DE2331536C3 - Thermographischer Druckkopf zum Erzeugen eines Markierungscodes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen thermographischen Druckkopf zum Erzeugen eines Markierungscodes mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Ein derartiger Druckkopf ist beispielsweise aus der US-PS 3483356 bekannt. Er dient dazu, Etiketten in schneller Folge mit einem Markierungscode zu versehen, der je nach der Verwendung der Etiketten unterschiedlich sein muß, wozu die als Heizelemente dienenden Leiter der dritten Schicht jeweils speziell angesteuert werden müssen, um sich schnell zu erhitzen, danach aber auch schnell wieder abzukühlen. Da die erhitzten ElementTfächen des Druckkopfes relativ klein sind, können die Probleme der Erzeugung einer ausreichenden Wärme und der übrigen thermischen Eigenschaften des Druckkopfmaterials grundsätzlich gelöst werden.

Bei den bekannten Druckköpfen weiden jedoch ausschließlich geradlinig verlaufende Heizelemente verwendet. Dies bedeutet, daß selbstverständlich auch die von den bekannten Druckköpfen erzeugten Markierungen jeweils geradlinig verlaufende Elemente aufweisen. Die mit diesen Markierungen versehenen Etiketten müssen auf den mit ihnen zu versehenden Gegenständen dann sehr genau in EJchtung auf bestimmte Bezugskanten ausgerichtet sein, um beim automatischen Abtasten und Auslesen der Markierungen keine Fehler hervorzurufen.

Es sind grundsätzlich aus der DE-AS 1239125 auch Markierungselemente bekannt, die dem Verlauf von konzentrischen Ringen folgen, so daß ein genaues Abtasten derartiger codierter Markierungen auch dann störungsfrei möglich ist, wenn die mit den Markierungen versehenen Etiketten nicht in sehr genauer Ausrichtung auf den Gegenständen haften, doch sind dieser Druckschrift keine Hinweise zu entnehmen, auf welche Art die kreisringförmigen Markierungen hergestellt werden.

Die Herstellung eines solchen Markierungsmusters, welches eng beanstandete, konzentrische Ringe aufweist, macht es nötig, daß die zu erhitzenden Elementenflächen des Druckkopfes als relativ lange, dünne Linien ausgebildet sind, die darüber hinaus eine geschlossene Schleife von kreisförmiger Gestalt bilden. Für die Herstellung eines kreisringförmigen Markierungsmusters sind wesentliche Gesichtspunkte zu beachten. Eine Schwierigkeit Hegt in der Schaffung elektrischer Verbindungen zu jedem geschlossenen, kreisringförmigen Heizelement oder Leiter, ohne daß die geschlossene Schleife in Sektoren aufgeteilt wird, was Diskontinuitäten in den Markierungscodekreisen hervorrufen würde, die beim optischen Abtasten zu Störungen Anlaß geben könnten. Des weiteren muß auch darauf geachtet werden, daß die große Zahl der

erforderlichen elektrischen Anschlüsse zu den einzelnen Heizelementen hergestellt werden muß, ohne daß der Druckkopf unangemessen groß oder kompliziert in der Handhabung oder Herstellung wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ι einen Druckkopf mit den Merkmalen des Oberbegriffesso zu gestalten, daß an den Stellen der elektrischen Anschlüsse zu den konzentrischen, ringförmigen Heizelementen Diskontinuitäten in den vom Druckkopf erzeugten Markierungen vermieden werden und ι ο daß die Anschlüsse selbst, die zu den konzentrischen, ringförmigen Heizelementen oder Leitern geführt sind, die Ausbildung eines kleinen, besonders einfachen Druckkopfes zum Herstellen codierter Markierungen in Gestalt geschlossener konzentrischer Kreise ι ^r> mit der gewünschten Lageunabhängigkeit ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspnichs.

Bei dem hier beschriebenen Druckkopf ist es mög-Hch, sämtliche Anschlüsse zu ailen Ringen in eine einzige Ebene zu legen und die Ringe so zu speisen, daß beide Ringsegmente gleichmäßig vom sie erhitzenden Strom durchflossen werden, die Markierungen also vollständig sind. Das Herstellungsverfahren ist dabei besonders einfach.

