DE3143135C2 - Vielfachelektroden-Schreibkopf zum Aufzeichnen von Informationen auf einen Aufzeichnungsträger und Verfahren zur Herstellung eines Schreibkammes - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einen Aufzeichnungsträger vorgeschlagen, die einen Schreibkamm und eine Ansteuerschaltung aufweist. Der Schreibkamm wird von einer Vielzahl von nebeneinander isoliert angeordneten Elektroden gebildet, die einzeln von der Ansteuerschaltung ansteuerbar sind. Auf den Elektroden ist ein rasterförmiges Kontaktfeld vorgesehen, das eine Vielzahl von versetzt angeordneten Kontaktflächen aufweist. Jede Kontaktfläche erstreckt sich über mehrere Elektroden, von denen aber nur eine Elektrode abisoliert ist.

Description

flexiblen, dehnungsarmen Material erreicht

Durch die Ausbildung der Elektroden als Koaxialleiter, bei dem der Innenleiter die Schreibelektrode bildet und die Stromzufuhr über den Außenleiter erfolgt, wird eine exakte Begrenzung des Schreibpunktes erreicht und die durch den Schreibfunken entstehende Störstrahlung wird voll abgeschirmt

Bei der Ausbildung der Elektroden als Koaxialleiter kann der Schreibkamm auch für einen Thermoschreibkopf verwendet werden. Dabei ist vorteilhaft, daß alle Schreibpunkte beweglich sind und Unebenheiten ausgleichen können. Die Ansteuerung der Elektroden durch Konstantstrom, wodurch der Elektrodenstrom auf einen festen Wert begrenzt wird, erhöht die Lebensdauer der Elektroden. Außerdem wird die gesamte Ansteuerschaltung vor falscher Bedienung geschützt

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schreibkamm in perspektivischer Darstellung;

F i g. 2 die Anordnung der Kontaktflächen auf dem Schreibkamm;

Fig.3 einen Schnitt durch den Schreibkamm entsprechend den Schnittlinien I-I nach F i g. 1;

F i g. 4 einen Schnitt durch den Schreibkopf und durch die Ansteuerschaltung, wobei die Verbindung zwischen Kontaktflächen und Ansteuerschaltung über Kontaktfedern erfolgt;

F i g. 5 einen Schnitt durch einen Teil des Schreibkavnmes und der Ansteuerschaltung, wobei Kontaktflächen und Ansteuerschaltung fest miteinander verbunden sind; und

F i g. 6 einen Schnitt durch eine Koaxialelektrode, die bei einem Thermoschreibkopf Verwendung findet.

In Fig. 1 ist ein Schreibkamm 1 dargestellt, wie er für eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen verwendet wird. Auf einer Folie 2, die zum Beispiel als Pertinaxfolie ausgebildet sein kann, sind eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden isolierten Drähten 3 mit Hilfe eines Klebers befestigt. Die Herstellung einer solchen Draht-Folienanordnung kann mit Hilfe einer Wickelvorrichtung geschehen. Dabei wird eine Aufwikkeltrommel verwendet, die die mit dem Kleber versehene Folie 2 trägt. Der isolierte Draht wird von einer sich drehenden Rolle über eine Drahtführungsvorrichtung, die sich beim Drehvorgang der Aufwickeltrommel parallel zu deren Achse bewegt, fortlaufend auf die Folie 2 gewickelt, wobei sich ein Draht-Zylinder -,0 bildet. Dieser Draht-Zylinder wird anschließend aufgeschnitten und zu einem Schreibkamm 1 entsprechend Fig. 1 weiterverarbeitet. Die nebeneinanderliegenden Drähte 3 bilden die Elektroden 4. Auf den EleKtroden 4 ist ein rasterförmiges Kontaktfeld vorgesehen, das von einer Vielzahl von Kontaktflächen 5 gebildet wird.

