DE2940507C2

DE2940507C2 - Thermischer Aufzeichnungsstift

Info

Publication number: DE2940507C2
Application number: DE2940507A
Authority: DE
Inventors: Kinzo Yokohama Jino
Original assignee: Watanabe Sokki K.K., Tokio/Tokyo
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1984-10-11
Also published as: JPS5813703Y2; US4236163A; DE2940507A1; JPS5553420U

Description

F i g. 5 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß F i g. 4;

Fig.6 eine Ansicht von unten eines Aufzeichnungskopfes und einer elektrischen Heizeinrichtung einer weiteren Ausführungsform und

Fig.7 eine Ansicht von unten eines Aufzeichnungskopfes und einer elektrischen Heizeinrichtung einer weiteren Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 ist das eine Ende eines Trägers t mit einer wärmeisolierenden Schicht 2 versehen. Der Träger 1 kann beispielsweise aus einer keramischen Substanz bestehen. Auf der wärmeisolierenden Schicht 2 ist ein Anschlußpaar 3, 4 angeordnet. Dieses Anschlußpaar 3,4 ist über nicht näher dargestellte Zuleitungen mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Zuleitungsdrähte sind dabei durch den Träger 1 geführt.

Eine elektrische Heizeinrichtung 5 befindet sich auf der Oberfläche des wärmeisolierenden Oberzugs 2. 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 AI2O3 vermischt ist. Ein Aufzeichnungskopf 7 bei diesem Ausführungsbeispiel kann vom Typ Ila-Diamant hergestellt sein und eine zylindrische Form besitzen. Der»wirkliche Durchmesser des Zylinders des Aufzeichnungskopfes 7 beträgt 0,1 —0,3 mm. In der F i g. 1 sind die Abmessungen in vergrößertem Maßstab dargestellt. Das eine Ende des Aufzeichnungskopfes 7 ragt über die abriebfeste Schicht 6 hinaus und bildet die Aufzeichnungsspitze, welche in Berührung mit der Oberfläche des thermisch empfindlichen, nicht dargestellten Aufzeichnungspapiers kommt. Das andere Ende des Aufzeichnungskopfes 7 ist in die wärmeerzeugende Substanz der elektrischen Heizeinrichtung 5 eingebettet.

Wie aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist, besitzt die Aufzeichnungsspitze des Aufzeichnungskopfes 7 eine Kugelform mit äußerst kleiner Berührungsfläche gegenüber einem Aufzeichnungspapier. Mit Hilfe dieser Aufzeichnungsspitze läßt sich eine äußerst feine Linie ziehen, z.B. 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.

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

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 besitzt der aus Ila-Diamant bestehende kugelförmige Kopf 7 eine abgeflachte Form in dem Bereich, der mit einem Aufzeichnungspapier in Berührung steht. Die dem Aufzeichnungspapier abgewandte, ebene Oberfläche 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 Aufzeichnungskopf 7 rasch durch die Umgebungsluft ab.

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

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

In der F i g. 7 entsprechen die Anschlüsse 33 und 43 den Anschlüssen 32 und 42 in der Fig. 6. Diese Anschlüsse 33 und 43 sind auf die ebene Oberfläche des anderen Endes des Aufzeichnungskopfes 7 angeformt.

Zwischen diesen Anschlußklemmen 33 und 43 befindet sich ein dünner Widerstandstreifen 53, der durch Aufdrucken oder Vakuumaufdampfen als Schicht aufgebracht sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

1 2

lichen Aufzeichnungsköpfen läßt sich eine maximale

Patentansprüche: - AuFzeichnungslänge von etwa 500 km erzielen, wenn

die abriebfeste Schicht des Aufzeichnungsstiftes mit ei-

1. Thermischer Aufzeichnungsstift mit einem an ner Belastung von 20 g auf das Aufzeichnungspapier einem Träger befestigten Aufzeichnungskopf aus 5 aufgedrückt wird. Die Wärmeleitfähigkeit der abriebfe-Diamant, dadurch gekennzeichnet, daß sten Schicht ist vergleichsweise gering und liegt bei

Glas, dem kristallines AbCh-Pulver beigemischt ist, in

— der Träger (1) zumindest an einem Ende mit der Größenordnung von 0,67—1,4 W/m · ⁰C. Aus dieeiner wärmeisolierenden Schicht (2) überzogen ser relativ niedrigen Wärmeleitfähigkeit resultiert eine ist, ίο geringe thermische Ansprechcharakteristik. Dies wirkt

— eine abriebfeste Schicht (6) unter Belassung ei- sich insbesondere bei den rasch aufeinanderfolgenden nes Zwischenraums über der wärmeisolieren- Einschalt- und Ausschaltvorgängen der Heizleistung den Schicht (2) angeordnet ist, ungünstig aus.

