DE68917875T2

DE68917875T2 - Aufzeichnungskopf, bestehend aus einem eine Elektrode tragenden Substrat mit einem dünnwandigen Kontaktendteil.

Info

Publication number: DE68917875T2
Application number: DE68917875T
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Ngk Insulator Hirota; Shigeki Ngk Insulators Okada; Natsumi Shimogawa; Yukihisa Takeuchi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2009-12-06
Also published as: EP0372896B1; US5132705A; EP0372896A3; DE68917875D1; EP0372896A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen oder Drucken von Bildern wie Schriftzeichen und graphischen Darstellungen durch das Anlegen von elektrischem Strom an ein Aufzeichnungsmedium, ein Band oder einen Film oder eine andere Art von Zwischenelement, das zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Kopf angeordnet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung die Konfiguration eines distalen Endabschnitts eines solchen Aufzeichnungskopfes, an dem der Kopf mit dem Aufzeichnungsmedium oder dem Zwischenelement in Kontakt steht.
Zunächst seien die Aufzeichnungsköpfe nach dem Stand der Technik und die mit diesen Köpfen auftretenden Probleme beschrieben. Es wurden bislang zahlreiche Typen von Aufzeichnungsköpfen zum Aufzeichnen durch Anlegen eines elektrischen Stroms an ein Aufzeichnungsmedium oder ein Zwischenelement vorgeschlagen. Insbesondere ist ein Aufzeichnungskopf bekannt, der eine laminare oder aus mehreren Schichten bestehende Struktur aufweist, die ein Substrat oder Substrate sowie eine Anordnung an Aufzeichnungselektroden und eine Anordnung an Rückleitungselektroden enthält, die durch das Substrat oder die Substrate gestützt werden oder darauf ausgebildet sind. Beispiele von Aufzeichnungsköpfen dieses Typs sind in den offengelegten Veröffentlichungen Nr. 61-35972, 62-292461, 54-141140, 58-12790 und 61-230966 der nicht geprüften japanischen Patentanmeldungen geoffenbart.
Es ist eine weitere Art eines Aufzeichnungskopfes bekannt, worin die Anordnung an Aufzeichnungselektroden auf einer von gegenüberliegenden Hauptflächen eines Substrats ausgebildet ist, wie dies in den offengelegten Veröffentlichungen Nr. 58- 104787, 61-37493, 63-30279, 63-87264, 63-160855, 60-78772 und 62-238767 geoffenbart ist.
Wie in den oben angeführten Veröffentlichungen geoffenbart ist, ist der Aufzeichnungskopf der oben erwähnten Typen so ausgebildet, daß ein elektrischer Strom an eine elektrische Widerstandsschicht oder eine leitende Schicht angelegt wird, die auf einem geeigneten Aufzeichnungsmedium oder einem geeigneten planaren Zwischenstützelement in Form einer Folie, eines Films oder eines Bandes ausgebildet, darauf beschichtet oder dadurch getragen wird. Die elektrische Widerstandsschicht oder leitende Schicht kann auf einer Walze oder einem anderen Stützelement ausgebildet sein oder eine Innenschicht des Aufzeichnungsmediums oder Stützelementes darstellen. In einem Aufzeichnungsvorgang unter Verwendung eines Zwischenbandes oder einer Zwischenfolie mit einer elektrischen Widerstandsschicht und einer Farbschicht, bewirkt z.B. ein an die durch den Aufzeichnungskopf an die Widerstandsschicht angelegter Strom , daß durch die Widerstandsschicht Joule-Wärme erzeugt wird und das Farbmaterial in diesen erwärmten lokalen Bereichen schmilzt, verdampft oder diffundiert. In der Folge wird das Farbmaterial auf die entsprechenden lokalen Bereiche des Aufzeichnungsmediums übertragen, sodaß ein schwarzes oder färbiges Bild entsteht. Wenn ein elektrischer Strom direkt an ein Aufzeichnungsmedium angelegt wird, werden die entsprechenden lokalen Bereiche des Mediums aufgrund der durch einen elektrischen Strom erzeugten Joule-Wärme oder aufgrund der Entfernung des Abdeckmaterials aus der Mediumoberfläche in Folge einer darauf auftretenden elektrischen Entladung in geeigneter Weise gefärbt.
Die auf dem Aufzeichnungsmedium oder dem Zwischenstützelement vorgesehene elektrische Widerstandsschicht kann eine elektrisch leitende Schicht, eine elektrisch leitende Farbschicht oder eine elektrische Widerstandsfarbschicht (die auch als farbtragende Schicht dient), eine wärmeempfindliche Schicht mit einem Elektrolyten oder jede andere Form von Schicht sein, durch die elektrischer Strom fließen kann.
In einem Aufzeichnungs- oder Druckvorgang durch den Aufzeichnungskopf zur Verwendung mit dem Aufzeichnungsmedium oder dem Zwischenstützelement, wie dies oben beschrieben ist, müssen die Aufzeichnungselektroden und die Rückleitungselektrode(n) in elektrischem Kontakt mit der elektrischen Widerstandssch icht des Aufzeichnungsmediums oder des Stützelements gehalten werden. Zu diesem Zweck sind die Elektroden, die in den bekannten, oben angeführten Veröffentlichungen verwendet werden, aus einem Material ausgebildet, das eine höhere Verschleißfestigkeit als das Material der Substratstruktur und eine für die Köpfe verwendete elektrisch isolierende Schicht aufweist.