F i g. 2 zeigt die Anordnung des rasterförmigen Kontaktfeldes. Dabei sind quer zu den Elektroden 4 parallel liegende Zeilen 6 und etwas schräg zu den langgestreckten Elektroden 4 parallele Spalten 7 vorgesehen. Die Kontaktflächen 5 werden an den Kreuzungspunkten der Zeilen- und Spaltenlinien gebildet. Das Kontaktfeld weist also eine Vielzahl von parallel liegenden, quer zu den Schreibelektroden 4 angeordneten Kontaktflächenzeilen auf, wobei jeweils die Kontaktflächen 5 einer Kontaktflächenzeile zu den Kontaktflächen der vorhergehenden Zeile etwas ver- KPI7I ςίηΗ

Die Kontaktierung zwischen Kontaktflächen 5 und Elektroden 4 ist anhand der Fig.3 gezeigt Jede Kontaktfläche 5 erstreckt sich über mehrere Elektroden 4, von denen aber nur eine Elektrode 8 abisoliert ist Beim Abisolieren darf die Isolation der sehr eng danebenliegenden Leitung nicht beschädigt werden. Daher wird der Draht 3 für die Elektroden 4 bei dem oben beschriebenen Wickelvorgang an den Stellen abisoliert an denen die Elektroden 4 mit den Kontaktflächen 5 leitend verbunden werden sollen. Der Abisoliervorgang wird von einem Rechner gesteuert Die Kontaktflächen 5 bestehen zum Beispiel aus Leitsilber oder Leitkleber. Sie werden zum Beispiel durch Siebdruck, galvanische oder stromlose Metallabscheidung oder Vakuumaufdampfen aufgebracht

Die Elektroden 4 ragen an ihrem einen Ende 9 über die Folie 2 hinaus (Fig. 1). In ihrem Schreibbereich 10 sind die Elektroden 4 abgeknickt so daß sie während des Schreibvorganges in etwa senkrecht auf dem nicht dargestellten Aufzeichnungsträger aufliegen. Die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers ist mit dem Pfeil 11 angedeutet. In der Nähe des Schreibbereiches 10 sind die Elektroden 4 mit einem hochflexiblen aber dehnungsarmen Band 12, zum Beispiel mit einer Thermoplastschicht, quer zum Aufzeichnungsträger festgelegt. Dadurch können sich die Elektroden 4 seitlich nicht verschieben, so daß eine gleichbleibende Genauigkeit der Aufzeichnung erreicht wird. Im Schreibbereich 10 sind die Elektroden 4 einzeln in Richtung zum Aufzeichnungsträger beweglich und federnd. Dadurch können sie sich an Unebenheiten des Aufzeichnungsträgers und an einen möglichen Abbrand anpassen. Im Schreibbereich 10 sind die Elektroden 4 mit einem Verschleißüberzug versehen.

Für eine Aufzeichnung mit einem Schreibkamm 1 entsprechend F i g. 1 ist als Aufzeichnungsträger ein Registerpapier mit einer metallischen Oberfläche vorgesehen. Über Stromzuführungselektroden wird der metallischen Oberfläche des Papiers ein Strom zugeführt und entsprechend der Ansteuerung der einzelnen Elektroden wird er über diese Elektroden abgenommen. Durch den Stromfluß entsteht ein Ausbrand auf der metallischen Oberfläche. Damit infolge der punktförmigen Berührung der Schreibelektrode mit der metallischen Oberfläche durch Stromfluß ein Ausbrand entsteht, muß der elektrisch leitenden Oberfläche der Strom möglichst flächenhaft zugeführt werden. Die Stromzufuhr erfolgt bei einem Schreibkamm 1 nach Fig. 1 über Stromzuführungselektroden 13, die links und rechts von den Schreibelektroden 4 angeordnet sind. Die Stromzuführungselektroden 13 sind mechanisch gleichartig mit den Schreibelektroden 4 und liegen wie diese auf der metallischen Oberfläche des Registrierpapiers auf. Damit sich die Stromzuführungselektroden nicht auf dem Registrierpapier markieren, muß ihre Stromdichte erheblich geringer als die der Schreibelektroden 4 sein. Daher muß eine größere Anzahl von Stromzuführungselektroden 13 vorgesehen sein. Die Stromzuführungselekfoden 13 sind links und rechts von den Schreibelektroden 4 jeweils über eine Kontaktstelle 14 miteinander verbunden.

