JP2990323B2 - サーマルヘッドのトリミング方法およびトリミング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フルカラープリンタ等
の高画質プリンタに適する厚膜型感熱記録ヘッドのトリ
ミング方法およびトリミングを実施するトリミング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルヘッド（交互リード型）の概略
を図８により説明する。サーマルヘッドは絶縁性基板２
上に導電性材料からなる個別電極４と共通電極３との間
を発熱抵抗体５で接続して構成され、導電体材料からな
る個別電極４と共通電極３間に一定の電圧を一定時間印
加させて、発熱抵抗体５の選択されたビット５ａにジュ
ール熱を発生させ、その熱によって、発熱抵抗体５に接
触して配置された感熱記録紙を発色させる構造である。
これらのサーマルヘッドにおいては、例えば、Ａ４サイ
ズのヘッドあたり１７２８個の発熱抵抗体素子が形成さ
れているが、その全抵抗体素子が同じ値の抵抗値を示す
とは限らず、バラツキが生じる。しかし、発熱抵抗体の
抵抗値が均一でないと、発熱した際の発熱抵抗体の温度
に差が生じ、感熱転写紙等に印字等を行った場合、印字
した字あるいは図等に濃度むらが発生する不都合があっ
た。

【０００３】このような濃度むらの発生防止のため、各
発熱抵抗体の抵抗値を均一化する処理が行われている。
従来サーマルヘッドの発熱抵抗体の抵抗値のばらつきを
均一化するための抵抗値調整（トリミング）方法とし
て、パルストリミングが知られている。このパルストリ
ミングは、発熱抵抗体に抵抗破壊を生じさせない範囲で
所定の電界を印加すると、その電界強度に応じて発熱抵
抗体の抵抗値が減少するという性質を利用して、発熱抵
抗体の抵抗値を均一化するものであり（例えば、特開昭
６１−８３０５３号公報参照）、抵抗値を均一化した発
熱抵抗体に記録電流を流すことによって抵抗体素子の発
熱量を均一化させ、抵抗体素子の発熱量の差異による濃
度ムラの発生を阻止させている。

【０００４】従来のトリミング装置の構成を図６に示す
ブロック図により説明する。プローバ１６は接続端子を
介して電極４のパッドに接触する探針１６ａ，１６ｂ，
１６ｃ・・・・を備えている。そして、プローバ１６に
はマルチプレクサリレー１４が接続されており、プロー
バ１６およびマルチプレクサリレー１４はコンピュータ
１１に制御されて、プローバ１６の探針１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ・・・・、個別電極４を介して発熱抵抗体５
の１つのビット５ａを選択するよう構成されている。マ
ルチプレクサリレー１４はコンピュータ１１により制御
される切り換えスイッチ１５を介してパルス発生器１２
の出力端子、または抵抗測定器１３の入力端子に選択的
に接続されている。そして、このトリミング装置は、コ
ンピュータ１１により、各抵抗体素子の抵抗値を測定し
ながら発熱抵抗体５への印加パルスを制御し、抵抗値を
下げることにより所望の抵抗値に揃えるものである。

