(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上における共通電極および個別電極上に厚膜形成された発熱抵抗体に対して、その抵抗値を目標値まで低下させるようにしたサーマルプリントヘッドのトリミング方法であって、
上記基板上に駆動ＩＣを搭載して、この駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、この時の発熱抵抗体の表面温度を計測し、この計測結果に基づいて以後のトリミング工程を行うとともに、
上記トリミング工程においては、上記発熱抵抗体の表面に対してレーザーが照射され、かつ、そのレーザーの上記発熱抵抗体の表面に対する照射幅が上記発熱抵抗体の単位発熱ドット複数個分の幅から上記単位発熱ドットの幅の半分以下まで可変とされているとともに、
上記計測結果に基づいて上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分を特定した後に、この抵抗値が高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザーを照射し、さらにこのレーザー照射の後においても上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザー照射することを１回以上行い、
上記トリミング工程の後に、上記駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、この時の上記発熱抵抗体の表面温度を計測し、上記発熱抵抗体の抵抗値が所望の値であるかを判断することを特徴とする、サーマルプリントヘッドのトリミング方法。
【請求項２】
基板上における共通電極および個別電極上に厚膜形成された発熱抵抗体に対して、その抵抗値を目標値まで低下させるようにしたサーマルプリントヘッドのトリミング方法であって、
上記基板上に駆動ＩＣを搭載して、この駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、このような状態で感熱紙に印字を行い、この印字結果に基づいて以後のトリミング工程を行うとともに、
上記トリミング工程においては、上記発熱抵抗体の表面に対してレーザーが照射され、かつ、そのレーザーの上記発熱抵抗体の表面に対する照射幅が上記発熱抵抗体の単位発熱ドット複数個分の幅から上記単位発熱ドットの幅の半分以下まで可変とされているとともに、
上記印字結果に基づいて上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分を特定した後に、この抵抗値が高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザーを照射し、さらにこのレーザー照射の後においても上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に
高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザー照射することを１回以上行い、
上記トリミング工程の後に、上記駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、このような状態で感熱紙に印字を行い、上記発熱抵抗体の抵抗値が所望の値であるかを判断することを特徴とする、サーマルプリントヘッドのトリミング方法。
【請求項３】
上記レーザーは、ＹＡＧレーザーとされている、請求項１または２に記載の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】
【発明が属する技術分野】
本願発明は、サーマルプリントヘッドのトリミング方法に係り、詳しくは、厚膜形成された発熱抵抗体の抵抗値を全長にわたって均一化させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、厚膜型サーマルプリントヘッドは、基板上に共通電極および個別電極が形成され、その上面部には、これらの共通電極と個別電極とに共通して導通されるように発熱抵抗体が厚膜形成される。より詳細には、図１１に示すように、上記共通電極５０は櫛歯状の単位電極部５０ａを有しており、これらの各単位電極部５０ａの相互間に存在している間隙にその一端部が位置されるようにして各個別電極５１が配列されている。そして、上記発熱抵抗体５２においては、隣接する単位電極部５０ａの各相互間に各発熱ドット５３が区画形成されるようになっている。
【０００３】
ところで、この種のサーマルプリントヘッドの製造途中においては、駆動ＩＣを搭載しない状態で、上記基板上に形成された発熱抵抗体５２に対するいわゆるパルストリミングが行われる。このパルストリミングは、上記共通電極５０から発熱抵抗体５２を介して個別電極５１に至る導電経路に、通常の印字作用時よりも高電圧のパルス電圧を印加することにより、上記発熱抵抗体５２に所望のエネルギーを付与して、各発熱ドット５３の抵抗値を目標値まで低下させ、全体として均一な抵抗値が得られるように設定を行うものである。
