JPH04298005A - サーマルヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱発色記録装置ある
いは熱転写記録装置等に用いられる多数の発熱抵抗体を
有するサーマルヘッドに関し、特に、前記発熱抵抗体に
、レーザビームによりその抵抗値を均一とする抵抗値調
整用スリットが形成されたサーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルヘッドを用いて優れた印字品質
と濃度階調記録を実現するためには、サーマルヘッドの
抵抗値を均一にする必要がある。従来、絶縁基板上にＭ
ＯＤ材料、もしくは薄膜材料で形成された発熱抵抗体を
有するサーマルヘッドで高品質な階調記録を印字するた
め、レーザトリミングによる発熱抵抗体の抵抗値調整が
行われている。従来のトリミングプロセスはトリミング
をしながら抵抗値を測定し、その抵抗値が目標値以下の
時には所定発熱抵抗体にレーザ光を照射して抵抗値を上
昇させ、上記抵抗値が目標値に到達した時にはレーザ光
照射を停止するという方法がとられている。

【０００３】そして通常図８に示すように、レーザトリ
ミングにより発熱抵抗体をトリミングする場合、共通電
極０４および個別電極０５間を接続する発熱抵抗体０３
にレーザ光を照射して数μｍ〜数１０μｍのレーザスポ
ットＬｏによる孔を生じさせて抵抗値を上昇させる。そ
して、レーザスポットＬｏによる孔を１個生じさせる毎
に抵抗値を測定し、目標抵抗値に達していなければレー
ザスポットＬｏの位置を少しずらせて次のレーザ光を照
射する。このようにしてレーザスポットＬｏによって形
成される連続レーザスポット孔により、発熱抵抗体０３
に抵抗値調整用のスリット０３ａを形成し、発熱抵抗体
０３の抵抗値を目標値に合わせる。実用範囲内ではレー
ザ光のスポットＬｏの径はレーザ光の出力に比例する。 そして、レーザ光のスポットＬｏの径に比例して抵抗値
は上昇する。もちろん実用範囲を越えた大きなパワーの
レーザ光では表面や下層に破壊を起こし、小さすぎるパ
ワーのレーザ光ではトリミングはできない。

【０００４】したがって、レーザスポットＬｏの径は実
用範囲内で定まる一定のものが使用されている。この場
合、トリミング速度を上げるためには、前記実用範囲内
で出力を大きくするか、発熱抵抗体０３上でのレーザス
ポットＬｏの移動速度を速くして１パルス照射時の抵抗
値上昇率を大きくする。このようにして抵抗値上昇率を
大きくすると、目標抵抗値到達直前の状態から目標抵抗
値に到達する最後の１パルスのレーザ光照射での抵抗値
上昇率が大きくなるため、出来上りの抵抗値のバラツキ
も大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記抵抗値トリミング
において、より高精度のトリミングを行うには次の（ａ
），（ｂ）に示す２種類の方法がある。 （ａ）　　１つは１パルス照射時の抵抗値上昇率を小さ
くする方法である。図８の丸１つが１パルス照射時のレ
ーザスポットで、このスポット径を小さくすればよい。 そのためにはレーザ出力を下げる。 （ｂ）　　もう１つは、レーザスポットのピッチを小さ
くする方法である。そのためにはレーザ光の移動速度を
下げる。これらの二つの方法によれば、トリミングがよ
り高精度におこなえるが、どちらの方法でもトリミング
速度が遅くなることは明白である。

【０００６】図９は１個の発熱抵抗体０３をトリミング
する場合の抵抗値上昇を表している。目標抵抗値に到達
する直前の状態Ｒａから、目標抵抗値Ｒｏに到達する最
後の１パルスのレーザ光を照射すると、その発熱抵抗体
０３は目標抵抗値Ｒｏを越えて抵抗値Ｒｂに到達し、そ
の発熱抵抗体０３のトリミングが終了する。図１０は通
常の一定出力でのトリミングによって作製したＡ４、８
ｄｏｔ／ｍｍのサーマルヘッドの抵抗値バラツキで、ほ
とんどのビットが±０．１％以内に入ってはいるものの
、飛び値によってＭａｘは０．３％を越えてしまってい
る。以上のことから次の（イ），（ロ）が言える。 （イ）　　最後の１パルスのレーザ光での抵抗値上昇率
は、それ以前の抵抗値上昇率と同じであるためこれが大
きいと、目標抵抗値Ｒｏをオーバーする大きさも増え、
結果として出来上りのサーマルヘッドのトリミング精度
が低くなる。 （ロ）　　したがって、１個の発熱抵抗体０３をトリミ
ングする際に、精度に最も関係するのは最後の１パルス
である。

