Термическая печатающая головка

 

Изобретение относится к области оргтехники и позволяет повысить удобства эксплуатации к снизить энерГ гоемкости термической печатающей головки . На изолирующей подложке 1 расположены нагревательные элементы (НЭ) 2 с индивидуальными токопроводящими шинами (ТШ) 3, Общая ТШ 4 и дополнительные ТШ 5 соединены с каждым НЭ 2. Общая ТШ 4 расположена со стороны индивидуальных ТШ 3 и имеет отводы, соединяющие ее с одними концами НЭ 2, имеющих П-образную форму. Другие концы НЭ 2 соединены с индивидуальными ТШ 3. НЭ 2 расположены от верхнего края подложки 1 на величину , не превышающую их линейных раз-, меров. 2 ил. ел JU tsD а О5 tn J

СОЮЗ СОВЕТа иХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК д р 4. В 41 J /20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I,, » 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 .

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I 2 (21) 3893391/28-12 (22) 11.05.85 (46) 30.10.86. Бюл. И 40 (71) Ордена Ленина институт кибернетики им. В.М.Глушкова (72) И.В.Гольцев, О.Г.Мороз-Подворчан, Д.М.Некрасов и М.А.Таранец (53) 681.6(088.8) (56) Патент Франции У 2397941, кл. В 41 J 3/20, 1979. (54) ТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕЧАТАЮЩАЯ ГОЛОВКА, (5?) Изобретение относится к области оргтехники и позволяет повысить удобства эксплуатации и снизить энер.

„„SU„„1266750 A 1 гоемкости термической печатающей головки. На изолирующей подложке 1 расположены нагревательные элементы (НЭ) 2 с индивидуальными токопроводящими шинами (ТШ) 3. Общая ТШ 4 и дополнительные ТШ 5 соединены с каждым НЭ 2. Общая ТШ 4 расположена со стороны индивидуальных ТШ 3 и имеет отводы, соединяющие ее с одними концами НЭ 2, имеющих П-образную форму.

Другие концы НЭ 2 соединены с индивидуальными ТШ 3. НЭ 2 расположены от верхнего края подложки 1 на велиI чину не превышающую их линейных раз-. меров. 2 ил.

1266750

Изобретение относится к оргтехнике и может быть использовано при изготовлении термических печатающих головок, Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации и снижение энергоемкости устройства.

На фиг.1 изображена схема расположения нагревательных элементов и токопроводящих шин; на фиг.2 — раз" рез А-А на фиг.1.

Термическая печатающая головка содержит изолирующую подложку l расположенные на ней нагревательные элементы 2 с индивидуальными токопроводящими шинами 3, общую токопроводящую шину Ф и дополнительные токопроводящие шины 5.

Между нагревательными элементами

2 и изолирующей подложкой 1 расположен буферный слой 6 иэ 8 0 .

Токопроводящие шины имеют подслой 7 из нихрома.

Печатающая головка со стороны печати имеет защитную пленку 8.

Устройство работает следующим образом.

На общую токопроводящую шину 4, .соединенную с нагревательными элементами 2, подводится напряжение и в зависимости от характера информации подается напряжение на нагревательные элементы 2 через индивиду1 альные токопроводящие шины 3. Нагревательные элементы 2 воздействуют на термочувствительную бумагу, расположенную перед нагревательными элементами и перемещающуюся в процессе запечатывания строк, в результате чего на термочувствительной бумаге образуется требуемая информация (иэображение), получаемое за счет воспроизведения элементарных точек от нагревательных элементов 2.

С целью устранения механического воздействия термочувствительной бумаги непосредственно на нагревательные элементы и прилегающие к ним участки токоподводящих шин на поверхность термопечатающей головки наносится износоустойчивая защитная пленка, например, из АР 0 или Ях Н .

Возможным вариантом формирования термопечатающей головки является применение в качестве материала для нагревательных элементов фосфида бора, который обладает следующими преимуществами. Во-первых, пленки иэ фосфи.

>0

55 да бора можно дополнительно легировать и формировать из них также и то коподводящие шины. В этом случае наг ревательные элементы и по крайней . мере прилегающие к ним участки токоподводящих шин будут выполнены в едином слое, что обеспечит более плотное прилегание термочувствитель- ной бумаги к нагревательным элементам и, следовательно, более высокую те, опроводность между ними ° Во-вторых, фосфид бора является очень иэносоустойчивым материалом, что позволяет отказаться от дополнительной защитной пленки, а также приведет к увеличению теплопроводности между нагревательными элементами и термочувствительной бумагой.

