JP4373769B2 - Thermal head, manufacturing method thereof, and thermal printer - Google Patents
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Description
本発明は、発熱抵抗体の発する熱を利用して印画等の動作を行うサーマルヘッド及びその製造方法、並びにサーマルプリンタに関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a thermal head and its that by utilizing the heat generated by the heating resistor performs operations such as printing, and to a thermal printer.
従来より、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとしてサーマルヘッドが用いられている。 Conventionally, thermal heads have been used as printing devices such as facsimiles and video printers.
かかる従来のサーマルヘッドは、例えば図７に示す如く、アルミナセラミックス等から成る基板２１の上面に、複数の発熱抵抗体２３を配列するとともに、各発熱抵抗体２３の両端にアルミニウムから成る一対の電極配線２４を接続し、これらを窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等から成る保護層２５で被覆した構造を有しており、外部の搬送手段を用いて感熱紙やインクフィルム等の記録媒体を発熱抵抗体２３上に搬送しながら、複数の発熱抵抗体２３を画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、記録媒体を発熱抵抗体２３上の保護層２５表面に摺接させ、発熱抵抗体２３の発した熱を保護層２５を介して記録媒体に伝達させることによって印画を形成するようになっている。
For example, as shown in FIG. 7, the conventional thermal head has a plurality of
尚、保護層２５は、発熱抵抗体２３、一対の電極配線２４を記録媒体の摺接による磨耗から良好に保護するためのものであり、かかる保護層２５の形成は、窒化珪素等の無機質材料を従来周知のスパッタリング法を採用することにより、発熱抵抗体２３、一対の電極配線２４の表面に所定厚みに被着させて形成される。
The
ところで、スパッタリング法等の薄膜手法により成膜される保護層２５には、“ピンホール”と呼ばれる膜欠陥が形成されており、かかる膜欠陥内に大気中の水分や記録媒体に含まれるＮａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｃｌ−イオン等が入り込み、発熱抵抗体２３や電極配線２４に接触すると、発熱抵抗体２３、電極配線２４が腐食、溶融してこれらの配線抵抗が著しく上昇し、発熱抵抗体２３を所望の温度で発熱させることが困難となる課題があった。
By the way, a film defect called “pinhole” is formed in the
そこで、上記課題を解決すべく、下記の特許文献１に記載されているように、電極配線２４の表面をアルミニウムを陽極酸化して成る陽極酸化層で被覆することが提案されている。
しかしながら、特許文献１に示されたサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体２３の表面には陽極酸化層が形成されていないため、上述の“ピンホール”が発熱抵抗体２３の真上に存在した場合、大気中の水分、記録媒体に含まれるイオン等の影響で発熱抵抗体２３が腐食する課題は依然として未解決のままである。
However, in the thermal head disclosed in
また、特許文献１に示されたサーマルヘッドにおいては、電極配線２４の表面にのみ陽極酸化層が形成されていることから、発熱抵抗体２３と電極配線２４との境界面における段差部を陽極酸化層で封止することができない。また、段差部は、保護層２５で良好に被覆することは一般的に困難である。それ故、上記段差部から水分、イオンが侵入し、発熱抵抗体２３、電極配線２４が腐食するという課題が存在していた。
In the thermal head disclosed in
本発明は、上記課題に鑑み案出されたものであり、その目的は、発熱抵抗体及び電極配線の腐食を良好に防止することが可能な高性能のサーマルヘッド及びその製造方法、並びにサーマルプリンタを提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-performance thermal head capable of satisfactorily preventing corrosion of the heating resistor and the electrode wiring, a manufacturing method thereof, and a thermal printer. Is to provide.