Ein Beispiel eines solchen bekannten Aufzeichnungskopfes ist teilweise in Fig.17 veranschaulicht, worin eine aus vielen Schichten bestehende Struktur durch zwei Substrate 11, eine Anordnung von auf einem der Substrate 11 ausgebildeten Aufzeichnungselektroden, eine Anordnung von auf dem anderen Substrat ausgebildeten Rückleitungselektroden 13 und eine elektrische Isolierschicht 14 gebildet wird, welche die zwei Elektrodenanordnungen 12, 13 trennt und mit der die Elektrodenanordnungen 12, 13 durch jeweilige Schichten eines geeigneten Klebstoffes 15, 15 verbunden sind. In dieser Anordnung nimmt die Endfläche der Substratstruktur 11 einen einigermaßen großen Abschnitt der gesamten Kontaktfläche am distalen Ende des Kopfes ein, der ausgebildet ist, die Oberfläche der elektrischen Widerstandsfläche des Aufzeichnungsmediums oder Stützelements zu kontaktieren. Anders gesagt ist der Bereich der Kontaktendflächen der Elektroden 12, 13 vergleichsweise klein. Dieses Bereichsverhältnis der Kontaktendfläche der Substratstruktur 11 und Elektroden 12, 13 sorgt nicht für den erwünschten elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden und der elektrischen Widerstandsschicht. Wenn ein Aufzeichnungsvorgang eine relativ große Kontaktkraft der Elektroden gegen die Widerstandsschicht erfordert, ist die bekannte Anordnung zur Erzeugung von hochqualitativen Bildern nicht zufriedenstellend.
Zur Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen den Elektroden und der Widerstandsschicht eines Farbbands beispielsweise wird ein in Fig.18 dargestellter Aufzeichnungskopf mit einem im allgemeinen zugespitzten Kontaktendabschnitt vorgeschlagen. Während dieser Aufzeichnungskopf einen verbesserten elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden und der Widerstandsschicht während einer anfänglichen Verwendungsphase gewährleistet, nimmt das Verhältnis des Kontaktendflächenbereichs der Substratstruktur 11 gegenüber jenem der Elektroden 12, 13 mit zunehmender Abnützung des Spitzenendes des Kopfes zu. Ein zufriedenstellender Kontakt der Elektroden mit der Widerstandsschicht läßt sich nicht erreichen, wenn das abgenützte Kontaktende des Kopfes zum Nachformen durch ein relativ einfaches Verfahren geschliffen wird, während der Kopf auf der jeweiligen Aufzeichnungsvorrichtung installiert bleibt.
Eine alternative bekannte Vorgangsweise ist die Verwendung der Elektroden 12, 13, die eine größere Dicke aufweisen, wie dies aus Fig.19 ersichtlich ist. Diese Anordnung senkt jedoch die Wirksamkeit oder Leichtigkeit des Bildens der Elektroden in den erwünschten Mustern (in der Form gegenseitig beabstandeter Streifen).
Eine weitere Art von Aufzeichnungskopf ist in Fig.20 dargestellt. Dieser Aufzeichnungskopf weist eine Anordnung von Aufzeichnungselektroden 12 auf, die auf einer Hauptfläche des Substrats 11 angeordnet sind und durch eine elektrische Isolationsschicht 7 aus einem vergleichsweise weichen Material abgedeckt sind. Obwohl der Kontakt der Elektroden 12 und der Isolierschicht 7 mit der Widerstandsschicht besser ist als der Kontakt der aus mehreren Schichten bestehenden, oben beschriebenen Köpfe, nützt sich der Kontaktendabschnitt der Elektroden 12 vergleichsweise schnell ab, da der Kopf die Widerstandsschicht an einer Kante davon auf der Seite der Elektrodenanordnung 12 berührt. Wenn sich die Kontaktkante des Kopfes abnützt oder zum Nachformen geschliffen wird, nimmt das Oberflächenverhältnis der Kontaktendfläche des Substrat im Vergleich zur Kontaktendfläche der Elektroden 12 zu, wodurch sich der elektrische Kontakt der Elektroden während der Verwendung des Kopfes verschlechtert.
JP-A-60-72733 offenbart einen Aufzeichnungskopf einer Laminierungsstruktur. Die Dicke des distalen Abschnitts der Laminate ist in einer zur Laminierungsrichtung senkrechten Richtung verringert, um einen Endabschnitt eines kleinen Kontaktbereichs zu bilden.
JP-A-62-99163 offenbart einen Aufzeichnungskopf mit einem Elektrodensubstrat mit einer Härte, die geringer als jene der Elektroden ist, um einen zuverlässigen Kontakt zwischen den Elektroden und einem Farbfilm zu schaffen.
