DE60302014T2

DE60302014T2 - Thermokopf, Wärmeaktivierungsgerät für ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt und Druckanordnung

Info

Publication number: DE60302014T2
Application number: DE60302014T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Chiba-shi Sato; Shinichi Chiba-shi Yoshida; Minoru Chiba-shi Hoshino; Norimitsu c/o SII P & S Inc. Chiba-shi Sanbongi
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: EP1384590B1; KR20040008078A; EP1384590A1; JP4137544B2; US6784910B2; DE60302014D1; JP2004050507A; KR100918739B1; US20040046857A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Thermokopf zum Anlegen einer Wärmeaktivierungsenergie an ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt mit einer thermoaktiven Komponente; ein Wärmeaktivierungsgerät, das den Thermokopf verwendet; und eine Druckeranordnung, die das Wärmeaktivierungsgerät verwendet. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zum Verhindern, dass die aktivierte thermoaktive Komponente an dem Thermokopf haftet.
In den letzten Jahren ist ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt (ein Druckmedium, das eine thermoaktive Komponente in einer oberen Überzugsfläche enthält und für die ein Beispiel eine wärmeempfindliche selbstklebende Etikette ist) als Art von Etiketten bekannt geworden, die an Produkte angeklebt werden. Die thermoaktiven Aufzeichnungsblätter haben einen großen Anwendungsbereich, wie als POS-Etiketten, die an Nahrungsprodukte angeklebt werden, Haftetiketten, die bei der physischen Verteilung/Lieferung verwendet werden, Etiketten, die an medizinischen Produkten befestigt werden, Gepäcksanhänger, Informationsetiketten, die an Flaschen oder Dosen befestigt werden, und dergleichen.
Die wärmeempfindliche selbstklebende Etikette enthält ein blattförmiges Etikettensubstrat (wie ein Rohpapier), eine wärmeempfindliche Haftschicht, die an einer Rückseite des Substrates gebildet ist und eine thermoaktive Komponente enthält, die für gewöhnlich nicht haftend ist, aber beim Erwärmen eine Klebrigkeit entwickelt; und eine bedruckbare Oberfläche, die an einer Vorderseite des Substrates gebildet ist.
Der wärmeempfindliche Klebstoff enthält ein thermoplastisches Harz, einen festen Weichmacher und dergleichen als Hauptkomponenten, und hat die Eigenschaft, dass der wärmeempfindliche Klebstoff bei normalen Temperaturen nicht haftend ist, aber aktiviert wird, um die Haftfähigkeit zu entwickeln, wenn er durch das Wärmeaktivierungsgerät erwärmt wird. Normalerweise liegen die Aktivierungstemperaturen im Bereich von 50 bis 150°C, wobei in diesem Bereich der feste Weichmacher in dem wärmeempfindlichen Klebstoff geschmolzen wird, um dem thermoplastischen Harz Haftfähigkeit zu verleihen. Der geschmolzene feste Weichmacher wird allmählich über eine supergekühlte Phase kristallisiert, so dass die Haftfähigkeit über eine bestimmte Zeitperiode beibehalten wird. Während der wärmeempfindliche Klebstoff die Haftfähigkeit besitzt, wird die Etikette an einem Objekt, wie einer Glasflasche oder dergleichen, befestigt.
Die bedruckbare Oberfläche der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette besteht zum Beispiel aus einer wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht, die eine Art von thermoaktiver Komponente enthält. Die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette wird einer Thermodruckeranordnung ausgesetzt, die mit einem gemeinsamen Thermokopf zum Drucken eines oder mehrerer gewünschter Zeichen oder eines Bildes auf ihrer bedruckbaren Oberfläche ausgestattet ist, und danach dem Wärmeaktivierungsgerät zur Aktivierung der wärmeempfindlichen Haftschicht ausgesetzt.
Andererseits ist nun eine Druckeranordnung in Entwicklung, die ein Wärmeaktivierungsgerät zum aufeinanderfolgenden Ausführen eines Thermodrucks auf der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette und einer Aktivierung deren wärmeempfindlicher Haftschicht enthält.
Eine solche Druckeranordnung hat einen Aufbau, wie zum Beispiel in 9 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 9 stellt ein Bezugszeichen P2 eine Thermodruckereinheit dar, ein Bezugszeichen C2 stellt eine Schneideeinheit dar, ein Bezugszeichen A2 stellt eine Wärmeaktivierungseinheit dar, und ein Bezugszeichen R stellt eine wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette dar, die zu einer Rolle gewickelt ist.
Die Thermodruckereinheit P2 enthält einen Thermodruckkopf 100, eine Schreibwalze 101, die gegen den Thermodruckkopf 100 gepresst wird, und ein nicht dargestelltes Antriebssystem (einschließlich zum Beispiel eines Elektromotors und einer Getriebeanordnung) zum Drehen der Schreibwalze 101.
Wie in 9 dargestellt ist, wird die Schreibwalze 101 in eine Richtung D1 (im Uhrzeigersinn) gedreht, wodurch die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R ausgegeben wird, die ihrerseits einem Thermodruck unterzogen und dann in eine Richtung D2 (nach rechts) ausgegeben wird.
Die Schreibwalze 101 enthält des Weiteren nicht dargestellte Druckmittel (wie eine Schraubenfeder oder Blattfeder), deren elastische Kraft zum Vorspannen der Oberfläche der Schreibwalze 101 gegen den Thermokopf 100 dient. Somit dient die Schreibwalze auch als Druckmittel, um die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R anzupressen.
Die Druckereinheit P2, die in 9 dargestellt ist, betreibt den Thermodruckkopf 100 und die Schreibwalze 101 auf der Basis eines Drucksignals von einer nicht dargestellten Drucksteuereinheit, wodurch ein erwünschter Druck auf einer Thermoüberzugsschicht 501 der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R ausgeführt wird.
Die Schneideeinheit C2 dient zum Schneiden der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R, die durch die Thermodruckereinheit P2 thermisch bedruckt wurde, in eine passende Länge. Die Schneideeinheit enthält eine bewegliche Klinge 200, die von einer Antriebsquelle (nicht dargestellt), wie einem Elektromotor, betrieben wird, und eine feststehende Klinge 201. Die bewegliche Klinge 200 wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt unter der Steuerung der darstellten Steuereinheit betätigt.
Die Wärmeaktivierungseinheit A2 enthält eine Aufgabewalze 300 und eine Abgabewalze 301, die zum Beispiel durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle zum Aufgeben und Abgeben der geschnittenen wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R gedreht werden; und einen thermoaktivierenden Thermokopf 400 und eine Schreibwalze 401, die gegen den thermoaktivierenden Thermokopf 400 gepresst wird, die zwischen der Aufgabewalze 300 und der Abgabewalze 301 eingesetzt sind. Die Schreibwalze 401 enthält ein nicht dargestelltes Antriebssystem (einen Elektromotor und eine Getriebeanordnung, zum Beispiel), das die Schreibwalze 401 in eine Richtung D4 dreht (eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, wie in 9 dargestellt ist), so dass die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R in eine Richtung D6 (eine Richtung nach rechts, wie in 9 dargestellt ist) durch die Aufgabewalze 300 und die Abgabewalze 301 befördert wird, die in die Richtung D3 beziehungsweise D5 gedreht werden. Andererseits enthält die Schreibwalze 401 ein nicht dargestelltes Druckmittel (wie eine Schraubenfeder oder Blattfeder), deren elastische Kraft zum Vorspannen der Oberfläche der Schreibwalze 401 gegen den thermoaktivierenden Thermokopf 400 dient.