【０００５】次に、トリミング装置の作用を図７に示す
フローチャートにより説明する。ステップＳ₀でスター
トし、ステップＳ₁でマルチプレクサ・リレー１４によ
りチャンネルの設定をおこなう。ステップＳ₂で発熱抵
抗体の抵抗値を測定し、ステップＳ₃で測定値が目標領
域の抵抗値かどうかを判定する。ＮＯの場合はステップ
Ｓ₄に進み、電圧計算により抵抗値に応じた印加電圧を
設定し、ステップＳ₅で１μｓｅｃ以下のパルス幅の高
電界パルスを印加する。ステップＳ₆で抵抗値の安定化
のために１μｓｅｃ前後のパルス幅のアニールパルスを
印加する。そして、ステップＳ₂に戻り、発熱抵抗体の
抵抗値の測定をし、ステップＳ₃で測定値が目標領域の
抵抗値かどうかを判定し、目標領域の抵抗値となってい
ない場合はステップＳ₄に進みパルス印加をくり返すこ
とにより、ビット毎に目標の抵抗値に揃えていく。ステ
ップＳ₃で目標領域の抵抗値であると判断されるとステ
ップＳ₇に進み、全ビット完了したかを判定し、ＮＯの
場合はステップＳ₁で次のチャンネル設定をする。そし
て、全ビットの調整が終了したと判定されるとステップ
Ｓ₈でトリミング作業を終了させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記トリミング方法お
よびトリミング装置はトリミングの各プロセスをシーケ
ンシャルに実施してゆく構成、及びフローであった。し
かし、一連のトリミング操作において、抵抗測定器は抵
抗測定以外のプロセス中は稼働せず、同様にパルス発生
器１２はパルス印加動作以外は稼働していない。そのた
め、装置自体の各機器の稼動率は１／４以下と非常に低
かった。また、サーマルヘッドの高画質化のためのアニ
ールパルス印加や、半ドットトリミングは発熱抵抗体の
抵抗値のばらつきを低減させるためには非常に優れた方
法であるが、それだけ工数が増えコストアップになると
いった問題があった。そこで、工数を簡素化するため、
予め、プロセス毎あるいはヘッド毎に作成した校正曲線
と測定抵抗値とに基づいて印加電力値を決定するトリミ
ング（特開平１−５１９５８号公報参照）や、発熱抵抗
体の抵抗値を測定し、予め作成してある抵抗対印加電圧
テーブルを用いて印加電圧を決定するトリミング（特開
昭６３−５９５４８号公報）などが提案されている。

【０００７】本発明はそのような状況に鑑みてなされた
もので、トリミング工数を増加することなく、装置の稼
働率を高めることにより、高速にパルストリミングをお
こなうことができるトリミング方法および装置を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
のトリミング方法は、発熱抵抗体の数ビットを同時に選
択し、各ビットは抵抗値を測定する抵抗値測定工程と、
測定した抵抗値と目標抵抗値との差から発熱抵抗体に印
加する電圧を設定する電圧設定工程と、設定した電圧の
パルス印加を抵抗体に印加するパルス印加工程と、アニ
ールパルス印加工程とからなるトリミングの異なった工
程を経時的に並行してビット毎に順次進行させる構成を
具備する。

【０００９】本発明のサーマルヘッドのトリミング装置
は、複数の発熱抵抗体から１ビットを選択するマルチプ
レクサ・リレーを複数配設し、同時に複数のビットを選
択すると共に、選択されたビットに対し抵抗値の測定を
する抵抗測定器と、発熱抵抗体に高電界パルスを印加す
るパルス発生器と、アニールパルスを発生するアニール
パルス発生器と、マルチプレクサ・リレーで選択したビ
ットと、抵抗測定器・パルス発生器・アニールパルス発
生器との接続を切り換えるマトリックス・リレーボード
と、同期して抵抗測定器、パルス発生器、アニールパル
ス発生器がそれぞれ異なったマルチプレクサ・リレーに
接続するようマトリックスリレーボードのリレーの切り
換えを制御する制御装置とを基本的に具備する。

【００１０】

【作用】複数のビットが同時にトリミングの工程を実行
するので、発熱抵抗体全体のトリミングに要する時間が
短縮される。また、トリミング装置の抵抗値測定器、パ
ルス発生器等の稼働率を向上させることにより、サーマ
ルヘッドを高速に作成することができる。

