热敏头的制造方法以及热敏头与流程

1.本发明涉及热敏头(thermal head)的制造方法以及热敏头。


背景技术：

2.作为用于使热敏头的发热电阻体的电阻值的偏差均匀化的电阻值调整(修整)方法，已知有使用了电压脉冲的脉冲修整(参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献1：日本特开平6-270444号公报


技术实现要素：

5.为了应对所要求的打印密度的高密度化，若进行热敏头的发热电阻体以及向发热电阻体供给电流的布线的微细化，则伴随这些布线的尺寸的偏差的电阻值的偏差相对变大。其结果是，存在伴随着发热电阻体以及布线的电阻值的偏差的打印浓度的偏差变大的问题。
6.用于解决课题的方法
7.(1)根据本发明的第一方式，热敏头的制造方法包含：准备多个发热部、分别与多个所述发热部的一端连接的多个第一布线以及与多个所述发热部的另一端连接的至少一个第二布线；调整所述第一电阻值，使得多个所述发热部各自具有的第一电阻值成为与多个所述第一布线各自具有的第二电阻值和至少一个所述第二布线具有的第三电阻值中的至少一方的电阻值对应的值。
8.(2)根据本发明的第二方式，热敏头具有：多个发热部；多个第一布线，其分别与多个所述发热部的一端连接；至少一个第二布线，其与多个所述发热部的另一端连接。多个所述发热部各自所具有的第一电阻值是与多个所述第一布线各自所具有的第二电阻值和至少一个所述第二布线所具有的第三电阻值中的至少一方的电阻值对应的值。
9.发明的效果
10.根据本发明，能够降低热敏头的打印浓度的偏差。
附图说明
11.图1是表示热敏头的结构例的图。
12.图2是表示通过热敏头的驱动器ic驱动点发热部时的驱动器ic、点发热部和布线的连接结构的概念图。
13.图3是用于说明调整热敏头的点发热部所具有的电阻值的方法的一例的图。
14.图4是表示热敏头的制造方法的一例的图。
15.附图标记说明
16.1热敏头、10发热电阻体、20驱动器ic、30绝缘基板、40印刷基板、50支承板、60连接器、80树脂、100点发热部、110独立布线、111第一延伸部、112独立电极、120共通布线、121第
二延伸部、122公共电极、210端子、401布线图案。
具体实施方式
17.以下，使用图1至图4对本发明的一实施方式中的热敏头1进行说明。图1是表示热敏头1的结构的一例的图。如图1的(a)所示，热敏头1具有：发热电阻体10，其具有多个点发热部100；多个独立布线110，其分别与多个点发热部100的一端连接；共通布线120，其与多个点发热部100的另一端连接；以及驱动器ic20，其驱动多个点发热部100并分别发热。多个独立布线110形成在绝缘基板30上，分别具有多个第一延伸部111，分别经由多个第一延伸部111与多个点发热部100的一端连接。共通布线120形成在绝缘基板30上，具有多个第二延伸部121和公共电极122，分别经由多个第二延伸部121与多个点发热部100的另一端连接。
18.图1的(b)是表示在图1的(a)中虚线圆c1所示的部分的点发热部100、独立布线110以及共通布线120等的放大图。在图1的(b)中的沿左右方向延伸的发热电阻体10中，多个第一延伸部111之一的第一延伸部111a与多个第二延伸部121之一的第二延伸部121a之间的部分构成1个点发热部100a。另外，发热电阻体10中第一延伸部111a与多个第二延伸部121之一的第二延伸部121b之间的部分构成另一个点发热部100b。
19.第一延伸部111a与点发热部100a的一端连接，第二延伸部121a与点发热部100a的另一端连接。另外，第一延伸部111a与点发热部100b的一端连接，第二延伸部121b与点发热部100b的另一端连接。
20.点发热部100a和点发热部100b并列配置在1个第一延伸部111a与经由2个第二延伸部121a和121b的共通布线120之间。因此，也可以将点发热部100a和点发热部100b称为1个点发热部100。
21.此外，图1的(a)中虚线圆c1所示的部分的结构不限于图1的(b)所示的结构，也可以是图1的(c)所示的结构。在图1的(c)所示的结构中，多个点发热部100以彼此电绝缘的状态配置在发热电阻体10中。而且，在各个点发热部100的图中的上端连接有与共通布线120相连的第二延伸部121c，在点发热部100的图中的下端连接有第一延伸部111c。