In zweckmäßiger Ausgestaltung bestehen die Anschlußleiter aus einer Gruppe von zu den konzentrischen, ringförmigen Leitern der dritten Schicht radial verlaufenden, länglichen Anschlußleitern, von denen jo je einer mit einem ringförmigen Leiter verbunden ist, und einem im wesentlichen halbkreisflächenförmigen zweiten Anschlußleiter, der mit jedem der ringförmigen Leiter verbunden ist. Mit anderen Worten, die Zuführung zu jedem einzelnen ringförmigen Leiter J5 muß gesondert, die Abführung des Heizstroms kann über den zweiten Anschlußleiter gemeinsam erfolgen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines thermographischen Druckkopfes für eine Einrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die oberste (dritte) Metallschicht des thermographischen Druckkopfes gemaß Fig. 1, weiche mehrere konzentrische Ringe enthält,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die unterste (erste) Metallschicht des thermographischen Druckkopfes gemäß Fig. 1, welche mehrere getrennte Anschlußleitungen enthält,

Fig. 4 bis Π geschnittene Teilansichten des thermographischen Druckkopfes während verschiedener Stufen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung; der Maßstab dieser Figuren ist größer als der der vorangegangenen Figuren, und

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer einen thermographischen Druckkopf der oben dargestellten Art enthaltenen Einrichtung zum Drucken von Etiketten auf thermoempfindliches Papier.

In Fig. 1 ist als Alisführungsbeispiel der Erfindung ein thermographischer Druckkopf 10 dargestellt, mit dem, wenn er entsprechend mit Energie versorgt wird, Markierungen auf handelsüblichem thermoempfindlichcii Papier mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Markierung pro Sekunde gedruckt werden können. Der Druckkopf 10 enthält eine mehrschichtige Struktur auf einem Substrat 12 aus elektrisch isolierendem Material, z, B, einer Scheibe aus Hart- oder Gerätcglas. Auf der Oberfläche 14 der einen Seite des Substrats 12 befindet sich eine erste Schicht 13 (Fig. 3), welche eine Vielzahl von getrennten, relativ schmalen, länglichen Anschlußleitern 16 und eine im Vergleich zu diesen wesentlich größere gemeinsame Anschlußieiter 18 aus elektrisch leitfähigem Material bildet, wie in Fig. 3 genauer dargestellt ist.

Die länglichen Anschlußieiter 16 verlaufen in radialen Richtungen bezüglich eines gemeinsamen Punktes und weisen zum Anschließen dienende Klemmenteile 17 auf, die parallel zueinander verlaufen. Der gemeinsame Anschlußleiter 18 hat einen halbkreisförmigen Bereich, von dem ein zum Anschluß dienender Klemmenteil 20 vorspringt.

Über den Anschlußleiter 16 und 18 der ersten Schicht 13, vun diesen jedoch durch eine dünne zweite Schicht 28 (Fig. 10) aus Isolienmatt^al getrennt, ist eine dritte Schicht 21 (Fig. 2) aus elektrisch leitfähigem Material angeordnet, welche eine Vielzahl von durch enge Abstände getrennten Leitern in Form konzentrischer Ringe, die einen kreisförmigen Fleck 24 umge!"»2n, bildet. Jeder Ring 22 ist mit dem gemeinsamen Anschlußieiter 18 und einem eigenen Anschlußleiter 16 durch öffnungen 30 verbunden, welche in der trennenden Isolierschicht 2S gebildet sind. Die Konstruktion des Druckkopfes 10 geht noch besser aus der Beschreibung eines Verfahrens zu seiner Herstellung hervor, das unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 11 erläutert wird.

Bei der Konstruktion des Druckkopfes 10 müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Der Druckkopf 10 ist im wesentlichen eine Dünnschicht-Heizvorrichtung, deren Ringe 22 jeweils zwei Anschlußleiter 16 und 18 aufweisen, die sie jeweils an um 180° getrennten Stellen kontaktieren. Da die Ringe 22 konzentrisch sind, ist der Druckkopf 10 eine Metallisierungsstruktur mit mehreren Ebenen, welche die beiden (obere und untere) metallischen Schichten 13 und 21 enthält, die durch die Isolierschicht 28 getrennt sind, durch die öffnungen 30 (Fig. 8) geätzt sind, um die erste und dritte, jeweils durch Metallisierung erzeugte Schicht 13 und 21 an gewünschten Kontaktstellen zu verbinden.