本発明のサーマルヘッドは、抵抗体層によって形成されている複数の発熱抵抗体と、金属層によって形成されており、前記複数の発熱抵抗体に接続されている電極配線と、前記複数の発熱抵抗体及び前記電極配線を被覆している保護層とを備えており、前記電極配線は、前記金属層をパターン加工して形成した、共通電極配線及び個別電極配線で構成されており、前記共通電極配線は、前記複数の発熱抵抗体の一端側に共通に接続されており、前記個別電極配線は、前記複数の発熱抵抗体の他端側に個別に接続されており、前記保護層に接している前記発熱抵抗体、前記共通電極配線、及び前記個別電極配線の表面が、前記抵抗体層及び前記金属層を、表面から内側に向かって酸化することで形成されている酸化物によって形成されている絶縁層で被覆されており、該絶縁層の厚みは、前記共通電極配線の表面に形成されている部位に比べて前記個別電極配線の表面に形成されている部位が薄いことを特徴とする。 The thermal head of the present invention includes a plurality of heating resistors formed of a resistor layer, an electrode wiring formed of a metal layer and connected to the plurality of heating resistors, and the plurality of heating resistors. And a protective layer covering the electrode wiring, and the electrode wiring is constituted by a common electrode wiring and individual electrode wiring formed by patterning the metal layer, and the common electrode wiring is commonly connected to one end of the plurality of heating resistors, the individual electrode wires is Ri Contact plurality of individually connected to the other end of the heating resistor in contact with the protective layer and that the heating resistor, the common electrode line, and the surface of the individual electrode wires, the resistor layer and the metal layer is formed by an oxide that is formed by oxidizing inward from the surface Terrible It is coated with a layer, the thickness of the insulating layer, wherein the common electrode wiring portion than the portion formed on the surface of which is formed on the surface of the individual electrode wires are thin.
本発明のサーマルヘッドの製造方法は、上述のサーマルヘッドを、前記金属層をアルミニウムにより形成し、前記抵抗体層及び前記金属層の表面を陽極酸化法または高温酸化法により酸化して前記絶縁層を形成することを特徴とする。 A thermal head manufacturing method of the present invention, the above-mentioned thermal head, the metal layer is formed of aluminum, the insulating layer by oxidizing the surface of the resistor layer and the metal layer by anodic oxidation or high temperature oxidation It characterized that you form.
そして、本発明のサーマルプリンタは、上述のサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とする。 Then, the thermal printer of the present invention is characterized by comprising a thermal head described above, and a conveying means for conveying the recording medium on the thermal head.
本発明によれば、保護層に接する発熱抵抗体及び電極配線の表面全体に絶縁層を形成したことから、発熱抵抗体、電極配線のみならず、これらの境界面における段差部をも絶縁層で良好に覆うことができる。従って、保護層に形成された“ピンホール”内に大気中の水分、記録媒体に含まれるイオン等が侵入しても、これらの水分、イオンによって発熱抵抗体、電極配線が腐食することが良好に防止され、発熱抵抗体を所望の温度で発熱させることが可能な高性能のサーマルヘッド及びその製造方法、並びにサーマルプリンタを実現できる。 According to the present invention, since the insulating layer is formed on the entire surface of the heating resistor and the electrode wiring in contact with the protective layer, not only the heating resistor and the electrode wiring but also the stepped portion at the boundary surface thereof is formed by the insulating layer. Can be covered well. Therefore, even if moisture in the atmosphere or ions contained in the recording medium enter the “pinhole” formed in the protective layer, it is favorable that the heating resistor and the electrode wiring are corroded by these moisture and ions. Therefore, a high-performance thermal head capable of generating heat at a desired temperature, a manufacturing method thereof, and a thermal printer can be realized.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断面図、図２は、図１のサーマルヘッドの平面図（グレーズ層、保護層、絶縁層不図示）であり、１は基板、２はグレーズ層、３は発熱抵抗体、４は電極配線、５は保護層、６は絶縁層である。 Figure 1 is a cross-sectional view of a thermal head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the thermal head of FIG. 1 (glaze layer, a protective layer, an insulating layer not shown), 1 is a substrate, 2 Is a glaze layer, 3 is a heating resistor, 4 is an electrode wiring, 5 is a protective layer, and 6 is an insulating layer.