【００１１】

【実施例】本発明を実施したトリミング装置を図１のブ
ロック図により説明する。パルストリミング装置は、抵
抗値を調整しようとするサーマルヘッド７０の発熱抵抗
体の電極パッドに接触する探針６１，６２，６３・・・
を有し、コンピュータ１０に制御されるプローバ（ブロ
ービング装置）６０を備えている。プローバ６０にはサ
ーマルヘッドの１ビットを選択するマルチプレクサ・リ
レーが接続されている。この実施例におけるマルチプレ
クサ・リレーは４つに分割して、第１のマルチプレクサ
・リレー４１、第２のマルチプレクサ・リレー４２、第
３のマルチプレクサ・リレー４３、第４のマルチプレク
サ・リレー４４の４つのマルチプレクサ・リレーを配設
し、サーマルヘッドの４ビット（ビット１、ビット２、
ビット３、ビット４）を同時に選択可能に形成してい
る。それぞれのマルチプレクサ・リレーはスイッチ（リ
レー）ボード５０を介してそれぞれ抵抗値を測定する抵
抗測定器３０と、２個配設する高電界パルス発生器２
１，２２及びアニールパルス発生器２５のどれか１つに
接続可能となっている。高電界パルス発生器は第１の高
電界パルス発生器２１、第２の高電界パルス発生器２２
を備え、第１の高電界パルス発生器２１は第１のマルチ
プレクサ・リレー４１、第３のマルチプレクサ・リレー
４３に連絡可能であって、第２の高電界パルス発生器２
２は第２のマルチプレクサ・リレー４２、第４のマルチ
プレクサ・リレー４４に連絡可能となっている。そし
て、それぞれ、各ビットの抵抗値を測定しながら発熱抵
抗体への印加パルスをコンピュータ１０により制御し、
抵抗値を下げることにより所望の抵抗値に揃えていく。
すなわち、抵抗測定器３０での抵抗値測定、高電界パル
ス発生器２１，２２での高電界パルス印加、アニールパ
ルス発生器２５によるアニールパルス印加を、ビット
１、２、３、４の順に次々と実行していくことになる。
通常のトリミングプロセスにおいては、高電界パルス印
加のプロセスが最も時間を要し、抵抗値測定、アニール
パルス印加のプロセスに要する時間の約２倍のタクトタ
イムにある。そこで、この装置は高電界パルス発生器を
２つ備え、第１の高電界パルス発生器２１は第１と第３
のマルチプレクサ・リレー４１，４３が選択したビット
を、第２の高電界パルス発生器２２は第２と第４のマル
チプレクサ・リレー４２，４４が選択したビットのパル
ス印加を実行している。

【００１２】例えば、第１のマルチプレクサ・リレー４
１が選択したビットが、スイッチボード２０のリレーＲ
１を接点ａに接続した状態で、第１の高電界パルス発生
器２１によりパルス印加を実行されるとき、第２のマル
チプレクサ・リレー４２が選択したビットはリレーＲ３
を接点ａに接続して第２の高電界パルス発生器２２に接
続され、パルス印加操作が実行される。第３のマルチプ
レクサ・リレー４３が選択したビットはリレーＲ２を接
点ｂに、リレーＲ６を接点ａに接続してアニールパルス
発生器２５によるパルス印加操作が実行される。第４の
マルチプレクサ・リレー４４が選択したビットはリレー
Ｒ４を接点ｂに接続し、リレーＲ８を接点ｂに接続して
抵抗測定器３０による抵抗値の測定が実行される。この
ように本発明のトリミング装置によるトリミング操作は
マルチプレクサ・リレー４１，４２，４３，４４で選択
された４つのビットを、コンピュータ１０がスイッチボ
ード５０のリレーの切り換えを制御してそれぞれの機器
に接続させ、同時に、かつ、それぞれ並行させた状態で
トリミングプロセスを進行させる。

