DE2648842A1

DE2648842A1 - THERMAL PRESSURE EQUIPMENT AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING

Info

Publication number: DE2648842A1
Application number: DE19762648842
Authority: DE
Inventors: David Robbin Baraff; Robert James Boynton; William Dickson Westwood
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1977-05-12
Also published as: JPS5258932A; CA1041159A; IT1068784B; SE7612349L; GB1516585A; NL7611790A; ES453058A1; FR2330541A1

Description

P ATENTANWA LT EP ATENTANWA LT E

MANITZ, FINSTERWALD 6, G R Ä M IC OMANITZ, FINSTERWALD 6 , GRÄ M IC O

München, den 27. Okt. 1976 P/3/C0-N 2099Munich, Oct. 27, 1976 P / 3 / C0-N 2099

NORTHERN TELECOM LIMITED, 1600 Dorchester Boulevard, West, Montreal, Quebec, Kanada.NORTHERN TELECOM LIMITED, 1600 Dorchester Boulevard, West, Montreal, Quebec, Canada.

Thermodruckgerat
und Verfahren zu seiner HerstellungThermal printer
and its method of manufacture

Die Erfindung betrifft ein Thermodruckgerat, das besonders, aber nicht nur, für Faksimiledruck verwendet werden kann, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a thermal printer that is particularly, but not only, can be used for facsimile printing, and a method of making it.

Thermodruckanordnungen sind bekannt und bestehen aus einer Anzahl einzelner, diskreter Heizelemente, von denen jedes, wenn erforderlich, beheizt werden kann. Die mit solchen Geräten erzielbare Auflösung ist durch den erreichbaren Mindestabstand der Elemente begrenzt.Thermal printing assemblies are known and consist of a number of individual, discrete heating elements, each of which, if required, can be heated. The resolution achievable with such devices is due to the achievable minimum distance of the Elements limited.

Zur Zeit ist die beste erreichbare Auflösung von der Größenordnung von etwa 0,5 mm. Für eine hohe Auflösung, wie sie für Faksimiledruck erforderlich ist, ist eine Auflösung bis zu 0,127 mm wünschenswert. Solche hohe Auflösungen werden dann nötig, wenn über Nachrichtensysteme übertragene Zeichnungen, Bilder und Drucke mit kleinen Zeichen ausgedruckt werden sollen.Currently the best achievable resolution is of the order of magnitude of about 0.5 mm. For high resolution such as that used for facsimile printing is required, a resolution of up to 0.127 mm is required desirable. Such high resolutions are necessary when drawings, images and prints are transmitted via communication systems should be printed out with small characters.

DR. C. MANITZ · DIPL.-INC. M. FfNSTERWALD Dl P L. - 1 N G. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKENDR. C. MANITZ · DIPL.-INC. M. FfNSTERWALD Dl P L. - 1 N G. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. FOLK BANKS

β MÖNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STRASSEI 7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) MÜNCHEN. KONTO-NUMMER 7270β MÖNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STRASSEI 7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) MUNICH. ACCOUNT NUMBER 7270

TEL. (O39I22 42II. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERCSTR. 23/25. TEL. (0711156 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77OÖ2 - 60STEL. (O39I22 42II.TELEX 5-29672 PATMF SEELBERCSTR. 23/25. TEL. (0711 156 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77OÖ2 - 60S

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- * - 2S48842- * - 2S48842

Es ist auch erwünscht, daß man die volle Breite einer Seite bedrucken kann und daß die Druckgeschwindigkeit eine vernünftigen Größe erreicht. Wenn das bei dem Druckvorgang benutzte Papier durch die Wärme gedunkelt wird, ist es nötig, genügend viel Wärme eine genügend lange Zeit zu erzeugen_;um die gewünschte Druckdichte hervorzurufen.It is also desirable that the full width of a page can be printed and that the printing speed be of a reasonable size. If the paper used in the printing process is darkened by the heat, it is necessary to generate enough heat for a long enough time _; to produce the desired print density.

Die oben angeführten Merkmale werden neben anderen in der folgenden Beschreibung berücksichtigt, und das zusammen mit anderen Eigenschaften und Vorteilen. Die vorliegende Erfindung genügt den verschiedenen Anforderungen indem sie das Druck- oder Heiz-Elemente in Form eines fortlaufenden Streifens aus Material mit elektrischem Widerstand ausbildet und elektrische Impulse an vorgewählten Stellen quer zu dem Streifen aufbringt, um "Heißflecken¹' zu erzeugen.The features listed above, among others, are considered in the following description, along with other features and advantages. The present invention satisfies the various requirements by forming the printing or heating element in the form of a continuous strip of electrically resistive material and applying electrical pulses at preselected locations across the strip to create "hot spots ¹ '".

So umfaßt eine erfindungsgemäße Thermodruckanordnung ein Substrat aus elektrisch isolierendem Material, einen ununterbrochenen Streifen aus einem Material mit elektrischem Widerstand an der Oberfläche des Substrates, eine erste Anordnung elektrischer Leiter an der Substratoberfläche, die sich entlang der einen Seite des Streifens erstrecken, eine zweite Anordnung von elektrischen Leitern auf der Oberfläche des Substrates, die sich entlang der anderen Seite des Streifens erstrecken, erste elektrische Verbinder von der ersten Anordnung zu dem Streifen, die mit dem Streifen in einer vorherbestimmten Anordnung mit sehr geringem gegenseitigen Abstand dem Streifen entlang angeordnet sind, zweite elektrische Verbinder von der zweiten Anordnung zu dem Streifen, wobei die zweiten elektrischen Verbinder an der anderen Seite des Streifens mit diesem in einer Anordnung verbunden sind, die sich mit sehr geringem gegenseitigen Abstand längs des Streifens erstreckt und gegenüber den ersten elektrischen Verbindern liegt, und Einrichtungen, die eine elektrische StromversorgungThus, a thermal printing arrangement according to the invention comprises a Substrate of electrically insulating material, a continuous strip of material with electrical Resistance on the surface of the substrate, a first arrangement of electrical conductors on the substrate surface, the extending along one side of the strip, a second array of electrical conductors on the surface of the substrate extending along the other side of the strip, first electrical connectors from the first Arrangement to the strip, which with the strip in a predetermined arrangement with very close mutual spacing disposed along the strip, second electrical connectors from the second assembly to the strip, wherein the second electrical connectors on the other side of the strip are connected thereto in an arrangement that extending at a very small mutual spacing along the strip and opposite the first electrical connectors located, and facilities that provide an electrical power supply

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mit den Anordnungen von elektrischen Verbindern verbindet, um elektrischen Strom auf vorgewählte, einander gegenüberliegende, elektrische Verbinder zu bringen, um in dem Streifen erhitzte Bereiche zu erzeugen.connects to the arrays of electrical connectors to apply electrical power to preselected opposing electrical connectors to create heated areas in the strip.