基板１は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料、単結晶シリコン等の半導体材料など、種々の材料によって矩形状をなすように形成されており、その上面には、グレーズ層２、発熱抵抗体３、電極配線４、保護層５、絶縁層６等が設けられ、これらを支持する支持母材として機能する。
このような基板１は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法等を採用することによってセラミックグリーンシートを形成し、これを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することにより製作される。
When such a
また、基板１の上面には、ガラス製のグレーズ層２が基板１の長手方向に帯状に被着され、その頂部付近には複数の発熱抵抗体３が設けられる。
A
グレーズ層２は、例えば曲率半径１ｍｍ〜４ｍｍの断面円弧状をなす帯状の突出部２ａと、該突出部２ａの下地となる層状の基層部２ｂとで形成されている。
The
このグレーズ層２は、低熱伝導性（熱伝導率：０．７Ｗ／ｍ・Ｋ〜１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）のガラスにより形成されているため、その内部で発熱抵抗体３の発する熱の一部を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用、具体的には、発熱抵抗体３の温度を短時間で印画に必要な所定の温度まで上昇させる蓄熱層としての作用を為す。
Since the
尚、グレーズ層２は、ガラス粉末に適当な有機溶剤を添加、混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板１の上面に帯状に印刷、塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成される。
The
更に、グレーズ層２の頂部付近に設けられる複数の発熱抵抗体３は、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列されており、これらの発熱抵抗体３は各々がＴａＮ、ＴａＳｉＯ、ＴｉＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成された抵抗体層から成っているため、両端に電気的に接続される電極配線４等を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画を形成するのに必要な温度、例えば１３０℃〜３５０℃の温度となる。
Further , the plurality of heating resistors 3 provided near the top of the
また、発熱抵抗体３に接続される電極配線４は、発熱抵抗体３等に電力を供給する給電配線として機能するものであり、アルミニウム、銅等の金属材料により形成された金属層から成っている。 The electrode wires 4 connected to the heating resistor 3, which functions as a power supply wiring for supplying power to the heating resistor 3 or the like, aluminum, made of metal layer made of a metal material such as copper Yes.
この電極配線４は、発熱抵抗体３の一端側に共通に接続される帯状の共通電極配線４ａと、発熱抵抗体３の他端側に個別に接続される個別電極配線４ｂとで構成されており、共通電極配線４ａをプラス電位（例えば２０Ｖ〜２４Ｖ）に保持された外部電源の＋端子に、個別電極配線４ｂを図示しないドライバーＩＣを介して接地電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持された外部電源の−端子にそれぞれ接続させている。そして、ドライバーＩＣ内のスイッチング素子がオン状態のとき、電極配線４を介して発熱抵抗体３に電力が供給され、発熱抵抗体３が所定の温度で発熱する。 The electrode wiring 4 is composed of a strip-shaped common electrode wiring 4 a commonly connected to one end side of the heating resistor 3 and an individual electrode wiring 4 b individually connected to the other end side of the heating resistor 3. The common electrode wiring 4a is held at a positive terminal of an external power source held at a positive potential (for example, 20V to 24V), and the individual electrode wiring 4b is held at a ground potential (for example, 0V to 1V) via a driver IC (not shown). Each is connected to the negative terminal of the external power supply. The switching elements in the driver IC is the on state, power is supplied to the heating resistor 3 via the electrode wires 4, the heating resistor 3 generates heat at a predetermined temperature.
