抗値の低下を防ぐことができる。
このとき、画質の高い画像を得るとともに、サーマルプ
リントヘッドの寿命を向上させるためには、発熱抵抗体
の全ての領域(同一面内)で均一な熱処理を行うことが
必要である。
Therefore, when the heating resistor is formed by the above-described method, the heating resistor is subjected to current aging, annealing in a heating furnace or laser to stabilize the fine structure of the heating resistor. Heat treatment such as laser annealing by light irradiation is performed. In this way, by performing a heat treatment on the heating resistor at a temperature higher than the heating temperature used when the thermal print head is used, it is possible to prevent a decrease in the resistance value of the heating resistor due to heat generation.
At this time, in order to obtain a high-quality image and extend the life of the thermal print head, it is necessary to perform a uniform heat treatment on all regions (in the same plane) of the heating resistor.

【0005】ここで、発熱抵抗体のレーザアニールは、
例えば、図9に示す構成を備えた処理装置により実施さ
れている。
Here, laser annealing of the heating resistor is performed by
For example, the processing is performed by a processing apparatus having the configuration shown in FIG.

【0006】すなわち、レーザ発振機11から出射され
たレーザ光Lは、コリメータ91によりビーム径を拡大
され、全反射ミラ−12aおよび12bによりスリット
16に入射される。スリット16では、照射サイズが対
物光学系17のレンズの倍率に拡大された大きさとなる
ようにレーザ光Lが加工され、スリット16を通過した
レーザ光Lは、補正光学系92および顕微鏡部のミラ−
12cにより全反射され、対物光学系17により加工点
で照射サイズに縮小し結像されて、処理対象物、すなわ
ち発熱抵抗体に照射される。
That is, the laser beam L emitted from the laser oscillator 11 is expanded in beam diameter by the collimator 91 and is incident on the slit 16 by the total reflection mirrors 12a and 12b. In the slit 16, the laser light L is processed so that the irradiation size becomes the size enlarged to the magnification of the lens of the objective optical system 17, and the laser light L passing through the slit 16 is used for the correction optical system 92 and the mirror of the microscope unit. −
The light is totally reflected by 12c, is reduced to an irradiation size at the processing point by the objective optical system 17, is formed into an image, and is irradiated on the object to be processed, that is, the heating resistor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記熱処理
装置においては、レーザ発振器から出力されるレーザ光
に関する横モードは、図10(b)に示すようにガウシ
アン分布(単一横モード)を取っており、その光強度は
ビームの中心部ほど高い。したがって、上記レーザ光を
発熱抵抗体に照射すると、図10(a)に示すように、
光強度の最小値は、該光強度の最大値の60%程度であ
った。このように、レーザ光の光強度に分布があると、
発熱抵抗体にレーザ光を照射した場合、照射された発熱
抵抗体の領域内で温度の分布が生じる。一般に、レーザ
光の光強度が強い部分ほど高温になり、一方、発熱抵抗
体のアニール率は付加された温度に依存するから、発熱
抵抗体の高温に到達した領域ほど抵抗値が減少すること
になる。このため、発熱抵抗体の同一面内において抵抗
値に分布が生じてしまう。
However, in the above heat treatment apparatus, the transverse mode of the laser beam output from the laser oscillator has a Gaussian distribution (single transverse mode) as shown in FIG. And the light intensity is higher near the center of the beam. Therefore, when the above-mentioned laser beam is irradiated on the heating resistor, as shown in FIG.
The minimum value of the light intensity was about 60% of the maximum value of the light intensity. Thus, if the light intensity of the laser light has a distribution,
When the heating resistor is irradiated with laser light, a temperature distribution occurs in the region of the irradiated heating resistor. Generally, the higher the light intensity of the laser beam, the higher the temperature, while the annealing rate of the heating resistor depends on the added temperature, so that the resistance value decreases in the region where the heating resistor reaches a high temperature. Become. For this reason, a distribution occurs in the resistance value in the same plane of the heating resistor.

【0008】したがって、発熱抵抗体の同一面内で抵抗
値に分布が生じると、発熱抵抗体の抵抗値が低い部分に
電流が集中するため、該発熱抵抗体を用いて印刷した場
合に、所定の大きさや形状に印画点を形成できず、印刷
された画像の画質が低下するという問題があった。
Therefore, if a distribution of the resistance value occurs in the same plane of the heating resistor, current concentrates on a portion where the resistance value of the heating resistor is low. There is a problem that the printing point cannot be formed in the size and shape of the image, and the image quality of the printed image is deteriorated.

【0009】また、発熱抵抗体の抵抗値が低い部分に電
流が集中することから、特に、電流の集中する部分が破
壊しやすくなり、サーマルプリントヘッドの寿命が短く
なるという問題があった。
Further, since the current concentrates on the portion where the resistance value of the heating resistor is low, there is a problem that the portion where the current concentrates is particularly liable to be broken and the life of the thermal print head is shortened.

【0010】本発明は、上記従来例に鑑みてなされたも
ので、横モードにおける光強度の分布を制御し、該制御
されたレーザ光を対象物に照射することができる処理装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional example, and provides a processing apparatus capable of controlling the distribution of light intensity in the transverse mode and irradiating the controlled laser light to an object. With the goal.

