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Dokumentenidentifikation DE69625231T2 17.04.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0858901
Titel THERMISCHER DRUCK-KOPF
Anmelder Rohm Co. Ltd., Kyoto, JP
Erfinder NAGAHATA, Takaya, Kyoto-shi, Kyoto 615, JP;
SATO, Tadayoshi, Kyoto-shi, Kyoto 615, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69625231
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 06.08.1996
EP-Aktenzeichen 969260090
WO-Anmeldetag 06.08.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/JP96/02216
WO-Veröffentlichungsnummer 0097006011
WO-Veröffentlichungsdatum 20.02.1997
EP-Offenlegungsdatum 19.08.1998
EP date of grant 04.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.04.2003
IPC-Hauptklasse B41J 2/335

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Thermodruckkopf, der in Druckern, Faxgeräten oder dergleichen verwendet wird. Genauer gesagt, bezieht sie sich auf einen Thermodruckkopf, der zwei Substrate aufweist, die auf einer wärmestrahlenden Metallplatte montiert sind. Ein Substrat ist ein Kopfsubstrat aus hitzebeständigen isolierendem Material wie zum Beispiel Keramik, das einen Heizwiderstand zum Drucken hat. Das andere ist ein Schaltungssubstrat aus Kunstharz, das ein Verbindungsstück zu externen Einrichtungen besitzt.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Bislang wurde sehr häufig eine Bauart des Thermodruckkopfs verwendet, in der ein Kopfsubstrat und ein Schaltungssubstrat auf der Oberfläche einer wärmestrahlenden Metallplatte montiert werden. Ein derartiges Beispiel des herkömmlichen Thermodruckkopfs ist im Amtsblatt der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. Hei 2-286261 gezeigt.

In solch einem Gerät ist das Kopfsubstrat aus einem hitzebeständigen isolierenden Material gefertigt und auf der Oberfläche des Kopfsubstrats ist ein Heizwiderstand zum Drucken angeordnet. Um elektrischen Strom zum Heizwiderstand zuzuführen, sind ein gemeinsames Verdrahtungsmuster, ein Einzelverdrahtungsmuster und eine Vielzahl Schaltungstreiberelemente ebenfalls auf der Oberfläche des Kopfsubstrats bereitgestellt. Weiterhin sind auf der Oberfläche des Kopfsubstrats verschiedene Arten von Anschlusselektroden (nachstehend als Kopfseitenanschlüsse bezeichnet) zum Verbinden mit dem Schaltungssubstrat gebildet.

Andererseits hat das Schaltungssubstrat, das aus Kunstharz gefertigt ist, einen Stecker für externe Einrichtungen. Auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats ist ein Verdrahtungsmuster zum Verbinden des Verbindungsstücks mit dem Kopfseitenanschluss zur Verfügung gestellt.

In dieser Beschreibung ist Fig. 19 eine Querschnittsansicht solch eines Thermodruckkopfs. Ein Kopfsubstrat 201 und ein Schaltungssubstrat 203 sind nebeneinander auf einer wärmestrahlenden Platte 205 angeordnet. Beide Substrate sind in solch einer Weise angeordnet, dass ein Ende des Schaltungssubstrats 203 sich mit Kopfseitenanschlüssen des Kopfsubstrats 201 überschneidet. Eine Pressvorrichtung 207 ist an die wärmestrahlende Platte 205 geschraubt. Das Schaltungssubstrat 203 wird durch die Pressvorrichtung 207 mittels eines elastischen Fadens 209 niedergedrückt. Wegen des Drucks ist das Verdrahtungsmuster an der Seite des Schaltungssubstrats 203 elektrisch mit den Kopfseitenanschlüssen verbunden. Genauer gesagt, hat die Pressvorrichtung 207 die Aufgabe, einen Stromdurchgang zwischen beiden Substraten durch Pressen des Schaltungssubstrats herzustellen. Weiterhin hat die Pressvorrichtung 207 die Aufgabe, beide Substrate zu schützen.

Der oben beschriebene Aufbau hat einen Vorteil nicht teuer zu sein, weil der Bereich des Kopfsubstrats klein ausgebildet sein kann. Der Aufbau hat auch einen Vorteil, dass er universell eingesetzt werden kann. Mit anderen Worten, wenn das Schaltungssubstrat modifiziert wird, wäre der Aufbau auf verschiedene Arten von externen Einrichtungen anwendbar.

Jedoch hatten herkömmliche Druckköpfe folgendes Problem:

(1) Um das Kopfsubstrat mit dem Schaltungssubstrat elektrisch zu verbinden, ist es erforderlich, eine Pressvorrichtung und eine Vielzahl Stellschrauben und elastischer Fäden zu haben, um die Pressvorrichtung im vorstehend genannten Aufbau zu montieren. Deshalb sind eine große Anzahl Teile und Verarbeitungsschritte erforderlich, wodurch es die Nachteile hat, teuer und schwer zu sein.

(2) Um die elektrische Verbindung des Kopfsubstrats mir dem Schaltungssubstrats sicher zu stellen, muss die Klemmkraft der Pressvorrichtung auf die wärmestrahlende Platte erhöht werden. Aus diesem Grund hat die Pressvorrichtung eine hohe Formfestigkeit und ist an mehreren Punkten in Längsrichtung geschraubt.

