DE3624036A1 - Thermodruckkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärme- oder Thermodruckkopf, der nach Maßgabe eines Bilderzeugungssignals Wärme erzeugt, zur Verwendung bei Druckern, Faksimilegeräten und anderen Abbildungsgeräten.

Thermodruckköpfe dieser Art umfassen allgemein eine Anzahl von als Heizelemente dienenden, auf einem glasierten Keramiksubstrat oder -täger montierten wärmeerzeugenden Widerständen, die mittels Draht-Leitungen (als elektrische Leiter) mit einer Schaltungsplatte verbunden sind, welche ihrerseits einen Strom durch die Widerstände fließen läßt, um entsprechend einer aufzuzeichnenden Bildinformation Wärme zu erzeugen und damit die Information auf einem Blatt (Aufzeichnungsträger) aufzuzeichnen. Dabei kann z. B. das Blatt aus einem wärmeempfindlichen Papier bestehen, oder es kann Druckfarbe von einem Farbband durch Anschmelzen auf das Blatt übertragen werden.

Als Substrat des Thermodruckkopfes für die Heizelemente wird dabei eine Keramikplatte oder -scheibe mit einer polierten ebenen oder glatten (level) Fläche verwendet. Dabei müssen die heizelemente auf ein und derselben ebenen Fläche angeordnet sein, die mit ziemlich großer Genauigkeit poliert (worden) ist.

Bei den bisherigen Thermodruckköpfen der angegebenen Art bedingt also das mit hoher Genauigkeit erfolgende Polieren des Kermaiksubstrats einen großen Arbeitsaufwand, was höhere Fertigungskosten bedeutet.

Im Betrieb wird zudem ein Farbbandfilm oder ein anderes Medium zwischen den Thermodruckkopf und das Aufzeichnungspapier eingeführt. Aus diesem Grund ist im allgemeinen ein gewisser Raum um den Thermodruckkopf herum erforderlich, weshalb die Realisierung eines klein gebauten Druckers schwierig ist. Es besteht mithin ein zunehmender Bedarf nach Thermodruckköpfen, die eine Verkleinerung der Abmessungen von Druckern zulassen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Thermodruckkopfes, der sich kostensparend herstellen läßt und zur Miniaturisierung von Druckern beizutragen vermag.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Thermodruckkopf zur Verwendung bei einem Drucker für die Erzeugung von Wärme nach Maßgabe eines Bilderzeugungssignals, umfassend ein Heizelement, das bei Speisung mit elektrischer Energie Wärme zu erzeugen mag,
ein das Heizelement und eine Anschlußelektrode für die Zufuhr von elektrischer Energie (oder Strom) zum Heizelement tragendes Halteelement, das aus einem Metallwerkstoff stabförmig so geformt ist, daß das Heizelement und die Anschlußelektrode unter Zwischenfügung eines Isoliermaterials auf der Umfangsfläche des stabförmigen Gebildes montiert sind,
ein Tragelement zur Halterung des Halteelements und eine mit der Anschlußelektrode verbundene Treiber- oder Ansteuereinheit zum Ansteuern des Heizelements.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnit durch einen Drucker, der mit einem Thermodruckkopf gemäß der Erfindung versehen ist,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Drucker nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines der Hauptteile einer Filmtransporteinheit beim Drucker nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Filmtransporteinheit gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung einer Filmkassette,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Druck(er)einheit,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung zur Verdeutlichung eines Druckfarb-Tränkungszustands in der Druck(er)einheit nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung eines Druckfarb-Tränkungszustands in der Druck(er)einheit,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Papierausgabeeinheit,

Fig. 10 eine perskeptivische Darstellung des Druckfarbfilms (ink film),

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Filmgeschwindigkeit und Aufzeichnungsdichte bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine Teilaufsicht auf einen Druckfarbfilm,

Fig. 13 eine (in vergrößertem Maßstab gehaltene) Teilschnittdarstellung der Anordnung eines Aktivierelementteils des Thermodruckkopfes in bezug auf den Druckfarbfilm,

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung eines Thermodruckkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15 eine schematische Seitenansicht des Thermodruckkopfes nach Fig. 14,

Fig. 16 eine schematische Aufsicht auf den Thermodruckkopf gemäß Fig. 14,

Fig. 17 ein Logikschaltbild einer Ansteuereinheit (drive control unit) für den Thermodruckkopf,

Fig. 18 eine schematische Seitenansicht eines Thermodruckkopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 19 eine schematische Aufsicht auf den Thermodruckkopf gemäß Fig. 17,

Fig. 20 eine schematische Seitenansicht eines Thermodruckkopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 21 eine schematische Aufsicht auf den Thermodruckkopf gemäß Fig. 20,

Fig. 22 eine perspektivische Darstellung eines Hauptteils des Thermodruckkopfes nach Fig. 20,

Fig. 23 eine schematische Seitenansicht des Thermodruckkopfes gemäß Fig. 22,

Fig. 24 eine perspektivische Darstellung des Thermodruckkopfes nach Fig. 22, aus einer anderen Richtung gesehen, und

Fig. 25 eine Seitenansicht eines Hauptteils eines Thermodruckkopfes gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist bei einem mit einem Thermodruckkopf gemäß der ersten Ausführungsform versehenen Drucker 10 eine Aufzeichnungsblätter 14 (d. h. Papierblätter als Aufzeichnungsträger) aufzunehmende Papiervorrats- Kassette 16 in den unteren Abschnitt eines Gehäuses 12 eingesetzt. Eine an der Papierabnahmeseite angeordnete untere Platte der Kassette 16 wird durch Druckfedern 18 nach oben gedrückt, so daß stets das jeweils oberste Aufzeichnungsblatt 14 (im folgenden einfach als Papierblatt bezeichnet) mit ersten Transportrollen 20 in Berührung steht. Beim Einsetzen der Kassette 16 in das Gehäuse 12 zieht ein an der Kassette 16 angebrachter Gummi-Magnet 22 eine am Gehäuse 12 montierte Metallplatte 24 magnetisch an, so daß die Kassette gegen das Gehäuse 12 festgelegt ist.

Gemäß Fig. 2 ist eine die ersten Transportrollen 20 axial tragende Welle 26 über eine Federkupplung 30 sowie Zahnräder 32 und 34 mit einem Papiertransport- Motor 36 gekoppelt. Das Ein- und Ausrücken der Federkupplung 30 erfolgt durch ein Solenoid 28. Wenn das Solenoid 28 nach Maßgabe eines Aufzeichnungssignals von einer nicht dargestellten, mit dem Drucker 10 verbundenen Bild- oder Datenverarbeitungsvorrichtung 38 erregt wird, verbindet die Federkupplung 30 die Welle 26 mit dem Zahnrad 32. Dabei wird die Antriebskraft vom Motor 36 über die Zahnräder 32 und 34 sowie die Federkupplung 30 auf die Welle 26 übertragen, wobei das mit den Transportkontrollen 20 in Berührung stehende oberste Papierblatt 14 transportiert, d. h. ausgegeben wird.

Das durch die Transportrollen 20 aus der Kassette 16 ausgegebene Papierblatt 14 wird längs einer ersten Papiertransportführung 40 aufwärts geführt und dann durch zwei Transportrollen 42 und 44 erfaßt und weitertransportiert. Die Rollen 42 und 44 sind in Papiertransportrichtung angeordnet und stehen in Abrollberührung miteinander. Das Papierblatt 14 wird dabei zwischen einer ersten und einer zweiten Papiertransportführung 40 bzw. 46 gefördert, bis eine Vorderkante an einem Förderband 50 einer noch zu beschreibenden Papierfördereinheit 48 und einer damit in Abrollberührung stehenden Register- oder Ausrichtrolle 52, die mit dem Förderband in Abrollberührung steht, anstößt und angehalten wird und somit in dieser Stellung im Wartezustand verweilt.

Der Drucker 10 ist neben der Kassette 16 auch mit einem Handpapiereingabetisch 54 zum manuellen Zuführen oder Eingeben von Papierblättern versehen. Wenn entsprechende Aufzeichnungs- oder Papierblätter 14 A (z. B. dicke Blätter) von Hand auf den Tisch 54 aufgelegt werden, werden sie nacheinander vom untersten Papierblatt her durch eine zweite Transportrolle 56 und eine Trennrolle 58 abgenommen und transportiert, bis die Vorderkante des betreffenden Blatts auf dieselbe Weise wie bei der Papierzufuhr aus der Kassette 16 am Förderband 50 und an der Rolle 52 anstößt. In diesem Zustand befindet sich das betreffende Blatt 14 A im Wartezustand.

Die Rolle 52 ist mit dem Motor 36 (Fig. 2) über eine nicht dargestellte Kupplung verbunden und wird beim Einrücken der Kupplung in Drehung versetzt. Zwischen der Ausrichtungsrolle 52 und der zweiten Transportrolle 56 ist ein zur Feststellung des Vorhandenseins/Fehlens von Papier dienender Papierdetektor 60 angeordnet, der eine erste lichtemittierende Diode oder Leuchtdiode 62 und einen ersten Photosensor 64 zum Empfangen des von der Leuchtdiode 62 emittierten Lichts umfaßt. Wenn die Vorderkante des Papierblatts 14 den Lichtstrahl von der Leuchtdiode 62 unterbricht, d. h. wenn sie am Abrollberührungsteil zwischen Rolle 52 und Förderband 50 anstößt, wird eine vorgegebene Zeit (z. B. 2 bis 3 s) danach der Photosensor 64 deaktiviert. Das Papierblatt 14 ist sodann zweckmäßig durchgewölbt.

Mit dieser Durchwölbung des Papierblatts 14 kann eine Schrägstellung seiner Vorderkante korrigiert werden, so daß die Vorderkante des Papierblatts 14 zuverlässig in den Abrollberührungsbereich der Rolle 52 eintritt. Das Papierblatt 14 kann infolgedessen sicher zwischen Rolle 52 und Förderband 50 erfaßt werden.

An der Unterseite der Mantelfläche der Rolle 52 steht mit dieser eine Bürste 66 zum Entfernen von an der Mantelfläche der Rolle 52 haftendem Papierstaub in Schleifberührung, wodurch eine Verunreinigung der Aufzeichnungsfläche des Papierblatts 14 verhindert wird.

Die Papierfördereinheit 48 umfaßt einen ersten und einen zweiten schwimmenden oder freibeweglichen (floating) Abschnitt 76 bzw. 78. Der erste freibewegliche Abschnitt 76 umfaßt seinerseits zwei Rollen 70 und 72, das zwischen den Rollen 70 und 72 gespannte Förderband 50 und eine Luftsaugleitung 74 in einer Abdeckung 68. Der zweite freibewegliche Abschnitt 78 umfaßt eine Bandleitplatte 80 und einen Band-Andruck/Trennmechanismus 86 zum Andrücken des Förderbands 50 an eine Führung 84 und zum Trennen des Förderbands von ihr sowie zum Führen des Papierblatts 14 zu dem noch zu beschreibenden Thermodruckkopf 106.