Nach einer erfindungsgemaßen Ausgestaltung umfaßt die erste Anordnung von Leitern eine Vielzahl von Spalten, wobei jede Spalte von anderen Spalten elektrisch getrennt ist und eine Vielzahl von Leitern sich von jeder Spalte zu dem Streifen erstreckt, und die zweite Anordnung von Leitern umfaßt eine Vielzahl von Zeilen, wobei jede Zeile von anderen Zeilen elektrisch getrennt ist und eine Vielzahl von Verbindern sich von jeder Zeile zu dem Streifen erstreckt und wobei jeder Verbinder von einer Zeile mit dem Streifen gegenüber einer Verbindungsstelle eines Verbinders der mit einer verschiedenen Spalte verbunden ist, und jede Zeile durch Verbinder mit dem Streifen an Stellen verbunden ist, die sich von den Stellen unterscheiden, an denen jede andere Zeile verbunden ist.According to an embodiment of the invention, the first arrangement of conductors comprises a plurality of columns, each of which Column is electrically separated from other columns and a plurality of conductors extend from each column to the strip extends, and the second array of conductors comprises a plurality of rows, each row of other rows being electrical is separate and a plurality of connectors extend from each row to the strip and each connector of a row with the strip opposite a junction of a connector that with a different one Column is connected, and each row is connected by connectors to the strip in places different from the places where every other line is connected.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail. In the drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Druckstreifens zur Verdeutlichung der grundlegenden Eigenschaften der Erfindung,Fig. 1 is a schematic view of part of a print strip to clarify the basic Characteristics of the invention,

Fig. 2 eine genauere Ansicht mit teilweisem Schnitt eines Teils des Druckstreifens, die die Einzelheiten des Aufbaus verdeutlicht,Fig. 2 is a more detailed view, in partial section, of a portion of the print strip showing the details of the Structure clarifies,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Druckstreifen und einige der zugehörigen Leiter nach Linie III-III der Fig. 2,Fig. 3 is a cross section through the printing strip and some of the associated conductors along line III-III of Fig. 2,

Fig. Zf eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Leiteranordnung für den Druckstreifen.Zf shows a plan view of an embodiment of the conductor arrangement for the print strip.

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In Fig. 1 ist ein einzelner langer, ununterbrochener Streifen aus Material mit elektrischem Widerstand "Ό an .einem Substrat 11 aus elektrisch isolierendem Material angeordnet. Eine erste Reihe oder eine Anordnung von Leitern 12a, 12b ist an einer Seite des Streifens 10 vorgesehen und eine zweite Reihe oder eine zweite Anordnung von Leitern 13a, 13b, 13c, 13d ... ist an der anderen Seite des Streifens 10 vorgesehen.In Fig. 1 there is a single long, uninterrupted strip of electrically resistive material "on a substrate 11 arranged from electrically insulating material. A first row or arrangement of conductors 12a, 12b is on one Side of the strip 10 is provided and a second row or a second arrangement of conductors 13a, 13b, 13c, 13d ... is provided on the other side of the strip 10.

Betrachtet man die Leiteranordnung 12a, so teilt sie sich in dem vorliegenden Beispiel in vier Leiter auf, die an vier voneinander getrennten Stellen 1^-a, 1l+b₃ 1ZfC und 1^-d mit dem Streifen verbunden sind. Die Leiteranordnung 12b teilt sich gleicherweise in vier Leiter auf und ist mit dem Streifen 10 an den Stellen 15a, 15b, 15c und 15d verbunden.Looking at the conductor arrangement 12a, in the present example it is divided into four conductors which are connected to the strip at four separate points 1 ^ -a, 1l + b _{3 1ZfC and 1 ^ -d.} The conductor arrangement 12b is equally divided into four conductors and is connected to the strip 10 at points 15a, 15b, 15c and 15d.

Die Leiteranordnung 13a ist mit dem Streifen 10 an der Stelle 16a unmittelbar gegenüber der Stelle Ha verbunden. Außerdem ist die Leiteranordnung 13a auch an der Stelle 16b unmittelbar gegenüber der Stelle" 15a niit dem Streifen 10 verbunden. Die Leiteranordnung 13b ist mit dem Streifen an den Stellen 17a und 17b gegenüber den Stellen 11+b und 15b verbunden, und so ist die Leiteranordnung 13c an den Stellen 18a und 18b gegenüber den Stellen 1 ifc und 15c verbunden und die Leiteranordnung 13distmit den Stellen 19a und 19b gegenüber den Stellen Hd und 15d verbundea. Die Verbindungen von den Leiterzügen 13a, 13b und 13c zu den Stellen 16b, 17b bzw. 18b werden durch isolierte Überkreuzungen unter oder über den Leiteranordnungen 13b, 13c und 13d durchgeführt.The conductor arrangement 13a is connected to the strip 10 at the point 16a directly opposite the point Ha. In addition, conductor assembly 13a is also connected to strip 10 at location 16b immediately opposite location "15a. Conductor assembly 13b is connected to the strip at locations 17a and 17b opposite locations 11+ b and 15b, and so is the The conductor arrangement 13c is connected to the points 18a and 18b opposite the points 1 ifc and 15c and the conductor arrangement 13d is connected to the points 19a and 19b opposite the points Hd and 15d 18b are carried out by insulated crossovers under or above the conductor arrangements 13b, 13c and 13d.

