DD203017A5

DD203017A5 - Thermoaufzeichnungsgeraet

Info

Publication number: DD203017A5
Application number: DD82244111A
Authority: DD
Inventors: Tamio Saito
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1983-10-12
Also published as: JPS5867474A; EP0077546A3; EP0077546B1; US4451835A; JPS6236873B2; EP0077546A2; DE3268583D1

Abstract

Beschrieben ist ein Thermoaufzeichnungsgeraet mit einem Thermoschreibkopfteil und einem Ansteuerteil. Der Thermoschreibkopfteil umfaszt eine auf einem isolierenden Element (6) angeordnete Sammelelektrode (7), eine Isolierschicht (9) mit einer auf der Sammelelektrode(7) vorgesehenen Oeffnung (10), eine Vielzahl v. auf einem Teil d. Isolierschicht u. des isolierenden Elements ausgebildeten Aufzeichnungs-Widerstandselementen (R 1) u. eine auf der Sammelelektrode (7) vorgesehene Anschlusz-Leiterschicht (11), die ueber eine Oeffnung (10) mit der Sammelelektrode (7) und dem einen Ende jedes Widerstandselements (R 1) verbunden ist. Der Ansteuerteil speist die entsprechend den aufzuzeichnenden Daten gewaehlten Widerstandselemente (R 1) selektiv mit Strom.

Description

Thermoaufzeichnungsgerät

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Die Erfindung betrifft ein ThermoaufZeichnungsgerät für die Aufzeichnung von Daten auf einem wärmeempfindlichen Medium bzw. Aufzeichnungsträger.

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Bei einem ThermoaufZeichnungsgerät dieser Art sind eine Vielzahl von Widerstandselementen auf einem wärmebeständigen Substrat bzw. Träger angeordnet. Die Widerstandselejnente werden selektiv; entsprechend den z.B. auf einem Thermoaufzeichnungspapier aufzuzeichnenden Daten elektrisch erregt, d.h. an Spannung gelegt, um dabei die betreffenden Daten mittels der von den erregten Widerstandselementen entwickelten Wärme auf dem Thermoaufzeichnungspapier aufzuzeichnen.

Im folgenden ist das Prinzip des bisherigen Thermoaufzeichnungsgeräts anhand von Fig. 1 erläutert. Eine Vielzahl von Widerstandselementen R1 sind in Reihe mit zugeordneten Transistoren TR1 zwischen die Klemmen oder Pole einer Gleichspannungsquelle 1 geschaltet. Die Gate-Elektroden der Transistoren TR1 werden durch Ausgangssignale von den betreffenden Stufen eines Schieberegisters 2, das an seinen Eingängen die aufzuzeichnenden Daten abnimmt, durchgeschaltet und gesperrt. Die Daten entsprechend den dem Schieberegister zugeführten Daten werden auf einem wärmeempfindlichen Papier (streifen) aufgezeichnet, das (der) sich relativ· zur Widerstandselementreihe bewegt.

Ein ThermoaufZeichnungsgerät dieser Art wird für eine Faksimile- oder Informationsabrufanlage für die Aufzeich-.nung von Zeichen, Symbolen und dgl. benutzt.

Zur Vereinfachung der Beschreibung ist im folgenden ein die Widerstandselemente R1, eine Sammelelektrode 3 und dgl. enthaltender Abschnitt als Thermoschreibkopfteil bezeichnet, während ein Schaltungsabschnitt zur selektiven Ansteuerung der Widerstandselemente als Ansteuerteil bezeichnet wird. Bei der Herstellung des Thermoschreibkopfteils wird zunächst die Sammelelektrode 3 auf einem wärmebeständigen und isolierenden Träger ausgebildet. Sodann wird nach einem Aufsprühverfahren eine teilweise mit der Sammelelektrodenschicht 3 in Kontakt stehende Widerstandsschicht auf dem Träger geformt. Die Widerstandsschicht wird hierauf mit einem Muster zur Ausbildung der Widerstandselemente R1 versehen. Versuche haben jedoch gezeigt, daß der Widerstandswert der so ausgebildeten Widerstandsschicht über ihre Gesamtfläche· hinweg nicht gleichmäßig ist. Der ungleichmäßige Widerstandswert kann durch eine Änderung der Plasmadichte, d.h. der Intensität des elektrischen Felds, zwischen der Stelle des Aufsprühmaterials und der Stelle der Widerstandsschicht hervorgerufen werden. Die Änderung des Widerstandswerts der Widerstandsschicht ergibt in unerwünschter Weise Widerstandsunterschiede zwischen den durch Musterbildung auf der Widerstandsschicht geformten Widerstandselementen R1. Der Widerstandswert der Widerstandsschicht muß nach deren Ausbildung nach dem Vierpol-Meßverfahren gemessen werden. Da jedoch die Wider-Standsschicht unmittelbar mit einer die Sammelelektrodenschicht 3 bildenden leitfähigen Schicht in Kontakt steht, erweist sich die Messung des Widerstandswerts als unmöglich.

