DE69422665T2

DE69422665T2 - Thermo-Kopf

Info

Publication number: DE69422665T2
Application number: DE69422665T
Authority: DE
Inventors: Hideya Akasaka; Fumiaki Tagashira
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2014-07-08
Also published as: EP0633140B1; DE69422665D1; JPH0725050A; US5914743A; EP0633140A3; JP2815787B2; EP0633140A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Thermokopf, der bei Ausgabegeräten wie etwa Druckern, Plottern sowie Faksimilegeräten einsetzbar ist, und insbesondere auf Muster der Elektroden zur Zuführung von Heizsignalen an auf einem Substrat nebeneinanderliegende Heizelemente.

Beschreibung der verwandten Technik

Ein typischer Thermokopf besteht aus einem einzelnen verhältnismäßig kleinen Substrat, auf dem sich ein Heizelement, gemeinsame Elektroden und Einzelelektroden befinden. Über die Elektroden wird dem Heizelement elektrische Leistung zugeführt, um Wärme zu erzeugen. Thermopapier oder ein Tintenfilm wird mit Hilfe eines Schutzfilms mit dem Heizelement in Kontakt gebracht.
Es gibt jedoch neuerdings einen ansteigenden Bedarf an einem großen Thermokopf zur Verwendung in Ausgabeeinrichtungen wie etwa einem CAD-System. 20 Der große Thermokopf besteht vorzugsweise aus einem einzelnen Thermokopfsubstrat. In diesem Fall müssen fehlerfreie Heizelemente oder Elektroden jedoch über einen großen Bereich des Substrats gebildet werden. Der Herstellung eines solchen großen Substrats stellt sich deswegen eine große technische Schwierigkeit entgegen, was unpraktisch ist.
Im Stand der Technik wurden deshalb mehrere kleine Substrate angeordnet, um einen großen Thermokopf aufzubauen, wie in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-72967 offenbart ist.
Diese wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 genau beschrieben. Fig. 1 zeigt beispielhaft einen einzelnen Thermokopf, der aus drei in Querrichtung alternierend angeordneten Substraten besteht, die die Substrate 10a und 10c mit einer in der Draufsicht im wesentlichen trapezförmigen Form und ein Substrat 10b mit einer umgekehrt trapezförmigen Form enthalten. Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des in der Fig. 1 dargestellten Thermokopfes.
Auf den Substraten 10a, 10b und 10c sind alternierend angeordnete kammähnliche gemeinsame Elektroden 12 und ebenfalls kammähnliche Einzelelektroden 14 angeordnet, auf denen sich ein gürtelähnliches Heizelement 16 erstreckt. Die Wärme wird im Bereich des Heizelements 16 erzeugt, das sich zwischen den gemeinsamen Elektroden 12 und der Einzelelektroden 14 erstreckt, die aneinander angrenzen.
Die Kanten der aneinander angrenzenden Substrate 10a, 10c und des Substrats 10b entsprechen den schrägen Seiten des Trapezes jedes Substrats. Die Kanten der Substrate 10a, 10b und 10c (hier nachfolgend als Seitenkantenbereiche der Substrate bezeichnet) sind unter den vorgegebenen Winkeln θ3 und θ3' ausgebildet, die Ergänzungswinkel verschieden von 90 Grad bilden. Überdies sind die Substrate 10a und 10c vom Substrat 10b um einen Abstand L in bezug auf die Papierzufuhrrichtung verschoben, um dadurch zu verhindern, daß das Heizelement zwischen benachbarten Substraten lückenhaft ist.
An den rechten und linken Seitenkantenbereichen des Substrats sind die Elektroden 12 und die Einzelelektroden 14 beide so angeordnet, daß sie einen vorgegebenen Winkel θ5' in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn oder einen vorgegebenen Winkel θ5 in bezug auf die Richtung bilden, die senkrecht zur Längsrichtung des Substrats verläuft, auf dem das Heizelement 16 angeordnet ist. Die Winkel der Elektrodenmuster θ5' und θ5 sind im wesentlichen gleich den Winkeln θ3' und θ3 der Seitenkantenbereiche der Substrate, so daß die Elektroden zum Drucken sogar an den Seitenkantenbereichen des Substrats angeordnet sein können, das in der Draufsicht im wesentlichen trapezförmig oder umgekehrt trapezförmig ist.
