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Die
folgende Erfindung betrifft einen Thermodruckkopf mit einer verbesserten
Wirksamkeit sowie sein Herstellungsverfahren.
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Thermoköpfe werden
in jene vom Teilüberzugstyp,
Doppelteilüberzugstyp
und Überkantentyp eingeteilt.
Wie in 12 gezeigt ist, umfasst der Thermokopf
vom Teilüberzugstyp
ein Substrat 1, eine auf dem Substrat benachbart zu seinem
Kantenabschnitt gebildete, partielle Überzugsschicht 2 mit
einer Breite von ungefähr
300 μ–1200 μ und einer
nach außen
konvexen Konfiguration, eine über
der partiellen Überzugsschicht 2 gebildete
Widerstandsfilmschicht 3, gemeinsame und individuelle Elektroden 5 und 6,
welche auf der Widerstandsfilmschicht 3 an den oberen Positionen
der Überzugsschicht 2 gegenüberliegend
gebildet sind, um einen Heizabschnitt 4 oben auf der Überzugsschicht 2 zu
bilden, und einen Schutzfilm 7, welcher diese Schichten
insgesamt bedeckt. Der Thermokopf vom Doppelteilüberzugstyp ist dem Thermokopf
vom Teilüberzugstyp ähnlich, abgesehen
davon, dass ein Teil der an dem Heizabschnitt 4 platzierten Überzugsschicht 2 durch Ätzen o. Ä. des Überzugs,
wie durch 2a in 13 gezeigt, zu
einer aufwärts
konvexen Konfiguration gebildet ist.
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Der
Thermokopf vom Überkantentyp
ist ein Thermokopf, bei dem die Überzugsschicht 2 und
der Heizabschnitt 4 derart gebildet sind, dass sie, wie
in 14 gezeigt, die Kante des Substrats 1 bedecken. 15 zeigt
eine Modifikation des in 14 dargestellten
Thermokopfes, bei der der Kantenabschnitt des Substrats 1 schräg geschnitten
ist, um eine Schräge 1B angrenzend
an die obere Fläche 1A des Substrats 1 und
eine Kantenfläche 1C zu
bilden, welche an die Schräge 1B angrenzt
und orthogonal zu der oberen Fläche 1A steht. Überzugsschichten 2A, 2B und 2C sind über den
entsprechenden Flächen 1A, 1B bzw. 1C gebildet.
Der Heizabschnitt 4 ist an der Schräge 1B gebildet.
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Um
das Bedrucken eines rauen Blattes zu ermöglichen und die Effizienz des
Thermokopfes zu vergrößern, ist
es erforderlich, Druck auf das Farbband, das Übertragungsblatt und die Schreibwalze am
Heizabschnitt zu fokussieren. Bei Thermoköpfen vom Teilüberzugstyp
und Doppelteilüberzugstyp
wird das Eingreifen der Überzugsschicht 2 mit
der Gummiwalze 10 durch das Farbband 8 und das Übertragungsblatt 9 am
Heizabschnitt 4 jedoch erweitert und so keine ausreichende
Druckkonzentration am Heizabschnitt 4 vorgesehen, wie in 16 zu
sehen ist. Ein solches Problem kann in gewisser Weise durch den
Thermokopf vom Überkantentyp überwunden werden.
Derzeit jedoch muss der Thermokopf vom Überkantentyp aus 14 ein
Substrat umfassen, welches eine Dicke von ungefähr 2 mm aufweist, so dass die
inhärenten
Vorteile des Thermokopfes vom Überkantentyp
nicht voll erzielt werden.
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Der
Herstellung der konventionellen Thermoköpfe ist gemein, dass ein Substrat
für jeden
individuellen Thermokopf an seiner Seitenkante bearbeitet werden
muss, bevor Filmbildung und Mustergebung erfolgen. So kann eine
Reihe von Thermoköpfen
nicht aus einem einzigen, großen
Substrat gefertigt werden. Wenn es erwünscht ist, einen Thermokopf
vorzusehen, bei welchem die Wirksamkeit durch das Fokussieren von
Druck auf den Heizabschnitt verbessert ist, wird die Produktion
schwierig und teuer, was zu einer Erhöhung der Kosten für einen
Thermokopf führt.