Durch Anlegen eines elektrischen Impulses auf die Leiteranordnungen 12a und 13a tritt ein "Heißfleck" zwischen den Stellen Ilja und 16a auf. Wegen des Widerstandes des Materials, aus dem der Streifen 10 besteht und wegen der Befolgung des kürzesten Weges wird der Durchgang des elektrischen Stroms aufBy applying an electrical pulse to the conductor arrangements A "hot spot" occurs between the sites 12a and 13a Ilya and 16a. Because of the resistance of the material which the strip 10 consists and because of following the shortest path, the passage of the electric current is on

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den direkten Weg zwischen den Stellen 11fa und 16a begrenzt und die Aufheizung ist sehr eng auf diese Stelle begrenzt. Ein elektrischer Impuls auf die Leiterzüge 12a und 13b ergibt einen "Heißfleck" zwischen den Stellen 1^-b und 17d und ein Impuls auf die Leiterzüge 12b und 13a erzeugt einen "Heißfleck" zwischen den Lagen 15a und 16b. Aus Fig. 1 kann man sich auch andere Impulsanordnungen leicht ausdenken. Die Anzahl der Leiterzüge kann erhöht werden und sie werden, wie beschrieben wird, auf eine volle Zeile einer Seite erhöht.limits the direct path between points 11fa and 16a and the heating is very narrowly limited to this point. An electrical impulse on the conductor tracks 12a and 13b results a "hot spot" between locations 1 ^ -b and 17d and a pulse on the conductor tracks 12b and 13a creates a "hot spot" between layers 15a and 16b. From Fig. 1 one can other impulse arrangements can be easily imagined. The number of conductor runs can be increased and they will be like is increased to a full line of a page.

Fig. 2 zeigt mit mehr Einzelheiten den typischen Aufbau eines Druckstreifens und der zugehörigen Leiter. Das Substrat 11 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, z.B. Glas, Quarz oder Keramik. Auf der oberen Fläche des Substrates 11 ist eine Schicht abgeschieden oder ausgebildet, die z.B. aus einer Dünnschicht 20 aus elektrisch leitendem Material besteht. Zum Beispiel wird eine dreiteilige Schicht angebracht, die sich aus einer ersten Schicht aus Titan zusammensetzt, die für eine gute Verbindung mit dem Substrat sorgt, aus einer zweiten Schicht aus Palladium, das wiederum sich gut mit dem Titan verbindet und der dritten Schicht aus Gold eine gute Verbindung verschafft. Die drei Schichten werden beispielsweise durch Aufdampfen hergestellt, wobei typischerweise nur die Goldschicht eine Stärke von etwa 100 nm besitzt und die Gesamtstärke der Schicht 20 weniger als 200 nm beträgt.Figure 2 shows in more detail the typical structure of a pressure strip and associated conductors. The substrate 11 consists of an electrically insulating material, e.g. glass, quartz or ceramic. On the top surface of the substrate 11 a layer is deposited or formed, for example from a thin layer 20 of electrically conductive material consists. For example, a three-part layer is applied, which is composed of a first layer of titanium, which ensures a good connection with the substrate, made of a second layer of palladium, which in turn works well with connects to the titanium and creates a good connection to the third layer of gold. The three layers are for example produced by vapor deposition, typically only the gold layer has a thickness of about 100 nm and the total thickness of layer 20 is less than 200 nm.

Die Schicht 20 wird dann zur Erzeugung der Verbindungen 20a und 20b photolithographisch geätzt. Das" Ganze wird dann mit einer Schicht 21 aus elektrisch isolierendem Material überdeckt. Diese Schicht wird beispielsweise durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht und läßt eine längliche öffnung 22 unbedeckt, die sich zwischen den Enden der Verbindungen 20a bis hinunter zum Substrat erstreckt und die auch die Enden der Verbindungen 20a freiläßt. Die öffnung 22 erstreckt sich über die volle Länge des Substrats.The layer 20 is then used to produce the connections 20a and 20b photolithographically etched. The whole is then covered with a layer 21 of electrically insulating material. This layer is applied, for example, by a screen printing process and leaves an elongated opening 22 uncovered, which extends between the ends of the connections 20a down to the substrate and which also the ends of the connections 20a releases. The opening 22 extends over the full length of the substrate.

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toto

Beispielsweise ist die Schicht 21 eine Dickfilmschicht, die typischerweise durch zweimaliges Siebdrucken ausgeführt wird, wobei zwei aufeinanderliegende Schichten entstehen, die eine typische Stärke von 25 A'-m besitzen· Die Schicht 21 kann auch durch andere Verfahren, z.B. durch Aufdampfen hergestellt werden. Es kann verschiedenes Material verwendet werden, gebräuchlich ist ein solches Material das durch Laserstrahlen bearbeitet werden kann· Nachdem dieSchicht 21 , wie es bei einer durch Siebdruck entstandenen Schicht nötig ist, eingebrannt wurde, werden Durchlässe oder Bohrungen 23 durch die Isolierschicht 21 geöffnet, wobei eine vorherbestimmte Anordnung der Löcher entsteht, um eine eventuelle Verbindung mit der oberen Schicht aus Leitern zu schaffen. Die Durchgänge oder Löcher 23 sind auf - üblichen Maschinen einfach herzustellen. Ein Laserstrahl brennt die Schicht 21, aber nicht die Leitschicht 20 durch, teils, weil das Gold den Strahl · reflektiert und teils auch deshalb, weil die Energie des Laserstrahls nur ausreicht, um die Schicht 21 durchzubrennen. Ein typisches· Material für die Isolierschicht 21 ist das unter dem Markennamen Dupont 9^29 erhältliche Material. For example, the layer 21 is a thick film layer, which is typically carried out by screen printing twice, whereby two superimposed layers are created which have a typical thickness of 25 A'-m. The layer 21 can also be produced by other methods, for example by vapor deposition. A variety of materials can be used, the most common is a material that can be processed by laser beams a predetermined arrangement of the holes is created in order to create a possible connection with the upper layer of conductors. The passages or holes 23 are easy to produce on conventional machines. A laser beam burns through the layer 21 but not the conductive layer 20, partly because the gold reflects the beam and partly because the energy of the laser beam is only sufficient to burn through the layer 21. A typical material for the insulating layer 21 is the material available under the brand name Dupont 9 ^ 29.

