DE3783256T2

DE3783256T2 - Thermodrucker.

Info

Publication number: DE3783256T2
Application number: DE8787303149T
Authority: DE
Inventors: Yukihisa Takeuchi; Tetsuo Watanabe
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2007-04-11
Also published as: EP0241304B1; EP0241304A3; DE3783256D1; JPH0535074B2; US5059985A; EP0241304A2; JPS62238767A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Druckvorrichtung oder ein Bildübertragungssystem zum Drucken oder zur Übertragung von Bildern, wie Schriftzeichen, und spezieller auf einen Thermoaufzeichnungs- oder Druckkopf, der angepaßt ist, eine elektrische Widerstandsschicht auf einem Tintenfilm oder -band zu erregen, um ein Tintenmaterial zu erweichen und die erweichte Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium zu übertragen, für qualitativ hochwertiges Hochgeschwindigkeits-Drucken oder Aufzeichnen der Bilder.
Es sind verschiedene Thermodruck- oder Bildübertragungsköpfe bekannt, die mit einem solchen Wärme-schmelzbaren und übertragbaren Tintenmaterial arbeiten. Zum Beispiel sind solche Thermodruckköpfe in Japanischen Patentanmeldungen, die 1985 als Offenlegungsschriften 60-214973, 60-214972, 60-214971 und 60-199669 offengelegt wurden, sowie in der DE-A 3 435 999 offenbart. Wie in diesen Veröffentlichungen beschrieben, erfolgt das Drucken von Bildern nach dem offenbarten Thermobild-Transferverfahren unter Verwendung eines Tintenfilms oder -bandes, der bzw. das eine elektrische Widerstandsschicht besitzt, und einer aus einem Wärme-schmelzbaren Tintenmaterial bestehende Tintenschicht. Die elektrische Widerstandsschicht wird lokal durch einen elektrischen Strom, der durch Aufzeichnungselektroden eines Druckkopfes angelegt wird, erregt, so daß die erregten Bereiche der elektrischen Widerstandsschicht Joule'sche Wärme erzeugen und dadurch ein Tintenmaterial auf den entsprechenden Bereichen der Tintenschicht erweichen. Das erweichte Tintenmaterial wird auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums übertragen, wodurch ein den erweichten Bereichen der Tintenschicht entsprechendes Bild auf dem Medium aufgezeichnet wird. Bei dieser Art des Thermodrucksystems müssen die Aufzeichnungselektroden des Druckkopfes mit der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms in Kontakt gehalten werden und unterliegen der Abnutzung wegen Reibungskontakt mit der elektrischen Widerstandsschicht. Berücksichtigt man diese Betriebsbedingung, werden die Aufzeichnungselektroden der in den oben angegebenen Dokumenten vorgeschlagenen Druckköpfe aus Wolfram, Molybdän oder anderen Metallen mit einem hohen Grad an Abriebfestigkeit hergestellt.
Eingehende Untersuchungen solcher Druckköpfe zeigten jedoch während langer Betriebsdauer fortschreitende Verschlechterung in der Abriebfestigkeit der aus solchen elektrisch leitenden Materialien hergestellten Aufzeichnungselektroden. Weiterhin zeigten die Untersuchungen rapiden Verbrauch der Hochpotentialelektroden oder Anoden der positiven Seite auf, der zu Problemen, wie unzureichendem elektrischem Kontakt der Elektroden mit der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms, unpassendem Kontaktdruck zwischen diesen beiden Teilen und konsequenter Verschlechterung der Qualität der auf das Aufzeichnungsmedium zu druckenden Bilder führen kann.
Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckvorrichtung zu liefern, worin Aufzeichnungselektroden eines Druckkopfes angepaßt sind, eine elektrische Widerstandsschicht eines Tintenfilms lokal zu erregen und zu erhitzen und dadurch ein erweichtes Tintenmaterial von den erregten Bereichen einer Tintenschicht des Tintenfilms auf ein Aufzeichnungsmedium zu übertragen, und worin die Aufzeichnungselektroden eine gewünschte Abriebfestigkeit und erhöhte Lebenserwartung besitzen.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Druckvorrichtung für das Drucken auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung eines Tintenfilms oder -bandes, der bzw. das eine elektrische Widerstandsschicht besitzt, und eine Tintenschicht, bestehend aus einem Wärme-schmelzbaren und auf das Aufzeichnungsmedium übertragbaren Tintenmaterial. Die erzeugte Joule'sche Wärme erweicht das Tintenmaterial auf dem erregten Bereich und überträgt das erweichte Tintenmaterial auf das Aufzeichnungsmedium. Das Substrat kann aus einem Material geringer Abriebfestigkeit hergestellt sein.
Nach einer Analyse der fortschreitenden Verschlechterung der Abriebfestigkeit der konventionellen Aufzeichnungselektroden und des raschen Verbrauchs der Hochpotentialelektroden durch die Anmelder stammt die Verschlechterung von der stufenweisen Oxidation des elektrisch leitfähigen Materials der Aufzeichnungselektroden, hauptsächlich aufgrund der durch die elektrische Widerstandsschicht des Tintenfilms beim Betrieb der Vorrichtung erzeugten Wärme. Die Analyse zeigte weiterhin, daß die als Anoden angeschlossenen Hochpotentialelektroden leichter mit Sauerstoff reagieren als die als Kathoden angeschlossenen Niedrigpotentialelektroden. Die Oxidation setzt sich bis weit in das Innere der Anoden fort und bewirkt einen schweren Rückgang der Abriebfestigkeit und eine Erhöhung des elektrischen Widerstands. Die so physisch verschlechterten Elektroden tendieren zur Wärmeerzeugung und neigen zum Beispiel leicht zum Abplatzen, Abrieb oder Wegsublimieren. Diese von den konventionellen Thermodruckköpfen bekannten Nachteile werden erfindungsgemäß überwunden oder zumindest verbessert. Zumindest die Kontaktbereiche der Aufzeichnungselektroden des Kopfes der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung werden nämlich aus einem elektrisch leitfähigen Material, das innen nicht oxidiert wird und das nicht unter einer wesentlichen Zunahme des elektrischen Widerstands leidet, selbst wenn der Kopf für lange Zeit in Luft oder anderen oxidierenden Atmosphären betrieben wird, gebildet.
Beim Thermodrucken, bei dem die Elektroden in Reibungsgleitkontakt mit der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms gehalten werden, sind die Abriebfestigkeit der Elektroden und die Stabilität des elektrischen Kontakts zwischen den Elektroden und der Widerstandsschicht des Films sehr wichtige Faktoren, die eine zufriedenstellende Druckqualität sicherstellen. Erfindungsgemäß ist die Oberfläche jeder Elektrode, ausgenommen ein Bereich, der bei Betrieb den Tintenfilm oder das Tintenband kontaktiert, bevorzugt mit einem Film von Oxid, Siliciumdioxid oder Nitrid, der selbst in einer oxidierenden Atmosphäre stabil und hoch abriebfest ist, bedeckt. In diesem Fall sind die Elektroden der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung gegen Verschlechterung der Abriebfestigkeit und Verbrauch der Elektroden aufgrund interner Oxidation durch von der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms erzeugten Wärme geschützt. Weiterhin stellt die bevorzugte "leicht zu verschleißende" Eigenschaft des Substrats einen stabilen, dauerhaften Kontakt der Aufzeichnungselektroden mit der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms sicher. So erlaubt die erfindungsgemäße Druckvorrichtung das Hochgeschwindigkeitsdrucken von Schriftzeichen und anderen Bildern, mit verlängerter Bildtransferstabilität und verbesserter Qualität der gedruckten Bilder.
Die obigen und gegebenenfalls erfüllte Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und einiger Beispiele verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden, in denen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm ist, das ein Beispiel einer grundlegenden Schaltungsanordnung für die Erregung von Aufzeichnungselektroden eines Druckkopfes zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht eines Frontbereichs einer Art eines Druckkopfes, verwendet in den Beispielen Nr. 1-12, 19-20 und 22, erfindungsgemäßer Konstruktion ist; und
