(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に形成された複数の抵抗体は、所定の第１抵抗体と、この第１抵抗体との間に他の抵抗体を介して設けられている所定の第２抵抗体とを有し、前記複数の抵抗体の中から所定の第１抵抗体に電圧パルスを印加する第１工程と、前記電圧パルスが印加された前記第１抵抗体の抵抗値を測定する第２工程と、前記第１工程と前記第２工程との間で、前記複数の抵抗体の中から所定の第２抵抗体に電圧パルスを印加する第３工程と、前記第２工程の後で前記電圧パルスが印加された前記第２抵抗体の抵抗値を測定する第４工程とにより、前記第１抵抗体および前記第２抵抗体の抵抗値が目標値になるようにトリミングした後、前記第１抵抗体および前記第２抵抗体をトリミングする前記第１工程乃至第４工程を繰り返し前記他の抵抗体の抵抗値が目標値となるように順次トリミングするサーマルヘッドのトリミング方法。
【請求項２】
所定の第１抵抗体および所定の第２抵抗体それぞれが複数であることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドのトリミング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルヘッドを構成する複数の抵抗体に対して所定の電圧パルスを印加し、各抵抗体の抵抗値を均一化するサーマルヘッドのトリミング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタの出力装置などに使用される例えば薄膜サーマルヘッドは、絶縁性基板上に複数の薄膜抵抗体が形成されている。そして、これら複数の抵抗体に電流を流して発熱させ出力用紙に感熱印画を行う構成になっている。このような構成の薄膜サーマルヘッドでは、各抵抗体の抵抗値にばらつきがあると、それぞれの抵抗体の発熱温度が一様でなくなり、感熱印画する際に濃度むらを発生する原因となる。このような濃度むらを防止するために、その製造時において、各抵抗体の抵抗値を均一化するいわゆるトリミング処理が行われる。
【０００３】
抵抗値を均一化する場合、絶縁性基板上に形成された各抵抗体に対して一定の目標抵抗値が設定される。そして、設定された目標抵抗値より高い抵抗体に対して所定の電圧パルスを印加し、各抵抗体の抵抗値を目標値に近づけている。
【０００４】
ここで、絶縁性基板上に形成された複数の抵抗体の抵抗値がばらつく模様、そして、トリミング処理によって抵抗値が均一化される模様の一例を図１０で説明する。図１０の横軸は抵抗体の配列方向でその配列順序に対応したビット番号で示してある。また、縦軸は抵抗値（Ω）である。特性ａがトリミング前の抵抗値、特性ｂがトリミング後の抵抗値である。この場合、印加する電圧パルス幅は５ｍｓ、また、抵抗値を測定する前の抵抗体の冷却時間は８０ｍｓとなっている。
【０００５】
次に、従来のサーマルヘッドのトリミング方法について図１１で説明する。
【０００６】
Ｐ１は、所定の電圧パルス（パルス幅５ｍｓ）で、この電圧パルスＰ１が、目標抵抗値より高い抵抗値の抵抗体に印加される。電圧パルスの印加で抵抗体の抵抗値が小さくなり、目標抵抗値に近づきいわゆるトリミングが行われる。その後、パルスＰ１が印加された抵抗体の抵抗値が測定される。このとき、パルスＰ１が印加された抵抗体は発熱し温度が上昇している。したがって、ある期間Ｔ１（１００ｍｓ）冷却し、その後、期間Ｔ２（５ｍｓ）において抵抗値が測定される。そして、期間Ｔ３（１ｍｓ）では、抵抗値が目標抵抗値に入っているかどうか、あるいは、もう１度電圧パルスを印加する場合のその大きさなどが演算される。そして、次の電圧パルスＰ２が抵抗体に印加され、上記したと同様の処理が行われる。
【０００７】
このような電圧パルスの印加や抵抗値の測定などが各抵抗体に対して順に行われ、抵抗値が均一化される。なお、電圧パルスを印加した後の抵抗体の冷却時間が８０ｍｓの場合、冷却が不十分で正しい抵抗値が測定できないため、図１１では、冷却時間を１００ｍｓにしている。この場合、電圧パルスを印加した後、演算まで１０６ｍｓを要している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサーマルヘッドのトリミング方法では、電圧パルスの印加や抵抗体の冷却、抵抗値の測定、そして演算など一連の処理が各抵抗体に対して順に行われる。このとき、抵抗値が目標抵抗値まで下がらない場合、電圧パルスの印加や抵抗値の測定が繰り返され、目標抵抗値に入るようにしている。また、サーマルヘッドは、サイズや抵抗体密度によって相違するものの、通常、数１００〜数１０００個の抵抗体で構成される。このような場合、抵抗体の冷却に長い時間が必要とされることもあり、トリミング処理の生産性が悪くなっている。