このような発熱抵抗体３や電極配線４は、従来周知の薄膜形成技術、例えばＴａＮ等の電気抵抗材料から成る抵抗体層と、アルミニウムを主成分とする金属材料から成る金属層とをグレーズ層２上に従来周知のスパッタリング等によって順次積層するとともに、これらの積層体を従来周知のフォトリソグラフィー技術やエッチング技術等を採用し所定パターンに加工することによって形成される。
Such heating resistors 3 and electrode wirings 4 are conventionally known thin film forming technique, for example, the adult Ru resistor layer from electrical resistance material such as TaN, and a metal material mainly composed of aluminum formed Ru metal layer It is formed by sequentially laminating on the
また、上述した発熱抵抗体３、電極配線４の表面には絶縁層６が形成され、更に、その上には保護層５が被着されている。
Further, the heating resistor 3 described above, the surface of the electrode wiring fourth
絶縁層６は、保護層６に接する発熱抵抗体３、電極配線４を被覆することで、発熱抵抗体３や電極配線４が大気中の水分、記録媒体に含まれるイオンによって腐食するのを防止するためのものであり、発熱抵抗体３、電極配線４を構成する抵抗体層や金属層を酸化してできる酸化物により形成されている。例えば、電極配線４がアルミニウムから成る場合、絶縁層６は酸化アルミニウムにより形成されることとなる。
The
この絶縁層６は、通常、抵抗体層、金属層の表面より内側の領域に形成されるため、保護層５で良好に被覆することが困難な発熱抵抗体３と電極配線４との境界部に位置する段差部を絶縁層６で良好に覆うことができる。
Since this insulating
絶縁層６の厚みは、発熱抵抗体３の表面で抵抗体層の厚みの１０％〜９０％に、より好ましくは１５％〜５０％、更に好ましくは２０％〜３０％に設定され、電極配線４の表面で金属層の厚みの５％〜５０％に、より好ましくは１０％〜４０％に、更に好ましくは１５％〜３０％に設定される。その理由は、発熱抵抗体３の表面で絶縁層６の厚みが大きすぎると、抵抗値が上昇しすぎるという問題があり、発熱抵抗体３の表面で絶縁層６の厚みが小さいと、高温多湿化の環境下でサーマルヘッドを使用する場合、絶縁層６の封止性が不足するおそれがあるからである。また、電極配線４の表面で絶縁層６の厚みが大きすぎると、電極配線４の配線抵抗が大きく成り、サーマルヘッドの消費電力が大きくなるという問題があり、電極配線４の表面で絶縁層６の厚みが小さいと、高温多湿化の環境下でサーマルヘッドを使用する場合、絶縁層６の封止性が不足するおそれがあるからである。
The thickness of the
また、電極配線４の表面に形成される絶縁層６の厚みは、共通電極配線４ａよりも個別電極配線４ｂの方で薄くすることが好ましい。というのも、電極配線４の線幅は共通電極配線４ａよりも個別電極配線４ｂの方が狭いため、個別電極配線４ｂの方が配線抵抗が大きいところ、絶縁層６の厚みが個別電極配線４ｂの方が厚くなると、元々大きな個別電極配線４ｂの配線抵抗が更に大きくなり、電圧降下がより大きくなってしまうからである。
The thickness of the
一方、保護層５は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、サイアロン（Ｓｉ-Ａｌ-Ｏ-Ｎ）等のＳｉ-Ｎ系またはＳｉ-Ｏ-Ｎ系の無機物材料により発熱抵抗体３、電極配線４を共通に被覆しており、絶縁層６と共に発熱抵抗体３、電極配線４を大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する作用を為す。
On the other hand, the protective layer 5, silicon nitride (Si 3 N 4), sialon (Si-Al-O-N ) Si-N system or Si-O-N-based heating resistor 3 by inorganic materials, such as, the electrode The wiring 4 is coated in common, and the heating resistor 3 and the electrode wiring 4 together with the insulating
かかる保護層５は、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリングを採用し、上述の無機質材料を発熱抵抗体３、電極配線４等の上面に０．１μｍ〜５μｍの厚みに被着させることにより形成され、このように形成された保護層５には例えば１０個／ｃｍ２〜５０個／ｃｍ２の割合で“ピンホール”と呼ばれる膜欠陥が形成され、かかる“ピンホール”の内部に大気中の水分、記録媒体に含まれるイオンが侵入する場合がある。 The protective layer 5 is formed by using a conventionally well-known thin film forming technique, for example, sputtering, and depositing the above-described inorganic material on the upper surface of the heating resistor 3 and the electrode wiring 4 to a thickness of 0.1 μm to 5 μm. In the protective layer 5 thus formed, film defects called “pinholes” are formed at a rate of, for example, 10 pieces / cm 2 to 50 pieces / cm 2. Moisture and ions contained in the recording medium may enter.