【０００７】理想としては最後の１パルスのみレーザ出
力を小さく、それ以前のレーザ出力を大きくすれば高精
度で、且つ高速度なトリミングが可能となるが、最後の
１パルスのみを検出するのは事実上不可能である。そこ
で最も理想に近い形として、トリミング中の抵抗値が目
標抵抗値に十分近ずくまで、例えば目標抵抗値の９９％
まで比較的大きなレーザ出力でトリミングし、それ以降
の残り１％を比較的小さな出力でトリミングすることに
よって、高精度で且つ高速度なレーザトリミングが可能
となる。本発明は前記事情、および検討結果に鑑み、サ
ーマルヘッドの抵抗値をレーザトリミングにより均一に
調整するに際し、レーザトリミングによる発熱抵抗体の
抵抗値調整を、高速、且つ高精度で行えるようにするこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本出願の発明の構成を説明するが、本
発明の構成要素には、後述の実施例の構成要素との対応
を容易にするため、実施例の構成要素の符号をカッコで
囲んだものを付記している。なお、本発明を後述の実施
例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を
容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定す
るためではない。本出願の第１発明のサーマルヘッドは
、複数の個別電極（５）と、それらの個別電極先端部に
対応して配置された共通電極（４）と、前記個別電極先
端部および共通電極（４）間を接続する発熱抵抗体（３
）とが絶縁基板（２）表面に形成され、前記発熱抵抗体
（３）にはレーザビームによりその抵抗値を均一とする
抵抗値調整用スリット（３ａ）が形成されたサーマルヘ
ッドにおいて、前記抵抗値調整用スリット（３ａ）の一
端部の幅が他の部分よりも狭く形成されたことを特徴と
する。

【０００９】本出願の第２発明のサーマルヘッドの製造
方法は、絶縁基板（２）表面に、複数の個別電極（５）
とそれらの個別電極先端部に対応して配置された共通電
極（４）と、前記個別電極（５）および共通電極（４）
間を接続する発熱抵抗体（３）とを形成してから、前記
各発熱抵抗体（３）の抵抗値（Ｒｉ）が目標抵抗値（Ｒ
ｏ）よりも小さい場合にレーザビームを照射して前記発
熱抵抗体（３）に抵抗値調整用のスリットを形成するサ
ーマルヘッドの製造方法において、前記発熱抵抗体（３
）の抵抗値が前記目標抵抗値（Ｒｏ）に近い所定範囲に
達してからは、前記所定範囲に達する前に比べて強度の
小さなレーザビームを使用することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本出願の第１のサーマルヘッドは、前記レーザ
ビームにより発熱抵抗体（３）に形成された抵抗値調整
用スリット（３ａ）の一端部の幅が他の部分よりも狭く
形成されている。すなわち、前記抵抗値調整用スリット
（３ａ）には、幅の広い部分と幅の狭い部分とがある。 前記抵抗値調整用スリット（３ａ）の幅の広い部分は、
スポット径の大きなレーザビームを用いて照射された部
分であり、幅の狭い部分はスポット径の小さなレーザビ
ームを用いて照射された部分である。したがって、前記
発熱抵抗体（３）は、その実際の抵抗値と前記目標抵抗
値との差が大きい間は前記スポット径の大きなレーザビ
ームを用いて抵抗値調整を行い、その実際の抵抗値と前
記目標抵抗値との差が小さくなったときは前記スポット
径の小さなレーザビームを用いて抵抗値調整を行うこと
ができる。そして、スポット径が大きなレーザビームを
用いて抵抗値調整を行ったときにはスリット形成の速度
すなわち抵抗値調整速度を高速に行うことができ、スポ
ット径が小さなレーザビームを用いて抵抗値調整を行っ
たときには抵抗値調整を高精度で行うことができる。し
たがって、本出願の第１発明のサーマルヘッドはその製
造時に、レーザトリミングによる発熱抵抗体の抵抗値調
整を、高速、且つ高精度で行うことができる。したがっ
て、本出願の第１発明のサーマルヘッドは、抵抗値が高
精度で均一化されており、しかも生産性が高い。