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Frontbereichs einer anderen Form eines Druckkopfes, verwendet in den Beispielen Nr. 13-18 und 21, ebenso erfindungsgemäßer Konstruktion ist.
Zunächst auf Fig. 1 bezugnehmend, wird eine Art einer grundlegenden Schaltungsanordnung für selektive Erregung einer Anzahl von auf einem geeigneten Substrat eines Druckkopfes (der unter Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben wird) angeordneten Elektroden-Paaren 4, 5 gezeigt. In der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Stromquelle, deren positive Polklemme mit einer Vielzahl von positiven (Hochpotential-) Aufzeichnungselektroden 4 durch die jeweiligen ersten Schalter 2 verbunden ist.
Ebenso ist die negative Polklemme der Stromquelle 1 mit einer Vielzahl von negativen (Niedrigpotential-) Aufzeichnungselektroden 5 durch die betreffenden zweiten Schalter 3 verbunden. Die positiven und negativen Aufzeichnungselektroden 4, 5 sind abwechselnd mit räumlichem Abstand zueinander in einer zur Transportrichtung eines Tintenfilms senkrechten Richtung angeordnet (nicht dargestellt). Die Elektroden 4, 5 sind so angeordnet, daß ihre Kontaktbereiche (die noch beschrieben werden) in Gleitkontakt mit einer elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms gehalten werden. Mit den Schaltvorgängen der ersten und zweiten Schalter 2, 3 werden die nebeneinanderliegenden zwei Elektroden 4 und 5 (positive Elektrode 4 und die daneben liegende negative Elektrode 5) mit der Stromquelle 1 verbunden, wodurch ein elektrischer Strom durch einen entsprechenden Bereich der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms fließt, der durch die nebeneinanderliegenden zwei Elektroden 4, 5 bestimmt ist. Als Ergebnis erzeugt der erregte Bereich der elektrischen Widerstandsschicht Joule'sche Wärme, und der entsprechende Bereich einer Tintenschicht des Tintenfilms wird erhitzt, wodurch das wärmeübertragbare Tintenmaterial auf dem erhitzten Bereich der Tintenschicht erweicht und auf ein Aufzeichnungsmedium (nicht dargestellt) übertragen wird, wie auf dem Fachgebiet gut bekannt. So wird ein dem erweichten Bereich der Tintenschicht entsprechendes Bild auf das Medium gedruckt oder aufgezeichnet. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird besonders geeignet auf die positiven oder Hochpotentialelektroden 4 angewendet. Jedoch ist die Erfindung auch wirksam auf die negativen oder Niedrigpotentialelektroden 5 anwendbar. Während sowohl die positiven Elektroden 4 als auch die negativen Elektroden 5 üblicherweise auf einem Druckkopf vorgesehen sind, können die positiven Elektroden 4 auf dem Tintenfilm gebildet sein, während nur die negativen Elektroden 5 auf dem Druckkopf angeordnet sind. In diesem Falle wird die vorliegende Erfindung wirksam auf die negativen Elektroden 5 auf dem Druckkopf angewandt. Darüber hinaus kann das Erfindungsprinzip sogar bei einer Anordnung, die eine Vielzahl von negativen oder Niedrigpotentialelektroden und eine gemeinsame positive oder Hochpotentialelektrode, oder umgekehrt, verwendet, angewandt werden.
