DE3641044C1 - Device for holding a matrix print head - Google Patents
Device for holding a matrix print headInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes mit einem Träger, an dem der Druckkopf um eine einen Fühler zum Abtasten der Dicke eines Aufzeichnungsträgers tragende Schwinge um zueinander und zur Auflage für den Aufzeichnungsträger parallele Achsen schwenkbar gelagert sind, wobei der Druckkopf in Abhängigkeit des Abstandes des Fühlers von der Auflage relativ zu dieser verstellbar ist.The invention relates to a device for holding a Matrix print head with a carrier on which the print head a sensor for scanning the thickness of a recording medium load-bearing swingarm around each other and on the support parallel axes pivotable for the record carrier are, the printhead depending on the distance the feeler of the support is adjustable relative to this is.
Zum Bedrucken unterschiedlich dicker Aufzeichnungsträger müssen an Druckern Einrichtungen vorgesehen sein, die den Druckkopf unabhängig von der Dicke des Aufzeichnungsträgers, das heißt unabhängig vom Abstand der Aufzeichnungsfläche von der Auflage für den Aufzeichnungsträger in einem konstanten Abstand zur Aufzeichnungsfläche halten. Dieses Problem ist besonders bei Nadel- oder Matrixdruckköpfen von Bedeutung, da der Hub der Drucknadeln klein ist, so daß schon kleine Abstandsänderungen (um ²/₁₀ oder ³/₁₀ mm) des Druckkopfes relativ zur Aufzeichnungsfläche eine Verlängerung der Druckqualität mit sich bringen.In order to print on record carriers of different thicknesses on printers, devices are provided which provide the printhead regardless of the thickness of the record carrier that means regardless of the distance of the recording surface from the Support for the record carrier at a constant distance hold to the recording surface. This problem is particularly important for needle or matrix print heads, since the stroke of the printing needles is small, so that even small Distance changes (by ² / ₁₀ or ³ / ₁₀ mm) of the print head an increase in print quality relative to the recording area entail.
Bei einer aus der DE-OS 26 08 301 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist die Schwinge mit einem Magneten verbunden, der abhängig von der Verstellung der Schwinge einen Hallsensor erregt. Das Signal wird einem Stellmotor zugeführt, der dann den Druckkopf verstellt. Diese Lösung ist relativ aufwendig, wenn sie auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten zuverlässig funktionieren soll und wenn man erreichen will, daß der Ausschlag des Fühlers in eine gleich große Stellbewegung des Druckkopfes umgesetzt werden soll.In a device known from DE-OS 26 08 301 The type mentioned above is the rocker with a magnet connected, which depends on the adjustment of the rocker excited a Hall sensor. The signal becomes a servomotor fed, which then adjusts the print head. This solution is relatively expensive, even when printing at high speeds should work reliably and if one wants to make the sensor deflect into a equally large actuating movement of the print head can be implemented should.
Die DE-OS 23 21 988 zeigt eine Vorrichtung zur Halterung eines Nadeldruckkopfes, bei der der Abstand des Druckkopfmundstückes von dem Aufzeichnungsträger mittels eines gleitenden Elementes eingestellt wird. Das gleitende Element sitzt nahe am Druckkopf, so daß die Abstandsänderung welche das gleitende Element erfährt, auf kurzem Wege auf den Druckkopf übertragen wird. Der Druckkopf und das Gleitelement sind dabei über Blattfedern an dem Träger angeordnet, so daß sie bei kleinen Ausschlägen eine quasi lineare Bewegung senkrecht zur Aufzeichnungsebene ausführen. Diese Anordnung ist nur für Aufzeichnungsträger verwendbar, die in sich eine völlig gleichbleibende Stärke besitzen. Weist der Aufzeichnungsträger dagegen auf einer relativ kurzen Distanz Dickenunterschiede auf, so können die von dem relativ großflächigen Gleitstück nicht erfaßt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Sparbuch, wenn sich der Druckkopf dem Mittelfalz des Sparbuches nähert.DE-OS 23 21 988 shows a device for mounting a needle print head, where the distance of the print head mouthpiece from the record carrier by means of a sliding Element is set. The sliding element sits close to the printhead, so the change in distance experiences the sliding element, on the short path to the Printhead is transferred. The print head and the sliding element are arranged on the carrier via leaf springs, so that they have a quasi linear movement with small rashes Execute perpendicular to the recording plane. This arrangement can only be used for record carriers that are in have a completely constant strength. He knows Record carriers, however, at a relatively short distance Differences in thickness, so that can be relative to that large slider can not be detected. For example, this is the case with a passbook when the Printhead approaches the center fold of the passbook.
