KR900003673B1 - 전열식 프린팅 장치 - Google Patents

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KR900003673B1
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가쯔 하루 이나바
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가부시기가이샤 도시바
아오이 죠이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

전열식 프린팅 장치
제 1 도는 종래의 전열식 프린팅 장치의 구동 회로도.
제 2 도는 본 발명의 전열식 프린팅 장치의 구동 회로도.
제 3 도는 전열식 프린팅 장치의 프린팅 원리를 설명하기 위한 것으로서, 캐리지상에 장착된 프린팅 헤드를 확대 도시한 도면.
제 3 (a)도는 프린팅 전극들이 일렬로 배열된 프린팅 헤드의 단부 테두리를 확대 도시한 도면.
제 4 도는 본 발명의 일실시예에 따른 4극 프린틸 장치의 구동 회로도.
제 5 (a)도 내지 제 5 (d)도는 제 4 도에 도시된 구동회로의 전류 경로를 설명하기 위한 블럭선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 저항층 2 : 도전층
3 : 잉크층 4 : 잉크 리본
5 : 프린팅 전극 6 : 공통 복귀로 형성소자
7 : 트랜지스터 8 : 기록용지
11 : 프린팅 전극 12 : 전류 공급 트랜지스터
13 : 전류 복귀 트랜지스더.
본 발명은 전열식 프린팅 장치, 특히 저항층과 도전층 및 잉크층의 3개층으로 이루어진 잉크리본을 사용하는 전열식 프린팅 장치에 관한 것으로서, 저항층과 접촉하게 되는 프린팅 헤드의 단부 테두리 상에 배열된 다수의 프린팅 핀전극을 통해 전류가 공급되어 그 저항층상의 국소점들이 가열될때, 그 열에 의해서 잉크층상에 인가된 잉크가 용융되어 기록 용지상으로 전사되도록 함으로써 문자등의 화상을 형성하도록 한 유형의 프린팅 장치에 관한 것이다.
종래의 전열식 프린팅 장치에서는 공통 복귀로 형성소자가 일반적으로 사용되어 왔다. 보다 구체적으로 설명하자면, 제 1 도에서, 잉크 리본(4)은 저항층(1)과, 도전층(2) 및 잉크층(3)의 3개층으로 이루어지고, 그 구동회로는 저항층(1)과 접촉 가능한 다수(예를 들면, 40도트)의 프린팅 전극(5) 및 그들의 공통 복귀로형성소자(6)와, 각 프린팅 전극(5)에 각각 접속된 복수개의 트랜지스터(7)로 구성된다.
다수의 프린팅 전극(5)은, 그물의 첨두부들이 서로 등간격으로 수직 배열되어 프린팅 헤드의 단부 테두리에서 노출된 상태로, 절연물질내에 함몰되어 있다. 잉크층(3)은 열적으로 전사가능한 잉크물질(예를 들면, 가연 용융잉크)로 이루어지고, 도전층(2)은 알루미늄으로 이루어진다. 각 프린팅 전극(5)은 각 트랜지스터(7)의 콜렉터에 각각 접속되고, 공통 복귀로 형성소자는 접지된다. 각 트랜지스터(7)의 에미터에는 각각 전원 전압(+V)이 공급되고, 또한 각 트랜지스터(7)의 베이스에는 스위칭 제어회로(도시안함)가 접속된다.
동작시, 각 트랜지스터(7)는 스위칭 제어회로로부터의 제어신호에 응답하여 선택적으로 턴온 또는 턴 오프되고, 그에 따라 프린팅 동작 여부가 결정된다. 어떤 트랜지스터(7)가 턴온되어 그 해당 프린팅 전극(5)이 여기되면, 그 전극(5)으로부터 저항층(1)과 도전층(2)을 거쳐 공통 복귀로 형성 소자(6)로 전류가 흐르게 된다. 전류가 저항층(1)을 통과할때, 그 소모전력에 의해서 프린팅 전극(5)의 첨두부로부터 도전층(2)의그 인접부위까지 연장하는 저항층(1)의 국소 부위가 가열되어 잉크층(3)상의 열적 전사 물질이 용융되고, 그에따라 기록용지(8)상에 화상이 형성된다.