【0011】また、本発明は、画質の高い画像を得るこ
とができるとともに、長寿命のサーマルプリントヘッド
を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a thermal print head which can obtain a high quality image and has a long service life.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る処理装置
は、レーザ光を出力する手段と、前記出力したレーザ光
の横モードを制御する手段とを具備したことを特徴とし
ている。
The processing apparatus according to the present invention is characterized by comprising means for outputting a laser beam, and means for controlling a transverse mode of the outputted laser beam.

【0013】本発明に係る処理装置によれば、出力した
レーザ光の横モードを制御することにより、任意の横モ
ードのレーザ光を得ることができるので、対象物の処理
条件に応じて横モードの制御されたレーザ光を該対象物
に照射することが可能となる。 また、本発明に係る処
理装置は、レーザ光を出力する手段と、前記出力したレ
ーザ光を通過させるカライドスコープとを具備したこと
を特徴としている。
According to the processing apparatus of the present invention, by controlling the transverse mode of the output laser light, it is possible to obtain laser light of an arbitrary transverse mode. It is possible to irradiate the object with the controlled laser light. Further, the processing apparatus according to the present invention is characterized by comprising means for outputting a laser beam, and a kaleidoscope for passing the outputted laser beam.

【0014】本発明に係る処理装置によれば、出力した
レーザ光がカライドスコープを通過することにより、横
モードの制御されたレーザ光を得ることができるので、
対象物の処理条件に応じて横モードの制御されたレーザ
光を該対象物に照射することが可能となる。
According to the processing apparatus of the present invention, since the output laser light passes through the kaleidoscope, the laser light controlled in the transverse mode can be obtained.
It is possible to irradiate the object with the laser light controlled in the transverse mode according to the processing condition of the object.

【0015】さらに、本発明のサーマルプリントヘッド
のは、発熱抵抗体を形成する工程と、前記形成された発
熱抵抗体に対し、光強度の最小値が該光強度の最大値の
85%以上となるよう制御された横モードのレーザ光を
照射する工程とにより製造されたことを特徴としてい
る。
Further, in the thermal print head according to the present invention, the step of forming the heating resistor includes the step of setting the minimum light intensity of the formed heating resistor to 85% or more of the maximum value of the light intensity. And a step of irradiating the laser light in the transverse mode controlled to be as described above.

【0016】本発明に係るサーマルプリントヘッドによ
れば、形成された発熱抵抗体に対し、光強度の最小値が
該光強度の最大値の85%以上となるよう制御された横
モードのレーザ光を照射することにより、発熱抵抗体の
全ての領域(同一面内)でほぼ均一な抵抗値を得ること
ができるので、画質の高い画像を得ることができ、かつ
長寿命化を図ることが可能となる。
According to the thermal print head of the present invention, the transverse mode laser beam is controlled such that the minimum value of the light intensity is 85% or more of the maximum value of the light intensity with respect to the formed heating resistor. By irradiating, it is possible to obtain a substantially uniform resistance value in all regions (in the same plane) of the heating resistor, so that a high-quality image can be obtained and the life can be extended. Becomes

【0017】本発明において、レーザ光を出力する手段
としては、誘導放出によりレーザを発振させ、該発振に
より生じた発振光を外部に出力するものであればよく、
例えば、レーザの発振作用を発生させる物質であるレー
ザ媒質、外部から励起するための励起媒体および共振器
を備えたレーザ発振器を好適に挙げることができる。本
発明において、上記レーザ発振器を適用した場合、レー
ザ媒質としては、例えば、色素等の液体、ヘリウム・ネ
オン、アルゴンおよびクリプトン等の気体、Nd:YA
Gやルビー等の固体およびガリウム砒素等の半導体を挙
げることができ、また、励起媒体は、レーザ媒質によっ
て適宜選択して用いればよいが、例えば、レーザ媒質と
して液体を用いた場合にはレーザ、気体を用いた場合に
は放電、半導体を用いた場合には電流および固体を用い
た場合にはフラッシュランプ等を選択して用いることが
できる。さらに、共振器としては、2枚の反射鏡(高反
射ミラー:HRおよび出力結合ミラー:OC)を組み合
わせたファブリペロー干渉計を好適に用いることができ
る。
In the present invention, the means for outputting a laser beam may be any device that oscillates a laser by stimulated emission and outputs oscillation light generated by the oscillation to the outside.
For example, a laser medium that is a substance that generates a laser oscillation action, an excitation medium for external excitation, and a laser oscillator including a resonator can be preferably used. In the present invention, when the above laser oscillator is applied, examples of the laser medium include a liquid such as a dye, a gas such as helium / neon, argon and krypton, and Nd: YA.
Solids such as G and ruby and semiconductors such as gallium arsenide can be mentioned.The excitation medium may be appropriately selected and used depending on the laser medium.For example, when a liquid is used as the laser medium, a laser, When a gas is used, a discharge can be used. When a semiconductor is used, a current can be used. When a solid is used, a flash lamp can be used. Further, as the resonator, a Fabry-Perot interferometer in which two reflecting mirrors (a high reflecting mirror: HR and an output coupling mirror: OC) are combined can be preferably used.