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Sowohl
JP-A-62111764 als auch JP-A-1257064 offenbaren einen Thermokopf,
umfassend
- (a) ein Substrat mit einer im Wesentlichen
planaren oberen Fläche
und einer Kante;
- (b) eine Überzugsschicht,
welche gebildet ist, um die obere Fläche des Substrats benachbart
zu der Kante zu bedecken;
- (c) einen auf der Überzugsschicht
gebildeten Widerstandsfilm;
- (d) ein auf dem Widerstandsfilm gebildetes Elektrodenmuster;
und
- (e) einen zwischen dem Elektrodenmuster gebildeten Heizabschnitt
zum Ausführen
des Druckens in Thermoübertragungsweise,
wenn das Elektrodenmuster mit elektrischem Strom versorgt wird.
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Das
US-Patent 4,968,996 beschreibt einen Thermodruckkopf, bei welchem
die Basisplatte mit einer Druckendfläche versehen ist, welche schmäler ist
als die Dicke der Basisplatte, indem eine geneigte Fläche entlang
einer der Eckkanten der Endfläche anliegend
an eine der Hauptflächen
der Basisplatte gebildet ist. Alternativ kann eine schmälere Endfläche, welche
als die Druckendfläche
dient, definiert sein, indem geneigte Flächen entlang der zwei Eckkanten
der ursprünglichen
Endfläche
der Basisplatte gebildet sind. In jedem Fall kann durch geeignete
Selektion der Breite der Druckendfläche eine Überzugsschicht von geeigneter
Qualität über der
Druckendfläche
gebildet sein, indem die Oberflächenspannung der Überzugsschicht
in ihrem geschmolzenen Zustand genutzt wird. Durch Abschrägung der
Seitenkanten der Ecken entlang den lateralen Enden der Druckendfläche ist
der Thermodruckkopf mit einer glatten Kontaktfläche versehen, welche eine laterale Breite
für einen
guten Kontakt mit einem Printmedium und einen hohen Glättegrad
für die
Bewegung des Druckkopfes bezüglich
des Printmediums aufweist.
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Dennoch
bleibt es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Thermokopf
vorzusehen, welcher kostengünstig
mit einer erhöhten
Druckkonzentration am Heizabschnitt und somit mit einer verbesserten Druckeffizienz
hergestellt werden kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Thermokopf
vorzusehen, welcher eine verbesserte Effizienz aufweist und hervorragend
von dem Farbband getrennt werden kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Thermokopf
vorzusehen, welcher eine verbesserte Effizienz aufweist und bei
dem der Mustergebungsprozess vereinfacht ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
für die
kostengünstige Herstellung
eines Thermokopfes mit einer verbesserten Druckeffizienz vorzusehen.
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Thermokopf vor, umfassend
- (a) ein Substrat mit einer im Wesentlichen
planaren oberen Fläche,
einer Seitenfläche
und einer Kante zwischen der oberen Fläche und der Seitenfläche des
Substrats;
- (b) eine an der oberen Fläche
des Substrats benachbart zu der Kante gebildete Überzugsschicht;
- (c) einen an der Überzugsschicht
gebildeten Widerstandsfilm;
- (d) ein auf dem Widerstandsfilm gebildetes Elektrodenmuster;
und
- (e) einen zwischen dem Elektrodenmuster gebildeten Heizabschnitt
zum Ausführen
des Druckens in Thermoübertragungsweise,
wenn das Elektrodenmuster mit elektrischem Strom versorgt wird;
dadurch
gekennzeichnet, dass die Überzugsschicht eine
im Wesentlichen planare obere Fläche
gegenüber
der oberen Fläche
des Substrats aufweist und eine Seitenfläche aufweist, welche bündig mit
der Seitenfläche
des Substrats zwischen der oberen Fläche und der Kante derart gebildet
ist, dass die Überzugsschicht
die Seitenfläche
des Substrats nicht bedeckt, wobei sich die Seitenfläche im Wesentlichen orthogonal
zu der oberen Fläche
von der Kante erstreckt, um einen Eckabschnitt zwischen der oberen Fläche und
der Seitenfläche
zu bilden, wobei der Heizabschnitt an dem Eckabschnitt gebildet
ist.
