DE2055064C3 - Thermodruckknopf - Google Patents

Description

verbinden die Widerstandselemente untereinander und mit einer nicht gezeigten Spannungsquelle.

Das Verbindungsmuster, das die verschiedenen Widerstandselemente miteinander verbindet, ist am besten in Fig. 1 und 3 dargestellt. Ein Ende 36 der s Goldschicht 26 a ist mit einem Ende des Wiclerstandsclcmentes 24 elektrisch verbunden. Das andere Ende des Widerstandselementes 24 ist über einen aus Gold bestehenden Leiter 38 mit einem Ende des Widerstandselementes 22 verbunden. Ein aus Gold be- ίο stehender Lederstreifen 40 verbindet das zweite Ende des Widerstandselementes 22 mit dem ersten Ende des Widerstandselementes 20. Das zweite Ende des Widerstandselementes 20 ist mit einem aus Gold bestehenden Leiter 40 verbunden, der auf dem Tantalleiter 44 angeordnet ist. Der Leiter 44 ist die verjüngte Weiterführung der das Widerstandselcment 20 bildenden Tantalschicht. Die Widerstandselemcnie 20, 22 und 24 einer jeden Gruppe 12 sind voneinander beabstandet und verlaufen räumlich parallel zueinander. Elektrisch sind sie in Serie geschaltet. Die Goldleiterschicht 26a kann mit einer negativen Spamiungsquelle und die Goldleiterschicht 42 mit einer positiven Spannungsquelle über herkömmliche nicht gezeigte Schalter verbunden werden. Durch diese Schalter können die einzelnen Gruppen 12 wahlweise erregt werden. Das durch diese Erregung entstehende Wärmemuster bewirkt auf dem Wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger die Entstehung eines bestimmten Informationszeichens. Die an die einzelnen Leitungen angelegten Spannungen hängen von der An der Spannungsversorgung ab. die für die Widerstandsanordnung 10 zur Verfügung sieht.

Die Leitungsverbindungen, die für eine Gruppe 12 aus Widerstandselementen beschrieben wurden, sind prinzipiell für alle anderen Gruppen 12 in gleicher Weise vorgesehen. Di? Gruppen 12 sind in horizontaler Richtung (F i g. 3) gegeneinander versetzt, um die Herstellung der Verbindungsmuster zu erleichtern. Auf jeder der Goldschichten 26a, 28cj, 30«, 32a und 34a ist eine dünne Schicht 46 aus Tantal abgelagert, wie aus F i g. 2 ersichtlich. Auf die" Verbindungsstreifen 38 und 40 (F i g. 1) aus Gold ist ein dünner Träger 48 abgelagert, der die Aufbringung einer Schutzschicht 50 aus Glas auf ihnen ermöglicht. Die Glasschicht 50 schützt die verschiedenen Widerstandselemente 20, 22 und 24 der Gruppen 12.

Gemäß der Erfindung wird die Ionenbarriere zwischen der Ionenquelle, d.h. dem wärmeempfindlichen Papier, und den zu schützenden Widerstandselementen angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird die frühzeitige Zerstörung der Widerstandselemenle durch die auf der Glasschicht 50 abgelagerte Schicht 52 verhindert. Da die Oberfläche 14 des Thermodruckkopfes während der Druckoperation niit dem wänneempfindlichen Aufzeichnungsträger 11 in Berührung steht, wurden die Ionen von dem Aufzeichnungsträger 11 über die einzelnen Schichten zu den Widerstandselementen gelangen, wenn die Schutzschicht 52 nicht vorgesehen wäre. Die Schutzschicht 52 besteht aus einem elektrisch leitenden Material.

Die als Ionenbarriere wirkende Schicht 52 (F i g. 1, 2 und 4) kann aus verschiedenen leitfähigen Schichten und aus Halbleiterschichten durch geeignete bekannte Techniken erzeugt werden. Die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendete Schicht 52 besteht aus Chrom und wurde durch ein Vakuumablagerungsverfahren auf der Glasschicht 50 er/cugt. Die Dicke der Schicht 52 liegt zwischen 500 und 2000 A. Das als Ionenbarriere verwendete Material sollte gut auf der Glasschicht 50 haften, die dick genug sein muß, um der Spannung zwischen der Schicht 52 und den Schichten 26 c, 38, 40 und den Widerstandselementen der Gruppe 12 zu widerstehen. Die Schicht 52 kann mit einer positiven oder negativen Spannung in bezug auf die Spannung an den Widerstandselementen 20, 22 und 24 beaufschlagt werden. Es ist vorteilhaft, die Schicht 52 elektrisch zu isolieren. Die in den F i g. 1. 2 und 4 dargestellte als Ionenbarriere wirkende Schicht 52 erstreckt sich gleichmäßig über die gesamte Widerstandsanordnung 10. In einigen Fällen kann es auch wünschenswert und vorteilhaft sein, für die einzelnen Gruppen 12 separate Schutzschichten (nicht gezeigt) vorzusehen. Eine für jede Widerstandsgruppe separat angeordnete Schutzschicht ähnlich der Schutzschicht 52 ermöglichi es, daß an die Schutzschicht die gleiche Spannung oder der gleiche Strom angelegt werden kann, die zur Erregung der zugeordneten Widerstandselemente der einzelnen Gruppen 12 verwendet wiH.