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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein .= ThermoaufZeichnungsgerät zu schaffen, das einen Thermoschreibkopfteil mit einer Vielzahl von Widerstandselementen aufweist, deren eine Enden über eine auf einer Isolierschicht ausgebildete leitfähige Schicht mit einer Sammelelektrode verbunden sind.

Dar je gun g_d es _Wes_ens ,der _Er f in dun, g ι Diese Aufgabe wird bei einem ThermoaufZeichnungsgerät mit einem Thermoschreibkopfteil, der mindestens eine Auf-Zeichnungseinheit zum Aufzeichnen von Daten auf einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger aufweist, wobei die Aufzeichnungseinheit ihrerseits eine Vielzahl von auf der Oberfläche eines isolierenden Elements ausgebildeten Widerstandselementen sowie eine auf dieser Oberiläehe ausgebildete Sammelelektrode zur Verbindung der einen Enden der einzelnen Widerstandselemente entsprechend der Aufzeichnungseinheit aufweist, und mit einem zwischen die Sammelelektrode und die. anderen Enden der einzelnen Widerstandselemente geschalteteten Ansteuerteil zur selektiven Stromzufuhr zu den Widerstandselementen nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Daten, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Thermoschreibkopfteil eine auf der Sammelelektrode angeordnete Isolierschicht mit einer in einer bestimmten Lage auf der Sammelelektrode vorgesehenen Öffnung und eine auf der Isolierschicht vorgesehene Leiterschicht zur Verbindung der Sammelelektrode mit jeweils dem einen Ende jedes Widerstandselements über die öffnung aufweist.

Bei dieser Anordnung kann eine Widerstandsschicht auf der auf der Sammelelektrode angeordneten Isolierschicht unter elektrischer Trennung der Widerstandsschicht von der Sammelelektrode ausgebildet sein. Der Aufsprühvorgang zur Ausbildung der Widerstandsschicht wird durch ein ungleichmäßiges elektrisches Feld nicht beeinflußt. Infolgedessen

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zeigt die hergestellte Widerstandsschicht eine gleichmäßige Verteilung ihrer Widerstandsgröße. Außerdem kann dabei der (spezifische) Widerstandswert der Widerstandsschicht genau gemessen werden. Die Widerstandswerte der durch Musterbildung auf der Widerstandsschicht hergestellten Widerstandselemente kann daher auf eine vorgegebene,· feste Größe eingestellt werden. Damit kann auch das Fertigungsausbringen an solchen ThermoaufZeichnungsgeräten verbessert werden

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Im folgenden sich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines bisherigen Thermoaufzeichnung sgeräts,

Fig. 2 ein Schaltbild eines ThermoaufZeichnungsgeräts

gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 20

Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilaufsicht auf einen Thermoschreibkopfteil beim. ThermoaufZeichnungsgerät gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3

und

Fig. 5 ein Schaltbild eines ThermoaufZeichnungsgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden. Nachstehend ist anhand der Fig. 2 bis 4 eine spezielle