Ein Bezugszeichen S stellt einen Abgabeerfassungssensor zum Erfassen der Abgabe einer wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R dar. Der Druck, die Beförderung und Wärmeaktivierung der folgenden wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R werden als Reaktion auf den Abgabeerfassungssensor S gemacht, der die abgegebene wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R erfasst.
Der thermoaktivierende Thermokopf 400 hat eine Anordnung, wie zum Beispiel in 11 dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 11 stellt ein Bezugszeichen 600 ein keramisches Substrat als Wärmefreisetzungselement dar. Eine Glasurschicht 601 als Wärmespeicherelement liegt auf der gesamten Oberfläche des keramischen Substrats 600 in einer Dicke in der Größenordnung von zum Beispiel 60 μm. Die Glasurschicht 601 wird zum Beispiel durch Drucken einer Glaspaste auf das Substrat und anschließendes Backen der Paste bei vorbestimmten Temperaturen (z.B. etwa 1300 bis 1500°C) gebildet.
Ein Wärmeerzeugungswiderstand 602, wie aus Ta-SiO₂, wird auf der Glasurschicht 601 durch Laminieren einer Ta-SiO₂-Schicht auf dieser durch Sputtern, und Bearbeiten der erhaltenen Schicht zu einem vorbestimmten Muster durch eine Photolithographietechnik gebildet.
Ebenso ist auf der Glasurschicht 601 ein IC-Abschnitt 605 zum Steuern der Energieversorgung zu dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 gebildet. Ein Dichtungsabschnitt 606, wie aus einem Harz, liegt zum Schutz über dem IC-Abschnitt.
Auf dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 wird eine Elektrode 603 durch Laminieren einer Schicht aus Al, Cu, Au oder dergleichen durch Sputtern in einer Dicke von etwa 2 μm und Bearbeiten der erhaltenen Schicht zu einem vorbestimmten Muster durch die Photolithographietechnik gebildet. Dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 wird über eine Elektrode 603 unter der Steuerung des IC-Abschnitts 605 Energie zugeführt.
Auf der Elektrode 603 und dem Wärmeerzeugungswiderstand 602, wird eine Schutzschicht 604 aus Hartkeramik, wie Si-O-N oder Si-Al-O-N durch Sputtern laminiert, um eine Oxidation und einen Verschleiß der Elektrode 603 und des Wärmeerzeugungswiderstands 602 zu vermeiden.
Der thermoaktivierende Thermokopf 400 mit dem obengenannten Aufbau und die Schreibwalze 401 werden zu einem vorbestimmten Zeitpunkt unter der Steuerung der nicht dargestellten Steuereinheit betrieben. Die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R mit der wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht 501, einer gefärbten Druckschicht 502 und einer thermoaktiven Haftschicht K, wie in 10 dargestellt ist, wird bei der thermoaktiven Haftschicht K durch Wärme aktiviert, die durch Erregen des thermoaktivierenden Thermokopfs 400 erzeugt wird, so dass eine Haftkraft entwickelt wird.
Sobald sich die Haftkraft der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R durch die derart angeordnete Thermodruckereinheit P2 entwickelt hat, kann eine Informationsetikette, eine Preisetikette oder eine Werbeetikette an Glasflaschen, die Getränke oder medizinische Mittel enthalten, oder an Kunststoffbehältern befestigt werden. Dadurch muss keine separate Schicht (Kaschierpapier) bei der Haftetikettenschicht bereitgestellt werden, die üblicherweise in der Technik verwendet wird, wodurch der Vorteil einer Kostensenkung erhalten wird. Zusätzlich liefert die Erfindung weitere Vorteile hinsichtlich Ressourceneinsparung und Umweltproblemen, da die Trennschichten, die nach ihrer Verwendung Abfall erzeugen, nicht notwendig sind.
Bei der herkömmlichen Wärmeaktivierungseinheit A2 für die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R tritt jedoch das Problem auf, dass der wärmeempfindliche Klebstoff und die Substanzen, die aus diesem transformiert werden (durch Wärme chemisch geänderte oder karbonisierte Substanzen) an der Oberfläche (Schutzschicht 604) des Thermokopfs 400 haften.
Insbesondere, wie in 12A dargestellt ist, wird die Schreibwalze 401 konstant gegen die Oberfläche der Schutzschicht 604 des Thermokopfs 400 gepresst. Wenn die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R, die von der Schneideeinheit C2 zu der vorbestimmten Länge geschnitten wird, zwischen der Schreibwalze 401 und der Schutzschicht 604 eingesetzt wird, wird die thermoaktive Haftschicht K durch den Wärmeerzeugungswiderstand 602 des thermoaktivierenden Thermokopfs 400 erwärmt, um eine verbleibende geschmolzene Masse K1 des thermoaktiven Klebstoffs zu bilden.
Der Großteil der geschmolzenen Masse K1 haftet an einzelnen Oberflächen der thermoaktiven Haftschichten K der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etiketten R, die der Reihe nach abgegeben werden, und wird entlang der Bewegung der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etiketten R abgegeben. Die abgegebene geschmolzene Masse K1 kühlt dann ab, um eine feste Masse auf der Schutzschicht 604 zu bilden. Die feste Masse sammelt sich allmählich zur Bildung einer fixierten Masse G1 an.
Die derart gebildete fixierte Masse G1 stört die Bewegung der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R, so dass die geschmolzene Masse K1 des thermoaktiven Klebstoffs nicht aus dem Raum zwischen der Schutzschicht 604 und der Schreibwalze 401 abgegeben werden kann.
Während die geschmolzene Masse K1 des thermoaktiven Klebstoffs an der Stelle zwischen der Schutzschicht 604 und der Schreibwalze 401 verbleibt, wird sie über eine relativ lange Zeitperiode einer Wärmeenergie ausgesetzt, wodurch der thermoaktivierte Klebstoff zu chemisch geänderten oder karbonisierten Substanzen transformiert wird, die fest an einem Oberflächenabschnitt der Schutzschicht 604 direkt über dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 (zum Beispiel in einem nadelartig fixierten Zustand) fixiert sind. In einem solchen nadelartig fixierten Zustand nimmt die Wärmeleitfähigkeit von dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 zu der thermoaktiven Haftschicht K der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R ab, woraus sich der Nachteil einer verminderten Kohäsionskraft der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R ergibt.
Zur Sicherstellung dass die Wärmeaktivierungseinheit A2 definitiv einen vorderen und hinteren Abschnitt der thermoaktiven Haftschicht K der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R erwärmt, wird eine derartige Steuerung bereitgestellt, dass die Energieversorgung zu dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 einige Augenblicke vor dem Eintreffen des vorderen Abschnitts gestartet wird, und für einige Augenblicke nach dem Durchlaufen des hinteren Abschnitts fortgesetzt wird. Dies ergibt eine gewisse Zeitperiode, in der die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R an der Stelle zwischen der Schutzschicht 604 und der Schreibwalze 401 fehlt. In diesem Zustand läuft daher die Schreibwalze 401 im Leerlauf, während sie mit der Schutzschicht 604 in Kontakt steht. Dies führt zu dem Problem, dass die geschmolzenen Masse K1 des thermoaktiven Klebstoffs auf der Schutzschicht 604 an einem Umfang der sich im Leerlauf drehenden Schreibwalze 901 haftet (siehe das Bezugszeichen G2 in 12B).
