(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に配列される複数の発熱体にパルス状電力を印加して前記複数の発熱体の抵抗値を所定の目標抵抗値に設定する薄膜サーマルプリントヘッドのトリミング方法において、
前記任意の発熱体の抵抗値を測定する工程と、
前記任意の発熱体の前記測定された抵抗値及び前記目標抵抗値との抵抗差が第１の値に達するまで、前記任意の発熱体に電力量を増加させつつパルス状電力を印加する第１の印加工程と、
前記抵抗差が前記第１の値に達した後、第２の値に達する迄は、前記任意の発熱体に電力量を固定した状態で前記第１の印加工程のパルス幅と一定となるパルス状電力を印加する第２の印加工程と、
前記抵抗差が前記第２の値に達した後は、前記任意の発熱体の抵抗値が前記目標抵抗値に達するまで、前記任意の発熱体に電力量を固定した状態でパルス幅を調整しつつパルス状電力を印加する第３の印加工程と、を具備する事を特徴とする薄膜サーマルプリントヘッドのトリミング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、絶縁性基板上に配列される複数の発熱体の抵抗値を均一に調整する薄膜サーマルプリントヘッドのトリミング方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サブストレート上に薄膜技術により複数の発熱体が形成され、発熱体の発熱によりプリンタの出力装置にて感熱印画を行う薄膜サーマルプリントヘッドにあっては、各発熱体の抵抗値にバラツキを生じると、各発熱体の発熱温度がバラツキ、印画時濃度ムラを生じてしまう事から、画像濃度の均一化を図るため製造時、各発熱体の抵抗値を均一化する必要が有る。
【０００３】
このため薄膜状の発熱体を形成後、各発熱体にパルス状電力を印加して、夫々の抵抗値を目標抵抗値まで低下させ、抵抗値の均一化を図るトリミング処理が従来より実施されている。
【０００４】
即ち、特開平５−１７７８６０号公報に開示されるように、各発熱体毎に一定の目標抵抗値を設定し、各発熱体の抵抗値が設定された目標抵抗値よりも高い場合には印加するトリミングパルスの電力を徐々に増加させながらトリミングパルスの印加を繰り返すという方法が実施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、発熱体のトリミング処理時、発熱体の抵抗値を目標抵抗値まで低下させるため、発熱体に印加するトリミングパルスの電力を徐々に増加して、そのトリミングパルスの印加を繰り返していた。
【０００６】
しかしながらこの方法では、トリミング処理に要する時間を短縮するため、任意の発熱体の抵抗値を目標抵抗値に到達させるための１ステップ当たりのトリミングパルス印加数を１〜１０パルスと少なくすると、トリミングパルスの印加による発熱体の抵抗値の変化率は、例えば先行するトリミングパルスと同一電力且つ同一パルス幅のトリミングパルスを印加しても、発熱体の抵抗値が約０．７％変化したりするため、目標抵抗値に対して０．１％低下させれば十分なステップにおいて、トリミングパルスの電力を増加させてしまうと、発熱体の抵抗値は目標抵抗値を大きく下回り、適確なトリミングを行えないという問題を生じていた。
【０００７】
一方、発熱体の抵抗値を微調整するために、１ステップ当たりのトリミングパルス印加数を１００〜１０００パルスと多くすると、先行するトリミングパルスと同一電力且つ同一パルス幅のトリミングパルスを印加する事により約０．１％の微少な抵抗値の変化を得ることが出来るものの、トリミング処理に要する時間が増大され、生産性が著しく低下されるという問題を生じていた。
【０００８】