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermoaufzeichnungsgeräts beschrieben. Eine Sammelelektrode 7 ist dabei auf einem isolierenden Träger, z.B. einem Keramikträger 6 angeordnet. Auf dem Träger ist zusätzlich parallel zur Sammelelektrode 7 eine Glasschicht 8 vorgesehen. Weiterhin ist auf der Sammelelektrode 7 eine Isolierschicht 9 angeordnet, deren rechtes Ende sich gemäß Fig. 4 in Berührung mit dem linken Ende der Glasschicht 8 erstreckt. Auf der Glasschicht 8 sind mehrere Widerstandselemente R1 angeordnet, die sich jeweils mit dem einen Ende über die Isolierschicht 9 und mit dem anderen Ende zum Träger 6 erstrecken. Die Isolierschicht 9 weist eine schlitzförmige öffnung 10 auf, die sich in einer zweckmäßigen Lage gegenüber der Sammelelektrode 7 parallel zu dieser er-

.15 streckt. Eine Anschluß-Leiterschicht 11 zur Verbindung der Widerstandselemente R1 mit der Sammelelektrode 7 ist auf der Isolierschicht 9 vorgesehen und steht mit ihrem rechten Ende mit den linken Enden der Widerstandselemente R1 in Kontakt. Anschlußlei.ter 12 entsprechend den Wider-Standselementen R1 sind jeweils an deren rechten Enden angeordnet (vgl. Fig. 4). Die verlängerten Abschnitte die.-, ser Anschlußleiter 12 sind jeweils an Kollektoren von Transistoren TR1 gemäß Fig. 2 angeschlossen. Der nicht mit den Anschlußleitern 11 und 12 in Kontakt stehende Abschnitt jedes Widerstandselements R1 dient als Erwärmungs- bzw. Heizabschnitt für die Datenaufzeichnung. Die Anschluß-Leiterschicht 11 und die Sammelelektrode 7 sind ersichtlicherweise über die schlitzförmige Öffnung 10 elektrisch miteinander verbunden. Weiterhin vorgesehen sind eine Schutzisolierschicht 14 und ein noch näher zu beschreibender Ansteuerteil 15.

Gemäß Fig. 2 sind η Widerstandselemente R1 unter Bildung einer einzigen Aufzeichnungseinheit parallel zueinander angeord-

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net. Das eine Ende jedes Widerstandselements R1 ist mit dem Anschlußleiter 11 verbunden, der seinerseits über die schlitzförmige öffnung 10 an die Sammelelsktrode 7 angeschlossen ist. Letztere liegt an der Plusklemme einer Strom- bzw. Spannungsquelle 1. Das andere"Ende jedes Widerstandselements R1 ist über den betreffenden Anschlußleiter 12 und die Emitter-Kollektorstrecke des zugeordneten Transistors TR1 mit der Minusklemme der Spannungsquelle 1 verbunden. Daten (eine Kombination aus "1" und "0") entsprechend beispielsweise einem Bildsignal werden an die Eingangsklemme des Schieberegisters 2 angelegt und in dessen betreffenden Stufen gespeichert. Die Ausgangssignale des Schieberegisters 2 werden ihrerseits an die Gate-Elektroden der den jeweiligen Stufen des Schieberegisters 2 zugeordneten Transistoren TR1 angelegt. Dabei schalten nur die.einer Dateneinheit "1" entsprechenden Transistoren durch, so daß Heizströme zu den betreffenden Widerstandselementen geleitet werden. Auf diese Weise wird das Bild entsprechend dem an die Eingarigsklemme 16 angelegten BiIdsignal auf dem wärmeempfindlichen Papier aufgezeichnet, das sich über den Thermoschreibkopfteil bewegt.

Im folgenden ist anhand der Fig. 3 und 4 ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Thermoschreibkopfteils beschrieben. Auf einem rechteckigen Keramikträger 6 wird eine band- bzw. streifenförmige Glasschicht 8 ausgebildet, während parallel zur Glasschicht 8 eine Sammelelektrode 7 erzeugt wird. Zur Ausbildung der Sammelelektrode 7 wird eine Dickschichtpaste,wie Goldpaste, auf den Träger 6 aufgedruckt und dann gesintert. Auf der Sammelelektrode 7 und auf einem Teil des Trägers 6 wird eine mit dem linken Ende der Glasschicht 8 in Berührung gelangende Isolierschicht 9 geformt (vgl. Fig. 4). Zur Ausbildung der Isolierschicht 9 wird eine z.B. Borsilikatglas enthaltende

