DE2940507A1

DE2940507A1 - Thermischer aufzeichnungsstift

Info

Publication number: DE2940507A1
Application number: DE19792940507
Authority: DE
Inventors: Kinzo Jino
Original assignee: WATANABE SOKKI KK
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1980-04-10
Also published as: JPS5813703Y2; DE2940507C2; JPS5553420U; US4236163A

Description

- 4 Thermischer Aufzeichnungsstift

Die Erfindung betrifft einen thermischen Aufzeichnungsstift für die Aufzeichnung auf thermisch empfindlichem Aufzeichnungspapier.

In neuerer Zeit wird anstelle einer Aufzeichnung mit einem Tintenstift ein thermisches Aufzeichnungssystem in immer größerem Maße verwendet, insbesondere bei Analogaufzeichnungen für Meßinstrumente. Eine rasche thermische Ansprechbarkeit und eine hohe Auflösung beim Aufzeichnen einer Linie sowie eine hohe Abriebsfestigkeit werden für den Aufnahmekopf eines thermischen Aufzeichnungsstiftes für erforderlich gehalten. Zur Verbesserung der Abriebsfestigkeit hat man als Überzug auf den Aufnahme- bzw. Aufzeichnungskopf eine abriebfeste Schicht aus Glas verwendet, das mit einem Pulver vermischt ist, beispielsweise mit einem kristallisierten Al₂O₃-Pulver, wie beispielsweise aus Saphir oder Rubin. Die Abriebfestigkeit eines derartigen Aufzeichnungskopfes hat sich jedoch in allen Dingen noch nicht als ausreichend erwiesen. Mit einem derartigen Aufzeichnungskopf läßt sich eine maximale Aufzeichnungslänge von etwa 5oo km erzielen, wenn der Aufzeichrunungsäift mit einer Belastung von 20 g auf das Aufzeichnungspapier aufgedrückt wird. Außerdem ist die Wärmeleitfähigkeit der abriebfesten Schicht vergleichsweise gering und liegt in der Größenordnung von 0,0016 bis 0,0034 cal/cm .sec. C, wenn die Schicht aus Glas hergestellt ist, das mit einem Pulver aus kristallisiertem Al„0„ vermischt ist. Aus dieser relativ niedrigen Wärmeleitfähigkeit resuliert eine geringe thermische Ansprechcharakteristik des bekamten thermischen Auszeichnungsstiftes. Dies wirkt sich insbesondere bei den rascher folgenden Einschalt- und Ausschaltvorgängen der Heizleistung, welche dem thermischer Aufzeichnungsstift zugeführt wird, beeinträchtigend aus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen thermischen Aufzeichnungs-9398

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stift zu schaffen, bei dem die vorstehenden Nachteile beseitig sind und der eine rasche thermische Ansprechcharakleristik und hervorragende Abriebfestigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei in den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.

Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der beiliegenden Figuren, in denen zur weiteren Erläuterung der Erfindung Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels

der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Aufze ichnungskopf des

Ausführungsbeispiels in der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausfüh

rungsbeispiel;

Fig. 4 eine vergrößerte Frontansicht eines Aufzeich

nungskopfes und einer elektrischen Heizeinrichtung eines Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel

in der Fig. 4;

Fig. 6 eine Ansicht von unten eines Aufzeichnungs-

kopfes und einer elektrischen Heizeinrichtung

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eines weiteren Ausführungsbeispiels und

Fig. 7 eine Ansicht von unten eines Aufzeichnungs-

kopfes und einer elektrischen Heizeinrichtung für ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Aus der Fig. 1 ist eine schnittbildliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zu ersehen. Das eine Ende eines Trägers 1 ist mit einer wärmeisolierenden Schicht 2 versehen. Der Träger 1 kann beispielsweise aus einer keramischen Substanz bestehen. Ein Anschlußpaar 3, 4 ist auf der wärmeisolierenden Schicht 2 angeordnet. Dieses Anschlußpaar 3, 4 ist über nich näher dargestellte Zuleitungen mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Zuleitungsdrähte sind dabei durch den Träger 1 geführt.

Eine elektrische Heizeinrichtung befindet sich auf der Oberfläche des wärmeisolierenden Überzugs 2. Über die Anschlüsse 3, 4 wird die elektrische Energie der elektrischen Heizeinrichtung 5 zugeführt. Es kann sich hier um eine Widerstandsdrahtheizeinrichtung handeln. Auch kann die Heizeinrichtung aus einem dünnen Film oder einem dicken Film oder aus einem Halbleiter bestehen.