Im Mechanismus 86 ist die Bandleitplatte 80 am einen Ende mittels eines Scharniers 88 in der Leitung 74 schwenkbar gelagert, während ihr anderes Ende durch eine Feder 90 herabgedrückt wird, um damit das Förderband 50 gegen die Führung 84 anzudrücken. An der Rückseite der Leitplatte 80 ist einer elektromagnetischen Spule 92 gegenüberstehend ein Anziehelement 94 montiert. Wenn die Spule 92 erregt ist, wird die Leitplatte 80 gegen die Vorbelastungskraft der Feder 90 ausgelenkt.

Der erste freibewegliche Abschnitt 76 ist durch eine Feder 98, die um die Rolle 70 herumgelegt und mit ihren beiden Enden am Gehäuse 12 befestigt ist, gegen die Rolle 52 vorbelastet, und die Leitplatte 80 des zweiten freibeweglichen Abschnitts 78 ist mittels einer Feder 90 elastisch aufgehängt. Die Abschnitte 76 und 78 können sich daher entsprechend verlagern, wenn das zugeführte Papierblatt 14 A dick ist.

Am Förderband bzw. an der Leitplatte 80 des zweiten freibeweglichen Abschnitts 78 ist ein mit einem hochviskosen Strömungsmittel gefüllter Stoßdämpfer 100 zum Dämpfen der auf das Band bzw. die Leitplatte 80 einwirkenden Stöße angeordnet.

Die Papierfördereineheit 48 ist koaxial zur Welle der ersten Rolle 70 schwenkbar gelagert und kann zum Öffnen einer Papiertransportstrecke in Richtung des Pfeils A verschwenkt werden. Falls daher ein Papierstau auf der Transportstrecke auftritt, kann das steckengebliebene Papierblatt oder die Störungsursache einfach beseitigt werden.

Wenn sich die Rolle 52 zu drehen beginnt, wird die Vorderkannte des Papierblatts 14 durch die Kraft der Feder 98 mit einem zweckmäßigen Druck zwischen der Rolle 52 und dem Förderband 50 des ersten freibeweglichen Abschnitts 76 verspannt. Sodann wird das Papierblatt 14 unter der Spann- und Mitnahmekraft der Rollen 52 und 70 sowie durch die Anziehungs- oder Ansaugkraft und die Mitnahmekraft des Förderbands 50 weitertransportiert.

Dabei wird das Papierblatt 14 durch den Mechanismus 86 gegen die Führung 84 gedrängt, zur Druckeinheit 102 geleitet und dabei längs der Führung 84 gefördert.

In der Druckeinheit 102 wird auf das zugeführte Papierblatt 14 zum Ausdrucken eines Bilds auf ihm Druckfarbe aufgespritzt. Die Druckeinheit 102 ist mit einem Thermodruckkopf 106 versehen, auf dessen Oberseite Heizelemente 104 angeordnet sind, die ihrerseits nach Maßgabe eines Bilderzeugungssignals von der Datenverarbeitungsvorrichtung 38 erwärmt werden. Gemäß den Fig. 7 und 8 ist der Thermodruckkopf 106 im Druckzustand mit einem Druckfarbfilm 108 als Druckmedium bedeckt. Der Druckfarbfilm 108 ist aus einem Metall, einem organischen Werkstoff oder dergl. (z. B. eine Nickelfolie als hydrophiles Material) hergestellt und mit einer großen Zahl von Öffnungen 109 eines Durchmessers von etwa 10 bis 200 µm versehen. Die dem Papierblatt 14 zugewandte Fläche des Druckfarbfilms 108 ist mit Polyethylen als hydrophobes Material beschichtet. Der Druckfarbfilm 108 ist in einer mit Druckfarbe gefüllten Druckfarbfilm-Kassette 110 untergebracht und (darin) auf zwei Rollen oder Spulen 112 und 114 aufgerollt.

Wenn die Druckeinheit 102 gemäß den Fig. 7 und 8 den Druckfarbfilm 108 in Richtung des Pfeisl 116 transportiert, durchlaufen die kleinen Öffnungen 109 einen mit Druckfarbe 119 gefüllten Druckfarbbehälter 118, wobei sie mit Druckfarbe 119 gefüllt werden. Wenn die mit Druckfarbe 119 gefüllten kleinen Öffnungen 109 den Thermokopf 106 erreichen, werden dessen Heizelemente 104 selektiv mit einer Spannung gespeist und damit schnell erwärmt. Hierbei werden Druckfarbtröpfchen beim Erwärmen der Heizelemente 104 aufgrund des Drucks von gebildeten Blase ausgetrieben, wodurch ein Bild auf dem Papierblatt 14 ausgedruckt wird.

Die vorher erwähnte Führung 84 ist gegenüber dem Thermodruckkopf 106 so festgelegt, daß ihre Fläche von den Heizelementen 104 des Thermodruckopfes 106 getrennt ist. Demzufolge ist die Aufzeichnungsfläche (Unterseite) des Papierblatts 14 in einem kleinen Abstand (z. B. 0,2 mm) von der Oberfläche des Films 108 getrennt, der sich seinerseits in Berührung mit den Heizelementen 104 des Thermodruckkopfes 106 bewegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Abstand oder Spalt zwischen den Flächen des Films 108 und des Papierblatts 14 in einem Größenbereich von etwa 0,1 bis 0,3 mm gewählt, wenn eine Auflösung von 8 Zeilen/mm erzielt werden soll.

Wenn dieser Abstand 0,1 mm oder weniger beträgt, quillt beim Eindringen von Druckfarbe 119 in das Papierblatt 14 dessen betreffender Teil auf und gelangt in Berührung mit der Oberfläche des Films 108, so daß die Aufzeichnungsfläche mit Druckfarbe verschmiert wird. Bei dieser Ausführungsform wird daher ein Bezugsansatz 120 des Thermodruckkopfes 106 (Fig. 6) gegen einen Armabschnitt 121 der Führung 84 angedrückt, um den Zwischenraum oder Spalt unbedingt im Bereich von 0,2 ± 0,05 mm zu halten.

Wenn sich nach dem Druckvorgang die Vorderkante des Papierblatts 14 weiter vorwärtsbewegt, wird sie zwischen der zweiten Rolle 72 des ersten freibeweglichen Abschnitts 76 und einer Papierausgaberolle 122 erfaßt. In diesem, in Fig. 9 gezeigten Zustand wird die Aufzeichnungsfläche des Papierblatts 14 durch einen Nadelabschnitt 124 mit von der Mantelfläche der Rolle 122 abstehenden Nadeln unterstützt. An den beiden Endabschnitten der Rolle 122 ausgebildete Bezugsrollenabschnitte 126 und 128 stehen in Abrollberührung mit dem Förderband 50. Das Papierblatt 14 kann somit ohne übermäßige Druckbeaufschlagung transportiert werden, so daß ein noch nicht getrocknetes Aufzeichnungsbild vor Beeinträchtigung geschützt ist. Da insbesondere die auf das Papierblatt 14 aufgespritzte Druckfarbe nicht mit einer Rollenfläche in Berührung kommt, kann ein klares bzw. scharfes Bild erzielt werden.

Das Papierblatt 14 wird weitertransportiert, bis seine Hinterkante den Abrollberührungsbereich zwischen Ausrichtrolle 52 und erster Rolle 70 passiert.

Hierbei wird eine zum Andrücken des Papierblatts 14 gegen die Führung 84 dienende Kraft über den Mechanismus 86 übertragen, und die Bandleitplatte 80 des zweiten freibeweglichen Abschnitts 78 wird durch eine Reaktionskraft zur Platte 80 von der Führung 84 gegen die Kraft der Feder 90 über den Stoßdämpfer 100 relativ zum Gehäuse des ersten freibeweglichen Abschnitts 76 nach oben gedrückt.

Nachdem die Hinterkante des Papierblatts 14 zwischen den Rollen 52 und 70 hindurchgelaufen ist, werden die Rolle 52 und das Förderband 50, die vorübergehend getrennt waren, unter ihrem Eigengewicht wieder in gegenseitige Abrollberührung gebracht. Dabei wird der auf das Papierblatt 14 wirkende Druck auf das Gesamtgewicht der Platte 80 und die Vorbelastungskraft der Feder 90 reduziert, so daß das Papierblatt 14 zügig transportiert werden kann.

Wenn die Hinterkante des Papierblatts 14 mit dem Gesamtgewicht der Papierfördereinheit 48 beaufschlagt wird, muß das Papierblatt 14 unter der Einwirkung einer großen Reibungskraft transportiert werden, was zu einer instabilen oder unsicheren Förderung führt.

Wenn sich das Papierblatt 14 weiter vorwärtsbewegt und seine Hinterkante den Randbereich der Führung 84 an der Seite des Thermodruckkopfes 106 passiert hat, ist die Leitplatte 80 bereits über den Stoßdämpfer 100 aufwärts gedrückt worden, so daß sie sich unter der Stoßdämpfungswirkung des Stoßdämpfers 100 langsam herabbewegen kann. Die Hinterkante des Papierblatts 14 kann somit an den Heizelementen 104 des Thermodruckkopfes 106 vorbeilaufen, während sich das Papierblatt 14 der Fläche des Films 108 nähert.

Wenn die Bandleiterplatte 80 nicht mit einer Gegenwirk- oder Reaktionskraft beaufschlagt wird und sich unmittelbar nach dem Vorbeilauf der Hinterkante des Papierblatts 14 am Randabschnitt der Führung 84 unter ihrem Eigengewicht und der Vorbelastungskraft der Feder 90 abwärts bewegt, wird die Fläche des Films 108 in Berührung mit der Aufzeichnungsfläche des Papierblatts 14 gebracht und dadurch die Hinterkante des Papierblatts mit Druckfarbe verschmiert.

Wenn bei dieser Anordnung die Vorder- oder Hinterkante des Papierblatts 14 innerhalb eines (Abstands-)Bereichs von etwa 6 mm von den Heizelementen 104 - in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung längs der Papiertransportrichtung gesehen - liegt, wird die elektromagnetische Spule 92 erregt, um die Leitplatte 80 in Aufwärtsrichtung anzuziehen. Dabei trennt sich das Papierblatt 14 von der Fläche des Films 108, so daß eine gegebenenfalls gefaltete oder gebogene Vorder- oder Hinterkante des Papierblatts 14 an einer Berührung mit der Fläche des Films 108 gehindert wird.