Daher ist es wünschenswert, einen Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen durch Anlegen eines elektrischen Stroms an ein Aufzeichnungsmedium oder ein Zwischenelement vorzusehen, das zwischen dem Kopf und dem Medium angeordnet ist, welcher Aufzeichnungskopf einen ausgezeichneten elektrischen Kontakt der Elektroden mit dem Medium oder dem Zwischenelement über einen längeren Verwendungszeitraum gewährleistet und gleichzeitig eine ausreichende allgemeine mechanische Festigkeit aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzeichnungskopf, wie in Anspruch 1 dargelegt, vorgesehen.
Der wie oben konstruierte erfindungsgemäße Aufzeichnungskopf sorgt für einen ausgezeichneten oder zufriedenstellenden elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode oder den Elektroden und einer elektrischen Widerstandsschicht oder anderen Schicht des Aufzeichnungsmediums oder des planaren Zwischenelements über einen längeren Verwendungszeitraum, während er es zur gleichen Zeit der Substratstruktur ermöglicht, ein ausreichendes Ausmaß an mechanischer Festigkeit zu bewahren. Somit stellt der erfindungsgemäße Aufzeichnungskopf einen äußerst zuverlässigen Aufzeichnungsvorgang für eine bessere Qualität der Aufzeichnungsbilder sicher.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt der Aufzeichnungskopf weiters eine elektrische Isolierschicht, und es ist auch eine Vielzahl an Elektroden vorgesehen, umfassend zumindest eine Aufzeichnungselektrode und zumindest eine Rückleitungselektrode. In diesem Fall umfaßt eine Substratstruktur zwei Substrate, die einander zugewandte Hauptflächen aufweisen, auf denen jeweils die Aufzeichnungselektrode oder -elektroden und die Rückleitungselektrode oder -elektroden ausgebildet sind. Die Aufzeichnungselektrode oder -elektroden und die Rückleitungselektrode oder -elektroden sind durch die elektrische Isolierschicht in der Dickenrichtung der distalen Endabschnitte der Substrate voneinander beabstandet.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Vielzahl an Elektroden vorgesehen, umfassend zumindest eine Aufzeichnungselektrode und zumindest eine Rückleitungselektrode; eine Substratstruktur umfaßt ein Substrat mit gegenüberliegenden Hauptflächen, auf denen jeweils die Aufzeichnungselektrode oder -elektroden und die Rückleitungselektrode oder -elektroden ausgebildet sind.
Es kann eine Anordnung an Aufzeichnungselektroden und eine Anordnung an Rückleitungselektroden vorhanden sein, die auf zwei jeweiligen Hauptflächen auf einer Substratstruktur ausgebildet sein können. Diese zwei Hauptflächen können, wie bereits erwähnt, durch ein Substrat oder durch zwei jeweilige Substrate gebildet werden. In diesem Fall können die Rückleitungselektroden den Aufzeichnungselektroden entsprechen. Es kann jedoch eine einzige Rückleitungselektrode gemeinsam mit den Aufzeichnungselektroden vorgesehen sein.
Jedes Substrat des erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfes kann eine angrenzend zum distalen Endabschnitt ausgebildete Schulterfläche aufweisen. Die Schulterfläche kann eine geeignete Konfiguration aufweisen. Beispielsweise ist die Schulterfläche in einem rechten Winkel zur Ausdehnungsrichtung des distalen Endabschnitts oder als Ausrundungsoberfläche ausgebildet, die in einer Fläche des distalen Endabschnitts endet, die zur Ausdehnungsrichtung des distalen Endabschnitts parallel ist. Alternativ dazu kann die Schulter eine geneigte Fläche sein, die in Bezug zu einer Oberfläche des distalen Endabschnitts, die zur Ausdehnungsrichtung des distalen Endabschnitts parallel ist, einen stumpfen Winkel bildet.
Der erfindungsgemäße Aufzeichnungskopf wurde ausgehend von der grundlegenden Vorstellung entwickelt, daß die Verschleißfestigkeit des Kopfes an seinem distalen Ende einschließlich des distalen Endabschnitts jedes Substrats wünschenswerterweise durch die Verschleißfestigkeit des distalen Endabschnitts der Elektrode oder der Elektroden beeinflußt wird. Anders gesagt ist der erfindungsgemäße Aufzeichnungskopf so konstruiert, daß die Substratstruktur eine mechanische Festigkeit oder Steifigkeit aufweist, die zur Stützung der Elektrode oder Elektroden erforderlich ist, während der distale Endabschnitt der Substratstruktur zum verbesserten elektrischen Kontakt der Elektrode oder Elektroden mit dem Aufzeichnungsmedium oder Zwischenstützelement eine ausreichend verringerte Dicke aufweist. Weiters basiert die Konstruktion des erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfes auf der Vorstellung, daß die Dicke des distalen Endabschnitts der Substratstruktur in der Ausdehnungsrichtung vom proximalen Abschnitt, d.h. in der Richtung, in der sich der distale Endabschnitt abnützt, vorzugsweise konstant ist. Es ist nämlich wünschenswert, daß nur die Dicke des distalen Endabschnitts, bei dem die Substratstruktur das Aufzeichnungsmedium (ein Blatt Papier) oder das Zwischenelement (ein Farbband oder -film) berührt, klein und konstant ist, sodaß die Substratstruktur eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist und den problemlosen Einbau des Aufzeichnungskopfes ermöglicht, sodaß das Aufzeichnungsmedium oder das Zwischenelement so gut wie möglich nur die Elektrode oder Elektroden berührt.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende Beschreibung derzeit bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen näher erläutert, worin:
Figuren 1-6 und Figuren 9, 10, 14 und 16 erklärende Aufrisse im Querschnitt von verschiedenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfes in einer zur Ausdehnungsrichtung der Elektroden parallelen Ebene sind;
Fig.7 ein erklärender Aufriß im Querschnitt des Aufzeichnungskopfes von Fig.4 ist, dessen distaler Endabschnitt abgenützt ist;
Fig.8 eine perspektivische Ansicht des distalen Endabschnitts einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfes ist;
Fig.11 eine perspektivische Ansicht ist, die den distalen Endabschnitt des Aufzeichnungskopfes von Fig. 1 schematisch darstellt;
Fig.12 eine perspektivische Ansicht ist, die den distalen Endabschnitt des Aufzeichnungskopfes von Fig.4 schematisch darstellt;
Figuren 13 und 15 perspektivische Ansichten sind, welche die Aufzeichnungsköpfe von Figuren 14 bzw. 16 darstellen;
Figuren 17 bis 20 erklärende Aufrißschnittansichten bekannter Aufzeichnungsköpfe in einer zur Ausdehnungsrichtung der Elektroden parallelen Ebene sind;
Fig.21 ist eine Vorderschnittansicht des Aufzeichnungskopfes von Fig.20, dessen distaler Endabschnitt abgenützt ist.
Bezugnehmend auf Figuren 1-3 sind verschiedene Ausführungsformen des Aufzeichnungskopfes dargestellt, die eine laminare oder aus mehreren Schichten bestehende Struktur aufweisen. Jeder dieser Aufzeichnungsköpfe von Figuren 1-3 enthält eine Substratstruktur 1, eine Anordnung an Aufzeichnungselektroden 2, eine Anordnung an Rückleitungselektroden 3, eine elektrische Isolierschicht 4 und zwei Schichten eines Klebstoffes 5,5. Die Substratstruktur besteht aus zwei Substraten, 1,1, von denen jedes gegenüberliegende Hauptflächen aufweist. Die Anordnung an Aufzeichnungselektroden 2 ist auf einer der gegenüberliegenden Hauptflächen eines der beiden Substrate 1 ausgebildet, während die Anordnung an Rückleitungselektroden 3 auf einer der gegenüberliegenden Hauptflächen des anderen Substrats 1 ausgebildet ist, die der Hauptfläche des oben erwähnten Substrats 1 zugewandt ist, auf dem die Anordnung an Aufzeichnungselektroden 2 ausgebildet ist. Die elektrische Isolierschicht 4 trennt die zwei Anordnungen an Elektroden 2, 3 in der Dickenrichtung davon, und die Klebeschichten 5, 5 sind zwischen den Elektrodenanordnungen 2, 3 und der Isolierschicht 4 angeordnet, sodaß die Elektrodenanordnungen 2, 3 durch die zwischengelagerten Klebeschichten 5, 5 mit der Isolierschicht 4 verbunden sind.
Bezugnehmend auf Figuren 4-6 sind verschiedene Ausführungsformen des Aufzeichnungskopfes dargestellt, worin die Substratstruktur aus einem einzigen Substrat 1 besteht, das eine Anordnung an auf einer der Hauptflächen davon ausgebildeten Aufzeichnungselektroden 2 stützt. In diesen Aufzeichnungsköpfen wird die Anordnung an Aufzeichnungselektroden 2 von einer Abdeckschicht 7 aus einem relativ weichen elektrisch isolierenden Material wie einem synthetischen Harz, einem Keramikmaterial oder einem Glasmaterial abgedeckt. Das synthetische Harz kann Epoxyharz oder Polyimid sein, und das Keramikmaterial kann Bornitrid oder Silika sein. Das Isoliermaterial muß weich genug sein, um Probleme hinsichtlich des Kontakts der Abdeckschicht 7 mit einem Aufzeichnungsmedium oder einem zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsmedium angeordneten Zwischenelement zu vermeiden.
In jedem der in Figuren 1-6 dargestellten Aufzeichnungsköpfe weist jedes Substrat einen proximalen Abschnitt (einen oberen Abschnitt, wie dies aus den Figuren ersichtlich ist), der sich während des Betriebs des Kopfes vom Aufzeichnungsmedium entfernt befindet, sowie einen dünnwandigen distalen Endabschnitt 6 (einen unteren Abschnitt, wie dies aus den Figuren ersichtlich ist) auf, der sich vom proximalen Abschnitt über eine geeignete Länge oder einen geeigneten Abstand (in den Figuren durch L gekennzeichnet) in der Richtung zum Aufzeichnungsmedium erstreckt. Der distale Endabschnitt 6 hat eine Dicke "d", die kleiner als jene des proximalen Abschnitts ist, betrachtet in der zur Ausdehnungsrichtung des Abschnitts 6 senkrechten Richtung. Der dünnwandige distale Endabschnitt 6 ist so ausgebildet, daß die Endfläche, in der die Elektroden 2, 3 (2) liegen, die elektrische Widerstandsschicht berührt, die sich auf dem Aufzeichnungsmedium oder Farbband (als planares Zwischenstützelement vorgesehen) befindet.