Bei einer aus der DE-OS 26 51 884 bekannten Ausführungsform ist der Druckkopf in einer linearen Führung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers verstellbar. Der Druckkopf ist direkt mit einer Tastrolle verbunden, so daß er den Bewegungen der Tastrolle unmittelbar folgen kann. Allerdings sind Schiebeführungen, die in zuverlässiger Weise die erforderliche exakte und leichtgängige Bewegung des Druckkopfes ermöglichen, recht aufwendig.In one embodiment known from DE-OS 26 51 884 the print head is in a linear guide perpendicular to the Surface of the record carrier adjustable. The printhead is directly connected to a feeler roller, so that it can follow the movements of the feeler roller immediately. Indeed are sliding guides that reliably required precise and smooth movement of the print head enable quite expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die auf einfache und zuverlässige Weise die Einhaltung eines konstanten Abstandes zwischen dem Druckkopfmundstück und der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers unabhängig von der jeweiligen Dicke desselben gewährleistet.The invention has for its object a device of the type mentioned at the beginning, which in simple and reliable way of maintaining a constant Distance between the printhead tip and the surface a record carrier regardless of the respective Guaranteed thickness of the same.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckkopf an einer zweiten Schwinge befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur ersten Schwinge gerichtet ist und sich über ein Auflager auf der ersten Schwinge abstützt, daß die jeweils senkrecht zu den Schwingenachsen gemessenen Abstände l₁, l₂, l₃ und l₄ des Auflagers von dem Fühler, von der Achse der ersten Schwinge, von dem Druckkopfmundstück und von der Achse der zweiten Schwinge so gewählt sind, daß die BeziehungThe object is achieved in that the printhead is attached to a second rocker, which is directed substantially parallel to the first rocker and is supported by a support on the first rocker that the distances l ₁, l measured perpendicular to the rocker axes ₂, l ₃ and l ₄ of the support of the sensor, of the axis of the first rocker, of the print head mouthpiece and of the axis of the second rocker are chosen so that the relationship
mindestens annähernd erfüllt ist, wobei l₃ größer als l₁ und l₄ größer als l₂ ist, und daß der Fühler von einer Rolle gebildet ist, deren Achse in einer durch die Drucknadelführungen des Druckkopfmundstückes verlaufenden und zur Auflage für die Aufzeichnungsträger sowie zur Schreibrichtung senkrechten Ebene liegt.is at least approximately fulfilled, wherein l ₃ is greater than l ₁ and l ₄ is greater than l ₂, and that the sensor is formed by a roller, the axis of which runs in a through the print needle guides of the print head mouthpiece and to support the recording medium and the writing direction vertical plane.