Auf die beschriebene Weise wird eine Berührung und Verunreinigung des Papierblatts 14 durch den Druckfarbfilm 108 vermieden. Außerdem passiert das Papierblatt 14 die Rolle 122 unter Aufrechterhaltung eines kleinen Spalts oder Abstands zwischen dem Förderband 50 und dem Film 108, und das Papierblatt wird ohne jede Verunreinigung oder Verschmierung auf ein Papierausgabefach 130 ausgegeben.

Ein das Ausgeben des Papierblatts 14 feststellender Detektor 132 ist zwischen den Rollen 122 und 72 an der Seite des Faches 130 angeordnet. Der Dektektor 132 umfaßt eine zweite Leuchtdiode 134 und einen zweiten Photosensor 136, die der Papiertransportstrecke zugewandt sind. Wenn das Papierblatt 14 auf das Fach 130 ausgegeben wird und seine Hinterkante an der Leuchtdiode 134 vorbeiläuft, wird ein ansteigendes Signal des Photosensors 136 zur Anzeige dafür, daß das Papierblatt 14 ausgegeben worden ist, abgegriffen.

Die Druckfarbzuführung von einem Druckfarbtank 138 zur Filmkassette 110 und vom Druckfarbbehälter 118 der Kassette 110 zum Druckfarbfilm 108 ist im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.

Gemäß Fig. 2 sind die Film-Kassette 110 und der Druckfarbtank 138 herausnehmbar in das Gerät eingesetzt. Druckfarbe 119 ist im Tank 138 enthalten, der in einen Druckfarbtank- Anbauteil 140 der Kassette 110 eingeschraubt und darin festgelegt ist. Ein durchsichtiges Druckfarb- Zufuhrrohr 142 des Tanks 138 drückt ein Ventil 146 der Kassette 110 in feste Berührung gegen eine Dichtung 144 des Anbauteils 140 gegen die Kraft einer Feder 148.

Das Ventil 146 der Kassette 110 drückt eine Öffnung/ Schließ-Stange 150 des Druckfarbtanks 138 nach oben und drückt damit ein Ventil 152 des Druckfarbtanks 138 gegen die Kraft einer Ventilfeder 154 (in Öffnungsrichtung), so daß aus dem Tank 138 Druckfarbe 119 zugeführt wird. Die Zufuhr von Druckfarbe 119 aus dem Tank 138 erfolgt, bis das schräggeschnittene distale Ende des Rohrs 142 mit Druckfarbe gefüllt ist. Die Druckfarbe 119 fließt dabei in im Behälterabschnitt 158 der Kassette 110 ausgebildete enge Druckfarb-Zufuhrdurchgänge 160 und 162 über kleine Bohrungen in dem das Ventil 146 der Kassette 110 umschließenden Abschnitt und eine Leitstrecke 156 (vgl. Fig. 6).

Die Druckfarbe 113 tränkt dabei Druckfarb-Filze 164 und 166 und wird durch diese auf den Film 108 übertragen. Infolgedessen füllen sich die kleinen Öffnungen 109 des Druckfarbfilms 108 gemäß Fig. 7 mit Druckfarbe 119, wobei Druckfarbtröpfchen durch Blasenbildung beim schnellen Erwärmen der Heizelemente 104 erzeugt werden.

Wenn im Anbauteil 140 die Druckfarbe 119 verbraucht ist und der Spiegel der Druckfarbe 119 unter das schräggeschnittene Ende des Rohrs 142 absinkt, tritt über einen im Druckfarbbehälter 118 der Kassette 110 ausgebildeten Luftansaugdruchgang 168 Luft in den Druckfarbtank 138 ein, so daß neue Druckfarbe 119 zugeführt wird.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist der Luftansaugdurchgang 168 im oberen Abschnitt des Anbauteils 140 ausgebildet, so daß sein Volumen möglichst klein sein kann. Wie noch näher beschrieben werden wird, wird ein Luftzutritt zum Druckfarbbehälter 118 nur dann zugelassen, wenn die kleinen Öffnungen 109 des Druckfarbfilms 108 erste und zweite Elemente 170, 172, 174 und 176 zur Beseitigung überschüssiger Druckfarbe passieren, die aus elastischem Gummi geformt sind und auch als Dichtelemente wirken. Bei der Bewegung des Druckfarbfilms 108 kann somit Druckfarbe 119 aus dem Tank 138 in den Druckfarbbehälter 118 nachgefüllt werden, während dies beim Wechseln oder Bewegen der Kassette 110 nicht zugelassen wird.

Die Druckfarbe 119 wird somit nicht in übermäßig großer Menge zur Kassette 110 zugeführt, so daß ein Herausfließen verhindert wird.

Da gemäß den Fig. 1 und 2 die Druckfarbe 119 dem Druckfarbfilm 108 über die Druckfarb-Filze 164 und 166 zugeführt wird, bildet sie keine freie Oberfläche als Flüssigkeit im Druckfarbbehälter 118. Weil dabei die Druckfarbe 119 unter ihrer Oberflächenspannung in den Filzfasern eingeschlossen ist, kann sie nicht aus der Kassette 110 herausfließen.

Im folgenden ist das Abnehmen des Druckfarbtanks 138 vom Anbauteil 140 der Kassette 110 beschrieben.

Wenn die im Tank 138 enthaltene Druckfarbe 119 aufgrund des ständigen Nachfüllens verbraucht wird, fällt der Spiegel der Druckfarbe 119 bis zum Rohr 142 ab. Dabei wird das von einer den Druckfarbspiegel überwachenden Leuchtdiode 177 emittierte Licht durch das Rohr 142 geworfen, so daß ein gegenüberstehender entsprechender Photosensor 178 anspricht und ein entsprechendes Meßsignal liefert. Auf diese Weise kann ein Leerzustand des Druckfarbtanks 138 festgestellt werden.

Der Leerzustand (des Tanks 138) wird sodann im Drucker 10 Auf einem Anzeigeteil desselben oder auf einem Anzeigeteil der angeschlossenen Datenverarbeitungsvorrichtung 38 angezeigt. Wenn dem Thermodruckkopf 106 keine Druckfarbe 119 zugeführt wird, wird der Leerzustand des Tanks 138, d. h. die Notwendigkeit für ein Auswechseln dieses Tanks, signalisiert.

Dadurch wird der Druckfarbtank 138 ausgewechselt. Bei der beschriebenen Anordnung erfolgen das Abnehmen des Druckfarbtanks 138 und des Ventils 146 der Kassette 110 in umgekehrter Reihenfolge zu den entsprechenden, vorher beschriebenen Vorgängen.

Dabei bewegt sich das Ventil 146 der Kassette 110 aufwärts in innige Berührung mit der Unterseite der Dichtung 144 unter der Vorbelastungskraft der Feder 148, so daß ein Herausfließen von Druckfarbe 119 aus der Kassette 110 verhindert wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform besitzt der Druckfarbtank 138 ein Fassungsvermögen von etwa 100 cm³, und er ist, mit Ausnahme des Rohrs 142, im Hinblick auf Witterungsbeständigkeit aus einem nicht-durchsichtigen Werkstoff gefertigt. Mit einer Druckfarbmenge von etwa 100 cm³ können etwa 2000 bis 5000 Papierblätter des Formats A4 bei normaler Aufzeichnungsdichte bedruckt werden. Die Druckfarbfilm-Kassette 110 wird vorzugsweise nach dem Bedrucken von 100 000 Papierblättern des Formats A4 oder nach einer Betriebszeit von 3 Jahren ausgewechselt, weil dann Verstopfungen der kleinen Öffnungen 109 im Film 108 durch Papierstaub, Schimmel, eingetrocknete Druckfarbe und dergl. auftreten können. Aus diesem Grund sind Kassette 110 und Druckfarbtank 138 getrennt angeordnet. Außerdem kann mit der beschriebenen Anordnung ein Austreten oder Verdunsten von Druckfarbe 119 aus dem Tank 138 verhindert werden.

Im folgenden ist das Einsetzen der Film-Kassette 110 in den Drucker 10 beschrieben.

Im Drucker 10 ist der Thermodruckkopf 106 am Gehäuse 12 befestigt, und im Behälter 158 ist an dem den Druckfarbfilm freilegenden Abschnitt 180 der Kassette 110 ein Fenster 84 im Behälter 158 ausgebildet. Gemäß den Fig. 4 und 5 kann somit beim Einsetzen in das Gehäuse der Thermodruckkopf 106 durch das Fenster hindurchgeführt werden.

Gemäß Fig. 2 wird ein erster Tragteil 186 der Kassette 10 in das Gehäuse 12 eingesetzt, worauf ein an ihrem anderen Ende vorgesehener zweiter Tragteil 188 herabgedrückt wird. Dabei bewegt sich eine Kassetenfixier- Feder 189 gemäß Fig. 2 nach rechts, um mit ihrem Kopfteil in eine Ausnehmung im zweiten Tragteil 188 einzutreten und damit die Kassette 110 zu fixieren.

Bei der beschriebenen Anordnung ist der Behälter 158 der Kassette 110 mit einem Fenster versehen, so daß die Kassette 110 ausreichende mechanische Festigkeit erhält.

Wie erwähnt, kann die Kassette 110 ohne weiteres eingesetzt oder herausgenommen werden, auch wenn der Druckfarbtank 138 an ihr aufgesetzt ist. Die jeweilige Farbe der Druckfarbe 119 kann einfach durch Auswechseln der Kassette 110 gewechselt werden. Beim Einsetzen oder Herausnehmen der Kassette 110 verschwenkt sich die Leitplatte 80, wie in Fig. 1 durch den Pfeil A angegeben, nach oben, und die Führung 84 verschwenkt sich, wie durch den Pfeil B gezeigt, zum weiten Öffnen des oberen Abschnitts der Kassette 110, so daß ein in der Papierfördereinheit 48 steckengebliebenes Papierblatt oder am Druckfarbfilm 108 haftender Papierstaub ohne weiteres entfernt werden kann und das Auswechseln der Kassette 110 vereinfacht wird.

Um beim Herausnehmen der Kassette 110 ein Herausfließen oder Verdunsten von restlicher Druckfarbe 119 in der Kassette 110 zu verhindern, ist gemäß Fig. 5 an dem den Druckfarbfilm freilegenden Abschnitt 180 der Kassette 110 ein Kassettendeckel 190 angelenkt, der zum Verschließen des genannten Abschnitts 180 in Richtung des Pfeils D schwenkbar ist. Ein Ansatz (eine Leiste) 192 des Deckels 190 gelangt dabei in innige Berührung mit den ersten und zweiten Druckfarb-Abstreifelementen 170, 172, 174 und 176 unter Herstellung einer Abdichtung für die Kassette 110.

Gemäß Fig. 1 stehen zwei Druckfarb-Aufsaugelemente 194 und 196 in Berührung mit dem unteren Abschnitt des Thermodruckkopfes 106, um die längs der Seitenfläche des Thermodruckkopfes 106 herabfließende Druckfarbe 119 aufzusaugen. Auf diese Weise wird auch ein Herabfließen von Druckfarbe vom Thermodruckkopf 106 verhindert.