In Fig.4 ist der Schreibkamm 1 in Verbindung mit ein°r Ansteuerschaltung 20 im Schnitt dargestellt. Die Ansteuerschaltung 20, die als gedruckte Schaltung ausgebildet ist, liegt in einer Ebene über dem Schreibkamm. Zwischen Ansteuerschaltung 20 und Schreibkamm 1 ist eine Isolierplatte 21 angeordnet, die Löcher 22 aufweist. Die Ansteuerung erfolgt über eine

Transistormatrix, die durch die schematisch dargestellten Transistoren 23 angedeutet ist. Jeder Schreibelektrode 4 ist ein Transistor 23 zugeordnet. Die elektrische Verbindung zwischen den Transistoren und den jeweiligen Schreibelektroden 4 erfolgt über Kontaktfedem 24, die zwischen den Kontaktflächen 5 und den Anschlüssen der Transistoren 23 unter Spannung in den Löchern 22 der Isolierplatte 21 angeordnet sind.

Zur Abschirmung der durch den Schreibfunken entstehenden Störstrahlung ist die Unterseite des Schreibkamms 1 mit einer metallischen Platte 25 versehen. Entsprechend dient eine metallische Platte 26, die oberhalb des Schreibbereiches angeordnet ist, zur Abschirmung sowie zur Begrenzung und zum Schutz der Auslenkung der Elektroden. is

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist der Schreibkamm 1 über die Kontaktpunkte 5 fest mit der Ansteuerschaltung 20, die sich in einer Ebene oberhalb des Schreibkamms befindet, verbunden. Mit 27 sind elektronische Bauelemente angedeutet. Beim Wechsel des Schreibkammes 1 müßte dann die Ansteuerschaltung 20 mit ausgetauscht werden. Besonders geeignet ist die Verbindungsart für Ansteuerschaltungen 20, die in integrierter oder Hybrid-Technik aufgebaut sind, da sich dann eine sehr kleine und zusammenhängende Einheit Schreibkamm-Ansteuerschaltung ergibt. Eine solche Anordnung könnte zum Beispiel als eine Einheit vergossen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird der Strom über die jeweils seitlich zu den Schreibelektroden 4 liegenden Stromzuführungselektroden 13 zu- beziehungsweise abgeführt Es ist aber auch möglich, daß die Schreibelektroden 4 und die Schreibzuführungselektroden 13 abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Die elektrische Verbindung aller Stromzuführungselektroden kann über Kontaktbänder erfolgen, die quer zu den Elektroden 4,13 liegen und in deren Bereichen nur die Stromzuführungselektroden 13 abisoliert sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Stromzuführung besteht in einer Anordnung, bei der die Stromzuführungselektroden 13 in Schreibrichtung vor den Schreibelektroden 4 liegen. Dazu können die Stromzuführungselektroden 13 auf der Folie 2 unterhalb der Schreibelektroden 4 angeordnet sein.

Eine v/eitere Möglichkeit zur Stromzuführung besteht darin, daß über die Ansteuerschaltung 20 immer die Elektroden, die nicht momentan als Schreibelektroden wirken, als Stromzuführungselektroden geschaltet werden. Diese Anordnung kann in der Weise variiert werden, daß, abhängig von der Häufigkeit der Ansteuerung der Schreibelektroden, nur bestimmte Schreibelektroden als Stromzuführungselektroden geschaltet werden.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen bestehen die Elektroden aus einem leitenden Elektrodenkern, der von einer Isolation umgeben ist. Es ist aber auch denkbar, daß die Elektroden als Koaxialelektroden ausgebildet sind. Dabei kann die Stromzuführung über den elektrisch leitenden Außenmantel aller Elektroden eines Schreibkammes erfolgen. Bei dieser Anordnung wird die durch den Schreibfunken entstehende Störstrahlung perfekt abgeschirmt. Die Kontaktierung der als Schreibelektroden dienenden Innenkerne der Koaxialelektrode mit den Kontaktflächen 5 wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 durchgeführt. Allerdings muß vor der Kontaktierung der jeweilige Außenmantel entfernt werden.