【０００４】
具体的には、従来においては、図１２および図１３に模式的に示すプローブカード６０における複数本のプローブ６１を、適宜、上記共通電極５０と個別電極５１とに接触させ、この接触部を通じて上記発熱抵抗体５２に上述のパルス電圧を印加していたのである。この場合、上記各プローブ６１の対向間隔や配列ピッチは、上記共通電極５０および個別電極５１の配列状態に対応するように設定されており、いずれのプローブ６１に対してパルス電流を流すかの制御は、このプローブカード６０を制御するためのプログラムに則して実行される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のパルストリミングを採用した場合において、単一の個別電極５１により形成される導電経路について考察すると、図１１に示すように、１個の発熱ドットについて２箇所の単位抵抗要素Ｒ１，Ｒ２を通じて同時にパルス電流が流れることになる。この場合における電気回路構成は、図１４に示すように、２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２を並列に接続した回路と等価である。そして、従来の手法では、２個の単位抵抗要素Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗値、換言すれば１個の発熱ドットの合成抵抗値が目標値になるようにトリミングを行っていたため、以下に示すような問題が生じていた。
【０００６】
すなわち、上記のように２個の単位抵抗要素Ｒ１，Ｒ２が並列に接続されていると、相対的に抵抗値の低い側の単位抵抗要素に大電流が流れて高エネルギーが付与されるため、その抵抗値が過度に低下するのに対して、相対的に抵抗値の高い側の単位抵抗要素については、その抵抗値が充分に低下しないことになる。この結果、両者の抵抗値のアンバランスの度合いが大きくなる。それにも拘らず、従来のパルストリミングにおいては、２個の単位抵抗要素の合成抵抗値のみが基準とされるものであり、その合成抵抗値が目標値に達した時点でトリミングが終了する。したがって、上記２個の単位抵抗要素Ｒ１，Ｒ２は、依然として異なる抵抗値を示すことになり、上記発熱抵抗体５２は、抵抗値のばらつきが生じた状態となる。そして、これに伴って、印字を行った場合に濃淡などのムラが生じ、印字品位の悪化を招くことになる。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、発熱抵抗体の抵抗値を細部にわたって均一化させることが可能なトリミング方法を提供して、印字品位の向上を図ることをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本願発明の第１の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドのトリミング方法は、基板上における共通電極および個別電極上に厚膜形成された発熱抵抗体に対して、その抵抗値を目標値まで低下させるようにしたサーマルプリントヘッドのトリミング方法であって、上記基板上に駆動ＩＣを搭載して、この駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、この時の発熱抵抗体の表面温度を計測し、この計測結果に基づいて以後のトリミング工程を行うとともに、上記トリミング工程においては、上記発熱抵抗体の表面に対してレーザーが照射され、かつ、そのレーザーの上記発熱抵抗体の表面に対する照射幅が上記発熱抵抗体の単位発熱ドット複数個分の幅から上記単位発熱ドットの幅の半分以下まで可変とされているとともに、上記計測結果に基づいて上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分を特定した後に、この抵抗値が高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザーを照射し、さらにこのレーザー照射の後においても上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザー照射することを１回以上行い、上記トリミング工程の後に、上記駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、この時の上記発熱抵抗体の表面温度を計測し、上記発熱抵抗体の抵抗値が所望の値であるかを判断することを特徴としている。
【００１０】