Wenn die Temperatur unter solch einer Vorraussetzung ansteigt, dass das Kopfsubstrat und das Schaltungssubstrat durch einen hohen Grad an Klemmkraft gepresst werden, kann resultierend aus der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung des Kopfsubstrats und des Schaltungssubstrats das Kopfsubstrat sich verziehen. Ebenso kann wegen solch einer hohen Klemmkraft bei der wärmestrahlenden Platte eine Verwerfung in Längsrichtung auftreten. Da die wärmestrahlende Platte und die Pressvorrichtung miteinander fixiert sind, kann außerdem wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der wärmestrahlenden Platte und der Pressvorrichtung ein Verwerfung auftreten. Aus den vorstehend beschriebenen Gründen kann eine Uneinheitlichkeit im Drucken auftreten, was die Druckqualität verschlechtern kann.

(3) Die Pressvorrichtung ist an jeder Oberseite des Kopfsubstrats und des Schaltungssubstrats montiert. Um den Kontakt der Pressvorrichtung und des Druckpapiers zu verhindern, ist die Pressvorrichtung entfernt vom zum Drucken verwendeten Heizwiderstand des Kopfsubstrats angeordnet. Aus den vorstehend genannten Gründen nehmen die Höhe und Breite (Breite in einer Richtung im rechten Winkel zu einer Längsrichtung) des Thermodruckkopfes zu und der Thermodruckkopf wird folglich größer und schwerer.

ANDERER STAND DER TECHNIK

Andererseits hat in einem, im Amtsblatt der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-57656 gezeigten Thermodruckkopf, eine wärmerstrahlende Platte obere und untere gestufte ebene Flächen. Ein Kopfsubstrat ist auf der Oberseite montiert, wohingegen ein Schaltungssubstrat auf der Unterseite montiert ist. Folglich wird vorgeschlagen, dass das Schaltungssubstrat eine Stufe niedriger als das Kopfsubstrat montiert wird.

Jedoch muss in diesem Fall die Dicke der wärmeleitenden Platte erhöht werden, wie nachstehend erklärt wird.

Der Thermodruckkopf in einem Faxgerät oder dergleichen kann auf der Oberseite eines Rahmenelements montiert sein, während die Unterseite der wärmestrahlenden Platte das Rahmenelement dicht berührt. Eine Vielzahl Passschrauben sind von der Unterseite des Rahmenelements eingefügt und diese Schrauben sind in jede Gewindebohrung der wärmestrahlenden Platte jeweils geschraubt. Deshalb ist es notwendig eine wärmestrahlende Platte einer vorgeschriebenen Dicke, die ausreichend zum Schrauben ist, zu befestigen. Die vorgeschriebene Dicke bedeutet eine Dicke, die einen geeigneten Eingriff der Passschrauben und den Gegenmuttern bei mindestens einer vorgeschriebenen Anzahl von Schraubverbindungen erlaubt.

Wie im Amtsblatt der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-57656 gezeigt, wird es, wenn die wärmestrahlende Platte gestufte ebene Flächen hat, notwendig sein, die vorstehend genannte vorgeschriebene Dicke in einem Bereich der Unterseite sicherzustellen. Deshalb hat die wärmestrahlende Platte in einem Bereich der Oberseite eine unnötige Dicke. Das führt zu einer Zunahme in den Materialkosten und im Gewicht der wärmestrahlenden Platte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab einen Thermodruckkopf zu schaffen, der die vorstehend beschriebenen Probleme lösen kann. Genauer gesagt, muss ein Aufbau zum Verbinden eines Kopfsubstrats und eines Schaltungssubstrats vereinfacht werden und eine feste Befestigung dieser zwei Substrate ist nicht erforderlich. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Kosten und das Gewicht durch Schaffen solch eines Thermodruckkopfs zu verringern und die Druckqualität durch Verhindern eines Verziehens des Kopfsubstrats zu verbessern.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, weist ein Thermodruckkopf gemäß vorliegender Erfindung auf: ein Kopfsubstrat, das einen Heizwiderstand zum Drucken und Schaltungstreiberelemente hat; ein Schaltungssubstrat, das ein Verbindungsstück zu externen Einrichtungen hat und elektrisch mit dem Kopfsubstrat verbunden ist, wobei das Kopfsubstrat und das Schaltungssubstrat Seite an Seite auf einer wärmestrahlenden Metallplatte montiert sind; die wärmestrahlende Platte eine den Montagebereich trennende Nut hat, die sich in einer Längsrichtung auf einer Fläche, wo die Substrate montiert sind erstreckt; das Kopfsubstrat und Schaltungssubstrat auf der Fläche so angeordnet sind, dass sie auf entgegengesetzten Seiten der Nut liegen; und eine an einer Kante der Nutseite des Kopfsubstrats angeordnete Anschlusselektrode und eine an einer Kante der Nutseite des Schaltungssubstrats angeordnete Anschlusselektrode sind mittels eines Anschlussdrahtes miteinander verbunden.

In einem vorzuziehenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ragt zumindest eine Kante des Kopfsubstrats und des Schaltungssubstrats über die trennende Nut, um eine hervorstehende Kante zu bilden, und der Anschlussdraht hat einen Halteabschnitt, der die vorstehende Kante zwischen der Ober- und Unterseite des Halteabschnitts hält. Der Anschlussdraht ist an die vorstehende Kante durch den Halteabschnitt befestigt. Weiterhin ist es vorzuziehen, dass der Anschlussdraht aus einem metallischen, Werkstoff gefertigt ist, der eine Elastizität hat, die ein Halten der vorstehenden Kante erleichtert.