In F i g. 6 ist der Schnitt durch eine Koaxialelektrode 30 gezeigt, die in diesem Ausführungsbeispiel für einen Thermoschreibkopf verwendet werden soll. Die Koaxialelektrode 30 weist einen leitenden Außenmantel 31, eine Isolationsschicht 32 und einen leitenden Kern 33 auf. Am Ende der Elektrode 30 befindet sich ein Widerstandselement 34. Das Widerstandselement 34 ist mit einer abriebfesten Schutzschicht 35 versehen. Bei Stromdurchgang wird das Widerstandselement 34 erhitzt und bildet auf dem Aufzeichnungsträger, der als wärmeempfindliches Papier ausgebildet ist, einen Schreibpunkt. Die Anordnung der Elektroden und ihre Kontaktierung entspricht einem Schreibkamm aus Fig. 1.

Die Ansteuerung der Schreibelektroden 4 erfolgt durch Konstantstrom, das heißt, der Elektrodenstrom wird auf einen festen Wert begrenzt. Durch diese Maßnahme wird zum Beispiel der hohe Einschaltstrom vermieden.

Die Art der Kontaktierung entsprechend dem rasterförmigen Kontaktfeld wird in den beschriebenen Ausführungsbeispieien nur in Verbindung mit einem Schreibkamm 1 einer Vorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen gesehen. Selbstverständlich kann diese Art von Kontaktierung auf jede Art von parallelliegenden Informationsleitungen übertragen werden, wobei eine Steckereinheit oder eine lösbare Steckverbindung nicht in einer Linie, sondern auf einer Fläche vorgesehen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vielfachelektroden-Schreibkopf zum Aufzeichnen von Informationen auf einen Aufzeichnungsträger mit einem Schreibkamm, bei dem die Elektroden gegeneinander isoliert und nebeneinanderliegend auf einem Träger angeordnet sind und einzeln mit einer Ansteuerschaltung in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeweils einer Elektrode (4) des Schreibkammes (1) eine mit dieser leitend verbundene Kontaktfläche (5) angeordnet ist, die sich über mehrere angrenzende Elektroden erstreckt, ohne diese zu kontaktieren.

2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (5) des Schreibkammes (1) über lösbare Kontakte (24) mit der Austeuerschaltung (20) verbunden sind.

3. Schreibkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (5) des Schreibkammes (1) über Kontaktfedern (24) mit der Ansteuerschaltung (20) verbunden sind.

4. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkamm (1) mit seinen Kontaktflächen (5), fest mit der Ansteuerschaltung (20) verbunden, eine integrale Einheit bildet.

5. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungselektroden (13) integraler Bestandteil des Schreibkammes (1) sind.

6. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) als Koaxialelektroden ausgebildet sind, wobei über Koaxialleiter die Stromzufuhr erfolgt.

7. Schreibkopf nach Anspruch 1 und 6 zur Verwendung als Thermodrucker, dadurch gekennzeichnet, daß die Koaxialelektroden (30) an den dem Aufzeichnungsträger zugewandten Enden mit jeweils einem Widerstandselement (34) abgeschlossen sind.

8. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit über den Träger herausragenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) in der Nähe des Schreibbereiches (10) mit einem flexiblen, dehnungsarmen Material miteinander verbunden sind.

9. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Elektroden (4) durch Konstantstrom erfolgt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schreibkammes nach Anspruch 1, bei dem eine Aufnahmefläche zur Aufnahme der Elektroden aus isoliertem Draht geschaffen wird und ein Klebstoff zum Halten der Drähte in ihrer Lage auf der Auflagefläche vorgesehen wird, und bei dem der Draht eng nebeneinander auf die Aufnahmefläche zur Bildung einer Draht-Folienanordnung gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht vor dem Auflegen auf die Auflagefläche rechnergesteuert an den Stellen abisoliert wird, an denen die jeweilige Elektrode (4) mit den Kontaktflächen (5) kontaktiert werden soll und daß die Kontaktflächen (5) durch Siebdruck, galvanische oder stromlose Metallabscheidung oder Vakuumaufdampfen aufgebracht werden.

Die Erfindung geht aus von einem Vielfachelektroden-Schreibkopf zum Aufzeichnen von Informationen auf einen Aufzeichnungsträger nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein derartiger Schreibkopf ist bereits bekannt (DE-OS 21 26 043). Dabei sind die Elektroden gegeneinander isoliert und nebeneinanderliegend auf einem Träger angeordnet Die einzelnen Elektroden sind mit jeweils zugeordneten, zueinander versetzten Steckerstiften kontaktiert, die in etwa senkrecht zu dem Träger angeordnet sind. Dieser bekannte Schreibkopf weist den Nachteil auf, daß zum Kontaktieren der einzelnen Elektroden mit den jeweils zugeordneten Steckerstiften ein bestimmter Abstand zwischen den Elektroden vorgesehen sein muß. Dieser Abstand ist zudem abhängig von der Breite der Steckerstifte, so daß ein verhältnismäßig hoher Raumbedarf pro Elektrode notwendig ist.

Aus der DE-OS 2137371 ist ein Schreibkopf mit Drahtschreiberelektroden bekannt, bei dem in dichtem Abstand voneinander Elektroden auf einem folienartigen Klebstoffträger aufgebracht sind. Die einen Enden der nebeneinanderliegenden Elektroden sind zwischen zwei gegenüberliegende Platten aufgenommen. Die anderen Enden der Schreibelektroden der Folie sind gruppenartig mit einzelnen Schaltkarten verbunden, die jeweils unter Drehung der zu der Gruppe zusammengefaßten Elektroden in eine Ansteuerschaltung einsteckbar sind. Bei dieser Art der Kontaktierung können durch das Verdrehen und Verbiegen der Gruppen der Elektroden Schäden an denselben auftreten. Außerdem ist für die Aufnahme der Schaltkarten ein größerer Raumbedarf notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vielfachelektroden-Schreibkopf der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei kompakter Bauweise zur Erhöhung der Auflösung der Abstand der Elektroden des Schreibkammes unabhängig von der Kontaktierung praktisch auf die Dicke der Isolierung reduziert werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst

Dadurch, daß die Kontaktfläche einer Elektrode sich über mehrere angrenzende Elektroden erstrecken kann, ohne diese zu kontaktieren, können prinzipiell beliebig eng und beliebig viel nebeneinander angeordnete Schreibelektroden kontaktiert werden.

Die Abmessungen der Kontaktflächen sind nicht von der Dicke einer Elektrode unter dem Abstand der Elektroden untereinander abhängig, da sie sich über mehrere Elektroden erstrecken können. Dem Herstellungsverfahren für die Kontaktflächen liegen daher weite Toleranzen zugrunde.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.

Da die Kontaktflächen des Schreibkammes verhältnismäßig groß gemacht werden können, ist eine Verbindung über lösbare Kontakte bzw. Kontaktfedern mit der Ansteuerschaltung möglich. Wenn die vorzugsweise in integrierter oder Hybridtechnik aufgebaute Ansteuerschaltung über feste Kontakte mit den Kontaktflächen des Schreibkammes verbunden wird, ergibt sich eine sehr kleine integrale Einheit.

Bei einem Schreibkopf mit über den Träger herausragenden Elektroden wird eine gleichbleibende Genauigkeit der Aufzeichnung durch die Festlegung der Elektroden in der Nähe des Schreibbereiches mit einem