そこで本発明は上記課題を解決するもので、トリミング処理に時間を要する事無く且つ、目標抵抗値近傍での微少な抵抗値の調整が可能であり、生産性が良く且つ画像濃度ムラを生じる事無く良好な画像を得ることが出来る薄膜サーマルプリントヘッドのトリミング方法を提供する事を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、絶縁性基板上に配列される複数の発熱体にパルス状電力を印加して前記複数の発熱体の抵抗値を所定の目標抵抗値に設定する薄膜サーマルプリントヘッドのトリミング方法において、前記任意の発熱体の抵抗値を測定する工程と、前記任意の発熱体の前記測定された抵抗値及び前記目標抵抗値との抵抗差が第１の値に達するまで、前記任意の発熱体に電力量を増加させつつパルス状電力を印加する第１の印加工程と、前記抵抗差が前記第１の値に達した後、第２の値に達する迄は、前記任意の発熱体に電力量を固定した状態で前記第１の印加工程のパルス幅と一定となるパルス状電力を印加する第２の印加工程と、前記抵抗差が前記第２の値に達した後は、前記任意の発熱体の抵抗値が前記目標抵抗値に達するまで、前記任意の発熱体に電力量を固定した状態でパルス幅を調整しつつパルス状電力を印加する第３の印加工程とを実施するものである。
【００１０】
【作用】
本発明は上記の様に構成され、発熱体の抵抗値と目標抵抗値との抵抗差が第１の値に達する迄はトリミングパルスの電力量を増加する事により、発熱体の抵抗値を大きく変化する一方、抵抗差が小さくなり第１の値に達した場合には、トリミングパルスの電力量を第１の値に達する迄と同一に固定し、第１の値に達する迄のパルス幅と一定となるパルス幅で、発熱体の抵抗値を微小変化し、更に抵抗差がより小さくなり第２の値に達した場合には、トリミングパルスの電力量を固定し、パルス幅のみを調整し、発熱体の抵抗値を超微小変化する事により、発熱体の抵抗値を目標抵抗値に的確に納めることが出来、発熱体の抵抗値のバラツキにより生じる画像濃度ムラを防止し良好な画像を得ると共に、トリミング処理時間の短縮により生産性向上を図る事が可能となる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を図１乃至図７に示す一実施例を参照して説明する。図１は感熱プリンタの印字に用いられる薄膜サーマルプリントヘッド１０を示す平面図であり、絶縁性基板からなるサブストレート１１上には、６ｄｏｔ／ｍｍの間隔で４４８ｄｏｔの発熱体１２が薄膜技術により一列に形成されている。
【００１２】
この発熱体１２は、トリミング処理前は、図２の実線（イ）で示す抵抗値分布を示し、最少抵抗値（ａ）が２２４９Ωである事から、抵抗値安定化のために必要な抵抗変化量を１０％として、目標抵抗値を２０２４Ω、許容誤差を±０．２％と設定する。
【００１３】
そしてトリミング処理時、発熱体１２の抵抗値と目標抵抗値との抵抗差が第１の値に達するまでは、トリミング処理時間の短縮を図るため、トリミングパルスの電力量を増加させる第１の印加工程である粗調整処理を行い、抵抗差が第１の値に達した後第２の値に達するまでは、トリミングパルスの電力量を固定し、パルス幅を第１の印加工程と同じにする第２の印加工程である微調整処理を行い、抵抗差が第２の値に達した後は、トリミングパルスの電力量を固定し、パルス幅を目標抵抗値との抵抗差に応じて増加又は減少させる第３の印加工程である超微調整処理を行う様になっている。
【００１４】
即ち本実施例において、トリミング処理時間の短縮を図るため、１ステップ当たりのトリミングパルスの印加数は１パルスに設定し、粗調整処理時の、各ステップにおけるトリミングパルスの電力量は、実験により予め求められている図３の実線（イ）に示す、トリミングパルスの電力量に対する発熱体１２の抵抗変化率のデータに基ずき設定されている。
【００１５】
更に微調整処理時のトリミングパルスのパルス幅は、実験により求められている図４に示すトリミングパルスのパルス幅に対する発熱体１２の抵抗低下率のデータに基ずき設定される。
【００１６】
尚図４中、実線ｎ１は１ステップ当たりの印加パルス数が１の場合、点線ｎ２は１ステップ当たりの印加パルス数が２の場合、点線ｎ３は１ステップ当たりの印加パルス数が３の場合、鎖線ｎ５は１ステップ当たりの印加パルス数が５の場合、一点鎖線ｎ１０は、１ステップ当たりの印加パルス数が１０の場合、二点鎖線ｎ５０は１ステップ当たりの印加パルスが５０の場合の、トリミングパルスのパルス幅に対する各抵抗低下率を示している。