Als ein konkretes Beispiel wird anschließend ein Fall beschrieben, in dem eine Kante an der Nutseite des Kopfsubstrats über die Nut, die den Montageabschnitt trennt, hervorsteht. In diesen Fall kann entweder nur ein Abschnitt oder die volle Länge des Kopfsubstrats über die trennende Nut hervorstehen. Der Halteabschnitt des Anschlussdrahtes ist an die hervorstehende Kante des Kopfsubstrats befestigt. Die Montage des Anschlussdrahtes an ein Bauteil, an der die Anschlusselektrode angeordnet ist, erleichtert die Verbindung eines Endes des Anschlussdrahtes mit der Anschlusselektrode. Das andere Ende des Anschlussdrahtes ist mit der Anschlusselektrode an der Seite des Schaltungssubstrats verbunden. Das ist auch der Fall, wenn eine Ecke an der Nutseite des Schaltungssubstrats über die teilende Nut der wärmestrahlenden Platte herausragt.

Ebenso kann jede Kante an der Nutseite beider Substrate über die teilende Nut der wärmestrahlenden Platte herausragen. In diesem Fall ist es möglich, einen Aufbau zu haben, bei dem ein Halteabschnitt an einem Ende des Anschlussdrahtes angeordnet ist und der Halteabschnitt an irgendeines der Substrate befestigt ist. Ein Aufbau ist auch vorzuziehen, bei dem ein Halteabschnitt an allen beiden Enden des Anschlussdrahtes angeordnet ist.

In der vorliegenden Erfindung ist die an einer Kante an der Nutseite des Kopfsubstrats angeordnete Anschlusselektrode mittels eines Anschlussdrahtes mit der an der Kante an der Nutseite des Schaltungssubstrats angeordneten Anschlusselektrode verbunden. Es ist für das Kopfsubstrat und das Schaltungssubstrat nicht nötig gegeneinander zu drücken. Deshalb kann die ehemals verwendete Pressvorrichtung weggelassen werden, wobei dadurch die Anzahl der Teile und Verarbeitungsschritte reduziert werden. Somit ist es möglich die Kosten und das Gewicht zu verringern.

Außerdem wölbt sich in der vorliegenden Erfindung der Anschlussdraht wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung des Kopfsubstrats und des Schaltungssubstrats. Deshalb werden Fälle einer großen, aus unterschiedlicher thermischer Ausdehnung resultierenden Kraft, die zwischen den Substraten Anwendung findet, nicht auftreten, was das Auftreten einer Verwerfung im Kopfsubstrat reduzieren kann. Weiterhin kann in jedem Teil eine Verwerfung reduziert werden, die aus einer wechselseitigen Befestigungskraft zwischen den Teilen resultiert. Die Reduktion dieser Verwerfungen kann zu verbesserter Druckqualität führen.

Wie vorstehend beschrieben, wird die wärmestrahlende Platte dick, wenn sie mit Unterschieden in der Höhe versehen wird. In der vorliegenden Erfindung sind jedoch Unterschiede in der Höhe für die wärmestrahlende Platte nicht erforderlich. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Erfindung die Pressvorrichtung weggelassen werden. Deshalb kann die Höhe und Breite des Thermodruckkopfs reduziert werden, was es ermöglicht, die Thermodruckkopf zu miniaturisieren und leichter zu machen. Auch werden wegen der Reduzierung der Werkstoffe Fertigungskosten reduziert.

In der vorliegenden Erfindung ist der Anschlussdraht an ein Teil (hervorstehende Kante) fixiert, das eine Kante des Kopfsubstrats oder Schaltungssubstrats ist und über die teilende Nut herausragt, die auf der wärmestrahlenden Platte angeordnet ist. Daher kann der Anschlussdraht sicher und fest an die hervorstehende Kante durch Verwendung beider Seiten von einem der Substrate fixiert werden.

Weil eine Nut an der Oberseite der wärmestrahlenden Platte angeordnet ist, wird der Oberflächenbereich der wärmestrahlenden Platte größer. Deshalb kann Wärmestrahlung an die Umgebung beschleunigt werden, wobei dadurch die Ausführung des Druckens bei hoher Geschwindigkeit verbessert wird.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, mit Ausnahme von zumindest einem Bereich an dem der Heizwiderstand montiert ist, eine isolierende Schutzplatte an den Oberseiten des Kopfsubstrats und des Schaltungssubstrats bereitgestellt. Wie vorstehend beschrieben, sind in der vorliegenden Erfindung das Kopfsubstrat und das Schaltungssubstrat auf fast der gleichen Ebene angeordnet. Deshalb ist es möglich die Widerstandsfähigkeit gegen statische Elektrizität der Schaltungstreiberelemente und des Schaltungssubstrats durch Durchführen solch einer simplen Maßnahme, wie Bereitstellen der Schutzplatte auf dieser Ebene zu verbessern.

Ebenso ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Deckplatte in einer Weise montiert, sodass sie sowohl die Oberseite des Schaltungssubstrats als auch einen Bereich der Oberseite des Kopfsubstrats auf dem die Schaltungstreiberelemente montiert sind bedeckt. Die vorstehend beschriebene Schutzplatte kann vielleicht nicht allein imstande sein, das Kopfsubstrat und das Schaltungssubstrat vollständig zu schützen. Jedoch durch Bereitstellen einer Deckplatte sind das Kopfsubstrat und das Schaltungssubstrat in einer vorzüglichen Weise geschützt. Überdies ist es nicht notwendig die Deckplatte fest zu befestigen wie es erforderlich ist, wenn eine herkömmliche Bauart einer Pressvorrichtung montiert wird. Deshalb wird es keine Probleme mit dem Verwerfen des Kopfsubstrats geben.