잉크 리본(4) 및 기록용지(8)를 따라 프린팅 헤드가 이동하는 동안, 선택된 프린팅 전극(5)들이 잇따라 여기됨에 따라서, 소망의 화상(예를 들면, 문자)이 기록용지(8)상에 프린트 될수 있다.
그런데, 전술한 바와같은 종래의 전열식 프린팅에서는, 다음과 같은 몇가지 문제점들이 존재한다.
(1) 공통 복귀 전류에 의해서 공통 복귀로 형성소자(6)가 가열되기 쉽고, 따라서 그 소자(6)를 통한 전력손실이 증가하여 프린팅 효율이 저하된다.
(2) 프린팅 전극(5)들 이외에 공통 복귀로 형성소자(6)를 사용한 구성으로 인하여 소요 부품의 수가 증가하고, 그에따라 제조 코스트가 상승할 뿐만 아니라, 그 소자(6)는 저항층(1)과 미끄러지면서 접촉하는 것이기 때문에 마모되기가 쉽고, 따라서 신뢰성이 저하된다.
(3) 상당수의 프린트 화상을 형성하도록 프린팅 전극(5)들을 조합시키고자 하는 경우, 공통 복귀로 형성소자의 존재로 인하여 설계상 다소의 제한이 있게된다.
종래의 전열식 프린팅 창치에 있어서의 상술한 바와같은 문제점들에 관해서는 미합중국 특허공보 제4,350,449호에 보다 상세히 기술되어 있으므로, 이를 참조하기 바란다.
본 발명은 전기한 바와같은 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 주목적은, 전력 손실을 저하시키고, 프린팅 효율을 증가시키며, 아울러 신뢰성을 개선시키기 위하여, 공통 복귀로 형성소자의 필요성을 제거시킬 수 있도록한 전열식 프린팅 장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 잉크 리본과 다수의 프린팅 전극이 제공된 프린팅 헤드와를 포함하여, 프린팅 전극물을 통해 프린팅 전류가 흐를때, 잉크 리본을 국소적으로 가열시킴으로써 그 잉크 리본상의 잉크가 기록 용지상으로 전사되도록한 전열식 프린팅 장치에 있어서, (a) 각 프린팅 전극에 각각 접속되고, 그 각각의 구동시에 잉크 리본으로 프린팅 전류를 공급시키는 복수개의 제 1스위칭소자와, (b) 각 프린팅 전극에 각각 접속되고, 그 각각의 구동시에 잉크 리본으로부터 프린팅 전류를 복귀시키는 복수개의 제2스위칭 소자와를 갖는 프린팅 전극 구동기를 설치하여, (c) 프린팅 전류가 선택적으로 최소한 하나의 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제1스위칭소자를 거쳐 잉크리본으로 공급되고, 또한 최소한 하나의 다른 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제2스위칭소자를 거쳐 잉크 리본으로부터 복귀되도록 함으로써, 프린팅 전류가 공급 및 복귀되는 프린팅 전극들의 인접 잉크 영역들에서 잉크 리본을 선택적으로 가열하도록 한다.
본 발명에 따른 장치에는, 프린팅 전극들이 본연의 프린팅 전극 및 프린팅 전류 복귀 전극(즉, 공통 복귀로 형성소자)으로서 공통되게 사용되기 때문에, 복귀 소자를 통해 유발되는 전력손실이 제거될 수 있고, 부품수를 줄일수 있으며, 또한 프린팅 전극들이 고밀도로 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 전열식 프린팅 장치의 특징 및 장점들은 첨부도면을 참조로 한 이하의 양호한 실시예에 대한 설명으로부터 보다 명백히 이해될 수 있을 것이다. 첨부도면중 동일 내지 유사한 소자들에 대해서는 전반적으로 같은 참조부호로 지정하되, 필요에 따라서는 첨자를 명기하였음을 유의하기 바란다.