Es wird nun auf Fig. 2 und Fig. 3 Bezug genommen, die zwei unterschiedliche Formen des Endbereichs eines Druckkopfes veranschaulichen, worin die Aufzeichnungselektroden 7 oder 9 auf einem Keramik-Substrat 6 erfindungsgemäß gebildet sind. Die Elektroden 7 der Fig. 2 besitzen eine Einzelschicht-Struktur, während die Elektroden 9 von Fig. 3 eine Doppelschicht-Struktur, bestehend aus einer oberen Schicht 9a und einer unteren Schicht 9b, besitzen. In jedem Fall sind die auf dem Keramik-Substrat 6 gebildeten Elektroden 7, 9 in geeignetem räumlichem Abstand zueinander in zur Transportrichtung des Tintenfilms senkrechter Richtung und so angeordnet, daß die positiven und negativen Elektroden alternierend angeordnet sind. Die Aufzeichnungselektroden 7, 9 besitzen einen wie bei 8 in Fig. 2 angegebenen Kontaktbereich, der in Gleitkontakt mit der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms gehalten wird. In dem Fall der Elektroden 9 von Fig. 3 ist zumindest eine der oberen und unteren Schichten 9a, 9b aus einem elektrisch leitfähigen Material gemäß dem Erfindungsprinzip gebildet, was im einzelnen beschrieben werden wird.
Um den Kontaktbereich 8 von Fig. 2 weiter zu erklären, wird der veranschaulichte Druckkopf typischerweise in einem schiefen Winkel gegen den Tintenfilm gehalten, so daß der Film, der flexibel und gewöhnlich elastisch ist, sowohl die End- als auch die obere Fläche der Schicht 7, an der Kante, die die Zuordnungslinie der Bezugsziffer 8 in Fig. 2 anzeigt, anliegend, berührt. Der Tintenfilm kann auch das Substrat 6 an dieser Endfläche der Elektrode 7 berühren. Diese Kante der Elektrode kann wegen dem Abrieb durch den Tintenfilm etwas gerundet werden.
Im Falle von Fig. 3 kann entweder eine der Schichten 9a, 9b oder beide aus dem elektrisch leitfähigen, erfindungsgemäß vorgeschriebenen Material hergestellt werden. In dem weiter unten beschriebenen Falle, wo nur die untere Schicht 9b aus diesem vorgeschriebenen elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, kann nur die Endfläche der Schicht 9b den Tintenfilm berühren und so einen Teil der Kontaktregion bilden, aber der Vorteil der Erfindung wird immer noch erreicht.
Wie hierin beschrieben, können die Elektroden 7, 9 einen dünnen Oxid-, Silicid- oder Nitrid-Überzug aufweisen, der als isolierende Schutzschicht fungieren und durch Erhitzen des Druckkopfes während Herstellung oder Verwendung gebildet werden kann. Ein solcher Überzug liegt am Kontaktbereich der Elektrode nicht vor, da er zum Beispiel durch den Reibungskontakt mit dem Tintenfilm beim Betrieb entfernt wird. Wie auch beschrieben, kann eine zusätzliche isolierende Schutzschicht über die unbedeckten Elektroden, oder nachdem die zusätzliche Schicht gebildet worden ist, aufgebracht werden, die Endseiten der Elektroden liegen frei, um Kontaktbereiche zu liefern.
Weiter wird beschrieben, daß der Kontaktbereich der Elektroden aus einer elektrisch leitfähigen Metallverbindung, wie einem Nitrid, gebildet werden kann.
In dem Fall, daß die Aufzeichnungselektroden 7, 9 aus einem elektrisch leitfähigen Material, das ein Metallsilicid enthält, hergestellt wurden, wird das in dem Metallsilicid enthaltene Silicium (Si) zu einem oxidierten Film aus Siliciumoxid (SiO&sub2;) oxidiert. Dieser Siliciumoxidfilm schützt das innere Metallsilicid gegen Oxidation. Darüber hinaus besitzt der SiO&sub2;-Film eine beträchtlich hohe Abriebfestigkeit. Aus diesen Gründen ist das ein Metallsilicid enthaltende Material für erhöhte Beständigkeit der Elektroden nützlich. Besonders vorzuziehende Metallsilicide sind Molybdänsilicid, Wolframsilicid, Chromsilicid, Titansilicid und Tantalsilicid.
Metalle, wie Chrom, Titan, Tantal, Zirkonium, Hafnium und Niob, Verbindungen dieser Metalle und Legierungen, die mindestens eines der Metalle Nichrom, Molybdän-Titan und Molybdän-Chrom enthalten, werden auch empfohlen, da diese Metalle oder Legierungen auch einen stabilen, abriebfesten Oxidfilm bilden, der inneres Oxidieren der Elektroden verhindert. Während Chrom, Titan und Tantal bevorzugt werden, werden Chrom-Metalle, Chrom enthaltende Metallverbindungen oder Chrom enthaltende Legierungen wegen der relativ hohen Abriebfestigkeit des gebildeten Chromoxidfilms wie auch wegen der hohen Abriebfestigkeit von Chrom selbst besonders bevorzugt.