In einem vorzuziehenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Ausbuchtung an der Rückseite der Platte bereitgestellt, so dass die Deckplatte bei einer vorgeschriebenen Entfernung vom Kopfsubstrat und dem Schaltungssubstrat angeordnet werden kann. In diesem Aufbau berührt die Rückseite der Deckplatte nicht direkt das Kopfsubstrat und Schaltungssubstrat. Wenn die Deckplatte montiert ist werden deshalb die Schaltungstreiberelemente und das Schaltungssubstrat nicht beschädigt. Es ist vorzuziehen einen Vorsprung oder eine Rippe als die Ausbuchtung zu verwenden.

Es ist auch vorzuziehen, einen Aufbau zu haben, in dem eine Rippe an die Unterseite der Deckplatte angebracht ist und diese Rippe entlang der Seitenkante des Schaltungssubstrats ausgedehnt ist. Eine genaue Positionierung der Deckplatte wird automatisch durchgeführt, wenn die Rippe an die vorstehend genannte Seitenkante angebracht wird. Damit ist es möglich, die Deckplatte daran zu hindern, dass sie an einer falschen Position montiert wird. Zum Beispiel ist der Kontakt der Deckplatte mit Druckpapier verhindert. Es ist auch möglich, die Deckplatte in solch einer Weise zu montieren, dass die Schaltungstreiberelemente des Kopfsubstrats und ein Verdrahtungsmuster des Schaltungssubstrats vollständig bedeckt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ausschnittsdarstellung, die einen Thermodruckkopf des Ausführungsbeispiels 1 der vorliegenden Erfindung im auseinandergebauten Zustand darstellt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts II-II, die den Thermodruckkopf der Fig. 1 darstellt.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts III-III, die den Thermodruckkopf der Fig. 1 darstellt.

Fig. 4 ist eine Draufsicht des Bestandteils, an den die Anschlussdrähte der Fig. 3 angebracht sind.

Fig. 5 ist eine rechte Seitenansicht des Bestandteils, an dem einer der Anschlussdrähte der Fig. 3 angebracht ist.

Fig. 6 ist eine Ausschnittsdarstellung, die einen der Anschlussdrähte darstellt, die in Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden.

Fig. 7 ist eine Ausschnittsdarstellung, die einen Thermodruckkopf darstellt, der in dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.

Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts VIII- VIII, die den Thermodruckkopf der Fig. 7 darstellt.

Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts IX-IX, der den Thermodruckkopf der Fig. 7 darstellt.

Fig. 10 ist eine Ausschnittsdarstellung, die einen Thermodruckkopf darstellt auf dem eine Schutzplatte gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.

Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts XI-XI, die den Thermodruckkopf der Fig. 10 darstellt.

Fig. 12 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts XII-XII, die den Thermodruckkopf der Fig. 10 darstellt.

Fig. 13 ist eine Ausschnittsdarstellung, die einen Thermodruckkopf des Ausführungsbeispiels 2 der vorliegenden Erfindung in einem auseinandergebauten Zustand darstellt.

Fig. 14 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts II-II, die den Thermodruckkopf der Fig. 13 darstellt.

Fig. 15 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts III- III, die den Thermodruckkopf der Fig. 13 darstellt.

Fig. 16 ist eine Ausschnittsdarstellung, die einen in Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung ausgeführten Thermodruckkopf darstellt.

Fig. 17 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts VI-VI, die den Thermodruckkopf der Fig. 16 darstellt.

Fig. 18 ist eine vergrößerte Ansicht des Schnitts VII-VII, die den Thermodruckkopf der Fig. 1ö darstellt.

Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Druckkopf darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE (1) Ausführungsbeispiel 1

Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In Fig. 1 ist ein Thermodruckkopf in einem auseinandergebauten Zustand gezeigt. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, hat der Thermodruckkopf eine wärmestrahlende Platte 2 ein Kopfsubstrat 3 und ein Schaltungssubstrat 4. Die aus einem metallischem Werkstoff wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung gefertigte wärmestrahlende Platte 2 ist in der Form eines schmalen Rechtecks bereitgestellt. Auf der Oberseite der wärmeleitenden Platte 2 ist eine sich der Länge nach ausdehnende Nut 5 angeordnet. Die Oberseite der wärmestrahlenden Platte 2 ist durch die Nut in einen ersten Montagebereich 2a und einen zweiten Montagebereich 2b aufgeteilt. An vier Ecken der wärmestrahlenden Platte sind mit einem Gewinde versehene Bohrungen angeordnet, um die wärmestrahlende Platte 2 an den Rahmen des Faxgeräts oder dergleichen zu befestigen.

Das Kopfsubstrat 3 ist aus einem hitzebeständigen isolierenden Werkstoff wie Keramik gefertigt. An der Oberfläche des Kopfsubstrats 3 ist ein Heizwiderstand 6 zum Drucken in solch einer Weise angeordnet, dass er sich in einer geraden Linie erstreckt. Der Heizwiderstand 6 ist entlang einer Längsseitenkante 3a des Kopfsubstrats 3 angeordnet. Ebenso werden eine Vielzahl Schaltungstreiberelemente 7 in einer Linie entlang des vorstehend genannten Heizwiderstands 6 angeordnet. Diese Schaltungstreiberelemente 7 erhalten den Stromdurchgang mit den Heizwiderständen 6 bei allen Druckpunkten über jedes einzelne Verdrahtungsmuster aufrecht. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind diese Elemente durch Schutzmittel geschützt. Das Kopfsubstrat 3 ist auch mit einem gemeinsamen Verdrahtungsmuster versehen, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Das gemeinsame Verdrahtungsmuster erhält den Stromdurchgang mit jedem Druckpunkt des Heizwiderstands 6 aufrecht. Überdies ist eine Vielzahl Kopfseitenanschlüsse 8 an der Oberfläche des Kopfsubstrats 3 entlang der Längsseitenkante 3b angeordnet. Die Kopfseitenanschlüsse 8 sind Anschlusselektroden zum Verbinden des Schaltungssubstrats 4 zu jeder Schaltung des Kopfsubstrats 3. Die Kopfseitenanschlüsse 8 sind nahe der beiden Enden der Längskante 3b angeordnet.