Aus räumlich konstruktiven Gründen ist ein gewisser Abstand zwischen den Nadelspitzen des Druckkopfes und dem Fühler erforderlich, der in der Praxis etwa 10 mm betragen kann. Eine den Druckkopf tragende Schwinge kann in der Praxis ebenfalls aus räumlich konstruktiven Gründen nicht wesentlich länger als ca. 100 mm gewählt werden. Wenn Fühler und Druckkopf an derselben Schwinge angeordnet wären, würde dies nach den Hebelgesetzen der Mechanik dazu führen, daß der Druckkopf bei den vorliegend genannten Abmessungen um ca. 10% höher angehoben werden würde als der Fühler. Das hätte bei einem Sparbuch von ca. 3 mm Dicke die Folge, daß der Druckkopf um 0,3 mm höher gegenüber der Auflage angehoben würde als der Fühler. Dieser zusätzliche Betrag kann von den Drucknadeln nicht mehr überbrückt werden, ohne daß das Schriftbild darunter leidet.For spatial construction reasons there is a certain distance between the needle tips of the printhead and the probe required, which in practice can be about 10 mm. A rocker carrying the printhead can be used in practice also not essential for spatial design reasons longer than approx. 100 mm. If feelers and printhead would be located on the same rocker this, according to the lever laws of mechanics, lead to the fact that the print head with the dimensions mentioned here would be raised about 10% higher than the sensor. The would have the consequence with a savings book of about 3 mm thickness that the printhead is raised 0.3 mm higher than the platen would as the feeler. This additional amount can can no longer be bridged by the printing needles without the typeface suffers.
Dieser Nachteil wird nun durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt, da durch die Anordnung des Druckkopfes und des Fühlers an zwei getrennten Schwingen und durch die angegebene Bemessung der Abstände des Auflagers von dem Fühler, dem Druckkopfmundstück und den beiden Achsen der Schwingen das Druckkopfmundstück bei geringen Ausschlägen der Schwingen im wesentlichen um den gleichen Betrag angehoben wird wie der Fühler. Damit bleibt der Grundabstand des Druckkopfmundstückes von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers stets gleich unabhängig von der Dicke des Aufzeichnungsträgers.This disadvantage is now caused by the arrangement according to the invention eliminated because of the arrangement of the printhead and of the sensor on two separate wings and by the specified Dimensioning of the distances of the support from the sensor, the print head mouthpiece and the two axes of the Swing the printhead mouthpiece with small swings the swing arm is raised by substantially the same amount becomes like the feeler. This leaves the basic distance the printhead mouthpiece from the surface of the recording medium always the same regardless of the thickness of the Record carrier.
Die vorstehend beschriebene Anordnung der Fühlerrolle gewährleistet, daß der Fühler tatsächlich die Dicke des Aufzeichnungsträgers an der Stelle erfaßt, an der gerade die Drucknadeln auf den Aufzeichnungsträger auftreffen sollen. Dies unterscheidet die erfindungsgemäße Vorrichtung von der Anordnung gemäß der DE-OS 26 08 301, bei der die Fühler in Schreibrichtung betrachtet vor und hinter dem Druckkopfmundstück angeordnet sind. Diese Fühler können damit nicht die Dicke des Aufzeichnungsträgers an der Stelle erfassen, an der die Drucknadeln gerade auf den Aufzeichnungsträger auftreffen sollen. The arrangement of the sensor roller described above ensures that the sensor is actually the thickness of the record carrier recorded at the point where the Print needles should hit the record carrier. This distinguishes the device according to the invention from the Arrangement according to DE-OS 26 08 301, in which the sensor in Direction of writing viewed in front of and behind the print head mouthpiece are arranged. These sensors cannot record the thickness of the record carrier at the point at which the printing needles are just on the record carrier should hit.