In dem Fall, daß die Aufzeichnungselektroden die Doppelschicht-Struktur von Fig. 3 besitzen, ist mindestens eine der oberen und unteren Schichten 9a, 9b aus einem elektrisch leitfähigen Material gemäß der Erfindung. Es sind zum Beispiel die folgenden Konfigurationen möglich: erste Schicht Chrom-Metall und zweite Schicht Molybdän- Metall; erste Schicht Titan-Metall und zweite Schicht Molybdän-Metall; und erste Schicht Molybdän, erhalten durch Erhitzen oder Brennen einer Dickfilmpaste, deren Hauptkomponente Molybdän ist, und zweite Schicht Chrom- Metall, auf der ersten Schicht gebildet. Es ist verständlich, daß das elektrisch leitfähige Material für mindestens eine der drei oder mehr Schichten der Aufzeichnungselektroden verwendet werden kann.
Bei der Herstellung des Druckkopfes der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung, wird das ausgewählte elektrisch leitfähige Material für die Elektroden 7, 9 erfindungsgemäß auf die Oberfläche des Substrates 6 durch eine geeignete filmbildende Technik, wie Aufdampfen, Sputtern, Plating, CVD (chemical vapor deposition) oder Ionplating-Verfahren, aufgebracht. Alternativ wird eine vorbereitete Paste oder Aufschlämmung, hauptsächlich aus dem ausgewählten Material bestehend, erfindungsgemäß auf das Substrat durch Druck- oder Spraytechnik aufgebracht. Das aufgebrachte Material wird zu einem Film erhitzt. Um die Elektroden 7, 9 in die gewünschte Form zu bringen, wird der auf das Substrat 6 aufgebrachte Film des leitfähigen Materials einem geeigneten Form-bildenden Prozeß wie Photoätzen, lift-off Verfahren, Photomaskieren, Laser-Verarbeitung, Slicing, Siebdruck oder anderen Methoden, die gewöhnlich für die Bildung von Schaltkreismustern verwendet werden, unterworfen. Wenn nötig, können zwei oder mehr dieser Verfahren in Kombination angewandt werden.
Für verbesserte elektrische Leitfähigkeit und Lötfähigkeit der Elektroden 7, 9 und leichteres Verbinden des Druckkopfes bei der Installation auf der Vorrichtung kann die Oberfläche der Elektroden 7, 9, ausgenommen am Kontaktbereich, ganz oder teilweise mit einer elektroplattierten oder stromlosen (chemisch überzogenen) Schicht eines geeigneten Materials, wie Ni, Ni-B, Ni-W-P oder Au, überzogen sein. Weiter können die Elektroden 7, 9, ausgenommen am Kontaktbereich, ganz oder teilweise mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht überzogen sein. Diese isolierende Schutzschicht kann durch Sputtern, CVD (chemische Gasphasenabscheidung), Ionplating, Bedampfung oder anodische Oxidation aufgetragen werden. Alternativ kann eine vorbereitete Paste oder Lösung eines geeigneten elektrisch isolierenden Materials aufgedruckt oder aufgesprüht werden, um die isolierende Schicht zu bilden. Eine zusätzliche Elektrode oder Elektroden kann auf dieser elektrisch isolierenden Schicht gebildet werden.
Das Substrat 6 wird aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Material, das relativ leicht abzureiben ist, entweder anorganischem Material, wie Keramik, oder organischem Material, wie Glas-Epoxidharze, gebildet. Jedoch wird empfohlen, ein maschinell bearbeitbares Keramikmaterial, dessen Abriebfestigkeit und Härte geringer als die der Aufzeichnungselektroden 7, 9 ist, für verbesserte Wärmebeständigkeit des Substrates 6 und für besseren Kontakt der Aufzeichnungselektroden 7, 9 mit der elektrischen Widerstandsschicht des Tintenfilms für längere Zeit zu verwenden. Es wird besonders eine Glimmer enthaltende Glas-Keramik bevorzugt, da ihre maschinelle Verarbeitbarkeit gut und die Härte vergleichsweise gering ist.
Um weiterhin das Konzept der vorliegenden Erfindung klarzustellen, werden die Erfindung verkörpernde spezifische Beispiele beschrieben. Jedoch ist es verständlich, daß die Erfindung nicht auf die Details dieser veranschaulichten Beispiele beschränkt ist, sondern mit verschiedenen Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt werden kann.

