DE2507024B2 - Thermischer druckkopf - Google Patents
Thermischer druckkopfInfo
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/345—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads characterised by the arrangement of resistors or conductors
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- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Druckkopf mit auf einem Träger angeordneten, in Form
einer Maxtrix angeschlossenen, spannungsabhängigen elektrischen Heizelementen, deren Strom-Spannungscharakteristik
bei niedrigen Spannungen einen hohen Widerstand aufweist und denen Festwiderstände
zugeordnet sind.
Derartige Druckköpfe werden zum Bedrucken wärmeempfindlichen Papiers verwendet. Da die zu
druckenden Symbole, insbesondere Buchstaben und Ziffern, aus einer Anzahl Punkten oder Strichen
zusammengesetzt werden, die jeweils durch ein Heizelement erzeugt werden, besteht das allgemeine
Problem darin, für die erforderliche große Zahl von Heizelementen mit einer möglichst geringen Zahl von
Anschlußleitungen auszukommen, ohne auf komplizierte Herstellungstechniken und zusätzliche Schaltungselemente,
wie z. B. Dioden, zurückgreifen zu müssen.
Es ist bereits bekannt (DT-OS 24 18 050), Heizelemente aus Vanadiumoxyd zu verwenden, die eine
Widerstandcharakteristik haben, welche einen Abschnitt mit schwacher durchschnittlicher Neigung und
daran anschließend einen Bereich mit großer Steigung aufweist. Die Heizelemente sind jeweils zu mehreren
um gemeinsame Metallflächen gruppiert, die z. Teil an individuelle und teilweise an Sammelleitungen angeschlossen
sind. Bei dieser Ausbildung und Anordnung der Heizelemente ist ihre selektive Ansteuerung nicht
mit Sicherheit gewährleistet, da beim gleichzeitigen Anschluß mehrerer benachbarter Metallplättchen mit
jeweils mehreren angrenzenden Heizelementen zwangsläufig eine größere Anzahl davon aktiviert wird.
Es ist weiterhin bekannt (DT-AS 20 62 494), Heizelemente in Form von Widerstandselementen elektrisch in
Matrixform anzuordnen und bei der selektiven Ansteuerung bestimmter Heizelemente unerwünschte Nebenströme
durch andere Heizelemente dadurch in unschädliehen Grenzen zu halten, daß für die Widerstandselemente
ein Material mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet wird. Diese Ausführung ist in dar
Praxis störanfällig, da sich Fehlsteuerungen mit zunehmender Erwärmung verstärken. Außerdem ist die
lu Druckgeschwindigkeit begrenzt, weil es für eine
einwandfreie Funktion erforderlich ist, daß vor jedem neuen Steuerschritt die zuvor aktivierten Heizelemente
genügend abgekühlt sind, um wieder einen hohen Anfangswiderstand zu haben.
Schließlich ist es bekannt (DT-OS 23 05 634), Zenerdioden als Heizelemente zu benutzen, die in
Gruppen parallel geschaltet sind. Da der Strom in der zu erhitzenden Diode nach dem Spannungsdurchbruch
sehr stark von der anliegenden Spannung abhängt, ist zur Stabilisierung des Stroms in jeder Steuerleitung der
Matrix ein Festwiderstand vorgesehen. Weil jedoch alle entsprechenden Heizelemente der verschiedenen Zeicheneinheiten
in Parallelschaltung an demselben Festwiderstand liegen, ist der Spannungsabfall an einem
bestimmten Festwiderstand direkt proportional der Zahl der in den verschiedenen Zeicheneinheiten
gleichzeitig angesteuerten parallelen Heizelemente. Somit hängen der Strom und damit auch die Erwärmung
einer bestimmten Zenerdiode und die Färbung des Papiers entscheidend davon ab, ob gleichzeitig in
anderen Zeicheneinheiten parallel liegende Zenerdioden angesteuert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckkopf der eingangs bezeichneten Art zu schaffen,
J5 dessen Heizelemente ohne gegenseitige Beeinflussung
in schneller Folge selektiv und mit großer Zuverlässigkeit angesteuert werden können, und diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Heizelement ein kombiniertes Widerstandselement ist,
welches aus einem Siliziumkarbidelement oder einem Element mit ähnlicher spannungsabhängiger Charakteristik
und einem Festwiderstand besteht.