In dem Fall, in dem ein einzelner Thermokopf aus drei alternierend angeordneten Substraten 10a, 10b und 10c mit einer im wesentlichen trapezförmigen Form oder einer umgekehrt trapezförmigen Form aufgebaut ist, die mit Elektrodenmuster versehen sind, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, gibt es den Nachteil, daß wenigstens zwei Typen von Elektrodenmustern notwendig sind, d. h. eines für die trapezförmigen Substrate 10a und 10c und das andere für das umgekehrt trapezförmige Substrat 10b.
Deswegen werden für die Herstellung von drei Substraten, die einen einzelnen Thermokopf bilden, wenigstens zwei Systeme von Photomasken benötigt, was zu erhöhten Entwicklungskosten und Entwicklungszeit führt. Es sind weiterhin für zwei Typen von Substraten Produktions-, Schnitt- und Montageschritte notwendig, was die Anzahl der Schritte erhöht.
Sofern ein Thermokopf, der eine Kombination aus zwei Typen von Substraten mit einer trapezförmigen Form und einer umgekehrt trapezförmigen Form enthält, wie bei den Substraten 10a und 10c mit nur einem Elektrodenmuster gebildet wird, befinden sich die Positionen, an denen die gemeinsamen Elektroden 12 auf den Substraten 10a und 10c angeordnet sind, dort, wo das Papier in bezug auf die Papierzufuhrrichtung F früher als das Heizelement 16 ankommt, während sich die Positionen der gemeinsamen Elektroden 12, die auf dem Substrat 10b anzuordnen sind, dort befinden, wo das Papier, wie in Fig. 3 gezeigt ist, später als das Heizelement 16 ankommt.
Deswegen werden sich dann, wenn diese Substrate verwendet werden, um einen einzelnen Thermokopf aufzubauen, die Positionen der gemeinsamen Elektroden 12 und der Einzelelektroden 14, die in bezug auf die Papierzufuhrrichtung F anzuordnen sind, für jedes der benachbarten Substrate unterscheiden, weshalb sich die Richtung des Datentransfers für jedes der Substrate unterscheiden wird, was eine komplizierte Verdrahtung und eine komplizierte Struktur des Thermokopfes zur Folge hat.
Kopfbausteine für zusammengesetzte Thermoköpfe, wie sie in EP-A-0 512 251 offenbart sind, weisen eine longitudinale Anordnung von Heizpunktbereichen auf, wovon jeder mit Verdrahtungselektroden verbunden ist. Diese Verdrahtungselektroden weisen schräge Bereiche auf, die sich von den Heizpunktbereichen zum Zentralbereich des Substrats erstrecken. Diese schrägen Elektrodenbereiche sind durch Verbindungsbereiche mit den Heizpunktbereichen verbunden, die senkrecht zur Zeilenrichtung der Heizpunktbereiche und zu den Kontaktbereichen nahe an den Längsseitenkanten des Substrats verlaufen. Diese Kontaktbereiche sind zur Längsrichtung senkrecht.
Aufgrund dieser Anordnung der Verdrahtungselektroden kann eine Schutzschicht mit V-förmigen Ausschnitten versehen werden, um die Unterteilung des physischen Kopfes in Kopfbausteine zu verbessern. Diese Unterteilung erfolgt senkrecht zur Längsrichtung der Heizfläche.
Ein Thermokopf, der in EP-A-0 410 486 offenbart ist, weist Heizwiderstände auf, die durch eine Zwischenelektrode miteinander verbunden sind und wie ein "Größer als"-Zeichen "> " angeordnet sind. Diese Form ist von der Position des Heizwiderstands in der Nähe des linken oder des rechten Endes der Reihe der Heizbereiche und von einer Unterteilungsrichtung des Thermokopfes unabhängig. Außerdem sind die Heizwiderstände mit den den gemeinsamen Elektroden und den Einzelelektroden entsprechenden Leitungselektroden verbunden, die zur Reihenrichtung der Heizabschnitte senkrecht sind.
Ein weiterer Thermokopf, der in JP-A-62 042 860 offenbart ist, weist wärmeerzeugende Widerstände auf, die im wesentlichen den in EP-A-0 512 251 gezeigten Heizpunktbereichen entsprechen. Um jedoch zu ermöglichen, den Abstand zwischen den wärmeerzeugenden Widerständen an einem Verbindungsendteil von zwei Substraten zu reduzieren, weisen die zu den Seitenkanten der benachbarten Substrate benachbarten wärmeerzeugenden Widerstände verlängerte Bereiche zu den Seitenkanten hin auf, wie in der Figur gezeigt ist. Die Unterteilungsrichtung fällt nicht mit den geneigten Verdrahtungselektroden zusammen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Thermokopf zu schaffen, der unabhängig von der Form der Substrate aus mehreren