【0018】また、出力されたレーザ光に関する横モー
ドを制御する手段としては、例えば、横モードにおい
て、光強度の分布(パターン)を変更するように制御す
る手段や、光強度の分布を変更せず、対象物に応じて、
光強度の最大値と最小値との差が所望の差となる横モー
ドの領域を適用できるように制御する手段を挙げること
ができる。ここで、光強度の分布を変更するように制御
する手段としては、例えば、出力されたレーザ光を通過
させるカライドスコープや、ガウシアンモード(横単一
モード)とともに高次のモードを同時に発振するマルチ
モードを挙げることができる。さらに、対象物に応じ
て、光強度の最大値と最小値との差が所望の差となる横
モードの領域を適用できるように制御する手段として
は、例えば、処理装置に存在するコリメータや対物レン
ズ等の光学系を挙げることができ、さらに、出力された
レーザ光の一部を選択的に通過させるスリットを挙げる
ことができる。なお、横モードとは、レーザ光の進行方
向に対して垂直な方向から該レーザ光を切ることにより
得られた断面における光強度の分布として定義されてい
る。
The means for controlling the transverse mode of the output laser light includes, for example, means for controlling the light intensity distribution (pattern) in the transverse mode, and changing the light intensity distribution. Depending on the object,
Means for controlling so that a lateral mode region in which the difference between the maximum value and the minimum value of the light intensity is a desired difference can be applied. Here, as means for controlling so as to change the distribution of light intensity, for example, a kaleidoscope that allows the output laser light to pass therethrough, or simultaneously oscillates a higher-order mode together with a Gaussian mode (single transverse mode). Multi-mode can be mentioned. Further, as means for controlling so as to be able to apply a region of the transverse mode in which the difference between the maximum value and the minimum value of the light intensity is a desired difference depending on the object, for example, a collimator or an object existing in the processing device An optical system such as a lens can be used, and a slit for selectively passing a part of the output laser light can be used. Note that the transverse mode is defined as a light intensity distribution in a cross section obtained by cutting the laser light from a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light.

【0019】また、本発明においては、レーザ光の横モ
ードの制御にあたり、処理の対象となる対象物に応じて
横モードを適宜制御することができる。該対象物として
は、セラミック基板上にベータ−TaあるいはNiCr等をス
パッタリングした薄膜や銀パラジウムを焼き付けた厚膜
抵抗を用いたハイブリッドICや各種の抵抗体を挙げる
ことができ、また、上述したサーマルプリントヘッドの
発熱抵抗体を好適に挙げることができる。さらに、本発
明は、ハンダを用いた接合や、液晶表示装置におけるT
FTの製造に際し、基板上に堆積したアモルファスシリ
コンをポリシリコンに結晶化する際のアニーリングにも
適用することができる。
Further, in the present invention, in controlling the transverse mode of the laser beam, the transverse mode can be appropriately controlled according to an object to be processed. Examples of the target include hybrid ICs and various resistors using a thin film resistor obtained by sputtering beta-Ta or NiCr or the like on a ceramic substrate or a thick film resistor obtained by baking silver palladium. The heating resistor of the print head can be suitably exemplified. Further, the present invention relates to bonding using a solder and T
In manufacturing FT, the present invention can also be applied to annealing for crystallizing amorphous silicon deposited on a substrate into polysilicon.

【0020】ここで、例えば、Ta−SiO、Nb−
SiO、Zr−SiOおよびCr−SiO等のタ
ーゲット材を用いたスパッタリング法により、200〜
5000オングストロームの膜厚を有する薄膜として形
成された、サーマルプリントヘッドの発熱抵抗体をレー
ザーアニールする場合には、横モードにおける光強度の
最小値を、該光強度の最大値の85%以上となるように
設定することが望ましい。横モードにおける光強度の最
小値が、該光強度の最大値の85%以上となるように制
御された場合には、発熱抵抗体の全ての領域(同一面
内)でほぼ均一な熱処理が実行されるため、発熱抵抗体
の同一面における抵抗値の分布がほぼ均一になる。した
がって、発熱抵抗体の一部に対する電流の極端な集中が
防止され、画質の高い画像を形成することが可能とな
る。また、発熱抵抗体の一部に対する電流の極端な集中
が防止されるため、発熱抵抗体の破壊を防ぐことがで
き、発熱抵抗体、ひいてはサーマルプリントヘッドの長
寿命化を達成することができる。一方、横モードにおけ
る光強度の最小値が、該光強度の最大値の85%未満の
場合には、全ての領域(同一面内)でほぼ均一な熱処理
を行うことが困難となり、発熱抵抗体の同一面内で抵抗
値に著しい分布が生じることになる。すると、上述した
ように、発熱抵抗体の抵抗値が低い部分に電流が集中す
るため、該発熱抵抗体を用いて印刷した場合に所定の大
きさや形状に印画点を形成できないことから、印刷され
た画像の画質が低下し、またサーマルプリントヘッドの
寿命が短くなる。したがって、サーマルプリントヘッド
の発熱抵抗体をレーザーアニールする場合には、横モー
ドにおける光強度の最小値を、該光強度の最大値の85
%以上となるように設定する。なお、上述したように、
レーザ光に関する横モードは、処理の対象となる対象物
および対象物に要求される特性に基づいて適宜設定され
るのはいうまでもない。
Here, for example, Ta—SiO 2 , Nb—
By sputtering using a target material such as SiO 2 , Zr—SiO 2 and Cr—SiO 2 , 200 to
When the heating resistor of the thermal print head formed as a thin film having a thickness of 5000 Å is subjected to laser annealing, the minimum value of the light intensity in the transverse mode becomes 85% or more of the maximum value of the light intensity. It is desirable to set as follows. When the minimum value of the light intensity in the transverse mode is controlled to be 85% or more of the maximum value of the light intensity, substantially uniform heat treatment is performed in all regions (in the same plane) of the heating resistor. Therefore, the distribution of resistance values on the same surface of the heating resistor becomes substantially uniform. Therefore, extreme concentration of the current on a part of the heating resistor is prevented, and a high-quality image can be formed. Further, since the current is prevented from being extremely concentrated on a part of the heating resistor, destruction of the heating resistor can be prevented, and the life of the heating resistor and, consequently, the life of the thermal print head can be extended. On the other hand, when the minimum value of the light intensity in the transverse mode is less than 85% of the maximum value of the light intensity, it becomes difficult to perform substantially uniform heat treatment in all regions (in the same plane), and the heating resistor A remarkable distribution occurs in the resistance value in the same plane. Then, as described above, current concentrates on a portion where the resistance value of the heating resistor is low, so that printing cannot be performed in a predetermined size or shape when printing is performed using the heating resistor. The image quality of the deteriorated image is reduced, and the life of the thermal print head is shortened. Therefore, when the heating resistor of the thermal print head is subjected to laser annealing, the minimum value of the light intensity in the transverse mode is set to 85% of the maximum value of the light intensity.
Set to be at least%. In addition, as described above,
It goes without saying that the transverse mode for the laser beam is appropriately set based on the object to be processed and the characteristics required for the object.