Ferner kann ein Fall eintreten, in dem die thermoaktiven Klebstoffmassen G2 an dem Umfang der Schreibwalze 401 wiederholt durch den Wärmeerzeugungswiderstand 602 erwärmt werden, so dass sie zu chemisch geänderten oder karbonisierten Substanzen transformiert werden, die fest an dem Umfang der Schreibwalze 401 fixiert sind.
In einem anderen Fall werden die thermoaktiven Klebstoffmassen G2 am Umfang der Schreibwalze 401 durch wiederholtes Erwärmen durch den Wärmeerzeugungswiderstand 602 geschmolzen, wodurch sie eine starke Haftkraft erhalten.
Daher haftet ein Teil der Klebstoffmassen G2 an einer vorderen Fläche der folgenden wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R, wodurch deren bedruckbare Oberfläche verunreinigt wird.
Ferner besteht das Problem, dass die Umfangsfläche der Schreibwalze 401 aufgrund des Anhaftens mehrerer thermoaktiver Klebstoffmassen G2 an Glätte verliert und somit die folgende wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R nicht gleichförmig erwärmt werden kann, wodurch sie keine ausreichende Haftkraft aufweist.
Als weiteres Problem haftet ein Teil der thermoaktiven Klebstoffmassen G2 an dem Umfang der Schreibwalze 401 wieder an der Schutzschicht 604 an einer Seite, wo die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R eingeführt wird, so dass dort eine Ablagerung G3 gebildet wird. Die Ablagerung G3 sammelt sich allmählich in einem solchen Ausmaß an, dass das Einführen der folgenden wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R blockiert ist.
Das Versagen beim Einsetzen der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R in Verbindung mit der Ablagerung G3 führt zu einem langen Leerlauf der Schreibwalze 401. Dies erhöht die Last am Antriebsmotor für die Schreibwalze 401, wodurch ein Schaden am Motor beschleunigt wird. Da die Wärme von dem Wärmeerzeugungswiderstand 602 nicht von der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R absorbiert wird, erhöht sich ferner die thermische Last und verkürzt die Lebensdauer des Wärmeerzeugungswiderstands 602.
Beispiele für herkömmliche Thermoköpfe finden sich zum Beispiel in US-A-2002/036686, EP-A-1176022, EP-A-1075975, JP-A-62048569, EP-A-0763631 und JP-A-03222760.
Die obengenannten Probleme treten nicht nur beim Thermokopf der Wärmeaktivierungseinheit, sondern auch beim Thermodruckkopf 100 auf.
Die Erfindung wurde zur Lösung der obengenannten Probleme entwickelt, und hat zur Aufgabe, einen Thermokopf bereitzustellen, der imstande ist, ein Anhaften einer thermoaktiven Komponente zu verhindern, sowie ein Wärmeaktivierungsgerät für ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt, das den Thermokopf verwendet, und eine Druckeranordnung, die das Wärmeaktivierungsgerät verwendet.
Zur Lösung der obengenannten Aufgaben umfasst ein Thermokopf (H) gemäß der Erfindung eine Wärmespeicherschicht (Glasurschicht 2), die auf einem Wärmefreisetzungssubstrat (keramischen Substrat 1) gebildet ist, eine Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen (3) und Elektroden (4a, 4b), die den einzelnen Wärmeerzeugungswiderständen Energie zuführen, die auf der Wärmespeicherschicht gebildet sind, wodurch eine Anordnung von Wärmeerzeugungselementen gebildet wird, und eine Schutzschicht (7), die die oberen Oberflächen dieser Teile bedeckt, und eine Wärmeaktivierungsenergie auf ein Druckmedium (eine wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R) ausübt, die eine thermoaktive Komponenten enthält, indem sie der Anordnung von Wärmeerzeugungselementen Energie zuführt, wobei der Thermokopf dadurch gekennzeichnet ist, dass zwei im Wesentlichen parallele Linien der von Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente (8a, 8b) auf der Schutzschicht an jeder Seite eines direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung positionierten Schutzschichtabschnitts gebildet sind.
Somit wird die thermoaktive Komponenten, die durch Aufnahme der Wärmeenergie von der Wärmeerzeugungselementanordnung aktiviert wird, von dem Abschnitt direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung auf die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponenten abgegeben, so dass die Bildung einer Ablagerung verhindert wird. Daher kann das Problem, das mit der Verbleiben der thermoaktiven Komponente auf dem Abschnitt direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung in Zusammenhang steht, vermieden werden. Dies verhindert somit die nadelartige Fixierung der thermoaktiven Komponente auf der Schutzschicht, die nach dem Stand der Technik auftritt. Somit kann der Nachteil einer verminderten Wärmeleitfähigkeit zu dem Druckmedium, das die thermoaktive Komponente enthält, vermieden werden.
Ferner kann die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente eine Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie umfassen. Somit wird das Anhaften der thermoaktiven Komponente effektiv durch die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie verhindert, die zum Beispiel wasser- oder ölabweisende Eigenschaften aufweist. Ferner kann die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie eine Bleistiftritzhärte im Bereich von 2B bis 5B aufweisen. Dies sorgt für ein effektiveres Verhindern des Anhaftens der thermoaktiven Komponente, da, sobald das Druckmedium, das die thermoaktive Komponente enthält, zwischen dem Thermokopf und der Schreibwalze eingesetzt wird, das Druckmedium mit der Harzschicht in Kontakt gelangt, um die Oberfläche der Harzschicht zu polieren, wodurch ständig eine neue Oberfläche der Harzschicht freigelegt wird.
Ferner kann die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie ein Silikonharz oder ein Fluorharz umfassen. Dies führt zu einer leichten Bildung der Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie.
Ferner kann die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie eine Fluorharzschicht umfassen, die eine geringe Menge an Pulver aus einem Oxid- oder Nitridfilm auf Si-Basis, Ti-Basis oder Ta-Basis oder einem komplexen Film aus diesen Verbindungen enthält. Dies führt zu einer Harzschicht, die bessere wasser- oder ölabweisende Eigenschaften aufweist und eine erhöhte Filmfestigkeit hat.
Ferner kann die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie ein Fluorharz umfassen, das eine geringfügige Menge von einem Metallelement oder Kohlenstoff enthält. Dies führt zu einer Harzschicht, die bessere wasser- oder ölabweisende Eigenschaften aufweist und eine höhere Leitfähigkeit und Beständigkeit gegenüber einer elektrostatischen Zerstörung hat.
Ferner kann die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente so zusammengesetzt sein, dass sie ein Verhältnis T ≤ W/100 erfüllt, wobei T eine Dicke der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente bezeichnet, und W einen Spalt zwischen zwei Linien der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente bezeichnet. Dies sorgt für einen angemessenen Oberflächenkontakt zwischen der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente und dem Druckmedium, so dass die Oberfläche der Harzschicht wirksam poliert wird, um ein Anhaften der thermoaktiven Komponente effektiver zu verhindern.
Ferner können die zwei Linien der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente an einander gegenüberliegenden Flächen abgeschrägt sein. Dies sorgt für eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente und dem Druckmedium, so dass die Oberfläche der Harzschicht wirksam poliert wird, um ein Anhaften der thermoaktiven Komponente effektiver zu verhindern.