ところが、本発明においては、先に述べたように、保護層５に接する発熱抵抗体３、電極配線４の表面を、抵抗体層、金属層を酸化して成る絶縁層６で被覆したことから、発熱抵抗体３、電極配線４のみならず、これらの境界面における段差部も絶縁層６で良好に覆うことができる。従って、保護層５に形成された“ピンホール”内に大気中の水分、記録媒体に含まれるイオン等が侵入しても、これらの水分、イオンによって発熱抵抗体３や電極配線４が腐食することが良好に防止され、発熱抵抗体３を所望の温度で発熱させることが可能な高性能のサーマルヘッドを実現できる。
However, in the present invention, as mentioned above, the heating resistor 3 in contact with the protective layer 5, the surface of the electrode wire 4, the resistor layer, was coated by oxidizing the metal layer with an insulating
また、絶縁層６をＳｉ-Ｎ系、Ｓｉ-Ｏ-Ｎ系の無機物材料との密着性が良好な酸化アルミニウムにより形成しておけば、保護層５をＳｉ-Ｎ系、Ｓｉ-Ｏ-Ｎ系の無機物材料で形成する場合、絶縁層６と保護層４の密着性を高くすることができるという利点がある。
Further, if the insulating
更に、発熱抵抗体３上の絶縁層６は、発熱抵抗体３を構成する抵抗体層が酸化されることで形成されているため、発熱に寄与する抵抗体層の厚みを簡単に薄くすることができ、比較的容易に６０００Ω〜２００００Ωの高抵抗サーマルヘッドを実現できる。
Further , since the insulating
尚、絶縁層６は、例えば従来周知の陽極酸化法、高温酸化法により形成される。具体的には、陽極酸化法の場合、例えば図３に示すような陽極酸化装置を用いて形成され、発熱抵抗体３及び電極配線４が形成された基板１を、酒石酸アンモニウム、プロピレングリコール等を０．５質量％〜５質量％含む電解液で満たされた処理槽７中に浸漬させるとともに、該処理槽７内の電極板８を陰極に、基板１の電極配線４を陽極にそれぞれ接続し、しかる後、電極板８−電極配線４間に外部電源９を用いて３０Ｖ〜１５０Ｖの正の電圧を１０分間〜６０分間印加することによって、発熱抵抗体３を構成する抵抗体層、及びに電極配線４を構成する金属層の表面を、これらの層の内側に向かって酸化することにより絶縁層６が形成される。
The insulating
絶縁層６の厚みを共通電極配線４ａよりも個別電極配線４ｂで小さくするには、陽極酸化法により絶縁層６を形成する際、共通電極配線４ａを陽極に接続するようにすれば良い。絶縁層６の厚みを共通電極配線４ａ、個別電極配線４ｂの双方で略等しくするには、共通電極配線４ａを陽極に接続した状態で陽極酸化した後、個別電極配線４ｂを陽極に接続して再び陽極酸化を行えば良い。
In order to make the thickness of the insulating
また、抵抗体層及び金属層の酸化を行う前に、発熱抵抗体３の抵抗値を全ての発熱抵抗体３で略均一（略均一とは、全発熱抵抗体３中の最大抵抗値と最小抵抗値との差が全発熱抵抗体３の平均抵抗値の５％以内をいう）にすることにより、例えば陽極酸化法により酸化する場合、発熱抵抗体３の領域で生じる電圧降下を各発熱抵抗体３で略揃えることができ、各電極配線４毎に絶縁層６の厚みがばらつくことが良好に抑制される。従って、配線抵抗を各電極配線４で揃えることができ、画像の濃度むらが防止される。
In addition , before the resistor layer and the metal layer are oxidized, the resistance value of the heating resistor 3 is substantially uniform in all the heating resistors 3 (substantially uniform means the maximum resistance value and the minimum value in all the heating resistors 3). For example, when oxidation is performed by an anodic oxidation method, a voltage drop generated in the region of the heating resistor 3 is reduced to each heating resistor. The body 3 can be substantially aligned, and variation in the thickness of the insulating
発熱抵抗体３の抵抗値を略均一に成すには、例えばパルストリミング法、レーザートリミング法などが用いられる。ここではパルストリミング法を採用した発熱抵抗体３の抵抗値調整法を図４のフローチャートを用いて説明する。なお、ここで説明する抵抗値調整法はあくまで一例である。 In order to make the resistance value of the heating resistor 3 substantially uniform, for example, a pulse trimming method , a laser trimming method, or the like is used. Here, a method for adjusting the resistance value of the heating resistor 3 employing the pulse trimming method will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the resistance value adjusting method described here is merely an example.