Jeder der Anschlussdrähte 9 ist an einem der Kopfseitenanschlüsse 8 angebracht. Diese Anschlussdrähte sind in einer Weise montiert, dass sie in einem annähernd rechten Winkel aus der Längsseitenkante 3b des Kopfsubstrats 3 hervorstehen. Zwischen den Anschlussdrähten 9 und den Kopfseitenanschlüssen 8 ist Stromdurchgang hergestellt und die Anschlussdrähte 9 sind auf das Kopfsubstrat 3 gesteckt.

In den Fig. 3 bis 6 ist der Aufbau der Anschlussdrähte im Detail gezeigt. Die Anschlussdrähte sind federnde Metallplatten und weisen an einem Ende außerdem ein breites oberes Haltestück 9a und ein Paar untere Haltestücke 9b auf. Die unteren Haltestücke erstrecken sich vom oberen Haltestück 9a nach unten. Der Raum zwischen dem oberen Haltestück und dem unteren Haltestück ist schmäler als die Dicke des Kopfsubstrats 3. Durch Ausnutzen der Elastizität greifen das obere Haltestück 9a und das untere Haltestück 9b das Kopfsubstrat 3 von beiden Seiten. Folglich sind die Anschlussdrähte 9 sicher und fest an das Kopfsubstrat angebracht. Es ist auch möglich einen Aufbau zu haben, in dem das obere Haltestück 9a an die Kopfseitenanschlüsse 8 gelötet wird.

Die Drahtabschnitte 9c der Anschlussdrähte 9 erstrecken sich schräglaufend zur ebenen Fläche des Substrats wie in der Zeichnung gezeigt. Deshalb werden die Drahtabschnitte 9c zu Seitenanschlüssen 11 (wird später beschrieben) des Schaltungssubstrats 4 durch die oben beschriebene Elastizität gedrückt.

Als nächstes wird das Schaltungssubstrat 4 erläutert. Das Schaltungssubstrat ist aus einem Kunstharz wie glasfaserverstärktem Epoxydharz gefertigt. Ein Verbindungsstück 10 ist an einem Ende des Schaltungssubstrats montiert. Ein Verbindungsstückkörper 10a des Verbindungsstücks 10 ist mit einer Vielzahl Anschlussstifte 10b versehen. Die Anschlussstifte 10b sind mit Verdrahtungsmustern (nicht in den Zeichnungen gezeigt) verbunden, die auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 4 gebildet sind. Die Schaltungsseitenanschlüsse 11 sind an Kanten an der anderen Seite des Schaltungssubstrats 4 angeordnet, die an der gegenüberliegenden Seite des Verbindungsstücks 10 ist. Die Schaltungsseitenanschlüsse 11 sind Anschlusselektroden, um einen Stromdurchgang zwischen vorstehend genannten Verdrahtungsmustern und den Kopfseitenanschlüssen 8 herzustellen.

Fig. 7 und 8 zeigen einen Zustand, in dem das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 an die wärmestrahlende Platte 2 angebracht sind. Das Kopfsubstrat 3 ist mit Klebstoffen an den ersten Montagebereich 2a der wärmestrahlenden Platte 2 fixiert. Das Kopfsubstrat 3 ist auf solch eine Weise angeordnet, dass die Längsseitenkante 3b (an der Seite, bei die Anschlussdrähte 9 montiert sind) über die Nut 5 ragt. Andererseits ist das Schaltungssubstrat 4 an den zweiten Montagebereich 2b der wärmestrahlenden Platte 2 durch Verwendung von Klebstoffen fixiert, und die Schaltungsseitenanschlüsse 11 sind an der Seite der Nut angeordnet. Jeder der Anschlussdrähte 9 ist in einem Zustand, bei dem beide der Substrate montiert sind, in Kontakt mit einem der Schaltungsseitenanschlüsse 11. Um solch einen Kontakt herzustellen, sind die Stellen der Kopfseitenanschlüsse 8 und der Schaltungsseitenanschlüsse 11 und die Länge der Anschlussdrähte 9 festgelegt. Jeder der Anschlussdrähte 9 ist an einem der Schaltungsseitenanschlüsse 11 angelötet.

Wie in den Fig. 10 bis 12 gezeigt, ist eine Isolierschutzplatte 15 auf die Oberseiten des Kopfsubstrats 3 und des Schaltungssubstrats 4 geklebt. Wie in den Zeichnungen gezeigt, ist die Isolierschutzplatte 15 mit Ausnahme eines Bereichs, wo der Heizwiderstand 6 angeordnet ist, auf die Oberseiten geklebt. Die Schutzplatte 15 bedeckt völlig die Oberseite des Schaltungssubstrats 4 und bedeckt ebenso die Oberseite des Kopfsubstrats 3 bis zu dem Bereich an dem die Schaltungstreiberelemente 7 montiert sind.

