EP0115760A2 - Thermodruckplatine für eine Thermodruckvorrichtung - Google Patents

Thermodruckplatine für eine Thermodruckvorrichtung Download PDF

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EP0115760A2
EP0115760A2 EP84100005A EP84100005A EP0115760A2 EP 0115760 A2 EP0115760 A2 EP 0115760A2 EP 84100005 A EP84100005 A EP 84100005A EP 84100005 A EP84100005 A EP 84100005A EP 0115760 A2 EP0115760 A2 EP 0115760A2
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EP
European Patent Office
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resistor
thermal printing
current
resistors
printing board
Prior art date
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EP84100005A
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English (en)
French (fr)
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EP0115760B1 (en
EP0115760A3 (de
Inventor
Günther Obstfelder
Gerhard Kreutze
Winfried Lüttig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F&O Electronic Systems GmbH and Co
Original Assignee
F&O Electronic Systems GmbH and Co
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Publication date
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Publication of EP0115760A3 publication Critical patent/EP0115760A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/345—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads characterised by the arrangement of resistors or conductors

Definitions

  • the invention relates to a thermal printing circuit board for a thermal printing device, consisting of an electrically insulating substrate on which resistors forming pressure points and current supply and discharge conductors contacting them are arranged.
  • DE-AS 25 37 142 is a thin-film thermal print head with a substrate, a glass layer on the substrate, heating elements made of resistance material, several electrical conductors which are connected to the heating elements for supplying electrical power and a cover layer made of wear-resistant material with a Relatively high thermal conductivity has become known, in which gold or aluminum is used as the conductor material for producing the electrical conductor tracks for supplying and discharging the individual resistor pressure points. This material for the electrical conductor tracks is applied, for example, by vapor deposition or sputtering and contacted with the individual resistor.
  • resistor is also known under the term "resistance element" or "heating element".
  • the invention is therefore based on the object of creating a thermal printing board of the type mentioned at the beginning, in which the individual resistor is heated at least uniformly, but preferably is preferably heated in its upper region above the contact.
  • thermoplate according to the invention has the advantage that the individual resistor pressure points have their highest temperature on the printing surface, ie exactly where the individual pressure point has to give off the heat to the recording medium. This results in the further advantage that the amount of heat that heats up the resistor is released to the recording medium more quickly and therefore the cooling time of the individual resistor printing point is reduced, which is why a higher printing speed can be achieved with the thermal printing board.
  • the invention embraces the fact that current-carrying conductors experience mechanical forces in the homogeneous magnetic field, which force the two conductors outward in the case of an antiparallel current direction, the two conductors repel each other (Moeller, Fundamentals of Electrical Engineering 1963, 12th edition, page 133 .)
  • the basic idea of the invention is therefore to push the current paths within the individual resistor or ⁇ the resistors by an external magnetic field in such a way that the current paths are pushed upward into the upper part of the resistors toward the surface.
  • this can either be achieved by the magnetic field of a permanent magnet, the poles of which are arranged above and below the resistor printing line along the same and whose polarity is directed in such a way that the current paths are pushed upwards towards the surface when the current flows through the resistor.
  • the magnetic field is generated by a current conductor arranged insulated below each resistor, which current also flows through when the current flows through the resistor, in which case the current through the current conductor must be antiparallel to the current through the resistor. So it always depends on the effect of the magnetic field.
  • the current that is arranged below the resistor can be used to send the current in the antiparallel direction that is required to control the relevant resistor pressure point.
  • the external magnetic field is directed in such a way that the magnetic field lines of this external magnetic field want to suppress the magnetic field lines of the current paths within the resistor, which means that the current paths within the resistor move upwards Surface of the same be pushed.
  • thermoplate 1, for example, a thermoplate according to the invention consists of a substrate 1, on which a resistor layer is applied, which is subdivided into individual resistors 3 cubic. These resistors 3 thus have a conical or / shape.
  • These thin gold layers are known to be vapor-deposited or printed on.
  • each resistive pressure point 3 and below the insulating layer 2 there is a current conductor 6 in the longitudinal direction of the resistive pressure point, which is also preferably vapor-deposited or printed onto the substrate 1 in a known manner. Such a parallel current conductor is assigned to each resistor pressure point 3.
  • the individual resistor pressure points are now controlled in accordance with the printing program.
  • the underlying current paths 6 are driven in such a way that the electrical current through the current conductor 6 is directed antiparallel to the current direction in the associated resistor pressure point 3.
  • the current paths 9 within the resistor 3 which otherwise were preferably formed in the lower part of the resistor pressure point 3 up to the level of the gold contact 4, 5, are now in the upper part 10 of the resistor pressure point 9 pushed away.
  • the current paths that are pushed off are identified by puncturing.
  • the current directions in the current supply and discharge lines, in the resistor pressure point and in the current conductor 6 are marked by the directional arrows 7 and 8, respectively.