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Bei
diesem Thermokopf ist der Heizabschnitt derart gebildet, dass der
Eckabschnitt der Überzugsschicht
bedeckt ist. Daher wird Druck nicht unnötigerweise auf die Abschnitte
der Überzugsschicht
und des Substrats verteilt, welche außerhalb des Heizabschnitts
liegen. Der Druck wird während
des Betriebs vollständig
auf den Heizabschnitt fokussiert. Das Überzugssubstrat ist halb eingeschnitten,
so dass das Substrat direkt zum nachfolgenden Schritt, wie beispielsweise
der Filmbildung oder Mustergebung ohne vollständige Teilung bewegt wird.
So können Thermoköpfe als
Massenware mit einer Reduzierung der Kosten für einen Thermokopf hergestellt
werden.
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Da
der größte Teil
des Heizabschnitts an dem Thermokopf auf dem Eckabschnitt gebildet
ist, ist der Abstand zwischen dem Heizabschnitt und der Seitenkantenfläche des
Substrats kleiner, was die Trennung des Farbbands von dem Heizabschnitt
verbessert.
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Die
vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Herstellen eines
Thermokopfes vor, welches die folgenden Schritte umfasst:
- (a) Bilden einer Überzugsschicht auf einer im
Wesentlichen planaren, oberen Fläche
eines Substrats, wobei die Überzugsschicht
eine im Wesentlichen planare obere Fläche gegenüber der oberen Fläche des
Substrats umfasst;
- (b) Schneiden von wenigstens der Überzugsschicht, um wenigstens
eine Nut mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt zu bilden, wobei
das Bilden dieser Nut so ausgelegt ist, dass eine Seitenfläche zwischen
der oberen Fläche
der Überzugsschicht
und dem Boden der Nut gebildet wird, wobei die Seitenfläche im Wesentlichen
orthogonal zu der oberen Fläche
verläuft,
um einen Eckabschnitt zwischen der oberen Fläche und der Seitenfläche zu bilden;
- (c) Bilden einer Widerstandsfilmschicht über der oberen Fläche, der
Seitenfläche
und dem Eckabschnitt;
- (d) Bilden eines Heizabschnitts auf dem Eckabschnitt durch Bilden
eines Musters von Elektrodenleitern auf der Widerstandsfilmschicht;
und
- (e) Schneiden des Substrats benachbart zu der Überzugsschicht
in der im Schritt (b) gebildeten Nut derart, dass die Seitenfläche bündig mit
einer Seitenfläche
des Substrats ist, wobei die Überzugsschicht
die Seitenfläche
nicht bedeckt.
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Gemäß diesem
Verfahren kann eine Vielzahl von Thermoköpfen gleichzeitig gebildet
werden, von denen jeder Druck auf den Heizabschnitt fokussieren kann,
um die Effizienz beim Drucken zu verbessern, wobei nicht durchgehende,
halb eingeschnittene Nuten verwendet werden, um das Substrat in
eine Vielzahl von Thermoköpfen
zu teilen, einen Film zu bilden und einen Heizabschnitt an jedem
durch diese Nuten gebildeten Eckabschnitt auszubilden. Ein abgerundeter
Eckabschnitt kann gebildet sein, um jegliche Bildung von Graten
und/oder Ausschnitten zu verhindern. Die Filmbildungs- und Musterbildungsschritte
können
so leicht an der glatten Fläche
des Thermokopfes erfolgen und so den Heizabschnitt mit einer stabilen
Konfiguration bilden.