【００１３】次に本発明のトリミング装置のトリミング
操作を図２のトリミングのフローで説明する。マルチプ
レクサ・リレー４１，４２，４３，４４はそれぞれステ
ップＳ１００、ステップＳ２００、ステップＳ３００、
ステップＳ４００でチャンネル設定をおこなう。ステッ
プＳ１１０、ステップＳ２２０、ステップＳ３３０、ス
テップＳ４５０で抵抗値を測定し、ステップＳ１２０、
ステップＳ２３０、ステップＳ３４０、ステップＳ４１
０で目標領域の抵抗値かどうかを判定する。ステップＳ
１３０、ステップＳ２４０、ステップＳ３５０、ステッ
プＳ４２０で抵抗値に応じた印加電圧計算から電圧を設
定し、ステップＳ１４０、ステップＳ２５０、ステップ
Ｓ３１０、ステップＳ４３０で１μｓｅｃ以下のパルス
幅の高電界パルスを印加する。ステップＳ１５０、ステ
ップＳ２１０、ステップＳ３２０、ステップＳ４４０で
抵抗値の安定化のために、電圧一定で１ｍｓｅｃ前後の
パルス幅のアニールパルスを印加する。そして、ステッ
プＳ１１０、ステップＳ２２０、ステップＳ３３０、ス
テップＳ４５０で抵抗値測定に進行して、パルス印加を
繰り返すことにより、チャンネル設定した全ビットが目
標の抵抗値となったかをステップＳ１６０、ステップＳ
２６０、ステップＳ３６０、ステップＳ４６０で判定
し、目標抵抗値となっていると判定されると、ステップ
Ｓ１００、ステップＳ２００、ステップＳ３００、ステ
ップＳ４００で新たなチャンネル設定を行い、新たに選
択したビットに対して抵抗値測定およびパルス印加、ア
ニールパルス印加を繰り返すことにより、発熱抵抗体の
すべてのビットを目標抵抗値に揃えていく。そして、発
熱抵抗体の全ビットが終了したことをステップＳ５００
で判定されると、トリミング作業が終了する。

【００１４】このような制御フローに従ってトリミング
装置を作動させるためには、トリミングプロセスでの処
理時間に差異があるため、単に並行して各機器を作動し
たならば、処理時間が長い高電荷パルス印加工程で並列
作動がずれてしまう。そこで、本発明のトリミング装置
は各機器の動作を分割して、各分割した動作ステップの
操作時間が一定となるように構成している。

【００１５】各機器の動作ステップを図３のブロック図
で説明する。 動作ステップ……抵抗測定器３０の抵抗測定の動作ス
テップであって、スイッチボード５０のマトリックス・
リレーを抵抗測定器３０に切り替え、リレーの動作時間
だけ待ってから、抵抗値測定をし、その値を読み込む。 動作ステップ……判定、電圧計算、パルス印加の動作
ステップであって、抵抗値が目標値の範囲内に入ってい
るかどうかをプログラムで判定し、入っていない場合に
は、電圧計算をおこない印加パルスの電圧を設定し、電
源安定を待ってから第１のパルス発生器２１、あるいは
第２のパルス発生器２２により高圧パルス印加を行う。
ただし、パルス印加要処理時間が長いため、タクトタイ
ムが等しくなるようにステップを前半と後半に分ける。 動作ステップ−１……リレー切替から電圧設定まで、 動作ステップ−２……電圧安定化待ちからパルス印加
まで、 動作ステップ……アニールパルス印加の動作ステップ
であって、マトリックス・リレーをアニール・パルス発
生器２５に切り替え、リレーの動作時間だけ待ってから
パルスを印加する。このトリミング装置はコンヒュータ
１０に制御されてマトリックス・リレーＲ１，Ｒ２・・
・Ｒ８を切り換えて、動作ステップ，，を実行し
ていくことで発熱抵抗体の抵抗値の調整が行われる。

【００１６】この動作ステップを第１のマルチプレクサ
・リレー４１、第２のマルチプレクサ・リレー４２、第
３のマルチプレクサ・リレー４３、第４のマルチプレク
サ・リレー４４で選択した４ビットに並行して図２に示
すトリミングフローを実行した場合の、時間ステップに
従ったトリミング装置の動作を説明する（図４参照）。 ステップＡ……リレーＲ１を接点ｂ、リレーＲ２を接点
ａ、リレーＲ５を接点ｂ、リレー３を接点ｂ、リレーＲ
４を接点ａ、リレーＲ７を接点ａに切り換える。第１の
マルチプレクサ・リレー４１は抵抗体測定器３０に接続
して上記動作ステップの動作を実行する。第２のマル
チプレクサ・リレー４２はアニール・パルス発生器２５
に接続し動作ステップの動作を実行する。第３のマル
チプレクサ・リレー４３は第１の高電界パルス発生器２
１に接続して動作ステップ−２の動作を実行する。第
４のマルチプレクサ・リレー４４は第２の高電界パルス
発生器２２に接続して動作ステップ−１の動作を実行
する。

