DE3537676A1 - Thermodruckkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem Thermodruckkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.

Ein Thermodruckkopf der vorgenannten Art ist durch die EP 01 13 250 A2 bekannt. Um eine unkontrollierte Strom­ verzweigung über die jeweils nicht an die Herzspannungs­ quelle angeschlossene Stromzuführungsleitung zu unterbin­ den, sind die paarweise miteinander verbundenen Heizele­ mente über Dioden an die jeweilige Stromzuführungsleitung angeschlossen. Das bedeutet, daß jeweils zwei Heizele­ menten eine Diode zugeordnet ist. Bei zeilenbreiten Thermodruckköpfen hoher Auflösung, die mehrere tausend Heizelemente umfassen, ist dadurch ein erheblicher Aufwand an Bauelementen und sind zusätzliche Kontaktstellen er­ forderlich, die die Herstellungskosten erheblich beein­ flussen.

Bei einer bestimmten Konstellation der Schalter treten nach wie vor Nebenschlüsse zu den eigentlichen Heizstrom­ kreisen über benachbarte Verbindungsleitungen und jeweils drei in Reihe liegende Heizelemente auf. Die dadurch ge­ gebene ungewollte Erwärmung der Heizelemente muß bei einer gewollten Ansteuerung der Heizelemente als Vorgeschichte berücksichtigt werden, wenn der Thermodruckkopf in einem Hochleistungsdrucker verwendet wird, dessen Druckfrequenz so hoch liegt, daß die Erwärmung bis zur nächst möglichen Ansteuerung nicht voll abgeklungen ist. Eine derartige Überwachung ist zwar üblich, würde aber einen unvertret­ baren Umfang annehmen, wenn die Nebenschlußerwärmung der Heizelemente mit erfaßt werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Thermo­ druckkopf der genannten Art zu schaffen, der preiswert herzustellen ist und bei dem die Heizelemente alle die gleiche wärmegemäße Vorgeschichte haben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Unteranspruch zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes auf.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins­ besondere darin, daß auf eine Entkoppelung der beiden Stromzuführungsleitungen durch Dioden verzichtet wird. Stattdessen wird durch das Anlegen einer Hilfsspannung an die nicht an der Heizspannung liegende Stromzuführungs­ leitung für eine gleichmäßige Grunderwärmung aller nicht vom Heizstrom durchflossenen Heizelemente gesorgt. Dieses ermöglicht ein schnelleres Aufheizen der Heizelemente auf die Drucktemperatur und erlaubt dadurch eine höhere Druck­ frequenz.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Thermodruckkopfes ge­ mäß der Erfindung

Fig. 2 eine Stromflußtabelle zur Schaltung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines Thermodruck­ kopfes, das nur die zur Beschreibung der Erfindung er­ forderlichen Schaltungsbausteine umfaßt. Die beispiels­ weise Ausführung hat zehn nebeneinander in einer Reihe an­ geordnete Heizelemente R ₁ bis R ₁₀. Die Reihe kann auch vertikal verlaufen. Die Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ haben ihre Anschlüsse quer zur Reihe. Sie sind gemäß der Dar­ stellung paarweise durch Verbindungsleitungen l ₁ bis l ₉ derart miteinander verbunden, daß die geradzahligen Verbindungsleitungen l ₂, l ₄, l ₆ und l ₈ gegenüber den ungeradzahligen Verbindungsleitungen l ₁, l ₃, l ₅, l ₇ und l ₉ jeweils um ein Heizelement versetzt angeord­ net sind, so daß alle Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ in Reihe geschaltet sind.

Oberhalb der geradzahligen Verbindungsleitungen l ₂ bis l ₈ sind zwei Stromzuführungsleitungen L ₁ und L ₂ an­ geordnet. An diese sind die geradzahligen Verbindungs­ leitungen l ₂ bis l ₈ über Koppelleitungen l _{k 1} und l _{k 2} wechselweise direkt angeschlossen. Die endseitigen Heizelemente R ₁ und R ₁₀ sind ebenfalls direkt durch eine Koppelleitung l _{k 2} bzw. l _{k 1} angeschlossen. Die beiden Stromzuführungsleitungen L ₁ und L ₂ sind über einen Wechselschalter WS an eine Spannungsquelle ange­ schlossen. Diese liefert eine Heizspannung U ₁ und eine Hilfsspannung U ₂, wobei die Hilfsspannung niedriger als die Heizspannung ist, vorzugsweise gleich U ₁/3.

Die ungeraden Verbindungsleitungen l ₁, l ₃, l ₅, l ₇ und l ₉, die die Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ paarweise auf der anderen Seite der Reihe miteinander verbinden, stehen je mit einem Schalter S ₁ bis S ₅ in Verbindung, die mit ihrem anderen Anschluß an Masse liegen. Die Schalter S ₁ bis S ₅ symbolisieren Schaltstufen, die in an sich bekannter Weise durch eine nicht dargestellte An­ steuerelektronik betrieben werden.