Der spezifische Widerstand des Ringmusters der Heizvorrichtung soll so groß sein, daß man bei der Erhitzung mit mäßigen Stromdichten arbeiten kann, jedoch nicht so groß, daß zu hohe Spannungen erforderlich werden. Die isolierende zweite Schicht 28 und das Substrat 12 sollen eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit haben, um ein rasches Abkühlen der Ringe 22 zwischen den einzelnen Druckvorgängen zu ermöglichen, jedoch kf iiie zu hohe Wärmeleitfähigkeit, damit keine zu hohen Spannungen erforderlich werden. Ferner soll die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht 28 und des Substrats 12 so groß sein, daß sich die Ringe 22 zwischen den Druckvorgängen rasch abkühlen können, jedoch nicht so groß, daß sie während des Druckzyklus übermäßig viel Wärme von den Ringen 22 aufnehmen. Der spezifische Widetstand der Anschlußleiter 16 und 18 soll kleiner sein als der der Ringe, jedoch nicht so klein, daß sie während des Druckzyklus zu viel Wäi me aufnehmen oder ableiten. Die Isolierschicht 28 soll einem Mehrfachen der höchsten Spannung, die in der Anordnung verwendet wird, standzuhalten vermögen, und die ganze Struktur soll

sehr robust und kratzfest sein und ihre Parameter im Gehrauch nicht nennenswert ändern.

Beim einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines thermographischen Druckkopfes der obengenannten Art geht man von einem Substrat 12 aus. von dem in Fig. 4 ein Teil im Schnitt dargestellt ist; es kann z. B. aus Hartglas bestehen. F.in solches Substrat 12 hat eine ausgezeichnete chemische Resistenz, einen mäßigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (3.3 x IO Ύ" C), es ist unempfindlich gegen Wärmescliocks und kann bei Temperaturen bis zu 4^l)0ⁿ C verarbeitet werden, ohne weich zu werden. Die Wärmeleitfähigkeit des Substrats beträgt etwa 0,01 W cm K. Hin zweckmäßiges Substrat 12 ist eine kreisförmige Seheibe mit einem Durchmesser von etwa 76 mm und einer Dicke von etwa 3.17mm.

Auf die Oberfläche 14 der oberen Seite des Substrats 12 wird eine erste Schicht 13 aus elektrisch lcitiVinigOii'i 'virticiiii! äuigcinachi, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die erste Schicht 13 ist eine zusammengesetzte Schicht, welche eine relativ dünne untere Lage aus einem Metall, wie z. B. Chrom. Titan. Hafnium, Tantal oder Legierungen hieraus, sowie eine im Vergleich hierzu wesentlich dickere obere Lage aus Molybdän enthält. Die relativ dünne Lage der zusammengesetzten ersten Schicht 13 wird zuerst auf die Oberfläche 14 des Substrats 12 aufgebracht, z. B. durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung, wie es an sich bekannt ist. Dies hindert die vergleichsweise dickere obere Lage aus Molybdän am Rekristallisieren, da es erforderlich ist, die Molybdänschicht auf einer metallischen Unterlage niederzuschlagen. Chrom wird den anderen Metallen, die oben in Verbindung mit der dünneren unteren Lage erwähnt wurden, vorgezogen, da Molybdän und Chrom mit demselben Ätzmittel geätzt werden können. Die dickere obere Lage aus Molybdän wird auf die vorzugsweise aus Chrom bestehende Lage durch Zerstäuben mit einer hochfrequenzinduzierten Spannung (-150V) niedergeschlagen. Die Chromschicht ist zwischen 500 und 1000 A dick, während die Molybdänschicht eine Dicke von etwa 10(KM)A aufweist.

Die in Fig. 3 dargestellten Anschlußleiter 16 und 18 werden durch ein bekanntes photolithographisches Verfahren gebildet. Hierbei wird z. B. die erste (zusammengesetzte) Schicht 13 mit einem Photolack überzogen, mittels einer Photomaske entsprechend dem gewünschten Muster von Anschlußleitern belichtet, gegebenenfalls entwickelt und dann mit einem Ätzmittel geätzt, um die Anschlußleiter 16 und 18 zu bilden, die in Fig. 6 teilweise dargestellt sind.