【０００９】
本発明は、上記した欠点を解決するもので、生産性がよいサーマルヘッドのトリミング方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、絶縁性基板上に形成された複数の抵抗体は、所定の第１抵抗体と、この第１抵抗体との間に他の抵抗体を介して設けられている所定の第２抵抗体とを有し、前記複数の抵抗体の中から所定の第１抵抗体に電圧パルスを印加する第１工程と、前記電圧パルスが印加された前記第１抵抗体の抵抗値を測定する第２工程と、前記第１工程と前記第２工程との間で、前記複数の抵抗体の中から所定の第２抵抗体に電圧パルスを印加する第３工程と、前記第２工程の後で前記電圧パルスが印加された前記第２抵抗体の抵抗値を測定する第４工程とにより、前記第１抵抗体および前記第２抵抗体の抵抗値が目標値になるようにトリミングした後、前記第１抵抗体および前記第２抵抗体をトリミングする前記第１工程乃至第４工程を繰り返し前記他の抵抗体の抵抗値が目標値となるように順次トリミングする。
【００１１】
また、所定の第１抵抗体および所定の第２抵抗体それぞれが複数であることを特徴としている。
【００１３】
上記した構成によれば、電圧パルスが印加された第１抵抗体が冷却されている時間を利用して、他の第２抵抗体に対して電圧パルスが印加される。したがって、従来技術のように各抵抗体に対して、電圧パルスの印加や抵抗体の冷却、抵抗値の測定、演算などの処理を順に行う方法に比較してトリミングに要する時間を短縮でき、生産性のよいサーマルヘッドのトリミング方法を実現できる。
【００１４】
また、このとき、電圧パルスが印加される第１抵抗体や第２抵抗体を複数づつにすれば、複数の抵抗体を平行にトリミング処理でき、トリミングに要する時間をより短縮できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。
【００１７】
１１はパルス発生装置である。パルス発生装置１１は、抵抗値のトリミングに使用される高電圧の電圧パルスを発生する８個のパルス電源１１ａ〜１１ｈ、および、抵抗値の測定に使用される微小電圧を発生する１個の抵抗値測定用電源１１ｉから構成されている。なお、トリミングの際に抵抗体に印加される電圧パルスの幅は５ｍｓ、そして１回あたりに印加されるパルスの数は１パルスに設定している。
【００１８】
パルス発生装置１１で発生された電圧パルスは、切換装置１２を経て薄膜サーマルヘッド１３に印加される。サーマルヘッド１３は、抵抗体やこの抵抗体に流す電流のオン・オフを制御するドライバ用の集積回路などから構成されている。
なお、１つの集積回路は、例えば５．４６dot/mmで６４ビットで構成されている。このような構造の集積回路が例えば７個使用され、薄膜サーマルヘッドの総ドット数は４４８となっている。図１では、１つの集積回路で制御される６４ビットの抵抗体１〜６４だけが示されている。なお、各集積回路はいずれも６４ピンのプローブを通して各抵抗体に接続されている。
【００１９】
また、パルス発生装置１１や切換装置１２は制御装置１４で制御され、切換装置１２は、８個のパルス電源１１ａ〜１１ｈとサーマルヘッド１３間の接続や、サーマルヘッド１３と抵抗測定装置１５間の接続などを制御している。
【００２０】
上記した構成において、制御装置１４の制御によって、パルス電源１１ａ〜１１ｈはトリミング用の電圧パルスを発生する。これら８個の電圧パルスは切換装置１２を通してサーマルヘッド１３に印加される。
【００２１】
また、電圧パルスが印加された抵抗体の抵抗値を測定する場合は、抵抗値測定用電源１１ｉから抵抗体に電圧が印加される。そして、抵抗値の測定に必要なデータがサーマルヘッド１３から抵抗測定装置１５に送られ、抵抗値が測定される。このとき、電圧パルスが同時に印加された８個の抵抗体の抵抗値は、例えばドット順に測定される。このようにして各抵抗体に対し電圧パルスの印加や抵抗値の測定が行われ、トリミング処理が行われる。
【００２２】