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden jetzt mit Bezug zu den Zeichnungen
erläutert,
für die gilt:
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopfes;
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopfes;
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils einer dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopfes;
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils einer vierten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopfes;
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils einer alternativen Anordnung eines Thermokopfes;
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6 ist
eine Ansicht, welche einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung
des Thermokopfes aus 5 darstellt;
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7 ist
eine Ansicht, welche einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung
des Thermokopfes aus 5 darstellt;
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8 ist
eine Ansicht, welche einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung
des Thermokopfes aus 5 darstellt;
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9 ist
eine Ansicht, welche einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung
des Thermokopfes aus 5 darstellt;
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10 ist
eine Ansicht, welche ein Beispiel für ein Drucksystem darstellt,
das einen erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopf umfasst;
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11 ist eine Ansicht, welche die Details des
Druckmechanismus eines Drucksystems erläutert, welches einen erfindungsgemäß gebildeten Thermokopf
umfasst;
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12 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils eines nach dem Stand der Technik gebildeten Thermokopfes;
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13 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils eines nach dem Stand der Technik gebildeten Thermokopfes;
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14 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils eines nach dem Stand der Technik gebildeten Thermokopfes;
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15 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des primären
Teils eines nach dem Stand der Technik gebildeten Thermokopfes;
und
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16 ist
eine Ansicht, welche den Thermokopf nach dem Stand der Technik während seines Betriebs
darstellt.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht des primären Teils einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopfes 100. Der Thermokopf 100 umfasst ein
Substrat 101, eine untere Überzugsschicht 102,
welche an der oberen Fläche
des Substrats 101 gebildet ist, eine an der unteren Überzugsschicht 102 gebildete
Widerstandsfilmschicht 103, an der Widerstandsschicht 103 gebildete
gemeinsame und individuelle Elektroden 105, 106 und
einen Schutzfilm 107, welcher so gebildet ist, dass er
alle Schichten und Elektroden bedeckt.
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In
dem Thermokopf 100 wird Wärme an einem Abschnitt der
Widerstandsfilmschicht 103 erzeugt, an dem die Elektroden 105 und 106 nicht
gebildet sind. So definiert ein Teil des Schutzfilms 107, welcher
den Wärme
erzeugenden Teil der Widerstandsfilmschicht 103 bedeckt,
einen Heizabschnitt 104, an dem ein Farbband oder wärmeempfindliches Blatt
anliegt, um das Drucken auszuführen.
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Der
Thermokopf 100 ist dadurch gekennzeichnet, dass er den
Heizabschnitt 104 an einem Eckabschnitt 123 umfasst.
Ein solcher Eckabschnitt 123 ist durch eine Schnittstelle
zwischen der oberen Fläche 121 und
der Seitenfläche 122 an
der Überzugsschicht 102 definiert.
Genauer ist die Widerstandsfilmschicht 103 von der oberen Überzugsseite 121 zu
der seitlichen Überzugsseite 122 gebildet, während gleichzeitig
der Heizabschnitt 104 an dem Eckabschnitt 123 gebildet
ist. Die gemeinsame Elektrode 105 befindet sich an der
seitlichen Überzugsseite 122,
während
die individuelle Elektrode 106 an der oberen Überzugsseite 121 angeordnet
ist. Das Drucken erfolgt also an dem Heizabschnitt 104,
welcher an dem Eckabschnitt 123 gebildet ist.
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2 zeigt
einen Thermokopf 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Thermokopf 200 umfasst
einen partiellen Überzug 202 anstatt
der unteren Überzugsschicht 102 des
Thermokopfes der ersten Ausführungsform. Da
der Thermokopf 200 den partiellen Überzug 202 umfasst,
ist ein Teil einer Widerstandsfilmschicht 203 direkt auf
dem Substrat 201 platziert. So nimmt die Dicke des partiellen Überzugs 202 an
dem Thermokopf 200 in Richtung des Kantenabschnitts des
Substrats 201 nach und nach ab. In ähnlicher Weise umfasst der
Thermokopf 200 einen Heizabschnitt 204, welcher
an einem durch eine Schnittstelle zwischen der oberen Überzugsseite 221 und
der seitlichen Überzugsseite 222 definierten
Eckabschnitt 223 gebildet ist. Eine gemeinsame Elektrode 205 ist
an der seitlichen Überzugsseite 222 gebildet,
während
eine individuelle Elektrode 206 an der oberen Überzugsseite 221 gebildet
ist.
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Da
der Heizabschnitt an dem Eckabschnitt der Überzugsschicht gebildet ist,
welche sich orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zu der oberen
Seite des Substrats an jedem der in den 1 und 2 gezeigten
Thermoköpfe 100 und 200 erstreckt,
können
die Thermoköpfe 100 oder 200 Druck auf
den Heizabschnitt fokussieren, wenn der Thermokopf durch ein wärmeempfindliches
Papierblatt gegen eine Walze gedrückt wird.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht der primären Teile einer dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß gebildeten
Thermokopfes. Der Thermokopf der dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen
derselbe wie derjenige der ersten Ausführungsform. Jedoch unterscheidet
sich die dritte Ausführungsform
von der ersten Ausführungsform
dadurch, dass der Thermokopf der dritten Ausführungsform im Gegensatz zu
dem Thermokopf der ersten Ausführungsform,
welcher eine schart gebildete Ecke 123 aufweist, einen
gerundeten Eckabschnitt 523 umfasst.