Wenn die Wärmeerzeugungselementanordnung einen konvexen oder tafelförmigen Abschnitt hat, kann ferner die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente in einer Weise gebildet sein, dass eine obere Oberfläche der Antihaft schicht tiefer liegt als eine Oberfläche direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung. Dies ermöglicht die Anwendung eines einfachen Verfahrens zur Bildung der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente, wodurch keine Filmdickensteuerung notwendig ist, wenn die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente durch Auftragen eines flüssigen Materials gebildet wird.
Ferner kann die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente durch Auftragen eines flüssigen Harzmaterials auf die Schutzschicht gebildet werden. Somit kann die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente leicht aus dem flüssigen Harzmaterial zum Beispiel durch Siebdruck, Tauchüberzug, Sprühbeschichten, ein Bürstenstreichverfahren oder dergleichen gebildet werden.
Ferner kann die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente durch eine Haftschicht an der Schutzschicht befestigt werden. Dies stellt einen Modus bereit, in dem ein blattförmiger Körper, der zuvor mit der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente gebildet wurde, an seiner Rückseite mit der Haftschicht versehen wird, so dass die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente leicht an ihrer Position durch Befestigen des blattförmigen Körpers montiert werden kann. Dies erleichtert auch den Austausch der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente, wenn die Antihaftschicht abgerieben oder beschädigt ist.
Ein Wärmeaktivierungsgerät für das thermoaktive Aufzeichnungsblatt gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst zumindest ein aktivierendes Heizmittel zum Aktivieren einer thermoaktiven Schicht eines thermoaktiven Aufzeichnungsblattes durch Erwärmen, das mit der thermoaktiven Schicht zumindest an einer Seite eines blattförmigen Substrates gebildet ist, ein Fördermittel zum Befördern des thermoaktiven Aufzeichnungsblattes in eine vorbestimmte Richtung, und ein Druckmittel zum Pressen des thermoaktiven Aufzeichnungsblattes gegen das aktivierende Heizmittel, wobei das Wärmeaktivierungsgerät dadurch gekennzeichnet ist, dass der obengenannte Thermokopf als aktivierendes Heizmittel verwendet wird.
Dies sorgt dafür, dass das Anhaften der thermoaktiven Komponente an dem Thermokopf effektiv verhindert wird, und somit das Wärmeaktivierungsgerät für das thermoaktive Aufzeichnungsblatt mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu dem Druckmedium bereitgestellt wird.
Eine Druckeranordnung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst das obengenannte Wärmeaktivierungsgerät für ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt. Somit wird die Druckeranordnung bereitgestellt, die immer imstande ist, das Druckmedium mit guter Wärmeleitfähigkeit thermisch zu aktivieren.
Ferner ist die Druckeranordnung dadurch gekennzeichnet, dass das thermoaktive Aufzeichnungsblatt mit einer wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht gebildet werden kann, und dass der obengenannte Thermokopf als Wärmeaktivierungsmittel für die wärmeempfindliche Farbentwicklungsschicht verwendet werden kann. Dies garantiert, dass das Druckmedium immer mit guter Wärmeleitfähigkeit thermisch aktiviert ist, während eine Komponente der wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht daran gehindert wird, an der Oberfläche des Thermokopfs zu haften. Somit können günstige Druckergebnisse erhalten werden.
Es werden nun Ausführungsformen der Erfindung nur anhand eines weiteren Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine Draufsicht ist, die eine Anordnung eines Thermokopfs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A ist, die die Anordnung des Thermokopfs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein schematisches Diagramm ist, das eine Anordnung eines Wärmeaktivierungsgeräts zeigt, das den Thermokopf gemäß der ersten Ausführungsform verwendet;
4 eine Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines Thermokopfs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 eine Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines Thermokopfs gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6 eine Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines Thermokopfs gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 ein schematisches Diagramm ist, das einen Aufbau einer Druckeranordnung zeigt, die den Thermokopf gemäß der Erfindung verwendet;
8 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung einer Steuereinheit der Druckeranordnung zeigt;
9 ein schematisches Diagramm ist, das einen Aufbau einer herkömmlichen Thermodruckeranordnung zeigt;
10 eine Schnittansicht ist, die eine beispielhafte Konfiguration eines thermoaktiven Aufzeichnungsblattes zeigt;
11 eine Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines herkömmlichen Thermokopfs zeigt, und
12 eine Gruppe von Diagrammen ist, die Zustände eines wärmeempfindlichen Klebstoffs und dergleichen zeigt, der an dem herkömmlichen Thermokopf haftet.
1 ist eine Draufsicht, die einen Thermokopf gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine Schnittansicht des Thermokopfs entlang der Linie A-A. 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Anordnung eines Wärmeaktivierungsgeräts zeigt, das den Thermokopf verwendet.
Unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Bezugszeichen H den gesamten Körper des Thermokopfs dar, während ein Bezugszeichen 1 ein keramisches Substrat als Wärmefreisetzungssubstrat darstellt.
Eine Glasurschicht 2 als Wärmespeicherschicht ist in einer Dicke von zum Beispiel 60 μm auf der gesamten Oberfläche des keramischen Substrates 1 gebildet. Die Glasurschicht 2 kann zum Beispiel durch Drucken einer Glaspaste und Backen der Glaspaste bei vorbestimmten Temperaturen (z.B. etwa 1300 bis 1500°C) gebildet werden.
Ein Wärmeerzeugungswiderstand 3, wie aus Ta-SiO₂, wird auf der Glasurschicht 2 durch Laminieren eines Ta-SiO₂-Films auf dieser durch Sputtern oder dergleichen, und Bearbeiten des erhaltenen Films zu einem vorbestimmten Muster durch eine Photolithographietechnik gebildet. Ebenso wird auf der Glasurschicht 2 ein IC-Abschnitt 5 zum Steuern der Energieversorgung zu dem Wärmeerzeugungswiderstand 3 gebildet. Ein Dichtungsabschnitt 6, wie aus einem Harz, liegt zum Schutz über dem IC-Abschnitt.
Auf dem Wärmeerzeugungswiderstand 3 werden Elektroden 4a, 4b zum Beispiel durch Laminieren einer Schicht aus Al, Cu, Au oder dergleichen durch Sputtern in einer Dicke von etwa 2 μm, und Bearbeiten der erhaltenen Schicht zu entsprechenden vorbestimmten Mustern durch die Photolithographietechnik gebildet. Dem Wärmeerzeugungswiderstand 3 wird über die Elektroden 4a, 4b unter der Steuerung des IC-Abschnitts 5 Energie zugeführt.
Auf den Elektroden 4a, 4b und dem Wärmeerzeugungswiderstand 3, wird eine Schutzschicht 7 aus Hartkeramik, wie Si-O-N oder Si-Al-O-N durch Sputtern oder dergleichen aufgebracht, um eine Oxidation und einen Verschleiß der Elektroden 4a, 4b und des Wärmeerzeugungswiderstands 3 zu vermeiden.