（１）まず、発熱抵抗体３、電極配線４がパターニングされ、かつ絶縁層６、保護層５の形成前の基板１を準備する。
(1) First , the heating resistor 3 and the electrode wiring 4 are patterned, and the
（２）次に、基板１上の各発熱抵抗体３の抵抗値を測定する。
(2) Next, the resistance value of each heating resistor 3 on the
抵抗値の測定は、電極配線４上に設けられるパッドに抵抗値測定装置のプローブを接触させることにより行われる。 The resistance value is measured by bringing a probe of a resistance value measuring device into contact with a pad provided on the electrode wiring 4.
（３）次に、抵抗値調整の目標となる目標抵抗値を設定する。 (3) Next, a target resistance value that is a target of resistance value adjustment is set.
目標抵抗値は、各発熱抵抗体３の抵抗値が略均一となるように設定する。また、目標抵抗値は、各発熱抵抗体３の抵抗値変動幅が小さくなるように設定するのがよく、本実施形態においては、（２）の工程で得た発熱抵抗体３の実際の抵抗値について平均値を求め、この平均値を目標抵抗値に設定する。 The target resistance value is set so that the resistance values of the respective heating resistors 3 are substantially uniform. Further, the target resistance is good to set so that the resistance value variation width of the heating resistor 3 is reduced, in the present embodiment, the actual resistance of the heating resistor 3 obtained in the step (2) An average value is obtained for the values, and this average value is set as the target resistance value.
（４）次に、（３）の工程で設定した目標抵抗値から（２）の工程で得た発熱抵抗体３の実際の抵抗値を引いて両者の差を求め、この差を発熱抵抗体３の実際の抵抗値を除して抵抗値補正幅（％）を算出し、かかる抵抗値補正幅より発熱抵抗体３の抵抗値を目標抵抗値に近づけるのに最適な所定のトリミングパルスを選択する。 (4) Next, determine the difference between them by pulling the actual resistance value of the heating resistor 3 obtained in the step (3) from the target resistance value set in step (2), the heating resistor difference this The resistance value correction width (%) is calculated by dividing the actual resistance value of the body 3, and a predetermined trimming pulse optimal for bringing the resistance value of the heating resistor 3 closer to the target resistance value from the resistance value correction width is calculated. select.
例えば、目標抵抗値が３０３０Ω、実際の抵抗値が３０００Ωの場合、両者の差が３０Ωであるため、抵抗値補正幅は１％となり、かかる抵抗値補正幅に対応するトリミングパルスのエネルギーを“抵抗値補正幅”と“トリミングパルスのエネルギー”との関係を示す線図（図５（ａ），（ｂ））から求め、これに最も近いトリミングパルスを事前に準備されたトリミングパルスの中から一つ選択する。 For example, if the target resistance value is 3030Ω and the actual resistance value is 3000Ω, the difference between the two is 30Ω, so the resistance value correction width is 1%. The energy of the trimming pulse corresponding to the resistance value correction width is “resistance” A trimming pulse that is obtained from a diagram (FIGS. 5A and 5B) showing the relationship between the “value correction width” and “the energy of the trimming pulse” is selected from the trimming pulses prepared in advance. Select one.