22.热敏头1还具有设置有多个端子210的驱动器ic20。驱动器ic20被设置在印刷基板40上，并分别经由多个端子210而与多个独立布线110连接，并且经由印刷基板40和设置在印刷基板40上的布线图案401而与共通布线120连接。与驱动器ic20的多个端子210分别连接的金属布线和与多个独立布线110分别连接的独立电极112连接，它们与驱动器ic20一起被树脂80封装。绝缘基板30和印刷基板40固定于支承板50。通过这样构成热敏头1，驱动器ic20能够经由各个独立布线110和共通布线120而向各点发热部100施加预定的驱动电压。
23.在图1的(a)所示的例子中，分别与点发热部100的两端连接的、独立布线110的第一延伸部111和共通布线120的第二延伸部121对置地配置为梳齿状。通过驱动器ic20经由独立布线110和共通布线120向点发热部100施加预定的驱动电压，并流过电流，从而该点发热部100发热。通过将该热赋予至热敏纸等打印介质来进行打印。为了将热敏头1与进行打印控制等的外部设备连接，设置有连接器60。
24.多个独立布线110各自的长度取决于其布线位置而不同。在图1的(a)中，经由上述的金属布线和独立电极而与驱动器ic20的中央附近的端子210k连接的独立布线110k被连接于位于与端子210k大致正面对置处的点发热部100k。经由上述的金属布线和独立电极分
别与远离驱动器ic20的中央的两端部周边的端子210_1和210n连接的独立布线110_1和110n分别被连接于位于从端子210n的正面偏离的位置的点发热部100_1以及100n。在该情况下，独立布线110_1和110n各自的长度大于独立布线110k的长度。伴随由这样的点发热部100的位置引起的独立布线110的长度之差的独立布线110的电阻值之差，随着近年来的热敏头1的小型化以及驱动器ic20的高集成化的发展而变得显著，认为该差对打印浓度的偏差产生影响。特别是，点发热部100的电阻值越小，各独立布线110的电阻值之差越可能成为无法忽视的大小。
25.图2是表示通过热敏头1的驱动器ic20驱动点发热部100时的驱动器ic20、点发热部100以及布线(独立布线110和共通布线120)的连接结构的概念图。在图2中，将具有电阻值rh[ω]的点发热部100、具有电阻值rl[ω]的独立布线110、具有电阻值rc[ω]的共通布线120、具有电阻值ri[ω]的驱动器ic20这样的多个电阻体串联连接。当驱动器ic20向点发热部100施加预定的驱动电压vd[v]时，在上述的串联连接的多个电阻体中流过电流i[a]。电流i[a]由式(1)表示。此外，在本实施方式中，考虑到共通布线120的电阻值rc[ω]也是根据点发热部100的位置而不同的值。
[0026]
i＝vd/(rh+rl+rc+ri)
ꢀꢀꢀ
...(1)
[0027]
由于点发热部100的发热量ph[w]＝rh
×
i2，因此发热量ph[w]使用式(1)如式(2)那样表示。
[0028]
ph＝rh
×
vd2/(rh+rl+rc+ri)2
ꢀꢀꢀ
...(2)
[0029]
在式(2)中，通过驱动器ic20向各点发热部100施加的预定的驱动电压vd[v]以及驱动器ic20在各端子210间具有的电阻值ri[ω]均视为偏差小、大致取固定的值。独立布线110所具有的电阻值rl[ω]取决于独立布线110的长度、宽度以及厚度。在假定为以使独立布线110的宽度和厚度成为固定的值的方式形成了独立布线110的情况下，如上所述，由于存在独立布线110的长度之差，因此独立布线110所具有的电阻值rl[ω]会产生偏差。在共通布线120的电阻值rc[ω]与点发热部100的位置无关而取得固定的值，且无需考虑独立布线110的长度之差，从而视为独立布线110所具有的电阻值rl[ω]取得固定的值的情况下，认为即使如专利文献1所公开的那样点发热部10的电阻值rh[ω]取得不存在偏差的均匀的值，也能够使点发热部10的发热量ph[w]一致。但是，实际上，如上所述，共通布线120的电阻值rc[ω]根据点发热部100的位置而不同，尤其是由于近年来的独立布线110所具有的电阻值rl[ω]不是固定的值，因此使用式(2)而获得的发热量ph[w]也根据点发热部100的位置而产生偏差，从而不会成为固定的值，这成为打印浓度的偏差的原因。