Beispiel 1

Ein Glaskeramik-Substrat mit einer Knoop-Härte von 400 kg/mm² wurde aus einem Material, dessen Hauptkomponente aus einem Borsilicatglas und Glimmer (Fluorphlogopit) besteht, gebildet. Auf der Oberfläche des Substrates wurde ein Chrom-Film mit einer Dicke von 3 um durch Sputtern gebildet. Der Chrom-Film wurde einem Photoätz-Verfahren unterworfen, um 168 Aufzeichnungselektroden mit einer Breite von 50 um zu bilden, so daß die Elektroden in einem Abstand von 100 um (Entfernung zwischen den Zentren der nebeneinanderliegenden Elektroden) angeordnet sind, d. h. mit 50 um Abstand voneinander. Das so vorbereitete Substrat und die darauf gebildeten Elektroden wurden bei 900ºC in einer N&sub2; + H&sub2;-Atmosphäre wärmebehandelt, wodurch ein wie in Fig. 2 gezeigter Druckkopf erhalten wurde. Als Ergebnis der Wärmebehandlung wurde das elektrisch leitfähige Material der Elektroden in Nitrid umgewandelt.

Beispiele 2-12 und 22

Zwölf verschiedene elektrisch leitfähige Materialien wurden verwendet, um Einzelschicht-Elektroden, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Sputtern und Photoätzen in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1, zu bilden. Diese Materialien sind: Titan (Beispiel 2); Tantal (Beispiel 3); Molybdänsilicid (Beispiel 4); Wolframsilicid (Beispiel 5); Chromsilicid (Beispiel 6); Tantalsilicid (Beispiel 7); Zirkonium (Beispiel 8); Niob (Beispiel 9); Molybdän-Titan- Legierung (Beispiel 10); Nichrom (Beispiel 11); rostfreier Stahl (Beispiel 12); und Molybdän-Chrom-Legierung (Beispiel 22). Nachdem die Elektroden durch Photoätzen gebildet waren, wurden das Substrat und die Elektroden einer Wärmebehandlung in N&sub2; + H&sub2;-Atmosphäre bei 900ºC unterworfen. Als Ergebnis dieser Behandlung wurden die elektrisch leitfähigen Materialien der Metallelektroden in die entsprechenden Metallverbindungen, wie Nitride, umgewandelt. So wurden die Druckköpfe der Beispiele 2-12 und 22 vorbereitet.

Beispiele 13-18

Doppelschicht-Elektroden, wie in Fig. 3 gezeigt, wurden auf dem in Beispiel 1 verwendeten Glaskeramik-Substrat (Knoop- Härte: 400 kg/mm²) durch Bilden eines ersten und eines zweiten Films durch Sputtern gebildet. Der erste Film wurde aus sechs unterschiedlichen Materialien gebildet: Titan (Beispiel 13); Chrom (Beispiel 14); Molybdänsilicid (Beispiel 15); Wolframsilicid (Beispiel 16); Chromsilicid (Beispiel 17); und Nichrom (Beispiel 18). Der zweite Film (1 um dick) wurde für alle diese Beispiele aus Molybdän gebildet. Der erste und zweite Film wurden dann einem Photoätzverfahren unterworfen, um die Doppelschicht- Elektroden, jede bestehend aus einer dem ersten Film entsprechenden unteren und einer dem zweiten Molybdän-Film entsprechenden oberen Schicht, zu bilden. Das Substrat und die Aufzeichnungselektroden wurden in N&sub2;- oder N&sub2; + H&sub2;- Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 400 und 1000ºC wärmebehandelt. So wurden die Druckköpfe der Beispiele 13- 18 erhalten.

Beispiele 19 und 20

Eine innige Gemischpaste für die Einzelschicht-Elektroden, wie in Fig. 2 gezeigt, wurde durch Mischen eines organischen Binders, einer Glaskomponente, eines Trägers und anderer Materialien, mit einer aus einem Chrom-Metall bestehenden Hauptkomponente, nach einer gewöhnlichen Methode zur Herstellung einer Dickfilm-Paste hergestellt. Inzwischen wurden ein Forsterit-Keramiksubstrat (Knoop- Härte: 1000 kg/mm²), und ein Glaskeramik-Substrat (Knoop- Härte: 1500 kg/mm²) hergestellt. Eine Hauptkomponente des Glaskeramik-Substrats besteht aus einem Borsilicatglas und Aluminiumoxid. Die hergestellte Paste wurde auf diese zwei unterschiedlichen Substrate durch Siebdruck aufgetragen, um 640 Einzelschicht-Elektroden von Fig. 2, die eine Dicke von 15 um und eine Breite von 180 um aufweisen, zu bilden. Die Elektroden sind in einem Abstand von 320 um (Entfernung zwischen den Zentren der nebeneinanderliegenden Elektroden) angeordnet. Das Substrat und die gebildeten Elektroden wurden bei einer Temperatur von 900-1000ºC in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, wie N&sub2; oder N&sub2; + H&sub2; + H&sub2;O Atmosphäre mit 50 ppm Sauerstoff, gebrannt. So wurden die Druckköpfe der Beispiele 19 und 20 erhalten.