（５）そして、（４）の工程で選択したトリミングパルスを、対応する発熱抵抗体３に印加して電気抵抗値を下降または上昇させることにより発熱抵抗体３の抵抗値を調整する。 (5) Then, adjusting the resistance value of the heating resistor 3 trimming pulses selected in step, the corresponding electrical resistance value is applied to the heating resistor 3 which descends also by increasing the (4).
発熱抵抗体３に対するトリミングパルスの印加は、電極配線４上のパッドの表面にトリミング装置のプローブを接触させ、この状態で（４）の工程で選択した所定のトリミングパルスをトリミング装置により印加することで発熱抵抗体３の電気抵抗値が調整される。 The trimming pulse is applied to the heating resistor 3 by bringing the probe of the trimming device into contact with the surface of the pad on the electrode wiring 4 and applying the predetermined trimming pulse selected in the step (4) in this state by the trimming device. Thus, the electric resistance value of the heating resistor 3 is adjusted.
尚、かかるパルストリミング法では、発熱抵抗体３の抵抗値を下降させる場合は、発熱抵抗体３に対しパルス幅（通電時間）が比較的短く、振幅（電圧値）が比較的大きなトリミングパルスが用いられ、このようなトリミングパルスを印加することによって発熱抵抗体３を形成する抵抗材料を結晶化せしめ、発熱抵抗体３をアニールすることによって抵抗値の下降現象が起こる。 In this pulse trimming method, when the resistance value of the heating resistor 3 is lowered, a trimming pulse having a relatively short pulse width (energization time) and a relatively large amplitude (voltage value) is generated with respect to the heating resistor 3. When the trimming pulse is applied, the resistance material forming the heating resistor 3 is crystallized, and the heating resistor 3 is annealed to cause a decrease in resistance value.
また一方、発熱抵抗体３の抵抗値を上昇させる場合は、発熱抵抗体３に対しパルス幅が比較的長く、振幅が比較的小さなトリミングパルスが用いられ、このようなトリミングパルスを発熱抵抗体３に印加することで発熱抵抗体３を形成する抵抗材料が大気中の酸素と結合し、表面に薄い酸化膜を形成することによって抵抗値の上昇現象が起こる。 On the other hand, when the resistance value of the heating resistor 3 is increased, a trimming pulse having a relatively long pulse width and a relatively small amplitude is used for the heating resistor 3. The resistance material forming the heat generating resistor 3 is combined with oxygen in the atmosphere by applying to, and a thin oxide film is formed on the surface, thereby causing a phenomenon of increasing the resistance value.
（６）そして、上述のトリミング作業を行った後、全ての発熱抵抗体３の抵抗値を測定し、該測定した抵抗値が略均一になっていない場合は、工程（４）に戻り、上述のトリミング作業を繰り返し行い、目標とする抵抗値分布に近づけていくようにする。 (6) Then, after performing the above-described trimming operation, the resistance values of all the heating resistors 3 are measured. If the measured resistance values are not substantially uniform, the process returns to step (4), and the above-described trimming operation is performed. The above trimming operation is repeated so as to approach the target resistance value distribution.