なお、電圧パルスが印加されると、電圧パルスが印加された抵抗体の温度が上昇する。このとき、隣接する抵抗体の温度も上昇する。したがって、電圧パルスが印加された抵抗体の温度上昇による影響ができるだけ小さくなるように、電圧パルスが印加される抵抗体は例えば８個間隔としている。
【００２３】
例えば、１番目の電圧パルスは１、９、１７、２５、３３、４１、４９、５７ドットの各抵抗体に印加され、２番目の電圧パルスは５、１３、２１、２９、３７、４５、５３、６１ドットの各抵抗体に印加される。
【００２４】
次に、トリミングを行うタイミングについて図２で説明する。
【００２５】
Ｐａは、抵抗体に印加される電圧パルス（パルス幅５ｍｓ）である。電圧パルスＰａは、パルス電源１１ａ〜１１ｈから８個生成される。これらの電圧パルスは同時に生成されるため、図では１つで表示してある。したがって８個のパルスＰａが、目標抵抗値より高い抵抗値を持つ第１グループの８個の抵抗体（例えば１、９、１７、２５、３３、４１、４９、５７ドット）に同時に印加される。パルスＰａが印加された第１グループの抵抗体は、ある期間Ｔ１ａ（１００ｍｓ）冷却され、その後、期間Ｔ２ａ（５５ｍｓ）において抵抗値が順に測定される。そして、期間Ｔ３（９２ｍｓ）において演算される。
【００２６】
一方、第１グループの抵抗体が冷却されている期間Ｔ１ａにおいて、電圧パルスＰｂ（パルス幅５ｍｓ）が生成され、別の第２グループの８個の抵抗体（例えば５、１３、２１、２９、３７、４５、５３、６１ドット）に同時に印加される。第２グループの抵抗体は、ある期間Ｔ１ｂ（１００ｍｓ）冷却され、その後、期間Ｔ２ｂ（５５ｍｓ）において抵抗値が順に測定される。そして、期間Ｔ３（９２ｍｓ）において、第１グループの抵抗体に続いて演算が行われる。
【００２７】
なお、上記した処理、即ち、電圧パルスの印加や抵抗値の測定などの処理は、第１グループおよび第２グループの抵抗体の抵抗値が目標値になるまで繰り返される。
【００２８】
そして、第１グループや第２グループの抵抗体のトリミングが終了すると、次の第３および第４グループとして８個づつ計１６個の抵抗体が選択され、第１、第２グループの抵抗体に対すると同様な処理が行われる。このような処理が順に繰り返され、ずべての抵抗体の抵抗値が均一化される。
【００２９】
この場合、１６ビットのトリミング処理に必要な時間は３０２ｍｓで、１ビットあたり約１９ｍｓで、従来の図１１の場合の１０６ｍｓに比較して短縮されている。
【００３０】
ここで、本発明のトリミング方法のフローについて図３で説明する。まず、絶縁性基板上に形成されたすべての抵抗体の抵抗値が測定され（ステップ３１）、これに基づき一定の目標抵抗値が設定される（ステップ３２）。そして、１番目の集積回路が選択され、この集積回路で制御される６４個の抵抗体の中から第１グループの８個の抵抗体、例えば１、９、１７、２５、３３、４１、４９、５７の各ドットの抵抗体が選ばれる（ステップ３３）。このとき、選ばれた各ドットの抵抗値がメモリから読み込まれ、それぞれの抵抗値に応じた電圧パルスの電圧値が設定される（ステップ３４）。そして、８個の電圧パルスＰａが各抵抗体にそれぞれ印加される（ステップ３５）。
【００３１】
次に、１番目の集積回路における第２グループの８個の抵抗体、例えば５、１３、２１、２９、３７、４５、５３、６１の各ドットの抵抗体が選択され（ステップ３６）、そして、各抵抗体に印加する電圧パルスＰｂの電圧値が設定され（ステップ３７）、印加される（ステップ３８）。この場合も、選択された各ドットの抵抗値がメモリから読み込まれ、それぞれの抵抗値に応じた値の電圧パルスが設定され。
【００３２】
その後、第１グループの各抵抗体の抵抗値が順に測定される（ステップ３９）。続いて、第２グループの各抵抗体の抵抗値が順に測定される（ステップ４０）。そして、第１グループおよび第２グループの１６個の抵抗体が目標抵抗値に入っているかどうか判定される（ステップ４１）。目標抵抗値に入っていると判定されると、第３グループおよび第４グループとして選択された次の１６個の抵抗体に変更される（ステップ４２）。このとき、１番目の集積回路で制御される６４個の抵抗体に対して、上記した処理が終了したかどうか判定される（ステップ４３）。そして、終了と判定されると、終了した集積回路が最終のものであるか否か判定され（ステップ４４）、最終と判定された場合は終了する。
【００３３】
なお、ステップ４１で、２つのグループ、例えば第１、第２グループ、あるいは第３、第４グループなど１６個の抵抗体の抵抗値が目標抵抗値に入っていない場合は、ステップ３３に戻りステップ３３〜ステップ４０が繰り返される。