Beispiel 21

Eine Dickfilm-Paste, hauptsächlich aus Molybdän bestehend, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 19 hergestellt.
Unter Verwendung dieser Paste wurde ein Molybdänfilm mit einer Dicke von 10 um durch Drucken auf ein Glaskeramik- Substrat (dessen Hauptkomponente aus einem Borsilicatglas und Fluorphlogopit besteht und das eine Knoop-Härte von 400 kg/mm² aufweist) gebildet, um die ganze Oberfläche des Substrates zu bedecken. Nach dem Brennen des Substrats und des Molybdänfilms wurde ein Chromfilm (1 um dick) durch Plating auf dem Molybdänfilm gebildet. Das so erhaltene Dickfilm-Substrat wurde einer Laser-Bearbeitung unterworfen, um 1680 Doppelschicht-Elektroden von Fig. 3, die eine Breite von 50 um haben und in einem Abstand von 100 um angeordnet sind, zu bilden. So wurde ein Druckkopf von Beispiel 21 hergestellt.

Beispiele 23 und 24 (Vergleichsbeispiele)

Als ein Vergleichsbeispiel wurde ein Druckkopf durch Bilden eines 3 um dicken Films aus Wolfram durch Sputtern auf einem Glaskeramik-Substrat (Knoop-Härte: 400 kg/mm²), dessen Hauptkomponente aus einem Borsilicatglas und Fluorphlogopit besteht, hergestellt. Der Wolframfilm wurde in Einzelschicht-Elektroden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet. So wurde das Vergleichsbeispiel 23 erhalten. Weiter wurde ein Druckkopf des Vergleichsbeispiels 24 durch Bilden eines Molybdänfilms auf einem Glaskeramik-Substrat (Knoop-Härte: 400 kg/mm²) unter Verwendung eines Dickfilms, hauptsächlich bestehend aus Molybdän, in einer Weise ähnlich der des Beispiels 19 hergestellt.
Die Materialien für das Substrat und die Elektroden der Beispiele 1-24 sind in Tabelle 1 angegeben.
Aufzeichnungsvorrichtungen mit den Druckköpfen der Beispiele 1-24 wurden unter kontinuierlicher Bewegung des Druckkopfes mit seinen in Gleitkontakt mit der elektrischen Widerstandsschicht eines Tintenfilms gehaltenen Elektroden getestet. Während des Tests wurde eine Veränderung in der Qualität der auf ein Aufzeichnungsmedium gedruckten Bilder beobachtet. Der Test erfolgte mit einer zwischen den nebeneinanderliegenden Elektroden angelegten Spannung von 20 V und einem dazwischen in einem Zeitintervall von 2,7 ms angelegten elektrischen Strom. Der elektrische Widerstand der elektrischen Widerstandsschicht des verwendeten Tintenfilms beträgt 4 kΩ. Tabelle 2 zeigt ohne wesentliche Verschlechterung in der Qualität der durch die betreffenden Druckköpfe gedruckten Bilder erhaltene Drucklängen. TABELLE 1 Beispiel Elektrodenmaterial Substrat Material Chrom Glaskeramik *1 Titan Tantal Molybdänsilicid Wolframsilicid Chromsilicid Tantalsilicid Zirkonium Niob Molybdän-Titan-Legierung Nichrom Rostfreier Stahl Molybdän/Titan Molybdän/Chrom Molybdän/Molybdänsilicid Molybdän/Wolframsilicid Molybdän/Chromsilicid Molybdän und Nichrom Chrom + Glas Forsteritkeramik Glaskeramik *2 Chrom/(Molybdän + Glas) Molybdän-Chrom-Legierung Wolfram Molybdän + Glas *1: Hauptkomponente besteht aus Borsilicatglas und Fluorphlogopit. *2: Hauptkomponente besteht aus Borsilicatglas und Aluminiumoxid.
Beispiele 22 und 23 sind Vergleichsbeispiele. TABELLE 2 Beispiel Drucklänge Mehr als 500 Meter Max. 500 Meter
Beispiele 22 und 23 sind Vergleichsbeispiele.