Aus der DE-OS 31 12 079 und der DE-OS 26 07 580 sind an sich Halterungen für Matrixdruckköpfe bekannt, denen ebenfalls jeweils eine Tastrolle in der vorstehend beschriebenen Weise zugeordnet ist. Bei der Anordnung gemäß der DE-OS 31 12 079 sind der Druckkopf und die Tastrolle starr an einem gemeinsamen Schlitten befestigt, der seinerseits mittels zweier Doppellenker an zueinander parallelen Führungsstangen schwenkbar und entlang der Führungsstangen verschiebbar gelagert ist. Durch das so gebildete Parallelogrammgestänge wird ebenso wie bei der erfindungsgemäßen Anordnung erreicht, daß der Druckkopf exakt um denselben Betrag gegenüber der Auflage für den Aufzeichnungsträger angehoben wird wie die Fühlerrolle. Dadurch, daß das Gestänge jedoch vier Gelenke aufweist, ist es außerordentlich schwierig, die erwünschte Präzision bei der Verstellung des Druckkopfes zu erreichen, da sich die Toleranzen von vier Gelenken auf die Verstellung des Druckkopfes auswirken. Zudem handelt es sich bei zweien dieser Gelenke nicht nur um reine Drehgelenke, sondern gleichzeitig um Gleitführungen. Auch dies wirkt sich nachteilig auf die erreichbare Genauigkeit aus. Die gewünschte Genauigkeit wäre bestenfalls mit einem außerordentlich großen technischen Aufwand für die Gelenke und Gleitführungen zu erreichen.From DE-OS 31 12 079 and DE-OS 26 07 580 are mounts for matrix printheads are known to them each have a sensing roller in the one described above Way is assigned. In the arrangement according to the DE-OS 31 12 079 the print head and the feeler roller are rigid attached to a common sled, which in turn by means of two double links on parallel guide rods swiveling and along the guide rods is slidably mounted. Through the parallelogram linkage thus formed is the same as in the invention Arrangement ensures that the print head is exactly around the same Amount compared to the circulation for the record carrier is raised like the feeler roller. Because the linkage however, having four joints, it is extraordinary difficult to achieve the desired precision when adjusting the To achieve printhead since the tolerances of four Affect joints on the adjustment of the printhead. In addition, two of these joints are not only about pure swivel joints, but at the same time about sliding guides. This also has a disadvantageous effect on the accuracy that can be achieved out. The desired accuracy would be at best with an extraordinarily large technical effort for the To reach joints and sliding guides.
Auch bei der Ausführungsform gemäß der DE-OS 26 07 580 sind der Druckkopf und die Fühlerrolle an einem horizontal verstellbaren Schlitten befestigt, wobei die Lage der Fühlerrolle in Anpassung an die Abnutzung der Drucknadeln an dem Schlitten verstellbar ist. Der Schlitten ist an einer Führungsstange mittels zweier diametral zur Führungsstange angeordneter Rollen gelagert. Die Führungsstange ihrerseits ist über einen Schwenkarm an einen festen Stützpunkt angelenkt. Auch bei dieser Anordnung wirken sich auf die Verstellgenauigkeit die Toleranzen des Schwenklagers, der Rollenlager und die Genauigkeit aus, mit der die Rollen auf der Führungsstange laufen. Da bei einem Verschwenken des Schlittens die Rollen auf der Führungsstange in Umfangsrichtung gleiten müssen, können sie auf der Führungsstange nicht so straff geführt werden, daß das Spiel zwischen den Rollen und der Führungsstange mit der gewünschten Genauigkeit ausgeschlossen werden könnte. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden die vorstehend beschriebenen Fehlerquellen zuverlässig ausgeschlossen.Also in the embodiment according to DE-OS 26 07 580 the print head and the sensor roller on a horizontally adjustable Carriage attached, taking the location of the feeler roller in adaptation to the wear of the printing needles on the Sled is adjustable. The carriage is on a guide rod by means of two diametrically arranged to the guide rod Rolls stored. The guide rod in turn is hinged to a fixed base via a swivel arm. This arrangement also affects the adjustment accuracy the tolerances of the swivel bearing, the Roller bearings and the accuracy with which the rollers on the guide rod run. Since when the Slide the rollers on the guide bar in the circumferential direction need to slide, they can on the guide rod not so tight that the game between the Rollers and the guide rod with the desired accuracy could be excluded. With the invention Arrangement will be the sources of error described above reliably excluded.
