Термопечатающая головка

2)изо ры М. Мордв А,И. Я Проектно-технологический и н институт Научно-производстве н ед ае иго объединения фТе(54) ТЕР ТАЮЩАЯ ГОЛО ечати, одтся большое тающих элекой тепло" одложки стродейсткой скоросм Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при формировании символов на термо" чувствительном носителе в устройствах печати безударного типа,Известна тонкопленочная термопечатающая головка (ТПГ), представляю щая собой стеклянное основание, на котором сформированы резистивные нагревательные элементы, состоящие из тонкопленочных резисторов и нахо дящихся в электрическом контакте с ними подводящих проводников1.Такая ТПГ обеспечивает малые затраты энергии на цикл пнако недостатком ее являевремя остывания термопеиаментов, что связано с низпроводностью стеклянной иЭто приводит к низкому бывию ТПГ, .а значит - к низти печати.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является термопечатающая головка, содержащая теплоотводящее основание, закрепленную на нем изоляционную подложку, на которой расположены нагревательные элеенты, и защитный слой износостойнская и В.В ЛевинР кого материала, покрывающий рабочуюповерхность головки. Теплоотводящееоснование выполнено из керамики, а5 изоляционная подложка - в виде слояглазури. Керамика, обладая высокойтеплопроводностью, эффективно ство"дит и рассеивает тепло от нагревательных элементов. Слой глазури,обладающий низкой теплопроводностью,позволяет локализовать нагрев и снизить затраты электроэнергии. Хорошеекачество поверхности глазури обеспечивает возможность создания на нейтонкопленочных резистивных нагревательных элементов. Наличие теплоотвода и малая толщина слоя глазурипозволяет уменьшить время охлаждениятермопечатающих элементов, т,е. увеличить быстродействие ТПГ, Изменением толщины слоя глазури можно регулировать соотношение между затратами электроэнергии и быстродействием. Для существующих типов термочувствительной бумаги оптимальныетолщины слоя глазури составляют50 - 70 мкм21,Однако при такой конструкции толщина слоя глазури однозначно определяет как затраты электроэнергии, неЗО обходимые для достижения заданнойтемпературы рабочей поверхности ТПГ,так и быстродействие (тепловую постоянную времени ТПГ), т.е. эти характеристики являются жестко связанными:, увеличение быстродействия приводит к увеличению затрат электроэнергии,и наоборот уменьшение еезатрат уменьшает быстродействие, Это.ограничивает возможности выбора оптимального баланса между потребляемой электроэнергией и быстродействием. Кроме того, нанесение на керамический теплоотвод слоя глазуритакой толщины с поверхностью, приемлемой для создания тонкопленочныхрезисторов, является сложной технологической задачей.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства без увеличениязатрат электроэнергии.Поставленная цель достигается 20тем, что в термопечатающей головкев месте расположения нагревательныхэлементов введен теплоотводяший слой,соединенный с теплоотводящим основанием.25Теплоотводящий слой может бытьРасположен как между нагревательным элементом и защитным слоем, так и между нагревательным элементом иизоляционной подложкой.При таком техническом решении тепловой поток от нагревательных элементов отводится в основном через введенный слой из материала с высокой теплопроводностью (теплоотводящий слой), а не через слой из материала с низкой теплопроводностью(теплоизолирующий слой), как в прототипе. Поэтому тепловые характеристики ТПГ определяются параметрами теплоотводящего слоя. Быстродействие 40 определяется лишь длиной его участка, соединяющего нагревательный элемент и теплоотвод, и температуропроводностью материала. Затраты электроэнергии, необходимые для достиже ния заданной температуры рабочей поверхности ТПГ зависят, кроме того, от поперечного сечения теплоотводящего слоя (канала), уменьшая которое, можно уменьшать затраты электроэнергии при сохранении постоянным быстродействие ТПГ. Таким образом, путем выбора геометрии теплоотводящего слоя обеспечивается независимое изменение быстродействия и затрат электроэнергии, что позволяет осуществить ее экономию при одновременном увеличении быстродействия ТПГ.