Substraten mit gleichen Elektrodenmustern bestehen kann und für alle Substrate die gleiche Datentransferrichtung aufweist, so daß es möglich ist, die Verdrahtung zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch einen Thermokopf gelöst, wie er im Anspruch 1 beschrieben ist. Weiterbildungen und Verbesserungen des erfinderischen Thermokopfes sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die gemeinsamen Elektroden unter vorgegebenen Winkeln in bezug auf die Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Heizelements angeordnet, während die Einzelelektroden unter vorgegebenen Winkeln in der entgegengesetzten Richtung zu jener der gemeinsamen Elektroden in der Weise angeordnet sind, daß sich die Elektrodenmuster der gemeinsamen Elektroden und der Einzelelektroden auf dem Substrat vom Heizelement zu den Kanten des Substrats hin erstrecken, die den Ober- und Unterseiten des Trapezes entsprechen (als obere und untere Kanten des Substrats bezeichnet), damit sie in der Nähe der Kanten des Substrats, die den schrägen Seiten des Trapezes entsprechen (als Seitenkanten des Substrats bezeichnet), zum Zentralbereich des Substrats hin geneigt sind.
Somit sind die gemeinsamen Elektroden und die Einzelelektroden am Heizelement geknickt und weisen am linken Kantenbereich eines Substrats, das in einer gewünschten Form, etwa ein Trapez oder ein umgekehrtes Trapez, unterteilt ist, die Gestalt eines mathematischen Ungleichheitszeichens "< " auf, während sie am rechten Kantenbereich des Substrats die Gestalt eines mathematischen Ungleichheitszeichen "> " aufweisen.
In dem Fall, wenn ein einzelner Thermokopf aus mehreren Substraten besteht, die eine im wesentlichen trapezförmige oder umgekehrt trapezförmige Form aufweisen, würden solche Elektrodenmuster die Notwendigkeit eliminieren, die Elektrodenmuster der Substrate in Abhängigkeit von den Positionen, an denen die Substrate angeordnet sind, zu verändern, wie etwa an der linken Seite, in der Mitte oder an der rechten Seite des Thermokopfes.
Die Substrate werden im allgemeinen durch die Unterteilung einer Vielzahl von Bereichen hergestellt, die zuvor auf einem gesonderten Substrat gebildet wurden und jeweils ein Substrat bilden. Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, bei allen Substraten die gleichen Elektrodenmuster einsetzbar sind, kann somit zur Reduzierung der Herstellungsschritte die gleiche Photomaske verwendet werden.
Selbst wenn eine Vielzahl von Substraten mit einer trapezförmigen oder umgekehrt trapezförmigen Form kombiniert werden, um einen einzelnen Thermokopf aufzubauen, werden sich die Positionen, an denen die Elektroden in bezug auf die Richtung der Papierzufuhr angeordnet werden, nicht für jedes Substrat unterscheiden, wodurch ermöglicht wird, daß die Druckdaten in die gleiche Richtung übertragen werden. Es ist deswegen nicht erforderlich, eine zusätzliche Verdrahtung anzubringen, wodurch die Herstellung von Thermoköpfen mit einer einfachen Struktur gesichert ist, während eine gute Druckqualität beibe halten wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Strukturzeichnung, die einen gesamten herkömmlichen Thermokopf darstellt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Hauptteil des Thermokopfes von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist eine Strukturzeichnung, die einen weiteren gesamten Thermokopf der verwandten Technik zeigt;
Fig. 4 ist eine Strukturzeichnung, die den Hauptteil eines Thermokopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung von Schnittebenen beim Herstellungsvorgang eines Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Strukturzeichnung, die die Gesamtheit eines Thermokopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht, die das linke Ende eines Substrats 20 in Fig. 5 zeigt;
Fig. 8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die das linke Ende eines Substrats gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die den Zentralbereich des Substrats von Fig. 8 zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Ausführungsform 1

