DE2651985C2

DE2651985C2 - Print head for metal paper printer

Info

Publication number: DE2651985C2
Application number: DE19762651985
Authority: DE
Inventors: Dietrich Jürgen Dr. 7033 Herrenberg Bahr; Wilhelm G. Dr. 7030 Böblingen Spruth
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1976-11-15
Publication date: 1986-09-18
Also published as: DE2651985A1; JPS5387222A

Description

Die Erfindung betrifft einen Vielfach-Elektroden-Schreibkopf für Metallpapierdrucker mit hoher Auflösung. The invention relates to a multi-electrode writing head for metal paper printers with high resolution.

Nach dem IBM TDB, Vol. 17, Nr. 6, S. 1652, November 1974 ist eine Druckwalze für Matrixdrucker bekannt, bei der einzelne Schreibelektroden spiralförmig auf einer Druckwalze angeordnet sind.According to the IBM TDB, Vol. 17, No. 6, p. 1652, November In 1974 a printing roller for matrix printers is known, in which individual writing electrodes are spiral-shaped are arranged on a pressure roller.

Diese auf der Mantelfläche der Druckwalze schräge Anordnung der Elektroden soll einem Hochgeschwindigkeitsdruck dienen. Für eine Elektrodenspirale wäre ein Treiberschaltkreis erforderlich, bei einer höheren Auflösung können mehrere Fjektrcdenspiralen vorgesehen werden, von denen jede einen separaten Treiberschaltkreis benötigt Zur Zeit dieser Publikation war der Effekt der Inselbildung bei höherer Druckauflösung unbekannt, da zu diesem Zeitpunkt nur in unteren Auflösungsbereichen gearbeitet wurde.This oblique arrangement of the electrodes on the outer surface of the printing roller is intended for high-speed printing to serve. An electrode coil would require a driver circuit, but a higher one Resolution can be provided with several Fjektrcdspiralen each of which requires a separate driver circuit. At the time of this publication, the Effect of island formation with higher print resolution unknown, since at this time only in lower resolution ranges was worked.

Bei bisher bekannte Metallpapierdruckern sind die Elektroden der Schreibköpfe spaltenförmig angeordnet Es ist bekannt, z. B. nach dem IBMTDB Vol. 16, No. 5. Seiten 1594/1595, Oktober 1974, in einem Druckkopf zwei Elektrodenspalten vorzusehen, welche gegeneinander versetzt sind. Bei entsprechender Ansteuerung der Elektroden ist es möglich, durchgehende Linien zu schreiben. Bei einer nur einspaltigen Elektrodenanordnung ließe sich derartiges nicht erreichen, weil die einzelnen Elektroden voneinander beabstandet sein müssen. In previously known metal paper printers, the electrodes of the writing heads are arranged in columns. B. according to the IBMTDB Vol. 16, No. 5. Pages 1594/1595, October 1974, to provide two electrode columns in a print head which are offset from one another. If the electrodes are controlled accordingly, it is possible to write continuous lines. This would not be possible with an electrode arrangement with only one column, because the individual electrodes must be spaced from one another.

Bisher bekannte Ausbildungen von Schreibköpfen für Metallpapierdrucker weisen bei höherer Auflösung Nachteile auf, welche durch die Papierrauhigkeit bedingt sind.Previously known designs of writing heads for metal paper printers have a higher resolution Disadvantages, which are caused by the roughness of the paper.

Zur Erklärung dieser Nachteile seien zunächst einige grundlegende Hinweise gegeben:To explain these disadvantages, some basic information should be given first:

Bei den Metallpapierdruckern ist grundsätzlich das Metallpapier federnd gegen die Elektroden des Druckkopfes gelagert. Bei Verwendung einer Einzelelektrode wirkt sich somit die Rauhigkeit des Papiers nicht nachteilig aus. Diese Nachteile treten erst bei Verwendung von Vielfachelektrodenschreibköpfen auf besonders wenn die einzelnen Elektroden dicht benachbart sind. Erst wenn der Abstand der einzelnen Elektroden im Schreibkopf ein Mehrfaches ihres Durchmessers beträgt, können die Elektroden wie Einzelelektroden angesehen werden, d. h. die Rauhigkeit des Papiers nimmt dann keinen Einfluß auf die Schriftqualität Schreibköpfe mit versetzten Elektrodenspalten bringen jedoch nur bei geringer Auflösung gute Druckergebnisse, wenn nämlich die Abmessungen der einzelnen Elektroden größer als die Papierrauhigkeiten sind.In metal paper printers, the metal paper is basically resilient against the electrodes of the print head stored. When using a single electrode, the roughness of the paper does not have a disadvantageous effect the end. These disadvantages only occur particularly when using multiple-electrode write heads when the individual electrodes are close together. Only when the distance between the individual electrodes is in If the writing head is a multiple of its diameter, the electrodes can be viewed as single electrodes be, d. H. the roughness of the paper then has no influence on the quality of the writing heads with offset electrode gaps, however, only produce good printing results with low resolution, if namely, the dimensions of the individual electrodes are greater than the roughness of the paper.