Auf der elektrischen Heizeinrichtung 5 ist eine abriebfeste Schicht 6 aufgebracht. Auf diese Weise entsteht ein Zwischenraum zwischen der wärmeisolierenden Schicht 2 und der abriebfesten Schicht. In diesem Zwischenraum befinden sich die Anschlußklemmen 3, 4 und die elektrische Heizeinrichtung 5. Die abriebfeste Schicht 6 kann aus Glas bestehen, das mit einem Pulver aus kristallisiertem A]₂O₃ vermischt ist. Ein Aufzeichnungskopf 7 bei diesem Ausführungsbeispiel kann vom Typ Ila-Diamant hergestellt sein und eine zylindrische Form besitzen. Der

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wirkliche Durchmesser des Zylinders des Aufzeiclinungskopfes 7 beträgt 0,1 - 0, 3 mm. In der Fig. 1 .sind die Abmessungen in vergrößertem Maßstab dargestellt. Das eine Ende des Aufzeichnungskopfes 7 ragt über die abriebsfeste Schicht 6 hinaus und bildet die Aufzeichnungsspitze, welche in Berührung mit der Oberfläche des thermisch empfindlichen Aufzeichnungspapieres, das in der Fig. nicht dargestellt ist, kommt. Das andere Ende des Aufzeichnungskopfes 7 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der wärmeerzeugenden Substanz der elektrischen Aufheizeinrichtung 5 eingebettet.

Bekanntlich besitzt Ha-Diamant eine äußerst gute Wärmeleitfähigkeit (das 5 - lo-fache der Wärmeleitfähigkeit von Kupfer, d.h. etwa 3-5 cal/cm .sec. C) sowie hervorragende Abriebsfestigkeit. Demgemäß besitzt der thermische Aufzeichnungsstift der Erfindung eine äußerst rasche thermische Ansprechcharakteristik bei raschen Einschalt- und Ausschaltvorgängen der Heizleistung.Dies beruht darauf, daß die Wärmeleitfähigkeit von 0,0016 - 0,0034 cal/cm². sec.°C auf 3 - 5 cal/cm² .see.

C gegenüber bekannten Aufzeichnungsstiften der vorstehend beschriebenen Art angehoben ist. Als maximale Aufzeichnungslängen lassen sich 2000 km bei einer Belastung des Stiftes von 2o g auf das Aufzeichnungspapier gegenüber einer maximalen Aufzeichnungslänge von 500 km bei bisher bekannten Aufzeichnungsstiften erzielen. Dies beruht insbesondere auf der hervorragenden Abriebsfestigkeit des Ila-Diamants.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, besitzt die Aufzeichnungsspitze des Aufzeichnungskopfes 7 eine Kugelform mit äußerst kleiner Berührungsfläche gegenüber einem Aufzeichnungspapier. Mit Hilfe der Aufzeichnungsspitze läßt sich eine äußerst feine Linie ziehen (in der Größenordnung von 0,15 mm Breite). Das Auflösungsvermögen beim Aufzeichnen einer Linie ist die gleiche in jeder beliebigen Richtung der Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungspapier und der Aufzeichnungsspitze.

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Da die Wärmeleitfähigkeit des Aufzeichnungskopfes 7 äußerst hoch ist, ist die Temperatur an allen Stellen dos Aufzeichnungskopfes 7 die gieiche. Demgemäß läßt sich mit der Aufzeichnungsspitze eine Linie gleichförmiger Dicke ohne Flecken und Schattierungen erzielen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 besteht der Aufzeichnungskopf 7 aus Ha-Diamant, wobei der kugelförmige Kopf eine abgeflachte Fläche aufweist. Die flache Seite des Aufzeichnungskopfes 7 steht in Berührung mit der wärmeerzeugenden Substanz der elektrischen Heizeinrichtung 5. Da die Wärmeleitfähigkeit des Aufzeichnungskopfes 7 äußerst hoch ist, kann die erzeugte Wärme leicht zum Aufzeichnungskopf 7 über diese Berührungsfläche geleitet werden. Wenn die Stromversorgung der elektrischen Heizeinrichtung 5 abgeschaltet wird, kühlt sich der Aufzeichnungskopt 7 rasch durch die Umgebungsluft ab.