Im folgenden ist der Antrieb oder Transport des Druckfarbfilms 108 beschrieben.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen in Seitenansicht bzw. in Aufsicht einen Filmantriebsmechanismus 198 als Druckmedium- Antriebsmechanismus. Der Filmantriebsmechanismus 198 umfaßt einen Filmantriebs-Motor 200 und ein auf dessen Welle sitzendes Zahnrad 202, das mit Zahnrädern 208 und 210 zweier Rollen oder Spulen 204 und 206 kämmt, auf welche der Druckfarbfilm 108 aufgerollt ist. Zwischen die Spule 204 und das Zahnrad 208 ist eine Einwegkupplung 212 eingeschaltet, während auf ähnliche Weise eine Einwegkupplung 214 zwischen die Spule 206 und das Zahnrad 210 eingeschaltet ist. Der Motor 200 ist dabei zur Drehung in der einen oder anderen Richtung umsteuerbar, so daß der Druckfarbfilm 108 in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung gemäß Fig. 3 transportierbar ist.

Da gemäß Fig. 6 das eine Ende einer in die Filmspule 204 eingesetzten linksgängig gewickelten Feder 216 in eine Aussparung im Zahnrad 208 eingehängt ist, wird die Feder 216 bei der Drehung des Zahnrads 208 im Uhrzeigersinn fester um die Spule 204 herumgewickelt, so daß eine Kraftübertragung vom Zahnrad 208 auf die Spule 204 erfolgt.

Dabei wird eine in die Spule 206 eingesetzte rechtsgängig gewickelte Feder 218 durch das Zahnrad 210 außer Eingriff mit der Spule 206 gebracht. Da sich hierbei jedoch die Spule 206 und die Feder 218 in derselben Richtung drehen, entsteht zwischen ihnen Schlupf.

Da beim Einsetzen oder Herausnehmen der Film-Kassette 110 die Zahnräder 208 und 210 getrennt mit dem Motor-Zahnrad 202 kämmen, kann der Druckfarbfilm 108 ungestrafft bleiben oder ständig einer übermäßig hohen Zugspannung ausgesetzt sein. Im letzteren Fall können Filmspule 206 und Feder 218 unter Vermeidung einer übermäßigen Spannung relativ zueinander durchrutschen.

Gemäß Fig. 6 ist die Druckfarbfilm-Kassette 110 mit einem Filmspannmechanismus 220, um den Druckfarbfilm 108 unter eine vorgegebene Spannung zu setzen, an der von den Spulen 204 und 206 abgewandten Seite versehen. Der Filmspannmechanismus 220 beseitigt etwaige Lockerheit im Film 108 und drückt diesen mit einem zweckmäßigen Druck gegen die Heizelemente 104 des Thermodruckkopfes 106 an. Am einen Ende der Spule 204 ist mittels eines Stifts 222 ein Haken-Kettenrad 224 befestigt, wobei eine linksgängig gewickelte Torsionsfeder 228 eingesetzt ist. Ihr anderes Ende ist in eine Ausnehmung oder Aussparung 232 des Kettenrads 230 eingehängt, das über eine Hakenkette (ladder chain) 234 mit dem Kettenrad 224 verbunden ist.

Gemäß Fig. 6 ist die Torsionsfeder 228 so verwunden, daß die Spule 206 durch sie entgegen dem Uhrzeigersinn vorbelastet ist, und die Spule 204 ist dadurch im Uhrzeigersinn vorbelastet, wenn die Hakenkette 234 um die Kettenräder 224 und 230 herumgelegt ist. Infolgedessen kann eine zweckmäßige Spannung auf den Druckfarbfilm 108 entsprechend einer Torsionskraft (d. h. Drehmoment) der Torsionsfeder 228 ausgeübt werden. Wenn der Druckfarbfilm 108 in den Drucker 10 eingesetzt wird, kann er sich mithin unter einem zweckmäßigen Druck und ohne Lockerheit oder Durchhang in innige Berührung mit dem distalen Endabschnitt des Thermodruckkopfes 106 verschieben.

Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem das Zahnrad 202 gemäß Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt wird.

In diesem Fall dreht sich das Zahnrad 210 entgegen dem Uhrzeigersinn, und die Feder 218 wird fest um die Spule 206 herumgewickelt. Hierauf bewegt sich der Film 108 in einer Richtung, in welcher er von der Spule 206 aufgenommen wird. Auf diese Weise wird bei Drehung des Motors im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn der Film 108 jeweils in der einen oder anderen Richtung transportiert. Bei der beschriebenen Anordnung wird eine Lockerheit des Druckfarbfilms 108 durch Betätigung der Federn 218 und 216 sowie des Mechanismus 220 beim Einsetzen oder Herausnehmen der Kassette 110 verhindert, so daß weder der Film 108 noch der Thermodruckkopf 106 durch eine übermäßige Spannung oder Straffheit des Films 108 beschädigt wird.

Gemäß Fig. 10 enthält der Druckfarbfilm 108 einen eine große Zahl von Öffnungen 109 aufweisenden Bereich 240 sowie an dessen beiden Seiten jeweils Bereiche 242 ohne jede Öffnung. Beim Druckvorgang muß der Bereich 240 den Heizelementen 104 gegenüberstehen. Zu Beginn des Druckvorgangs erreicht der Vorderabschnitt - in Filmbewegungsrichtung gesehen - des Bereichs 240 die Heizelemente 104. Aus diesem Grund ist im Filmantriebsmechanismus 198 ein Filmlagen-Detektormechanismus 250 zur Feststellung des vorderen und hinteren Endabschnitts des Bereichs 240 des Films 108 vorgesehen.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist im Detektormechanismus 250 ein Detektor- oder Meßrad 244 zur Feststellung einer Filmlage oder -stellung an der Antriebswelle 245 des Motors 200 montiert. Im Meßrad 244 sind erste und zweite Schlitze 246 bzw. 248 an Stellen entsprechend den beiden Granzabschnitten des Bereichs 240 des Films 108, d. h. entsprechend den vorderen und hinteren Endabschnitten in Filmtransportrichtung ausgebildet. Der erste Schlitz 246 besteht aus einem Langloch und einer runden Bohrung, während der zweite Schlitz 248 nur eine runde Bohrung umfaßt. Ein Lagendetektor 250 zur Bestimmung der Lagen oder Positionen der Schlitze 246 und 248 mittels Lichts ist so angeordnet, daß er den Randabschnitt des Meßrads 244 umgreift.

Bei laufendem Motor 200 mißt der Ladedetektor 250 durch die Öffnung des Schlitzes 246 erzeugte kurze und lange Lichtimpulse und vergleicht diese mit einem konstanten Taktimpuls von einer nicht dargestellten elektrischen Steuerschaltung. Dabei erfaßt der Detektor 250 am hinteren Ende des Langlochs - im Uhrzeigersinn -, daß der abgegriffene Schlitz der erste Schlitz 246 ist. Wenn der Detektor 250 einen durch den Schlitz 248 übertragenen einzelnen Lichtimpuls abgreift, stellt er damit fest, daß der erfaßte Schlitz der zweite Schlitz 248 ist. Wenn der Detektor 250 den ersten Schlitz 246 erfaßt, empfängt der Motor 200 ein Stopp-Signal von der Steuerschaltung 252.

Wenn der Motor 200 angehalten ist, bedeckt der Bereich 242 des Druckfarbfilms 108 (Fig. 10) den den Film freigebenden Abschnitt 180 der Kassette 110, während sich der Bereich 240 im Druckfarbbehälter 118 unter den Abstreifelementen 172 und 174 an der Kassette 110 befindet. Da die Kassette 110 durch den Bereich 242 abgedeckt ist, ist sie gegenüber der Außenatmosphäre verschlossen.

Auf diese Weise wird ein Verdampfen oder Verdunsten der in der Kassette 110 enthaltenen Druckfarbe 119, was zu einer Erhöhung ihrer Viskosität führen würde, verhindert. Wenn sich die Viskosität der Druckfarbe 119 erhöht, verringert sich die Austreibgeschwindigkeit von Druckfarbtröpfchen aus den Öffnungen 109, während im ungünstigsten Fall das Austreiben von Druckfarbe völlig verhindert wird.

Die Druckeinheit 102 empfängt einen Druckbefehl von der (nicht dargestellten) mit dem Drucker 10 verbundenen Datenverarbeitungsvorrichtung 38 für die Verarbeitung von Bild- oder Zeichendaten, woraufhin die ersten Transportrollen 20 für die Zuführung des Papierblatts 14 zur Papierfördereinheit 48 angetrieben werden. Wenn sich der Motor 200 über eine vorbestimmte Zahl von Impulsen entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils D in Fig. 4 dreht, wird der Druckfarbfilm 108 für eine vorbestimmte Zeitspanne transportiert. Der verlaufende Endabschnitt des Bereichs 240 des Films 108 wird dabei an den Heizelementen 104 ausgerichtet und wartet dann die Ankuft des Aufzeichnungs-Papierblatts 14 ab, bis der Vorder-Endabschnitt des Bereichs 240 mit der Vorderkante des Papierblatts 14 koinzidiert. Anschließend wird der Druckfarbfilm 108 in Synchronismus mit der Bewegung des Papierblatts 14 transportiert. Die Transportgeschwindigkeit des Films 108 (20 mm/s) beträgt die Hälfte derjenigen des Papierblatts 14 (40 mm/s).

Wenn gemäß Fig. 11 die Bewegungs- oder Transportgeschwindigkeit des Papierblatts 14 im Bereich von 10 bis 100 mm/s variiert wird und dabei die Transportgeschwindigkeit des Druckfarbfilms 108 gleich V/4 oder mehr in bezug auf die Transportgeschwindigkeit V des Papierblatts 14 ist, kann die Aufzeichnungsdichte auf dem Papierblat 14 unabhängig von dessen Bewegungsrichtung relativ zum Film 108 1,0 oder mehr betragen (durchgehend schwarz, Lochöffnungsverhältnis 34,5%, Deckungsverhältnis des bedruckten Teils zum Papierblatt 75%). Das Lochöffnungsverhältnis ist dabei das Verhältnis der Öffnungsfläche zur Filmfläche.

Die Transportstrecke des Films 108 kann somit kürzer sein als die Aufzeichnungslänge (in Aufzeichnungsrichtung) auf dem Papierblatt 14, die Fläche des Bereichs 240 kann verkleinert sein, und der Film 108 läßt sich somit einfacher herstellen. Wenn der Bereich 240 eine große Fläche aufweist, ist es schwierig, über seine Gesamtfläche hinweg Öffnungen (oder Perforationen) eines gleichmäßigen Durchmesser (von 25 bis 30 µm) auszubilden. Dabei verringert sich der Durchmesser der Öffnungen 109 z. B. in den Umgebungsabschnitten, was zu einer unregelmäßigen Aufzeichnungsdichte führt. Bei der beschriebenen Anordnung kann dagegen die Fläche des Bereichs 240 verkleinert sein, so daß ein regelmäßiges, gleichmäßiges Bild erhalten wird.