【００１７】
そして目標抵抗値迄の残りの抵抗変化率を計算し、残りの抵抗変化率が０．７％に達するまでは、トリミングパルスの電力量を増加させる粗調整処理を行い、残りの抵抗変化率が０．１〜０．７％の範囲内に有る場合には、先行するトリミングパルスと同一電力、同一パルス幅のトリミングパルスを印加する微調整処理を行い、残りの抵抗変化率が０．１％に達した後は、先行するトリミングパルスの電力を固定し、パルス幅のみを所定量減少したトリミングパルスを印加する超微調整処理を行う様になっている。
【００１８】
又図５はトリミング装置１５の概略ブロック図であり、サブストレート１１上の各発熱体１２の両電極１２ａ、１２ｂは一対のプローブ１６にて順次走査され、その抵抗値の測定及びトリミングパルスの印加が行われる様になっている。
【００１９】
即ちプローブ１６は、抵抗値測定装置１７への入力及びトリミングパルス発生装置１８からの出力を切換える切換え装置２０と接続されている。又抵抗値測定装置１７及びトリミングパルス発生装置１８は、制御装置２１により制御され、抵抗値測定装置１７より測定された発熱体１２の抵抗値分布により制御装置２１は、目標抵抗値を設定する一方、抵抗値及び目標抵抗値とを比較し、その残りの抵抗変化率が０．７％に達する迄はトリミングパルス発生装置１８の基準パルスのうちの電力量の調整を行う一方、残りの抵抗変化率が０．１〜０．７％の範囲にあっては、電力量を固定すると共に先行するトリミングパルスとパルス幅も一定となるよう調整し、更に残りの抵抗変化率が０．１％以下に達したら、先行するトリミングパルスの電力量を固定すると共に、パルス幅可変による制御を行い、トリミングパルス発生装置１８の制御を行っている。
【００２０】
次に発熱体１２のトリミング方法を図６に示すフローチャートを参照して説明する。サブストレート１１上に発熱体１２を形成し、各発熱体１２に電極１２ａ、１２ｂを配線したら、ステップ１００にてトリミング処理前の発熱体１２の抵抗値分布を測定する。即ち、トリミング装置１５の切換え装置２０を抵抗値測定装置１７側に切換え、プローブ１６にて順次発熱体１２をスキャンし、その測定値を制御装置２１に入力しステップ１０１に進む。
【００２１】
ステップ１０１では抵抗値分布より目標抵抗値を設定し、ステップ１０２に進み、次いでステップ１０２にて１番目の発熱体１２から順次トリミング処理を行うため、トリミング装置１５のプローブ１６を所定の発熱体１２の電極１２ａ、１２ｂに位置合わせする。
【００２２】
更にステップ１０３に進みプローブ１６が位置合わせされた発熱体のトリミングパルスの電力量を設定する。即ちトリミングに必要な抵抗変化率を（数１）より求め、更に印加電力量に対する抵抗変化率の関係を示す図３より、第１ステップにおけるトリミングパルスの電力量を求める。
【００２３】
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但し、図３より得られる、各発熱体１２の抵抗変化率は１％或いはそれ以上にバラツキを生じる事があり、しかも電力量設定の際、抵抗値が目標抵抗値の範囲を下回らない様にする必要が有る事から、各ステップにて目標抵抗値を直接狙わずに、初期抵抗値から目標抵抗値範囲の上限値迄の抵抗の変化量を１００％とした場合に、各ステップにおける変化量の目標値は、目標抵抗値迄の変化量の７０％とする。
【００２４】
次にステップ１０４に進み第１ステップ終了後の発熱体１２の抵抗値を測定しステップ１０６に進む。ステップ１０６では、発熱体１２の抵抗値が目標抵抗値範囲に達したか否かを比較し、達した場合はステップ１０７に進み、目標抵抗値に達していない場合はステップ１０８に進む。
【００２５】
ステップ１０７では発熱体が最終のものであるか否かを比較し、最終でない場合はステップ１０９にて次の発熱体を選択し、ステップ１０２に戻り、次の発熱体のトリミング処理を行う一方、最終の発熱体である場合はトリミング処理を終了する。