Wenn die Widerstandsanordnung 10 in F i g. 1 in einer Thermcidruckvorrichtung verwendet wird, in deren Umgebung lonenquellen vorhanden sind, werden die positiven Natriumionen von dem als Ionenquelle wirkenden wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger gleichmäßig über die Oberfläche 54 (F i g. 2) der Schutzschicht 52 verteilt und können nicht in die negativen Enden der Widerstandselemcnte 20. 22 und 24 eintreten, in denen sie eine frühzeitige Zerstörung bewirken würden. Ohne Schutzschicht 52 würden die positiven Ionen die Glasixhicht 50 durchwandern und unter der Wirkung der an den Widerstandselementen anliegenden elektrischen Spannungen entlang diesen Elementen und über die Verbindungsleitungen der Widerstandselemente bis zu den negativen Enden derselben gelangen und an diesen einen frühzeitigen Schaden hervorrufen. Die Verwendung einer Glasschicht 56 auf der Schutzschicht 52 schützt letztere vor Abrieb und Deformierung.

Außer dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel läßt sich die Erfindung auch auf eine Vielzahl anderer Anwendungsfälle übertragen. Der als Beispiel beschriebene Thermodruckkopf besitzt Widerstandselemente, die eine Stärke von etwa 600 A aufweisen und die durch die Goldschichten 26 α, 28 α usw. angesteuert werden, die etwa 2000 A dick sind. Es ist nicht notwendig, über den Widerstandselementen einer jeden Gruppe 12 (F i g. 1 und 2) Vertiefungen oder Hohlräume 58 vorzusehen. Falls flache Vertiefungen vorgesehen sind, haben diese bei einer Verwendung der Widerstandsanordnung als Thermodruckkopf in der Nähe einer Ionenquelle keinen sichtbaren Effekt in bezug auf die Druckoperation im erfindungsgemäßen Sinn.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 wesentlich verkürzt. Es ist Aufgabe der Erfindung, Patentansprüche: einen Thermodruckkopf aufzuzeigen, der eine wesent lich längere Lebensdauer als die bekannten Thermo-

1. Thermodruckkopf, insbesondere nach dem druckköpfe besitzt, ohne dabei die Herstellung des Verfahren nach dem Patent 1 800 022 mit matrix- 5 Druckkopfes merkbar zu erschweren und zu verartig angeordneten, entsprechend den abzu- teuera.

druckenden Zeichen selektiv ansteuerbaren Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandselementen, der durch aufeinander- zwischen einer Ionenquelle und den Widerstandsfolgende Ablagerung und partielle Entfernung elementen eine als Ionenbarriere wirkende, von den von Widerstands-, Isolations- und elektrisch io Widerstandselementen isolierte dünne Metallschicht leitenden Schichten hergestellt ist, dadurch angeordnet ist.

gekennzeichnet, daß zwischen einer Ionen- Versuche haben gezeigt, daß ein Thermodruckkopf

quelle und den Widerstandselementen eine als ohne die erfindungsgemäße lonenbarnere nach 5 MiI-

Ionenbarriere wirkende, von den Widerstands- !ionen Druckoperationen unbrauchbar wird, da die

elementen isolierte dünne Metallschicht ange- 15 Heizwerte der Widerstandselemente eine Verände-

ordnet ist. rung von etwa plus 25° 0 aufweisen. Es ist anzu-

2. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, da- nehmen, daß die Widerstandsänderung durch Nadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (52) triumionen hervorgerufen wird, die von dem wärmeeine zusammenhängende, alle Widerstands- empfindlichen Aufzeichnungsträger in Richtung der elemente (20, 22, 24) bedeckende Schicht ist. 20 negativen Enden der Widerstandselemente wandern

3. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, da- und dadurch die Lebensdauer dieser Widerstandsdurch gekennzeichnet, daß jedes der Widerstands- elemente verkürzen.

elemente (20, 22, 24) eine separate als Ionen- Ein erfindungsgemäß aufgebauter Thermodruck-

barriere wirkende Schicht aufweist. kopf, der eine als Ionenbarriere wirkende Schicht