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Komponenten,
welche denjenigen der ersten Ausführungsform ähneln, sind durch ähnliche
Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nicht weiter beschrieben.
Der gerundete Eckabschnitt 523 dient dazu, jegliche Bildung
von Graten und/oder Ausschnitten zu verhindern und die Musterbildung
zu fördern.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht der primären Teile eines Thermokopfes 800 gemäß einer vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Thermokopf 800 umfasst
eine Basisanordnung, welche ein Substrat 801, eine an der
oberen Seite des Substrats 801 gebildete untere Überzugsschicht 802,
eine an der unteren Überzugsschicht 802 gebildete
Widerstandsfilmschicht 803, an der Widerstandsfilmschicht 803 gebildete
gemeinsame und individuelle Elektroden 805, 806 und
eine Schutzschicht 807 umfasst, die gebildet ist, um die
Widerstandsfilmschicht 803 und die Elektroden 805, 806 zu bedecken.
Diese Basisanordnung unterscheidet sich nicht von derjenigen des
gemäß der ersten
Ausführungsform
gebildeten Thermokopfes 100.
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Der
Thermokopf 800 ist dadurch gekennzeichnet, das ein Heizabschnitt 822 an
einer Stelle gebildet ist, welche zu der Mitte des Substrats von
einem Überzugsschichteckabschnitt 823 versetzt
ist, welcher durch eine Schnittstelle zwischen der oberen Überzugsseite 821 und
der seitlichen Überzugsseite 822 definiert
ist. Mit anderen Worten ist die Widerstandsfilmschicht 803 von
der oberen Überzugsseite 821 zu
der seitlichen Überzugsseite 822 gebildet.
Die gemeinsame Elektrode 805 ist an dem oberen Abschnitt
der seitlichen Überzugsseite 822 gebildet, während die
individuelle Elektrode 806 mit Ausnahme von deren Kante
an der oberen Überzugsseite 821 gebildet
ist. Auf diese Weise ist der Heizabschnitt 804 an einer
Position gebildet, welche von dem Eckabschnitt 823 zu der
Mitte des Substrats hin verschoben ist.
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Auf
Grund einer solchen Position des Heizabschnitts 804 kann
der Thermokopf 800 in geeigneter Weise durch ein wärmeempfindliches
Blatt oder Band gegen die Walze gedrückt werden, während ein gewisser
Druck auf den Heizabschnitt 804 konzentriert ist. Folglich
können
das Heizen und das Drücken gleichzeitig
und effizient durchgeführt
werden. Darüber
hinaus kann die Musterbildung leichter durchgeführt werden, da der größte Teil
des Heizabschnitts 804 an der oberen Fläche 821 der Überzugsschicht 802 gebildet
ist, und die gemeinsame Elektrode anliegend an die obere Kante der
Seitenwand des Substrats gebildet ist.
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Durch
Bilden von Nuten 811 in einer rechteckigen Konfiguration
kann der Thermokopf 800 gemäß einem Verfahren hergestellt
werden, welches dem nachfolgend in Zusammenhang mit den 6 bis 9 beschriebenen ähnlich ist.
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Der
Thermokopf der vierten Ausführungsform
erleichtert die Musterbildung, da der Heizabschnitt an der oberen
Fläche
der Überzugsschicht
an einer Stelle gebildet ist, welche von dem Eckabschnitt der Überzugsschicht
hin zur Mitte des Substrats versetzt ist.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht des primären Teils eines Thermokopfes 900 gemäß einer
alternativen Anordnung, welche nicht Teil der vorliegenden Erfindung
ist.
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Der
Thermokopf 900 umfasst eine Basisanordnung, welche ein
keramisches Substrat 901, eine an der oberen Seite des
Substrats 901 gebildete untere Überzugsschicht 902,
eine an der unteren Überzugsschicht 902 gebildete
Widerstandsfilmschicht 903, an der Widerstandsfilmschicht 903 gebildete
gemeinsame und individuelle Elektroden 905, 906 und eine
Schutzschicht 907 umfasst, die derart gebildet ist, dass
sie die Widerstandsfilmschicht 903 und die Elektroden 905, 906 bedeckt.