【0021】また、本発明において、サーマルプリント
ヘッドは、例えば、アルミナセラミック等の基板上に上
記発熱抵抗体が形成され、該発熱抵抗体に対して横モー
ドが制御されたレーザ光が照射されたものであれば、な
んら制限されるものではない。
Further, in the present invention, in the thermal print head, for example, the above-mentioned heating resistor is formed on a substrate such as alumina ceramic, and the heating resistor is irradiated with a laser beam whose lateral mode is controlled. If it is a thing, it is not limited at all.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明に係る処理装置の第1の実
施の形態について、その構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【0024】図1に示すように、本実施の形態による処
理装置は、YAGレーザ(波長1.064μm)を出力
するレーザ発振器11を備えており、レーザ発振器11
から出力されたレーザ光Lは、ミラー12a〜12cで
反射されて、入射光学系13に入射する。入射光学系1
3から出射したレーザ光Lは、合成石英によって形成さ
れたカライドスコープ(0.5×0.5×50(m
m))14aの入射端面14bに入射する。カライドス
コープ14aに入射したレーザ光は、その内部で反射を
繰り返すことにより横モードが均一化され、出射端面1
4cから、カライドスコープ14aの断面の形状に対応
した短形状となって出射する。また、カライドスコープ
14aの出射端面14cには、出射端面14cから出射
するレーザ光Lの光量を制限するために、レーザ光の進
行方向と直行する方向の全長にわたり帯状の遮光体15
が設けられている。遮光体15は、スリガラスによって
構成されており、光を散乱することで通過する光量を制
限している。なお、遮光体15は、必要に応じて削除し
てもよい。さらに、遮光体15を通過したレーザ光L
は、スリットが形成されたスリット成形部材16を通る
が、スリット成形部材16は、ドライバにより駆動され
るようになっており、レーザ光Lの照射時における断面
(レーザ光の進行方向に対し垂直な方向にレーザ光を切
った断面)の形状を、サーマルプリントヘッド18の発
熱抵抗体の寸法に一致させるように調整する。最後に、
スリット成形部材16を通過したレーザ光Lは、対物光
学系17によって結像されて、サーマルプリントヘッド
18の発熱抵抗体に照射される。なお、上記装置は、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内で変形することが可能で
あり、例えば、カライドスコープ14aは、レーザ光の
横モードを制御する機能を備えた部材や装置に換装して
もよい。
As shown in FIG. 1, the processing apparatus according to the present embodiment includes a laser oscillator 11 for outputting a YAG laser (wavelength: 1.064 μm).
Are reflected by the mirrors 12 a to 12 c and enter the incident optical system 13. Incident optical system 1
The laser light L emitted from the light source 3 is made of a kaleidoscope (0.5 × 0.5 × 50 (m
m)) It is incident on the incident end face 14b of 14a. The laser light that has entered the kaleidoscope 14a is repeatedly reflected inside the kaleidoscope 14a, so that the transverse mode is made uniform, and the emission end face 1
4c, the light is emitted in a short shape corresponding to the cross-sectional shape of the kaleidoscope 14a. In order to limit the amount of laser light L emitted from the emission end face 14c, a band-shaped light shielding body 15 is provided over the entire length in a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light.
Is provided. The light shield 15 is made of ground glass, and scatters light to limit the amount of light passing therethrough. In addition, you may delete the light shielding body 15 as needed. Further, the laser light L that has passed through the light shield 15
Passes through a slit forming member 16 in which a slit is formed, and the slit forming member 16 is driven by a driver, and a cross section at the time of irradiation of the laser light L (perpendicular to the traveling direction of the laser light). The shape of the cross section obtained by cutting the laser beam in the direction is adjusted so as to match the size of the heating resistor of the thermal print head 18. Finally,
The laser beam L having passed through the slit forming member 16 forms an image by the objective optical system 17 and irradiates the heating resistor of the thermal print head 18. The above device can be modified without departing from the scope of the present invention. For example, the kaleidoscope 14a can be replaced with a member or device having a function of controlling the transverse mode of laser light. You may.