Wie Fig. 7 zeigt, wird dann auf die Anschlußleiter 16 und 18 der ersten Schicht 13 eine zweite Schicht 28 aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht. Die Durchschlagsfestigkeit der zweiten Schicht beträgt mindenstens das 3- oder 4fache der maximalen Betriebsspannung (etwa 100 V) des Druckkopfes 10 und ist extrem robust sowie leicht ätzbar. Die Schicht 28 hat im wesentlichen die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie das Substrat 12.

Die zweite Schicht 28 ist aus einer relativ dünnen unteren Lage (Dicke etwa 5000 A) aus hochfrequenzzerstäubten Hart- oder Geräteglas und einer im Vergleich dazu wesentlich dickeren oberen Lage (Dicke etwa 45 000 A) aus einem chemisch aus der Dampfphase niedergeschlagenen Borsiiikatgias zusammengesetzt. Der zusammengesetzte Aufbau der zweiten Schicht 28 aus Hartglas und Borsilikatglas verringert die Gefahr, daß die zweite Schicht 28 springt. Das die erste Lage bildende, hochlrcquenzzerstäubte Glas auf den Anschlußleitcrn 16 und 18 bildet eine gleichförmige Oberfläche, auf der sieh die Kondensationskerne des ehemisch aus der Dampfphase niedergeschlagenen Borsilikatglases bilden können. Das die zweite Lage der zusammengesetzten Schicht 28 bildende Borsilikatglas besteht vorzugsweise aus 15-20 MoKf B₂O, und 85-80 MoIT SiO,.

Die zweite Schicht 28 wird mit einem Photolack überzogen, durch eine Photomaske belichtet und geätzt, um auf übliche, photolithographische Weise eine Anzahl von Durchbrochen oder Löchern 30 zu bilden, die bis zu den AnschluUlcitungcn 16 und 18 reichen und diese freilegen, wie Fig. 8 zeigt. Außerdem wird ein Teil der zweiten Schicht 28 weggeätzt, um die parallelen Klcmmentcilc 17 der Anschlußletter 16 und den Klemmenteil 20 des gemeinsamen Anschlußlciiets i» freizulegen, so da» dort elektrische Anschlüsse für die Stromversorgung des Druckkopfes 10 angebracht werden können.

Die dritte Schicht 21 aus elektrisch leitfähigem Material, wie Molybdän, wird durch Zerstäuben mit einer hochfrequenzinduzierten Vorspannung (— 200 V) auf die zweite Schicht 28 so aufgebracht, daß sie die ganze Oberfläche der zweiten Schicht 28 bedeckt und die Anschlußleiter 16 und 18 der ersten Schicht 13 durch die öffv-jngcn 30 kontaktiert, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die dritte Schicht 21 wird durch Zerstäuben in der angegebenen und an anderer Stelle genauer beschriebenen Weise aufgebracht, da dieses Verfahren gewährleistet, daß das zerstäubte Metall in die Öffnungen 30 hineinreicht und einen guten elektrischen Kontakt mit den Anschlußleitern 16 und 18 macht.

In der dritten Schicht 21 wird dann ein Heizringmuster aus konzentrischen, als Heizvorrichtungen dienenden Ringen 22 gebildet, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Die dritte Schicht 21 wird hierfür mit einem Photolack überzogen, durch eine Photomaske, die das gewünschte Heizringmuster ergibt, belichtet und geätzt, um in bekannter Weise photolithographisch das Muster aus den konzentrischen Ringen 22 zu bilden, von dem ein Teil in Fig. 10 im Querschnitt dargestellt ist. Jeder Ring ist sowohl mit dem gemeinsamen An-Schlußleiter 18 als auch mit einem individuellen schmalen Anschlußleiter 16 verbunden. Die beiden Anschlüsse jedes Ringes sind bezüglich des kreisförmigen Fleckes 24 um 180° gegeneinander versetzt.