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Der
Thermokopf 900 ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der
Kantenabschnitt 902a der Überzugsschicht 902 nach
außen
erstreckt und so einen gewölbten
Abschnitt 925 an der oberen Kante der Überzugsschicht 902 bildet,
welcher durch eine Schnittstelle zwischen der oberen Überzugsseite 921 und
der seitlichen Überzugsseite 922 gebildet
ist. An dem gewölbten
Abschnitt 925 ist ein Heizabschnitt 904 gebildet,
indem die gemeinsame Elektrode 905 an der seitlichen Überzugsseite 922 und
die individuelle Elektrode 906 an der oberen Überzugsseite 921 gebildet
ist.
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Der
Thermokopf 900 aus 5 kann gemäß dem folgenden
Verfahren hergestellt werden.
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Wie
in 6 gezeigt ist, wird zunächst eine halb eingeschnittene
Nut 911 mit einer Tiefe d, welche der Dicke der Überzugsschicht 902 entspricht oder
dicker ist, an dem keramischen Substrat 901 auf der oberen
Fläche,
an der die Überzugsschicht 902 gebildet
worden ist, gebildet. Diese Nut 911 wird in einer rechteckigen
Ausführung
derart gebildet, dass ein Eckabschnitt 923 an der Überzugsschicht 902 an jeder
oberen Kante der Nut 911 mit einem Winkel α gebildet
wird.
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Die
Tiefe d der Nut 911 kann der Dicke der Überzugsschicht 902 entsprechen
oder geringer sein. Dies trifft zu, wenn die Überzugsschicht eine relativ
große
Dicke aufweist. Trotz fehlender Darstellung ist eine Vielzahl solcher
Nuten 911 tatsächlich an
dem Substrat 901 gebildet und weist derartige Maße auf,
dass eine Vielzahl von Thermoköpfen
dadurch weg geschnitten werden kann.
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Wird
das Substrat bearbeitet, um die halb eingeschnittenen Nuten zu bilden,
können
sich an den Eckabschnitten 923 der Überzugsschicht 902 Grate
und/oder Ausschnitte bilden. Ferner liegt eine geringere Oberflächenglätte vor.
Daher wird das Substrat 901 einer Wärmebehandlung bei 900°C unterzogen.
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Wird
das gesamte Substrat bei einer erhöhten Temperatur von ungefähr 900°C wärmebehandelt,
wird die Überzugsschicht 902 an
dem Substrat 901 auf eine Temperatur erwärmt, welche
den Erweichungspunkt, an dem die Überzugsschicht 902 eine Fließfähigkeit
aufweist, überschreitet.
In einem solchen Fließzustand
wird die Temperatur der Überzugsschicht 902 geringfügig verringert,
um die Fließfähigkeit
auf dem gewünschten
Niveau beizubehalten, während
eine gewünschte
Viskosität
aufrecht erhalten wird. Unter solchen Umständen wird ferner nur die Oberfläche der Überzugsschicht 902 erwärmt. Folglich
wölbt sich
die Kante der Überzugsschicht 902 aufgrund
der Oberflächenspannung
an der Überzugsschicht 902.
Dies ist das gleiche Phänomen
wie bei einem großen
Flüssigkeitstropfen,
welcher in der Mitte einen ausgesparten Abschnitt und an der Peripherie
einen erhobenen Abschnitt umfasst. Der daraus folgende, gewölbte Kantenabschnitt
ist ein in 7 gezeigter gewölbter Abschnitt 925.
Der gewölbte
Abschnitt 925 erfüllt
eine wirksame Funktion bei der alternativen Anordnung aus 5.
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Darüber hinaus
führt die
Wärmebehandlung zu
einem gerundeten Eckabschnitt und einer glatteren Oberfläche, sodass
der nachfolgende Musterbildungsvorgang erleichtert wird. Wird das
gesamte Substrat nach und nach abgekühlt, nachdem es zuvor bei 900°C wärmebehandelt
wurde und nur die Oberfläche
bei einer Temperatur geringfügig
unter 900°C
bearbeitet wurde, weist der gewölbte
Abschnitt eine Krümmung
R gleich 100 und eine Höhe gleich
7 μ auf.