Wenn der Druckfarbfilm 108 anschließend transportiert wird, erreicht das hintere Ende des Bereichs 240 die Heizelemente 104 von der Seite der Abstreifelemente 172 und 174 her. Sodann erfaßt der Filmlagendektektor 250 den zweiten Schlitz 248. Um dabei der obengenannten Beziehung zwischen den jeweiligen Positionen des Films 108 sowie den ersten und zweiten Schlitzen 246 und 248 des Meßrads 244 zu genügen, muß der Film 108 beim Einsetzen (setting) der Film-Kassette 110 an der Seite der Abstreifelemente 172 und 174 aufgewickelt sein. Außerdem muß der Motor 200 bei Erfassung der runden Bohrung des ersten Schlitzes 246 durch den Detektor 250 abgeschaltet werden.

Wenn die Papierblätter 14 kontinuierlich zugeführt werden und das n-te (n = eine gerade ganze Zahl) Papierblatt 14 dem Aufzeichnungsvorgang unterworfen wird, wird der Film 108 aufgewickelt, bis das hintere Ende des Bereichs 240 an der Seite der Abstreifelemente 172 und 174 die Spule 204 erreicht, um mit Druckfarbe 119 gefüllt bzw. getränkt zu werden. Anschließend wird der Druckfarbfilm 108, wie vorher erwähnt, in einer Richtung entgegengesetzt zur Filmtransportrichtung bewegt. Die Ankunft des hinteren Endes des Bereichs 240 wird für eine vorbestimmte Zeitspanne abgewartet, um das vordere Ende des Papierblatts 14 auf das hintere Ende des Bereichs 240 auszurichten, worauf Druckfarbfilm 108 und Papierblatt 14 für die Aufzeichnung in Synchronismus miteinander transportiert werden.

Wenn eine Aufzeichnung auf dem (n+1)-ten Papierblatt 14 erfolgt, wird oder ist das andere Ende des Bereichs 240 an der Seite der Elemente 170 und 176 zum Füllen oder Tränken mit Druckfarbe 119 auf die Spule 206 aufgewickelt, um dann zu den Heizelementen 104 zurückgeführt zu werden. Nachdem das betreffende Ende des Bereichs 240 auf die Vorderkante des Papierblatts 14 ausgerichtet ist, wird der Druckfarbfilm 108 transportiert.

Da der Aufzeichnungsvorgang mittels hin- und hergehender Bewegung des Druckfarbfilms 108 erfolgt, wird ein kontinuierliches Aufzeichnen ermöglicht.

Die ersten und zweiten Abstreifelemente 170, 174, 176, 172 für überschüssige Druckfarbe sind abwechselnd in Berührung mit dem Druckfarbfilm 108 angeordnet, wobei die zweiten Elemente 174 und 176 über den ersten Elementen 170 und 172 angeordnet sind.

Da die Filmspulen 206 und 204 unterhalb der Oberseite des Thermodruckkopfes 106 angeordnet sind, kann die Druckeinheit 102 kompakt ausgebildet sein, und das Papierblatt 14 kann unter genauester Einhaltung eines Spalts oder Zwischenraums zwischen ihm und den Heizelementen 104 transportiert werden. Wenn zudem die Spulen 204 und 206 unterhalb der ersten Abstreifelemente 170 und 172 an der Seite des Thermodruckkopfes 106 angeordnet sind, werden der Abstand zwischen den zweiten Abstreifelementen 174 und 176 und auch die Fläche des den Druckfarbfilm freilegenden Abschnitts 180 verkleinert. Auf diese Weise kann eine kompakt gebaute Druckfarbfilm-Kassette 110 realisiert werden.

Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem der Druckfarbfilm 108 in Richtung des Pfeils G gemäß Fig. 6 transportiert wird. Der beim Durchlauf durch den Druckfarbbehälter 118 mit Druckfarbe 119 gefüllte bzw. getränkte Film 108 wird in Aufwärtsrichtung transportiert, wobei Überschußdruckfarbe durch das erste Abstreifelement 170 vom Film 108 abgestreift wird. Da jedoch während des Aufzeichnungsvorgangs der Bereich 240 am Abstreifelement 170 vorbeiläuft, wird überschüssige Druckfarbe 119 in einer konstante Menge (level) über den Bereich 240 zu der dem Thermodruckkopf 106 gegenüberliegenden bzw. von ihm abgewandten Seite verdrängt.

Die zur gegenüberliegenden Seite verdrängte Druckfarbe 119 wird durch das zweite Abstreifelement 174 entfernt oder abgestreift und dann zur Seite des Thermodruckkopfes 106 übertragen. Wenn sich beim Transport des Films 108 in Richtung des Pfeils G der Bereich 240 an den Abstreifelementen 170 und 174 vorbeibewegt, wird eine ausreichende Menge an Druckfarbe 119 nicht nur in die Öffnungen 109 eingebracht, sondern auf die Gesamtfläche des Druckfarbfilms 108 aufgetragen.

Infolgedessen kann die Filmtransportgeschwindigkeit auf 1/4 der Transportgeschwindigkeit des Papierblatts 14 herabgesetzt werden.

Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem sich der Bereich 240 längs der Abstreifelemente 170 und 174 abwärts bewegt. Zunächst wird die auf der Aufzeichnungsflächenseite des Druckfarbfilms 108 vorhandene Druckfarbe durch das Abstreifelement 172 abgestreift. Neben der überschüssigen Druckfarbe 119 werden dabei auch Staub oder Papierpulver, die am Film 108 haften, entfernt. Hierbei wird die am distalen Endabschnitt des Abstreifelements 174 verbliebene Druckfarbe 119 über die Öffnungen 109 im Bereich 240 zur Seite des Thermodruckkopfes 106 verdrängt und anschließend wieder durch das Abstreifelement 170 entfernt, so daß sie auf dessen distalem Endabschnitt verbleibt.

Die abgestreifte und am distalen Endabschnitt des Abstreifelements 170 verbliebene oder zurückbleibende Druckfarbe 119 wird dann durch die Öffnungen 109 im Bereich 240 zu der vom Thermodruckkopf 106 abgewandten Seite bzw. zu seiner gegenüberliegenden Seite verdrängt. Auf diese Weise wird überschüssige Druckfarbe 119 in den Druckfarbbehälter 118 der Kassette 110 zurückgeführt.

Wenn der Bereich 242 des Druckfarbfilms 108 die Abstreifelemente 170 und 174 passiert, wird die vom Thermodruckkopf 106 abgewandte Fläche des Films 108 ständig durch das Abstreifelement 176 gereinigt, und sie braucht nicht durch das Abstreifelement 174 gereinigt zu werden. Papier- und Gummistaub lagern sich jedoch am distalen Endabschnitt des Abstreifelements 174 ab.

Die Fläche des Films 108 an der Seite des Thermodruckkopfes 106 wird ebenfalls durch das Abstreifelement 172 gereinigt und braucht nicht durch das Abstreifelement 170 gereinigt zu werden.

Wenn der Bereich 242 des Films 108 den den Druckfarbfilm freilegenden Abschnitt 180 der Kassette 110 bedeckt, ist der nach außen hin freiliegende bzw. zugängliche Abschnitt des Films 108 gereinigt, so daß eine Verschmutzung der Hände der Bedienungsperson mit Druckfarbe vermieden wird.

Da gemäß Fig. 14 bzw. 10 die Längen M und N der Bereiche 242 des Druckfarbfilms 108 länger gewählt sind als die Filmfreigabebreite E (Fig. 6) der Kassette 110, kann ein Lufteintritt über einen Spalt zwischen ersten und zweiten Abstreifelementen 170, 172, 174 und 176 verhindert werden. Auf diese Weise wird ein Verdunsten der Druckfarbe 119 verhindert, so daß sich ihre Viskosität nicht verändert, um damit jederzeit ein klares bzw. scharfes Bild gewährleistet wird.

Im folgenden ist ein Vorgang zum Entfernen von am Druckfarbfilm 108 anhaftendem Papierstaub beschrieben.

Wenn der Druckfarbfilm 108 in Richtung des Pfeils G in Fig. 6 transportiert wird, wird auch am distalen Endabschnitt des Abstreifelements 176 haftender Papierstaub und dergl. vom Film 108 mitgenommen, um die Heizelemente 104 des Thermodruckkopfes 106 zu erreichen. Der Film 108 wird zwischen den Heizelementen 104 verspannt und mehrmals ein kleines Stück hin- und herbewegt. Gleichzeitig wird ein Sauggebläse 254 (Fig. 2) eingeschaltet, um Papierteilchen oder Staub vom Film 108 durch eine Saugöffnung 256 (Fig. 9) im Förderband 50 in eine Luftansaugleitung 258 einzusaugen.

Auf diese Weise können am Druckfarbfilm 108 haftende Fremdkörper entfernt werden, um damit ein Verstopfen der Öffnungen 109 im Bereich 240 des Films 108 zu verhindern.

Da bei der beschriebenen Anordnung Papierstaub oder dergl. etwa 30 Sekunden nach einer Reihe aufeinanderfolgender Aufzeichnungsvorgänge entfernt wird, wird der Druckvorgang hierdurch nicht wesentlich beeinträchtigt.

Wenn der Bereich 242 des Films 108 aus der Kassette 110 herausgezogen ist, wird der Fremdkörperbeseitigungsvorgang durchgeführt. Infolgedessen wird keine Druckfarbe 119 in die Leitung 258 eingesaugt und auch nicht auf das Förderband 50 gebracht.

Die Betätigung des Druckfarbfilms 108 nach einer Reihe von Aufzeichnungsvorgängen in der Druckeinheit 102 ist nachstehend erläutert.

Nach Abschluß einer Reihe von Aufzeichnungsvorgängen wird der Film 108 während einer vorbestimmten Zeitspanne (von einigen Sekunden) mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als im Aufzeichnungsbetrieb transportiert. Hierdurch wird verhindert, daß vor Abschluß des Aufzeichnungsvorgangs die Druckfarbe 119 durch die Heizelemente 104 des Thermodruckkopfes 106 eingetrocknet wird. Anschließend erfolgt für etwa 10 Sekunden der Papierstaub- oder Fremdkörperbeseitigungsvorgang, worauf der den Film freilegende oder Offnungsfenster-Abschnitt 180 der Kassette mit dem Bereich 242 des Films 108 bedeckt wird.