【0025】次に、本実施の形態に係る処理装置によ
り、図2(a)に示したように、基板21上に、Ta−
SiOからなるターゲット材を用いたスパッタリング
法によって2000オングストロームの膜厚を有する薄
膜として形成された発熱抵抗体22に対しレーザ光を照
射してレーザーアニールを実施した。このとき、図2
(b)に示したように、発熱抵抗体22に対して照射さ
れたレーザ光は、ほぼ均一な横モードを備えていたこと
が確認された。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the processing apparatus according to the present embodiment
Laser annealing was performed by irradiating a laser beam to the heating resistor 22 formed as a thin film having a thickness of 2000 angstroms by a sputtering method using a target material made of SiO 2 . At this time, FIG.
As shown in (b), it was confirmed that the laser beam applied to the heating resistor 22 had a substantially uniform transverse mode.

【0026】また、本発明に係る第2の実施の形態とし
て、図9に示した処理装置において、対物光学系17の
レンズの倍率を、従来の倍率(10倍)の1/4に低下
させた。 次に、第2の形態に係る処理装置により、図
3(a)に示したように、第1の実施の形態と同様にし
て形成された発熱抵抗体22に対しレーザ光を照射して
レーザーアニールを実施した。このとき、図3(b)に
示したように、発熱抵抗体22に対して照射されたレー
ザ光の横モードは、光強度の最小値が、該光強度の最大
値の85%であることが確認された。一方、対物光学系
17のレンズの倍率を変更しない場合には、図3(b)
に示したように、発熱抵抗体22に対して照射されるレ
ーザ光の横モードは、光強度の最小値が、該光強度の最
大値の40%であることが確認された。したがって、発
熱抵抗体22の中央部と端部とに与えられるエネルギー
の差は、従来の処理装置においては60%であったのに
対し、第2の実施の形態に係る処理装置においてはその
1/4の15%となった。
As a second embodiment according to the present invention, in the processing apparatus shown in FIG. 9, the magnification of the lens of the objective optical system 17 is reduced to 1/4 of the conventional magnification (10 times). Was. Next, as shown in FIG. 3A, the processing device according to the second embodiment irradiates the heating resistor 22 formed in the same manner as in the first embodiment with a laser beam, Annealing was performed. At this time, as shown in FIG. 3B, in the transverse mode of the laser beam irradiated to the heating resistor 22, the minimum value of the light intensity is 85% of the maximum value of the light intensity. Was confirmed. On the other hand, when the magnification of the lens of the objective optical system 17 is not changed, FIG.
As shown in (1), it was confirmed that the minimum value of the light intensity of the transverse mode of the laser beam irradiated to the heating resistor 22 was 40% of the maximum value of the light intensity. Therefore, the difference between the energy given to the central part and the end given to the end of the heating resistor 22 is 60% in the conventional processing apparatus, whereas the difference in energy is 1% in the processing apparatus according to the second embodiment. 15% of / 4.

【0027】さらに、本発明に係る第3の実施の形態と
して、図9に示した処理装置において、コリメータ91
の倍率を、従来の倍率(4倍)の4倍に上げた。
Further, as a third embodiment according to the present invention, in the processing apparatus shown in FIG.
Was increased to 4 times the conventional magnification (4 times).

【0028】次に、第3の形態に係る処理装置により、
図4(a)に示したように、第1の実施の形態と同様に
して形成された発熱抵抗体22に対しレーザ光を照射し
てレーザーアニールを実施した。このとき、図4(b)
に示したように、発熱抵抗体22に対して照射されたレ
ーザ光の横モードは、光強度の最小値が、該光強度の最
大値の85%であることが確認された。一方、対物光学
系17のレンズの倍率を変更しない場合には、図4
(b)に示したように、発熱抵抗体22に対して照射さ
れるレーザ光の横モードは、光強度の最小値が、該光強
度の最大値の40%であることが確認された。したがっ
て、発熱抵抗体22の中央部と端部とに与えられるエネ
ルギーの差は、従来の処理装置においては60%であっ
たのに対し、第3の実施の形態に係る処理装置において
はその1/4の15%となった。
Next, by the processing apparatus according to the third embodiment,
As shown in FIG. 4A, laser annealing was performed by irradiating a laser beam to the heating resistor 22 formed in the same manner as in the first embodiment. At this time, FIG.
As shown in (1), it was confirmed that the minimum value of the light intensity was 85% of the maximum value of the light intensity in the transverse mode of the laser light applied to the heating resistor 22. On the other hand, when the magnification of the lens of the objective optical system 17 is not changed, FIG.
As shown in (b), it was confirmed that the minimum value of the light intensity in the transverse mode of the laser light irradiated to the heating resistor 22 was 40% of the maximum value of the light intensity. Therefore, the difference between the energy given to the central part and the end given to the end of the heating resistor 22 is 60% in the conventional processing apparatus, whereas the difference in the processing apparatus according to the third embodiment is 1%. 15% of / 4.