Wird die Überzugsschicht 902 nach und
nach abgekühlt,
wird daher in dem amorphen Glas keine Belastung erzeugt. Dies führt zu einem stabilen
Thermokopf.
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Nach
der Wärmebehandlung
werden der Widerstandsfilm 903, die gemeinsame Elektrode 905 und
die individuellen Elektroden 906 gebildet und mittels des
bekannten Photolitographieverfahrens gerastert. Dann wird der Schutzfilm 907 gebildet,
um, wie in 8 gezeigt, das Vor-Teilungs-Substrat
zu bilden. Schließlich
wird das Substrat entlang einer Linie A-A in 8 in eine
Vielzahl von individuellen Thermoköpfen 900, welche in 9 gezeigt
sind, aufgeteilt. Folglich ist es möglich, Thermoköpfe 900 zu
erzielen, welche gemäß der zuvor
beschriebenen alternativen Anordnung gebildet sind.
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Obgleich
die alternative Anordnung mit einer rechteckigen Ausführung der
Nuten beschrieben worden ist, kann das halbe Einschneiden mit einem Winkel
ausgeführt
werden, um den gewölbte
Abschnitt auf dieselbe Weise zu erzielen. Obgleich die alternative
Ausführungsform
mit Bezug zu dem Substrat beschrieben worden ist, welches vollständig mit der Überzugsschicht
bedeckt ist, kann sie ebenfalls in ähnlicher Weise mit einem Substrat
vom partiellen Überzugstyp
einschließlich
einer Überzugsschicht gebildet
sein, welche eine geringere Größe aufweist, als
der gesamte Flächenbereich
des Substrats.
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Ist
der oben genannte Winkel α stumpf,
wird die Kante der Überzugsschicht
durch Wärmebehandlung
gerundet. Ein gewölbter
Kantenabschnitt wird normalerweise nicht gebildet. Gibt es andere
Faktoren, wie einen Winkel α nahe
90 Grad oder die vergrößerte Dicke
der Überzugsschicht,
kann ein gewölbter
Kantenabschnitt wie in der alternativen Anordnung in 5 gebildet
sein. In einem solchen Fall kann der resultierende Thermokopf als
Thermodruckkopf einschließlich
eines gewölbten
Kantenabschnitts 925 Anwendung finden.
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In
der ersten bis vierten Ausführungsform entspricht
die Größe des Heizabschnitts
ungefähr 100 μ bis ungefähr 200 μ, wobei dessen
Neigung ungefähr
60 μ entspricht.
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Bei
der alternativen Anordnung in 5 sind die
halb eingeschnittenen Nuten von rechteckigem oder im Wesentlichen
rechteckigem Querschnitt gebildet, und der gewölbte Abschnitt ist an dem Kantenabschnitt
der Überzugsschicht
durch Wärmebehandlung
gebildet. Da der Heizabschnitt an dem gewölbten Abschnitt vor dem Schneiden
des Substrats gebildet und gerastert wird, kann eine Reihe kostengünstiger
Thermoköpfe
mit verbesserter Wirksamkeit gleichzeitig hergestellt werden. In
jedem Fall kann der Thermokopf dieser alternativen Anordnung klarer drucken,
da der Heizabschnitt in größerer Nähe zu dem
Druckabschnitt gebildet ist.
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10 zeigt
die Anordnung eines Drucksystems 40 einschließlich eines
Thermokopfes, weicher gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist. Das Drucksystems 40 umfasst eine
Einlassöffnung 44 zum
Einführen
eines Dokuments 42 in das System, eine Zuführrolle 46 zum Transportieren
des Dokumentes zu dem Thermokopf, einen Bildsensor 48 zum
Lesen des Dokuments, einen Druckabschnitt 50 zum Drucken
eines Aufzeichnungsblattes 54 und einer Aufzeichnungswalzenrolle 52,
welche benachbart zu dem Druckabschnitt 50 angeordnet ist.
Das Drucksystem 40 wird durch elektrische Energie aktiviert.
Werden Dokumente 42 durch die Einlassöffnung 44 in das Drucksystem 40 eingeführt, werden
sie durch Trennmittel 43 voneinander getrennt und nacheinander
zu dem Bildsensor 48 transportiert. Das Muster auf der
Oberfläche
des Dokuments 42 wird an dem Bildsensor 48 zu
elektrischen Signalen konvertiert. Auf der Basis dieser elektrischen
Signale wird das Aufzeichnungsblatt 54 an dem Druckabschnitt 50 gedruckt.