Dickschicht-Isolierpaste in einer vorgegebenen Position aufgedruckt, getrocknet und gesintert. Sodann wird in einer zweckmäßigen Lage der Isolierschicht 9 auf der Sammelelektrode 7 eine schlitzförmige öffnung 10 ausgebildet. Auf der· Glasschicht wird eine Widerstandsschicht erzeugt, deren eines Ende sich auf die Isolierschicht 9 erstreckt, während ihr anderes Ende in Kontakt mit dem Träger 6 verläuft. Die Widerstandsschicht kann durch Aufsprühen eines Widerstandsmaterials, wie Tantal-Silikat (Ta-SiO₂), hergestellt werden. Durch entsprechende Musterbildung in der Widerstandsschicht werden hierauf zahlreiche Widerstandselemente R1 geformt. Vor der Musterung der Widerstandsschicht wird ihr Widerstandswert gemessen, um sicherzustellen, daß die Widerstandsschicht einen vorgegebenen Widerstandswert besitzt und die Änderung der Widerstandsgrößen an den einzelnen Stellen innerhalb eines vorgegegenen Toleranzbereichs liegt. Anschließend wird auf die Isolierschicht 9 und das eine Ende jedes Widerstandselements R1 eine Anschluß-Leiterschicht 1 1 aufgesprüht.

Im nächsten Verfahrensschritt werden Anschlußleiter 12 zur Verbindung der anderen Enden der einzelnen Widerstandselemente R1 mit jeweils einem zugeordneten Transistor TR1 hergestellt. Danach wird eine Schutzschicht 14 vorgesehen. Es ist nicht unbedingt nötig, daß alle den Ansteuerteil gemäß Fig. 2 bildenden Teile, wie die Transistoren TRI, das Schieberegister 2 und die Spannungsquelle 1, im Ansteuerteil 15 ausgebildet sind. Im Ansteuerteil 15 gemäß Fig. 4 braucht vielmehr nur eine zweckmäßige Zahl der diesen Ansteuerteil bildenden Teile enthalten zu sein. Bevorzugt werden jedoch die Transistoren TR1 und das Schieberegister 2, ausgenommen die Gleichspannungsquelle 1 auf einem integrierten Schaltkreis- bzw. IC-Chip ausgebildet,

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der dann mit einer Metallkappe versehen und auf dem Substrat 6 angeordnet wird. Fig. 3 veranschaulicht die Anordnung in Aufsicht bei weggelassener Schutz-Isolier- - schicht 14 gemäß Fig. 4

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Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 und 4 wird die Widerstandsschicht zur Bildung der Widerstandselemente R1 nach einem Aufsprühverfahren ausgebildet, während sie mit der Sammelelektrode 7 nicht, elektrisch verbunden ist. Infolgedessen kann auf diese Weise eine Widerstandsschicht hergestellt werden, deren Widerstandswert über ihre Gesamtfläche hinweg gleichmäßig verteilt ist. Der Widerstandswert dieser Widerstandsschicht kann beispielsweise nach dem Vierpol-Meßverfahren ohne Beeinflussung durch die Sammelelektrode 7 gemessen werden. Beim erfindungsgemäßen Thermoaufzeichnungsgerät besitzen daher die einzelnen Widerstandselemente gleichmäßige Widerstands-Sollwerte.

Im folgenden ist anhand von Fig. 5 eine andere Ausführungs-2U form des erfindungsgemäßen ThermoaufZeichnungsgeräts beschrieben. Gemäß Fig. 2 ist eine einzige Aufzeichnungseinheit vorgesehen. Die Ausgangssignale von den einzelnen Stufen des Schieberegisters 2 werden dabei gleichzeitig an die Gate-Elektroden der betreffenden Transistoren TRT angelegt,- um dabei die Widerstandselemente R1 selektiv zu erregen bzw. an Spannung zu legen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind dagegen m Aufzeichnungseinheiten U1, U2, ..., Um vorgesehen, die durch eine Aufzeichnungseinheit-Wählschaltung 18 sequentiell gewählt werden. Die gewählten Einheiten werden sequentiell in der gewählten Reihenfolge angesteuert. Ein Ansteuer- bzw. Aufzeichnungssystem dieser Art ist als solches für ein Matrix-Ansteuersystem bekannt. Die einzelnen Aufzeichnungseinheiten besitzen jeweils denselben Aufbau. Aus diesem Grund ist im folgenden