Claims

1. Druckvorrichtung zum Drucken auf einem Aufzeichnungsmedium, umfassend

einen Druckkopf, der ein Substrat (6) und eine Anzahl an auf dem Substrat angeordneten Aufzeichnungselektroden (7, 9) aufweist, wobei jede der Anzahl an Elektroden einen Kontaktbereich (8) aufweist, der beim Betrieb mit einer elektrischen Widerstandsschicht eines Tintenfilms oder -bandes in Kontakt gehalten und zum Zusammenwirken mit einer weiteren Elektrode oder Elektroden zum Anlegen einer Spannung an die elektrische Widerstandsschicht angepaßt ist, um einen Teil der elektrischen Widerstandsschicht zur Erzeugung Joule'scher Wärme in dem Tintenfilm zu erregen, dadurch gekennzeichnet, daß

wenigstens ein Teil des Kontaktbereichs (8) einer jeden Aufzeichnungselektrode (7, 9) im wesentlichen aus einem elektrisch leitfähigen Material mit einem Gewichts-Hauptbestandteil besteht, der

ein Metallsilicid,

wenigstens eines der Metalle Chrom, Titan, Tantal, Zirkonium, Hafnium und Niob,

wenigstens eine Legierung, die wenigstens eines dieser Metalle enthält, oder

wenigstens eine Metallverbindung, die wenigstens eines dieser Metalle enthält,

ist.

2. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede der Aufzeichnungselektroden (7, 9) im wesentlichen aus dem elektrisch leitfähigen Material besteht, dessen Gewichts- Hauptbestandteil aus wenigstens einem der Bestandteile Chrom, Titan und Tantal besteht.

3. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede der Aufzeichnungselektroden (7, 9) im wesentlichen aus dem elektrisch leitfähigen Material besteht, dessen Gewichts- Hauptbestandteil aus wenigstens einem der folgenden besteht:

Molybdän-Chrom-Legierung;

einer Molybdän-Chrom-Verbindung;

Molybdänsilicid;

Wolframsilicid;

Chromsilicid;

Titansilicid;

Tantalsilicid.

4. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Substrat (6) des Druckkopfs aus einer Glimmer enthaltenden Glaskeramik besteht.

5. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Abriebfestigkeit des Substrats (6) geringer ist als die der Aufzeichnungselektroden (7; 9).

6. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Substrat eine geringere Knoop-Härte als die der Aufzeichnungselektroden (7; 9) hat.

7. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Substrat (6) eine Härte unter 1 500 kg/mm² Knoop-Härte hat.

8. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, bei der jede der Elektroden (7) aus einer einzigen Schicht besteht.

9. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, bei der jede der Elektroden (9) aus einer Anzahl von übereinander liegenden Schichten (9a, 9b) besteht.

10. Druckvorrichtung nach Anspruch 9, bei der eine oder mehrere der Schichten (9a, 9b), die einen anderen Teil des Kontaktbereichs als den Teil, der von dem in Anspruch 1 definierten elektrisch leitfähigen Material gestellt wird, stellt oder stellen, aus einem von dem in Anspruch 1 definierten elektrisch leitfähigen Material verschiedenen elektrisch leitfähigen Material besteht oder bestehen.

11. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Anzahl der Elektroden aus einer Anzahl Hochpotential-Elektroden und einer Anzahl Niedrigpotential-Elektroden besteht, die abwechselnd im Abstand zueinander in einer Richtung senkrecht zu einer Transportrichtung des Tintenfilms angeordnet sind.

12. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Anzahl der Elektroden aus einer Anzahl Niedrigpotential-Elektroden und einer gemeinsamen Hochpotential-Elektrode bestehen.

13. Druckvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Anzahl der Elektroden aus einer Anzahl Hochpotential-Elektroden und einer gemeinsamen Niedrigpotential-Elektrode bestehen.

14. Druckvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Elektroden (7; 9), ausgenommen an ihren Kontaktbereichen, mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht bedeckt sind.