  • All current conductors 6, which are arranged below the resistor pressure points of a resistor layer, can in this case be constantly supplied with current antiparallel to the current direction within the individual resistor pressure points. To reduce energy consumption, however, it is advantageous to the individual
  • the current conductor below the individual resistor pressure point is preferably a flat conductor, the width of this current conductor below the individual resistor point having the width of the resistor pressure point.
  • the current conductor is advantageously arranged in the immediate vicinity below the individual resistor pressure point. The closer the current conductor can be brought to the underside of the resistor pressure point, the greater the upward displacement effect of the current paths within the resistor pressure point with a constant current through the current conductor below.
  • FIG. 2 shows the schematic arrangement of a permanent magnet for generating the opposing magnetic field according to the basic alternative to the exemplary embodiment in FIG. 1.
  • a permanent magnet which is for example a double L magnet or a horseshoe magnet 14, consists of a connecting part 21, on which two legs 22, 23 are formed, the ends of which are shaped as poles 15, 16.
  • These poles 15, 16 face each other with their surfaces parallel to each other and have the length and width of the resistor printing line, the width of the poles 15, 16 with regard to the width of the individual resistor printing point 12 from FIG. 2 and with regard to the length of the resistor printing line 20 from FIG.
  • a thermal printing plate 11 is arranged within the air gap, on which a resistor printing line 20 (FIG. 3) consisting of individual resistors 12 (FIGS. 2 and 3) is arranged.
  • the upper pole 15 of the upper leg 22 of the permanent magnet 14 is thus located at some distance directly above the resistor print line 2 0, the lower pole 16 of the lower leg 23 of the permanent magnet 14 is located directly underneath the thermal print circuit board 11 in Projection also below the resistor print line 2 0 .
  • the upper pole 15 of the permanent magnet 14 has a slight distance from the print line Resistor- 2 0, so that might happen to be printed on the paper web 13 between the upper pole 15 and the resistor print line 2o.
  • the reference arrow 17 in FIG. 2 indicates, for example, the transport direction of the paper web.
  • the thermal printing plate 11 is suitably held on a carrier 39, the carrier 39 in turn being held in the printing device (not shown).
  • the carrier 39 is preferably pivotally arranged so that the resistor print line 20 in the direction of the upper pole 15 of the permanent magnet 14 and can be pivoted back, which is indicated by the reference arrow 42 in Figure 2.
  • the thermal printing plate 11 can be pivoted in the direction of the upper pole 15, so that the paper web 13 is pressed between the thermal printing plate 11 and the upper pole 15.
  • the pole 15 can have a support (not shown) made of elastic material which does not influence the continuity of the magnetic field lines 19, for example rubber.
  • the permanent magnet 14 has a narrow window 24 through which the paper web 13 runs.
  • the window 24 can lie in the same plane as the resistor print line 20, which is shown in FIG. 3; but the window may also be arranged rotated by 0 9 0, so that the paper web between the resistor print line 2o and the window 9 to 0 ° is twisted. In this way, the window only slightly affects the lines of force within the magnet. Likewise, the paper web can be guided past the connecting part when rotated through 90 ° after the resistor print line.
  • Figures 4, 5 and 6 show a further embodiment of the invention with regard to the alternative of generating the displacing magnetic field by means of permanent magnets.
  • a thermal printing board 27 is in turn suitably supported on a carrier (not shown) which in turn is arranged inside the printing device (not shown).
  • the thermal printing board 27 carries, in a known manner (as in FIG. 3), a resistor printing line 36, which in turn consists of individual resistors. stands.
  • two rod-shaped permanent magnets 28, 29 are arranged perpendicular to the main plane thereof, which are preferably cylindrical (FIG. 5).
  • the poles 3 0 , 32 and 31, 33 of the two permanent magnets 28, 29 are connected to each other by means of a plate 34, 35 made of soft iron, so that the plates are aligned plane-parallel to one another.
  • the plate 34 joins the north poles 3 0, 32 of the permanent magnets 28, 29, the plate 35 connects the south poles 31, 33 in the same manner.
  • the plates 34, 35 each have a cutting-like elevation 37, 38 on the side facing the thermal printing plate 27, which are thus web-like. These webs 37, 38 the resistor print line extending along 36.
  • the final section of the webs 37, 38 is in each case as a continuous pole or pole bus 4 0, configured 41 ( Figure 6), the respective pole bus 4 0, 41 of the web 37, 38 is arranged directly above the resistor print line 36.
  • the web 38 of the plate 35 extends to the underside of the thermal printing plate 27, the web 37 or the pole rail 41 of the webs 37 is arranged at a small distance from the resistor printing line 36, so that a (not shown) paper web between the Pole rail 41 and the resistor print line 36 can pass through.