Als Metall für die Ringe 22 wird Molybdän bevorzugt. Metalle mit höherer Leitfähigkeit haften euiweder nicht gut an Glas oder wandern unter dem Einfluß der Elektrizität. Außerdem haften Oxide gut an Molybdän. Der einzig mögliche Nachteil der Verwendung von Molybdän im Druckkopf 10 beruht auf der Oxydation. Molybdän oxydiert in Luft vollständig bei 500° C und das Oxid verdampft vollständig bei 650° C. Da die Oxydationstemperatur jedoch ungefähr doppelt so hoch ist wie die Betriebstemperatur (etwa 250° C) des Druck kopfes, spielt dieser Nachteil keine Rolle.

Die Eigenschaften der als Heizwiderstände dienenden Ringe 22 bestimmen weitgehend die Eigenschaften der anderen Materialien, die im Druckkopf 10 verwendet werden. Die Ringe 22 des Dnickkopfes 10 sind 254 um breit und haben gegenseitige Abstände von etwa 25 μπι. Es wurde festgestellt, daß der optimale spezifische Flächenwiderstand der Ringe zwi-

sehen ctwii 0.5 und 0,75 Ohm pro Quadrat ivtriigt. Bei Flächenwiderständen in diesem Bereich ist die höchste Betriebsspannung (Spannung am äußersten Ring 22) auf etwa W> his 100 V begrenzt. Der spezifische Widerstand kann dadurch gesteuert .verilen. daß man die dritte Schicht 21 durch Zerstäuben mit einer hochfrequenzinduzierten Substratvorspunming (— /(H) V) niederschlägt. Unter diesen ZerstiUibungsbedingungcn beträgt der spezifische Willerstand des Molybdäns etwa 24 X K)"'¹ Ohm cm. Die Dicke der ι» Ringe 22. die für den gewünschten spezifischen Flächenwiderstand der Schicht 21 erforderlich ist, liegt also im Bereich zwischen etwa 2800 A und 4600 Ä. Dieser Bereich ist verhältnismäßig groß und Hißt sich leicht einhalten. ' ·

Beim Druck von Markierungen mit dem thermographischen Druckkopf 10 wird mit konstanter Leistung gearbeitet, und die Stromdichte beträgt unabhängig von der Dicke der dritten Schicht 2i 8,5 X 10⁵ A/crrr. Dieser Wert liegt wesentlich unterhalb der Grenze, auf welcher bei Molybdän ein elektrischer Materialtransport zum Problem wird. Die mechanische Beanspruchung des durch Zerstäuben aufgebrachten Molybdäns ist verhältnismäßig klein (ungefähr 10^g dyn/cm²) und wird unter den oben er- 2^ wähnten Bedingungen des Aufbringens durch Druckkräfte verursacht. Dies ist bei einem Niederschlagen durch andere Verfahren nicht immer der Fall.

Unabhängig vom spezifischen Widerstand und der Steuerung der Beanspruchungen oder mechanischen jo Spannungen kann jede mangelhafte Verbindung zwischen der ersten und dritten Schicht 13 bzw. 21 durch die öffnungen 30 zu örtlichen heißen Stellen und schließlich Stromunterbrechungen im Druckkopf 10 führen. Um dies zu verhindern, wird die erste Schicht J5 13 etwa 10000 A dick gemacht. Die Ringe müssen außerdem bei dieser Struktur etwa 2024 Kreuzungsstellen vertragen, ohne daß Sprünge, Kerben oder dünne Stellen auftreten. Der Druckkopf 10 enthält außerdem etwa 88 öffnungen 30, die jeweils eine Höhe zwischen 4,5 und 5,0 μίτι haben. Die Wände

riipcpr ftffniinapn miiccpn olpirhmäßio iihpr7nopn «pin

Für eine einwandfreie Randbedeckung muß ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Niederschlagsgeschwindigkeit beim Zerstäuben und der Hochfrequenzvorspannung bestehen. Die Hochfrequenzspannung wird so gewählt, daß sich eine maximale Wiederzerstäubung unter kleinen Winkeln ergibt, um die Bedeckung von Seitenwänden zu gewährleisten, und die Geschwindigkeit des Niederschiagens wird mit etwa 37 A/Minute relativ klein gehalten.