【００３４】
また、ステップ４３で、１つの集積回路で制御される６４個の抵抗体のトリミングが終了していない場合は、ステップ３３に戻りステップ３３〜ステップ４２が繰り返される。
【００３５】
また、ステップ４４で、最終の集積回路と判定されない場合は、次の集積回路が選択され（ステップ４５）、ステップ３３に戻り、次の集積回路についてステップ３３〜ステップ４４が繰り返される。
【００３６】
ここで、本発明の他の実施形態について図４で説明する。
【００３７】
４１はパルス発生装置である。パルス発生装置４１は、トリミングに使用される高電圧の電圧パルスを発生する４個のパルス電源４１ａ〜４１ｄ、および、抵抗値の測定に使用される微小電圧を発生する１個の抵抗値測定用電源４１ｅから構成されている。なお、トリミングの際に抵抗体に印加される電圧パルスの幅は５ｍｓ、そして１回あたりに印加されるパルスの数は１パルスに設定している。
パルス発生装置４１で発生された電圧パルスは、切換装置４２を経て薄膜サーマルヘッド４３に印加される。サーマルヘッド４３は、例えば３００ドット／インチで、総ドットが２５６０個の抵抗体１〜２５６０などで構成されている。なお、パルス発生装置４１や切換装置４２は制御装置４４で制御されており、例えば、切換装置４２は、パルス発生装置４１で発生された電圧パルスや抵抗値測定用電源４１ｅ出力をサーマルヘッド４３に供給し、また、抵抗体１〜２５６０の抵抗値の測定に使用されるデータを、サーマルヘッド４３から抵抗測定装置４５に送っている。
【００３８】
ここで、薄膜サーマルヘッドの構造について図５で説明する。
【００３９】
５１は絶縁基板で、絶縁基板５１上に、抵抗体５２やドライバ用の集積回路５３、駆動回路基板５４、コモン電極基板５５などが構成されている。また、絶縁基板５１や駆動回路基板５４、コモン電極基板５５の下側には放熱板５６が配置されている。
【００４０】
集積回路５３は、画信号や制御信号の入力に応じて抵抗体５２に流す電流のオン・オフを制御している。また、駆動回路基板５４は集積回路５３に各種の制御信号を供給している。
【００４１】
なお、コモン電極基板５５は、図５（ｂ）に示すように、３個のスリットＳ１〜Ｓ３によって電気的に４分割されている。そして、２５６０個の抵抗体は、例えば１〜６４０ドットの組、６４１〜１２８０ドットの組、１２８１〜１９２０ドットの組、１９２１〜２５６０ドットの組の４つに分けられ、それぞれの１つの組と４分割されたコモン電極がコモンワイヤボンディングＷ１によって電気的に接続されている。なお、コモンワイヤボンディングＷ１はハードエンドキャップ５７で保護されている。そして、４分割されたコモン電極は、コモンワイヤＷ２を通して駆動回路基板５４に接続され、そして４個のパルス電源４１ａ〜４１ｄに接続される構成になっている。なお、４分割されたコモン電極は、後で説明するようにトリミング処理が終了した際に、図５（ｃ）で示すようにコモンワイヤＷ３によって互いに接続される。
【００４２】
ここで、抵抗体１〜２５６０が４つの組に分けられている構成について図６で説明する。Ｒ１〜Ｒ２５６０は抵抗体で、６４０個づつ４つの組Ｋ１〜Ｋ４に分けられ、各組Ｋ１〜Ｋ４はそれぞれ４分割されたコモン電極Ｃ１〜Ｃ４に接続されている。また、４つの組Ｋ１〜Ｋ４は、端子Ｔ１〜Ｔ４を通して４個のパルス電源４１ａ〜４１ｄに接続されている。そして、各抵抗体Ｒ１〜Ｒ２５６０は、その６４個づつが１つの集積回路ＩＣ１〜ＩＣ４０に接続されている。
【００４３】
上記した構成において、トリミング処理を行う場合、各組Ｋ１〜Ｋ４それぞれから１番目の抵抗体が１つづつ選択される。このとき、選択された抵抗体を制御する集積回路に制御信号（ＤＩやＳＴＢ１〜４）が加えられ、選択された４ドットの抵抗体に対して電圧パルスが同時に印加される。
【００４４】
ここで、トリミング処理のタイミングについて図７で説明する。
【００４５】
Ｐは、トリミングに使用される電圧パルスで、電圧パルスＰが印加された抵抗体はある期間Ｔ１（１００ｍｓ）冷却される。その後、期間Ｔ２（２０ｍｓ）において、４ドットの抵抗体の抵抗値が１つづつ順に抵抗測定装置４５で測定される。さらに期間Ｔ３（４ｍｓ）において演算が行われる。このようにして電圧パルスの印加や抵抗値の測定が行われる。
【００４６】