«5 besitzt, weist nach 15 Millionen Druckoperationen

noch keine wesentliche Veränderung auf. Die Heizwertänderung liegt unter 2⁰O.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird irn

Die Erfindung betrifft einen Thermodruckkopf, folgenden an Hand von Zeichnungen im einzelnen

insbesondere nach dem Verfahren nach dem Patent 30 beschrieben. In diesen zeigt

1 800 022 mit matrixartig angeordneten, entsprechend Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines nach der

den abzudruckenden Zeichen selektiv ansteuerbaren Erfindung aufgebauten Thermodruckkopfes mit teil-

Widerstandselementen, der durch aufeinanderfol- weise freigelegten Widerstandselementen,

gende Ablagerung und partielle Entfernung von F i g. 2 eine Schnittansicht gemäß der Linie 2-2

Widerstands-, Isolations- und elektrisch leitenden 35 in Fig. 1,

Schichten hergestellt ist. F i g. 3 eine Draufsicht auf den Thermodruckkopf

Die einzelnen Widerstan.iselemente eines Thermo- gemäß F i g. 1 und

druckkopfes werden bekannterweise gemäß einem F i g. 4 eine Schnittansicht entlang den Linien 4-4

auf einem thermoempfindlichen Aufzeichnungsträger in Fig. 1.

zu erzeugenden Zeichen mit einem Strom beauf- 40 F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen schlagt, der eine Erwärmung der angesteuerten Teil einer als Druckkopf aufgebauten Widerstands-Widerstandselemente verursacht. Wenn Widerstands- anordnung 10. Die Widerstandselemente sind zu elemente, insbesondere Heizwiderstände, in der Nähe Gruppen 12 zusammengefaßt und bilden die Widereiner Ionenquelle betrieben werden, tritt eine Ionen- Standsmatrix für einen Thermodruckkopf. Die Oberwanderung infolge der an den Widerständen auf- « fläche 14 der Widerstandsanordnung 10 wird mit tretenden elektrischen Spannungen auf. Diese Ionen einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger Il durchsetzen die Widerstandselemente, wodurch deren (F i g. 2) zur Durchführung einer Druckoperation in Lebensdauer wesentlich verkürzt wird. Berührung gebracht. Bestimmte Gruppen 12 der

Der vorangehend beschriebene Effekt kann prak- Widerstandselemente werden erregt, wodurch auf tisch überall da auftreten, wo spannungsbeaufschlagte 50 dem wärmeempfindlichen Papier 11 ein gewünschtes elektrische Widerstände in der Nähe einer Ionen- Informationszeichen erzeugt wird. 25 Gruppen 12 quelle betrieben werden. Im Hauptpatent wird ein aus Widerstandselementen sind zu einer 5X5-Matrix Thermodruckkopf beschrieben, der aus einzelnen zusammengefaßt, wie aus F i g. 3 ersichtlich.
Widerstandselementen besteht, die auf einem nicht- Aus den F i g. 1 bis 4 ist der allgemeine Aufbau leitenden Trägersubstrat abgelagert sind. Die Wider- 55 der Widerstandsanordnung 10 nach herkömmlichen Standselemente werden gemäß den auf einen thermo- Techniken ersichtlich. Die Widerstandsanordnung 10 empfindlichen Aufzeichnungsträger aufzuzeichnenden befindet sich auf einer Trägerplatte 16 (z, B. Glas), Daten jeweils in einer bestimmten Konfiguration auf der eine Tantaloxydschicht 18 abgelagert ist. Die erregt. Durch die infolge der Erregung in den Wider- Anordnung besteht aus einer ersten Tantalscbicht, Standselementen auftretende Wärme werfen auf dem 60 einer Goldschicht und einer zweiten Tantalschicht, thermoempfindlichen Aufzeichnungsträger, der mit die über der Schicht 18 abgelagert ist- Mit Hilfe von dem Thermodruckkopf in Anlage gebracht wird, Masken werfen durch Ätzverfahren die Widerstandsmosaikförmige Informationen aufgezeichnet Beson- elemente 20, 22 und IA, die aus der ersten Tantalders während des Aufzeichnungsvorganges werfen schicht gebildet werfen, für jede Gruppe 12 erzeugt in dem Aufzeichnungsträger Ionen frei, die durch die 65 Die Trägerelemente 26, 28, 30, 32 und 34 entstehen mesaförmigen Erhebungen über den Widerstands- ebenso aus der ersten Tantalsrticht. Diese ^erelementen zu diesen hinwandem. Durch diese Ionen elemente und die Trägerleiter 26a, 28a, 30g, 32a wird die Lebensdauer der Widerstandselemente und 34 a (die aus der Goldschicht erzeugt werfen),