Die ersten Druckfarbe-Abstreifelemente 170 und 172 bestehen aus einem elastischen Werkstoff, und ihre Kanten an der Seite des Thermodruckkopfes 106 stehen an der Unterseite des Druckfarbfilms 108 in inniger Berührung mit dem Thermodruckkopf 106. Die längs der Seitenflächen des Thermodruckkopfes 106 herabfließende Druckfarbe 119 kann somit über die Öffnungen 109 im Bereich 240 des Films 108 in den Druckfarbbehälter 118 der Kassette 110 zurückgeführt werden. Da die Abstreifelemente 170, 174, 176 und 172 aus einem luftundurchlässigen Werkstoff bestehen, wird eine Verbindung zwischen der Druckfarbe 119 innerhalb der Kassette 110 und der Luft außerhalb der Kassette 110 verhindert.

Im folgenden ist die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Öffnungen (oder Perforationen) 109 im Film 108 und ihrem gegenseitigen Abstand (pitch) anhand von Fig. 12 erläutert.

In Fig. 12 gibt ein Teil I die Bewegungs- oder Transportrichtung des Films 108 an. Drei einander benachbarte Öffnungen 109 sind jeweils so angeordnet, daß sie ein gleichseitiges Dreieck bilden. In Fig. 12 stehen die Buchstaben H und V für die Abmessungen der Heizelemente 104, die jeweils 100 µm bis 125 µm betragen. Weiterhin bezeichnen das Symbol P den Mittenabstand benachbarter Öffnungen 109 von 45 µm und das Symbol L den Mindest-Rand-Abstand zwischen benachtbarten Öffnungen 109 von 20 µm. Versuche haben gezeigt, daß dann, wenn der größte Abstand zwischen benachbarten Öffnungen 109 mit P gegeben ist, die Beziehungen H 2P und V 2P + D erfüllt sind. Außerdem läßt sich im Fall einer Auflösung von 8 Zeilen/mm eine ausgezeichnete Druckgüte erzielen, wenn der Durchmesser D jeder Öffnung 109 im Bereich von D = 15 bis 35 µm und P im Bereich von P = 40 bis 50 µm liegen.

Im folgenden ist anhand der Fig. 13 bis 16 ein Thermodruckkopf 106 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Fig. 13 veranschaulicht im Querschnitt einen Hauptteil des Thermodruckkopfes 106 in bezug auf den Druckfarbfilm.

Die Heizelemente 104 sowie elektrische Leiter (Anschlußelektroden) 260 und 262 sind mit einem verschleißfesten dünnen Isolierfilm 264 aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) beschichtet. Wenn zum schnellen Erwärmen der Heizelemente 104 an diese eine Spannung angelegt wird, bilden sich an ihnen (Druckfarbe-)Blasen. Die die Öffnungen 109 füllende Druckfarbe 19 wird unter dem Druck der Blasen augenblicklich ausgetrieben, wodurch der Druckvorgang durchgeführt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Widerstand auf 300 Ohm eingestellt, wobei zum Austreiben von Druckfarbe eine Spannung von 24 V einer Impulsbreite von 10 µm an die Heizelemente 104 angelegt wird. Jedes Heizelement verbraucht 2100 Erg.

Wenn die Dicke T eines Spalts 266 zwischen den Heizelementen 104 und dem Druckfarbfilm 108 mehr als 3 µm beträgt, ist die Druckfarb-Austreibleistung im wesentlichen gleichmäßig, so daß eine ausgezeichnete Druckgüte erzielt werden kann. Wenn jedoch die Dicke T größer ist als 10 µm, verringert sich die Austreibleistung unter Beeinträchtigung der Druckgüte. Bei einer Dicke T von weniger als 3 µm übersteigt der Energieverbrauch pro Heizelement 104 jeweils 2100 Erg; je kleiner die Dicke T ist, um so mehr Energie wird benötigt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Dicke T auf 3 µm eingestellt. In Fig. 13 ist mit 269 eine Glasurschicht bezeichnet. Als Werkstoff für das Heizelement 104 wird eine dünne Metalloxidschicht verwendet, die Rutheniumoxid als Hauptbestandteil und 0,6 bis 2,0% (Atomverhältnis: M/Ru [Ruthenium]) von M (M ist gleich mindetens ein Element aus der Gruppe, bestehend aus Ca [Calcium], Sr [Strontium], Ba [Barium], Pb [Blei], Bi [Wismut] und Tl [Thallium]) enthält.

Bei Verwendung der Metalloxid-Dünnschicht kann eine Widerstandsänderung aufgrund von Oxidation verhindert werden. Infolgedessen kann unabhängig von einer Widerstandsänderung eine große elektrische Energie an die Heizelemente 104 angelegt werden, um diese auf hohe Temperaturen zu erwärmen, wobei Stabilität im Langzeitbetrieb gewährleistet werden kann. Da die für die Heizelemente 104 verwendete Metalloxid-Dünnschicht einen vergleichsweise hohen Widerstand besitzt, ist zur Erzielung einer hohen Heizdichte nur ein kleiner Strom erforderlich. Aus diesem Grund wird die durch eine mit einem Heizwiderstand verbundene Leiterschicht fließende Strommenge verringert, so daß eine Wärmeerzeugung in diesem Abschnitt unterdrückt werden kann. Infolgedessen kann eine sogenannte Bildverschleierung im Druckvorgang verhindert werden. Da die Dünnschicht außerdem einen positiven Widerstands- Temperaturkoeffizienten besitzt, kann ihr anfänglich ein großer Strom zur Gewährleistung eines Ausdruckens mit hoher Geschwindigkeit aufgeprägt werden.

Gemäß den Fig. 14 bis 16 umfaßt ein stabförmiges Halteelement 268 einen Rundstab 264 aus Molybdän (als metallischem Werkstoff) und eine auf seiner Umfangfläche ausgebildete Glasurschicht (glazed glass layer) 269 als Isolierschicht. Neben Molybdän kann als Werkstoff für das Halteelement 268 auch Kupfer, eine Legierung auf Kupferbasis, rostfreier Stahl, Nickel oder eine Legierung auf Nickelbasis verwendet werden. Die Glas- oder Glasurschicht 269 ist mit einer Dicke von etwa 20 µm auf den Teil der Umfangsfläche des Stabs 267 aufgebracht, an welchem die Heizelemente 104 und die elektrischen Leiter 260 und 262 angeordnet werden sollen. Der von den Heizelementen 104 abgewandte Abschnitt der Umfangsfläche des Stabs 267 ist mit einem ihn tragenden distalen Endabschnitt eines Tragelements 270 verbunden (z. B. verklebt). Das Tragelement 270 besteht aus einer Glas-Epoxyhart-Platte 272 und einer damit verklebten Aluminiumplatte 274.

Da das die Heizelemente 104 auf die beschriebene Weise tragende Halteelement 268 die Form eines Rundstabs einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, können die Heizelemente 104 geringfügig versetzt oder verschoben sein, ohne daß sich hieraus Probleme aufgrund einer Abweichung zwischen dem Halteelement 268 und den Heizelementen 104 ergeben.

Die Materialkosten für das aus der Glas-Epoxyharz-Platte 272 und der Aluminiumplate 274 bestehende Tragelement 270 zur Halterung des Molybdän-Stabs 267 betragen außerdem 1% oder weniger der Kosten für das herkömmliche Keramiksubstrat.

Im Anschluß an das Halteelement 268 ist mit der Glas- Epoxydharz-Platte 272 des Tragelements 270 eine Treiber- oder Ansteuereinheit 276 verbunden, z. B. verklebt. Eine Schaltungsplatte 278 der Einheit 276, die mit einer noch zu beschreibenden Steuerschaltung versehen ist, liefert selektiv elektrischen Strom (oder elektrische Energie) zu den elektrischen Leitern 262, um damit die betreffenden Heizelemente 104 entsprechend einem Bilderzeugungssignal zu erwärmen. Die Treibereinheit 276 und die Leiter 262 sind mittels Golddrähten 282 einzeln miteinander verbunden. Hierbei können die Leiter 262 und die Einheit 276 lediglich mittels dieser Drähte zusammengeschaltet sein, weil die Einheit 276 dicht am Halteelement 268 angeordnet ist. Die betreffenden Bauteile können damit bei dieser Ausführungsform unmittelbar miteinander verbunden sein, ohne daß keine feingemusterte Schaltung benötig wird, wie sie für das bisherige Substrat, auf dem die Heizelemente 104 angeordnet sind, erforderlich ist. Die Ansteuereinheit 276 ist an ihrer Signaleingangsseite mit Eingangsklemmen versehen, deren Verhältnis zu den Ausgangsklemmen 1 : 5 beträgt. Das Bilderzeugungssignal wird über Zuleitungen 282 an die Eingangsklemmen angelegt. Da das Verhältnis der Eingangsklemmen zu den Ausgangsklemmen der Ansteuereinheit etwa 1 : 5 beträgt, kann ein ausreichend weites Verdrahtungsmuster auf der Glas-Epoxydharz-Platte 272 des Tragelements 270 ausgebildet werden. Hierdurch wird jede Möglichkeit für einen Musterbruch vermieden.

Im folgenden sei die Verteilung des Energieverbrauchs im Halteelement 268 betrachtet. Der größte Teil (etwa 90% oder mehr) der durch pulsierende Erwärmung der Heizelemente 104 verbrauchten Energie wird im Element 267, im Druckfarbfilm 108 usw. gespeichert, ohne zur Austreibung der Druckfarbe 119 aus dem Film 108 beizutragen. Aufgrund dieser Wärmespeicherung erhöht sich die Temperatur vom Film 108 und Druckfarbe 119 bis in die Nähe des Siedepunkts der Druckfarbe. Die Art der Druckfarbaustreibung hängt somit von der vorliegenden Wärmespeicherung ab. Mit anderen Worten: Wenn die Aufzeichnung thermischer Hysterese unterworfen ist, leiden die Aufzeichnungsbilder an ungleichmäßiger Dichte. Beim bisherigen Thermodruckkopf, der einen Glaswerkstoff für das Halteelement der Heizelemente verwendet, kann daher ein erheblicher Anteil der Wärme eingeschlossen bleiben oder zurückgehalten werden, wodurch das oben angeschnittene Problem hervorgerufen wird, weil die Wärmeleitfähigkeit von Glas nur 0,002 cal/(cm·s·°C) beträgt. Im Hinblick darauf wird erfindungsgemäß ein Metallwerkstoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit für das Halteelement 268 verwendet. Bei der ersten Ausführungsform ist insbesondere das Halteelement mit der Glasurschicht 269 überzogen, die als Isolierschicht oder -film dient und auf der Umfangsfläche des Rundstabs ausgebildet ist. Der Wärmedehnungskoeffizient der Glasschicht 269 beträgt etwa 23 × 10^-6/°C, während derjenige von Molybdän 5 × 10^-6/°C beträgt. Diese Zahlen können als praktisch gleich groß betrachtet werden. Die Glasschicht ist somit vor einer Rißbildung aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten geschützt. Die Wärmeleitfähigkeit der glasierten Schicht oder Glasurschicht 269 beträgt etwa 0,002 cal/(cm·s·°C), während diejenige von Molybdän etwa 0,35 cal/(cm·s·°C) beträgt und damit etwa 150-mal so groß ist wie diejenige der Glasschicht. Infolgedessen kann sich in dem Molybdän-Werkstoff kaum Wärme aufspeichern, so daß der ungünstige Einfluß der gespeicherten Wärme wirksam vermieden wird. Außerdem besitzt Molybdän eine größere Adhäsion zu Glas als jedes andere Metall.