Fig. 4 ist eine Zeichnung, die den die vorliegende Erfindung verwendenden Aufbau eines Thermokopfes zeigt, wobei diejenigen Teile, die mit Teilen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Thermoköpfe vollkommen gleich sind, durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
In Fig. 4 sind die Substrate 20a und 20c, die jeweils in der Draufsicht eine im allgemeinen trapezförmige Form aufweisen, und ein Substrat 20b, das eine umgekehrt trapezförmige Form aufweist, querliegend und alternierend in der Richtung, die senkrecht zur Richtung der Papierzufuhr F verläuft, angeordnet, um einen einzelnen Thermokopf aufzubauen.
Auf den Substraten 20a, 20b und 20c befinden sich gürtelartige Heizelemente 16, die sich entlang der Längsseiten der Substrate und in der Richtung erstrecken, die im wesentlichen senkrecht zur Papierzufuhrrichtung F verläuft. Kammförmige gemeinsame Elektroden 12 und Einzelelektroden 14 sind in bezug auf die Heizelemente 16 in einer alternierenden Weise angeordnet.
Die Heizelemente 16 sind zwischen den Substraten 20a, 20b und 20c unterbrochen. Um eine Verschlechterung der Druckqualität zu verhindern, bilden die Seitenkantenbereiche (die Linien I-I' und II-II' in der Figur) der Substrate die vorgegebenen Winkel θ3' und θ3 in bezug auf die Papierzufuhrrichtung. Genauer sind die Seitenkantenbereiche eines Substrats, das zu den anderen Substraten benachbart ist, beschnitten, um untereinander Ergänzungswinkel ausgenommen 90º zu bilden. Die trapezförmigen Substrate 20a und 20c sind in bezug auf die umgekehrt trapezförmigen Substrate 20c in einer solchen Weise angeordnet, daß ihre jeweiligen Heizelemente 16 untereinander um eine Länge L verschoben sind.
Nachfolgend wird hier ein spezieller Aufbau der Elektrodenmuster des umgekehrt trapezförmigen Substrats 20b beispielhaft beschrieben. Es wird angemerkt, daß die Elektrodenmuster der anderen trapezförmigen Substrate 20a und 20c grundsätzlich die gleichen sind wie das des Substrats 20b. Die gemeinsamen Elektroden 12 und die Einzelelektroden 14, die in der Nähe der Seitenkantenbereiche des Substrats 20b vorgesehen sind, erstrecken sich von den Heizelementen 16 zu den unteren und oberen Endbereichen (die den unte ren und oberen Seiten des Trapezes entsprechen) derart, daß sie zu dem Zentralbereich des Substrats 20b hin angewinkelt sind. Genauer bilden die gemeinsamen Elektroden 12, die am linken Ende auf einer Seite des Heizelements 16 des Substrats 20b angeordnet sind, im Uhrzeigersinn einen vorgegebenen Winkel θ1 in bezug auf die Richtung, die zu den langen Seiten des Heizelements 16 senkrecht verläuft, während die gemeinsamen Elektroden 12, die am rechten Ende angeordnet sind, entgegen dem Uhrzeigersinn einen Winkel θ2' bilden. Diese Winkel θ1 und θ2' verkleinern sich mit der Annäherung an die Mitte des Substrats 20b und werden in der Mitte des Substrats 20b im wesentlichen Null.
Obwohl diese Winkel θ1 und θ2' für jede der Elektroden in dieser Ausführungsform verändert werden können, kann die Veränderung für eine Vielzahl von Elektroden gemeinsam ausgeführt werden.
Im Gegensatz zu den gemeinsamen Elektroden 12 bilden die Einzelelektroden 14, die am linken Ende auf der anderen Seite des Substrats 20b angeordnet sind, einen vorgegebenen Winkel θ1' entgegen dem Uhrzeigersinn in bezug auf die Richtung, die senkrecht zu den langen Seiten des Heizelements 16 verläuft, während die Einzelelektroden 14, die am rechten Ende angeordnet sind, einen Winkel θ2 im Uhrzeigersinn bilden. Diese Winkel θ1' und θ2 verkleinern sich entsprechend bei der Annäherung an die Mitte des Substrats 20b und werden in der Mitte des Substrats 20b im wesentlichen Null. Der Betrag der Veränderung wurde für jede der Elektroden in der gleichen Weise wie für den Betrag der Veränderung im Muster der gemeinsamen Elektroden 12 als Δθ festgelegt.