そして、１番目に選択された抵抗体のトリミングが終了すると、各組Ｋ１〜Ｋ４から２番目の抵抗体が１つづつ選択され同様の手順でトリミン処理が行われる。このようにしてすべての抵抗体のトリミングが終了すると、図５（ｃ）に示すように４分割されていたコモン電極基板間がコモンワイヤーＷ３で接続され、電気的に接続される。この方法の場合、４ビットのトリミング処理に必要な時間は１２４ｍｓで、１ビットあたり約３１ｍｓで、従来の図１１の場合の１０６ｍｓに比較して短縮されている。
【００４７】
ここで、トリミング方法のフローについて図８で説明する。
【００４８】
まず、ドライバ用の集積回路を搭載した後、絶縁性基板上に形成された各抵抗体の抵抗値分布を測定し（ステップ８１）、これに基づき一定の目標抵抗値を設定する（ステップ８２）。そして、抵抗体の組分けが行われる（ステップ８３）。その後、各組から１つづつ選択された４ドットそれぞれに印加する電圧パルスの電圧値を設定し（ステップ８４）、同時に印加する（ステップ８５）。例えば、第１のパルス電源で１組Ｋ１の１ドット、第２のパルス電源で２組Ｋ２の６４１ドット、第３のパルス電源で３組Ｋ３の１２８１ドット、第４のパルス電源で４組Ｋ４の１９２１ドットに対して同時にパルスを印加する。
【００４９】
そして、パルスが印加された４個の抵抗体の抵抗値を測定する（ステップ８６）。このとき、１ドット、６４１ドット、１２８１ドット、１９２１ドットの順に抵抗値が測定される。そして、４個の抵抗体の抵抗値が目標抵抗値に入ったかどうか判定される（ステップ８７）。目標抵抗値に入っている場合、各グループから１つづつ２番目の４ドットの抵抗体が選ばれる（ステップ８８）。
【００５０】
そして、最初の集積回路の６４個の抵抗体について、上記処理が終了したかどうか判定される（ステップ８９）。終了していると判定されると、その集積回路が最終のものであるか否か判定される（ステップ９０）。このとき最終のものと判定されると終了する。
【００５１】
なお、ステップ８７で、４個の抵抗体の抵抗値が目標抵抗値に入っていない場合は、ステップ８４に戻りステップ８４〜ステップ８６が繰り返される。また、ステップ８９で、６４個の抵抗体が終了していない場合は、ステップ８４に戻りステップ８４〜ステップ８８が繰り返される。また、ステップ９０で、最終の集積回路と判定されない場合は、次の集積回路が選択され（ステップ９１）、ステップ８４に戻り、次の集積回路についてステップ８４〜ステップ９０が繰り返される。
【００５２】
ここで、この発明で抵抗値を均一化した結果の一例を図９で説明する。
【００５３】
図９の横軸は抵抗体の配列方向で配列順序に対応したビット番号で示してある。また、縦軸は抵抗値（Ω）である。特性ａがトリミング前の抵抗値、特性ｂがトリミング後の抵抗値である。この図から抵抗値が均一化されている状態が分かる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、生産性がよいサーマルヘッドのトリミング方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す回路構成図である。
【図２】本発明の実施形態を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態を説明するフロー図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す回路構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態を説明する概略構造図である。
【図６】本発明の他の実施形態を説明する回路構成図である。
【図７】本発明の他の実施形態を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施形態を説明するフロー図である。
【図９】本発明の他の実施形態を説明する特性図である。
【図１０】従来技術を説明する特性図である。
【図１１】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１１…パルス発生装置
１２…切換装置
１３…サーマルヘッド
１４…制御装置
１５…抵抗測定装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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