[0030]
在本实施方式中的热敏头1中，调整为使各点发热部100所具有的电阻值rh[ω]成为与各点发热部100的位置处的共通布线120的电阻值rc[ω]和各独立布线110所具有的电阻值rl[ω]相对应的值。根据各独立布线110的长度的设计数据，预先计算电阻值rl[ω]。具体而言，使用式(2)，以在从驱动器ic20经由独立布线110和共通布线120向多个点发热部100施加了预定的驱动电压vd[v]时使多个点发热部100所发热的发热量ph[w]一致的方式，计算各电阻值rh[ω]。将各点发热部100所具有的实际的各电阻值rh[ω]调整为计算出的各电阻值rh[ω]。通过对多个点发热部100的一部分或全部施加脉冲电压的电压脉冲修整，能够对各点发热部100所具有的电阻值rh[ω]进行调整。脉冲电压的电压值和通电时间例如为500[v]以下和1[μs]以下。也可以通过照射激光的激光修整来调整各点发热部100所具
有的电阻值rh[ω]，来代替电压脉冲修整。
[0031]
图3是用于说明对热敏头1的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]进行调整的方法的一例的图。位于驱动器ic20的一端的端子210与位于发热电阻体10的一端的点发热部100经由独立布线110连接，由此相互对应，并将该点发热部100的位置设为第一个位置。沿着发热电阻体10，将与位于该第一个位置的点发热部100相邻的位置处的点发热部100的位置设为第二个位置，此后，同样地，以第三个位置、第四个位置这样的方式使位置的编号递增。将与位于驱动器ic20的一端的端子210_1对应的点发热部100_1(参照图1的(a))的位置设为上述的第一个位置。将与驱动器的驱动器ic20的中央附近的端子210k相对应的点发热部100k(参照图1的(a))的位置设为第k个位置。将与位于驱动器ic20的另一端的端子210n对应的点发热部100n(参照图1的(a))的位置设为第n个位置。
[0032]
如图3的(a)所示，由于在第一个位置以及第n个位置，独立布线110均较长，因此独立布线110的电阻值rl[ω]取例如15[ω]这样的较大的值，另一方面，由于在第k个位置(1＜k＜n)，独立布线110较短，因此独立布线110的电阻值rl[ω]取例如5[ω]这样的较小的值。这样的独立布线110的电阻值rl[ω]是预先通过测定而得到的。此外，驱动器ic20所具有的电阻值ri[ω]、以及驱动器ic20向点发热部100施加的预定的驱动电压vd[v]与点发热部100的位置无关，例如分别取12[ω]、以及8[v]这样的固定的值。共通布线120所具有的电阻值rc[ω]是预先通过测定而得到的，如上述那样取与点发热部100的位置对应的值。在图3所示的例子中，电阻值rc[ω]在第一个、第k个以及第n个位置分别是0.1[ω]、0.3[ω]以及0.6[ω]。
[0033]
在上述的示例中，由于独立布线110的电阻值rl[ω]在第一个位置以及第n个位置为15[ω]，且在第k个位置为5[ω]，因此存在相差10[ω]的变动幅度。对于这种独立布线110的电阻值rl[ω]的变动幅度rf＝10[ω]而言，点发热部100的电阻值rh[ω]越小，则越有可能以相对无法忽视的程度而产生点发热部100的发热量ph[w]的偏差。在各点发热部100的电阻值rh[ω]为例如200[ω]以下等多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]的变动幅度rf＝10[ω]的例如20倍以下的值的情况下，根据专利文献1所公开的现有技术，在各点发热部100的发热量ph[w]中产生无法忽视的程度的偏差，这可能会表现为打印浓度的偏差。
[0034]
如上所述，流过串联连接的点发热部100、独立布线110、共通布线120以及驱动器ic20这样的多个电阻体的电流i[a]由式(1)表示。如上所述，点发热部100的发热量ph[w]由式(2)表示。如式(3)所示，将电阻值合计rd[ω]定义为点发热部100的电阻值rh[ω]、独立布线110的电阻值rl[ω]和共通布线120的电阻值rc[ω]的合计值时，电流i[a]以及发热量ph[w]分别如式(4)以及(5)所示。
[0035]
rd[ω]＝rh+rl+rc