Die Winkel der Elektrodenmuster können in dieser Ausführungsform θ1 = θ2' = θ1' = θ2 oder θ1 = θ2 , θ1' = θ2' sein. Die Werte der Winkel θ3 und θ3' der Linien I-I' bzw. II-II' können in bezug auf die Papierzufuhrrichtung F θ3' = θ1' bzw. θ3 = θ2 sein. Folglich werden die Elektrodenmuster am linken Ende des in eine gewünschte Form unterteilten Substrats die Gestalt eines mathematischen Ungleichheitszeichens "< ", sowie an dessen rechten Ende die Gestalt eines Ungleichheitszeichens "> " aufweisen. Es sollte anerkannt werden, daß diese Winkel θ1, θ1', θ2, θ2', θ3, θ3' nicht notwendigerweise gleich sein müssen. Diese Winkel können in dem in einer gewünschten Form unterteiltem Substrat derart vorgegebene Größen aufweisen, wie etwa ein Trapez oder ein umgekehrtes Trapez, daß die Elektrodenmuster der gemeinsa men Elektroden und der Einzelelektroden in der Nähe der Seitenkantenbereiche des Substrats zum Zentralbereich hin angewinkelt sein können, während sie sich vom Heizelement zu den oberen und unteren Enden des Substrats erstrecken.
Die Beträge der Winkel θ1, θ1', θ2, θ2' in diesen Elektrodenmustern können in Abhängigkeit vom Betrag der Veränderung Δθ für jede Elektrode oder für eine Vielzahl von Elektroden und in Abhängigkeit von der Druckpunktdichte des Thermokopfes auf gewünschte Werte eingestellt werden.
Bei der Herstellung eines Substrats mit trapezförmiger Form oder umgekehrt trapezförmiger Form, das derartige Elektrodenmuster aufweist, werden das Heizelement 16, die gemeinsamen Elektroden 12 und die Einzelelektroden 14 in jedem Bereich gebildet, wobei jedes Substrat 20 aus einem isolierten Substrat (nicht gezeigt) besteht, das beispielsweise aus Aluminiumoxidkeramik gefertigt ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Das isolierte Substrat wird dann längs der Linie AC1-AC2 oder AC3-AC4 in der Zeichnung unterteilt, um ein Substrat 20c bzw. 20a zu erhalten, das die in Fig. 4 gezeigte trapezförmige Form aufweist. Ein Substrat 20b mit der umgekehrt trapezförmigen Form in Fig. 4 wird durch Unterteilen des isolierten Substrats längs der Linie B1-B2 und B3-B4 erhalten.
Somit können in dem Fall, wenn die Substrate 20a, 20b und 20c in Fig. 4 verwendet werden, um, wie in Fig. 6 dargestellt ist, einen einzelnen Thermokopf aufzubauen, die gleichen Elektrodenmuster für die Substrate 20a, 20b und 20c verwendet werden, die in der Draufsicht eine im wesentlichen trapezförmige oder umgekehrt trapezförmige Form aufweisen, wodurch im Produktionsprozeß die Herstellung der Substrate durch die Verwendung von lediglich einer Photomaske ermöglicht wird.
Weiterhin unterscheiden sich die Positionen, an denen die Elektroden in bezug auf die Papierzufuhrrichtung angeordnet sind, nicht in Abhängigkeit von den eine trapezförmige oder umgekehrt trapezförmige Form aufweisenden Substraten 20, wodurch die gleiche Transferrichtung der Druckdaten gesichert wird und die Notwendigkeit zusätzlicher Verdrahtungen eliminiert wird, selbst obwohl eine Vielzahl von Substraten 20 in Querrichtung angeordnet sind, um einen einzelnen Thermokopf aufzubauen.
Um den gleichen Effekt wie die vorliegende Ausführungsform zu erzielen, ist die Form des durch das Unterteilen des isolierten Substrats gebildeten Substrats 20 nicht auf das Trapez oder das umgekehrte Trapez beschränkt, solange die zu weiteren Substraten 20 benachbarten Seitenkantenbereiche in bezug auf die Papierzufuhrrichtung einen vorgegebenen Winkel bilden.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht des Heizelements 16 und seiner Umgebung am linken Ende des in der Fig. 5 gezeigten Substrats 20.
Die kammähnlichen gemeinsamen Elektroden 12 und Einzelelektroden 14 sind alternierend auf dem Substrat angeordnet, und eine Widerstandsschicht 15 überlagert die beiden Typen von Elektroden. Eine schraffierte Fläche 17 bezeichnet einen Heizbereich in der Widerstandsschicht 15, die durch die Einzelelektroden 14 und die daran angrenzenden gemeinsamen Elektroden Wärme erzeugt. In dieser Ausführungsform besteht das gürtelähnliche Heizelement 16 aus einer Vielzahl von ausgerichteten Heizbereichen 17. Tatsächlich ist weiterhin ein hier nicht gezeigter isolierter Schutzfilm darüber gelagert, um das gesamte Substrat zu bedecken.
Die Elektrodenmuster sind so gebildet, daß die gemeinsamen Elektroden 12 und die Einzelelektroden 14, die sich nahe an den Seitenkantenbereichen des Substrats befinden und sich vom Heizelement 16 zu den oberen und unteren Enden des Substrats erstrecken, zum Zentralbereich des Substrats hin gewinkelt sind.