В плане удобства эксплуатации предлагаемое устройство позволяет контролировать отпечатанную информацию без выдвижения прижимного валика за пределы следующей строки, которая должна быть отпечатана, в .то время как в устройстве-прототипе как минимум пятнадцать отпечатанных строк будут прикрываться общей шиной. При этом стремление создать термическую печатающую головку с количеством нагревательных элементов, близким к телевизионному формату при неизмененных остальных параметрах для устройства-прототипа приведет к тому, что количество закрывае- мых отпечатанных строк возрастет в три раза.

Если пренебречь отводом тепла от нагревательных элементов через термочувствительную бумагу, то тепловые потери будут определяться теплоотводом через подложку и через токоподводящие шины. Если считать, что тепловой поток от нагревательного

l элемента ограничивается площадьюрзанимаемой нагревательным элементом, то тепловое сопротивление подложки можно определить по формуле

6 (9п S) где и — толщина подложки; hц — удельная теплопроводность подложки;

S — - площадь, занимаемая нагре-, вательным элементом.

Для подложки из ситалла с удельной теплопроводностью порядка 1 Вт/ (м.К) и толщиной 500 мкм для нагревательных элементов площадью (О 33 х

Э х 0,33) мм можно получить

ВНИИПИ Заказ 5714/14 Тираж 362 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1266 (5,10-4 )/(1 3,3 10 4, 3,3

10 -4) 5 ° . 10 К/B T, (С учетом растекания теплового потока эта величина будет несколько меньше). 5

Если взять длину дополнительной токоподводящей шины порядка 1 мм,. то при толщине порядка 1 мкм и ширине 100 мкм для шины из алюминия получим тепловое сопротивление между нагревательным элементом и общей шиной, равное

R g 10 (2,2 "10 ° 10 10 ) = 5 ° 10 К/Вт.

Эта величина на порядок больше тепло-. 5 вого сопротивления подложки и, следовательно, общая шина практически не будет оказывать влияния на отбор тепла от нагревательных элементов.

Если взять длину дополнительной шины порядка 10 мкм (эту величину можно считать характерной для устройства-прототипа), то величина теплового сопротивления между нагревательным элементом и общей шиной будет равняться

К„,ц 10 /(2,2 10 10 ° 10 ) = 5 ° 10 К/Вт.

Эта величина на порядок меньше теплового сопротивления подложки и, сле- 30 довательно, отбор тепла будет определяться параметрами общей шины. Оценим теряемую при этом мощность по формуле

Р - (Т, — Т )/Кщ„, .

Если положить температуру нагревао тельного элемента Т1 =250 С, а температуру общей шины Т =50 С, то

P=(250-50) /(5 ° 10 ) 4.10 Вт.

Полученное значение сравнимо со зна- 4g чением общей мощности, потребляемой одним нагревательным элементом в из750 4 вестных устройствах, которое обычно составляет порядка 0,5-1 Вт °

В действительности теряемая через общую шину мощность будет несколько меньше, поскольку сама общая шина, а также сам нагревательный элемент имеют определенное тепловое сопротивление.

Таким образом, можно ожидать, что суммарная эффективность предлагаемого устройства в плане снижения потребляемой мощности будет заключаться в ее снижении в 1,5-2 раза для термических печатающих головок на подложке с удельной теплопроводностью порядка 1 Вт/ (м.К.).

Формула изобретения

Термическая печатающая головка, содержащая диэлектрическую подложку, расположенные на ней ряд изолированных один от другого нагревательных элементов, общую для всех нагревательных элементов токопроводящую шину и индивидуальные шины, соединенные с каждым нагревательным элементом, отличающаяся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации и снижения энергоемкости, нагревательные элементы имеют П-образную форму, общая токопроводящая шина расположена со стороны индивидуальных токопроводящих шин и имеет отводы, соединяющие ее с одними концами П-образных нагревательных элементов, другие концы которых соединены с индивидуальными токопроводящими шинами, при этом нагревательные элементы расположены от верхнего края диэлектрической подложки на величину, не превышающую их линейных размеров .