  • the two Polschienen 4 0, 41 thus include an air gap along the resistor print line 36 a. Since the length of the permanent magnets 28, 29 is greater by a multiple than the vertical distance between the Polschienen 4 0, 41 from one another or when the thus formed air spal t run from the permanent magnets 28, 29 emerging field lines preferably within the plates 34, 35 made of soft iron, whereby within the air gap between the Polschienen 4 0, 41, two magnetic fields are established, the one associated with the permanent magnet 28, others belonging to the permanent magnet 29.
  • the use of a permanent magnet to generate the deflecting magnetic field has the advantage that very strong magnetic fields can be generated here, whereby a strong deflection of the current lines within the individual resistor pressure points is achieved.
  • the power required to energize the individual resistor pressure points can be further reduced, as a result of which the heat to be dissipated is reduced, which in turn increases the printing speed of the printer and thus the performance of the printer.
  • both alternatives for generating the displacing magnetic field can be combined in an advantageous manner.
  • the permanent magnet for generating the displacing magnetic field can be designed in such a way that it is horseshoe-shaped with two legs and poles according to FIG. 2, but the legs are bent at right angles in their plane or are cranked.
  • the connecting part of the permanent magnet between the two legs is arranged on one of the narrow sides of the thermal printing board, the poles or pole rails, on the other hand, in turn run directly above or below the resistor printing line of the thermal printing board. In this way, the paper web runs between the poles of the permanent magnet and then past the connecting part of the two legs, without the design or arrangement of the permanent magnet hindering the movement of the paper web.
  • An electric magnet can, of course, also be used to generate the opposing magnetic field.

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Thermodruckplatine (1, 11, 27) für eine Thermodruckvorrichtüng (39), bestehend aus einem elektrisch isolierenden Substrat, auf dem in einer Druckzeile (20) Druckpunkte bildende Resistoren (3, 12) und diese kontaktierende Stromzu- und -ableiter (4, 5) angeordnet sind. In direkter Nachbarschaft der Resistoren (3, 12) und längs der Resistordruckzeile (20) wirkt ein Magnetfeld (19) auf die Resistoren ein, welches derart gerichtet ist, daß bei Stromfluß durch die Resistoren die Strombahnen (9) innerhalb der Resistoren nach oben in den oberen Teil des Resistors hin zur Oberfläche desselben abgedrängt werden. Dabei kann das Magnetfeld (19) entweder durch einen Permanent-Magneten (14, 28, 29), durch einen Elektro-Magneten oder dadurch erzeugt werden, daß unterhalb eines jeden Resistors (3) ein isoliert verlaufender Stromie:ter (6) angeordnet ist, durch den bei Bestromung des Resistors ein diesem Strom antiparallel gerichteter Strom fließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Thermodruckplatine für eine Thermodruckvorrichtung, bestehend aus einem elektrisch isolierenden Substrat, auf dem Druckpunkte bildende Resistoren und diese kontaktierende Stromzu- und ableiter angeordnet sind.
  • Durch die DE-AS 25 37 142 ist ein Dünnfilm-Thermodruckkopf mit einem Substrat, einer Glasschicht auf dem Substrat, Heizelementen aus Widerstandsmaterial, mehreren elektrischen Leitern, die mit den Heizelementen zur Zufuhr von elektrischer Leistung verbunden sind und einer Deckschicht aus verschleißfestem Material mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit bekannt geworden, bei der als Leitermaterial zur Herstellung der elektrischen Leiterbahnen zur Stromzuführung und-ableitung der einzelnen Resistordruckpunkte Gold oder Aluminium verwendet wird. Dieses Material für die elektrischen Leiterbahnen wird beispielsweise durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung aufgebracht und mit dem einzelnen Resistor kontaktiert.
  • Da jedoch die Höhe der Goldschicht erheblich geringer ist als die Höhe des einzelnen Resistors, entsteht beim Betrieb eine Stromverteilung hauptsächlich nur in Höhe der Goldschicht innerhalb des Resistors, so daß aufgrund der daraus resultierenden Wärmeverteilung die oberen Kanten und der obere Teil des Resistors nicht genügend erwärmt werden. Desweiteren leitet die metallische Leiterschicht die Wärme sehr schnell wieder ab. Aus diesen Nachteilen resultiert eine schlechte Wärmeverteilung innerhalb des Resistors, weshalb zur genügenden Aufheizung desselben ein erhöhter Strom benötigt wird. Aber auch dann bleibt der Nachteil bestehen, daß die größte Stromdichte innerhalb des unteren Teils des Resistors, also in Höhe der Kontaktierung und damit die höchste Temperatur am Fuße des Resistors zwischen der Kontaktierung der beiden Leiterbahnen herrscht, statt -wie es notwendig wäre- im oberen Teil des Resistors.