【0029】また、本発明に係る第4の実施の形態とし
て、図9に示した処理装置において、励起パワーを増加
させ、レーザ発振器11よりガウシアンモードとともに
高次のモードを発振させたレーザ光を出力させた。
As a fourth embodiment according to the present invention, in the processing apparatus shown in FIG. 9, the pump power is increased and the laser oscillator 11 oscillates a laser beam oscillated in a Gaussian mode and a higher mode. Output.

【0030】次に、第4の形態に係る処理装置により、
図5(a)に示したように、第1の実施の形態と同様に
して形成された発熱抵抗体22に対しレーザ光を照射し
てレーザーアニールを実施した。このとき、図5(b)
に示したように、発熱抵抗体22に対して照射されたレ
ーザ光の横モードは、光強度の最小値が、該光強度の最
大値の85%であることが確認された。一方、ガウシア
ンモードのみが発振されたレーザ光を用いた場合には、
図5(b)に示したように、発熱抵抗体22に対して照
射されるレーザ光の横モードは、光強度の最小値が、該
光強度の最大値の40%であることが確認された。した
がって、発熱抵抗体22の中央部と端部とに与えられる
エネルギーの差は、従来の処理装置においては60%で
あったのに対し、第4の実施の形態に係る処理装置にお
いてはその1/4の15%となった。
Next, by the processing apparatus according to the fourth embodiment,
As shown in FIG. 5A, laser annealing was performed by irradiating a laser beam to the heating resistor 22 formed in the same manner as in the first embodiment. At this time, FIG.
As shown in (1), it was confirmed that the minimum value of the light intensity was 85% of the maximum value of the light intensity in the transverse mode of the laser light applied to the heating resistor 22. On the other hand, when using laser light oscillated only in Gaussian mode,
As shown in FIG. 5B, in the transverse mode of the laser beam irradiated to the heating resistor 22, it was confirmed that the minimum value of the light intensity was 40% of the maximum value of the light intensity. Was. Therefore, the difference between the energy given to the central portion and the energy given to the end of the heating resistor 22 was 60% in the conventional processing device, whereas it was 1% in the processing device according to the fourth embodiment. 15% of / 4.

【0031】さらに、本発明に係る第5の実施の形態と
して、図1に示した処理装置において、スリット成型部
材16によりレーザ光のビーム径を1/16に縮小し
た。
Further, as a fifth embodiment according to the present invention, in the processing apparatus shown in FIG. 1, the beam diameter of the laser beam was reduced to 1/16 by the slit molding member 16.

【0032】次に、第5の形態に係る処理装置により、
図6(a)に示したように、発熱抵抗体の面積を16倍
とした以外は、第1の実施の形態と同様にして形成され
た発熱抵抗体22に対して、発熱抵抗体22をすべてが
相同となるよう仮想的に16分割し、分割された各領域
ごとにレーザ光を照射してレーザーアニールを実施し
た。このとき、図6(b)に示したように、発熱抵抗体
22の各領域に対して照射されたレーザ光の横モード
は、光強度の最小値が、該光強度の最大値の85%であ
ることが確認された。一方、スリット成型部材16によ
りレーザ光のビーム径を1/16に縮小しない場合に
は、図6(b)に示したように、発熱抵抗体22に対し
て照射されるレーザ光の横モードは、光強度の最小値
が、該光強度の最大値の40%であることが確認され
た。したがって、発熱抵抗体22の中央部と端部とに与
えられるエネルギーの差は、従来の処理装置においては
60%であったのに対し、第5の実施の形態に係る処理
装置においてはその1/4の15%となった。
Next, the processing apparatus according to the fifth embodiment
As shown in FIG. 6A, the heating resistor 22 is different from the heating resistor 22 formed in the same manner as in the first embodiment except that the area of the heating resistor is increased 16 times. The laser light was applied to each of the divided regions virtually, and laser annealing was performed. At this time, as shown in FIG. 6B, in the transverse mode of the laser beam applied to each area of the heating resistor 22, the minimum value of the light intensity is 85% of the maximum value of the light intensity. Was confirmed. On the other hand, when the beam diameter of the laser light is not reduced to 1/16 by the slit molding member 16, as shown in FIG. It was confirmed that the minimum value of the light intensity was 40% of the maximum value of the light intensity. Therefore, the difference between the energy given to the central portion and the energy given to the end portion of the heating resistor 22 was 60% in the conventional processing device, whereas it was 1% in the processing device according to the fifth embodiment. 15% of / 4.

【0033】次いで、上記第1〜第5の実施の形態によ
りレーザーアニールされたサーマルプリントヘッドおよ
び上記従来の処理装置によりレーザーアニールされたサ
ーマルプリントヘッドのそれぞれについて寿命試験を行
った。なお、寿命試験はパルス幅25ms、繰り返し周期
33msとして、連続的に0.12w/dot の電力のパルス
を印加する方法で実施された。このとき、発熱抵抗体の
抵抗値の変化率を評価した結果を図7に示す。なお、図
7において、縦軸は抵抗値の変化率(%)、横軸はパル
ス印加数を示している。
Next, a life test was performed on each of the thermal print head laser-annealed according to the first to fifth embodiments and the thermal print head laser-annealed by the conventional processing apparatus. The life test was performed by a method of continuously applying a pulse of 0.12 w / dot power with a pulse width of 25 ms and a repetition period of 33 ms. FIG. 7 shows the result of evaluating the rate of change of the resistance value of the heating resistor at this time. In FIG. 7, the vertical axis indicates the rate of change (%) of the resistance value, and the horizontal axis indicates the number of applied pulses.