Der dünnwandige distale Endabschnitt 6 wird durch Versehen des Substrats 1 mit einer Schulterfläche 1a, 1b, 1c gebildet, die angrenzend zum proximaIen Ende des distalen Endabschnitts 6 ausgebildet ist, wie dies aus den Figuren 1-6 ersichtlich ist. Wie dies bei "A" in Fig.1 gekennzeichnet ist, endet die Schulterfläche 1a, ab, 1c im proximalen Ende des distalen Endabschnitts 6. Im Aufzeichnungskopf von Fig.1 weist jedes der zwei Substrate 1 der Substratstruktur die Schulterfläche 1a auf, die zur Ausdehnungsrichtung des distalen Endabschnitts 6 senkrecht ist , d.h. zur Dickenrichtung "d" des distalen Endabschnitts 6 parallel ist. Im Aufzeichnungskopf von Fig.4 weist das Einzelsubstrat 1 eine Schulterfläche 1a auf, die jener von Fig.1 ähnelt.
Die Schulterfläche muß zur Ausdehnungsrichtung des dünnwandigen Endabschnitts 6 nicht rechtwinkelig sein. Im Aufzeichnungskopf von Fig.2 weist jedes der zwei Substrate 1 eine Schulterfläche 1b auf, die eine Ausrundung mit einem geeigneten Bogenradius ist, die in der Oberfläche des distalen Endabschnitts 6 endet, der zur Ausdehnungsrichtung parallel steht. Im Aufzeichnungskopf von Fig.5 ist die Schulterfläche 1b für das Einzelsubstrat 1 vorgesehen.
Im Aufzeichnungskopf von Fig.3 weist jedes der zwei Substrate 1 die geneigte Schulterfläche 1c auf, die zur Oberfläche des distalen, zur Ausdehnungsrichtung parallelen Endabschnitts 6 einen stumpfen Winkel bildet. Im Aufzeichnungskopf von Fig.6 hat das Einzelsubstrat 1 eine geneigte Schulterfläche 1c, die jener von Fig.3 ähnelt. Fig.7 zeigt den distalen Endabschnitt 6 des Aufzeichnungskopfes von Fig.4, der aufgrund der Abnützung eine verringerte Länge aufweist.
Bezugnehmend auf Figuren 9 und 10 sind zwei weitere Ausführungsformen des Aufzeichnungskopfes dargestellt. In diesen Aufzeichnungsköpfen hat ein Einzelsubstrat 1 gegenüberliegende Hauptflächen, auf denen jeweils Anordnungen von Aufzeichnungselektroden und Rückleitungselektroden 2, 3 ausgebildet sind. Im Aufzeichnungskopf von Fig.9 ist die geneigte Schulterfläche 1c angrenzend zum dünnwandigen distalen Endabschnitt 6 ausgebildet. Im Aufzeichnungskopf von Fig.10 sind die zwei geneigten Schulterflächen 1c angrenzend zum dünnwandigen distalen Endabschnitt 6 ausgebildet, sodaß die distalen Enden der zwei geneigten Schulterflächen 1c die Dicke "d" des Endabschnitts 6 definieren.
Die Dicke "d" des dünnwandigen distalen Endabschnitts 6 des Substrats 1 und die Länge "L" des distalen Endabschnitts 6 (der mit fortschreitender Abnützung des Endabschnitts 6 kürzer wird) werden durch die Materialien der Substratstruktur 1, die Elektroden 2, 3, und durch die erforderlichen Eigenschaften, die der distale Endabschnitt 6 während eines Aufzeichnungsvorgangs aufweisen soll, sowie durch die erwünschte Kraft des elektrischen Kontakts zwischen den Elektroden 2, 3 und der Widerstandsschicht des Aufzeichnungsmedi ums oder Farbbandes bestimmt. Im allgemeinen ist die Dicke "d" wünschenswerterweise 700 um oder weniger, vorzugsweise im Bereich von 30-400 um und noch bevorzugter im Bereich von 30-100 um. Die Länge "L" des distalen Endabschnitts 6 wird wünschenswerterweise innerhalb eines Bereichs von 50-4000 um, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 100-1000 um gehalten. Die Tatsache, daß es wünschenswert ist, die Dicke und Länge innerhalb der oben erwähnten Bereiche zu halten, wurde durch Versuche bestätigt, bei denen der Abnützungszustand von Probe-Aufzeichnungsköpfen beobachtet wurde.
Es ist wünschenswert, daß das Material für die Substratstruktur 1 ein elektrisches Isoliermaterial ist, das eine relativ geringe Verschleißfestigkeit aufweist und ausreichend mechanische Festigkeit verleiht, um die Elektroden 2, 3 zu stützen; außerdem soll es zum Formen des distalen Endabschnitts 6 mit hoher Präzision leicht verarbeitet werden können. Das für die Substratstruktur 1 verwendete elektrische Isoliermaterial besteht vorzugsweise aus einem Keramikmaterial mit einer geringeren Härte und Verschleißfestigkeit als die Elektroden 2,3. Zum leichten Formen des distalen Endabschnitts 6 und zum Erreichen ausreichender mechanischer Festigkeit ist es besonders wünschenswert, die Substratstruktur 1 aus einem Material zu bilden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden Materialien besteht: sehr gut bearbeitbares glimmerhältiges Glaskeramikmaterial; Bornitrid; sehr gut bearbeitbares Bornitrid-hältiges Keramikmaterial; sehr gut bearbeitbares Aluminiumnitrid- und Bornitrid-hältiges Keramikmaterial. Insbesondere ist das sehr gut bearbeitbare glimmerhältige Glaskeramikmaterial zu bevorzugen.