Für eine bessere Druckqualität ist jedoch eine höhere Auflösung erforderlich. Um eine höhere Auflösung zu erreichen, müssen die Elektrodenabmessungen kleiner gehalten werden, wodurch sie zwangsweise in die Größenordnung der Papierrauhigkeit kommen. Bei Verwendung versetzter Elektrodenspalten treten auch dann schlechte Dnackergebnisse auf, wenn der Abstand der Elektrodenreihen ein Mehrfaches der Elektrodenabmessungen beträgtHowever, a higher resolution is required for better print quality. To get a higher resolution reach, the electrode dimensions have to be kept smaller, whereby they are inevitably in the order of magnitude the roughness of the paper. When using staggered electrode gaps also occur then bad cracking results when the distance of the electrode rows is a multiple of the electrode dimensions

Der Grund hierfür liegt in der sogenannten Inselbildung, die im Zusammenhang mit den F i g. 4A—4C beschrieben ist Durch diese Inselbildung, welche auch durch fehlende Kontaktgabe der Schreibelektroden bedingt sein kann, können letztere an bestimmten Stellen der Metallpapieroberfläche keine erwünschte Information mehr schreiben, da diese Stellen isolierte Bereiche auf der Meiallpapieroberfiäche darstellen. Fehlende Information bedeutet jedoch immer ein schlechtes Druckbild. The reason for this lies in the so-called island formation which occurs in connection with the FIGS. 4A-4C is due to this island formation, which is also due to the lack of contact between the writing electrodes can be, the latter cannot be any desired information at certain points on the metal paper surface write more as these spots represent isolated areas on the chisel paper surface. Missing information however always means a bad print image.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, einen Vielfach-Elektroden-Schreibkopf für Metallpapierdrucker mit hoher Auflösung vorzusehen, bei dem unter Sicherstellung der Kontaktgaüe aller Elektroden diese sog. Inselbildung vermieden wird.It is therefore the object of the invention to provide a multiple-electrode writing head to be provided for metal paper printers with high resolution, with the under guarantee the contact quality of all electrodes this so-called island formation is avoided.

Diese Aufgabe der Erfindung wird in vorteilhafter Weise durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöstThis object of the invention is achieved in an advantageous manner by what is stated in the characterizing part of the claim 1 resolved

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im Unteranspruch 2 gekennzeichnet.Further advantageous refinements of the invention are characterized in dependent claim 2.

Es sind Anordnungen denkbar, bei denen mehr als zwei auf Schrägen angeordnete Elektrodengruppen verwendet werden.Arrangements are conceivable in which more than two electrode groups arranged on inclines be used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and will be described in more detail below described.

F i g. 1 eine schemaiische Darstellung eines Schreibkopfes mit auf einer schräg verlautenden Linie angeordneten Elektroden,F i g. 1 is a schematic representation of a writing head with electrodes arranged on an oblique line,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Schreibkopfes mit einer Elektrodenspalte,F i g. 2 is a schematic representation of a write head with an electrode gap,

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Schreibkopfes mit zwei zueinander versetzten Elektrodenspalten, F i g. 3 shows a schematic representation of a write head with two electrode columns offset from one another;

Fig.4A—C schematische Darstellungen zur Erklärung der Inselbilder,Figs. 4A-C are schematic representations for explanation the island pictures,

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Schreibkopfes mit auf einer schräg verlaufenden Linie angeordneten Elektroden,F i g. 5 is a schematic representation of a write head arranged on an inclined line Electrodes,

F i g. 6,7 Druckbilder von Schreibköpfen nach F i g. 5 und 1,F i g. 6.7 printed images from writing heads according to FIG. 5 and 1,

F i g. 8 eine schematische Darstellung eines Schreibkopfes mit auf zwei Schrägen angeordneten Elektroden.F i g. 8 is a schematic representation of a write head with electrodes arranged on two slopes.