ꢀꢀꢀ
...(3)
[0036]
i＝vd/(rd+ri)
ꢀꢀꢀ
...(4)
[0037]
ph＝(rd﹣rl﹣rc)
×
vd2/(rd+ri)2
ꢀꢀꢀ
...(5)
[0038]
在本实施方式中，使用式(5)，以使来自位于第一个至第n个位置的n个点发热部100的各发热量ph[w]均与均匀值即0.285[w]一致的方式，计算配置有各点发热部100的各位置的电阻值合计rd[ω]的目标值，并根据该目标值而对各点发热部100的电阻值rh[ω]进行调整。第一个位置的电阻值合计rd[ω]使用式(5)计算为181.0[ω]。利用式(3)，将位
于第一个位置的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]决定为与独立布线110的电阻值rl＝15[ω]以及共通布线120的电阻值rc＝0.1[ω]相对应的值即165.9[ω]，利用式(4)，使流过该点发热部100的电流i[a]成为41.45[ma]。
[0039]
位于第k个(1＜k＜n)位置的电阻值合计rd[ω]使用式(5)计算为194.0[ω]。利用式(3)，将位于第k个位置的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]决定为与独立布线110的电阻值rl＝5[ω]以及共通布线120的电阻值rc＝0.3[ω]相对应的值即188.7[ω]，利用式(4)，使流过该点发热部100的电流i[a]成为38.83[ma]。位于第n个位置的电阻值合计rd[ω]使用式(5)计算为164.4[ω]。利用式(3)，将位于第n个位置的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]决定为与独立布线110的电阻值rl＝15[ω]以及共通布线120的电阻值rc＝0.6[ω]相对应的值即164.4[ω]，利用式(4)，使流过该点发热部100的电流i[a]成为41.67[ma]。这样，理论上发热量ph[w]与点发热部100的位置无关地成为固定的值0.285[w]，因此通过使用了修整的实际的调整，点发热部100所具有的包含电阻值rh[ω]的电阻值合计rd[ω]越接近图3的(a)所示的目标值，越能够抑制打印浓度的偏差。
[0040]
在本实施方式中，如上所述，优选使来自位于第一个至第n个位置的n个点发热部100的各发热量ph[w]均与均匀值即0.285[w]一致。为了表示其重要性，作为比较例，以下对各点发热部100所具有的各位置的电阻值合计rd[ω]的目标值均为均匀值即185.0[ω]的情况进行说明。利用式(3)，将位于第一个位置的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]决定为与独立布线110的电阻值rl＝15[ω]以及共通布线120的电阻值rc＝0.1[ω]相对应的值169.9[ω]，利用式(4)，使流过该点发热部100的电流i[a]成为40.61[ma]。基于式(4)和(5)，使来自位于第一个位置的点发热部100的发热量ph[w]为0.280[w]。
[0041]
利用式(3)，将位于第k个(1＜k＜n)位置的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]决定为与独立布线110的电阻值rl＝5[ω]以及共通布线120的电阻值rc＝0.3[ω]相对应的值即179.7[ω]，利用式(4)，使流过该点发热部100的电流i[a]成为40.61[ma]。基于式(4)以及(5)，使来自位于第n个位置的点发热部100的发热量ph[w]为0.296[w]。利用式(3)，将位于第n个位置的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]决定为与独立布线110的电阻值rl＝15[ω]以及共通布线120的电阻值rc＝0.6[ω]相对应的值即169.4[ω]，利用式(4)，使流过该点发热部100的电流i[a]成为40.61[ma]。基于式(4)和(5)，使来自位于第n个位置的点发热部100的发热量ph[w]为0.279[w]。
[0042]