【００１１】また、本出願の第２発明のサーマルヘッド
の製造方法は、前記発熱抵抗体（３）の抵抗値が前記目
標抵抗値（Ｒｏ）に近い所定範囲に達してからは、前記
所定範囲に達する前に比べて強度の小さなレーザビーム
を使用するので、レーザトリミングによる発熱抵抗体（
３）の抵抗値調整を、高速、且つ高精度で行うことがで
きる。

【００１２】

【実施例】以下、図面により本発明のサーマルヘッドお
よびその製造方法の実施例について説明する。図１は本
発明のサーマルヘッドの一実施例の要部斜視図、図２は
前記図１の矢視ＩＩ部分の拡大図、図３は前記図２の対
摩耗層を除いた部分の拡大平面図、図４は前記図３の要
部拡大図、である。本実施例のサーマルヘッドの発熱抵
抗体の抵抗値バラツキの説明図、である。　　図１に示
すように、サーマルヘッドＨは、支持板１を備えている
。この支持板１の表面には、絶縁基板２が接着剤によっ
て張付けられており、この絶縁基板２は、アルミナ製本
体２ａとその表面に形成された約６０μｍの厚さのアン
ダーグレーズ層２ｂとから構成されている。そして、第
３図に示すように前記絶縁基板２の表面には、複数の発
熱抵抗体３が主走査方向Ｘに沿って島状に設けられてい
る。 この発熱抵抗体３は、金属有機物抵抗体材料を６００℃
で焼成して形成されたものである。なお、この発熱抵抗
体３は薄膜によって形成することも可能である。

【００１３】前記絶縁基板２表面上には、図２に示すよ
うな帯状の共通電極本体部４ａとこの共通電極本体部４
ａから櫛歯状に副走査方向Ｙに突出する多数の共通電極
接続部４ｂとを有する共通電極４と、前記多数の共通電
極接続部４ｂに対向する位置に所定の距離を置いて配置
された多数の個別電極５とが形成されている。前記各共
通電極接続部４ｂおよび個別電極５は前記絶縁基板２表
面上に主走査方向Ｘに沿って配設された前記発熱抵抗体
３によって接続されている。また、前記個別電極５の基
端部（第１図中、左端部）は駆動用ＩＣ（図示省略）と
接続するためのパッド（すなわち、ＩＣ接続端子）５ａ
として形成されている。そして、前記発熱抵抗体３、共
通電極４、および個別電極５等は耐摩耗層６（図２参照
）によって被覆されている。そして、前記サーマルヘッ
ドＨは、前記符号１〜６等で示された構成要素および図
示しない駆動用ＩＣ等から構成されている。そして、前
記各発熱抵抗体３が前記耐摩耗層６を介してローラプラ
テン上の感熱記録紙に押付けられた状態で熱記録（印字
）が行われる。

【００１４】前記サーマルヘッドＨの各発熱抵抗体３に
は、レーザビームによって抵抗値調整用スリットＳが形
成されている。前記抵抗値調整用スリットＳは幅の広い
広幅スリット部分Ｓ１と、幅の狭い狭幅スリット部分Ｓ
２とから構成されている。前記広幅スリット部分Ｓ１は
スポット径の大きなレーザビームによって形成されたス
リットであり、前記狭幅スリット部分Ｓ２はスポット径
の小さなレーザビームによって形成されたスリットであ
る。前記抵抗値調整用スリットＳによって、サーマルヘ
ッドＨの各発熱抵抗体３の抵抗値は均一に調整されてい
る。