Genauer bilden die gemeinsamen Elektroden 12, die sich an einer Seite des Heizelements 16 befinden, einen vorgegebenen Winkel im Uhrzeigersinn in bezug auf die Richtung, die zu den Längsseiten des Heizelements 16 senkrecht ist, wohingegen die Teile der gemeinsamen Elektroden 12, die sich von der anderen Seite des Heizelements 16 erstrecken, einen Winkel θ1' entgegen dem Uhrzeigersinn bilden. Im Gegensatz dazu bilden die Einzelelektroden 14, die an der anderen Seite des Heizelements 16 angeordnet sind, entgegen dem Uhrzeigersinn einen Winkel θ1', wohingegen die Teile der Einzelelektroden 14, die sich von einer Seite des Heizelements erstrecken, an der die gemeinsamen Elektroden angebracht sind, einen vorgegebenen Winkel θ1 im Uhrzeigersinn bilden. Somit weisen die Elektrodenmuster der gemeinsamen Elektroden 12 und der Einzelelektroden 14 am linken Ende des in einer gewünschten Form unterteilten Substrats, wie etwa ein Trapez oder ein umgekehrtes Trapez, die Gestalt des Ungleichheitszeichens "< " auf.
Andererseits bilden die gemeinsamen Elektroden 12, die an einer Seite des Heizelements 16 angeordnet sind, am nicht gezeigten rechten Ende des Substrats einen vorgegebenen Winkel θ1' entgegen dem Uhrzeigersinn in bezug auf die Richtung, die zu den langen Seiten des Heizelements 16 senkrecht ist, wohingegen die Teile der gemeinsamen Elektroden 12, die sich von der anderen Seite des Heizelements 16 erstrecken, einen vorgegebenen Winkel θ2 im Uhrzeigersinn bilden. Im Gegensatz dazu bilden die Einzelelektroden 14, die an der anderen Seite des Heizelements 16 angeordnet sind, einen vorgegebenen Winkel θ2 im Uhrzeigersinn, wohingegen die Teile der Einzelelektroden 14, die sich von der einen Seite des Heizelements 16 erstrecken, an der die gemeinsamen Elektroden 12 angeordnet sind, einen vorgegebenen Winkel θ2' entgegen dem Uhrzeigersinn bilden.
Deswegen weisen die Elektrodenmuster der gemeinsamen Elektroden 12 und der Einzelelektroden 14 am rechten Ende des Substrats eine Gestalt des Ungleichheitszeichens "> " auf.
Dementsprechend weisen die Heizbereiche 17 am linken Ende des Substrats, wie in Fig. 4 gezeigt ist, im wesentlichen eine Gestalt des Ungleichheitszeichens "< " auf, während die Heizbereiche 17 am nicht gezeigten rechten Ende des Substrats im wesentlichen eine Gestalt des Ungleichheitszeichens "> " aufweisen.
Im Zentralbereich des Substrats sind die gemeinsamen Elektroden 12 und die Einzelelektroden 14, die längs des Heizelements 16 alternierend angeordnet sind, im wesentlichen senkrecht zum Heizelement 16. Folglich weisen die Heizbereiche 17 im Zentralbereich des Substrats eine Gestalt eines Vierecks auf.
In dieser Ausführungsform haben die Heizbereiche 17 zwischen den Seitenkantenbereichen des Substrats und dem Zentralbereich des Substrats unterschiedliche Gestalten und Flächen. Jedoch nähert sich der Winkel der Elektrodenmuster in bezug auf das Heizelement 16 einem rechten Winkel bei der Annäherung an den Zentralbereich des Substrats, so daß es zwischen zwei zueinander benachbarten Heizbereichen 17 einen sehr kleinen Unterschied in Ge stalt und Fläche gibt. Überdies sind die Flächen der Heizbereiche 17 nicht so groß im Vergleich mit der Auflösung des menschlichen Auges. Demzufolge wird das Obige beim Drucken keinerlei praktische Probleme verursachen.
Im Fall der Verwendung einer Vielzahl von Substraten, um einen einzelnen, in der Fig. 6 gezeigten Thermokopf wie zuvor beschrieben aufzubauen, gestattet der Aufbau dieser Ausführungsform, daß die Vielzahl der Substrate mit den gleichen Elektrodenmustern aufgebaut ist.
Da sich die Positionen der Elektroden, die in bezug auf die Papierzufuhrrichtung angeordnet sind, nicht zwischen den Substraten mit einer trapezförmigen Form und einer umgekehrt trapezförmigen Form unterscheiden, gestattet der aus einer Vielzahl von Substraten bestehende Thermokopf, daß Druckdaten in der gleichen Richtung übertragen werden, was die Notwendigkeit der Anordnung von zusätzlicher Verdrahtung eliminiert.