Um das Drucken auf rauem Papier zu ermöglichen, verwendet das Drucksystem
ein Farbband 62. Obgleich das Drucksystem als Kopiergerät oder Fax
einschließlich eines
Lesemechanismus beschrieben worden ist, kann der Thermokopf aller
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in einem Drucker ohne Lesemechanismus
verwendet werden.
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11 zeigt die Details des in 10 gezeigten
Druckabschnitts 50. Mit Bezug zunächst zu 11(a),
läuft das
Aufzeichnungsblatt 54 auf der Gummiwalze 60 der Walzenrolle 52.
Ein gemäß einer der
Ausführungsformen
1 bis 4 gebildeter Thermokopf 64 wird durch ein Farbband 62 gegen
das Aufzeichnungsblatt gedrückt.
Der Thermokopf 64 ist in 11(a) schematisch
dargestellt. Da der Thermokopf in der Nähe des Eckabschnitts des Thermokopfes
gegen die Gummiwalze 60 gedrückt wird, wird die Druckkraft
vergrößert. So
weist die Gummiwalze durch die Druckkraft des Thermokopfes Aussparungen
auf, wo das Drucken durchgeführt
wird.
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Durch
Bewegen eines Heizabschnittes 68 in den ausgesparten Abschnitt
der Gummiwalze 60 wird das Muster eines Buchstabens thermogeformt, während das
Muster des Buchstabens unter Druck auf das Aufzeichnungsblatt gepresst
wird. Eine Entfernung L zwischen dem Heizabschnitt 68 und
dem Eckabschnitt 70 des Thermokopfes ist die Entfernung
der Bandtrennung. Ist diese Entfernung der Bandtrennung L zu groß, käme das Farbband 62, nachdem
die Thermoübertragung
abgeschlossen ist, für
einen längeren
Zeitraum in Berührung
mit dem Aufzeichnungsblatt 54. Dies würde das Farbband 62 abkühlen lassen
bis das Aufzeichnungsblatt 54 am Trennungspunkt 72 von
dem Farbband 62 getrennt ist. Das von dem Farbband 62 zu
dem Aufzeichnungsblatt 54 übermittelte Muster des Buchstabens wird
zum Farbband 62 zurückgebracht.
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Ein
zwischen dem Farbband 62 und dem Thermokopf eingeschlossener
Winkel θ wird
als Trennungswinkel bezeichnet. Ist dieser Trennungswinkel zu groß, wird
das Aufzeichnungsblatt 54 über einen längeren Zeitraum nach der Wärmeübertragung
in Berührung
mit dem Farbband 62 platziert, was auch gilt, wenn die
Entfernung der Bandtrennung L zu groß ist. Dies führt zu demselben
Druckfehler wie oben beschrieben. Wird ein erfindungsgemäß ausgeführter Thermokopf
verwendet, kann jedoch die Entfernung der Bandtrennung L verringert werden
oder entfallen und der Winkel θ der
Bandtrennung kann, wie beschrieben, ebenfalls verkleinert werden.
So können
erfindungsgemäße Thermoköpfe guten,
klaren Druck erzeugen. 11(b) ist eine
vergrößerte Ansicht
des primären
Teils aus 10, wobei die Gummiwalze 60 durch
die Walzenrolle 52 ersetzt ist und der Thermokopf 64 stationär gehalten wird,
wobei das Aufzeichnungsblatt von dem Rollmittel transportiert wird.
Erfindungsgemäße Thermoköpfe können jedoch
auch bei einem seriellen Drucksystem Anwendung finden, bei dem der
Thermokopf 64 auf einer flachen Walze 79 beweglich
ist, wobei eine Bandkassette 77 verwendet wird.
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Der
Thermokopf der vorliegenden Erfindung ist ökonomisch vorteilhaft, da eine
Reihe kostengünstiger
Thermoköpfe
in Massenproduktion hergestellt werden können. Durch die Integration
eines Thermokopfes in einem Drucksystem, kann letzteres zu einem
Drucksystem modifiziert werden, bei dem Kosten und Leistung optimiert
sind, um ökonomisches
und klares Drucken durchzuführen.