Auf der Schutzschicht 7 sind zwei im Wesentlichen parallele Linien der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b an jeder Seite eines Schutzschichtabschnitts gebildet, der direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung 3 positioniert ist. Die Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b umfassen eine Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie, die wasser- oder ölabweisende Eigenschaften aufweisen kann. Insbesondere kann die Antihaftschicht ein Silikonharz, ein Fluorharz, eine Fluorharzschicht, die eine geringe Menge an Pulver aus einem Oxid- oder Nitridfilm auf Si-Basis, Ti-Basis oder Ta-Basis oder einem komplexen Film aus diesen Verbindungen enthält, oder ein Fluorharz, das eine geringe Menge an Metallelement oder Kohlenstoff enthält, umfassen.
Ein Verfahren zur Bildung der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b, die auf einem der obengenannten Harze basieren, ist nicht besonders eingeschränkt. Die Antihaftschicht kann aus einem flüssigen Material unter Verwendung eines der Verfahren, wie Siebdruck, Tauchüberzug, Sprühbeschichten und ein Bürstenstreichverfahren, gebildet werden. In diesem Verfahren ist es wünschenswert, ein maskierendes Band oder eine maskierende Platte auf einem Schutzschichtabschnitt 7a anzubringen, der den Abschnitt direkt über dem Wärmeerzeugungswiderstand 3 darstellt, um ein Anhaften des Harzes an dem Schutzschichtabschnitt zu verhindern.
Als Alternative kann die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b stufenweise gebildet werden, wobei das Harz auf die gesamte Oberfläche der Schutzschicht 7 aufgebracht und ein unnötiger Teil durch mechanisches Ätzen oder eine chemische Ätztechnik entfernt wird, während notwendige Teile durch ein maskierendes Band, eine maskierende Platte oder einen Photoresist bedeckt sind. In diesem Fall kann die Harzschicht durch Trocknen oder dergleichen vor dem Ätzverfahren oder dergleichen angeheftet werden.
Es kann jedes Trocknungsverfahren, einschließlich der Wärmehärtung, UV-Härtung, chemischen Reaktion mit einem Mittel, Wasser, Sauerstoff oder dergleichen, und Trocknen durch Verdampfen eines enthaltenen Mittels abhängig von den Eigenschaften des verwendeten Harzes angewendet werden.
Im Falle einer schlechten Haftfähigkeit zwischen der Oberfläche der Schutzschicht 7 und dem Harzmaterial kann eine Zwischenschicht (eine Grundierung) mit ausgezeichneter Haftfähigkeit eingefügt werden, oder aber der Oberfläche der Schutzschicht 7 kann durch mechanisches oder chemisches Polieren eine höhere Oberflächenrauheit verliehen werden, wodurch eine verbesserte Haftfähigkeit bei dem Harzmaterial erreicht wird.
Es ist bevorzugt, dass die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b eine Bleistiftritzhärte im Bereich von 2B bis 5B hat, obwohl eine solche Härte abhängig von der Art der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R als Druckmedium, einschließlich der thermo aktiven Komponente, unterschiedlich sein kann. Die Härte kann zum Beispiel mit Hilfe der Art und Menge an Zusatzstoff gesteuert werden, der in dem Harz verwendet wird.
In einem Wärmeaktivierungsgerät A10, das den Thermokopf H enthält, der in 3 dargestellt ist, kann ein Anhaften der thermoaktiven Komponente an dem Thermokopf H effektiver verhindert werden, indem die Härte der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b in diesem Bereich begrenzt wird, da, sobald die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R zwischen dem Thermokopf H und einer Schreibwalze 41 eingesetzt wird, die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R mit den Oberflächen der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b in Kontakt gelangt, um deren Oberflächen zu polieren, wodurch ständig neue Oberflächen der Antihaftschichten 8a, 8b freigelegt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b eine Dicke haben, die ein Verhältnis T ≤ W/100 erfüllt, wobei 'Tö' eine Dicke der Antihaftschichten 8a, 8b bezeichnet, und 'W' einen Spalt zwischen zwei Linien der Antihaftschichten 8a, 8b bezeichnet. Dieses Verhältnis sorgt für einen angemessenen Kontakt zwischen den Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a, 8b und der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R, wodurch die Oberflächen der Antihaftschichten 8a, 8b wirksam poliert werden, um ein Anhaften der thermoaktiven Komponente effektiver zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf 3 haftet die geschmolzene Masse der thermoaktiven Komponente K1, die an der Stelle verbleibt, die zwischen dem Thermokopf H und der Schreibwalze 41 liegt, an einer Rückseite der einzelnen wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etiketten R, die der Reihe nach abgegeben werden, so dass sie auf die Antihaftschicht 8b gelangt. Die abgegebene geschmolzene Masse wird abgekühlt und verfestigt sich, wodurch körnige Rückstände gebildet werden, wie durch ein Bezugszeichen G dargestellt, die, im Gegensatz zu dem Stand der Technik, durch die wasser- oder ölabweisende Eigenschaft der Antihaftschicht 8b nicht and dieser fest fixiert werden. Wenn das Wärmeaktivierungsgerät A10 im Ruhezustand ist, können daher die körnigen Rückstände G leicht durch Abwischen der Oberfläche der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b mit Hilfe eines Tuchs oder dergleichen entfernt werden.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich die verfestigte thermoaktive Komponente an der Oberfläche der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b ansammelt, so dass die geschmolzene Masse der thermoaktiven Komponente K1, die an der Stelle verbleibt, die zwischen dem Thermokopf H und der Schreibwalze 41 liegt, vollständig an die Antihaftschicht 8b abgegeben wird. Im Gegensatz zu dem Stand der Technik kann daher das Eintreten des folgenden Zustandes (des nadelförmig fixierten Zustandes der Komponente zum Beispiel) verhindert werden. Das heißt, die geschmolzene Masse der thermoaktiven Komponente K1 zwischen dem Thermokopf H und der Schreibwalze 41 wird stundenlang der Wärmeenergie ausgesetzt, so dass sie in chemisch geänderte oder karbonisierte Substanzen transformiert wird, die fest an dem Oberflächenabschnitt der Schutzschicht 7 fixiert sind, der direkt über dem Wärmeerzeugungswiderstand 3 liegt.
Die Anordnung des Thermokopfs H ist nicht auf die in 1 und 2 dargestellte Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel zeigt ein Thermokopf H100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wie in 4 dargestellt ist, eine Anordnung, in der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 704b an gegenüberliegenden Flächen 704a1, 704b1 abgeschrägt sind.
Unter Bezugnahme auf die Schnittansicht von 4 wird eine konvexe Glasurschicht 700 als Wärmespeicherschicht in einer vorbestimmten Dicke auf das Keramiksubstrat 1 laminiert. Über der Glasurschicht 700 wird eine Schicht, wie aus Ta-SiO₂, durch Sputtern aufgebracht und unter Verwendung der Photolithographietechnik bearbeitet, wodurch ein Wärmeerzeugungswiderstand 702 in einem vorbestimmten Muster gebildet wird.
Über dem Keramiksubstrat 1, der Glasurschicht 700 und dem Wärmeerzeugungswiderstand 702 wird eine Elektrode 701 in einem vorbestimmten Muster durch Laminieren einer Schicht aus Al, Cu, Au oder dergleichen in einer Dicke von etwa 2 μm durch Sputtern und Bearbeiten der erhaltenen Schicht unter Verwendung der Photolithographietechnik gebildet.
Eine Schutzschicht 703 aus Hartkeramik, wie Si-O-N oder Si-Al-O-N, wird auf die Elektrode 701 und den Wärmeerzeugungswiderstand 702 durch Sputtern oder dergleichen laminiert, mit dem Zweck, die Oxidation oder den Verschleiß der Elektrode 701 und des Wärmeerzeugungswiderstands 702 zu verhindern.