このような方法によれば、駆動ＩＣの動作によって発熱した発熱抵抗体の表面温度が、サーモビュア等の表面温度計測手段により計測される。この場合、上記発熱抵抗体の表面温度が高い領域は抵抗値が低いのに対して、表面温度が低い領域は抵抗値が高いことから、このように発熱抵抗体の表面温度を計測することにより、その発熱抵抗体の抵抗値のばらつきを知得できることになる。そして、この表面温度の計測を緻密に行えば、発熱ドットの半分の領域における抵抗値すなわち図１１に示す２個の単位抵抗要素Ｒ１，Ｒ２のそれぞれの抵抗値を個別に知得することができる。このように、従来のパルストリミングでは知り得ることができなかった発熱ドットの半分の領域の抵抗値について、これらをも知得した上で、以後のトリミング工程が実行される。したがって、発熱抵抗体の全域の抵抗値を細部にわたって均一化させることが可能となり、この結果、印字を行った際における濃淡などのムラの発生が生じなくなって、印字品位の改善が図られることになる。
【００１１】
基板上における共通電極および個別電極上に厚膜形成された発熱抵抗体に対して、その抵抗値を目標値まで低下させるようにしたサーマルプリントヘッドのトリミング方法であって、上記基板上に駆動ＩＣを搭載して、この駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、このような状態で感熱紙に印字を行い、この印字結果に基づいて以後のトリミング工程を行うとともに、上記トリミング工程においては、上記発熱抵抗体の表面に対してレーザーが照射され、かつ、そのレーザーの上記発熱抵抗体の表面に対する照射幅が上記発熱抵抗体の単位発熱ドット複数個分の幅から上記単位発熱ドットの幅の半分以下まで可変とされているとともに、上記印字結果に基づいて上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分を特定した後に、この抵抗値が高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザーを照射し、さらにこのレーザー照射の後においても上記発熱抵抗体のうち抵抗値が相対的に高い部分の大きさに上記レーザーの照射幅を変更した状態でレーザー照射することを１回以上行い、上記トリミング工程の後に、上記駆動ＩＣの動作により上記発熱抵抗体を発熱させ、このような状態で感熱紙に印字を行い、上記発熱抵抗体の抵抗値が所望の値であるかを判断することを特徴としている。
【００１２】
このような方法によれば、駆動ＩＣの動作によって発熱抵抗体を発熱させた状態で感熱紙に対して印字を行わせ、これを拡大するなどしてその印字状況を視認する。この場合、上記感熱紙における印字状況が濃い領域または大きく印字されている領域は抵抗値が低いのに対して、印字状況が薄い領域または小さく印字されている領域は抵抗値が高いことから、このように感熱紙の印字状況を把握することにより、その発熱抵抗体の抵抗値のばらつきを知得できることになる。そして、このように印字状況を把握する手法によれば、発熱ドットの半分の領域における抵抗値すなわち図１１に示す２個の単位抵抗要素Ｒ１，Ｒ２のそれぞれの抵抗値を個別に知得することができる。このように、従来のパルストリミングでは知り得ることができなかった発熱ドットの半分の領域の抵抗値について、これらをも知得した上で、以後のトリミング工程が実行される。したがって、発熱抵抗体の全域の抵抗値を細部にわたって均一化させることが可能となり、この結果、印字を行った際における濃淡などのムラの発生が生じなくなって、印字品位の改善が図られることになる。
【００１４】
さらに、このような方法によれば、発熱抵抗体に対しては、レーザーの照射により所望のエネルギーが付与されて、その照射部分の抵抗値が目標値に達するまで低下する。この場合において、上記レーザーの照射幅は可変とされていることから、たとえば発熱抵抗体の広い領域全域にわたって抵抗値が高い場合には、上記レーザーの照射幅を広くした状態で、上記発熱抵抗体の抵抗値の高い領域にレーザーを照射すれば、その広い領域全域の抵抗値を一挙に目標値まで低下させることができる。一方、たとえば発熱抵抗体の極めて狭い領域のみの抵抗値が高い場合には、上記レーザーの照射幅を狭くすれば、その狭い領域のみの抵抗値を目標値まで低下させることができる。したがって、発熱抵抗体の抵抗値を目標値まで低下させるための作業が無駄なくかつ効率良く行われ得ることになる。しかも、上記レーザーの照射幅の最小値は、上記発熱抵抗体の単位発熱ドットの幅の半分以下とされているので、１個の発熱ドットの半分の領域についてもその領域のみの抵抗値を低下させることが可能となり、発熱抵抗体の全域の抵抗値を細部にわたって均一化させることが可能となる。
【００１５】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記レーザーは、ＹＡＧレーザーとされている。
【００１６】
このような方法によれば、上記発熱抵抗体の抵抗値を目標値まで低下させるために、ＹＡＧレーザーが有している特性が有効利用され、適切なトリミングを行うことが可能になる。なお、このようにＹＡＧレーザーを使用して適切なトリミングを行えることは、本願発明者が行った実験により明らかとされている。
【００１７】
本願発明のその他の特徴および利点は、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１９】