Das Formen der Substratstruktur 1 zum Bilden des dünnen distalen Endabschnitts 6 kann vor dem Bilden der Elektroden (der Aufzeichnungselektroden 2 und/oder Rückleitungselektroden 3) auf der Substratstruktur erfolgen. Wenn ein Substrat 1 Elektroden 2 oder 3 aufweist, die auf einer der gegenüberliegenden Hauptflächen ausgebildet sind, kann der distale Endabschnitt 6 durch Schleifen, Schneiden oder ein anderes geeignetes Bearbeitungsverfahren gebildet werden, nachdem eine in Figuren 17 und 20 dargestellte laminare Struktur geschaffen worden ist. Wenn ein Substrat 1 Aufzeichnungs- und Rückleitungselektroden 2 und 3 aufweist, die auf den jeweiligen gegenüberliegenden Hauptflächen davon ausgebildet sind, wie dies in Figuren 9 und 10 dargestellt ist, wird das Substrat 1 üblicherweise einem geeigneten Formungsvorgang unterworfen, um den distalen Endabschnitt 6 zu bilden; danach werden die Elektroden 2, 3 auf dem geformten Substrat 1 gebildet.
Bezugnehmend auf die perspektivische Ansicht von Fig.8 weist das Einzelsubstrat 1 die Aufzeichnungselektrodenanordnung 2 auf einer seiner Hauptflächen und die Rückleitungselektrodenanordnung 3 auf der anderen Hauptfläche auf. Der distale Endabschnitt dieses Aufzeichnungskopfes von Fig.8, der den distalen Endabschnitt 6 des Substrats 1 enthält, ist in Fig.9 dargestellt, die eine Schnittansicht in einer Ebene ist, die zur Ausdehnungsrichtung der Elektroden 2, 3 parallel und zur Ebene des Substrats 1 senkrecht ist. Die Dicke "d" des distalen Endabschnitts 6 beträgt 70 um und die Länge "L" desselben 300 um.
Es sei angemerkt, daß das Substrat 1 des Aufzeichnungskopfes von Figuren 8 und 9 auch als Schicht zum elektrischen Isolieren der Aufzeichnungselektroden 2 und der Rückleitungselektroden 3 voneinander dient. Somit verzichtet die in Figuren 8 und 9 dargestellte Ausführungsform auf die relativ aufwendige elektrische Isolierschicht 4, die in den Ausführungsformen der oben beschriebenen Figuren 1-3 und in einer Ausführungsform von Fig.11 erforderlich ist. In Abwesenheit der elektrischen Isolierschicht 4, die im gesamten Bereich relativ dünn ist und zwischen zwei Elektrodenanordnungen 2,3 angeordnet ist, ist der Aufzeichnungskopf der Figuren 8 und 9 hinsichtlich der leichten Handhabung und mechanischen Festigkeit wünschenswert.
In Fig.10 ist ein Aufzeichnungskopf dargestellt, der dem Kopf von Figuren 8 und 9 ähnelt, worin das Substrat 1 auch als elektrische Isolierschicht für die Elektroden 2, 3 wirkt. In der Ausführungsform von Fig.10 sollten die gegenüberliegenden Hauptflächen des Einzelsubstrats 1 geformt sein, um die geneigten Schulterflächen 1c, 1c zum Bilden des distalen Endabschnitts 6 bereitzustellen. In dieser Hinsicht ist der Aufzeichnungskopf der Figuren 8 und 9 vorteilhafter als der Aufzeichnungskopf von Fig.10 mit einer geneigten Schulterfläche 1c, da der erstere Kopf leicht und mit vergleichsweise hoher Präzision geformt werden kann.
In den Aufzeichnungsköpfen der Figuren 8-10 ist es möglicherweise vorzuziehen, die Kopfstruktur zur Verbesserung des dünnen distalen Endabschnitts 6 zu verstärken, indem das Substrat 1 oder die Elektroden 2,3 mit einer geeigneten Abdeckschicht zum Abdecken der Oberflächen des Substrates oder der Elektroden versehen wird. Die Abdeckschicht kann aus einem elektrisch isolierenden Material wie Epoxyharz, Polyimid und anderen synthetischen Harzen, Bornitrid, Silika und anderen Keramikmaterialien oder aus Glasmaterialien bestehen. Die Abdeckschicht kann durch einen dünnen Film oder eine dünne Folie eines sehr gut bearbeitbaren Glaskeramikmaterials, eines sehr gut bearbeitbaren Keramikmaterials oder eines Metallmaterials ersetzt werden, der/die mit dem Substrat 1 oder den Elektrodenanordnungen 2, 3 verbunden ist. Dieser Film oder diese Folie kann eine mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtete Metallfolie sein.
Wenn die Aufzeichnungsköpfe von Figuren 8-10, worin das Substrat 1 auch als Isolierschicht für die Elektroden 2, 3 dient, durch die Wärmespeicherung am dünnen distalen Endabschnitt 6 deutlich in Mitleidenschaft gezogen werden, ist es möglich und wünschenswert, einen geeigneten Verstärkungsfilm oder eine geeignete Verstärkungsfolie vorzusehen, der/die hauptsächlich aus einem hochwärmeleitenden Material wie einem Metallmaterial, Bornitrid und Aluminiumnitrid besteht, sodaß dieser Film oder diese Folie als wärmeableitende Schicht dienen kann, wie dies an 8 in Figuren 13-16 gekennzeichnet ist. In diesen Figuren kennzeichnet das Bezugszeichen 5 einen Klebstoff, während das Bezugszeichen 7 eine elektrische Isolierschicht kennzeichnet.