Bei der beschriebenen Ausführungsform bildet außerdem die eine hohe Wärmeleitfäigkeit besitzende Aluminiumplatte 274 die Hälfte des Tragelements 270. Die in den Heizelementen 104 erzeugte und im Molybdän-Stab 268 gespeicherte Wärmeegnergie kann somit schnell auf die Aluminiumplatte 274 übergehen und zur Kühlung abgeleitet werden. Infolgedessen kann eine Ungleichmäßigkeit des Ausdrucks weitgehend vermieden werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14 ist das Tragelement 270 durch Verkleben (pasting) der Glas-Epoxydharz- Platte 272 und der Aluminiumplatte 274 gebildet. Zwischen einer V-förmigen Endfläche des Elements 270 und dem Halteelement 268, auf dem die Heizelemente 104 ausgebildet sind, sind zwei Thermistoren 284 als Temperaturmeßelemente eingesetzt.

Infolgedessen kann die Temperatur des Molybdän-Stabs 268 und somit die Differenz zwischen der Temperatur zu Betriebsbeginn des Thremodruckkopfes 106 und der Temperatur im Gleichgewichtszustand zwischen der Wärmeerzeugung und der Abstrahlung im Dauerbetrieb, ebenso wie eine atmosphärischen Temperaturschwankungen zuzuschreibende Änderung der Gleichgewichtstemperatur, genau gemessen werden. Die Temperatur des Thermodruckkopfes 106 kann somit durch nur geringfügige Änderung des den Heizelementen 104 zugeführten Stroms konstant gehalten werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht das Tragelement 270 aus der die Treiber- oder Ansteuereinheit 276 tragenden Glas-Epoxydharz-Platte 272 und der damit verklebten Aluminiumplatte 274. Wahlweise kann das Tragelement ein zweilagiges Gebilde sein, bei dem ein dünnes Substrat aus Polyimid oder dergl., welches die Ansteuereinheit 276 trägt, auf ein dickes Substrat aufgeklebt ist.

Die Treiber- oder Ansteuereinheit 276 umfaßt eine Anzahl von Treiber- ICs 285 der in Fig. 17 dargestellten Schaltungsanordnung. Jeder IC (integrierter Schaltkreis) 285 kann 32 Heizelemente 104 ansteuern. Den erfindungsgemäßen Thermodruckkopf 106 steuern getrennt 54 derartige ICs 285 an. Der Treiber-IC enthält 32 D-Flip- Flops 286 ₁ bis 286 ₃₂, Verriegelungskreise 288 ₁ bis288 ₃₂, UND-Glieder 290 ₁ bis 290 ₃₂ sowie Treiber 292 ₁ bis292 ₃₂. Ein Taktsignal CK und ein Eingangssignal SI werden über einen Puffer an die Takteingangsklemme CK bzw. die Eingangsklemme D des Flip-Flops 286 ₁ angelegt. Ein Ausgangssignal von der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops 286 ₁ wird der Eingangsklemme D des Flip-Flops 286 ₂ der nächsten Stufe sowie auch der Eingangskelmme D des Verriegelungskreises 288 ₁ zugeführt. Eine invertierte Version des Verriegelungssignals (latch signal) LS wird über einen Puffer an die Verriegelungseingangsklemme L des Verriegelungskreises 288 ₁ angelegt. Ein Ausgangssignal von der Ausgangsklemme Q des Verriegelungskreises 288 ₁ wird dem UND-Glied 290 ₁ zugeführt. Letzteres wird außerdem über einen Puffer mit invertierten Versionen eines hohen Freigabesignals ENH und eines niedrigen Freigabesignals ENL gespeist. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 290 ₁ wird dem Treiber 292 ₁ eingespeist.

In jedem der D-Flip-Flops 286 ₂ bis 286 ₃₂ in den folgenden Stufen wird das Taktsignal CK, wie beim Flip-Flop 286 ₁, über einen Puffer an die Takteingangsklemme CK angelegt. Die Eingangsklemmen D der Flip-Flops 286 ₂ bis 286 ₃₁ werden mit Ausgangssignalen von Ausgangsklemmen Q der jeweiligen vorhergehenden Flip-Flops 286 ₁ bis 286 ₃₀ gespeist. Die Ausgangssignale von den Ausgangsklemmen Q der Flip-Flops 286 ₂ bis 286 ₃₁ werden den Eingangsklemmen D der jeweiligen nachgeschalteten Flip-Flops 286 ₃ bis 286 ₃₂ zugeführt. Das Taktsignal CK wird über einen Puffer an die Takteingangsklemme CK des letzten Flip- Flops 286 ₃₂ angelegt, und ein Ausgangssignal von seiner Ausgangsklemme Q wird über einen Puffer als Signal SO zum Treiber-IC 285 der nächsten Stufe übertragen.

Die Verriegelungskreise 288 ₂ bis 288 ₃₂, die UND-Glieder 290 ₂ bis 290 ₃₂ sowie die Treiber 292 ₂ bis 292 ₃₂ besitzen jeweils dieselbe Konfiguration und wirken als Verriegelungskreis 288 ₁, UND-Glied 290 ₁ bzw. Treiber 292 ₁, vorausgesetzt, daß die Eingangsklemmen D der Verriegelungskreise mit Ausgangssignalen von ihren entsprechenden D- Flip-Flops gespeist werden.

Mit dieser Anordnung der Treiber-ICs 285 werden die Heizelemente 104 zur Wärmeerzeugung mit Verzögerungen von z. B. etwa 2 bis 3 µs zwischen den Gruppen der Elemente 104 angesteuert. Damit wird eine gleichzeitige Wärmeerzeugung vermieden. In den Fig. 15 und 16 bezeichnen die Ziffern 294 und 296 einen Kondensator bzw. einen Leitungsdraht.

Nachstehend sind anhand der Fig. 18 bis 25 andere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Dabei sind den Teilen der ersten Ausführungsform entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert.

Die Fig. 18 und 19 veranschaulichen einen Thermodruckkopf 298 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist ein zylindrisches Metallrohr mit einem Hohlraum bzw. einer Bohrung 300, beispielsweise ein Molybdän-Rohr 302, als Haltelement 268 vorgesehen. Der Thermistor 284 ist in der Bohrung 300 des Elements 268 angeordnet, so daß die Wärme der Glasurschicht auf der Umfangsfläche des Molybdän-Rohr durch eine im wesentlichen dünne Molybdänwand hindurch gemessen wird. Der Thermistor 284 kann somit die Temperatur mit hoher Genauigkeit messen. Die Temperatur der Heizelemente kann durch Regeln des Stromflusses durch die Heizelemente in Übereinstimmung mit der gemessenen Temperaturänderung eingestellt werden. Das Tragelement 270 umfaßt eine Aluminiumplatte 304 sowie getrennte, mit gegenüberliegenden Seiten der Aluminiumplatte 304 verklebte Polyimidplatten 306. An jeder Poylimidplatte sind Treiber- oder Ansteuereinheiten 294 angeordnet. Durch Anordnung der Ansteuereinheiten an beiden Seiten des Tragelements 270 kann jeder Treiber- oder Steuer-IC für die Heizelemente 104 zweigeteilt sein, so daß eine halbierte Packungsdichte der Einheiten 292 erreicht wird. In diesem Fall sind zwei Kondensatoren 294 entsprechend den Ansteuereinheiten 292 vorgesehen. Die Wärme des Molybdän- Rohrs 302 wird über die Aluminiumplatte 304 übertragen und abgestrahlt. Die zweite Ausführungsform bietet dieselben Wirkungen und Vorteile wie die zuerst beschriebene Ausführungsform.

Die Fig. 20 bis 24 veranschaulichen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Beim Thermodruckkopf 308 gemäß dieser Ausführungsform ist ein runder Glasstab 310 als Halteelement 268 vorgesehen. An der Umfangsfläche des Stabs 310 sind Heizelemente 104 und elektrische Leiter 260 und 262 angeordnet. Der Leiter 260 umfaßt schmale, unabhängige oder getrennte Muster 260 A, die entsprechend den einzelnen Heizelementen angeordnet sind und mit diesen in Kontakt stehen, sowie ein gemeinsames, mit den getrennten Mustern verbundenes Muster 260 B. Letzteres erstreckt sich längs der Umfangsfläche des Stabs 310 zur Seite des Leiters 262 oder der Ansteuereinheit 276, und es steht in Kontakt mit der End- oder Stirnfläche des Tragelements 270. Die in den Heizelementen erzeugte Wärme wird somit zum Leiter 260, d. . zu den Mustern 260 A und 260 B, sowie zum Glasstab 310 übertragen.

Die über den Glasstab 310 und die Muster 260 A und 260 B übertragene Wärme wird schnell über die mit der Aluminiumplatte 304 in Berührung oder Kontakt stehende Fläche des Stabs 310 zur Aluminiumplatte 304 des Tragelements 270 weitergeleitet und zerstreut. Die Temperatur des Halteelements 268 kann daher nicht sehr stark ansteigen und ist weniger ungleichmäßig, so daß eine Ungleichmäßigkeit des Ausdrucks weitgehend vermieden werden kann.

Zwischen dem Glasstab 310 und dem Tragelement 270 ist ein Stromzufuhrstab 312 angeordnet, der mit dem gemeinsamen oder Sammelmuster 260 B am Stab 310 in Kontakt steht. Vom Stromzufuhrstab 312 wird elektrischer Strom über die Muster 260 A und 260 B den Heizelementen zugeführt. Bei dieser dritten Ausführungsform kann daher ein Spannungsabfall im Betrieb auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Da bei dieser Ausführungsform ein runder isolierender Glasstab als Halteelement 268 verwendet wird, können die Heizelemente 104 und die elektrischen Leiter 260 und 262 unmittelbar auf dem Glasstab angeordnet sein, ohne daß das Halteelement mit einem Isolierfilm beschichtet zu sein braucht.