  • Zur Erläuterung sei angefügt, daß die Bezeichnung Resistor auch unter der Bezeichnung "Widerstandselement" oder "Heizelement" bekannt ist.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Thermodruckplatine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der einzelne Resistor mindestens gleichmäßig erv'ärmt, vorzugsweise jedoch in seinem oberen Bereich oberhalb der Kontaktierung bevorzugt erwärmt wird.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Thermoplatine besitzt den Vorteil, daß hier die einzelnen Resistordruckpunkte ihre größte Temperatur an der druckenden Oberfläche aufweisen, also genau dort, wo der einzelne Druckpunkt die Wärme an den Aufzeichnungsträger abgeben muß. Dadurch resultiert der weitere Vorteil, daß die den Resistor aufheizende Wärmemenge schneller an den Aufzeichnungsträger abgegeben wird und deshalb die Abkühlzeit des einzelnen Resistordruckpunktes verringert ist, weshalb mit der Thermodruckplatine eine höhere Druckgeschwindigkeit zu erzielen ist.
  • Die Erfindung macht sich die Tatsache zu eigen, daß stromdurchflossene Leiter im homogenen Magnetfeld mechanische Kräfte erfahren, die bei antiparalleler Stromrichtung die beiden Leiter nach außen drängen, die beiden Leiter stoßen sich ab (Moeller, Grundlagen der Elektrotechnik 1963, 12. Auflage, Seite 133.)
  • Grundgedanke der Erfindung ist also, die Strombahnen innerhalb des einzelnen Resistors bzw< der Resistoren durch ein fremdes Magnetfeld derart abzudrängen, daß die Strombahnen nach oben in den oberen Teil der Resistoren hin zur Oberfläche gedrängt werden. Das kann prinzipiell entweder durch das Magnetfeld eines Dauermagneten erreicht werden, dessen Pole oberhalb und unterhalb der Resistordruckzeile längs derselben angeordnet sind und dessen Polarität so gerichtet ist, daß eben bei Stromfluß durch den Resistor die Strombahnen nach oben hin zur Oberfläche gedrängt werden. Oder das Magnetfeld wird durch einen unterhalb eines jeden Resistors isoliert angeordneten Stromleiter erzeugt, der beim Stromfluß durch den Resistor ebenfalls stromdurchflossen ist, wobei in diesem Fall der Strom durch den Stromleiter antiparallel bezüglich dem Strom durch den Resistor sein muß. Es kommt somit immer auf die Wirkung des Magnetfeldes an.
  • Bei der Anordnung eines isoliert verlaufenden Stromleiters unter jedem Resistor gemäß dem Unteranspruch 6 werden hier in gleicher Weise um den Leiter unterhalb des Resistors und um die Strombahnen innerhalb des Resistors magnetische Felder erzeugt, die bei antiparalleler bzw. entgegengesetzt gerichteter Stromrichtung die Stromleiter gegenseitig wegzudrücken versuchen. Da der unterhalb des Resistors liegende Stromleiter fest ist und zwischen den Stromleitern eine höhere Energiedichte herrscht als links und rechts von dem Leiter bzw. den Strombahnen innerhalb des Resistors, werden aufgrund des physikalischen Satzes des Energieminimums die Strombahnen innerhalb des Resistors nach oben in den oberen Teil desselben hin zur Oberfläche abgedrängt. Dadurch wiederum findet bevorzugt eine Erwärmung des oberen Teils des Resistors statt, was angestrebt wird. Die Wärme wird bevorzugt dort erzeugt, wo sie gebraucht wird, nämlich direkt an der Oberfläche des Resistors, über die das Papier hinwegstreicht.
  • In vorteilhafter Weise kann durch den unterhalb des Resistors angeordneten Stromleiter gerade der Strom in antiparalleler Richtung geschickt werden, der zur Ansteuerung des betreffenden Resistordruckpunktes benötigt wird.
  • Entscheidend ist somit, daß bei der Ausführung mit Magnet oder mit Strombahn unterhalb des Resistors das Fremdmagnetfeld derart gerichtet ist, daß die magnetischen Feldlinien dieses Fremdmagnetfeldes die magnetischen Feldlinien der Strombahnen innerhalb des Resistors abdrängen wollen, wodurch eben die Strombahnen innerhalb des Resistors nach oben hin zur Oberfläche desselben abgedrängt werden.
  • Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigen:
    • Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Resistordruckpunkt, der auf einem Substrat, beispielsweise einer Thermodruckplatine angeordnet ist, wobei der Resistordruckpunkt Kontaktierungen aufweist und unterhalb des Resistordruckpunktes isoliert eine weitere Strombahn angeordnet ist
    • Fig. 2 die schematische Anordnung eines Permanentmagneten zur Erzeugung des abdrängenden Magnetfeldes, wobei die Pole des Permanentmagneten die Länge und Breite der Resistordruckzeile aufweisen und längs derselben ausgerichtet sind, so daß das Magnetfeld innerhalb des Luftspalts des Permanentmagneten die Resistordruckzeile senkrecht durchsetzt
    • Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 2 längs des Schnittes A-A
    • Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit zwei Dauermagneten, die auf beiden Schmalseiten der Thermodruckplatine angeordnet sind und die mittels zwei Platten aus Weicheisen miteinander verbunden sind
    • Figur 5 eine Draufsicht auf Figur 4, wobei die obere Platte und die Thermodruckplatine entfernt sind und
    • Figur 6 einen Schnitt längs der Linie B-B in Figur 5 zur Darstellung des Querschnittes der Platte und der schneidenartigen Erhöhung bzw. des Steges und der Polschiene.
  • Gemäß Fig. 1 besteht beispielsweise eine erfindungsgemäße Thermoplatine aus einem Substrat 1, auf welches eine Resistorschicht aufgebracht ist, die in einzelne Resistoren 3 kubische unterteilt ist. Diese Resistoren 3 haben somit eine konische oder/ Form. Seitlich eines jeden Resistors 3 und zwar vorzugsweise sich gegenüberliegend sind an jeden Resistor je eine dünne, metallische Leiterbahn 4,5 herangeführt, die vorzugsweise aus Gold besteht. Diese dünnen Gold-Leiterbahnen kontaktieren somit jeden Resistordruckpunkt 3, vorzugsweise an dessen Stirnseiten oder im Bereich der Stirnseiten, wie es die Abbildung zeigt. Diese dünnen Goldschichten werden bekannterweise aufgedampft oder aufgedruckt.
  • Unterhalb eines jeden Resistordruckpunktes 3 und unterhalb der Isolierschicht 2 befindet sich in Längsrichtung des Resistordruckpunktes ein Stromleiter 6, der ebenfalls vorzugsweise auf das Substrat 1 in bekannter Weise aufgedampf oder aufgedruckt ist. Dabei ist jedem Resistordruckpunkt 3 ein derartiger paralleler Stromleiter zugeordnet.
  • Bei Betrieb der Thermodruckplatine werden nun die einzelnen Resistordruckpunkte entsprechend dem Druckprogramm angesteuert. Gleichzeitig werden die darunter liegenden Strombahnen 6 angesteuert und zwar dergestalt, daß der elektrische Strom durch den Stromleiter 6 antiparallel gegenüber der Stromrichtung im zugehörigen Resistordruckpunkt 3 gerichtet ist. Aufgrund der entstehenden magnetischen Feldverteilung und aufgrund des Prinzips des Energieminimums werden dabei die Strombahnen 9 innerhalb des Resistors 3, die sich ansonsten bevorzugt im unteren Teil des Resistordruckpunktes 3 bis zur Höhe der Goldkontaktierung 4, 5 ausbildeten, nunmehr in den oberen Teil lo des Resistordruckpunktes 9 abgedrängt. In der Abbildung sind die abgedrängten Strombahnen durch Punktierungen gekennzeichnet. Die Stromrichtungen in den Stromzu- und ableitungen, im Resistordruckpunkt und im Stromleiter 6 sind durch die Richtungspfeile 7 bzw. 8 gekennzei chnet.
  • Alle Stromleiter 6, die unterhalb der Resistordruckpunkte einer Resistorschicht angeordnet sind, können dabei ständig antiparallel zur Stromrichtung innerhalb der einzelnen Resistordruckpunkte bestromt sein. Zur Absenkung des Energieverbrauchs ist es hingegen vorteilhaft, die den einzelnen
  • Resistordruckpunkten zugeordneten Stromleiter nur dann antiparallel zu besttDmen, wenn der zugehörige Resistordruckpunkt angesteuert wird.
  • Vorzugsweise ist der Stromleiter unterhalb des einzelnen Resistordruckpunktes ein flächiger Leiter, wobei die Breite dieses Stromleiters unterhalb des einzelnen Resistorpunktes die Breite des Resistordruckpunktes besitzt.
  • Desweiteren ist in vorteilhafter Weise der Stromleiter in unmittelbarer Nachbarschaft unterhalb des einzelnen Resistordruckpunktes angeordnet. Je näher der Stromleiter an die Unterseite des Resistordruckpunktes herangebracht werden kann, umso größer ist die Verdrängungswirkung der Strombahnen innerhalb des Resistordruckpunktes nach oben bei gleichbleibendem Strom durch den darunter liegenden Stromleiter.
  • Figur 2 zeigt die schematische Anordnung eines Permanent- Magneten zur Erzeugung des abdrängenden Magnetfeldes gemäß der prinzipiellen Alternative zum Ausführungsbeispiel der Figur 1.