Die Aufzeichnungs- und Rückleitungselektroden 2, 3 bestehen aus einem elektrisch leitenden Material, das eine höhere Verschleißfestigkeit als die Substratstruktur 1 zum Stützen der Elektroden oder als die elektrische Isolierschicht 4 aufweist. Vorzugsweise wird ein Hauptanteil des elektrisch leitenden Materials für die Elektroden 2, 3 aus der Gruppe ausgewählt, die aus folgenden Materialien besteht: aus Metallen wie Chrom, Titan, Tantal und Zirkon; aus Legierungen, welche diese Metalle enthalten; und aus Verbindungen der Metalle. Diese Materialien werden aufgrund ihrer relativ hohen Verschleißfestigkeit und ihrer vergleichsweise niedrigen Abbrandrate in Folge elektrischer Wirkung während des Betriebs des Kopfes bevorzugt verwendet. Insbesondere werden Chrom und eine chromhältige Legierung oder Verbindung vorzugsweise als Hauptbestandteil des elektrisch leitenden Materials für die Elektroden verwendet. Noch bevorzugter bestehen die Elektroden hauptsächlich aus einer chromund stickstoffhältigen Legierung oder Verbindung.
Die Dicke der Aufzeichnungs- und Rückleitungselektroden 2, 3 beträgt vorzugsweise zumindest 1 um. Die Elektroden können mit Nickel, Zinn, Kupfer, Gold oder einem anderen geeigneten Metall plattiert sein.
Unter Bezugnahme auf Fig.11 ist eine Laminarstruktur des Aufzeichnungskopfes von Fig.1 schematisch in Perspektive dargestellt. Man beachte, daß die Schnittansicht von Fig.1 in einer Ebene verläuft, die zur Ausdehnungsrichtung der Elektroden 2, 3 parallel und zur Ebene der Substrate 1 senkrecht ist. In dieser bestimmten Ausführungsform der Figuren 1 und 11 bestehen die zwei Substrate 1 der Substratstruktur aus einem sehr gut bearbeitbaren glimmerhältigen Glaskeramikmaterial. Die Elektrodenanordnungen 2, 3 werden gebildet, indem zunächst jeweilige Chromschichten auf den geeigneten Hauptflächen der jeweiligen Substrate 1 durch Sputtern aufgetragen und die Chromschichten in vorbestimmten Mustern solcherart photogeätzt werden, daß sich eine Vielzahl an Chromstreifen für jede der zwei Elektrodenanordnungen 2, 3 parallel zueinander erstreckt und in einer Richtung voneinander beabstandet ist, die zur Ausdehnungsrichtung der Chromstreifen senkrecht ist. Dann werden die gebildeten beabstandeten Chromstreifen in einer ein Stickstoffgas und ein Wasserstoffgas enthaltenden Atmosphäre wärmebehandelt. Die gebildete Anordnung der Aufzeichnungselektroden 2 besteht aus 480 Chromstreifen, die in einem Abstand von 170 um voneinander angeordnet sind, wobei jeder der Chromstreifen eine Breite von 100 um und eine Dicke von 6 um aufweist. Die zwei Substrate 1, 1 mit den Elektrodenanordnungen 2, 3 sind durch die Klebeschichten 5 miteinander verbunden, wobei die elektrische Isolierschicht 4 zwischen den zwei Elektrodenanordnungen 2, 3 (zwei Substraten 1,1) angeordnet ist. Die Isolierschicht 4 besteht aus einer einstückigen oder lamellaren Glimmerfolie mit einer Dicke von 100 um. Der dünne distale Endabschnitt 6 (Fig.1) jedes Substrats 1 hat eine Dicke "d" von 100 um und eine Länge "L" von 2000 um.
Ein Aufzeichnungskopf, dessen Struktur sich von jener in Fig.11 unterscheidet, ist schematisch in Fig.12 und im Querschnitt in Fig.4 dargestellt. Wie aus diesen Figuren 4 und 12 ersichtlich ist, verwendet dieser Aufzeichnungskopf ein Substrat 1, das aus einer sehr gut bearbeitbaren Glaskeramikfolie besteht. Auf einer der gegenüberliegenden Hauptflächen dieses Substrats 1 ist die Anordnung an Aufzeichnungselektroden 2 in gleicher Weise wie in der Ausführungsform der Figuren 1 und 11 ausgebildet. Der distale Endabschnitt 6 (Fig.4) weist eine Dicke "d" von 100 um und eine Länge "L" von 500 um auf.
Die unterschiedlichen Ausführungsformen des oben beschriebenen Aufzeichnungskopfes wurden in eingebautem Zustand in einer Aufzeichnungsvorrichtung solcherart geprüft, daß die Elektroden 2 oder die Elektroden 2 und 3 in Gleitkontakt mit einer elektrischen Widerstandsschicht eines Farbbands während wiederholter Druckzyklen gehalten wurden. Die Qualität der durch die einzelnen Aufzeichnungsköpfe gedruckten Bilder wurde bewertet. Die Prüfung erbrachte zufriedenstellende Ergebnisse für alle getesteten Prüfstücke, d.h. eine ausreichend hohe Dichte und Klarheit oder Schärfe der gedruckten Bilder sowie ausgezeichnete Kontaktzustände der Elektroden 2, 3 mit der Widerstandsschicht des Farbbandes. Fig.7 zeigt den Aufzeichnungskopf von Fig.4, dessen distaler Endabschnitt 6 abgenützt wurde. Wie aus Fig.7 ersichtlich ist, bleibt das Verhältnis des Kontaktbereichs des Substrats 1 in bezug auf jenen der Elektrode 2 selbst nach dem Abnützen unverändert. Der distale Endabschnitt 6 hält nämlich den anfänglichen Kontaktzustand über einen langen Verwendungszeitraum aufrecht.