Die Ringe 22 können unbedeckt bleiben; da sie jedoch sehr enge Abstände haben, besteht dann die Gefahr, daß sich zwischen ihnen Staubteilchen ansammeln, die zu Überschlägen und Ausbrennen führen können. Um dies zu verhindern, wird auf den Heizringen 22 durch eine mechanische Maske eine vierte Schicht 34 aus hartem Geräteglas (z.B. ca. 80,5% SiO₂, 11,8% B₁O₃, 2,3% AI₂O₃, 4,4% Na₂O. 0,26% K₂O, 0,21% CaO, 0,22% As₂O₃ usw.) durch Hoch- eo frequenzzerstäuben niedergeschlagen. Die vierte Schicht 34 ist etwa 6000 A dick.

Es wurde empirisch bestimmt, daß das Verhältnis des spezifischen Flächenwiderstandes der als Heizvorrichtung dienenden Ringe zum spezifischen Flä- es chenwiderstand der Anschlußleitungen zwischen 2,7 und 10 liegen muß. Wenn dieses Verhältnis größer ist, d. h. wenn die Anschlußleiter 16 und 18 besser leiten, nehmen sie wahrend ties Drückens zuviel Wärme von den Ringen 22 auf. Man müßte den Ringen dann beim Drucken mehr Energie zuführen, was einige nachteilige Nebenwirkungen ergibt, nämlich:

1. Zum Drucken werden unerwünscht hohe Leistungen benötigt.

2. Die Durchschlagsfestigkeit der Isolierschicht 28 muß entsprechend erhöht werden.

3. Die Segmente der Ringe 22. von denen keine Wärme abgeleitet wird, werden überhitzt und drucken breitere Linien auf das thcrmocmpfindlichc Papier.

4. Durch die Überhitzung treten Harzbestandteile aus dem thermoempfindlichen Papier aus. aus dem die die Markierungen aufnehmenden Etiketten bestehen, und das ausgetretene Material polymerisiert auf dem Druckkopf 10, was schließlich zu Überschlägen zwischen den Ringen ZZ und zu einer Zerstörung des Üruckkopfes 10 führt.

Wenn andererseits die Anschlußleiter 16 und 18 keine ausreichende Leitfähigkeit haben, werden sie s(i heiß, daß sie drucken. Um sicher zu gehen, verwendet man für den spezifischen Flächenwiderstand der Anschlußleitungen 16 und 18 Werte zwischen 0,075 und 0,185 Ohm pro Quadrat.

In Fig. 12 ist schematisch eine Einrichtung zum Drucken von Markierungen auf einen Streifen 36 thermoempfindlichen Papiers dargestellt, die den oben beschriebenen Druckkopf 10 enthält. Der Streifen 36 aus dem thermoempfindlichen Papier wird von einer Vorratsrolle 38 abgezogen, die drehbar auf einer festen Welle 40 gelagert ist, und auf eine Aufwickelrolle 42 aufgewickelt, welche auf einer angetriebenen Welle 44 angeordnet ist. Der Druckkopf 10 ist parallel zur einen Seite des Streifens 36 aus dem thermoempfindlichen Papier in geringem Abstand von diesem angeordnet.

Bei der anderen Seite des Streifens 36 aus dem thermoempfindlichen Papier ist gegenüber dem Rincmuster des Druckkopfes 10 eine elastische Matte 46 anoporrlnet deren OiiP.rtrhnittsriurchmesser im wesentlichen gleich dem Gesamtdurchmesser des Ringmusters des Druckkopfes 10 ist. Die Matte 46 ist senkrecht zum Druckkopf in den durch einen Doppelpfeil 48 angegebenen Richtungen hin- und herbeweglich, so daß das thermoempfindliche Papier periodisch gegen den Druckkopf 10 gepreßt werden kann, um auf dem thermoempfindlichen Papier Markierungen zu drucken.

Der Druckkopf 10 ist durch elektrische Leitungen, wie eine mit dem Klemmenteil 20 des gemeinsamen Anschlußleiters 18 verbundene Leitung 50 und eine Anzahl von Leitungen 52 (von denen in Fig. 12 nur eine dargestellt ist), die jeweils mit den Klemmenteilen 17 verschiedener Anschlußleiter 16 verbunden sind, und durch geeignete, nicht dargestellte Erregungs- und Schaltvorrichtung mit einer elektrischen Energiequelle verbunden, die z. B. eine Spannung von etwa 100 V oder weniger liefern kann. Die Ringe 22 können dadurch wahlweise entsprechend einem vorgegebenen Code eingeschaltet und erhitzt werden. Das thermoempfindliche Papier wird durch die gewählten, eingeschalteten und erhitzten Ringe 22 thermisch beeinflußt und liefert ein auf gedrucktes codiertes Zeichen oder eine Markierung. Der Streifen 36 aus dem thermographischen Papier wird mittels der Matte 46 jedesmal gegen den Druckkopf 10 gedrückt,

wenn der Druckkopf 10 für das Drucken einer Codemarkierung erregt wird.