【００１５】次に図５により、前記絶縁基板２表面に形
成された各発熱抵抗体３の抵抗値を調整するレーザトリ
ミング装置を説明する。図５において、プローバ２１は
、前記個別電極５のパッド５ａに接触する探針２１ａ，
２１ａ，…を備えている。そして、前記プローバ２１に
はマルチプレクサリレー２２が接続されており、これら
のプローバ２１およびマルチプレクサリレー２２はコン
ピュータ２３により制御されて、前記探針２１ａ、個別
電極５を介して前記発熱抵抗体３，３，…（図２参照）
中の１ビットを選択するように構成されている。また、
前記マルチプレクサリレー２２は、抵抗測定器２４の入
力端子に接続されており、前記コンピュータ２３は、前
記抵抗測定器２４によって測定された、発熱抵抗体３の
抵抗値に応じてパルス発生器２５で２種のパルス、すな
わち比較的大電力の第１パルスおよび比較的小電力の第
２パルスを発生させる。そして、レーザ装置２６は、前
記２種のパルスに応じたスポット径の第１レーザおよび
第２レーザを発熱抵抗体３に照射するように構成されて
いる。

【００１６】次に、前述の図５のブロック線図で示され
るトリミング装置の作用を図６のフローチャートにより
説明する。前記絶縁基板２表面に形成された前記複数の
発熱抵抗体３のトリミングを行う処理（フロー）が開始
されると、ステップＳ１において前記プローバ２１の探
針２１ａ，２１ａ、…を前記個別電極５，５，…のパッ
ド５ａ，５ａ，…に接触させ、探針２１ａの数に応じた
数（たとえば１２８）の発熱抵抗体３の初期抵抗値Ｒｉ
を測定する。次にステップＳ２において、ｎ＝１と置く
。 次短針にステップＳ３において前記各発熱抵抗体３，３
，…の中からｎ＝１に対応するビット（すなわち発熱抵
抗体）を選択する。この場合、前記プローバ２１の短針
２１による発熱抵抗体を選択するとともに、その発熱抵
抗体にレーザが照射される位置に前記レーザ装置２６を
移動させる。次にステップＳ４において抵抗値が最終目
標値の所定範囲内に在るかどうかを判断する。ノー（Ｎ
）の場合はステップＳ５に移る。次にステップＳ５にお
いて抵抗値が最終目標値の９９％範囲内に在るかどうか
を判断する。ノー（Ｎ）の場合はステップＳ６に移り、
イエス（Ｙ）の場合はステップＳ７に移る。ステップＳ
６においては比較的大電力の第１レーザを発熱抵抗体３
に照射し、ステップＳ７においては比較的小電力の第２
レーザを発熱抵抗体３に照射する。

【００１７】次にステップＳ８においてレーザ照射した
発熱抵抗体３の抵抗値を測定する。そして、前記ステッ
プＳ４に戻る。ステップＳ４においてイエスの場合はス
テップＳ１０に移る。ステップＳ１０においてｎ＝ｎ＋
１と置く。次にステップＳ１１においてｎ＝ｎｏかどう
かを判断する。ただしｎｏは前記個別電極５に接触する
前記プローブ２１の探針２１ａの数に１をプラスした数
であり、たとえば探針２１ａの数が１２８であるならば
ｎｏ＝１２９である。このステップＳ１１においてノー
の場合は前記ステップＳ３に戻り、イエスの場合には全
ての探針（たとえば１２８本の探針）２１ａに接続され
た発熱抵抗体３，３，…のトリミングが終了したものと
して、次のステップＳ１２に移る。

【００１８】ステップＳ１２において、前記絶縁基板２
表面の発熱抵抗体３，３，…の全ビットのトリミングが
終了したかどうか判断する。このステップＳ１２におい
てノーの場合には前記ステップＳ１に戻り、まだトリミ
ングの終了していない発熱抵抗体３，３，…に接続され
た個別電極５，５，…のパッド５ａに前記プローバ２１
の探針２１ａを接触させてその各発熱抵抗体３，３，…
の初期抵抗値Ｒｉを測定する。　　前記ステップＳ１２
においてイエスの場合には前記絶縁基板２表面の発熱抵
抗体３のトリミングのフローを終了する。このトリミン
グにより、前記金属有機物抵抗体材料から形成された各
発熱抵抗体３のバラツキのあった初期抵抗値Ｒｉを所定
の目標範囲内に収めることができる。図７は前記実施例
のサーマルヘッドの抵抗値バラツキを示す図で、Ｍａｘ
の値も０．１％以内に入っている。