Die Leiteranordnungen 25 und 26 werden jetzt ausgebildet. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die Leiteranordnungen 25 und 26 Dickfilmschichten, die beispielsweise durch Siebdruckverfahren gebildet werden_e Auf einer Seite der öffnung 22 ist die Leiteranordnung 25 so gestaltet, daß jeder Leiter 25a, 25b, 25c durch die Löcher 23 mit einer Vielzahl der Verbindungen 20a in Verbindung steht. Die Verbindungen 20a sind in Gruppen, die aus einer vorbestimmten Zahl von Verbindungen bestehen, mit den Leitern verbunden. Auf der anderen Seite der öffnung 22 umfaßt die Leiteranordnung 26 eine Vielzahl von Leitern 26a, 26b ... die sich in Längsrichtung des Substrats erstrecken. Jeder der Leiter 26a, 26b ... ist mit einer Reihe von Verbindungen 20b so verbunden, daß die mit dem Leiter 26aThe conductor assemblies 25 and 26 are now formed. In the present example the circuit arrangements 25 and 26 are thick-film layers that are formed for example by screen printing methods are _e on one side of the opening 22, the conductor assembly 25 is configured so that each conductor 25a, 25b, 25c through the holes 23 with a variety of compounds 20a communicates. The links 20a are connected to the conductors in groups consisting of a predetermined number of links. On the other side of the opening 22, the conductor arrangement 26 comprises a plurality of conductors 26a, 26b ... which extend in the longitudinal direction of the substrate. Each of the conductors 26a, 26b ... is connected to a series of connections 20b so that those connected to the conductor 26a

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verbundenen Verbindungen 20b voneinander durch eine vorbestimmte Anzahl anderer Verbindungen 20b getrennt-sind. Zum Beispiel kann der Leiter 26a mit jeder vierten Verbindung 20b verbunden sein, während der Leiter 26b ebenfalls mit jeder vierten Verbindung 20b verbunden ist, die aber jeweils um eine Verbindung gegenüber den mit dem Leiter 26a verbundenen Verbindern 20b verschoben sind· Dies kann klarer in Fig. t± gesehen werden, die später beschrieben wird. Die elektrische Verbindung zwischen der Leiteranordnung 26, d.h.· zwischen den Leitern 26a und den Verbindern 20b usw. geschieht durch die Löcher 23 in der Isolierschicht 21. Ein typisches Material für die Dickfilm-Leiteranordnungen ist unter der Handelsmarke Dupont 9315 erhältlich·connected connections 20b are separated from each other by a predetermined number of other connections 20b. For example, the conductor 26a can be connected to every fourth connection 20b, while the conductor 26b is also connected to every fourth connection 20b, but these are each shifted by one connection with respect to the connectors 20b connected to the conductor 26a.This can be more clearly shown in Fig .t ± which will be described later. The electrical connection between the conductor arrangement 26, ie between the conductors 26a and the connectors 20b etc. is made through the holes 23 in the insulating layer 21. A typical material for the thick film conductor arrangements is available under the trademark Dupont 9315 ·

Schließlich wird der Streifen 10 durch beispielsweise einen Siebdruckvorgang erzeugt, indem eine Schicht aus Material mit einem hohen elektrischen Widerstand,beispielsweise einer Widerstandsdruckfarbe, die unter dem Handelsnamen Dupont 1^-31 erhältlich ist, ausgebildet. Ein typischer Widerstandswert beträgt beispielsweise 1 \sfi/o. Diese Schicht wird eingebrannt. Wenn erforderlich, kann über die Leiteranordnungen eine Schutzschicht aufgebracht werden, die den Streifen 10 freiläßt.Finally, the strip 10 is produced by, for example, a screen printing process in which a layer of material with a high electrical resistance, for example a resistance printing ink, which is available under the trade name Dupont 1 ^ -31, is formed. A typical resistance value is, for example, 1 \ sfi / o . This layer is burned in. If necessary, a protective layer which leaves the strip 10 exposed can be applied over the conductor arrangements.

Die Anordnung der Fig. 2 entspricht im allgemeinen der Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt wurde und das gleiche System des Aufbringensvon Impulsen ruft örtlich begrenzte "Heißflecke" hervor. Zum Beispiel erzeugt ein auf die Leiter 25b und 26a aufgebrachter Impuls einen Heißfleck an der mit 30 bezeichneten,dunkel .gezeichneten Fläche.The arrangement of FIG. 2 corresponds in general to the arrangement as shown in FIG. 1 and the same System of application of pulses calls localized "Hot spots". For example, one generated on the ladder 25b and 26a applied pulse a hot spot on the with 30 marked, dark .drawn area.

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Druckstreifen, wie er beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, und er ist quer zur Längsachse des Streifens durchgeführt. Obwohl die Leiteranordnungen 25 und 26 und der Streifen 10 in Fig. 2 mit schar-Fig. 3 is a cross-section through a print strip such as that shown in Fig. 2, and it is transverse to Carried out along the longitudinal axis of the strip. Although the conductor arrangements 25 and 26 and the strip 10 in Fig. 2 with sharp