In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungskopfes 7 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Elektrische Anschlüsse 31 und 41 entsprechen den elektrischen Anschlußklemmen 3 und 4 in der Fig. 1. Eine dünne Widerstandsschicht 51 ist auf iie zylindrische Fläche des Aufzeichnungskopfes durch Aufdrucken oder durch Vakuum- bzw. Aufdampfbeschichtung aufgebracht.

In der Fig. 6 entsprechen die elektrischen Anschlüsse 32 und 42 den Anschlußklemmen 3 und 4 in der Fig. 1 und sind an die ebene Oberfläche des anderen Endes des Aufzeichnungskopfes 7 angeformt. Zwischen diesen Anschlußklemmen 32 und 42 befindet sich eine dünne Widerstandschicht 52, die durch Aufdrucken oder durch Vakuumaufdampfen als Schicht aufgebracht sein kann.

In der Fig. 7 entsprechen die Anschlüsse 33 und 43 den Anschlüssen

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32 und 42 in der Fig. 6. Diese Anschlüsse 33 und 43 sind auf die flache Seite des anderen Endes des Aufzeichnungskopfes 7 angeformt. Zwischen diesen Anschlußklemmen 33 und 43 befindet sich ein dünner Widerstandstreifen 53, der durch Aufdrucken oder durch Vakuumaufdampfen als Schicht aufgebracht sein kann.

Bei den Ausführungsbeispielen in den Fig. 4, 5, 6 und 7 kann die wärmeentwickelnde Substanz der elektrischen Heizeinrichtung extrem klein ausgebildet sein. Die zusammengesetzte thermische Kapazität des Aufzeichnungskopfes 7 und der elektrischen Heizeinrichtung ist erheblich verringert, und damit erzielt man eine auiierordentliche Verbesserung der thermischen Ansprechcharakteristik des Aufzeichnungskopfes 7.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte 8000 München 22 Steinsdorfstraße 21 -22 Telefon 089 / 22 94

WATANABE SOKKI KABUSHIKI KAISKA 3-19-6, Nishishinagawa, Shinagawa-ku Tokyo, Japan

Thermischer Aufzeichnungsstift

Patentansprüche:

/f 1J Thermischer Aufzeichnungsstift mit einem Träger und einer abriebsfesten Schutzschicht

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Träger (1) zumindest an einem Ende mit einer wärmeisolierenden Schicht (2) überzogen ist,

- die abriebsfeste Schicht (6) unter Belassung eines Zwischenraums über der wärme isolierenden Schicht angeordnet ist,

- im Zwischenraum zwischen der wärme isolier enden Schicht und der abriebfesten Schicht eine elektrische Heizeinrichtung (5) angeordnet ist und

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- der Aufzeichnungskopf (7) aus Ila-Diamant besteht, wobei ein Ende über die abriebfeste Schicht (6) übersteht und ein Teil des Aufzeichnungskopfes im Zwischenraum zwischen der wärmeisolierenden Schicht und der abriebfesten Schicht eingebettet ist zur Erzielung eines Wärmekontaktes mit der elektrischen Heizeinrichtung (5).
2. Thermischer Aufzeichnungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- der aus Ila-Diamant bestehende Aufzeichnungskopf (7) teilweise in der wärmeerzeugenden Substanz der elektrischen Heizeinrichtung (5) eingebettet ist.
3. Thermischer Aufzeichnungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Aufzeichnungskopf (7) eine Fläche aufweist, die in Wärmekontakt mit der Oberfläche der wärmeerzeugenden Substanz der elektrischen Heizeinrichtung (5) steht.
4. Thermischer Aufzeichnungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Aufzeichnungskopf (7) eine zylindrische Oberfläche aufweist, auf die die wärmeerzeugende Substanz der elektrischen Heizeinrichtung

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durch Aufdrucken oder durch Vakuumaufdampfen als Schicht aufgebracht ist.
5. Thermischer Aufzeichnungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Aufzeichnungskopf (7) eine ebene Oberfläche aufweist, auf die die wärmeerzeugende Substanz der Heizeinrichtung durch Aufdrucken oder durch Vakuumaufdampfen als Schicht auf gebracht ist.

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