【００２６】
ステップ１０８では目標抵抗値範囲の上限値迄の残りの抵抗変化率が０．７％以上であるか否かを比較し、０．７％以上である場合は、ステップ１１０に進み、図３から次のトリミングパルスの電力量を設定し粗調整処理を行う一方、残りの抵抗変化率が０．７％未満であればステップ１１１に進む。
【００２７】
ステップ１１１では、目標抵抗値範囲の上限迄の残りの抵抗変化率が０．１％以下であるか否かを比較し、０．１％に達していない場合はステップ１１２に進み、先行するトリミングパルスと同一電力量及び同一パルス幅のトリミングパルスを印加し、微調整処理を行う一方、残りの抵抗変化率が０．１以下であればステップ１１３に進み、先行するトリミングパルスと同一電力量でパルス幅を減少したトリミングパルスを印加し、超微調整処理を行う。
【００２８】
ここで、ステップ１１０、１１２、１１３はいずれもステップ１０４に戻り、各トリミング処理後の抵抗値を測定する。
【００２９】
そして発熱体１２毎にこの様なトリミング操作を繰り返し、全ての発熱体１２のトリミング処理を行う事となる。
【００３０】
即ち実際には、ステップ１００にて発熱体１２をスキャンし、図２の実線（イ）で示す抵抗値分布を得、ステップ１０１にて目標抵抗値を２０２４Ω、許容誤差を±０．２％と設定し、ステップ１０２に進む。
【００３１】
そしてプローブ１６を１番目の発熱体１２の電極１２ａ、１２ｂに位置合わせする。次いでステップ１０３にて第１ステップにおけるトリミングパルスの電力量を設定するが、例えば初期抵抗値が２２８７Ωである２７５番目の発熱体の、トリミングに必要な抵抗変化率は、（数１）から、−１１．３〜−１１．７［％］とされる。
【００３２】
一方、第１のステップにおける抵抗の変化量の目標値を、目標抵抗値迄の変化量の７０％とすると、目標抵抗値範囲の上限値が１１．３％である事から第１ステップの抵抗変化率の狙いは１１．３×０．７＝７．９１％となり、図３よりトリミングパルスの電力量が０．４８Ｗ／ｄｏｔに設定され、トリミングパルス発生装置１８側に切換えられるプローブ１６を介し発熱体１２に電力量０．４８Ｗ／ｄｏｔ、パルス幅１０ｍｓのトリミングパルスが印加される。
【００３３】
次いでステップ１０４にて抵抗値を測定した所、図７の点ｓ１に示す様に、第１ステップのトリミングによって、抵抗変化率は７％に低下されたものの、抵抗変化率は最低でも残り１１．３−７＝４．３％必要である事から、ステップ１０６よりステップ１０８、ステップ１１０に進み、粗調整処理を行い第２ステップのトリミングパルスの電力量として図３より０．５１Ｗ／ｄｏｔを設定し、プローブ１６より発熱体１２に電力量０．５１Ｗ／ｄｏｔ、パルス幅１０ｍｓのトリミングパルスを印加し、ステップ１０４にて再度抵抗値を測定した所、図７の点ｓ２に示す様に、抵抗変化率は９％に低下されたものの、抵抗変化率は最低でも残り１１．３−９＝２．３％必要であった。
【００３４】
従って第２ステップと同様に再度ステップ１０６よりステップ１０８、ステップ１１０に進み、再度粗調整処理を行い第３ステップのトリミングパルスの電力量として図３より０．５２Ｗ／ｄｏｔを設定し、プローブ１６より発熱体１２に電力量０．５２Ｗ／ｄｏｔ、パルス幅１０ｍｓのトリミングパルスを印加し、ステップ１０４にて再度抵抗値を測定した所、図７の点ｓ３に示す様に抵抗変化率は１０．７％に低下していた。
【００３５】
これにより抵抗変化率は最低でも残り１１．３−１０．７＝０．５％必要であり、０．１〜０．７％の範囲である事からステップ１０６よりステップ１０８、ステップ１１１、ステップ１１２に進み、第４ステップとして、第３ステップのトリミングパルスと電力量及びパルス幅が同一のトリミングパルスをプローブ１６より発熱体１２に印加し、微調整処理を行った。
【００３６】
この結果ステップ１０４にて再度抵抗値を測定した所、図７の点ｓ４に示す様に抵抗変化率は１１．２％に低下していた。
【００３７】