【００１９】以上、本発明によるサーマルヘッドの実施
例を詳述したが、本発明は、前述の実施例に限定される
ものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要
旨の範囲内で、種々の設計変更を行うことが可能である
。前記実施例では目標抵抗値の９９％以内に達してから
レーザ出力を変更してトリミングを行う２段階トリミン
グであるが、これを９５％までは実用範囲内での、比較
的大きなレーザ出力、９５〜９９％の範囲は中間の大き
さのレーザ出力、それ以降の残り１％を比較的小さなレ
ーザ出力というように３段階、またそれ以上に区切って
も同様な効果を得られる。また、レーザ出力を切り替え
るタイミングは、抵抗値が目標の９８％または９７％に
達したとき等に変更することも可能である。そして、切
り替時の定める抵抗値を最適化することにより、通常よ
りも短時間で、より高精度のトリミングが可能なる。

【００２０】

【発明の効果】前述したように、本発明によれば、多階
調記録に適した高精度なサーマルヘッドの作製が高速な
レーザトリミングプロセスによって可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　図１は本発明の一実施例のサーマルヘッド
Ｈの要部斜視図である。

【図２】　　図２は前記図１の矢印ＩＩ部分の拡大図で
ある。

【図３】　　図３は同実施例の対摩耗層６を省略した平
面拡大図である。

【図４】　　図４は前記図３の要部拡大図である。

【図５】　　図５は同実施例で使用するトリミング装置
のブロック図である。

【図６】　　図６は前記図５に示すトリミング装置の動
作を示すフローチャートである。

【図７】　　図７は前記トリミングされた実施例のサー
マルヘッドの抵抗値のバラツキを示すグラフである。

【図８】　　図８は従来のサーマルヘッドのレーザトリ
ミング方法によって発熱抵抗体に形成されたスリットを
示す図である。

【図９】　　図９は従来のサーマルヘッドのトリミング
方法の説明図である。

【図１０】　　図１０は従来のトリミング方法によって
トリミングされたサーマルヘッドの抵抗値のバラツキを
示すグラフである。

【符号の説明】

Ｒｉ…抵抗値、Ｒｏ…目標抵抗値、２…絶縁基板、３…
発熱抵抗体、３ａ…スリット、４…共通電極、５…個別
電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の個別電極（５）と、それらの個
   別電極先端部に対応して配置された共通電極（４）と、
   前記個別電極先端部および共通電極（４）間を接続する
   発熱抵抗体（３）とが絶縁基板（２）表面に形成され、
   前記発熱抵抗体（３）にはレーザビームによりその抵抗
   値を均一とする抵抗値調整用スリット（３ａ）が形成さ
   れたサーマルヘッドにおいて、前記抵抗値調整用スリッ
   ト（３ａ）の一端部の幅が他の部分よりも狭く形成され
   たことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】　　絶縁基板（２）表面に、複数の個別電
   極（５）とそれらの個別電極先端部に対応して配置され
   た共通電極（４）と、前記個別電極（５）および共通電
   極（４）間を接続する発熱抵抗体（３）とを形成してか
   ら、前記各発熱抵抗体（３）の抵抗値（Ｒｉ）が目標抵
   抗値（Ｒｏ）よりも小さい場合にレーザビームを照射し
   て前記発熱抵抗体（３）に抵抗値調整用のスリットを形
   成するサーマルヘッドの製造方法において、前記発熱抵
   抗体（３）の抵抗値が前記目標抵抗値（Ｒｏ）に近い所
   定範囲に達してからは、前記所定範囲に達する前に比べ
   て強度の小さなレーザビームを使用することを特徴とす
   るサーマルヘッドの製造方法。