Auf der Schutzschicht 703 sind die zwei Linien der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 70b in einem im Wesentlichen parallelen Verhältnis gebildet, die an beiden Seiten eines Schutzschichtabschnitts direkt über dem Wärmeerzeugungswiderstand 702 und der Glasurschicht 700 liegen. Zusätzlich sind die gegenüberliegenden Flächen 704a1, 704b1 der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 704b in einem Neigungswinkel (θ) von zum Beispiel 45 Grad abgeschrägt.
Solche Abschrägungen können durch jede bekannte Technik gebildet werden. Wenn die Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 704b zum Beispiel durch einen Siebdruck unter Verwendung eines flüssigen Harze gebildet werden, können sich die gegenüberliegenden Flächen natürlich zu der abgeschrägten Struktur neigen, indem die Viskosität des flüssigen Harzes herabgesetzt wird oder langsamere Härtungsbedingungen verwendet werden.
Als Alternative kann die Bildung der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 704b in zwei Stufen ausgeführt werden, die die Bildung einer unteren Schicht unter Verwendung eines Harzes höherer Viskosität und die Bildung einer oberen Schicht unter Verwendung eines Harzes geringerer Viskosität enthalten, wodurch sich die gegenüberliegenden Flächen natürlich in die abgeschrägte Struktur neigen können. In einer anderen Methode kann die abgeschrägte Struktur durch Auftragen des Harzes durch Siebdruck oder ein Bürstenstreichverfahren, gefolgt von einem Ätzen der gegenüberliegenden Flächen durch mechanisches Ätzen oder chemisches Ätzen gebildet werden.
Eine größere Kontaktfläche zwischen den Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 704b und der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R kann durch Abschrägen der gegenüberliegenden Flächen 704a1, 704b1 der Antihaftschichten 704a, 704b erreicht werden. Dies sorgt für ein effizientes Polieren der Oberflächen der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 704a, 704b, so dass ein Anhaften der thermoaktiven Komponente effektiver verhindert wird.
5 zeigt einen Thermokopf H200 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Thermokopf H200 gemäß der dritten Ausführungsform hat eine Anordnung, in der Oberflächen der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 804a, 804b tiefer liegen als ein Oberflächenabschnitt 803a direkt über einem Wärmeerzeugungswiderstand 802.
Unter Bezugnahme auf die Schnittansicht von 5 wird eine konvexe oder tafelförmige Glasurschicht 800 als Wärmespeicherschicht in vorbestimmter Dicke auf dem Keramiksubstrat 1 laminiert. Über der Glasurschicht 800 wird der Wärmeerzeugungswiderstand 802, wie zum Beispiel aus Ta-SiO₂, durch Laminieren der Ta-SiO₂-Schicht durch Sputtern oder dergleichen gebildet, wonach die Bearbeitung der Schicht zu einem vorbestimmten Muster unter Verwendung der Photolithographietechnik folgt.
Über dem Keramiksubstrat 1, der Glasurschicht 800 und dem Wärmeerzeugungswiderstand 802 wird eine Elektrode 801 in einem vorbestimmten Muster durch Laminieren einer Schicht aus Al, Cu, Au oder dergleichen in einer Dicke von etwa 2 μm durch Sputtern oder dergleichen gebildet, gefolgt von einer Bearbeitung der erhaltenen Schicht unter Verwendung der Photolithographietechnik.
Die Schutzschicht 803 aus Hartkeramik, wie Si-O-N oder Si-Al-O-N, wird auf die Elektrode 801 und den Wärmeerzeugungswiderstand 802 durch Sputtern oder dergleichen laminiert, damit eine Oxidation oder Verschleiß der Elektrode 801 und des Wärmeerzeugungswiderstands 802 verhindert wird.
Auf der Schutzschicht 803 werden zwei im Wesentliche parallele Linien der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 804a, 804b so gebildet, dass sie tiefer als der Oberflächenabschnitt 803a über dem Wärmeerzeugungswiderstand 802 liegen. Die Bildung der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 804a, 804b ist nicht besonders eingeschränkt, und kann aus einem flüssigen Harz unter Verwendung eines der Verfahren, wie Siebdruck, Tauchüberzug, Sprühbeschichten oder ein Bürstenstreichverfahren gebildet werden. Ein solches Verfahren stellt die Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 804a, 804b mit einer Dicke von zum Beispiel 10 μm oder weniger bereit.
Dadurch wird eine Filmdickensteuerung unnötig, die vorgenommen wird, wenn die Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 804a, 804b durch Auftrag eines flüssigen Materials gebildet werden. Somit kann ein einfaches Verfahren zur Bildung der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 804a, 804b ausgeführt werden.
Obwohl die obengenannte erste bis dritte Ausführungsform den Fall zeigen, dass die Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente direkt auf der Schutzschicht durch Auftragen oder Drucken des flüssigen Harzes gebildet werden, ist das Verfahren zur Bildung der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel ist ein Thermokopf H300 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung, wie in 6 dargestellt ist, dazu ausgebildet, das Anhaften der thermoaktiven Komponente mit Hilfe eines dichtungsartigen Antihaftelements gegen die thermoaktive Komponente N zu verhindern, das an der Oberfläche der Schutzschicht 7 befestigt ist, wobei das Antihaftelement N eine Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 900 enthält, die auf einem selbsthaftenden Aufzeichnungsblatt 901 gebildet ist.
In diesem Falle kann eine abgeriebene oder beschädigte Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 900 einfach durch Abziehen des alten Antihaftelements gegen die thermoaktive Komponente N und Befestigen eines neuen gewartet werden. Somit hat der Thermokopf verbesserte Komforteigenschaften.
Die obengenannte 3 zeigt das Beispiel, wo der Thermokopf H gemäß der Ausführungsform bei dem Wärmeaktivierungsgerät A10 angewendet wird. Die Anwendung des Thermokopfs H ist jedoch nicht darauf beschränkt und der Thermokopf H ist auch bei einer Wärmedruckeranordnung anwendbar. In der Folge wird eine Druckeranordnung beschrieben.
7 zeigt schematisch einen Aufbau einer Druckeranordnung M, die den Thermokopf H bei einer Thermodruckereinheit und einer Wärmeaktivierungseinheit verwendet.
Unter Bezugnahme auf 7 stellt ein Bezugszeichen P1 eine Thermodruckereinheit dar, ein Bezugszeichen C1 stellt eine Schneideeinheit dar, ein Bezugszeichen A1 stellt eine Wärmeaktivierungseinheit als Wärmeaktivierungsgerät dar, das Bezugszeichen R stellt eine wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette als thermoaktives Aufzeichnungsblatt (Druckmedium) dar, die zu einer Rolle gewickelt ist. Die Thermodruckereinheit P1 enthält einen Thermodruckkopf H1 für den Druckvorgang mit im Wesentlichen demselben Aufbau wie der obengenannte Thermokopf H, eine Schreibwalze 11, die gegen den Thermodruckkopf H1 gepresst wird, und ein nicht dargestelltes Antriebssystem (einschließlich zum Beispiel eines ersten Schrittmotors und einer Getriebeanordnung) zum Drehen der Schreibwalze 101.
Wie in 7 dargestellt ist, wird die Schreibwalze 11 in die Richtung D1 (im Uhrzeigersinn) gedreht, wodurch die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R ausgegeben wird, die einem Thermodruck unterzogen und dann in eine Richtung D2 (nach rechts) ausgegeben wird. Die Schreibwalze 11 enthält nicht dargestellte Druckmittel (wie eine Schraubenfeder oder Mattfeder), deren elastische Kraft zum Vorspannen der Oberfläche der Schreibwalze 11 gegen den Thermodruckkopf H1 dient.
Ein Wärmeerzeugungswiderstand, der von dem Thermodruckkopf H1 der Ausführungsform verwendet wird, enthält eine Vielzahl von relativ kleinen Widerstandselementen, die entlang einer Breite des Kopfs angeordnet sind, so dass ein Punktdruck möglich ist. Andererseits hat die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R die Anordnung, die zum Beispiel in 10 dargestellt ist. Nach Bedarf kann eine Wärmeisolierschicht auf einem Rohpapier 500 gebildet werden.
Die Druckeranordnung der Ausführungsform betätigt den Thermodruckkopf H1 und die Druckschreibwalze 11 in Übereinstimmung mit einem Drucksignal von einer Steuereinheit 1500, die später hierin beschrieben wird, wodurch ein erwünschter Druck auf der Thermoüberzugschicht 501 der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R ausgeführt wird.
Die Schneideeinheit C1 dient zum Schneiden der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R, in eine passende Länge, der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette, die durch die Thermodruckereinheit P1 bedruckt wurde. Die Schneideeinheit C1 enthält eine bewegliche Klinge 20, die von einer Antriebsquelle (nicht dargestellt), wie einem Elektromotor, betrieben wird, und eine feststehende Klinge 21 und dergleichen. Ein nicht dargestellter Schneidevorrichtungsantriebsabschnitt 20A für die bewegliche Klinge 20 wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt unter der Steuerung der Steuereinheit 1500 betrieben, die später beschrieben wird.
Die Wärmeaktivierungseinheit A1 wird zum Beispiel von einer nicht dargestellten Antriebsquelle angetrieben, und enthält eine Aufgabewalze 30 und eine Abgabewalze 31, die zum Aufgeben und Abgeben der geschnittenen wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R gedreht werden; und einen thermoaktivierenden Thermokopf H2, der zwischen der Aufgabewalze 30 und Abgabewalze 31 eingesetzt ist und dieselbe Anordnung wie der obengenannte Thermokopf H hat; und die thermoaktivierende Schreibwalze 401, die gegen den thermoaktivierenden Thermokopf H2 gepresst wird. Die thermoaktivierende Schreibwalze 41 enthält ein Antriebssystem (mit einem Schrittmotor und einer Getriebeanordnung, zum Beispiel), das die Schreibwalze 41 in die Richtung D4 dreht (die Richtung gegen den Uhrzeigersinn, wie in 7 dargestellt ist), so dass die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R in die Richtung D6 (die Richtung nach rechts, wie in 7 dargestellt ist) durch die Aufgabewalze 300 und die Abgabewalze 301 befördert wird, die in die Richtung D3 beziehungsweise D5 gedreht werden. Die thermoaktivierende Schreibwalze 41 ist zum Beispiel aus einem Hartgummi oder dergleichen gebildet.
Unter Bezugnahme auf 7 stellt das Bezugszeichen S einen Erfassungssensor für die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette dar, als Erfassungsmittel für das thermoaktive Aufzeichnungsblatt zum Erfassen einer Position der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R. Der Sensor enthält einen Photosensor, Mikroschalter oder dergleichen.
Es wird festgehalten, dass einer der Thermoköpfe mit den Anordnungen, die in 4 bis 6 dargestellt sind, anstelle des Thermokopfs H als Thermodruckkopf H1 und thermoaktivierender Thermokopf H2 verwendet werden kann.
Wie in 8 dargestellt, enthält die Steuereinheit 1500 der Thermodruckeranordnung einen Ein-Chip-Mikrocomputer 1000 zum Regeln der Steuereinheit; einen ROM 1010 zum Speichern eines Steuerprogramms, das von dem Mikrocomputer 1000 ausgeführt wird; einen RAM 1020 zum Speichern einer Reihe von Druckformaten und dergleichen; einen Betriebsabschnitt 1030 zum Eingeben, Definieren oder Auslesen von Druckdaten, Druckformatdaten und dergleichen; einen Anzeigeabschnitt 1040 mit einem Flüssigkristallanzeigefeld zum Anzeigen der Druckdaten und dergleichen; und eine Schnittstelle 1050, die für die Dateneingabe oder -ausgabe zwischen der Steuereinheit und der Treibereinheit zuständig ist.
Die Schnittstelle 1050 ist mit dem Thermodruckkopf H1 der Druckereinheit P1, dem thermoaktivierenden Thermokopf H2 der Wärmeaktivierungseinheit A1, dem Schneidevorrichtungsantriebsabschnitt 20A der Schneideeinheit C1, dem ersten bis dritten Schrittmotor M1 bis M3 und dem Erfassungssensor S für die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette verbunden.
Wenn die Thermodruckeranordnung unter der Steuerung der Steuereinheit 1500 in Betrieb genommen wird, druckt die Thermodruckereinheit P1 zunächst thermisch auf der bedruckbaren Oberfläche (Thermoüberzugsschicht 501) der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R.
Zu diesem Zeitpunkt ist durch die Anordnung des Thermodruckkopfs H1, wie in 1 und 2 dargestellt, und die Eigenschaften der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente 8a und 8b der Thermokopf H1 immer imstande, die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R mit guter Wärmeleitfähigkeit thermisch zu aktivieren, ohne dass die Komponente der wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht (der gefärbten Druckschicht 502) an der Oberfläche der Schutzschicht 7 des Thermokopfs H1 haftet. Somit können günstige Druckergebnisse erzielt werden.
Anschließend wird die wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R durch die drehende Druckschreibwalze 11 zu der Schneideeinheit C1 ausgegeben, wo die selbsthaftende Etikette R durch die bewegliche Klinge 20, die durch den Schneidevorrichtungsantriebsabschnitt 20A zu einem vorbestimmten Zeitpunkt betätigt wird, zu einer vorbestimmten Länge geschnitten wird.
Anschließend wird die derart geschnittene wärmeempfindliche selbsthaftende Etikette R durch die Aufgabewalze 30 des Wärmeaktivierungsgeräts A1 in die Wärmeaktivierungseinheit A1 geleitet, und dann der Wärmeenergie durch den thermoaktivierenden Thermokopf H2 und die thermoaktivierende Schreibwalze 41 ausgesetzt, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt betätigt werden. Somit wird die thermoaktive Haftschicht K der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etikette R zur Entwicklung der Haftkraft aktiviert.
In diesem Verfahren verbleibt die geschmolzene Masse der thermoaktiven Komponente K1 an der Stelle zwischen dem thermoaktivierenden Thermokopf H2 und der Schreibwalze 41 und haftet an den einzelnen Rückseiten der wärmeempfindlichen selbsthaftenden Etiketten R, die Reihe nach an diese ausgegeben werden, so dass sie auf die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b abgegeben wird. Die geschmolzene Masse wird gekühlt und verfestigt sich zum Beispiel zu den körnigen Rückständen, die mit dem Bezugszeichen G bezeichnet sind, wie in 3 dargestellt ist. Im Gegensatz zu dem Stand der Technik, der an einem festen Anhaften der Rückstände leidet, beseitigt die wasser- oder ölabweisende Eigenschaft der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b das feste Anhaften der körnigen Rückstände an der Antihaftschichtoberfläche. Wenn das Wärmeaktivierungsgerät A1 im Ruhezustand ist, können daher die körnigen Rückstände G einfach durch leichtes Abwischen der Oberfläche der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b unter Verwendung eines Tuchs oder dergleichen entfernt werden.