まず、本願発明に係るサーマルプリントヘッドのトリミング方法の説明に先立って、このトリミング方法が適用されるサーマルプリントヘッドの構成についてその概略を説明する。
【００２０】
図１は、サーマルプリントヘッド１の要部概略構成を示す平面図である。同図に示すように、セラミック基板２の上面部には、導体パターンの構成要素として、共通電極３と個別電極４とが形成されている。これらの共通電極３および個別電極４は、レジネート金を用いた印刷・焼成ないしフォトリソ法によるエッチングにより形成されるものである。そして、上記共通電極３は櫛歯状の単位電極部３ａを有しており、これらの各単位電極部３ａの相互間に存在している間隙にその一端部が位置されるようにして各個別電極４が配列されている。なお、これらの各個別電極４の他端部はボンディング用パッド４ａとされている。
【００２１】
一方、上記共通電極３の単位電極部３ａおよび個別電極４の上面部には、これらに共通的に導通されるようにして、一直線状に延びる発熱抵抗体５が厚膜形成されている。この発熱抵抗体５は、低抗体ペーストを用いた印刷・焼成により厚膜状に形成されたものである。そして、この発熱抵抗体５においては、隣接する単位電極部３ａの各相互間に各発熱ドットが区画形成されるようになっている。
【００２２】
この基板２上の構造について、さらに詳述すれば、図２に示すように、上記基板２の上面部にはグレーズ層６が形成されているとともに、その上面部には上述の共通電極３や個別電極４が形成され、さらにその上面部には上述の発熱抵抗体５が形成されている。加えて、上記共通電極３、個別電極４、および発熱抵抗体５の上面部には、所定箇所を除外して、これらを覆うように保護ガラス層７が形成されている。なお、上記共通電極３の一部上面には、たとえば銀・パラジウムペーストを用いて厚膜形成された共通電極強化層８が形成されている。
【００２３】
次に、上記構成からなるサーマルプリントヘッド１のトリミング方法について説明する。
【００２４】
この場合において、上記トリミングを行うに際しては、図１に仮想線で示すように、駆動ＩＣ２０の出力パッド２０ａと個別電極４のボンディング用パッド４ａとが、たとえば金線によるワイヤボンディングを施すことにより導通状態とされている。したがって、発熱抵抗体５は、この駆動ＩＣ２０の動作により発熱制御が行われ得る状態にある。
【００２５】
一方、上記トリミングは、ＹＡＧレーザーを使用して行うものであって、保護ガラス層７の上方から発熱抵抗体５に対してＹＡＧレーザーを照射するようになっている。このＹＡＧレーザーは、母材としてのＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet,Y3Al5O12）結晶に希土類活性イオンをドープしたレーザーである。
【００２６】
また、図３および図４に示すように、上記発熱抵抗体５および保護ガラス層７の直上方にはマスク９が配設されており、このマスク９にはスリット１０が形成されている。このスリット１０の幅（発熱抵抗体の長手方向に沿う幅）は、変化させることが可能であって、たとえば図３に示すように複数個の発熱ドット５ａにまたがってＹＡＧレーザーを照射したり、あるいは図４に示すように１個の発熱ドット５ａの半分の領域すなわち単位抵抗要素にのみＹＡＧレーザーを照射したりすることが可能とされている。
【００２７】
まず、トリミングを行うに先立って、上記駆動ＩＣ２０の動作により発熱抵抗体５を実際に発熱させた状態で、サーモビュア等の表面温度計測手段を用いてその表面温度を計測する。この場合、上記発熱抵抗体５の表面温度が高い領域は抵抗値が低く、表面温度が低い領域は抵抗値が高いことから、その計測を緻密に行えば、上記発熱抵抗体５の抵抗値のばらつき度合いをたとえば個々の発熱ドットの半分の領域毎もしくは半分以下の領域毎に検出できることになる。
【００２８】
これに代えて、上記と同様に発熱抵抗体５を実際に発熱させた状態で、感熱紙に印字をしてそれを拡大して濃淡を把握する手法を採用することも可能である。この場合、上記感熱紙における印字状況が濃い領域または大きく印字されている領域は抵抗値が低く、印字状況が薄い領域または大きく印字されている領域は抵抗値が高いことから、その濃淡の把握を緻密に行えば、上記発熱抵抗体５の抵抗値のばらつき度合いをたとえば個々の発熱ドットの半分の領域毎もしくは半分以下の領域毎に検出できることになる。
【００２９】
上記いずれの手法を採用した場合においても、その抵抗値の検出結果として、たとえば図５に示すような抵抗値曲線Ｒ１が得られたならば、以下に示すような手順にしたがってトリミングが実行される。なお、同図に示す符号ＡないしＥは、抵抗値の大きさに対応して発熱抵抗体５をその長手方向に区分したものである。
【００３０】