우선, 제 2 도를 참조로 하면, 본 발명의 전열식 프린팅 장치의 구동회로가 도시되어 있다. 잉크 리본(4)은, 제 1 도에 도시된 종래의 프린팅 장치에서와 마찬가지로, 저항층(1)과, 도전층(2) 및 잉크층(3)으로 이루어져 있다. 본 발명의 프린팅 장치는 다수의 전극(11)(제 2 도에는 하나의 전극만이 도시되어 있음)과, 각 프린팅 전극(11)에 접속된 한쌍의 전류 공급 트랜지스터(12) 및 전류 복귀 트랜지스터(13)를 특징으로 하는 것이다. 전류 공급 트랜지스터(12)는 프린팅 전극(11)으로 프린팅 전류 I1를 공급하는데, 그 프린팅 전류 I1는 잉크 리본(4)(보다 구체적으로는, 잉크 리본(4)의 저항층(1)과 도전층(2))을 통과한 후에, 다른 프린팅 전극(11) 및 그 다른 프린팅 전극(11)에 접속된 전류 복귀 트랜지스터(13)로 복귀된다.
본 발명을 더욱 상세히 설명하기에 앞서, 제 3 도를 참조로하여 프린팅 헤드와 잉크 리본(4)간의 위치 및 동작관계를 설명하기로 하겠다. 프린팅 장치의 플래튼의 외주(外周)에 기록용지(8)가 세트되어 적절히 감겨진다. 잉크 리론(4)은 공급리일(도시안함)로부터 3개의 가이드 롤러를 거쳐 권취 리일(도시안함)로 공급된다(이 모든것들은 캐리지에 장착되어 있다.). 2개의 가이드 롤러사이에는 피봇식 헤드가 도시된 바와같이 배치된다. 이 피봇식 헤드는 헤드핀(20)을 중심으로 하여 잉크 리본(4)에 대해 피봇 가능한 것이다.
헤드는 평상시에는 기록용지(8)와 띨어져 있지만, 프린팅 동작시에는 기록용지(8)쪽으로 움직여서, 그 단부 모서리(여기에는 다수(예를 들면, 40도트)의 프린팅 전극(11)이 배열되어 있다)가 잉크 리본(4)을 플래튼상의 기록용지(8)와 접촉시키도록 제 3 도에 도시된 위치로 이동한다. 프린팅 전극(11)들은, 제3(A)도에 도시된 바와같이, 그들의 첨두부물이 서로 등간격으로 일직선 배열되어 프린팅 헤드의 단부 테두리에서 노출된 상태로, 절연물질내에 함몰되어 있다.
프린팅 동작시, 프린팅 전류가 프린팅 전극(11)을 통과하게 되면, 저항층(1)의 국소부위가 가열되고, 그에 따라 잉크층(3)상의 가열 용융 잉크가 기록용지(8)상에 열적으로 전사되어, 그 기록용지(8)상에 국소적으로 화상을 형성하게 된다. 프린팅 헤드와 상대적으로 잉크 리본(4)이 이동하는 동안 선택된 프린팅 전극들이 잇따라 여기됨에 따라서, 기록용지(8)상에 소망의 화상(예를 들면, 문자)이 형성된다.
다시 제 2 도를 참조로하여, 프린팅 전극(11)이 전류 공급 트랜지스터(12)와 전류 복귀 트랜지스터(13)에 접속된 구성을 보다 구체적으로 설명한다. 트랜지스터(12)의 콜렉터가 트랜지스터(13)의 에미터에 접속되고, 그 양자의 접합점에 프린팅 전극(1l)이 접속된다. 트랜지스터(12)의 에미터는 전원전압(+V)에 접속되고, 반면에 트랜지스터(13)의 콜렉터는 접지된다. 양 트랜지스터(12) 및 (13)의 베이스는, 이들 양 트랜지스터(l2) 및 (13)를 선택적으로 턴온 또는 턴 오프 시키기 위한 제어 신호들을 출력시키는 제어기(도시안함)가 접속된다.
상기한 구성에서, 트랜지스터(12)가 턴온되고, 트랜지스터(13)가 턴 오프 되면, 프린팅 전류 I1는 전원전압(+V)으로부터 전류 공급 트랜지스터(12), 프린팅 전극(11), 잉크 리본(4)(저항층(1) 및 도전층(2)), 다른 프린팅 전극(11), 그 다른 프린팅 전극에 접속된 다른 전류 복귀 트랜지스터(13)를 경유하여 접지(GND)로 흐른다. 그러므로, 프린팅 전극(11)과 접촉하는 저항층(1)이 국소적으로 가열되고, 그에따라 잉크층(3)상의 잉크가 용융되어 기록용지(8)상으로 전사된다.