  • Ein Permanent-Magnet, der beispielsweise ein Doppel-L-Magnet oder ein Hufeisen-Magnet 14 ist, besteht aus einem Verbindungsteil 21, an dem zwei Schenkel 22, 23 angeformt sind, deren Enden als Polse 15, 16 ausgeformt sind. Diese Pole 15, 16 stehen sich mit ihren Oberflächen planparallel gegenüber und besitzen die Länge und Breite der Resistordruckzeile, wobei die Breite der Pole 15, 16 bezüglich der Breite des einzelnen Resistordruckpunktes 12 aus Figur 2 und bezüglich der Länge der Resistor- druckzeile 2o aus Figur 3 hervorgeht. Zwischen den Polen 15, 16 des Permanent-Magneten 14 befindet sich somit ein Luftspalt, in welchem die magnetischen Kraftlinien 18 des Permanent-Magneten 14 austreten und ein Magnetfeld 19 bilden, welches im wesentlichen aus parallel zueinander verlaufenden Feldlinien besteht, die die Oberflächen der Pole 15, 16 im wesentlichen senkrecht durchsetzen.
  • Innerhalb des Luftspaltes ist eine Thermodruckplatine 11 angeordnet, auf der eine Resistor-Druckzeile 2o (Figur 3), bestehend aus einzelnen Resistoren 12 (Figuren 2 und 3) angeordnet ist. Der obere Pol 15 des oberen Schenkels 22 des Permanent-Magneten 14 befindet sich somit in einem gewissen Abstand direkt oberhalb der Resistor-Druckzeile 20, der untere Pol 16 des unteren Schenkels 23 des Permanent-Magneten 14 befindet sich direkt unterhalb der Thermodruckplatine 11 in Projektion ebenfalls unterhalb der Resistor-Druckzeile 20. Der obere Pol 15 des Permanent-Magneten 14 besitzt einen geringfügigen Abstand von der Resistor- Druckzeile 20, so daß eine zu bedruckende Papierbahn 13 zwischen dem oberen Pol 15 und der Resistor-Druckzeile 2o passieren kann. Dabei gibt in Figur 2 der Bezugspfeil 17 beispielsweise die Transportrichtung der Papierbahn an. Die Thermodruckplatine 11 ist auf einem Träger 39 geeignet gehaltert, wobei der Träger 39 seinerseits in der (nicht gezeigten) Druckvorrichtung gehaltert ist. Der Träger 39 ist dabei vorzugsweise schwenkbar angeordnet, so daß die Resistor-Druckzeile 2o in Richtung des oberen Pols 15 des Permanent-Magneten 14 und zurück geschwenkt werden-kann, was durch den Bezugspfeil 42 in Figur 2 angedeutet ist. Während des Druckvorganges kann dabei die Thermodruckplatine 11 in Richtung des oberen Pols 15 geschwenkt werden, so daß die Papierbahn 13 zwischen der Thermodruckplatine 11 und dem oberen Pol 15 gepreßt ist. Dazu kann der Pol 15 eine (nicht gezeigte) Auflage aus elastischem Material besitzen, welches die Durchgängigkeit der magnetischen Feldlinien 19 nicht beeinflußt, beispielsweise Gummi.
  • Der Permanent-Magnet 14 weist in seinem Verbindungsteil 21 ein schmales Fenster 24 auf, durch welches die Papierbahn 13 hindurchläuft. Das Fenster 24 kann dabei in der gleichen Ebene wie die Resistor-Druckzeile 2o liegen, was in Figur 3 gezeigt ist; das Fenster kann aber auch um 90 0 gedreht angeordnet sein, so daß die Papierbahn zwischen der Resistor-Druckzeile 2o und dem Fenster um 90° verdreht wird. Auf diese Weise beeinträchtigt das Fenster die Kraftlinien innerhalb des Magneten nur geringfügig. Ebenso kann die Papierbahn bei Drehung um 90° nach der Resistor-Druckzeile an dem Verbindungsteil vorbeigeführt werden.
  • Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bezüglich der Alternative der Erzeugung des verdrängenden Magnetfeldes mittels Dauer-Magneten.
  • Eine Thermodruckplatine 27 ist wiederum geeignet auf einem (nicht gezeigten) Träger gehaltert, der seinerseits innerhalb der (nicht gezeigten) Druckvorrichtung angeordnet ist. Die Thermodruckplatine 27 trägt in bekannter Weise (wie in Figur 3) eine Resistor-Druckzeile 36 , die wiederum aus einzelnen Resistoren be- . steht.
  • Auf beiden Schmalseiten 25, 26 der Thermodruckplatine 27 sind senkrecht zur Haupt-Ebene derselben zwei stabförmige Permanent-Magnete 28, 29 angeordnet, die bevorzugt zylindrisch ausgestaltet sind (Figur 5). Die Pole 30, 32 bzw. 31, 33 der beiden Permanent-Magnete 28, 29 sind mittels je einer Platte 34, 35 aus Weicheisen miteinander verbunden, so daß die Platten planparallel zueinander ausgerichtet sind. Dabei verbindet jeweils eine Platte gleichsinnige Pole, die Platte 34 verbindet die Nordpole 30, 32 der Permanent-Magnete 28, 29, die Platte 35 verbindet die Südpole 31, 33 in gleicher Weise.