これにより抵抗変化率は最低でも残り１１．３−１１．２＝０．１％必要であり、０．１以下である事からステップ１０６よりステップ１０８ステップ１１１、ステップ１１３に進み、第５ステップとして、第４ステップのトリミングパルスと電力量を同一とし、パルス幅を２０％縮小した電力量０．５２Ｗ／ｄｏｔ、パルス幅８ｍｓのトリミングパルスをプローブ１６より発熱体１２に印加し、超微調整処理を行った。
【００３８】
この結果ステップ１０４にて再度抵抗値を測定した所、図７の点ｓ５に示す様に抵抗変化率は−１１．５％に達しており、抵抗変化率は目標抵抗範囲−１１．３〜−１１．７％に入っており、１番目の発熱体１２のトリミング操作を終了する。
【００３９】
この後更に次の発熱体から順次全ての発熱体４４８ｄｏｔのトリミング操作を行い、図２の実線（ロ）の様にほぼ均一な抵抗値分布を得る事となる。
【００４０】
この様に構成すれば、トリミング処理時、各発熱体１２の抵抗値が目標抵抗値迄の残りの抵抗変化率が０．７％に達するまではトリミングパルスの電力量を増加する事により抵抗値を粗調整し目標抵抗値に近付ける一方、残りの抵抗変化率が０．７％以下になった場合は、トリミングパルスの電力量及びパルス幅を固定し、抵抗値を微調整し目標抵抗値に近付け、更に残りの抵抗変化率が０．１％以下になった場合は、トリミングパルスの電力量を固定し、パルス幅を減少する事により、抵抗値を超微調整し目標抵抗値とする事ができ、抵抗値を早く目標抵抗値に近付ける事が出来ると共に、目標抵抗値に近付いた後は、微調整及び超微調整を容易に行う事ができ、トリミング処理時間の短縮により生産性向上を図れると共に、抵抗値をほぼ均一に設定出来、画像濃度ムラの無い良好な画像を得られる。
【００４１】
尚本発明は上記実施例に限られるものでなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、例えば残りの抵抗変化率の粗調整及び微調整の境界値更には微調整及び超微調整の境界値は、発熱体固有の電力量に対する抵抗変化率或いは、パルス幅に対する抵抗低下率に応じて任意であるし、各処理ステップにおける印加パルス数更には、パルス幅等も任意である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発熱体にトリミングパルスを印加しトリミング処理を行うに際し、粗調整により、早く目標抵抗値に近付けた後は微調整及び超微調整を行うことにより、より均一なトリミング処理を行え、処理時間の短縮による生産性向上及び均一なトリミングによる画質向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の薄膜サーマルプリントヘッドを示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例の発熱体の抵抗分布を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施例のトリミングパルスの電力量に対する抵抗変化率を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例のトリミングパルスのパルス幅に対する抵抗低下率を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例のトリミング装置を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の一実施例のトリミング操作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例のトリミングの各ステップにおける発熱体の抵抗値変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…薄膜サーマルプリントヘッド
１２…発熱体
１５…トリミング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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