Fig. 7 zeigt auch einen Aufbau, bei dem der Thermodruckkopf 1 in einem Faxgerät oder einem Drucker eingebaut ist. Der Thermodruckkopf 1 ist an ein Rahmenelement 12 des Faxgeräts angebracht. Die wärmestrahlende Platte 2 haftet dicht am Rahmenelement 12. Vier Stück Passschrauben 13 sind in Öffnungen des Rahmenelements 12 vom Unterteil her eingefügt. Diese Passschrauben greifen mit jeder der jeweiligen Gewindebohrung 14 der wärmestrahlenden Platte 2 ineinander und werden dann festgezogen.

Als nächstes wird ein Verfahren des Zusammenbaus des Thermodruckkopfs 1 dieses Ausführungsbeispiels erläutert. Zuerst werden die Anschlussdrähte 9 an das Kopfsubstrat angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Längsseitenkante 3b zwischen dem oberen Halteteil 9a und den unteren Halteteilen 9b von jedem der Anschlussdrähte 9 eingefügt. Das Schaltungssubstrat 4 wird dann auf den zweiten Montagebereich der wärmestrahlenden Platte 2 geklebt und das Kopfsubstrat 3 wird auf den zweiten Montagebereich geklebt. In diesen Zustand sind die Drahtabschnitte 9c der Anschlussdrähte 9 in Kontakt mit den Schaltungsseitenanschlüssen 11 und die in Kontakt befindlichen Abschnitte werden verlötet. Weiterhin wird die Schutzplatte 15 an das Kopfsubstrat 3 und an das Schaltungssubstrat 4 geklebt.

Der so zusammengebaute Thermodruckkopf 1 wird auf das Rahmenelement 12 eines Faxgerätes aufgebracht und die Passschrauben 13 werden von unten her des Rahmenelements 12 festgezogen.

Wenn der Thermodruckkopf in Betrieb ist, wird zum Zwecke der Wärmeerzeugung durch den Heizwiderstand 6 ein elektrischer Strom von dem Verbindungsstück 10 des Schaltungssubstrats 4 zugeführt. Der elektrische Strom wird dem Verdrahtungsmuster am Kopfsubstrat 3 über das Verdrahtungsmuster am Schaltungssubstrat 4, die Schaltungsanschlüsse 11, die Anschlussdrähte 9 und den Kopfseitenanschlüssen 8 zugeführt. Ein Signal zum Treiben der Schaltungstreiberelemente 7 wird zum Kopfsubstrat 3 in gleicher Weise zugeführt. Infolge eines Schaltvorgangs der Schaltungstreiberelemente 7 als Antwort auf das Eingangssignal fließt ein elektrischer Strom zu jedem der Druckpunkte des Heizwiderstands 6. Folglich erzeugen die Druckpunkte Wärme, um das Drucken auszuführen.

Der Thermodruckkopf 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wie vorstehend beschrieben. In einer herkömmlichen Vorrichtung sind das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 fest befestigt und da gab es ein derartiges Problem, dass das Kopfsubstrat 3 wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Substrate sich verwirft. Im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verwerfen des Kopfsubstrats verhindert, wie nachfolgend beschrieben. Die Kopfseitenanschlüsse 8 und die Schaltungsseitenanschlüsse 11 sind durch die Anschlussdrähte 9 verbunden. Die Anschlussdrähte 9 erstrecken sich von der Längsseitenkante 3b des Kopfsubstrats zum Schaltungssubstrat 4. Wenn es eine unterschiedliche thermische Ausdehnung des Kopfsubstrats 3 und des Schaltungssubstrats 4 gibt, werden sich die Anschlussdrähte 9 horizontal verziehen. Deshalb wird kein solcher Fall auftreten, dass eine große Kraft, die sich aus der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung ergibt, zwischen dem Kopfsubstrat 3 und dem Schaltungssubstrat 4 Anwendung findet. Das Verhindert das Auftreten einer Verwerfung im Kopfsubstrat 3.

Die Seitenkante 3b des Kopfsubstrats 3 ragt über die Nut 5 der wärmestrahlenden Platte 2, und die Halteteile 9a und 9b der Anschlussdrähte 9 halten das Kopfsubstrat 3 zwischen ihnen. Mit anderen Worten ist der Aufbau so, dass wenn die Anschlussdrähte an das Kopfsubstrat 3 angebracht sind, zwei Seiten des Kopfsubstrats verwendet werden. Deshalb werden die Anschlussdrähte 9 sicher und fest an das Kopfsubstrat 3 angebracht.

Durch Bereitstellen einer Nut 5 an der Oberseite der wärmestrahlenden Platte 2 vergrößert sich der Oberflächenbereich der wärmestrahlenden Platte 2. Folglich ist die Wärmestrahlung der wärmestrahlenden Platte beschleunigt.

Die Oberseite des Kopfsubstrats 3 ist fast auf gleicher Höhe mit der des Schaltungssubstrats 4. Das erleichtert das Ankleben der Schutzplatte 15. Wegen eines derartig vereinfachten Aufbaus erhöhen die Schaltungstreiberelemente 7 und das Schaltungssubstrat 4 die Widerstandsfähigkeit gegenüber statischer Elektrizität.

Es ist vorzuziehen, einen isolierenden Werkstoff als Werkstoff für die Schutzplatte 15 zu verwenden, der einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup4; ~ 10¹&sup0; (Ω * cm) hat. Wenn der Schutzplatte 15 durch Verwendung eines derartigen Werkstoffs gute Leitfähigkeit statischer Elektrizität verliehen wird, werden die Schaltungstreiberelemente 7 und das Schaltungssubstrat 4 weiter die Widerstandsfähigkeit gegenüber statische Elektrizität erhöhen.