  • Die Platten 34, 35 weisen auf der der Thermodruckplatine 27 zugewandten Seite je eine schneidenartige Erhöhung 37, 38 auf, die somit stegartig ausgebildet sind. Diese Stege 37, 38 verlaufen längs der Resistor-Druckzeile 36. Der letzte Abschnitt der Stege 37, 38 ist jeweils als durchlaufender Pol oder Polschiene 40, 41 (Figur 6) ausgestaltet, wobei die jeweilige Polschiene 40, 41 des Steges 37, 38 direkt über der Resistor-Druckzeile 36 angeordnet ist.
  • Der Steg 38 der Platte 35 reicht bis an die Unterseite der Thermodruckplatine 27 heran, der Steg 37 bzw. die Polschiene 41 der Stege 37 ist in einem kleinen Abstand von der Resistor-Druckzeile 36 angeordnet, so daß eine (nicht gezeigte) Papierbahn zwischen der Polschiene 41 und der Resistor-Druckzeile 36 hindurchlaufen kann.
  • Die beiden Polschienen 40, 41 schließen somit einen Luftspalt längs der Resistor-Druckzeile 36 ein. Da die Länge der Permanent-Magnete 28, 29 um ein Vielfaches größer ist, als der senkrechte Abstand der Polschienen 40, 41 voneinander bzw. als der dadurch gebildete Luftspal t verlaufen die aus den Permanent-Magneten 28, 29 austretenden Feldlinien bevorzugt innerhalb der Platten 34, 35 aus Weicheisen, wodurch innerhalb des Luftspaltes zwischen den Polschienen 40, 41 zwei Magnetfelder aufgebaut werden, das eine zugehörig zum Permanent-Magneten 28, das andere dem Permanent-Magneten 29 zugehörig.
  • Auf diese Weise ist immer während der Bestromungszeit der Resistor-Druckpunkte ein starkes Dauermagnetfeld vorhanden, welches die Resistor-Druckpunkte durchsetzt und welches dabei so gerichtet ist, daß die Strombahnen innerhalb der Resistor-Druckpunkte nach oben hin zur Oberfläche derselben und somit hin zur Papierbahn, verdrängt werden.
  • Die Anwendung eines Dauer-Magneten zur Erzeugung des ablenkenden Magnetfeldes hat den Vorteil, daß hier sehr starke magnetische Felder erzeugt werden können, wodurch eine starke Ablenkung der Stromlinien innerhalb der einzelnen Resistordruckpunkte erreicht wird. Dadurch kann die zur Bestromung der einzelnen Resistor-Druckpunkte notwendige Leistung weiter verringert werden, wodurch die abzuführende Wärme verringert wird, wodurch wiederum die Druckgeschwindigkeit des Druckers und somit die Leistung desselben erhöht wird.
  • Ebenso können in vorteilhafter Weise beide Alternativen zur Erzeugung des verdrängenden Magnetfeldes kombiniert werden.
  • Desweiteren kann der Dauermagnet zur Erzeugung des verdrängenden Magnetfeldes dergestalt ausgebildet sein, daß dieser hufeisenförmig mit zwei Schenkeln und Polen entsprechend der Figur 2 ausgestaltet ist, wobei jedoch die Schenkel in ihrer Ebene rechtwinklig abgebogen bzw. abgekröpft sind. In diesem Falle ist somit der Verbindungsteil des Dauermagneten zwischen beiden Schenkeln auf einer der Schmalseiten der Thermodruckplatine angeordnet, die Pole oder Polschienen hingegen verlaufen wiederum direkt über bzw. unter der Resistor-Druckzeile der Thermodruckplatine. Auf diese Weise läuft die Papierbahn zwischen den Polen des Permanent-Magneten hindurch und danach am Verbindungsteil der beiden Schenkel vorbei, ohne daß die Gestaltung oder Anordnung des Dauer-Magneten die Bewegung der Papierbahn behindern würde.