Claims

1. Aufzeichnungskopf, der betreibbar ist, elektrischen Strom anzulegen, umfassend zumindest eine Elektrode (2, 3) und eine weitere Schicht (1) gegen die Elektrode, wobei die Elektrode (2, 3) und die weitere Schicht (1) im Betrieb mit einem Aufzeichnungsmedium bzw. einem zwischen einem Aufzeichnungsmedium und dem Aufzeichnungskopf angeordneten planaren Zwischenelement in Kontakt gehalten werden, sodaß elektrischer Strom an das Aufzeichnungsmedium oder das planare Zwischenelement angelegt wird, worin die weitere Schicht (1) einen proximalen Abschnitt und einen distalen Endabschnitt (6) aufweist, der sich vom proximalen Abschnitt in einem vorbestimmten Abstand (L) in einer ersten Richtung zum Aufzeichnungsmedium zum Kontakt mit dem Aufzeichnungsmedium oder dem planaren Zwischenelement erstreckt, und der distale Endabschnitt eine Dicke (d) aufweist, die kleiner als jene des proximalen Abschnittes in einer zweiten, zur genannten ersten Richtung senkrechten Richtung ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schicht (1) ein tragendes Substrat für die Elektrode (2, 3) ist und die Elektrode (2, 3) gegen eine Stirnfläche des Substrats (1) anliegt, die zu genannter zweiter Richtung quergerichtet ist und der distale Endabschnitt (6) des Substrats (1) aus einem Material besteht, dessen Verschleibfestigkeit niedriger als jene der Elektrode (2, 3) ist.

2. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, der außerdem eine elektrische Isolierungsschicht (4) umfaßt und worin eine Vielzahl an genannten Elektroden, die zumindest eine Aufzeichnungselektrode (2) und zumindest eine Rückleitungselektrode (3) umfassen, und zwei genannte Substrate (1) vorhanden sind, die einander zugewandte Hauptflächen aufweisen, auf denen die Aufzeichnungselektrode (2) bzw. die Rückleitungselektrode (3) ausgebildet sind, wobei die Aufzeichnungselektrode und die Rückleitungselektrode durch die elektrische Isolierungsschicht (4) in genannter zweiter Richtung voneinander beabstandet sind.

3. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, worin die Elektrode eine Aufzeichnungselektrode (2) ist und ein Substrat (1) vorhanden ist, das gegenüberliegende Hauptflächen aufweist, wobei die Aufzeichnungselektrode auf einer der gegenüberliegenden Hauptflächen des einen Substrats ausgebildet ist.

4. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, worin eine Vielzahl an Elektroden (2, 3), die zumindest eine Aufzeichnungselektrode (2) und zumindest eine Rückleitungselektrode (3) umfassen, und ein Substrat (1) vorhanden sind, das gegenüberliegende Hauptflächen aufweist, auf denen die Aufzeichnungselektrode bzw. die Riickleitungselektrode ausgebildet sind.

5. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4, worin eine Vielzahl an Elektroden vorhanden ist, die eine Reihe an Aufzeichnungselektroden (2) und eine Reihe an Rückleitungselektroden (3) umfassen, und das Substrat oder die Substrate (1) zumindest zwei Hauptflächen aufweist/aufweisen, auf denen die Reihen an Aufzeichnungselektroden bzw. Rückleitungselektroden ausgebildet sind.

6. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das oder jedes Substrat (1) eine Schulterfläche (1a, 1b, 1c) aufweist, die angrenzend zum distalen Endabschnitt (6) ausgebildet ist.

7. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 6, worin die Schulterfläche (1a) zu genannter erster Richtung senkrecht ist.

8. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 6, worin die Schulterfläche (1b) eine Hohlkehlfläche (1b) ist, die in einer Oberfläche des distalen Endabschnitts (6) endet, die zur genannten ersten Richtung parallel ist.

9. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 6, worin die Schulterfläche (1c) eine geneigte Fläche ist, die in Bezug zu einer Oberfläche des distalen Endabschnitts (6), die zu genannter erster Richtung parallel ist, einen stumpfen Winkel bildet.

10. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das genannte Substrat (1) zumindest eine angrenzend zu genanntem distalen Endabschnitt (6) gebildete Schulterfläche (1a, 1b, 1c) aufweist.

11. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 10, worin zwei genannte Substrate (1) vorhanden sind, von denen jedes eine genannte Schulterfläche (1a, 1b, 1c) aufweist, die angrenzend zum distalen Endabschnitt des korrespondierenden der zwei genannten Substrate ausgebildet ist.

12. Aufzeichnungskopf nach Ansoruch 10, worin ein genanntes Substrat (1) vorhanden ist und genannte Schulterfläche (1a, 1b, 1c) angrenzend zum distalen Endabschnitt des genannten einen Substrats ausgebildet ist.

13. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 10, worin ein genanntes Substrat (1) vorhanden ist, das zwei genannte Schulterflächen (1c) aufweist, die beide angrenzend zu genanntem distalen Ende des genannten einen Substrats ausgebildet sind.

14. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin die Dicke (d) des genannten distalen Endabschnitts (6) 700 um oder weniger ist.

15. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 14, worin die Dicke (d) des genannten Endabschnitts (6) innerhalb eines Bereichs von 30-400 um liegt.

16. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin genannter vorbestimmter Abstand (L) innerhalb eines Bereichs von 50-4000 um liegt.

17. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 16, worin genannter vorbestimmter Abstand (L) innerhalb eines Bereichs von 100-1000 um liegt.

18. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 17, worin das oder jedes genannte Substrat (1) aus einem maschinell äußerst gut verarbeitbaren Keramikmaterial besteht.

19. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 18, worin die oder jede genannte Elektrode aus einem elektrisch leitenden Material besteht, dessen Hauptkomponente aus einem Metall besteht, das zumindest eines der Metalle Chrom, Titan, Tantal und Zirkon oder eine Verbindung davon ist.

20. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 19, der weiters eine Isolierschicht (7) umfaht, welche die genannte Elektrode (2, 3) umhüllt.

21. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 20, der weiters eine wärmeableitende Schicht (8) umfaßt, die zumindest einen Abschnitt genannter Elektrode (2) umhüllt.