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fen Kanten dargestellt sind, werden diese Kanten.,wie in Fig. 3 gezeigt, besonders dann abgerundetet sein, wenn, sie durch Siebdruck hergestellt sind. Im besonderen wird der Streifen 10 einen abgerundeten Querschnitt besitzen. Der Streifen 10 muß verschiedenen Anforderungen genügen. Es muß ein gewisser "Wärmeinhalt" vorhanden sein, wenn ein Impuls angelegt wurde, so daß der Streifen nicht zu schnell abkühlt. Das kann eine Stärke erforderlich machen, die durch einen Aufbau des Streifens in Schichten erreicht wird, indem z.B. zwei-oder dreimal ein Siebdruckverfahren angewendet wird, wie es durch die gestrichelten Linien 31 angedeutet ist. Es ist erwünscht, daß in Vertikalrichtung durch den Streifen eine gleichmäßige Wärmeverteilung besteht oder daß, wenn ein Temperaturgradient auftritt, der Streifen selbst heißer als seine Oberfläche ist, obwohl der Gradient so gering wie möglich sein sollte, um den größtmöglichen "Wärmeinhalt" zu erzielen. Bei einem dicken Streifen neigt jedoch der elektrische Strom dazu, mehr durch den unteren Teil des Streifens als durch den Oberen Teil zu fließen, was in dem unteren Teil des Streifens eine höhere Temperatur ergibt. Das kann zu einem großen Teil dadurch ausgeglichen werden, daß man jede Schicht des Streifens 10 mit anderem Widerstand versieht, wobei der Widerstand der Schichten von der Grundschicht zur obersten Schicht hin abnimmt.fen edges are shown, these edges., as in Fig. 3, especially if they are made by screen printing. In particular, the Strip 10 have a rounded cross-section. The strip 10 must meet various requirements. It must a certain "heat content" will be present when an impulse was applied so that the strip does not cool too quickly. That can require a strength that is supported by a Building up the strip in layers is achieved, for example, by using a screen printing process two or three times, as indicated by the dashed lines 31. It is desirable that there be an even distribution of heat vertically through the strip, or if so a temperature gradient occurs, the strip itself is hotter than its surface, although the gradient is as small as should be possible in order to achieve the greatest possible "heat content". However, if the stripe is thick, the electric current to flow more through the lower part of the strip than through the upper part, which is in the lower part of the strip gives a higher temperature. This can be largely offset by that each layer of the strip 10 with a different resistance provides, wherein the resistance of the layers decreases from the base layer to the top layer.

Wie vorhin festgestellt, ist eine Auflösung von ca. 1/10 mm erwünscht und deshalb besitzen die Verbindungen 20a und 20b einen jeweiligen Abstand von 0,127 mm voneinander. Obwohl der Streifen 10 ohne weiteres breiter als 0,127 mm sein kann, beispielsweise 0,203 bis 0,25 mm, so erstrecken sich doch die Verbindungen 20a und 20b ein Stück weit unter den Streifen, um eine gute Verbindung herzustellen und um bei der Formung des Streifens 10/allergrößte Genauigkeit zu erfordern, und dadurch wird der wirkliche Heißfleck annähernd 0,127 mmAs stated earlier, a resolution of approx. 1/10 mm is Desired and therefore the connections 20a and 20b have a distance of 0.127 mm from each other. Even though the strip 10 can easily be wider than 0.127 mm, for example 0.203 to 0.25 mm, so do extend the connections 20a and 20b a little way below the strip in order to make a good connection and to help with the molding of the strip 10 / to require the greatest possible accuracy, and thereby the real hot spot becomes approximately 0.127 mm

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breit. Im allgemeinen wird ein Punkt oder ein Heißfleck von etwa Ο,127 mm Durchmesser gebildet.wide. Generally, a point or hot spot about Ο 127 mm in diameter is formed.

In Fig. Zj. ist ein Beispiel für einen Anordnungsplan für einen Druckstreifen dargestellt. Der Widerstandsstreifen ist bei 1 0 angezeichnet und erstreckt sich ununterbrochen quer über das Substrat 11.An einer Seite des Streifens 10 nach der. Oberseite der Fig. Zf hin sind Leiter 25a bis 25h ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel ist jeder Leiter 25 mit 20 Verbindungen 20a in Verbindung. Auf der anderen Seite des -Streifens, in Fig. Zj. nach unten, sind Leiter 26a bis 26t ausgebildet. Jeder Leiter 26 ist mit jeder 2O.Verbindung 20b verbunden, beispielsweise der Leiter 26a mit dem ersten, 21. usw., der Leiter 26b mit dem zweiten, 22. usw₀ und so fortgesetzt, wie durch die Punkte 35 dargestellt, die der Lage der Durchgänge oder Löcher 23 in Fig. 2 und 3 entsprechen.In Fig. Zj. an example of an arrangement diagram for a print strip is shown. The resistance strip is indicated at 1 0 and extends uninterruptedly across the substrate 11. On one side of the strip 10 to the. Conductors 25a to 25h are formed on the top side of FIG. In the example shown, each conductor 25 is connected to 20 connections 20a. On the other side of the strip, in Fig. Zj. downward, conductors 26a to 26t are formed. Each conductor 26 is connected to every 20 th connection 20b, for example conductor 26a with the first, 21st, etc., the conductor 26b with the second, 22nd, etc. ₀ and so continued, as shown by the dots 35, the position of the passages or holes 23 in Figs.

Längs der einen Kante des Substrats sind Kontaktflächen 36 angeordnet, um die Leiter 25 anzuschließen, während die Leiter 26 Kontaktstreifen 37 besitzen, die jeweils an gegenüberliegenden Kanten des Substrats liegen, um vernünftig große Kontaktstreifen zu ermöglichen. Durch Auswahl der entsprechenden Leiter 25 und 26 kan ein "Heißfleck" irgendwo entlang des Streifens 10 hervorgerufen werden.There are contact areas 36 along one edge of the substrate arranged to connect the conductors 25 while the conductors 26 have contact strips 37, which are each located on opposite edges of the substrate, by reasonably large Allow contact strips. By selecting the appropriate conductors 25 and 26, a "hot spot" can go anywhere of the strip 10 are caused.

Bequemlichkeitshalber werden zur Beschreibung der Anordnungen 25 der Ausdruck Spalten und für die Leitungszüge 26 der Ausdruck -Zeilen verwendet. So kann irgendein besonderer "Heißfleck" aktiviert werden, indem eine besondere Spalte und eine besondere Zeile ausgewählt werden.For convenience, the arrangements are described 25 the expression columns and used for the lines 26 of the expression lines. Any special "hot spot" can be activated by selecting a particular column and row.