  • Zur Erzeugung des abdrängenden Magnetfeldes kann natürlich auch ein Elektro-Magnet verwendet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Substrat
    • 2 Isolierschicht
    • 3 Resistordruckpunkt
    • 4,5 Stromzu- und -ableitung
    • 6 Stromleiter
    • 7 Stromrichtung innerhalb des Resistordruckpunktes
    • 8 Antiparallele Stromrichtung innerhalb des Stromleiters
    • 9 Verdrängte Strombahn innerhalb des Resistordruckpunktes
    • 10 Oberer Teil des Resistordruckpunktes
    • 11 Thermodruckplatine
    • 12 Resistor
    • 13 Papierbahn
    • 14 Permanentmagnet - Hufeisenmagnet
    • 15,16 Pole des Permanentmagneten
    • 17 Bezugspfeil für die Papiertransportrichtung
    • 18 magnetische Kraftlinie
    • 19 im Luftspalt befindliches Magnetfeld
    • 20 Resistor-Druckzeile
    • 21 Verbindungsteil oder -bereich
    • 22 obere r Schenkel ) des Permanentmagneten
    • 23 unterer Schenkel )
    • 24 Fenster
    • 25,26 Schmalseiten der Thermodruckplatine 27
    • 27 Thermodruckplatine
    • 28,29 stabförmige Permanentmagnete
    • 30,31,32,
    • 33 Pole der Permanentmagnete
    • 34,35 Platten
    • 36 Resistorzeile
    • 37,38 schneidenartige Erhöhungen der Platten
    • 39 Träger der Thermodruckplatine
    • 40,41 Pole oder Polschienen
    • 42 Bezugspfeil

Claims (10)

1. Thermodruckplatine für eine Thermodruckvorrichtung, bestehend aus einem elektrisch isolierendem Substrat, auf dem in einer Druckzeile Druckpunkte bildende Resistoren und diese kontaktierende Stromzu- und -ableiter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in direkter Nachbarschaft der Resistoren (3,12) und längs der Resistordruckzeile (20) ein Magnetfeld auf die Resistoren einwirkt, welches derart gerichtet ist, daß bei Stromfluß durch die Resistoren die Strombahnen (9) innerhalb der Resistoren nach oben in den oberen Teil des Resistors hin zur Oberfläche desselben abgedrängt werden.
2. Thermodruckplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Resistoren (12,20) oberhalb und unterhalb der Thermodruckplatine (11) die Pole (15,16) eines Permanentmagneten (14) angeordnet sind, dessen magnetische Feldlinien (18) senkrecht die Resistoren durchdringen.
3. Thermodruckplatine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein Hufeisenmagnet (14) ist, dessen Pole (15,16) die Länge und die Breite entsprechend der Resistordruckzeile (20) auf der Thermodruckplatine (11) aufweisen, wobei die Pole (15,16) oberhalb und unterhalb der Thermodruckplatine (11) angeordnet sind.
4. Thermodruckplatine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hufeisenmagnet (14) im Verbindungsbereich (21) der beiden Schenkel (22,23) ein Fenster (24) aufweist, durch welches die Papierbahn (13) geführt ist.
5. Thermodruckplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Schmalseiten (25,26) der Thermodruckplatine (27) stabförmige Permanentmagnete (28,29) in gleicher Polaritätsrichtung angeordnet sind, deren jeweils gleichsinnige Pole (30,31;32,33) mittels Platten (34,35) aus Weicheisen verbunden sind, die planparallel zueinander oberhalb und unterhalb der Thermodruckplatine angeordnet sind, wobei die Platten auf der der Thermodruckplatine zugewandten Seite direkt oberhalb bzw. unterhalb der Resistorzeile (36) und längs derselben je eine schneidenartige Erhöhung (37,38) zur Ausbildung von Längspolen aufweisen, deren Abstand voneinander geringer ist als die Höhe (a) der Permanentmagnete.
6. Thermodruckplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des abdrängenden Magnetfeldes unterhalb eines jeden Resistors (3) ein isoliert verlaufender Stromleiter (6) angeordnet ist, der in Richtung einer gedachten Verbindungslinie zwischen den einem Resistor (3) zugeordneten Kontaktierungspunkten verläuft und durch den bei Bestromung des Resistors (3) ein diesem Strom antiparallel gerichteter Strom fließt.
7. Thermodruckplatine nach Anspruch 6, wobei die Resistoren und Stromleiter in Vielschicht-Dickfilmtechnik auf einem Substrat, insbesondere Aluminiumoxid oder Porzellan,aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Resistoren (3) und den darunter liegenden, ihnen zugeordneten Stromleitern (6) eine Isolierschicht (2) angeordnet ist.
8. Thermodruckplatine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (6) unterhalb des einzelnen Resistordruckpunktes die Breite des Resistordruckpunktes besitzt.
9. Thermodruckplatine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der durch den Stromleiter (6) fließende Strom auch durch den zugeordneten Resistor (3) fließt.
10. Thermodruckplatine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromleiter (6) ständig Strom führen. 11. Thermodruckplatine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel des Hufeisenmagneten oder Doppel-L-Permanent- Magneten in ihrer Ebene um 90° abgewinkelt sind, wobei die Pole der Schenkel längs oberhalb bzw. unterhalb der Resistor-Druckzeile, das Verbindungsteil der beiden Schenkel seitlich quer zur Resistor-Druckzeile bzw. der Thermodruckplatine angeordnet sind
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