상기한 프린팅 전극 상태를 이하에서는 공급상태 "H"로 지칭하겠다.
트랜지스터(12)가 턴 오프되고, 트랜지스터(13)가 턴온되는 경우에는, 잉크 리본(4)를 통해 흘려서 다른 프린팅 전극(11)을 통해 공급되는 복귀 전류 I2가 트랜지스터(l3)를 거쳐 접지(GND)로 복귀된다. 상기한 프린팅 전극 상태를 이하에서는 복귀 상태 "L"로 지칭하겠다.
양 트랜지스터(12) 및 (13)가 동시에 턴 오프된 경우에는, 프린팅 전극(11)을 통해 어떠한 전류도 흐르지 않는다. 이러한 상태는 이하에서 고 임피던스 상태 "Z"로 지칭하겠다.
전술한 바와같이, 각 프린팅 전극(11)에 구동기로서 접속된 2개의 트랜지스터(12) 및 (13)는 제어기(도시안함)로부터 인가되는 제어신호들에 응답하여 전류공급 "H", 전류 복귀 "L" 및 고 임피던스 "Z"의 3상태로 선택적으로 스위치된다.
그러므로, 캐리지가 기록용지를 따라 이동하는 동안, 헤드의 단부 모서리에 배열되어 있는 프린팅 전극들의 각각에 접속된 트랜지스터(12) 및 (13)의 쌍을 다수 쌍 제어하고, 잉크 리본(4)을 프린팅 헤드에 대해 상대적으로 이동시킴으로써, 기록용지(8)상에 소망의 어떠한 화상 또는 패턴도 얻을 수 있다.
제 4 도는 접속구성의 예를 도시한 것으로서, 4도트의 프린팅전극 (11A), (11B), (11C), (11D)에 각각 접속된 4쌍의 트랜지스터쌍(12A) 및 (13A),(12B) 및 (13B),(12C) 및,(13C),(12D) 및 (13D)를 포함하는 구성을 도시한 것이다. 제 4 도중, 잉크층(3)에서 분활된 4영역(3A),(3B),(3C),(3D)은 프린팅 전극(11A),(11B),(11C),(11D)의 각각의 가열 영향을 받는 영역들을 나타낸다. 다수의 프린팅 전극을 선택적으로 조합하여 구동함으로써, 필요한 영역(3A),(3B),(3C),(3D)내의 잉크를 기록용지(8)상으로 전사시킬 수 있다.
잉크 리본(4)상의 잉크를 기록용지(8)상으로 전사시키는 동작 예를, 제5(A)도 내지 제5(D)도를 참조하여, 상세히 설명하겠다.
(1) 영역 3A 내지 잉크가 전사되는 경우 (1도트 가열)(제5A) : 제어기는 전류 공급 트랜지스터(12A)와 전류 복귀 트랜지스터(13B),(13C),(13D)들을 턴온시키고, 전류 공급 트랜지스터(12B),(12C),(12D)들과 전류 복귀 트랜지스터(13A)는 턴 오프시킨다. 그러므로, 프린팅 전극(11A)은 "H" 상태로 되고, 프린팅 전극(11B),(11C),(11D)물은 "L" 상태로 된다. 따라서, 프린팅 전류가 전원전압(+V)으로부터 트랜지스터(12A), 프린팅전극(11A), 저항층(YA), 도전층(2) 및, 각기 저항층(YS),(YC) 또는 (YD)과 프린팅전극(11B),(11C) 또는 (11D)과 전류 복귀 트랜지스터(13B),(13C) 또는 (13D)로 이루어진 3개의 병렬 접속 복귀 회로를 경유하여 접지(GND)로 흐른다.