Vorzugsweise liegen die Schwingenachsen mindestens annähernd in einer zur Auflage parallelen Ebene. Um einen definierten Abstand des Druckkopfmundstückes von dem Aufzeichnungsträger sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn die zweite Schwinge in Richtung auf die Auflage vorgespannt ist, so daß der Fühler mit einem gewissen Auflagedruck auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt. Um das Einschieben eines Aufzeichnungsträgers in eine Druckvorrichtung zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die Schwingen mittels einer Stellvorrichtung gemeinsam um ihre Achsen verschwenkbar sind. Dabei können an der ersten Schwinge und dem Träger zur Anlage aneinander bestimmte Anschläge vorgesehen sein, von denen mindestens einer verstellbar sein kann, um eine definierte Nullstellung der Schwingen festzulegen.The swing axes preferably lie at least approximately in a plane parallel to the support. To a defined one Distance of the print head mouthpiece from the record carrier to ensure it is appropriate if the second rocker is biased towards the support, so that the sensor with a certain contact pressure on the Record carrier rests. To insert a record carrier into a printing device to facilitate it is advantageous if the rockers by means of an actuator are pivotable together about their axes. You can use the first swing arm and the support to attach to the system to each other certain stops are provided by which at least one can be adjustable to a defined one Define the zero position of the wings.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigtFurther advantages of the invention result from the following description, which in connection with the accompanying drawing, the invention using an exemplary embodiment explained. It shows
Fig. 1 eine teilweise schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung und Fig. 1 is a partially schematic perspective view of the mounting device according to the invention and
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in Richtung des Pfeiles P in Fig. 1. FIG. 2 is a schematic side view of the device shown in FIG. 1 in the direction of arrow P in FIG. 1.
Die allgemein mit 10 bezeichnete Halterung für einen Nadeldruckkopf 12 (Fig. 2), von dem in Fig. 1 nur das Mundstück 14 dargestellt ist, umfaßt einen Schlitten 16, der auf einer Gleitschiene 18 in Längsrichtung der Gleitschiene verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten 16 weist zwei Arme 20 auf, an denen um zueinander parallele Achsen 22, 24 eine erste Schwinge 26 und eine zweite Schwinge 28 schwenkbar gelagert sind. Die Schwingenachsen 22 und 24 liegen in einer zu einer Auflagefläche 30 für einen Aufzeichnungsträger 32 (im vorliegenden Fall beispielsweise ein Sparbuch) parallelen Ebene.The generally designated 10 holder for a needle printhead 12 ( Fig. 2), of which only the mouthpiece 14 is shown in Fig. 1, comprises a carriage 16 which is slidably mounted on a slide rail 18 in the longitudinal direction of the slide rail. The carriage 16 has two arms 20 on which a first rocker arm 26 and a second rocker arm 28 are pivotally mounted about axes 22, 24 which are parallel to one another. The rocker axles 22 and 24 lie in a plane parallel to a support surface 30 for a record carrier 32 (in the present case, for example, a savings book).
Die Schwinge 26 ist in Form eines Rahmens oder Bügels ausgebildet und dient zur Halterung einer Nachführrolle 34, die als Fühler zum Abtasten der Dicke des Aufzeichnungsträgers 32 bestimmt ist.The rocker 26 is designed in the form of a frame or bracket and serves to hold a tracking roller 34 , which is intended as a sensor for scanning the thickness of the recording medium 32 .
Die Schwinge 28 ist ebenfalls rahmenförmig ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen parallel zur der Schwinge 26. An der Schwinge 28 ist der Nadeldruckkopf 12 befestigt. Wie man aus den Fig. 1 und 2 erkennt, ist die Schwinge 28 - senkrecht zu den Schwingenachsen 22, 24 betrachtet - länger als die Schwinge 26 ausgebildet, so daß sie diese übergreift. Die Nachführrolle 34 und der Nadeldruckkopf 12 sind an den beiden Schwingen 26 und 28 derart relativ zueinander angeordnet, daß die Achse 36 der Nachführrolle 34 in der durch die Nadelführungen 40 des Druckkopfmundstückes 14 verlaufenden Ebene liegt.The rocker 28 is also frame-shaped and extends essentially parallel to the rocker 26 . The needle print head 12 is attached to the rocker 28 . As can be seen from FIGS. 1 and 2, the rocker 28 - viewed perpendicular to the rocker axes 22, 24 - is longer than the rocker 26 so that it engages over it. The guide roller 34 and the needle print head 12 are arranged on the two rockers 26 and 28 such that the axis 36 of the guide roller 34 lies in the plane running through the needle guides 40 of the print head mouthpiece 14 .