In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde eine Erläuterung über einen Fall gemacht, bei dem das Kopfsubstrat 3 über die Nut 5 der wärmestrahlenden Platte 2 ragt. Jedoch ist es auch vorzuziehen, einen Aufbau zu haben in dem das Schaltungssubstrat über die Nut 5 ragt. Weiterhin ist es bevorzugt einen Aufbau zu haben, in dem beide der Substrate über die Nut ragen. Im letzteren Fall können die Anschlussdrähte 9 entweder das Kopfsubstrat 3 oder das Schaltungssubstrat 4 greifen. Ferner ist es bevorzugt einen Aufbau zu haben, in dem die Anschlussdrähte 9 sowohl das Kopfsubstrat 3 als auch das Schaltungssubstrat 4 greifen.

Im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Schutzplatte 15 verwendet, um das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 zu schützen. Jedoch ist es auch möglich, andere Einrichtungen zu verwenden, um beide Substrate zu schützen. Wenn beide Substrate hoch widerstandsfähig gegenüber statischer Elektrizität sind, wird die Schutzplatte selbstverständlich nicht erforderlich sein.

(2) Ausführungsbeispiel 2

Der Thermodruckkopf eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird als nächstes mit Bezug zu den Fig. 13 bis 18 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird Bauteilen, die denen entsprechen, die schon im ersten Ausführungsbeispiel besprochen wurden, die gleiche Bezugsnummer gegeben und ihre Beschreibung wird weggelassen.

In ersten Ausführungsbeispiel ist die Schutzplatte an das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 geklebt, um diese Substrate vor statischer Elektrizität zu schützen. Jedoch kann es einen Fall geben, dass die Schutzplatte für sich allein nicht zum Schutz sowohl des Kopfsubstrats als auch des Schaltungssubstrats ausreicht. Deshalb ist im zweiten Ausführungsbeispiel eine Deckplatte 105 bereitgestellt, um beide Substrate zu bedecken.

In Fig. 13 ist die Deckplatte 105 aus einem isolierenden Werkstoff wie zum Beispiel einem Kunstharz gefertigt. Die Deckplatte 105 bedeckt völlig die Oberseite des vorstehend genannten Schaltungssubstrats 4. Sie bedeckt auch die Oberseite des Kopfsubstrats 3, bis zu dem Bereich an dem die Schaltungstreiberelemente 7 montiert sind.

In der Mitte der Unterseite der Deckplatte 105 ragt ein zylindrischer Vorsprung hervor, der als ein Kontaktabschnitt 114 dient. Wenn sie montiert ist, berührt die Unterseite des Kontaktabschnitts 114 die Oberseite des Schaltungssubstrats 4. Deshalb ist die Deckplatte 105 an einer Position, die ein Aufrechterhalten eines Abstands vom Kopfsubstrat 3 und dem Schaltungssubstrat 4 erlaubt. Eine Bolzenbohrung 120 ist in der Mitte des Kontaktbereichs 114 bereitgestellt um die Deckplatte 105 an die wärmestrahlenden Platte 2 anzubringen.

Eine Rippe 113 ist an einem Ende der Unterseite der Deckplatte 105 in einer Weise angeordnet, dass die Rippe sich entlang der Längskante 4b des Schaltungssubstrats 4 erstreckt. Die Rippe 113 berührt sowohl die vorstehend genannte Längskante 4b als auch die Oberseite eines Verbindungsstückkörpers 10a.

Ein Verfahren des Installierens der Deckplatte 105 wird erklärt. Indem man die vorstehend genannten Rippe 113 die Längskante 4b des Schaltungssubstrats 4 berühren lässt, wird die Deckplatte in einer vorgeschriebenen Position angeordnet. Die Passschraube 116 wird dann in die Bolzenbohrung 120 der Deckplatte 105 von oben eingefügt und ist mit der Gewindebohrung 115 der wärmestrahlenden Platte 2 im Eingriff. Die Deckplatte 105 wird durch Festziehen der Passschraube 116 fixiert.

Im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die Deckplatte 105 die alleinige Funktion das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 durch bedecken beider Substrate zu schützen. Anders als die herkömmlichen Köpfe sind das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 elektrisch durch die Anschlussdrähte 9 verbunden. Mit anderen Worten, die Deckplatte 105 hat nicht die Funktion die beiden Substrate elektrisch zu verbinden. Deshalb ist es nicht notwendig, die Deckplatte 105 mit der wärmestrahlenden Platte 2 fest zu verbinden. Aus diesen Gründen wird ein Kunstharz als ein Werkstoff der Deckplatte 105 verwendet (gegenwärtig sind Aluminiumplatten als Pressvorrichtung weit verbreitet). Die Deckplatte 105 ist an die wärmestrahlende Platte 2 mittels einer einzelnen Passschraube 116 angebracht. Diese Passschraube 116 ist nicht fest angezogen. Da die Deckplatte 105 nicht fest an die wärmestrahlende Platte 2 befestigt ist, ist eine Verformung eines jeden Teils, die aus dem Festziehen resultiert, verhindert. Auch wird eine aus der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung resultierende Verformung eines jeden Teils verhindert. Deshalb kann durch Verwendung des Thermodruckkopfes die Qualität beim Drucken verbessert werden.