【００１７】ステップＢ……リレーＲ１を接点ａ、リレ
ーＲ２を接点ｂ、リレーＲ５を接点ａ、リレー３を接点
ｂ、リレーＲ４を接点ａ、リレーＲ７を接点ｂに切り換
える。第１のマルチプレクサ・リレー４１は第１の高電
界パルス発生器２１に接続して動作ステップ−１の動
作を実行する。第２のマルチプレクサ・リレー４２は抵
抗体測定器３０に接続して上記動作ステップの動作を
実行する。第３のマルチプレクサ・リレー４３はアニー
ル・パルス発生器２５に接続し動作ステップの動作を
実行する。第４のマルチプレクサ・リレー４４は第２の
高電界パルス発生器２２に接続して動作ステップ−２
の動作を実行する。

【００１８】ステップＣ……リレーＲ１を接点ａ、リレ
ーＲ２を接点ｂ、リレーＲ６を接点ｂ、リレー３を接点
ａ、リレーＲ４を接点ｂ、リレーＲ８を接点ａに切り換
える。第１のマルチプレクサ・リレー４１は第１の高電
界パルス発生器２１に接続して動作ステップ−２の動
作を実行する。第２のマルチプレクサ・リレー４２は第
２の高電界パルス発生器２２に接続して動作ステップ
−１の動作を実行する。第３のマルチプレクサ・リレー
４３は抵抗体測定器３０に接続して上記動作ステップ
の動作を実行する。第４のマルチプレクサ・リレー４４
はアニール・パルス発生器２５に接続し動作ステップ
の動作を実行する。

【００１９】ステップＤ……リレーＲ１を接点ｂ、リレ
ーＲ２を接点ａ、リレーＲ５を接点ａ、リレー３を接点
ａ、リレーＲ４を接点ｂ、リレーＲ８を接点ｂに切り換
える。第１のマルチプレクサ・リレー４１はアニール・
パルス発生器２５に接続し動作ステップの動作を実行
する。第２のマルチプレクサ・リレー４２は第２の高電
界パルス発生器２２に接続して動作ステップ−２の動
作を実行する。第３のマルチプレクサ・リレー４３は第
１の高電界パルス発生器２１に接続して動作ステップ
−１の動作を実行する。第４のマルチプレクサ・リレー
４４は抵抗体測定器３０に接続して上記動作ステップ
の動作を実行する。そして、マルチプレクサ・リレー１
〜４で指定された抵抗体ビットに対し、コンヒュータ１
０でリレーの切り換えを行いつつ、それぞれ時間的な流
れに従って動作のステップＡからステップＤを繰り返
す。

【００２０】そして、マルチプレクサ・リレーで選択さ
れた１ビットのトリミング操作が終了し、次のチャンネ
ルに移る場合を説明する。この実施例は第２のマルチプ
レクサ・リレー４２で選択されたビットがトリミング操
作を終了した場合を示している（図５参照）。トリミン
グの終了はステップＣ’での動作ステップ−１の判定
ルーチンで判定を行い、ステップＤ’での動作ステップ
−２でチャンネル設定を変更する。そして、ステップ
Ａ’で、リレーＲ２を接点ａ、リレーＲ５を接点ｂに接
続し、第２のマルチプレクサ・リレー４２をアニールパ
ルス装置に接続するようにリレーを切り替える。しか
し、パルス印加は実行しない。この動作ステップを動作
ステップ＊とする。そして、ステップＢ’の動作ステ
ップの抵抗値測定の動作に復帰する。マルチプレクサ
・リレー１，３，４で選択した各ビットが次々にトリミ
ング操作を終了してゆくが、上記動作ステップ−１の
判定ルーチンで終了の判定を行った順に、動作ステップ
−２でチャンネル設定を変更し、パルス印加を実行し
ない動作ステップ＊から動作ステップの抵抗値測定
の動作に進行する。