Bei der dritten Ausführungsform liegt außerdem das Halteelement 268 in Form eines Stabes vor, der mit vergleichsweise niedrigen Materialkosten einfach herzustellen ist. Die Fertigungskosten verringern sich außerdem dadurch weiter, daß das stabförmige Halteelement keiner Polierbearbeitung zur Erzielung einer ebenen oder glatten (level) Oberfläche bedarf. Der die Heizelemente 104 tragende Glasstab 310 und die Aluminiumplatte 304 als Wärmeleiter stehen in sehr enger Berührung miteinander. Außerdem wird die in den Heizelementen 104 auf dem Stab 310 erzeugte Wärme über einen zweckmäßigen thermischen Widerstand über die Anschlußelektroden-Muster der Heizelemente zur Platte 304 übertragen. Hierdurch wird eine Wärmespeicherung verhindert, so daß ein Ausdruck hoher Güte ohne Ungleichmäßigkeiten realisierbar ist.

Bei der dritten Ausführungsform umfaßt das Tragelement 270 eine Aluminiumplatte mit guter Wärmeleitfähigkeit und eine damit verklebte Glas-Epoxydharz-Platte einer geringeren Wärmeleitfähigkeit, wobei die Treiber- oder Ansteuereinheit an der Glas-Epoxydharz-Platte angeordnet ist. Die Wärme des Halteelements 268 kann somit ohne thermische Beeinflussung der Ansteuereinheit über das Tragelement abgestrahlt werden.

Da der Leiter 260 schmale getrennte Muster 260 A und ein breites gemeinsames Muster 260 B aufweist, kann der Widerstand zwischen den Heizelementen 104 und der Aluminiumplatte 304 durch Änderung von Länge und Dicke der Muster 260 A variiert werden. Dies bedeutet, daß der gewünschte thermische Widerstand durch entsprechende Wahl von Dicke, Länge und Breite der Muster 260 A eingestellt werden kann.

In Fig. 25 ist ein Thermodruckkopf 314 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dieser Thermodruckkopf unterscheidet sich vom Thermodruckkopf 308 gemäß der dritten Ausführungsform dadurch, daß zwei Treiber- oder Ansteuereinheiten 322 für die Heizelemente 104 vorgesehen sind.

Beim Thermodruckkopf 314 gemäß Fig. 25 ist das das Haltelement 268 tragende Tragelement 270 aus einer Aluminiumplatte 318 sowie Glas-Epoxydharz-Platten 320, die jeweils an den gegenüberliegenden Seiten der Platte 318 angeklebt sind, aufgebaut. Auf jeder Glas-Epoxydharz-Platte 320 befindet sich je eine Ansteuereinheit 322 dicht an das Halteelement anschließend.

Das Halteelement 268 ist mit unabhängigen oder getrennten Mustern 324 A und gemeinsamen oder Sammelmustern 324 B versehen, die abwechselnd von den Heizelementen 104 zu den jeweiligen Ansteuereinheiten 322 abgehen. Die Muster 342 B erstrecken sich zum distalen Endabschnitt des Tragelements 270 und sind mit Hilfe eines eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzenden Binde- oder Klebmittels 326 unter dem Halteelement 268 verbunden bzw. verklebt. In Fig. 25 sind mit 328 Drähte zum Verbindungen der gemeinsamen Muster 324 B mit nicht dargestellten, auf der Glas-Epoxydharz- Platte 320 ausgebildeten Mustern bezeichnet.

Bei der vierten Ausführungsform (Fig. 25) sind die beiden Treiber- oder Ansteuereinheiten für die Heizelemente 104 jeweils getrennt auf gegenüberliegenden Seiten des Tragelements 270 montiert, so daß die Packungsdichte der integrierten Schaltkreise (ICs) in jeder Ansteuereinheit die Hälfte derjenigen im Fall der dritten Ausführungsform beträgt. Hierdurch werden die Kosten für die Ansteuereinheit erheblich verringert, und der Thermodruckkopf kann ohne weiteres zu einer Version höherer Dichte weiterentwickelt werden.

Im Hinblick auf den angestrebten Betrieb mit höherer Geschwindigkeit müssen die Ansteuereinheiten 322 des Thermodruckkopfes 314 notwendigerweise einen größeren Strom zu den Heizelementen 104 liefern, was selbstverständlich größere Abmessungen des IC-Chips bedingt. Mit der Anordnung gemäß dieser Ausführungsform kann somit ein mit hoher Geschwindigkeit und hoher Auflösung arbeitender Thermodruckkopf realisiert werden, bei dem integrierte Schaltkreise einer vergleichsweise großen Chipfläche pro Punkt eingesetzt werden können.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die vorstehend dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind beispielsweise die Thermodruckköpfe für die Verwendung in Druckern des Tintenstrahltyps vorgesehen. Sie lassen sich jedoch auch mit gleichem Ergebnis auf Drucker beliebiger anderer Art anwenden, bei denen Druckfarbe von einem Farbband durch Anschmelzen auf ein Blatt übertragen oder bei denen wärmeempfindliches Papier als Aufzeichnungsträger benutzt wird.

Claims (20)

1. Thermodruckkopf (106) für einen Drucker zur Erzeugung von Wärme nach Maßgabe eines Bilderzeugungssignals, mit einem Heizelement (104), das bei Speisung mit elektrischer Energie (oder Strom) Wärme zu erzeugen vermag, und einem stabförmig ausgebildeten Halteelement (268), das auf seiner Umfangsfläche das Heizelement (104) und eine Anschlußelektrode (262) für die Zufuhr von elektrischer Energie zum Heizelement (104) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (268) aus einem Metallwerkstoff (267) geformt ist und das Heizelement (104) sowie die Anschlußelektrode (262) unter Zwischenfügung eines Isoliermaterials (268) an der Umfangsfläche des Metallstabs angebracht sind.

2. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwerkstoff (267) des Halteelements (268) eine Wärmeleitfähigkeit von 0,01 cal/(cm·s·°C) oder mehr und einen linearen Wärmedehnungskoeffizienten von 1 × 10^-6 bis 10 × 10^-6/°C aufweist.

3. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (268) in Form eines Rundstabs eines kreisförmigen Querschnitt vorliegt.

4. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwerkstoff (267) des Halteelements (268) Molybdän oder eine molybdänhaltige Legierung ist.

5. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwerkstoff (267) des stabförmigen (Halte-) Elements (268) aus Kupfer, einer Legierung auf Kupferbasis, rostfreiem Stahl, Nickel und/oder einer Legierung auf Nickelbasis besteht.

6. Thermodruckkopf (106) für einen Drucker zur Erzeugung von Wärme nach Maßgabe eines Bilderzeugungssignals, mit einem Heizelement (104), das bei Speisung mit elektrischer Energie (oder Strom) Wärme zu erzeugen vermag, einem stabförmig ausgebildeten Halteelement (268), das auf seiner Umfangsfläche das Heizelement (104) und eine Anschlußelektrode (262) für die Zufuhr von elektrischer Energie zum Heizelement (104) trägt, einem Tragelement (270) und einer am Tragelement (270) angebrachten und mit der Anschlußelektrode (262) verbundenen Treiber- oder Ansteuereinheit (276) zum Ansteuern des Heizelements (104), dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (268) aus einem Metallwerkstoff (267) geformt ist und das Heizelement (104) sowie die Anschlußelektrode (262) unter Zwischenfügung eines Isoliermaterials (269) an der Umfangsfläche des Metallstabs angebracht sind.

7. Thermodruckkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endabschnitt des Tragelements (270) ausgespart ist und das Halteelement (268) in den ausgesparten Abschnitt so eingesetzt ist, daß die Umfangsfläche des Halteelements mit dem ausgesparten Abschnitt in Berührung oder Kontakt steht.

8. Thermodruckkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt des Tragelements (270) längs der Umfangsfläche des Halteelements (268) so geformt ist, daß das Tragelement in Flächenberührung oder -kontakt mit einem Teil der Umfangsfläche des Halteelements steht.

9. Thermodruckkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (268) mit Hilfe eines thermisch leitenden Binde- oder Klebemittels am Tragelement (270) befestigt ist.

10. Thermodruckkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (270) eine erste Platte (274) einer hohen Wärmeleitfähigkeit und eine zweite Platte (272) einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als derjenigen der ersten Platten aufweist und die zweite Platte die Ansteuereinheit (276) trägt.

11. Thermodruckkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Platte (274; 272) aus Metall bzw. Kunstharz geformt ist.

12. Thermodruckkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Platte (274; 272) aus Aluminium bzw. Epoxyharz geformt ist.

13. Thermodruckkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinheit (276) dicht neben dem Halteelement (268) angeordnet und mittels eines Leiterdrahts (282) mit der Anschlußelektrode (262) verbunden ist.

14. Thermodruckkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinheit (276) zwei jeweils einzeln an den gegenüberliegenden Seitenflächen des Tragelements (270) angeordnete Ansteuereinheiten (292) umfaßt.

15. Thermodruckkopf (106) für einen Drucker zur Erzeugung von Wärme nach Maßgabe eines Bilderzeugungssignals, mit einem Heizelement (104), das bei Speisung mit elektrischer Energie (oder Strom) Wärme zu erzeugen vermag, einem stabförmig ausgebildeten Halteelement (268), das auf seiner Umfangsfläce das Heizelement (104) und eine Anschlußelektrode (262) für die Zufuhr von elektrischer Energie zum Heizelement (104) trägt, einem Tragelement (270) zur Halterung des Halteelements 268) und einer am Trageelement (270) angebrachten und mit der Anschlußelektrode (262) zum Ansteuern des Heizelements (104), dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (270) aus einem Wärmeleiter geformt ist, der Wärme vom Halteelement (268) zu übertragen und zu zerstreuen vermag, und daß die Ansteuereinheit (276) am Tragelement (270) mittels eines Substrats oder Trägers (306) aus einem Werkstoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als der des Tragelements (270) befestigt ist.

16. Thermodruckkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (270) aus einem Metall als Wärmeleiter und das Substrat (306) aus einem Kunstharz geformt sind.

17. Thermodruckkopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das (plattenförmige) Tragelement (270) und das Substrat (306) aus Aluminium bzw. einem Glas- Epoxyharzmaterial geformt sind.

18. Thermodruckkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußelektrode (260) am Halteelement (268) mit dem Tragelement (270) in Berührung oder Kontakt steht.

19. Thermodruckkopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelektrode (260) unabhängige oder getrennte, jeweils einzeln mit Heizelementen (104) verbundene Muster (260 A) und ein die getrennten Muster (260 A) verbindendes gemeinsames oder Sammelmuster (260 B), das mit dem Tragelement (270) in Berührung oder Kontakt steht, aufweist.

20. Thermodruckkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromzufuhrstab (312) an einem Endabschnitt des Tragelements (270) so befestigt ist, daß das Sammel(elektroden)muster (260 B) mit dem Stab in Kontakt steht.