Die Fig. Zj. dient nur zur Verdeutlichung und die Verbindungen 20a und 20b sind in Wirklichkeit dichter aneinander und es gibt eine viel größere Anzahl von ihnen. So muß bei einerThe Fig. Zj. serves only for clarification and the connections 20a and 20b are actually closer together and there are much larger numbers of them. Must be with one

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Auflösung von 0,127 mm eine Anzahl von etwa 8 Verbindungen pro Millimeter bestehen und"daß bedeutet, daß für eine Seitenbreite von 215,9 mm (angelsächsisches Format) 1700 Verbindungen an dem Druckstreifen hergestellt sein müssen· In Fig. Zf ist jeder Leiter 25 als mit 20 Verbindern 20a verbunden gezeigt. Jeder Leiter 26 ist mit 20 Verbindern 20 b durchverbunden. Bei mehreren Leitern können diese Zahlen anders ausfallen.Resolution of 0.127 mm, there are a number of about 8 connections per millimeter and "that means that for one page width of 215.9 mm (Anglo-Saxon format) 1700 connections must be made on the print strip · In Fig. Zf, each conductor 25 is connected to 20 connectors 20a shown. Each conductor 26 is through-connected with 20 connectors 20 b. If there are several ladders, these Numbers turn out differently.

üblicherweise kann jeder Leiter oder jede Spalte 25 und jeder Leiter oder Reihe 26 mit derselben Zahl von Verbindungen 20a bzw. 20b verbunden sein, z.B. können es ZfO Verbinder sein, aber dies hängt nur von dem jeweiligen Aufbau und von der üblichen Art ab und kann darüberhinaus auf verschiedenen Kriterien beruhen, beispielsweise auf den Kosten der für die Impulsbildung auf den Leitern benötigten Transistoren.usually each ladder or column can 25 and each conductor or row 26 may be connected to the same number of connections 20a and 20b respectively, e.g. ZfO connector, but this only depends on the respective Structure and of the usual type and can also be based on various criteria, for example on the cost of the transistors required to generate pulses on the conductors.

Es kann eine andere Form" der Leiteranordnung benutzt werden. Zum Beispiel ist es möglich, Leiter von zwei, drei oder mehr Spalten untereinander zu vermengen, statt wie in Fig. Zf dargestellt, unmittelbar benachbarte Verbinder 20a mit der bestimmten Spalte 25a zu verbinden. Es sind dazu geeignete isolierte Uberkreuzungen erforderlich, aber mit dieser Anordnung kann man breitere Verbinder 20a verwenden, da benachbarte Verbinder nicht gleichzeitig eingeschaltet werden.Another form of conductor arrangement can be used. For example, it is possible to mix conductors of two, three or more columns with each other instead of like Shown in Fig. Zf, immediately adjacent connectors 20a to be connected to the specific column 25a. There are suitable isolated crossovers required for this, but with this arrangement one can use wider connectors 20a since adjacent connectors are not energized at the same time will.

Als weitere Abwandlung können ganz oder teilweise quer über den Streifen 10 Anrißmarkierungen angebracht werden. Die Anrisse sollten dabei nicht ganz durch den Streifen hindurchgehen, sondern nur teilweise. Das könnte dazu helfen, den Stromfluß besonders dann zu begrenzen, wenn große Veränderungen in der Höhe und/oder der Breite des Streifens, d.h.As a further modification, tear markings can be made entirely or partially across the strip 10. The cracks should not go all the way through the strip, but only partially. That could help with that Limit current flow especially when large changes in the height and / or width of the strip, i.

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also Veränderungen der Querschnittsfläche des Streifens vorhanden sind.thus changes in the cross-sectional area of the strip available.

Der Streifen 10 kann auch durch Dünnfilmverfahren hergestellt werden, obwohl dann wahrscheinlich viele Schichten erforderlich sein werden, um die erforderliche Wärmeinhaltseigenschaft zu ergeben.The strip 10 can also be made by thin film processes although then it is likely that many layers will be required to achieve the required heat retention property to surrender.

Als Beispiel der Druckgeschwindigkeit wird angegeben, daß die vorhin festgestellte Auflösung bei einer Druckzeit von 1 Minute für eine Seite von 215_S9 ^x 279»^· mm benötigt wird. Die Auflösung gilt sowohl in Querrichtung der Seite, wo sie durch den Abstand der "Heißstellen¹¹ oder Punkte dargestellt wird, die durch die Verbindungen 20a und 20b erzeugt werden, und senkrecht zu dieser Richtung. Das bedeutet für eine solche Seite 3»7^f'x 10 Punkte. Die Druckzeit für eine Zeile ist 20/is und ein Leiter wird beim Drucken eines Punktes 1/2 με lang gepulst.As an example of the printing speed, it is stated that the resolution determined above is _{required for a page of 215 S} 9 ^x 279 »^ · mm with a printing time of 1 minute. The resolution applies both in the transverse direction of the page, where it is represented by the distance between the "hot spots ^11" or points created by the connections 20a and 20b, and perpendicular to this direction. That means 3 »7 ^ f for such a page 'x 10 dots. The printing time for a line is 20 / is and a conductor is pulsed for 1/2 με when printing one dot.

übliche Thermodruckgeräte verwenden im allgemeinen eine Matrix von 7x5 Punkten, das bedeutet 35 Punkte pro Zeichen. Diese Auflösung ist viel zu niedrig, um Faksimile-Druckgüte zu erreichen. Es wurden Geräte mit Dichten bis 50 Punkten pro Zoll entwickelt, aber auch diese Auflösung ist für Faksimiledruck nicht zufriedenstellend. Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen vierfachen Anstieg in der Punktdichte.Conventional thermal printing devices generally use a matrix of 7x5 points, that means 35 points per character. These The resolution is far too low to achieve facsimile print quality. There were devices with densities of up to 50 points per inch developed, but this resolution is also unsatisfactory for facsimile printing. The present invention enables a four-fold increase in point density.