— im Zwischenraum zwischen der wärmeisolie- Bei der obengenannten DE-AS 28 18 911 ist der Heizrenden Schicht (2) und der abriebfesten Schicht 15 körper in einem Schreibarm untergebracht Die Wär-(6) eine elektrische Heizeinrichtung (5; 5t; 52; meleitung durch den die Schreibspitze einbettenden 53) angeordnet ist und Kitt ist dementsprechend ungenügend und eigentlich

— die Schreibspitze des Aufzeichnungskopfes (7) nur für Geräte, die im Dauerbetrieb eingesetzt werden, die abriebfeste Schicht (6) überstehend durch- z. B. Meßwerte aufzeichnende Geräte, geeignet,
dringt und das der Schreibspitze abgewandte 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ende des Aufzeichnungskopfes (7) im Zwi- thermischen Aufzeichnungsstift vorzuschlagen, mit welschenraum zwischen der wärmeisolierenden chem sich bei der genannten Belastung von 20 g auf das Schicht (2) und der abriebfesten Schicht (6) in Aufzeichnungspapier eine mindestens viermal größere Wärmekontakt mit der elektrischen Heizein- Aufzeichnungslänge, also von etwa 2000 km, erzielen richtung(5;51;52;53)steht. 25 läßt, und bei dem die thermische Ansprechcharakteristik durch eine äußerst gute Wärmeleitfähigkeit wesent-

2. Thermischer Aufzeichnungsstift nach An- lieh erhöht wird.

spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 ange-

kontakt eine wärmeerzeugende Substanz der elek- führten kennzeichnenden Merkmale gelöst Die Unter-

trischen Heizeinrichtung (5) ist 30 anspräche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen.

3. Thermischer Aufzeichnungsstift nach An- Der gemäß der Erfindung verwendete Diamant, und spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeer- zwar insbesondere ein Ha-Diamant, hat das Fünf- bis zeugende Substanz der Heizeinrichtung (5t oder 52; Zehnfache der Wärmeleitfähigkeit von Kupfer.

53) eine auf eine zylindrische oder ebene Oberfläche Demgemäß besitzt der thermische Aufzeichnungsstift

des Aufzeichnungskopfes (7) aufgedruckte oder va- 35 gemäß der Erfindung eine äußerst rasche thermische

kuumaufgedampfte Schicht ist Ansprechcharakteristik bei raschen Einschalt- und Ausschal tvorgängen der Heizleistung. Dies beruht darauf,

daß die Wärmeleitfähigkeit von 0,67-1,4 W/m · "C auf

1260—2090 W/m - ⁰C gegenüber bekannten Aufzeich-40 nungsstiften der vorstehend beschriebenen Art angeho-

Die Erfindung betrifft einen thermischen Aufzeich- ben ist Als maximale Aufzeichnungslängen lassen sich nungsstift mit einem an einem Träger befestigten Auf- 2000 km bei einer Belastung des Stiftes von 20 g auf das zeichnungskopf aus Diamant Aufzeichnungspapier gegenüber einer maximalen Aufin der älteren Anmeldung DE-AS 28 18 911 wird ein zeichnungstänge von 500 km bei bisher bekannten Auf-Gerät mit einem heizbaren Träger vorgeschlagen, an 45 zeichnungsstiften erzielen. Dies beruht insbesondere dem eine Diamantspitze zur lokalen Erwärmung eines auf der hervorragenden Abriebfestigkeit des Ila-Dia-Objektes vorgesehen ist Die Diamantspitze kann als mants.

Schreibspitze eines Thermoschreibers ausgebildet sein. Bei der Ausbildung gemäß den Unteransprüchen

Im einzelnen wird gemäß der genannten Anmeldung die kann die wärmeentwickelnde Substanz der elektrischen

Schreibspitze in die öffnung eines konvex gewölbten 50 Heizeinrichtung extrem klein gehalten werden. Die

Blechteiles eingesetzt und in demselben mittels Lot be- thermische Kapazität des Aufzeichnungskopfes zusam-

festigt Im übrigen wird sie in einen hitzebeständigen men mit derjenigen der elektrischen Heizeinrichtung

Kitt eingebettet wird gegenüber bekannten Lösungen erheblich verrin-

Weiterhin ist aus der älteren Anmeldung DE-AS gert, woraus sich eine außerordentliche Verbesserung

2828 117 ein Schreibstift für einen Koordinatenschrei- 55 der thermischen Ansprechcharakteristik des Aufzeich-

ber zum Auftragen von Flüssigkeiten beschrieben, wo- nungskopfes ergibt

bei an der Außenseite des flüssigkeitabgebenden Endes Auf den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungs-

des Schreibstiftes ein formgeschliffener Diamant als formen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es

Abstandhalter vorgesehen sein kann. zeigt

Aus der DE-AS 12 76353 ist weiterhin ein elektrisch bo Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungs-

beheizter Schreibzeiger für Registriergeräte mit ther- form eines Aufzeichnungskopfes;

mosensitivem Aufzeichnungsträger bekannt bei wel- Fig.2 eine Draufsicht auf den Aufzeichnungskopf

chem der Heizwiderstand aus einer Widerstandsschicht gemäß F i g. 1;

besteht F i g. 3 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungs-

Das Hauptproblem bei thermischen Aufzeichnungs- b5 form;

stiften für die Aufzeichnung auf thermisch empfindli- Fi g.4 eine vergrößerte Frontansichteines Aufzeich-

chem Aufzeichnungspapier ist in der Abriebfestigkeit nungskopfes und einer elektrischen Heizeinrichtung ei-

und in der Wärmeleitfähigkeit zu sehen. Mit handelsüb- ner weiteren Ausführungsform;