Ausführungsform 2

In Fig. 8 wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die das linke Ende eines Substrats zeigt im Fall der Verwendung eines Thermokopfelements, das von der ersten Ausführungsform verschieden ist.
Auf einem isolierten Substrat 23, das beispielsweise aus Aluminiumoxidkeramik hergestellt ist, ist eine gürtelähnliche Glasurschicht gebildet, die mit Widerstandsschichten 28 überbrückt ist, wobei nachfolgend über die Widerstandsschichten 28 jeweils gemeinsame Elektroden 22 und Einzelelektroden 24 überlagert wurden. Tatsächlich ist ein nicht gezeigter isolierter Schutzfilm darüber geschichtet, um das Substrat insgesamt zu bedecken.
Die gemeinsamen Elektroden 22 und die Einzelelektroden 24 sind untereinander getrennt und auf einem Teil der Glasurschicht, auf den elektrisch leitenden Schichten, die auf den Widerstandsschichten 28 gebildet wurden, durch selektives Ätzen gebildet.
Die Bereiche der Widerstandsschichten 28, die durch Ätzen freigelegt sind (schraffierte Bereiche in der Figur), definieren Heizbereiche 27, die durch die sich gegenüberliegenden gemeinsamen Elektroden 22 und Einzelelektroden 24 gesteuert werden.
Unter der Annahme, daß eine Reihe von Heizbereichen 27 ein Heizelement 26 ist, bilden die gemeinsamen Elektroden einen vorgegebenen Winkel im Uhrzeigersinn in bezug auf die Richtung, die zu den langen Seiten des Heizelements 26 senkrecht ist, während die Einzelelektroden 22 unter einem Winkel θ1' entgegen dem Uhrzeigersinn angewinkelt sind. Demzufolge weisen die Heizbereiche 27 im wesentlichen eine Gestalt des Ungleichheitszeichens "< " auf.
Andererseits sind die gemeinsamen Elektroden 22 am nicht gezeigten rechten Ende des Substrats mit einer in der Draufsicht trapezförmigen oder umgekehrt trapezförmigen Form so angeordnet, daß sie entgegen dem Uhrzeigersinn einen vorgegebenen Winkel θ2' in bezug auf die Richtung bilden, die senkrecht zum Heizelement 26 ist, während die Einzelelektroden 24 um einen Winkel θ2 im Uhrzeigersinn angewinkelt sind. Deswegen weisen die Heizbereiche 27 eine Gestalt des Ungleichheitszeichens "> " auf, was zur Fig. 8 entgegengesetzt ist.
Fig. 9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Zentralbereichs des in der Fig. 8 dargestellten Substrats. Elemente, die mit jenen von Fig. 8 vollkommen gleich sind, sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nicht weiter beschrieben.
Im Zentralbereich des Substrats sind die gemeinsamen Elektroden 22 und die Einzelelektroden 24, die einander gegenüberstehen, so angeordnet, daß sie in bezug auf das Heizelement 26 jeweils im wesentlichen rechte Winkel bilden, so daß die Heizbereiche auf der Glasurschicht 25 ohne Krümmung eine Gestalt des Vierecks aufweisen können.
Es ist klar, daß sich die Winkel θ1, θ1', θ2, θ2' bei der Annäherung an das Zentrum des Substrats verkleinern und im Zentrum des Substrats fast Null ergeben, und daß der Betrag der Winkelveränderung für alle Elektroden in auf Δθ gesetzt ist, wobei diese Ausführungsform nicht in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform darauf beschränkt ist.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weisen die Heizbereiche 27 zwischen der Seitenkantenbereichen des Substrats und dem Zentralbereich des Substrats in dieser Ausführungsform unterschiedliche Gestalten und Flächen auf. Es gibt jedoch einen sehr kleinen Unterschied in Gestalt und Fläche zwischen den beiden zueinander benachbarten Heizbereichen 27. Die Flächen der Heizbereiche 27 sind überdies verglichen der Auflösung des menschlichen Auges nicht so groß. Dementsprechend wird das Obige beim Drucken keinerlei praktischen Probleme verursachen.
Im Fall der Verwendung von einer Vielzahl von Substraten zum Aufbau eines einzelnen, in der Fig. 6 gezeigten Thermokopfes, wie in der obenbeschriebenen ersten Ausführungsform, gestattet diese Ausführungsform, daß die Vielzahl von Substraten mit den gleichen Elektrodenmustern aufgebaut werden.
Da sich die Positionen der Elektroden, die in bezug auf die Papierzufuhrrichtung angeordnet sind, zwischen den Substraten mit einer trapezförmigen und einer umgekehrt trapezförmigen Form nicht unterscheiden, gestattet der aus einer Vielzahl von Substraten bestehende Thermokopf, daß Druckdaten in der gleichen Richtung übertragen werden, wodurch die Notwendigkeit der Anordnung einer zusätzlichen Verdrahtung eliminiert wird.
Obwohl ein Thermokopf, der aus einer Vielzahl von in gewünschte Formen unterteilten Substraten besteht, in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung außerdem auf einen aus einem einzelnen Substrat bestehenden Thermokopf anwendbar.
Gemäß einem Thermokopf, der Elektrodenmuster in Übereinstimmung mit der obenbeschriebenen vorliegenden Erfindung aufweist, ist es möglich, eine Vielzahl von Substraten mit den gleichen Elektrodenmustern zu bilden, wenn ein einzelner Thermokopf durch die Anordnung der Vielzahl von Substraten aufgebaut wird.
Es ist außerdem möglich, einen Thermokopf zu schaffen, bei dem zur Vereinfachung der Verdrahtungsanordnung alle Substrate die gleiche Datentransferrichtung aufweisen.