すなわち、図５に示す抵抗値曲線Ｒ１における符号Ａで示す領域の抵抗値を低下させるには、上述の図３に示すように複数個の発熱ドット５ａの領域に対応するようにマスク９のスリット１０の幅を広くした状態で、ＹＡＧレーザーを照射する。これにより、その照射部分においては所望のエネルギーが付与されて抵抗値が低下することから、図６に示すような抵抗値曲線Ｒ２が得られ、上記符号Ａで示す領域の抵抗値が全範囲にわたって一挙に低下する。なお、同図に示す符号Ｅで示す領域は、微細な凸部が存在するものの巨視的にはその抵抗値が略目標値であるものとする。
【００３１】
次に、上記抵抗値曲線Ｒ２のうちの符号Ｂで示す領域における凸部Ｂａの抵抗値を低下させるために、上記マスク９のスリット１０の幅をＢ領域の約半分に対応する幅に変化させた状態で、ＹＡＧレーザーを照射する。これにより、図７に示すような抵抗値曲線Ｒ３が得られ、上記Ｂ領域の約半分の抵抗値が低下する。
【００３２】
この後、上記抵抗値曲線Ｒ３のうちのＢ領域における２箇所の凸部Ｂｂ，Ｂｃの抵抗値を低下させるために、上記マスク９のスリット１０の幅をＢ領域の約４分の１に対応する幅に変化させた状態で、それぞれの凸部Ｂｂ，Ｂｃに対応する位置にＹＡＧレーザーを照射する。このように、抵抗値曲線に比較的大きな凸部が存在している場合には、上記マスク９のスリット１０の幅を狭めながら順次ＹＡＧレーザーを照射する。
【００３３】
これにより、図８に示すような抵抗値曲線Ｒ４が得られることになる。この後においては、同図に符号Ｃおよび符号Ｄで示す領域についても、上記Ａ領域およびＢ領域と同様にして、それぞれの抵抗値を低下させる。この結果、図９に示すように、巨視的に判断すれば略目標値に達しているものの微細な凸部を有する抵抗値曲線Ｒ５が得られる。この抵抗値曲線Ｒ５における微細な凸部は、上記１個の発熱ドット５ａの半分もしくは半分以下のものである。
【００３４】
したがって、この後は、図４に示すように上記マスク９のスリット１０の幅を１個の発熱ドット５ａの幅の半分もしくは半分以下となるように変化させた状態で、微細な複数の凸部に対応する位置に対してそれぞれＹＡＧレーザーを照射する。これにより、図１０に示すように、目標値に一致しかつ確実に均一化された抵抗値直線Ｒ６が得られる。
【００３５】
この場合において、上述のように抵抗値が所望の値まで低下しているか否かの判断は、上記駆動ＩＣ２０の動作により発熱抵抗体５を発熱させて、その都度、その表面温度を計測するか、あるいは感熱紙に印字をしてその濃淡を把握するかによって行われる。
【００３６】
なお、上記マスク９のスリット１０の幅を可変とする手段としては、単一のマスク９にスリット１０の幅を可変とするための構成を付加する手段や、あるいはスリット１０の幅が異なる複数のマスク９を予め製作しておきこれらを選択的に使用する手段などが採用される。
【００３７】
本願発明に係るサーマルプリントヘッドのトリミング方法の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。
【００３８】
たとえば、上記実施形態では、レーザーとしてＹＡＧレーザーを使用したが、発熱抵抗体に対して充分なエネルギーを付与してその抵抗値を低下させることが可能なレーザーであれば、たとえば炭酸ガスレーザーや固体半導体レーザーなどの他のレーザーを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態に係るトリミング方法が適用されるサーマルプリントヘッドを示す要部概略平面図である。
【図２】図１のII−II線に従って切断した要部拡大縦断側面図である。
【図３】本願発明の実施形態に係るトリミング方法を説明するためのサーマルプリントヘッドを示す要部拡大縦断正面図である。
【図４】本願発明の実施形態に係るトリミング方法を説明するためのサーマルプリントヘッドを示す要部拡大縦断正面図である。
【図５】本願発明の実施形態に係るトリミング方法の作用を示すグラフである。
【図６】本願発明の実施形態に係るトリミング方法の作用を示すグラフである。
【図７】本願発明の実施形態に係るトリミング方法の作用を示すグラフである。
【図８】本願発明の実施形態に係るトリミング方法の作用を示すグラフである。
【図９】本願発明の実施形態に係るトリミング方法の作用を示すグラフである。
【図１０】本願発明の実施形態に係るトリミング方法の作用を示すグラフである。
【図１１】従来の問題点を説明するためのサーマルプリントヘッドの要部概略平面図である。
【図１２】従来のトリミング方法に使用されていたプローブカードを示す概略平面図である。
【図１３】従来のトリミング方法に使用されていたプローブカードを示す概略正面図である。
【図１４】従来の問題点を説明するための概略電気回路図である。
【符号の説明】
１  サーマルプリントヘッド
２  基板
３  共通電極
４  個別電極
５  発熱抵抗体
７  保護ガラス層
９  マスク
１０  スリット
２０  駆動ＩＣ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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