여기서, 복귀 전류는 3개의 병렬 회로로 분할되어 흐른다는 점을 유의하여야 한다. 다시 말해서, 프린팅 전류 I1가 프린팅 전극(11A)을 통과하기 때문에, 그 전극(11A)과 접촉하는 저항층(YA)이, 잉크 전사를 위해 잉크 영역(3A)상의 잉크 영역을 용융시킬 수 있는 정도까지 높게 가열된다. 그러나, 복귀 전류는 I2는 3경로내로 분할(즉,I2=1/3I1)되기 때문에, 전극(11B),(11C),(11D)과 접촉하는 저항층(YB),(YC),(YD)은 잉크 영역(3B),(3C),(3D)상의 잉크를 용융시키지 못할 정도로 낮게(약 1/9) 가열된다. 그러므로, 단지 잉크 영역(3A)만이 가열되고, 그 영역내의 잉크만이 전사되어, 1도트(A)만이 프린트 된다.
(2) 영역(3B) 및 (3D) 내의 잉크가 전사되는 경우 (2도트 가열)(제5b도) : 제어기는 전류 공급 트랜지스터(12B)와 전류 복귀 트랜지스터(13B)를 턴온시키고, 다른 모든 트랜지스터(12A),(12C),(12D)와 (13A),(13C),(13D)는 턴 오프시킨다.
그러므로, 프린팅 전극(11B)은 "H" 상태로 되고, 프린팅 전극(11D)은 "L" 상태로 되며, 다른 전극 (11A)와 (11C)은 "Z" 상태로 된다. 따라서, 프린팅 전류 I1는 전원전압 (+V)으로부터 프린팅 전극 (11B), 저항층 (YB)도전층(2), 저항층(YD), 프린팅 전극(11D) 및 복귀 트랜지스터(13D)를 경유하여 접지(GND)로 흐른다.
이 경우에는, 복귀 전류 I2가 프린팅 전류 I1와 동일하기때문에, 전극(11B) 및 (11D)와 접촉하는 저항층(YB) 및 (YD)이 동시에 잉크 영역(3B) 및 (3D)내의 잉크를 용융시키기에 충분할 정도로 높게 가열되어, 2도트 (B,D)가 프린트 된다.
(3) 영역(3A),(3C) 및 (3D)내의 잉크가 전사되는 경우 (3도트 가열)(제 5c 도) : 제어기는 전류 공급 트랜지스터(12A) 및 (12D)와 전류 복귀 트랜지스터(13C)를 턴온시키고, 다른 모든 트랜지스터(12B),(12C)와 (13A),(13B),(13D)는 턴 오프시킨다. 즉, 프린팅 전극(11A) 및 (11D)은 "H" 상태로 되고, 프린팅 전극(11C)은 "L" 상태로 되며, 프린팅 전극(11B)은 "Z" 상태로 된다. 따라서, 프린팅 전류 I1는 프린팅 전극(11B) 및 (11D)를 통해 병렬로 흐르고, 복귀 전류 I2=2I1는 프린팅 전극(11C)을 통해 흘러서, 영역(3A),(3C),(3D)상의 잉크를 동시에 가열한다. 이 경우에는, 영역(3C)이 공급 전류의 2배인 복귀 전류에 의해 충분히 가열되기 때문에, 3도트(A,C 및 D)가 프린트 된다.
(4) 영역(3A),(3B),(3C),(3D)내의 잉크가 전사되는 경우(4도트 가열)(제 5d ) : 제어기는 전류 공급트랜지스터(12A) 및 (12D)와 전류 복귀 트랜지스터(l3B) 및 (13C)를 턴온시키고, 다른 트랜지스터들 (12B) 및 (l2C)와 (13A) 및 (13B)은 턴오프시킨다.
즉, 프린팅 전극(11A) 및 (11D)은 "H" 상태로 되고 프린팅 전극(11B) 및 (1lD)은 "L" 상태로 된다. 따라서, 프린팅전류 I1는 프린팅 전극(1lA) 및 (1lD)을 통해 병렬로 흐르고, 복귀 전류 I2=I1는 프린팅 전극(1lB) 및 (11C)를 통해 병렬로 흘러서, 모든 영역(3A),(3B),(3C),(3D)내의 잉크를 동시에 가열하고, 그에따라 4도트(A,B,C,D)가 프린트 된다.