Unter den oben erläuterten Bedingungen beträgt die Drucktemperatur etwa 250° C, und die heizbaren Ringe 22 durchlaufen im Betrieb zyklisch einen Tem-

10

peraturbereich von 2,."5° C pro Sekunde. Dies setzt voraus, daß alle Parameter bei der Herstellung des Druckkopfes 10 gut gesteuert werden, da schon ein einziger Fehler bei dem verwendeten Verfahren den Druckkopf 10 unbrauchbar machen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   I. Thiirmographischer Druckkopf zum Erzeugen eines Markierungscodes, mit einem elektrisch ί isolierenden Substrat, einer ersten Schicht aus elektrisch leitfähigem Material, die mehrere getrennte, auf einer Oberfläche des Substrats angeordnete Anschlußleiter enthält, einer zweiten Schicht aus elektrisch isolierendem Material, die auf Teilen der Anschlußleiter und Teilen der Oberfläche des Substrats zwischen diesen Anschlußleitern angeordnet ist und mehrere öffnungen aufweist, die jeweils zu der ersten Schicht führen, sowie einer dritten Schicht aus elektrisch leitfähigem Material, die mehrere getrennte, auf der zweiten Schicht angeordnete Leiter enthält, welche als Heizelemente dienen und jeweils zu zwei Anschlußleitern führen und diese kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (22) der dritten Schicht (21) mehrere zueinander konzentrische geschlossene Ringe bilden und jeder ringförmige Leiter (22) über zwei öffnungen (30), die gegeneinander um 180° bezüglich des Zentrums (24) der Leiter (22) versetzt sind, mit den Leitern (16,18) der ersten Schicht verbunden sind.
2. 2. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (16,18) aus einer Gruppe von zu den konzentrischen, ringför- jo migen Leitern (22) der dritten Schicht (21) radial verlaufenden, länglichen Anschlußleitern (16), von denen je-einer mit einem ringförmigen Leiter (22) verbunden ist, und einem im wesentlichen halbkreisflächenförmigen zweite.; Anschlußleiter J5 (18), der mit jedem der ringförmigen Leiter (22) verbunden ist, bestehen.
3. 3. Druckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial verlaufenden, länglichen Anschlußleiter (16) an ihren äußeren Enden Klemmenteile (17) aufweisen, die zueinander parallel verlaufen, und daß die ringförmigen Leiter (22) von einer vierten Schicht (34) aus elektrisch isolierendem Material überdeckt sind.
4. 4. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des spezifischen Flächenwiderstandes der dritten Schicht (21) zu dem der ersten Schicht (13) zwischen 2,7 und 10 liegt.
5. 5. Druckkopf nach Anspruch 4, dadurch ge- so kennzeichnet, daß die zweite Schicht (28) eine Dicke von etwa 50000 A hat und daß der spezifische Flächenwiderstand der ersten Schicht (13) zwischen 0,075 und 0,185 Ohm/Quadrat liegt.
6. 6. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (13) eine zusammengesetzte Schicht ist, die eine verhältnismäßig dünne untere Lage aus Chrom und eine verhältnismäßig dicke obere Lage aus Molybdän aufweist. μ
7. 7. Druckkopf nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Schicht (13) bzw. (21) Molybdän enthalten.
8. 8. Druckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die vierte Schicht 6s (28, .34) hochfrequenzzerstäubtes Glas mit einem Schmelzpunkt über 490° C und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 3,3XIO-VC enthalten und daß die zweite Schicht (28) aus einer unteren Lage aus dem zerstäubten Glas und einer oberen Lage aus chemisch aus der Dampfphase niedergeschlagenem Borsilikatglas zusammengesetzt ist.