Da bei dem erfindungsgemäßen Druckkopf jedes spannungsabhängige Widerstandselement mit einem
eigenen Festwiderstand kombiniert ist, wird erreicht, daß der durch ein bestimmtes Heizelement fließende
Strom vollkommen unabhängig ist von den durch andere, gleichzeitig angesteuerte Heizelemente fließenden
Strömen, so daß sich die Temperatur sehr genau einstellen läßt. Die vorgeschlagene Kombination der
einzelnen Widerstandselemente kann dabei entweder aus zwei verschiedenen in Serie liegenden Elementen
bestehen oder auch aus einer Kombination von Materialien mit nicht-linearer und linearer Charatkteri-Stik.
In bevorzugter Ausführung der Erfindung sind die spannungsabhängigen Widerstandselemente in Dickfilmtechnik
auf ein Trägermaterial aufgebracht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Matrix-Anordnung erfindungsgemäßer Widerstandselemente;
Fig.2, 3 und 4 unterschiedliche Kennlinien spannungsabhängiger
Widcrstandselemente.
μ Ein Heizelement gemäß der Erfindung kann ein spannungsabhängiges Widerstandselement mit einer Strom-Spannungskennlinie nach F i g. 2 sein. Bei niedrigen Spannungen hat es einen sehr hohen Widerstand.
μ Ein Heizelement gemäß der Erfindung kann ein spannungsabhängiges Widerstandselement mit einer Strom-Spannungskennlinie nach F i g. 2 sein. Bei niedrigen Spannungen hat es einen sehr hohen Widerstand.
Erst wenn die Spannungsstufe U, oder - U, überschritten
wird, fließt ein Strom durch das Widerstandselement. Wie in F i g. 1 dargestellt, sind die Widerstandselemente
Z, welche die vorstehend geschilderte Strom-Spannungskennlinie haben, in einer Matrix mit horizontalen
Leitern Xund senkrechten Leitern Vangeordnet. Wenn
z. B. eine Spannung Fan den Leiter X2 angelegt wird
und der Leiter Yi geeerdet wird, während die anderen
Anschlüsse offen bleiben, fließt ein Heizstrom durch das Widerstandselement Z 23. Voraussetzungsgemäß muß ;o
dabei die Spannung £ größer sein als die Spannung U1.
Unerwünschte Ströme wurden bei dieser Schaltung auch durch andere Widerstandselemente Hießen, allen
möglichen Stromwegen ist jedoch gemeinsam, daß der Strom durch wenigssens drei Widerstandselemente
hintereinander fließen muß. Solch ein Strompfad führt z. B. von X2 über Z21, Z31 und Z 33 zu Yj. Da jedes
Widerstandselement Z eine Spannungsstuk· U, hat, die
überschritten werden muß, bevor ein Strom durch das Widerstandselement fließen kann, wäre eine Spannung
E erforderlich, die größer sein müßte als 3 χ LJ,, bevor unerwünschte Nebenströme zustande kommen könnten.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß dann, wenn E so gewählt wird, daß es größer ist als LJ1, aber kleiner als
3 χ U1, nur durch das angesteuerte Widerstandselement
ein Strom fließt, im Beispielsfall durch Z 23.
Die für die Erfindung ideale Kennlinie nach F i g. 2 kann in der Praxis mit den für Widerstandselemente zur
Verfügung stehenden Materialien nicht genau realisiert JO werden. F i g. 3 zeigt die mit Widerstandselementen aus
Siliziumkarbid zu gewinnende Kennlinie. Diese hat zwar keine genau definierte Spannungsstufe, die Betriebsspannung
E kann jedoch ohne weiteres so gewählt werden, daß keine schädlichen Ströme durch nicht
angesteuerte Widerstandselemente fließen.