die Aufzeichnungseinheit Ui als typisches Beispiel beschrieben. Die Aufzeichnungseinheit U1 umfaßt η Widerstandselemente R1 , die an einer Samme 1 elektrode 7ι zusammengeschaltet sind. Das Verfahren zur Ausbildung der Widerstandselemente R1 sowie das Verfahren zur elektrischen Verbindung jeweils eines Endes jedes Widerstandselements mit der Sammelelektrode 7. entsprechen genau den anhand von Fig. 4 erläuterten Maßnahmen. Die Sammelelektrode 7. ist mit der Plusklemme der Strom- bzw.

Spannungsquelle 1 über einen Transistor TR2. gekoppelt, dessen Gate-Elektrode mit. einem Wählsignal von der Aufzeichnungseinheit-Wählschaltung 1 8 speisbar ist. Das andere Ende jedes Widerstandselements R1 ist mit der Minusklemme der Spannungsquelle 1 über den Verbindungsleiter T2 (Eig. 4), eine Diode D und den Transistor TR1 verbunden. Die Ausgangssignale von den einzelnen Stufen des Schieberegisters 2, an dessen Eingahgsklemme 16 ein Bildsignal angelegt wird, werden an die Gate-Elektroden der betreffenden Transistoren TR1 angelegt. Ein Unterschied zwischen der Ausführungsform nach Fig. 5 und derjenigen gemäß Fig. 2 besteht darin, daß die Dioden D mit der dargestellten Polarität jeweils zwischen die anderen Enden jedes Widerstandselements R1 und den betreffenden Transistor TR1 eingeschaltet sind. Jede Diode dient dazu, den Strom nur dem gewählten Widerstandselement bzw. den gewählten Widerstandselementen R1 zuzuführen. Bei dieser Ausführungsform werden die Aufzeichnungseinheiten U1, U2, ..., Um sequentiell z.B. von der Einheit U1 zur Einheit Um gewählt und angesteuert. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Aufzeichnungseinheiten mit m Sammelelektroden und m χ η Widerstandselementen auf ein und demselben Träger ausgebildet. Das Schieberegister 2 ist allen Aufzeichnungseinheiten gemeinsam zugeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Thermoaufzeichnungsgerät mit einem Thermoschreibkopfteil, der mindestens eine Aufzeichnungseinheit zum Aufzeichnen von Daten auf einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger aufweist, wobei die Aufzeichnungseinheit ihrerseits eine Vielzahl von auf der Oberfläche eines isolierenden Elements ausgebildeten Widerstandselementen sowie eine auf dieser Oberfläche ausgebildete Sammelelektrode zur Verbindung der einen Enden der einzelnen Widerstandselemente entsprechend der Aufzeichnungseinheit aufweist, und mit einem zwischen die Sammelelektrode und die anderen Enden der einzelnen Widerstandselemente geschalteten Ansteuerteil zur selektiven Stromzufuhr zu den Widerstandselementen nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Daten, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschreibkopfteil eine auf der Sammelelektrode (7) angeordnete Isolierschicht (9) mit einer in einer bestimmten Lage auf der Sammelelektrode vorgesehenen öffnung (10) und eine auf der Isolierschicht vorgesehene Leiterschicht (11) zur Verbindung der Sammelelektrode (7) mit jeweils dem einen Ende jedes Widerstandselements (R1) über die Öffnung (10) aufweist.

. 2. Thermoaufzeichnungsgerät nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandselemente (R1) durch Musterbildung an einer nach einem Aufsprühverfahren hergestellten Widerstandsschicht in einem solchen Zustand, daß die Widerstandsschicht von der Sammelelektrode elektrisch getrennt ist, ausgebildet sind.

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3 Blatt Zeichnungen -