尚、このようなトリミング作業では、抵抗値調整を、抵抗値の下降または上昇のいずれかのみで行っても良いし、抵抗値の下降、上昇の双方で行うようにしても良い。抵抗値を上昇させる場合、発熱抵抗体３の表面に酸化膜が形成されるが、この場合に、後の工程で発熱抵抗体３の表面を陽極酸化しても、絶縁層６は略問題なく形成可能である。
In such a trimming operation, the resistance value adjustment, the lowering of the resistance value also may be carried out only in one of rise and fall of the resistance value may be performed in both rising. In the case of increasing the resistance value, an oxide film is formed on the surface of the heating resistor 3. In this case, the insulating
そして、上述のようなサーマルヘッドが組み込まれるサーマルプリンタには、図６に示す如く、記録媒体をサーマルヘッドＴの発熱抵抗体３上に搬送する搬送手段として、プラテンローラ１０、搬送ローラ１１等が配設される。
In the thermal printer in which the thermal head as described above is incorporated, as shown in FIG. 6, a
プラテンローラ１０は、ＳＵＳ等の金属から成る軸芯の外周にブタジエンゴム等を３ｍｍ〜１５ｍｍ程度の厚みに巻きつけた円柱状の部材であり、サーマルヘッドＴの発熱抵抗体３上に回転可能に支持され、記録媒体を発熱抵抗体３上の保護層表面に押圧しつつ記録媒体を発熱抵抗体３の配列と直交する方向（図中の矢印方向）に搬送する。
The
また、搬送ローラ１１は、その外周部が金属、ゴム等によって形成されており、サーマルヘッドＴに対し記録媒体の搬送方向上流側と下流側とに分かれて配設され、これらの搬送ローラ１１と前述のプラテンローラ１０とで記録媒体の走行を支持している。
Further, the outer periphery of the
そして、これと同時に複数の発熱抵抗体３を図示しないドライバーＩＣの駆動に伴い選択的にジュール発熱させ、これらの熱を保護層５を介し記録媒体に伝達させることによって所定の印画が形成される。 At the same time, a plurality of heat generating resistors 3 are selectively joule-heated as the driver IC (not shown) is driven, and these heats are transmitted to the recording medium via the protective layer 5 to form a predetermined print. .
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
１・・・基板
２・・・グレーズ層
３・・・発熱抵抗体
４・・・電極配線
４ａ・・・共通電極配線
４ｂ・・・個別電極配線
５・・・保護層
６・・・絶縁層
７・・・処理槽
８・・・電極板
９・・・外部電源
１０・・・プラテンローラ
１１・・・搬送ローラ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
金属層によって形成されており、前記複数の発熱抵抗体に接続されている電極配線と、
前記複数の発熱抵抗体及び前記電極配線を被覆している保護層とを備えており、
前記電極配線は、前記金属層をパターン加工して形成した、共通電極配線及び個別電極配線で構成されており、
前記共通電極配線は、前記複数の発熱抵抗体の一端側に共通に接続されており、
前記個別電極配線は、前記複数の発熱抵抗体の他端側に個別に接続されており、
前記保護層に接している前記発熱抵抗体、前記共通電極配線、及び前記個別電極配線の表面が、前記抵抗体層及び前記金属層を、表面から内側に向かって酸化することで形成されている酸化物によって形成されている絶縁層で被覆されており、
該絶縁層の厚みは、前記共通電極配線の表面に形成されている部位に比べて前記個別電極配線の表面に形成されている部位が薄いことを特徴とするサーマルヘッド。 A plurality of heating resistors formed by the resistor layer;
An electrode wiring formed of a metal layer and connected to the plurality of heating resistors;
A protective layer covering the plurality of heating resistors and the electrode wiring,
The electrode wiring is composed of common electrode wiring and individual electrode wiring formed by patterning the metal layer,
The common electrode line is connected in common to one end of the plurality of heating resistors,
The individual electrode wiring Ri Contact are individually connected to the other end of the plurality of heating resistors,
The heating resistor in contact with the protective layer, the common electrode line, and the surface of the individual electrode wires, the resistor layer and the metal layer, that is formed by oxidizing the surface toward the inside Covered with an insulating layer made of oxide,
The thermal head is characterized in that the insulating layer has a thinner portion formed on the surface of the individual electrode wiring than a portion formed on the surface of the common electrode wiring.
前記金属層をアルミニウムにより形成し、
前記抵抗体層及び前記金属層の表面を陽極酸化法または高温酸化法により酸化して前記絶縁層を形成することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 It is a manufacturing method of the thermal head of Claim 1 , Comprising:
Forming the metal layer with aluminum;
A method of manufacturing a thermal head, wherein the insulating layer is formed by oxidizing surfaces of the resistor layer and the metal layer by an anodic oxidation method or a high temperature oxidation method.
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