Die Schwinge 28 liegt auf einem mit der Schwinge 26 verbundenen Auflager 38 auf, das eine halbzylindrische Oberfläche aufweist, so daß die Berührung zwischen dem Auflager 38 und der Schwinge 28 nur linienförmig ist. Die beiden Schwingen 26 und 28 werden im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schraubendruckfedern 42 in Richtung auf die Auflage 30 vorgespannt, so daß sie mit einem definierten Druck auf der Auflage 30 bzw. dem Aufzeichnungsträger 32 aufliegen. Bei einer anderen Ausführungsform kann diese Vorspannung auch dadurch erzielt werden, daß die Lagerung der Schwinge 28 nicht als stabförmige Welle, sondern als Blattfeder in Länge der Schwingenachse 24 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform übt dann die Blattfeder den Druck auf die erste Schwinge 26 und damit die Nachführrolle 34 aus.The rocker 28 rests on a support 38 connected to the rocker 26 , which has a semi-cylindrical surface, so that the contact between the support 38 and the rocker 28 is only linear. The two rockers 26 and 28 are biased in the illustrated embodiment by helical compression springs 42 in the direction of the support 30 , so that they rest with a defined pressure on the support 30 or the record carrier 32 . In another embodiment, this preload can also be achieved in that the mounting of the rocker 28 is not designed as a rod-shaped shaft, but as a leaf spring in the length of the rocker axis 24 . In this embodiment, the leaf spring then exerts the pressure on the first rocker 26 and thus the tracking roller 34 .
Die beiden Schwingen 26 und 28 sind mittels einer nicht dargestellten Stellvorrichtung gemeinsam verschwenkbar, um das Einschieben eines Aufzeichnungsträgers in die Druckvorrichtung zu ermöglichen oder zu erleichtern. Dabei kommt ein Anschlag 44 zur Anlage an einem mit einer Justierschraube 46 versehenen Gegenanschlag 48, der mit der ersten Schwinge 26 verbunden ist.The two rockers 26 and 28 can be pivoted together by means of an actuating device (not shown) in order to enable or facilitate the insertion of a record carrier into the printing device. Here, a stop 44 comes to rest on a counter-stop 48 provided with an adjusting screw 46 , which is connected to the first rocker 26 .
Wird ein Aufzeichnungsträger von der Dicke A (Fig. 2) in die Druckvorrichtung eingeschoben, so wird die Nachführrolle 34 um den Betrag A angehoben. Nach den Hebelgesetzen wird das Auflager 38 dabei nur um einen Bruchteil der Abmessung A angehoben. Wählt man die in der Fig. 2 eingetragenen Abstände l₁ bis l₄ des Auflagers 38 von der Nachführrolle 34, von der ersten Schwingenachse 22, von dem Druckkopfmundstück 14 und von der zweiten Schwingenachse 24 in der Weise, daß die BeziehungIf a recording medium of the thickness A ( FIG. 2) is inserted into the printing device, the tracking roller 34 is raised by the amount A. According to the lever laws, the support 38 is only raised by a fraction of the dimension A. Selecting the distances l ₁ to l ₄ of the bearing 38 entered in FIG. 2 from the tracking roller 34 , from the first rocker axis 22 , from the print head mouthpiece 14 and from the second rocker axis 24 in such a way that the relationship
mindestens annähernd erfüllt ist, so hat dies zur Folge, daß beim Anheben der Nachführrolle 34 um den Betrag A das Druckkopfmundstück 14 ebenfalls nur um den Betrag A und nicht um einen höheren Betrag angehoben wird. Somit bleibt der vorgesehene Abstand B des Druckkopfmundstückes 14 von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers unabhängig von dessen Dicke stets erhalten.is at least approximately fulfilled, this has the consequence that when the tracking roller 34 is raised by the amount A, the print head mouthpiece 14 is also raised only by the amount A and not by a higher amount. The intended distance B of the print head mouthpiece 14 from the surface of the recording medium is thus always maintained, regardless of its thickness.
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