Wie in Fig. 17 gezeigt, wenn die Deckplatte 105 montiert ist, berührt die Unterseite des Kontaktabschnitts 114 die Oberseite des Schaltungssubstrats 4 und die Rippe 113 berührt die Oberfläche des Verbindungsstückkörpers 11a. Die Unterseite der Deckplatte 105 ist eine vorgeschriebene Entfernung von dem Kopfsubstrat 3 und dem Schaltungssubstrat 4 angeordnet, ohne direkt diese Substrate zu berühren. Deshalb werden die Substrate bei der Montage der Deckplatte 105 nicht beschädigt.

Die Rippe 113 ist so montiert, dass sie die Längskante 4b des Schaltungssubstrats berührt. Durch Setzen der Rippe 113 zur Zeit der Montage an die Längskante 4b der Deckplatte 105, ist die Lage der Deckplatte 105 festgelegt. Das erleichtert die Montage der Deckplatte in einer vorgeschriebenen Position.

Der Thermodruckkopf gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist wie vorstehend beschrieben. Im ersten Ausführungsbeispiel wird die Schutzplatte 15 verwendet um das Kopfsubstrat 3 und das Schaltungssubstrat 4 zu bedecken. Im zweiten Ausführungsbeispiel, wird jedoch die Deckplatte 105 verwendet. Deshalb ist eine Funktion zum Schutz jedes Substrats verstärkt. Durch Bereitstellen der Rippe 113 und des Kontaktabschnitts 114 wird weiterhin die Deckplatte 105 in der geeignetsten Weise eingesetzt.

Es ist vorzuziehen, einen Isolierwerkstoff, der einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup4; ~ 10¹&sup0; (Ω * cm) hat, als einen Werkstoff der Deckplatte 105 zu verwenden. Wenn gute statische Elektrizitätsleitfähigkeit durch Verwendung eines solchen Werkstoffs für die Deckplatte 105 gegeben ist, werden die Schaltungstreiberelemente 7 und das Schaltungssubstrat 4 weiter die Wiederstandsfähigkeit gegenüber statischer Elektrizität verbessern.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Die vorliegende Erfindung ist auf Drucker anwendbar, wie sie in Vorrichtungen wie Faxgeräten oder dergleichen gefunden werden. Die vorliegende Erfindung kann weitgehend als ein Druckkopf in verschiedenen Druckerbauarten angewandt werden.


Anspruch[de]

1. Thermodruckkopf aufweisend:

ein Kopfsubstrat (3) mit einem Heizwiderstand (6) zum Drucken und zumindest einem Schaltungstreiberelement (7);

ein Schaltungssubstrat (4) mit Einem Verbindungsstück (10) zur externen Verbindung und elektrisch verbunden mit dem Kopfsubstrat (3); und

wobei das Kopfsubstrat (3) und das Schaltungssubstrat (4) nebeneinander auf einer wärmestrahlenden Metallplatte (2) montiert sind; wobei

die wärmestrahlende Platte (2) eine einen Montagebereich teilende Nut (5) hat, die sich in einer Längsrichtung auf einer Oberfläche erstreckt, auf der die Substrate (3, 4) montiert sind; wobei

das Kopfsubstrat (3) und das Schaltungssubstrat (4) an der Oberfläche so angeordnet sind, dass sie an entgegengesetzten Seiten der Nut (5) liegen, und wobei

eine an einer Kante an der Nutseite des Kopfsubstrats (3) angeordnete Anschlusselektrode (8) und eine an einer Kante an der Nutseite (5) des Schaltungssubstrats (4) bereitgestellte Anschlusselektrode (11) mittels eines Anschlussdrahtes (9) miteinander verbunden sind.

2. Thermodruckkopf gemäß Anspruch 1, wobei zumindest ein hervorstehender Kantenabschnitt in einer Weise gebildet ist, dass zumindest jede Kante des Kopfsubstrats und des Schaltungssubstrats über die Nut hervorstehen; der Anschlussdraht einen Halteabschnitt zum Halten des hervorstehenden Kantenabschnitts zwischen dessen Ober- und Unterseiten hat; und der Anschlussdraht an den vorstehenden Kantenabschnitt durch den Halteabschnitt angebracht wird.

3. Thermodruckkopf gemäß Anspruch 2, wobei der Anschlussdraht aus einem elastischen Metallwerkstoff gefertigt ist und die vorstehende Kante durch diese elektrische Eigenschaft hält.

4. Thermodruckkopf gemäß Anspruch 3, wobei eine isolierende Schutzplatte an Oberseiten des Kopfsubstrats und Schaltungssubstrats mit Ausnahme von zumindest einen Bereich geklebt ist, an dem der Heizwiderstand angeordnet ist.

5. Thermodruckkopf gemäß Anspruch 3, wobei eine Deckplatte auf eine Weise montiert ist, dass die Deckplatte sowohl das Schaltungssubstrat als auch einen Bereich des Kopfsubstrats, auf den das Schaltungstreiberelement bereitgestellt ist, bedeckt.

6. Thermodruckkopf gemäß Anspruch 5, wobei eine Ausbuchtung an einer Rückseite der Deckplatte angeordnet ist, so dass die Deckplatte eine vorgeschriebene Entfernung von dem Kopfsubstrat und dem Schaltungssubstrat angeordnet werden kann.

7. Thermodruckkopf gemäß Anspruch 1, wobei ein hervorstehender Kantenabschnitt in einer Weise gebildet ist, dass eine Kante auf der Nutseite des Kopfsubstrats über die Nut hervorsteht, und der Anschlussdraht einen Halteabschnitt hat, der den hervorstehenden Kantenabschnitt von dessen Ober- und Unterseiten hält, und durch den der Anschlussdraht an den hervorstehenden Kantenabschnitt angebracht ist.







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