Wie zuvor beschrieben, wird ein Ansammeln der festen Masse der thermoaktiven Komponente an der Oberfläche der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b verhindert, und somit kann die geschmolzene Masse der thermoaktiven Komponente K1, die an der Stelle zwischen dem thermoaktivierenden Thermokopf H2 und der Schreibwalze 41 verbleibt, vollständig an die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente 8b abgegeben werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann das Eintreten des folgenden Zustandes (des nadelförmig fixierten Zustandes der Komponente zum Beispiel) verhindert werden. Das heißt, die geschmolzene Masse der thermoaktiven Komponente K1 zwischen dem thermoaktivierenden Thermokopf H und der Schreibwalze 41 wird stundenlang der Wärmeenergie ausgesetzt, so dass sie in chemisch geänderte oder karbonisierte Substanzen transformiert wird, die fest an dem Oberflächenabschnitt der Schutzschicht 7 fixiert sind, der direkt über dem Wärmeerzeugungswiderstand 3 liegt.
Obwohl die Erfindung, die von den Erfindern ausgeführt wurde, spezifisch unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Änderungen und Modifizierungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche vorgenommen werden können.
Zum Beispiel sind zusätzlich zu den obengenannten Komponenten der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente auch organische Materialien verwendbar, die eine geringe Menge an Pulver aus SioAlON (SIALON), SiO₂, Sic, Si-N, TiC, Ti-C, TiO₂, C (einschließlich Diamant), Zr, ZrN oder dergleichen enthalten.
Wie oben erwähnt, ist der Thermokopf gemäß der Erfindung so aufgebaut, dass die Wärmespeicherschicht auf dem Wärmefreisetzungssubstrat gebildet ist, dass die Anordnung von Wärmeerzeugungselementen auf der Wärmespeicherschicht gebildet ist und die Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen und Elektroden zur Energieversorgung der einzelnen Wärmeerzeugungswiderstände enthält, dass die Schutzschicht die oberen Oberflächen dieser Teile bedeckt, und dass die zwei im Wesentlichen parallelen Linien der Antihaftschichten gegen die thermoaktive Komponente auf der Schutzschicht gebildet sind, wobei sie an beiden Seiten des Schutzschichtabschnitts liegen, der sich direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung befindet. Daher wird die thermoaktive Komponente, die durch die Wärmeenergie von der Wärmeerzeugungselementanordnung aktiviert wird, von dem Schutzschichtabschnitt direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung auf die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente abgegeben, wodurch verhindert wird, dass sie direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung verbleibt. Dadurch wird ein nadelförmiges Fixieren der verbleibenden Masse der thermoaktiven Komponente auf der Schutzschicht verhindert, das nach dem Stand der Technik eintritt. Somit wird das Problem, das mit der verringerten Wärmeleitfähigkeit zu dem Druckmedium, das die thermoaktive Komponente enthält, zusammenhängt, effektiv verhindert.

Claims

Thermokopf (H), der Wärmeaktivierungsenergie auf ein Druckmedium (R) mit einer thermoaktiven Komponente durch Zuleiten von Energie ausübt, umfassend: ein Wärmefreisetzungssubstrat (1), das Wärme freisetzt, eine Wärmespeicherschicht (2), die auf dem Wärmefreisetzungssubstrat (1) gebildet ist, eine Anordnung von Wärmeerzeugungselementen, die auf der Wärmespeicherschicht (2) gebildet sind, und die eine Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen (3) und Elektroden (4a, 4b) enthalten, die den einzelnen Wärmeerzeugungswiderständen (3) Energie zuführen, eine Schutzschicht (7), die die oberen Oberflächen der Anordnung von Wärmeerzeugungselementen bedeckt, und eine Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente, die auf der Schutzschicht (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei im Wesentlichen parallele Linien (8a, 8b) der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente auf der Schutzschicht (7) an jeder Seite eines Schutzschichtabschnitts (7a) gebildet sind, der direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung positioniert ist.
Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente eine Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie umfasst.
Thermokopf nach Anspruch 2, wobei die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie eine Bleistiftritzhärte im Bereich von 2B bis 5B hat.
Thermokopf nach Anspruch 2, wobei die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie ein Silikonharz oder Fluorharz umfasst.
Thermokopf nach Anspruch 2, wobei die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie eine Fluorharzschicht umfasst, die eine geringe Menge an Pulver aus einem Oxid- oder Nitridfilm auf Si-Basis, Ti-Basis oder Ta-Basis oder einem komplexen Film aus diesen Verbindungen enthält.
Thermokopf nach Anspruch 2, wobei die Harzschicht mit geringer Oberflächenenergie ein Fluorharz umfasst, das eine geringfügige Menge von einem Metallelement oder Kohlenstoff enthält.
Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente so zusammengesetzt ist, dass sie folgendes Verhältnis erfüllt: T ≤ W/100, wobei T eine Dicke der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente bezeichnet, und W einen Spalt zwischen zwei Linien der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente bezeichnet.
Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die zwei Linien der Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente an einander gegenüberliegenden Flächen abgeschrägt sind.
Thermokopf nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem die Wärmeerzeugungselementanordnung einen konvexen oder tafelförmigen Abschnitt hat, die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente in einer Weise gebildet ist, dass eine obere Oberfläche der Antihaftschicht tiefer liegt als eine Oberfläche direkt über der Wärmeerzeugungselementanordnung.
Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente durch Aufbringen eines flüssigen Harzmaterials auf die Schutzschicht gebildet wird.
Thermokopf nach Anspruch 1, wobei die Antihaftschicht gegen die thermoaktive Komponente durch eine Haftschicht an der Schutzschicht befestigt ist.
Wärmeaktivierungsgerät (A1) für ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt (R), zumindest umfassend: ein aktivierendes Heizmittel zum Aktivieren einer thermoaktiven Schicht eines thermoaktiven Aufzeichnungsblattes (R) durch Erwärmen, das mit der thermoaktiven Schicht zumindest an einer Seite eines blattförmigen Substrates gebildet ist, ein Fördermittel (30, 31) zum Befördern des thermoaktiven Aufzeichnungsblattes in eine vorbestimmte Richtung, und ein Druckmittel (41) zum Pressen des thermoaktiven Aufzeichnungsblattes gegen das aktivierende Heizmittel, wobei der Thermokopf (H) nach Anspruch 1 als aktivierendes Heizmittel (A1) verwendet wird.
Druckeranordnung, umfassend das Wärmeaktivierungsgerät (A1) für ein thermoaktives Aufzeichnungsblatt (R) nach Anspruch 12.
Druckeranordnung nach Anspruch 13, wobei das thermoaktive Aufzeichnungsblatt mit einer wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht gebildet ist, und der Thermokopf nach Anspruch 1 als Wärmeaktivierungsmittel für die wärmeempfindliche Farbentwicklungsschicht verwendet wird.