Поскольку максимальная толщина теплоизолирующего слоя, который выполняет лишь функцию механического носителя нагревательного элемента, не ограничивается, снимается проблема создания тонкого теплоизолирующего слоя контролируемой толщины с хорошим качеством поверхности. 65 На фиг.1 представлен вариант го-ловки с расположением теплоотводящего слоя между нагревательным элементом и защитным слоем," на фиг.2 то же, с расположением теплоотводящего слоя между нагревательным элементом и изоляционной подложкой.Предлагаемая термопечатающая головка (фиг.1) содержит металлическоетеплоотводящее основание 1, на котором наклеена изоляционная подложка 2 из материала с низкой теплопроводностью, например, стеклянная подложка толщиной 0,5 мм. Термопечатающие нагревательные элементы расположены на подложке 2 и имеют следующуюструктуру: нагревательный резистор 3, подводящий проводник 4 и разделительный слой 5. В месте расположения нагревательных элементов введен тепло- отводящий слой б из материала с высокой теплопроводностью. Сверху всей конструкции термопечатающей головки расположен защитный слой износостой-. кого материала 7. Край изоляционнойподложки 2 имеет скос, позволяющий нанести на ее торец теплоотводящий слой б. Припой 8 обеспечивает хороший тепловой контакт слоя б с тепло- отводящим основанием 1 и фактически является его частью. Такая конструкция может быть использована, например, в линейных ТПГ.Теплоотводящий слой б (фиг.2) ,может быть выполнен также в виде слоя на поверхности подложки 2 и столбов, находящихся в контакте с теплоотводящим основанием 1. На слой б нанесены нагревательные элементы, имеющие структуру: нагревательный резистор 3 и подводящие проводники 4. Защитный слой 7 предохраняет нагревательный резистор 3 от окисления и обеспечивает износостойкость ТПГ. Такая конструкция обеспечивает малую длину участка теплоотводящего слоя б, соединяющего нагревательный резистор 3 с теплоотводя-. щим основанием 1 даже при больших размерах нагревательного резистора 3, и может быть использована, например, в ТПГ сегментного типа.Таким образом, предлагаемая ТПГ обеспечивает экономию электроэнергии при одновременном увеличении быстродействия. Она не требует создания тонкого теплоизолирующего слоя контролируемой толщины с высоким качеством поверхности, Это позволяет обойти проблему получения глазурованной керамики пригодной для нанесения тонкоплейочных резисторов, при одновременном улучшении основных параметров ТПГ.Предлагаемая ТПГ позволяет увеличить быстродействие по сравнению с известными термопечатающими головками, максимальная скорость печати1000761 Формула изобретения 10 ф фф Б б у ,Ф рГ уФ ВНП 1 ПИ Заказ 1355/39 Тираж 641 Подписное 4Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,которых не превышает 40 Гц, Это позволит заменить печатающие устройстваударного типа в координатографах исистемах малых вычислительных машин,где требуется скорость печати 50400 Гц, на термопечатающие устройства. 1, Термопечатающая головка, преимущественно тонкопленочная, содержащая теплоотводящее основание, закрепленную на нем изоляционную подложку, на которой расположены нагре вательные элементы, и защитный слой износостойкого материала, покрывающий рабочую поверхность головки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия безувеличения затрат электроэнергии,внее введен в месте расположения нагревательных элементов теплоотводящийслой, соединенный с основанием.2. Головка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что теплоотводящийслой расположен между нагревательнымэлементом и защитным слоем,3. Головка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что теплоотводящийслой расположен между нагревательнымэлементом и изоляционной подложкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент США Р 4038517,кл.346-76,опублик. 1980.2. Дэнси Цусин Гаккай Ромбунси, 1977, т. 160-Р, Р 2, с. 167,перевод Р А(прототип).