In Fig.2 ist ein Schreibkopf 1 mit in einer Spalte angeordneten Elektroden 2 in Ajfsicht gezeigt. Die einzelnen Elektroden 2 können wie dargestellt rechteckig sein oder auch einen runden Querschnitt aufweisen. Mit Hilfe einer solchen Anordnung ist es nicht möglich, eine durchgehende Drücklinie zu erzeugen, weil die einzelnen Elektroden voneinander beabstandet sind.In FIG. 2, a write head 1 with electrodes 2 arranged in a column is shown in perspective. The single ones Electrodes 2 can be rectangular as shown or also have a round cross section. With With the help of such an arrangement, it is not possible to create a continuous pressure line, because the individual Electrodes are spaced apart.

Aus diesem Grunde wurde, wie nach dem Stande der Technik in angegebener Weise bekannt, ein Mehrspaltenelektrodenschreibkopf (F i g. 3) geschaffen, bei dem die Elektroden 2 der einzelnen Spalten zueinander V'Sr-For this reason, as is known in the art as indicated, a multi-column electrode write head has been used (Fig. 3) created, in which the electrodes 2 of the individual columns to each other V'Sr-

setzt sind. Wenn eine Elektrode (2) in vertikaler Richtung die gleiche oder größere Abmessung aufweist, als der Abstand zweier benachbarter Elektroden in einer Spalte ausmacht, so kann bei entsprechender Steuerung der Elektroden (2) in den einzelnen Spalten durch Oberlegung des durch eine Spalte erzeugten Elektrodenabdruckes mit dem ElektrodenaDdruck der anderen Spalte eine durchgehende Druckiinie und damit eine bessere Schreibqualität erzeugt werden. Dieser Qualitätssteigerung sind jedoch Grenzen gesetzt, die dann auftreten, wenn eine höhere Auflösung erreicht werden solL Voraussetzung zur Erreichung einer höheren Auflösung ist eine in ihren Abmessungen sehr kleine Elektrode. Liegen jedoch die für höhere Auflösung erforderlichen Elektrodenabmessungen im Bereich der Größenordnung der Papierrauhigkeit, so läßt sich selbst bei einem genügenden Abstand der Elektrodenspalten keine gute Druckqualität erreichen. Der Grund hierfür liegt in einer sogenannten Inselbildung. In während des Druckvorganges gebildeten sogenannten isolierten Inseln läßt sich aufgrund fehlender Kontaktgabe dieser Inseln mit der übrige metallisierten Oberfläche des Aufzeichnungsträgers keine weitere Information schreiben.are set. When an electrode (2) has the same or larger dimensions in the vertical direction than the distance between two adjacent electrodes in a column, so can with appropriate control of the electrodes (2) in the individual columns by overlaying the electrode imprint generated by a column with the electrode print of the other column a continuous print line and thus a better one Write quality can be generated. However, there are limits to this increase in quality, which then occur if a higher resolution is to be achieved this is a prerequisite in order to achieve a higher resolution, an electrode that is very small in terms of its dimensions is required. Lie however, the electrode dimensions required for higher resolution are in the order of magnitude the roughness of the paper, even with a sufficient gap between the electrode gaps, a good one cannot be achieved Achieve print quality. The reason for this is a so-called island formation. In during the printing process formed so-called isolated islands can be due to the lack of contact with these islands do not write any further information on the rest of the metallized surface of the recording medium.

In den Fig.4A, B, C ist gezeigt, wie man sich die Entstehung einer sogenannten Insel vorstellen kann. Diese Inselbildung wird anhand einer Teildarstellung einer zwei Spalten umfassenden Elektrodenanordnung eines Schreibkopfes 4 (F i g. 3) erklärt. Der Schreibkopf 4 bewegt sich, wie in der Zeichnung (F i g. 4A) angegeben, in Pfeilrichtung. Es sei angenommen, daß durch die Elektroden 2-1, 2-2 und 2-3 ein Druckbild gemäß F i g. 4A erzeugt werden soll. Für den in F i g. 4A gezeigten Zeitpunkt hätten die Elektroden 2-1,2-2 und 2-3 die angedeuteten Positionen erreicht Der links dieser Positionen liegende Bereich wäre durchgehend ausgebrannte (punktiert dargestellte) Schreibinformation.In Fig.4A, B, C it is shown how to look at the Can imagine the emergence of a so-called island. This island formation is based on a partial representation an electrode arrangement comprising two columns of a write head 4 (FIG. 3) is explained. The stylus 4 moves, as indicated in the drawing (FIG. 4A), in the direction of the arrow. It is assumed that the Electrodes 2-1, 2-2 and 2-3 a print image according to FIG. 4A is to be generated. For the in F i g. 4A shown At this point in time, electrodes 2-1,2-2 and 2-3 would have reached the positions indicated on the left of these positions The lying area would be burned-out (dotted) writing information throughout.