Das zu bedruckende Papier wird in Berührung mit dem Druckstreifen 10 gehalten und kann sich entweder kontinuierlich oder schrittweise bewegen. Der Wärmeinhalt des Streifenmaterials ist so groß, daß, obwohl der Streifen nur mit Impulsen von 1/2^s Länge versehen wird, der Streifen an den besonderen Punktlagen so lange heiß genug bleibt, daß dieThe paper to be printed is kept in contact with the printing strip 10 and can either move continuously or move gradually. The heat content of the strip material is so great that, although the strip only contains pulses of 1/2 ^ s length, the strip is attached to the special point positions remains hot enough that the

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Farbe des Papiers sich verändert. Das Papier ist mit einem wärmeempfindlichen Material beschichtet (oder imprägniert) und eine Veränderung der Farbtiefe (Grauskala) kann erreicht werden, indem Steuergeräte die Intensität der auf den Druckstreifen aufgebrachten Impulse ändern.The color of the paper changes. The paper is coated (or impregnated) with a heat-sensitive material and a change in color depth (gray scale) can be achieved by controlling the intensity of the print strips applied impulses change.

Der Leistungsbedarf hält sich in einem vernünftigen Rahmen und Tests haben gezeigt, daß, um eine schwarze Seite zu
drucken - d.h. jeden Punkt über die gesamte Seite mit
einem Impuls zu beaufschlagen - Leistungswerte von nur etwa 80 Watt erforderlich sind. Bei verbesserten Wirkungsgraden sind auch geringere Leistungsanforderungen erreichbar.The power requirements are kept within a reasonable range and tests have shown that to get a black side too
print - ie each point over the entire page with
to apply a pulse - power values of only about 80 watts are required. With improved efficiencies, lower performance requirements can also be achieved.

Zur Abänderung ist es möglich, das Substrat (und damit den Druckstreifen) kontinuierlich auf eine gerade unterhalb der Drucktemperatur liegenden Temperatur zu erwärmen. Die Impulse werden dann nur so groß sein müssen, um die Temperatur des Druckstreifens örtlich auf die Drucktemperatur zu erhöhen. Damit wird die gesteuerte Leistung erniedrigt und damit brauchen die Impulsgeräte weniger Leistung zu verarbeiten.To modify it is possible to move the substrate (and therefore the print strip) continuously onto a straight line below the Print temperature lying temperature to heat. The impulses will then only have to be large enough to maintain the temperature of the To raise the print strip locally to the printing temperature. This lowers the controlled power and thus requires it the pulse devices process less power.

Die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Druckstreifens sind sehr viel geringer als es kostet, eine große Anzahl
einzelner Widerstände zu erzeugen. Die Auflösung kann, obwohl sie mit 0,127 mm beschrieben wurde, wesentlich größer sein, z.B. kann sie bis zu 0,075 mm betragen, sie kann aber auch geringer sein, z.B. kann sie 0,25 mm betragen, wenn
das gewünscht wird. Obwohl es bei beträchtlicher Sorgfalt
möglich ist, Einzelwiderstände zu erzeugen, die eine Auflösung von 0,58 mm oder sogar ein wenig besser erreichen,
wird, durch die vorliegende Erfindung ein Druckstreifen geschaffen,der einfacher und billiger herzustellen ist.The cost of manufacturing the printing strip of the present invention is much less than it costs, a large number
to generate individual resistances. Although it was described as 0.127 mm, the resolution can be significantly greater, for example it can be up to 0.075 mm, but it can also be lower, for example it can be 0.25 mm if
that is desired. Though with considerable care
it is possible to generate individual resistances that achieve a resolution of 0.58 mm or even a little better,
the present invention provides a printing tape that is simpler and cheaper to manufacture.

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Der Streifen ist auf einem einzelnen Substrat erzeugt worden. Frühere Druckstreifen wurden dadurch erzeugt, daß verschiedene Substrate miteinander verbunden wurden. Das erfordert sorgfältiges Polieren der zusammengehörigen Kanten und erfordert außerdem eine Montagezeit. Das Verbinden verschiedener Substrate mit der erforderlichen hohen Auflösung erfordert eine außerordentlich große Genauigkeit bei der Anordnung der Lagebeziehung zwischen Leiter und Substratkante. Durch die Erfindung wird eine Verminderung der äußeren Verbindungen erreicht, was wiederum die Montagezeit erniedrigt. Die Möglichkeit, den Druckstreifen auf eine hohe Temperatur durch Stromimpulse von weniger als 1/2 msec zu bringen, ermöglicht die Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Leistungstransistoren, wenn eine Zeitmultiplexschaltung benutzt wird,, und der Leistungsverlust an das Substrat ist geringer. Es hat sich herausgestellt, daß bei gleichmäßigem Betrieb der Wirkungsgrad bisher üblicher Anlagen bei etwa 2 % lag, wobei als Wirkungsgrad das Verhältnis der vom Papier aufgenommenen Leistung zur in das Gerät gesteckten elektrischen Leistung in Prozent ausgedrückt bedeutet. Mit dem eben beschriebenen Druckstreifen und den Hochgeschwindigkeitsimpulsen wurde ein Wirkungsgrad von fast 25 % erzielt.The stripe was created on a single substrate. Previous printing strips were created by bonding different substrates together. This requires careful polishing of the associated edges and also requires assembly time. The connection of different substrates with the required high resolution requires an extremely high level of accuracy in the arrangement of the positional relationship between the conductor and the substrate edge. The invention achieves a reduction in the number of external connections, which in turn reduces the assembly time. The ability to bring the print strip to a high temperature by current pulses of less than 1/2 msec enables the number of power transistors required to be reduced when a time division multiplex circuit is used, and the power dissipation to the substrate is lower. It has been found that, with uniform operation, the efficiency of conventional systems was around 2 % , with efficiency being the ratio of the power consumed by the paper to the electrical power put into the device, expressed in percent. With the print strip just described and the high-speed pulses, an efficiency of almost 25 % was achieved.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