Claims

1. Thermokopf bestehend aus zumindest zwei oder mehr Substraten (20a, 20b, 20c), die in einer Querreihe angeordnet sind und von denen jedes in der Draufsicht eine im wesentlichen trapezförmige Form aufweist, jedes der Substrate (20a, 20b, 20c) umfaßt:

- ein Heizelement (16, 26), das auf dem Substrat (20a, 20b, 20c) in einem Gürtel oder in einer Reihe entlang der durch die Richtung der im wesentlichen parallelen Seiten des trapezförmigen Substrats (20a, 20b, 20c) definierten Längsrichtung des Substrats (20a, 20b, 20c) ausgebildet ist;

- eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden (12, 22), die hauptsächlich auf einer Seite entlang der Längsrichtung des Heizelements (16, 26) angeordnet sind; und

- eine Vielzahl von Einzelelektroden (14, 24), die hauptsächlich auf der anderen Seite des Heizelements (16, 26) angeordnet sind;

- wobei die beiden Typen von Elektroden (12, 22, 14, 24), die im Bereich der den schrägen Seiten des Trapezes entsprechenden Kanten des Substrats positioniert sind, sich von dem Heizelement (16, 26) zu den den parallelen Seiten des Trapezes entsprechenden Kanten des Substrats (20a, 20b, 20c) in der Weise erstrecken, daß sie unter einem Winkel (θ1, θ2'; θ1', θ2) zum Zentralbereich des Substrats (20a, 20b, 20c) hin geneigt sind.

2. Thermokopf nach Anspruch 1, wobei Elektrodenmuster der gemeinsamen Elektroden (12, 22) und der Einzelelektroden (14, 24) im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Heizelements (16, 26) im Zentralbereich des Substrats sind.

3. Thermokopf nach Anspruch 1, wobei der Winkel der beiden Typen von Elektroden (12, 14; 22, 24) sich mit der Annäherung an den Zentralbereich des Substrats von den den schrägen Seiten des Trapezes entsprechenden Kanten des Substrats aus verkleinert.

4. Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die gemeinsamen Elektroden (12, 22) und die Einzelelektroden (14, 24) im Bereich des Heizelements (16, 26) alternierend ausgebildet sind.

5. Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die gemeinsamen Elektroden (12, 22) und die Einzelelektroden (14, 24) einander im Bereich des Heizelements (16, 26) gegenüberliegen.

6. Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die den schrägen Seiten des Trapezes entsprechenden Kanten des Substrats unter Winkeln ausgebildet sind, die Ergänzungswinkel ausgenommen 90 Grad mit den Kanten eines anderen Substrats bilden, das an dem Substrat angrenzt.

7. Thermokopf nach Anspruch 6, wobei die Winkel der den schrägen Seiten des Trapezes entsprechenden Kanten des Substrats bezüglich der Längsrichtung des Substrats im wesentlichen gleich den Winkeln der an den Kanten des Substrats angeordneten Elektroden der beiden Typen von Elektroden bezüglich der Längsrichtung sind.

8. Thermokopf nach Anspruch 1, wobei Heizbereiche (17, 27) auf dem Heizelement (16, 26), die in der Nähe der den schrägen Seiten des Trapezes entsprechenden Kanten des Substrats ausgebildet sind, eine an ein Ungleichheitszeichen "< " oder "> " ähnelnde Gestalt aufweisen.

9. Thermokopf nach Anspruch 8, wobei die Heizbereiche (17, 27) auf dem Heizelement (16, 26), die im Zentralbereich des Substrats ausgebildet sind, eine einem Viereck ähnelnde Gestalt aufweisen.