【００２１】この実施例に示すように、４つのマルチプ
レクサ・リレーで選択した４ビットを２つの高電界パル
ス発生器を有するトリミング装置で同時にトリミングプ
ロセスを相違させた状態で並行してトリミング作業を実
施するので、従来のトリミング時間に比較して約１／３
の所要時間で全ビットのトリミング処理をすることがで
きる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明のトリミング方
法はトリミングの工程を増加することなく、既存のトリ
ミングの工程を同時に数ビット並行して進行させること
により、トリミングのプロセス時間を大幅に短縮できる
という効果を奏する。さらに本発明によるトリミング装
置は、同時に進行するトリミングの工程に対して、ビッ
ト数分だけ装置を用意する必要がなく、マトリックス・
リレーボードを用いて装置の稼動効率を上げるように構
成したので、設備投資が少なく経済的なトリミング装置
が提供でき、さらに、抵抗値のバラツキのないサーマル
ヘッドを高速に製作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のトリミング装置のブロック図。

【図２】 本発明のトリミングのフローチャート。

【図３】 トリミングのフローチャートの動作分解ブロ
ック図。

【図４】 ステップ毎のトリミングの並列動作表。

【図５】 ステップ毎のトリミングの並列動作表。

【図６】 従来のトリミング装置のブロック図。

【図７】 従来のトリミングのフローチャート。

【図８】 サーマルヘッドの斜視図。

【符号の説明】

１０ コンピュータ、２１ 第１の高電界パルス発生
器、２２ 第２の高電界パルス発生器、２５ アニール
パルス発生器、３０ 抵抗測定器、４１ 第１のマルチ
プレクサ・リレー、４２ 第２のマルチプレクサ・リレ
ー、４３ 第３のマルチプレクサ・リレー、４４ 第４
のマルチプレクサ・リレー、５０ スイッチボード、６
０ プローバ、７０ サーマルヘッド。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/335 B41J 2/35 H01C 17/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱抵抗体の選択した１ビットに対し、
   抵抗値を測定する抵抗値測定工程と、測定した抵抗値と
   目標抵抗値との差から発熱抵抗体に印加する電圧を設定
   する電圧設定工程と、設定した電圧のパルス印加を抵抗
   体に印加するパルス印加工程と、アニールパルス印加工
   程とを、この順に実行する発熱抵抗体の抵抗値を揃える
   サーマルヘッドのトリミング方法であって、 発熱抵抗体の数ビットを同時に選択し、各ビットはトリ
   ミングの異なった工程を経時的に並行して順次進行させ
   ることを特徴とするサーマルヘッドのトリミング方法。
2. 【請求項２】 複数の発熱抵抗体に電圧パルスを印加
   し、複数の発熱抵抗体の抵抗値を揃えるサーマルヘッド
   のトリミング装置であって、 複数の発熱抵抗体から１ビットを選択するマルチプレク
   サ・リレーと、選択されたビットに対し抵抗値の測定を
   する抵抗測定器と、発熱抵抗体に高電界パルスを印加す
   るパルス発生器と、アニールパルスを発生するアニール
   パルス発生器と、マルチプレクサ・リレーで選択したビ
   ットと、抵抗測定器・パルス発生器・アニールパルス発
   生器との接続を切り換えるマトリックス・リレーボード
   と、マトリックスリレーボードのリレーの切り換えを制
   御する制御装置とを備えたトリミング装置は、前記マル
   チプレクサ・リレーを複数配設して、同時に複数のビッ
   トを選択すると共に、制御装置は同期して抵抗測定器、
   パルス発生器、アニールパルス発生器がそれぞれ異なっ
   たマルチプレクサ・リレーに接続するようマトリックス
   リレーボードのリレーの切り換えを制御することを特徴
   とするサーマルヘッドのトリミング装置。
3. 【請求項３】 複数のパルス発生器を配設すると共に、
   各パルス発生器はそれぞれ異なる複数のマルチプレクサ
   ・リレーに接続可能に構成したことを特徴とする請求項
   ２記載のサーマルヘッドのトリミング装置。