因此，在上述比较例中，来自位于第一个至第n个位置的n个点发热部100的各发热量ph[w]不是均匀值，而是存在偏差。该发热量ph[w]的偏差成为打印浓度不均的原因。根据本实施方式，如上所述，使来自n个点发热部100的各发热量ph[w]成为均匀值，因此能够抑制打印浓度的偏差。此外，在通过上述的电压脉冲修整对各点发热部100所具有的电阻值rh[ω]进行调整时，如图3的(a)以及图3的(b)所示，优选为，第一个至第n个位置的n个电阻值合计rd[ω]的平均在本实施方式和比较例中均为预定值、例如185[ω]而一致。这是为了适合于搭载热敏头1的打印机的电源的电流容量。
[0043]
图4是表示热敏头1的制造方法的一例的图。首先，进行步骤s410的处理。步骤s410是在绝缘基板30上准备多个点发热部100、多个独立布线110以及共通布线120的处理。当步骤s410的处理完成时，进行步骤s420的处理。
[0044]
步骤s420是根据各独立布线110所具有的各电阻值rl[ω]来决定各点发热部100
所具有的各电阻值rh[ω]的处理。以在从驱动器ic20经由各独立布线110以及共通布线120向各点发热部100施加了预定的驱动电压vd时使各点发热部100所发热的发热量ph[w]一致的方式，来决定各点发热部100所具有的各电阻值rh[ω]。此外，共通布线120所具有的电阻值rc[ω]如上述那样取与点发热部100的位置对应的值。因此，在点发热部100的设置数量较多的情况下，尤其优选为，根据各独立布线110所具有的各电阻值rl[ω]和共通布线120所具有的电阻值rc[ω]决定各点发热部100所具有的各电阻值rh[ω]。此外，在制造阶段使用这样在试制阶段决定的各电阻值rh[ω]的情况下，在热敏头1的制造阶段能够省略步骤s420的处理。当步骤s420的处理完成时，进行步骤s430的处理。
[0045]
步骤s430是对多个点发热部100中的需要电阻值rh[ω]的调整的一部分或全部的点发热部100施加上述的脉冲电压的进行电压脉冲修整的处理。作为一个例子，在将未图示的高电压供给装置与独立布线110以及共通布线120连接的状态下进行电压脉冲修整。通过这样的电压脉冲修整，基于在步骤s420中决定的值来调整作为电阻值rh[ω]的调整对象的点发热部100所具有的电阻值rh[ω]。当步骤s430的处理完成时，进行步骤s440的处理。
[0046]
步骤s440是向多个独立布线110以及共通布线120连接驱动器ic20的处理。如上所述，驱动器ic20被配置在印刷基板40上，驱动器ic20与多个独立布线110以及共通布线120的连接部分与驱动器ic20一起通过树脂80而被封装。
[0047]
此外，上述的步骤s410、步骤s420以及步骤s430的处理不一定需要按照上述的顺序进行，也可以在对未与多个独立布线110和共同布线120连接的状态的多个点发热部100临时连接了其他独立布线和共通布线的状态下，进行步骤s430中的电压脉冲修整。另外，在通过激光修整进行点发热部100的电阻值rh[ω]的调整的情况下，也可以在上述的独立布线以及共通布线未临时连接的状态下进行激光调整。
[0048]
根据本实施方式的热敏头1及其制造方法，能够得到以下的作用效果。
[0049]
(1)本实施方式中的热敏头1的制造方法包含：准备多个点发热部100、分别与多个点发热部100的一端连接的多个独立布线110、以及与多个点发热部100的另一端连接的共通布线120的处理；调整电阻值rl[ω]，以使多个点发热部100各自所具有的电阻值rh[ω]成为与多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]和共通布线120所具有的电阻值rc[ω]中的至少一方的电阻值相对应的值的处理。因此，能够降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0050]
(2)在上述的热敏头1的制造方法中，根据各独立布线110的长度的设计数据计算多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]。
[0051]
(3)在上述的热敏头1的制造方法中，根据点发热部100的位置计算共通布线120所具有的电阻值rc[ω]。因此，即使在点发热部100的设置数量较多的情况下，也能够降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0052]