Tatsächlich körmie jedoch aufgrund der Inselbildung ein Druckbild entstehen, wie es in F i g. 4C gezeigt ist Dabei hat sich links der Position der Elektrode 2-2 eine weiße (von der Kontaktfläche des Metallpapiers isolierte) Insel 9 gebildet Sie ist durch den Nebenschlußsteg 19 von der übrigen Kontaktfläche des Aufzeichnungsträgers isoliert.In fact, however, due to island formation a print image is created, as shown in FIG. 4C, there is a left of the position of the electrode 2-2 white island 9 (isolated from the contact surface of the metal paper) is formed by the shunt web 19 isolated from the rest of the contact surface of the recording medium.

Es kann vorkommen, daß bei unvermeidbaren Unregelmäßigkeiten in den ausgebrannten Rändern zwei Ausbuchtungen (F i g. 4B) sich gegenüberliegen und nur durch eine schmale Brücke 20 voneinander getrennt sind. Soll nun die Elektrode 2-2 den von den Elektrode 2-1 und 2-3 nicht erreichten Rest ausbrennen, kann es vorkommen, daß die Brücke 20 die höchste Stromdichte aufweist, ausbrennt und den Bereich 9, der nun elektrisch isoliert ist, unausbrennbar übrig läßt (F i g. 4C).It can happen that with unavoidable irregularities in the burned out edges two Bulges (FIG. 4B) lie opposite one another and are only separated from one another by a narrow bridge 20 are. If electrode 2-2 is now to burn out the remainder not reached by electrodes 2-1 and 2-3, it can happen that the bridge 20 has the highest current density, burns out and the area 9, which is now electrical is isolated, leaves non-burnout (Fig. 4C).

Praktisch gesehen bedingt also die Inselbildung, daß an bestimmten Stellen des Druckbildes, nämlich im Bereich solcher Inseln, bestimmte gewünschte Aufzeichnungsinformationen nicht mehr aufgezeichnet werden kann, was sich störend auf die Qualität des Druckbildes auswirktFrom a practical point of view, the island formation means that at certain points of the print image, namely in the area such islands, certain desired recording information is no longer recorded can, which has a negative effect on the quality of the print image

In Fig. 1 ist ein Schreibkopf 11 nach der Erfindung schematisch in Aufsicht dargestellt. Der Schreibkopf 11 bewegt sich in Pfeilrichtung. Die Elektroden 12 sind auf einer schräg verlaufenden Linie 5 angeordnet. Der gegenseitige vertikale Versatz benachbarter Elektroden ist gleich der Elektrodenabmessung in vertikaler Richtung, so daß bei entsprechender Steuerung der Elektroden ein durchgehender Strich erzeugt werden kann. Der gegenseitige Abstand dsr Elektroden entspricht einem Vielfachen ihrer Abmessung, um zu erreichen, daß alleIn Fig. 1 there is a write head 11 according to the invention shown schematically in plan view. The write head 11 moves in the direction of the arrow. The electrodes 12 are arranged on an inclined line 5. The mutual vertical offset of adjacent electrodes is equal to the electrode dimension in the vertical direction, so that a continuous line can be produced with appropriate control of the electrodes. Of the mutual distance dsr electrodes corresponds to a multiple of their dimensions in order to achieve that all

Elektroden auf dem Aufzeichnungsträger aufliegen. Bsi einer derartigen Elektrodenanordnung ist eine Inselbildung ausgeschlossen, da der Schreibbereich z. B. der Elektrode 12-2, die zwischen den Elektroden 12-1 und 12-2 angeordnet ist, sich außerhalb jener gedachten Insel befindet, die sich zwischen den Schreibspuren der Elektroden 12-1 und 12-3 bei anderer Konfiguration gemäß F i g. 3 ausbilden würde. Die Schräge, auf der die Elektroden 12 angeordnet sind, kann auch eine Steigung entgegengesetzt der Schreibrichtung (Pfeilrichtung) aufweisen (Fig.5). Aus gleichen Überlegungen, wie eben angestellt, ist auch bei einer derartigen lage der Schräge eine Inselbildung aus einem anderen Grunde nicht ausgeschlossen.Electrodes rest on the recording medium. An island formation is the result of such an electrode arrangement excluded because the writing area z. B. the electrode 12-2, which is between the electrodes 12-1 and 12-2 is located outside of that imaginary island that is between the traces of the Electrodes 12-1 and 12-3 in a different configuration according to FIG. 3 would train. The slope on which the Electrodes 12 are arranged, a slope opposite to the writing direction (arrow direction) have (Fig. 5). For the same considerations as just made, the is also in such a situation Diagonal island formation for another reason not excluded.