【0034】図7から明らかなように、従来の処理装置
によりアニールされた発熱抵抗体の抵抗値の変化率は、
1×10回のパルス印加時までに大きく低下し、その
後、上昇に転じ、3×10回のパルス印加時までに+
10%を超えた。一方、上記第1〜第5の実施の形態に
よりレーザーアニールされた発熱抵抗体においては、抵
抗値の変化率は小さく、徐々に単調に上昇していくが、
1×10回のパルス印加時においても、その変化率は
+5%未満に留まっていた。
As is apparent from FIG. 7, the rate of change of the resistance value of the heating resistor annealed by the conventional processing apparatus is:
It drops sharply by the time of 1 × 10 5 pulse application, and then rises to + by the time of 3 × 10 7 pulse application.
It exceeded 10%. On the other hand, in the heating resistor that has been laser-annealed according to the first to fifth embodiments, the rate of change of the resistance value is small and gradually increases monotonously.
Even when 1 × 10 8 pulses were applied, the rate of change was less than + 5%.

【0035】また、上記第1〜第5の実施の形態により
レーザーアニールされたサーマルプリントヘッドおよび
上記従来の処理装置によりレーザーアニールされたサー
マルプリントヘッドのそれぞれに対して実機走行試験を
行い、 10000枚の転写媒体(A6版の普通紙)に連続し
て形成させた画像の品位およびサーマルプリントヘッド
の耐久性を確認した。なお、各サーマルプリントヘッド
には、パルス幅25ms、繰り返し周期33msとして、連
続的に0.12W/ dotの電力のパルス印加が行われた。
その結果、本実施の形態に係るサーマルプリントヘッド
においては、従来の処理装置により製造されたサーマル
プリントヘッドに認められた画像の濃淡等を確認するこ
とはできず、高い品位の画像を得ることができた。ま
た、実機走行試験後において、本実施の形態に係るサー
マルプリントヘッドにおいては、10000枚の転写媒体
(A6版の普通紙)に対し、なんら問題を生じることな
く印刷することができたが、従来の処理装置により製造
されたサーマルプリントヘッドにおいては、 10000枚の
転写媒体(A6版の普通紙)に対し印刷する過程で発熱
抵抗体が破損し、十分な画質の画像を形成することがで
きなかった。
A real machine running test was performed on each of the thermal print head laser-annealed according to the first to fifth embodiments and the thermal print head laser-annealed by the conventional processing apparatus. The quality of the image continuously formed on the transfer medium (A6 size plain paper) and the durability of the thermal print head were confirmed. A pulse of 0.12 W / dot power was continuously applied to each thermal print head with a pulse width of 25 ms and a repetition period of 33 ms.
As a result, in the thermal print head according to the present embodiment, it is not possible to confirm the density and the like of the image observed in the thermal print head manufactured by the conventional processing apparatus, and to obtain a high-quality image. did it. After the actual running test, the thermal printhead according to the present embodiment could print on 10,000 transfer media (A6 size plain paper) without any problem. In the thermal print head manufactured by the processing device of (1), the heating resistor is damaged in the process of printing on 10,000 transfer media (plain paper of A6 size), and an image of sufficient image quality cannot be formed. Was.

【0036】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、要旨を逸脱しない範囲で適宜変形することが可能で
ある。例えば、上記実施の形態の内いくつかを組み合わ
せて実施してもよく、また、レーザ光を出力するレーザ
として、YAGレーザ(波長1.064μm)に限定さ
れるものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be appropriately modified without departing from the scope of the invention. For example, some of the above embodiments may be combined, and the laser that outputs laser light is not limited to a YAG laser (wavelength: 1.064 μm).

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る処理
装置によれば、出力したレーザ光の横モードを制御する
ことにより、任意の横モードのレーザ光を得ることがで
きるので、対象物の処理条件に応じて横モードの制御さ
れたレーザ光を該対象物に照射することができる処理装
置を提供することができる。
As described in detail above, according to the processing apparatus of the present invention, by controlling the transverse mode of the output laser light, laser light of any transverse mode can be obtained. It is possible to provide a processing apparatus which can irradiate the object with laser light controlled in a transverse mode in accordance with processing conditions of the object.

【0038】また、本発明に係る処理装置によれば、出
力したレーザ光がカライドスコープを通過することによ
り、横モードの制御されたレーザ光を得ることができる
ので、対象物の処理条件に応じて横モードの制御された
レーザ光を該対象物に照射することができる処理装置を
提供することができる。
Further, according to the processing apparatus of the present invention, since the output laser light passes through the kaleidoscope, the laser light controlled in the transverse mode can be obtained. Accordingly, it is possible to provide a processing apparatus capable of irradiating the object with a laser beam controlled in a transverse mode.

【0039】さらに、本発明に係るサーマルプリントヘ
ッドによれば、形成された発熱抵抗体に対し、光強度の
最小値が該光強度の最大値の85%以上となるよう制御
された横モードのレーザ光を照射することにより、発熱
抵抗体の全ての領域(同一面内)でほぼ均一な抵抗値を
得ることができるので、画質の高い画像を得ることがで
き、かつ長寿命化が達成されたサーマルプリントヘッド
を提供することができる。
Furthermore, according to the thermal print head of the present invention, the transverse mode in which the minimum value of the light intensity is controlled to be 85% or more of the maximum value of the light intensity with respect to the formed heating resistor. By irradiating the laser beam, a substantially uniform resistance value can be obtained in all regions (within the same plane) of the heating resistor, so that a high-quality image can be obtained and a long life can be achieved. A thermal printhead can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る処理装置の構成を示した図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus according to the present invention.

【図2】第1の実施の形態に係る処理装置によりレーザ
ーアニールを実施されたサーマルプリントヘッドおよび
発熱抵抗体に対して照射されたレーザ光の横モードを示
した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a transverse mode of a laser beam applied to a thermal print head and a heating resistor that have been subjected to laser annealing by the processing apparatus according to the first embodiment.

【図3】第2の実施の形態に係る処理装置によりレーザ
ーアニールを実施されたサーマルプリントヘッドおよび
発熱抵抗体に対して照射されたレーザ光の横モードを示
した図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a transverse mode of a laser beam irradiated to a thermal print head and a heating resistor that have been subjected to laser annealing by a processing apparatus according to a second embodiment.

【図4】第3の実施の形態に係る処理装置によりレーザ
ーアニールを実施されたサーマルプリントヘッドおよび
発熱抵抗体に対して照射されたレーザ光の横モードを示
した図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a transverse mode of a laser beam applied to a thermal print head and a heating resistor that have been subjected to laser annealing by a processing apparatus according to a third embodiment.

【図5】第4の実施の形態に係る処理装置によりレーザ
ーアニールを実施されたサーマルプリントヘッドおよび
発熱抵抗体に対して照射されたレーザ光の横モードを示
した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a transverse mode of a laser beam applied to a thermal print head and a heating resistor that have been subjected to laser annealing by a processing apparatus according to a fourth embodiment.

【図6】第5の実施の形態に係る処理装置によりレーザ
ーアニールを実施されたサーマルプリントヘッドおよび
発熱抵抗体に対して照射されたレーザ光の横モードを示
した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a transverse mode of a laser beam applied to a thermal print head and a heating resistor that have been subjected to laser annealing by a processing apparatus according to a fifth embodiment.

【図7】サーマルプリントヘッドの寿命試験の結果を示
した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a result of a life test of the thermal print head.

【図8】サーマルプリントヘッドの構成を示した図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a thermal print head.

【図9】処理装置の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a processing apparatus.

【図10】従来、処理装置によりレーザーアニールを実
施されたサーマルプリントヘッドの発熱抵抗体における
抵抗値の分布および発熱抵抗体に対して照射されたレー
ザ光の横モードを示した図である。。
FIG. 10 is a diagram showing a distribution of resistance values in a heating resistor of a thermal print head which has been conventionally subjected to laser annealing by a processing apparatus, and a transverse mode of a laser beam applied to the heating resistor. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11……レーザ発振器 12a〜12c……ミラー 13……入射光学系 14a……カライドスコープ 14b……カライドスコープの入射端面 14c……カライドスコープの出射端面 15……遮光体 16……スリット形成部材 17…
…対物光学系 18……サーマルプリントヘッド 21……基板 22……発熱抵抗体 23a、23
b……リード線 91……コリメータ 92……補正光学系
11 Laser oscillators 12a to 12c Mirror 13 Incident optical system 14a Kaleidoscope 14b Inlet end face of kaleidoscope 14c Outlet end face of kaleidoscope 15 Light shield 16 Slit Forming member 17 ...
… Objective optical system 18… Thermal print head 21… Substrate 22… Heating resistors 23 a, 23
b Lead wire 91 Collimator 92 Correction optical system

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を出力する手段と、 前記出力したレーザ光の横モードを制御する手段とを具
備したことを特徴とする処理装置。
1. A processing apparatus comprising: means for outputting a laser beam; and means for controlling a transverse mode of the outputted laser beam.
【請求項2】 レーザ光を出力する手段と、 前記出力したレーザ光を通過させるカライドスコープと
を具備したことを特徴とする処理装置。
2. A processing apparatus comprising: means for outputting laser light; and a kaleidoscope for passing the output laser light.
【請求項3】 前記横モードは、光強度の最小値が該光
強度の最大値の85%以上となるように制御されたこと
を特徴とする請求項1に記載の処理装置。
3. The processing apparatus according to claim 1, wherein the lateral mode is controlled such that a minimum value of the light intensity is 85% or more of a maximum value of the light intensity.
【請求項4】 発熱抵抗体を形成する工程と、 前記形成された発熱抵抗体に対し、光強度の最小値が該
光強度の最大値の85%以上となるよう制御された横モ
ードのレーザ光を照射する工程とにより製造されたこと
を特徴とするサーマルプリントヘッド。
4. A step of forming a heating resistor, and a transverse mode laser controlled such that a minimum value of the light intensity of the formed heating resistor is 85% or more of a maximum value of the light intensity. A thermal print head manufactured by the step of irradiating light.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009214538A (en) * 2008-02-13 2009-09-24 Ricoh Co Ltd Image processing method and image processing apparatus
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