Der Abdruck einer Rasterlinie erfolgt in an sich bekannter Weise in zwei Schritten. Während einer ersten Zeit liegt die Heispannung U ₁ über den Wechselschalter WS an der ersten Stromzuführungsleitung L ₁ und die zweite Strom­ zuführungsleitung L ₂ an der Hilfsspannung U ₂. Zu Be­ ginn einer zweiten Zeit wird der Schalter WS umgepolt, so daß nunmehr die zweite Stromzuführungsleitung L ₂ an der Heizspannung U ₁ liegt und die erste Stromzuführungs­ leitung L ₁ an der Hilfsspannung U ₂. Die erste und die zweite Zeit sind gleich lang und stellen einen Druckzyklus dar. Zwischen den beiden Stromversorgungsleitungen L ₁ und L ₂ besteht somit zu jedem Zeitpunkt eine Potential­ differenz U _D =U ₁-U ₂, die unter der Vorgabe von

• U ₂ = U ₁/3

gleich Zweidrittel der Heizspannung U ₁ beträgt.

Nachfolgend soll die Auswirkung der vorbeschriebenen Maß­ nahme näher betrachtet werden. Ausgehend vom Schaltzustand des Thermodruckkopfes gemäß Fig. 1, bei dem die Heiz­ spannung U ₁ an der ersten Stromzuführungsleitung L ₁ und die Hilfsspannung U ₂ an der zweiten Stromzuführungs­ leitung L ₂ liegt und alle Schalter S ₁ bis S ₅ offen sind, liegen die Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ stets paar­ weise in Reihe zwischen den Leitungen L ₁ und L ₂. Auf­ grund der bestehenden Potentialdifferenz U _D zwischen diesen Leitungen fließt durch alle Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ ein Hilfsstrom I _A , dessen Größe durch die Beziehung

• U _D /2R

bestimmt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß alle Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ vom Einschaltzeitpunkt des Druckers an eine Grunderwärmung erfahren, die ein schnel­ les Aufheizen auf die für den Druck erforderliche Tempe­ ratur ermöglicht.

Bei geschlossenen Schaltern S ₁ bis S ₅ liegen von den paarweise angeschlossenen Heizelementen R ₁/R ₂, R ₃/R ₄, R ₅/R ₆, R ₇/R ₈, R ₉/R ₁₀ jeweils einer an der vollen Heizspannung U ₁ während das jeweils andere Heizelement an der Hilfsspannung U ₂ liegt. Da letztere gegen Masse nur

• U ₁/3

beträgt, fließt in diesem Fall auch nur ein Strom I, der gleich dem Hilfsstrom I _A ist. Damit ist auch während des Betriebszustandes sichergestellt, daß die Grunderwärmung der nicht zum Drucken angesteuerten Heizelemente aufrecht­ erhalten bleibt.

Fig. 2 zeigt eine Tabelle der Stromflüsse I ₁ bis I ₁₀ durch die einzelnen Heizelemente R ₁ bis R ₁₀ der Fig. 1 in der dargestellten Schaltstellung des Wechselschalters WS bei offenen, geschlossenen und teilweise geschlossenen Schaltern S ₁ bis S ₅.

Die Tabelle zeigt in den einzelnen Schaltzuständen, ob der jeweils fließende Strom ein Heizstrom I _H oder ein Hilfs­ strom I _A ist, wobei ein Minuszeichen anzeigt, wenn der Strom entgegen der in Fig. 1 eingezeichneten Richtung fließt.

Claims (2)

1. Thermodruckkopf mit einer Vielzahl von Heizelementen, die mittels Verbindungsleitungen in Reihe geschaltet sind, wobei die geradzahligen Verbindungsleitungen abwechselnd mit einer ersten und einer zweiten Stromzuführungsleitung und die ungeradzahligen Verbindungsleitungen jeweils mit einem Schalter verbunden sind, und bei dem beim Druck einer Rasterlinie während einer ersten Zeit an die erste Stromzuführungsleitung und während einer zweiten Zeit an die zweite Stromzuführungsleitung eine Heizspannung ange­ legt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsleitungen (L ₁, L ₂) mit den Verbindungs­ leitungen (l ₂, l ₄, l ₆, l ₈) direkt verbunden sind und daß an die zweite Stromzuführungsleitung (L ₂) während der ersten Zeit und an die erste Stromzuführungsleitung (L ₁) während der zweiten Zeit eine niedrigere Spannung (U ₂) als die Heizspannung (U ₁) angelegt ist.

2. Thermodruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die niedrigere Spannung (U ₂) ein Drittel der Heizspannung (U ₁) beträgt.