Jedoch würde man bei einem durch eine solche Elektrodenanordnung (Fig.5) erzeugten Druckbild in der Art nach F i g. 6 in Kauf nehmen müssen, daß sich in einem schmalen Bereich 14 der metallisierten Aufzeichnungsoberfläche unerwünschte Unregelmäßigkeiten in der Stromableitung ergeben könnten. (Bei dem Druckbild nach F i g. 6 ist der Aufzeichnungsträger mit 15 und der ausgebrannte Aufzeichnungsträgeruereich mit 16 gekennzeichnet).
Derartige Schwierigkeiten werden grundsätzlich umgangen, wenn eine Elektrodenanordnung gemäß F i g. 1 verwendet wird. Bei einem durch eine solche Anordnung in F i g. 7 erzeugten Druckbild treten Schwierigkeiten in der Stromableitung in dünnen Leitungsstegen gemäß F i g. 6 nicht auf. (Bei dem Druckbild nach F i g. 7 ist der Aufzeichnungsträger mit 15 und der ausgebrannte Aufzeichnungsträgerbereich mit 16 gekennzeichnet). Aus diesem Grunde wird die Schräge der Elektrodenanordnung immer so gewählt, daß sie in Schreibrichtung ansteigtHowever, in the case of a print image generated by such an electrode arrangement (FIG. 5) in the manner according to FIG. 6 have to accept that undesirable irregularities in the current dissipation could result in a narrow area 14 of the metallized recording surface. (In the print image according to FIG. 6, the recording medium is marked with 15 and the burned-out recording medium area is marked with 16).
Such difficulties are generally avoided when an electrode arrangement according to FIG. 1 is used. In a case of such an arrangement in FIG. 7 generated print image, difficulties arise in the discharge of current in thin line webs according to FIG. 6 not on. (In the print image according to FIG. 7, the recording medium is labeled 15 and the burned-out recording medium area is labeled 16). For this reason, the slope of the electrode arrangement is always chosen so that it increases in the writing direction

In F i g. 8 ist ein Schreiblcopf mit zwei Elektrodengruppen 17 und 18 gezeigt, wobei die Elektroden jeweils auf einer Schräg angeordnet sind. Dieser Schreibkopf kann aus oben besagtem Grunde für bidirektionales Drucken verwendet werden, wobei die Elektrodengruppe 17 für einen Druckvorgang von links nach rechts, und die Elektrodengruppe 18 für einen Druck-'organg von rechts nach links verwendet wird.In Fig. 8 is a write head with two electrode groups 17 and 18, the electrodes each being arranged on an incline. This stylus can be used for bidirectional printing for the reason stated above, with the electrode group 17 for a printing process from left to right, and the electrode group 18 for a printing process from right to left is used.

Die Elektrode 17-1 ist nicht beiden Elekfodengruppen 17 und 18 gemeinsam. Dadurch wird vermieden, daß es zu einer Anordnung kommt, bei der unter der Elektrode 17-2 der Gruppe 17 die Elektrode 18-2 der Gruppe 18 in einem sehr geringen Abstand zu liegen käme. Dadurch würde eine mögliche Inselbildung begünstigt werden.The electrode 17-1 is not both electrode groups 17 and 18 together. This avoids that there is an arrangement in which under the electrode 17-2 of group 17, the electrode 18-2 of group 18 would come to lie at a very short distance. This would promote the possible formation of islands.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

ii ■ <ι patent claims:

1. Multiple-electrode thin head for metal paper printer with high resolution, characterized in that the electrodes (12-1, 12-2, 12-3, ...) are arranged in an inclined slope (S) intended for the writing direction, and that their mutual distance on the slope (S) is a multiple of the electrode dimensions

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that for a bidirectional pressure two mutually opposite running on Groups 12, 18 of electrodes arranged on inclines are provided, and that both inclines are used as one modified less-than-sign are aligned, in which the lower leg of this sign in The direction of which the opening is shifted in the forward writing direction