[1. thermal printing assembly with a substrate made of electrical ^ - "'insulating material, characterized that a continuous strip (10) of an electrically resistive material on a surface of the Substrate (11) is attached that a first arrangement of electrical conductors (25) on a surface of the substrate (11) which extends along one side of the Strip (10) that extend a second array-of electrical conductors (26) is arranged on one surface of the substrate (11) and on the other side of the strip (10) extends along that first electrical Connector (12, 20a) the first array of conductors (25) connect to the strip (10) and that they are in an array with a very small mutual spacing along the strip, that second electrical connector O3> 20b) with the second arrangement of conductors (26) the strip (10) and in a very closely spaced arrangement along the strip the first electrical connectors are arranged opposite, and that connecting means (36, 37) the assemblies (25, 26) the electrical conductor with a power supply connect to electrical power preselected, opposing electrical connectors (20a, 20b) in order to produce heated areas in the strip (10) «

2. Thermal printing arrangement according to claim 1, characterized in that the uninterrupted strip (10) at least comprises a thick film layer.

7 0 9 819/0691 originally inspected

3 · thermal printing arrangement according to claim 1, characterized in that the uninterrupted strip (10) is a Comprises a plurality of stacked layers.

if. Thermal printing arrangement according to claim 1, 2 or 3 _? characterized in that the first and second assemblies (25, 26) of electrical conductors comprise thin film layers deposited on the substrate (11).

5. Thermal printing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second electrical connectors (20a, 20b) thin film layers on the substrate (11).

6. Thermal printing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second connectors (20a, 20b) with the strip (10) at a center distance between approximately 0.076 and approximately 0.25 ^ f mm are connected.

7. Thermal printing arrangement according to claim 6, characterized in that the center-to-center distance is approximately 0.127 mm .

8. Thermal printing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting devices (36, 37) j the one power supply with the arrangement Connect electrical conductors, comprise an arrangement that applies the electrical power in pulse form.

9. Thermal printing device according to claim 8, characterized in that the pulse duration is approximately 1/2 ms.

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10. Thermal printing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first array of electrical conductors (25) comprises a plurality of columns, each column of others Column is electrically separated and that a plurality of first electrical connectors (20a) are side by side each column extends to the strip (10) and that the second array of electrical conductors (26) has a plurality of rows comprises that each row is electrically separated from other rows and that a plurality of second electrically Connector, 02Ob) extending from each row to the strip (10), each electrical connector being one Line with the strip (10) exactly opposite a first one electrical pre-connector connected to a different electrical connector connected to the columns, that each row is connected by the second electrical connectors to the strip (10) at locations which are different are from the places with which every other line is connected.

11. Thermal printing arrangement according to claim 10, characterized in that the first electrical connector (20a) extend side by side,

12. Thermal printing arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a layer made of thermally conductive, erosion-resistant materials over the arrangements of electrical conductors (25, 26).

13. Thermal printing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrical connectors (20a) are parallel to each other extend and that each connector has an end,

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which ends at a first axis which extends in the longitudinal direction of the surface of the substrate and that. the second electrical connectors (20b) extend parallel to each other and each has an end that is at one further axis extending in the longitudinal direction of the surface of the substrate ends that the further axis in one Distance from the first axis extends parallel to it that one ends of the first and second electrical Connectors on the substrate face each other that have a layer of electrically insulating material (21) over it the first and second electrical connectors (20a, 20b) extends and leaves one end of the connector uncovered, that the continuous strip (10) of material with electrical Resistance that covers one end of the connectors (20a, 20b) and is electrically connected to them that the first array of electrical conductors (25) extends over the first connectors (20a) and forms the plurality of columns, that the second array of electrical conductors (26) extends over the second connectors (20b) and the plurality of rows forms a separate predetermined number of first electrical connectors (20a) with each column via connections through the insulating layer (21) and that a separate predetermined number of the second electrical connectors (20b) connected to each row by connections through the insulating layer (21) is, .that each connector (20b) of a row is connected to the strip (10) at a point which the Opposite point where an electrical connector (20a) is connected from a different column that each row is connected by connectors (20b) to the strip (10) at a point opposite the junction every other line is different.

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H. A method of making a thermal printing assembly, thereby characterized in that a first arrangement of electrical conductors (12) on one surface of an electrically insulating substrate (11) on one side of a Axis extending transversely across the substrate is formed, the conductor arrangement (12) having a plurality of electrical Includes connectors (20a) extending perpendicular to the axis in a closely spaced arrangement extend parallel to one another and wherein a plurality of electrically separated conductors (25) each with a separate predetermined number of connectors (20a) is connected to that a second array of electrical conductors (13) on the surface of the substrate (11) on the other Side of the axis is formed, wherein the second conductor arrangement (13) a plurality of electrical connectors (20b) extending perpendicular to the axis in a closely spaced arrangement parallel to one another and wherein a plurality of electrically separated conductors (26) 'each with a separate predetermined Number of connectors (20b) is connected, and wherein the connectors (20a) of the first conductor arrangement (12) have ends, facing the ends of the connectors (20b) of the second conductor arrangement (13), and that an uninterrupted Strip (10) of material having electrical resistance is formed along the axis, and the strip is opposite Ends of the connector (20a, 20b) covered.

5 »The method according to claim 1if, characterized in that that a layer (20) of electrically conductive material is formed on the surface and the layer (20) for Forming the electrical connectors (20a, 20b) for each of the array of electrical conductors forms one electrical

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insulating layer (21) over the connectors (20a, 20b) is formed that the insulating layer (21) is limited so that the opposite ends of the connector (20a, 20b) are exposed that openings (23) are formed through the insulating layer (21) so that an opening (23) overlies each connector (20a, 20b) and extends through the connector (20a, 20b) to form the openings that they form a predetermined pattern for a predetermined electrical connection arrangement, and that a layer of electrically conductive material is formed on the insulating layer, that the conductive layer to form the electrical conductor (25, 26) is limited and that each electrical conductor (25, 26) with a predetermined number of connectors (20a, 20b) through the openings (23) in the insulating layer (21) is electrically connected.

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