상술한 바와같이, 본 발명의 프린팅 장치에서는, 다수의 프린팅 전극(11)이 프린팅 헤드의 단부 모서리상에 일렬로 배열되어 있고, 각 프린팅 전극(11)에 각각 한쌍의 트랜지스터(12) 및 (13)가 접속되어 있으며, 잉크 리본(4)이 헤드에 대해 수평방향으로 공급되고, 헤드와 잉크 리본이 장착된 캐리지가 기록용지에 대해 상대적으로 이동되므로, 트랜지스터들을 공급, 복귀 및 고 임피던스의 3상태로 선택적으로 구동하여, 잉크리본상의 잉크가 선택적으로 가열되도록 함으로써, 기록용지상에 각종의 화상을 형성할수 있다.
제 5(a) 도 내지 제 5(d) 도를 참조로 한 이상의 설명에서는, 본 발명에 따른 장치의 동작을, 4도트의 프린팅 전극이 배열된 경우에 대해 단지 실시예적으로만 설명하였다. 그러므로, 40도트의 프린팅 전극이 배열된 경우에는, 예를 들어, 복귀 전류 I2를 4개 이상의 복귀 트랜지스터내로 분할시키거나, 또는 3개 이상의 전류 공급 및 복귀 트랜지스터를 동시에 구동하는 것이 가능하다.
이러한 전류 공급 및 복귀 트랜지스터의 선택은 기록용지상에 형성되도록 요구되는 도트 또는 화상의 수에 의해 제한되지는 않을 것이다.
본 발명에서는, 프린트 전극들이 복귀 전극으로서도 공통되게 사용될 수 있기 때문에, 전력 소비를 저하시킬 수 있고, 프린팅 효율이 개선될 수 있으며, 아울러 프린팅 전극들이 고밀도로 배열될 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조 코스트를 저하시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 잉크 리본과, 다수의 프린팅 전극이 제공된 프린팅 헤드와를 포함하여, 상기 프린팅 전극물을 통해 프린팅 전류가 흐를때, 상기 잉크 리본을 국소적으로 가열시킴으로써 그 잉크 리본상의 잉크가 기록용지상으로 전사 되도록 한 전열식 프린팅 장치에 있어서, (a) 각 프린팅 전극에 각각 접속되고, 그 각각의 구동시에 상기 잉크 리본으로 프린팅 전류를 공급시키는 복수개의 제1스위칭 수단과, (b) 각 프린팅 전극에 각각 접속되고, 그 각각의 구동시에 상기 잉크 리본으로부터 프린팅 전류를 복귀시키는 복수개의 제2스위칭수단과를 갖는 프린팅 전극 구동기를 실치하여 (c) 상기 프린팅 전류가 선택적으로 최소한 하나의 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제1스위칭 수단을 거쳐 상기 잉크 리본으로 공급되고, 또한 최소한 하나의 다른 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제2스위칭수단을 거쳐 상기 잉크 리본으로부터 복귀되도록 함으로써, 상기 프린팅 전류가 공급 및 복귀되는 프린팅 전극들의 인접 잉크 영역들에서 상기 잉크 리본을 선택적으로 가열하도록한 전열식 프린팅 창치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프린팅 전류가 최소한 하나의 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제1스위칭수단을 거쳐 상기 잉크 리본으로 공급되고, 또한 최소한 하나의 다른 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제2스위칭 수단을 거쳐 상기 잉크 리본으로부터 복귀되도록 함으로써, 상기 최소한 하나의 프린팅 전극에 인접하는 잉크 영역에서만 상기 잉크 리본을 가열하도록한 전열식 프린팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 프린팅 전류가 최소한 하나의 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제1스위칭수단을 거쳐 상기 잉크 리본으로 공급되고, 또한 최소한 하나의 다른 프린팅 전극에 접속된 최소한 하나의 제2스위칭수단을 거쳐 상기 잉크 리본으로부터 복귀되도록 함으로써, 상기 최소한 다른 하나의 프린팅 전극에 인접하는 잉크 영역에서만 상기 잉크 리본을 가열하도록한 전열식 프린팅 장치.
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