(4)上述的热敏头1的制造方法还包含：在对多个点发热部100各自所具有的电阻值rh[ω]进行了调整之后，将经由各个独立布线110和共通布线120向各点发热部100施加预定的驱动电压vd[v]的驱动器ic20分别与多个独立布线110和共通布线120连接。
[0053]
(5)在上述热敏头1的制造方法中，通过对多个点发热部100的至少一部分施加脉冲电压，来调整多个点发热部100各自所具有的电阻值rh[ω]。因此，能够精密地考虑多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]并进行调整。
[0054]
(6)本实施方式中的热敏头1包含多个点发热部100、分别与多个点发热部100的一端连接的多个独立布线110、以及与多个点发热部100的另一端连接的共通布线120。多个点发热部100各自所具有的电阻值rh[ω]为与多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]和共通布线120所具有的电阻值rc[ω]中的至少一方的电阻值相对应的值。因此，能够降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0055]
(7)在上述的热敏头1中，根据各独立布线110的长度的设计数据计算多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]。
[0056]
(8)在上述的热敏头1中，根据点发热部100的位置计算共通布线120所具有的电阻值rc[ω]。因此，即使在点发热部100的设置数量较多的情况下，也能够降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0057]
(9)在上述的热敏头1中，多个点发热部100各自所具有的电阻值rh[ω]为多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]的变动幅度的20倍以下。因此，即使在各点发热部100的电阻值rh[ω]较低的情况下，也能够降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0058]
以下那样的变形也在本发明的范围内，也能够将以下所示的变形例的一个或多个与上述的实施方式组合。
[0059]
(变形例1)
[0060]
在上述的一实施方式中，以使各独立布线110的宽度和厚度与点发热部100的位置无关地成为固定的值的方式形成多个独立布线110，但不限于此。在各独立布线110的宽度和厚度被设计为不一定固定的值的情况下，根据各独立布线110的长度、宽度和厚度的设计数据预先计算各独立布线110的电阻值rl[ω]。因此，能够降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0061]
(变形例2)
[0062]
虽然在上述的一实施方式中，驱动器ic20所具有的电阻值ri[ω]与点发热部100的位置无关地采用固定的值，但并不限定于此。在驱动器ic20所具有的电阻值ri[ω]取决于驱动器ic20的端子210的位置而变化的情况下，该电阻值ri[ω]取决于点发热部100的位置。在该情况下，多个点发热部100各自所具有的电阻值rh[ω]被调节为与多个独立布线110各自所具有的电阻值rl[ω]和取决于驱动器ic20的端子210的位置而变化的电阻值ri[ω]相对应的值。因此，热敏头1的打印浓度的偏差能够降低到几乎无法识别的程度。
[0063]
(变形例3)
[0064]
在上述的一实施方式中，第一个至第n个位置的n个电阻值合计rd[ω]的平均与比较例的情况一致，但也可以不一定一致。
[0065]
(变形例4)
[0066]
在上述的一实施方式中，当计算出各点发热部100所具有的各电阻值rh[ω]时，基于该目标来调整各电阻值rh[ω]。也可以在这样的调整完成之后，尝试利用热敏头1进行打印，根据打印浓度的差，再次调整各点发热部100所具有的各电阻值rh[ω]。由此，能够进一步降低热敏头1的打印浓度的偏差。
[0067]
只要不损害本发明的特征性的功能，则本发明不受上述的实施方式以及各变形例的结构任何限定。