Da die Steigung der Kennlinie nach F i g. 3 für höhere Spannungen sehr steil ist, hängt der Stromfluß durch das
angesteuerte Widerstandselement in starkem Maße vom genauen Wert der Spannung ab. Dieser Nachteil
läßt sich jedoch vermeiden, wenn das .spannungsabhängige
Widerstandselement jeweils mit einem solchen mit linearer Strom-Spannungscharakteristik kombiniert
wird. Fig.4 zeigt z.B. eine Kennlinie 14 eines derartigen linearen Widerstandselementes neben einer
Kennlinie 15 eines spannungsabhängigen Widerstandselementes, z. B. aus Siliziumkarbid; das durch Kombination
beider Widerstandselemente erhaltene neue spannungsabhängige Widerstandselement hat dann eine
Kennlinie entsprechend der Kurve 16 in Fig.4. Wenn ein solches Widerstandselement für einen Druckkopf
benutzt wird, sind die unerwünschten Nebenströme ausreichend klein, während gleichzeitig die Spannungsempfindlichkeit nicht stört. In diesem Fall kann die
Betriebsspannung E sehr dicht bei dem Wert 3x0',
liegen.
Nach der Herstellung eines Druckkopfes mit spannungsabhängigen Widerstandselementen müssen
diese in bekannter Weise mit einer abriebfesten Schutzschickt, z. B. aus Glas, bedeckt werden.
Ein Druckkopf gemäß der Erfindung läßt sich mit einfachen und billigen Verfahren herstellen. Es ist keine
teuere Spezialausrüstung erforderlich, so daß diese Art von Druckköpfen in Betriebsstätten hergestellt werden
können, die hierfür bisher nicht in Frage kamen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Thermischer Druckkopf mit auf einem Träger angeordneten, in Form einer Matrix angeschlossenen,
spannungsabhängigen elektrischen Heizelementen, deren Strom-Spannungscharakteristik bei
niedrigen Spannungen einen hohen Widerstand aufweist und denen Festwiderstände zugeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Heizelement (Z) ein kombiniertes Widerstandselement
ist, welches aus einem Siliziumkarbildelement oder einem Element mit ähnlicher spannungsabhängiger
Charakteristik und einem Festwiderstand besteht.
2. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabhängigen Widerstandselemente
(Z) in Dickfilmtechnik auf ein Trägermaterial aufgebracht sind.
3. Druckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabhängigen Widerstandselemente
(Z) durch eine auf das Trägermaterial aufgebrachte Paste gebildet sind, welche
wärmebehandelt ist.
4. Druckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste wenigstens teilweise
Siliziumkarbid enthält.
5. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere
Oberfläche der spannungsabhängigen Widerstandselemente (Z) mit einem Schutzüberzug, wie z. B. aus
Glas, versehen ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2507024A DE2507024C3 (de) | 1975-02-19 | 1975-02-19 | Thermischer Druckkopf |
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GB914375A GB1464831A (en) | 1975-02-19 | 1975-03-05 | Thermal printing head |
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DE2507024A DE2507024C3 (de) | 1975-02-19 | 1975-02-19 | Thermischer Druckkopf |
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GB914375A GB1464831A (en) | 1975-02-19 | 1975-03-05 | Thermal printing head |
IT7548474A IT1029961B (it) | 1975-02-19 | 1975-03-05 | Perfezionamento nelle testine di stampa termica |
Publications (3)
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Family
ID=32996073
Family Applications (1)
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- 1975-02-20 US US05/551,267 patent/US4038516A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-03-05 IT IT7548474A patent/IT1029961B/it active
- 1975-03-05 GB GB914375A patent/GB1464831A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1464831A (en) | 1977-02-16 |
US4038516A (en) | 1977-07-26 |
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EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |