DE3929495A1 - Aufzeichnungskopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungskopf mit einer Mehrzahl von in einer Linie nebeneinanderliegenden, einzeln ansteuerbaren Elektroden.

Derartige Aufzeichnungsköpfe sind zur Informationsaufzeichnung beispielsweise durch Elektroerosion auf elektrosensitivem Papier oder durch Wärmeeinwirkung auf einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger bzw. auf normalem Papier unter Zwischenlage eines wärmeempfindlichen Widerstandsfarbbandes (sog. Electro- Thermal-Ribbon) bekannt. Dazu weisen die Aufzeichnungsköpfe eine Mehrzahl von in einer Linie dicht nebeneinanderliegenden Elektroden auf, an denen der jeweils zu bedruckende Aufzeich­ nungsträger ggf. zusammen mit dem wärmeempfindlichen Wider­ standsfarbband vorbeigeführt wird, währenddessen durch indivi­ duelle Ansteuerung der Elektroden elektrische Ströme in den Aufzeichnungsträger bzw. das Widerstandsfarbband eingeleitet werden und dort durch Elektrowärme oder -erosion eine Informations­ aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger bewirken.

Bei einem derartigen, aus der EP-A-00 97 744 bekannten Auf­ zeichnungskopf sind eine Mehrzahl von parallelen Leiterbahnen zwischen zwei flexiblen Isolierschichten ausgebildet, die zu­ sammen mit einer Gummischicht derart zwischen zwei Halteplatten gehalten sind, daß die Leiterbahnen mit ihren vorderen Enden unter Bildung der Elektroden zwischen den Isolierschichten herausragen und den zu bedruckenden Aufzeichnungsträger bzw. das wärmeempfindliche Widerstandsfarbband in einem Winkel von etwa 45° kontaktieren. An ihren hinteren Enden sind die Lei­ terbahnen aufgefächert und an Ansteuerleitungen angeschlossen, indem diese mit Hilfe eines Andruckelementes unmittelbar gegen die Leiterbahnen gedrückt werden.

Die Elektroden des Aufzeichnungskopfes unterliegen im Auf­ zeichnungsbetrieb einem mechanischen und elektrischen Verschleiß, so daß es erforderlich ist, den Aufzeichnungskopf in regel­ mäßigen zeitlichen Abständen auszutauschen. Daraus resultiert die Forderung, einerseits den Verschleiß zu verringern, um die Standzeit des Aufzeichnungskopfes zu verlängern und anderer­ seits den Aufzeichnungskopf so auszubilden, daß er als Ver­ schleißteil kostengünstig herstellbar und auf einfache Weise austauschbar ist.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei dem Aufzeichnungs­ kopf der eingangs angegebenen Art um einen Tragkörper mit zu­ mindest einer Längskante ein Draht gewickelt ist und daß die Drahtwindungen im Bereich ihrer Krümmung um die Längskante die Elektroden bilden.

Der erfindungsgemäße Aufzeichnungskopf zeichnet sich durch eine besonders einfache Herstellbarkeit aus, weil sich die Draht­ windungen mit einfachsten Mitteln, z.B. herkömmlichen Draht­ wickeleinrichtungen auf dem Tragkörper aufbringen lassen, wobei sich verschiedene Ausführungen des Aufzeichnungskopfes in An­ passung an die geforderte Aufzeichnungsdichte und an die jeweiligen Anforderungen des verwendeten Aufzeichnungsträgers oder des verwendeten Widerstandsfarbbandes durch Einstellung der Steigung beim Wickeln und über den Durchmesser und Werk­ stoff des Drahtes auf einfache Weise realisieren lassen.

Eine hohe Aufzeichnungsdichte wird in vorteilhafter Weise da­ durch ermöglicht, daß der Draht mit einer Isolierschicht versehen ist, die im Bereich der Elektroden von dem Draht entfernt ist. Die Drahtwindungen können daher im Bereich der Längskante des Tragkörpers mit maximaler Dichte nebeneinan­ derliegen, ohne daß es zu Kurzschlüssen zwischen den einzelnen Drahtwindungen kommt.

Im Aufzeichnungsbetrieb wird der Draht im Bereich seiner Krümmung um die Längskante des Tragkörpers mit dem Aufzeich­ nungsträger bzw. dem wärmeempfindlichen Widerstandsfarbband in Kontakt gebracht, so daß der Verschleiß der Elektroden nicht an der Stirnseite sondern an der Mantellinie des Drahtes auftritt; aufgrund der runden und glatten Manteloberfläche des Drahtes ist daher der Verschleiß an dieser Stelle vergleichsweise gering.

Eine weitere Reduzierung des Verschleißes der Elektroden läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopfes dadurch erreichen, daß der Draht zumindest im Bereich der Elektroden mit einer abriebfesten leitenden Außenschicht versehen ist. Als Material für die Außenschicht kommt beispielsweise Titannitrid, Titancarbid oder Wolfram­ carbid in Betracht, mit dem der Draht vor dem Abwickeln auf dem Tragkörper vollständig oder nach dem Aufwickeln partiell im Bereich seiner Krümmungen um die Längskante beschichtet wird.

Die Elektroden des Aufzeichnungskopfes gelten dann als verschlissen, wenn der Abrieb so groß geworden ist, daß der elektrische Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und dem an ihnen vorbeigeführten Aufzeichnungsträger bzw. Wider­ standsfarbband nicht mehr ausreicht, um die für die Informations­ aufzeichnung erforderliche elektrische Leistung zu erzeugen. In diesem Fall wird eine weitere Verwendbarkeit des erfindungsge­ mäßen Aufzeichnungskopfes in vorteilhafter Weise dadurch er­ möglicht, daß der Draht um mehrere, zueinander parallele Längs­ kanten des Tragkörpers gewickelt ist. Sobald nämlich die Draht­ windungen im Bereich ihrer Krümmung um eine der Längskanten ab­ gerieben sind, genügt es einfach, den Aufzeichnungskopf zu wenden oder zu verschwenken, um die Drahtwindungen im Bereich ihrer Krümmung um eine der jeweils anderen Längskanten in Kontakt mit dem Aufzeichnungsträger oder dem Widerstandsfarb­ band zu bringen.

Um jede Elektrode einzeln ansteuern zu können, ist jede einzelne Drahtwindungen mit einer eigenen Ansteuerleitung kontaktiert. Weist der Draht einen relativ hohen elektrischen Widerstand auf, so ist der Widerstand der Drahtwindungen zwischen jeweils benachbarten Elektroden groß genug, um das Übersprechen zwischen den benachbarten Elektroden auf ein unterhalb der Aufzeichnungsempfindlichkeit liegendes Maß zu reduzieren. Insbesondere bei Verwendung eines Drahtes mit ge­ ringem elektrischen Widerstand läßt sich das Übersprechen in vorteilhafter Weise dadurch verhindern, daß die Drahtwindungen in einem von der Längskante abgewandten Bereich des Tragkörpers aufgetrennt sind.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im einzelnen zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Aufzeichnungskopfes in Form einer Druckzeile, die

Fig. 2 und 3 verschiedene Querschnittsformen für den erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopf und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel in Form eines seriell arbeitenden Aufzeichnungskopfes.

Fig. 1 zeigt in schematischer perspektivischer Ansicht den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungs­ gemäßen Aufzeichnungskopfes 1, wobei sich dieser über die Breite einer Druckzeile erstreckt. Der Aufzeichnungskopf 1 be­ steht aus einem Tragkörper 2, beispielsweise aus Keramik oder Epoxidharz, der mindestens eine sich in Druckzeilenrichtung er­ streckende Längskante 3 aufweist. Entlang der Längskante 3 sind eine Vielzahl von Elektroden 4 in der Weise ausgebildet, daß um den Tragkörper 2 ein Draht gewickelt ist, dessen Drahtwindungen 5 im Bereich ihrer Krümmung um die Längskante 3 die Elektroden 4 bilden. Um bei dichter Anordnung der Drahtwindungen 5 einen Kurzschluß zwischen den jeweils benachbarten Drahtwindungen 5 zu verhindern, ist der Draht mit einer isolierenden Lackschicht überzogen, die lediglich im Bereich der Elektroden 4 durch Abrieb entfernt ist. Die Drahtwindungen 5 sind im Bereich einer in bezug auf die Längskante 3 rückwärtigen Seite 6 des Trag­ körpers 2 aufgetrennt, so daß alle Drahtwindungen 5 voneinander elektrisch isoliert sind. Die einzelnen Drahtwindungen 5 sind jeweils mit Messerkontaktstücken 7 versehen, die im rückwär­ tigen Bereich des Tragkörpers 2 in einer Zeile nebeneinander­ liegend angeordnet sind. Auf einer zu dem Aufzeichnungskopf 1 parallelen Kontaktleiste 8 sind zu den Messerkontaktstücken 7 passende Federkontaktstücke 9 in entsprechender Anzahl ange­ ordnet und mit Ansteuerleitungen 10 verbunden, so daß durch Anstecken des Aufzeichnungskopfes 1 an die Kontaktleiste 8 die einzelnen Drahtwindungen 5 und die von ihnen gebildeten Elek­ troden 4 individuell ansteuerbar an die Ansteuerleitungen 10 angeschlossen werden.

Im Bereich der Elektroden 4 liegt dem Aufzeichnungskopf 1 eine Druckwalze 11 gegenüber, die einen elektrosensitiven oder wärmeempfindlichen, mit einer elektrisch leitenden Schicht ver­ sehenen Aufzeichnungsträger 12 oder, was hier nicht dargestellt ist, einen aus normalem Papier bestehenden Aufzeichnungsträger unter Zwischenlage eines wärmeempfindlichen Widerstandsfarbbandes (vgl. EP-A-00 97 744, Fig. 7) gegen die von den nebeneinander­ liegenden Elektroden 4 gebildete Druckzeile drückt. Während durch selektive Ansteuerung der einzelnen Elektroden 4 eine lokale Informationsaufzeichnung auf den Aufzeichnungsträger 12 erfolgt, wird dieser durch die Druckwalze 11 in Richtung des Pfeiles 13 an den Elektroden 4 vorbeibewegt, wobei die den Elektroden 4 über die Ansteuerleitungen 10 zugeführten Auf­ zeichnungsinformationen als elektrische Ströme Zeile für Zeile in den Aufzeichnungsträger 12 eingeleitet werden und dort durch Elektrowärme oder -erosion eine Aufzeichnung der Informationen bewirken.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Aufbau des Aufzeichnungskopfes 1 durch die Realisierung der Elektroden 4 in Drahtwickeltechnik besonders einfach. Insbesondere lassen sich unterschiedliche Dichten bei der Anordnung der Elektroden 4 und unterschiedliche Elektrodengrößen in einfacher Weise durch Variation der Steigung beim Wickeln des Drahtes und durch Auswahl verschiedener Drahtdurchmesser realisieren.

Für den Fall, daß der Draht aus einem hochohmigen Widerstands­ material besteht, ist es nicht unbedingt erforderlich, die Drahtwindungen 5, wie in Fig. 1 gezeigt, aufzutrennen, sofern nur der Widerstand jeder einzelnen Drahtwindung 5 groß genug ist, um den Übersprechstrom auf die jeweils benachbarte Draht­ windung auf ein unterhalb der Aufzeichnungsempfindlichkeit des Aufzeichnungsträgers 12 liegendes Maß zu reduzieren.

Während des Aufzeichnungsvorganges tritt ein elektrischer und thermischer Verschleiß der Elektroden 4 lediglich an der Mantel­ linie des Drahtes auf, wobei die Elektroden 4 dann als abge­ nutzt gelten, wenn der Abrieb so groß geworden ist, daß der Übergangswiderstand von den Elektroden 4 auf den zu bedrucken­ den Aufzeichnungsträger 12 bzw. das Widerstandsfarbband nicht mehr ausreicht, um bei einem vorgegebenen elektrischen Strom die für die Informationsaufzeichnung erforderliche Leistung zu erzeugen. Um den Verschleiß der Elektroden 4 zu verringern, ist der Draht mit einer besonders harten, elektrisch leitenden Außenschicht 14 beispielsweise Titannitrid, Titancarbid oder Wolframcarbid versehen. Der Draht kann dabei entweder vor dem Aufwickeln auf den Tragkörper 2 bereits mit der Außenschicht 14 beschichtet sein oder nach dem Aufwickeln partiell im Bereich der Elektroden 4 mit der Außenschicht 14 beschichtet (Sputtern, Galvanik) werden.

Sind die Elektroden 4 dennoch nach einer gewissen Betriebszeit abgenutzt, läßt sich der Aufzeichnungskopf 1 durch einfaches Wenden weiter gebrauchen, weil der Tragkörper 2 zusätzlich zu der mit 3 bezeichneten Längskante eine dazu parallele weitere Längskante 15 aufweist, im Bereich derer die Drahtwindungen 5 eine zweite Linie von benachbarten Elektroden 16 bilden. Zum Anschluß des gewendeten Aufzeichnungskopfes 1 an die Ansteuer­ leitungen 10 können - was hier nicht gezeigt ist - an der Kontaktleiste 8 den Federkontaktstücken 9 gegenüberliegende weitere Federkontaktstücke angeordnet sein oder die Drahtwin­ dungen 5 zusätzlich im unteren Bereich des Aufzeichnungskopfes 1 mit weiteren Messerkontaktstücken versehen sein.

Fig. 2 zeigt eine weitere Kontaktierungsmöglichkeit für einen zeilenförmigen Aufzeichnungskopf 17, der hier in Seitenansicht dargestellt ist, so daß von den vielen nebeneinanderliegenden Drahtwindungen nur eine Drahtwindung 18 um den Tragkörper 19 zu sehen ist. Jede Drahtwindung z.B. 18 bildet im Bereich ihrer Krümmung um zwei parallele Längskanten des Tragkörpers 19 jeweils zwei gegenüberliegende Elektroden 20 und 21, von denen hier die mit 20 bezeichnete Elektrode an einer Druckwalze 22 mit einem Aufzeichnungsträger 23 anliegt. Die Kontaktierung der Drahtwindungen 18 mit Ansteuerleitungen 24 erfolgt im rückwä­ rtigen Bereich des Tragkörpers 19, wobei die Ansteuerleitungen 24 durch Andruckkörper 25 und 26 abwechselnd gegen das obere Ende 27 jeder zweiten Drahtwindung 18 und gegen das hier von der davorliegenden Drahtwindung 18 verdeckte untere Ende jeder benachbarten Drahtwindung gedrückt werden. Die Andruckkörper 25 und 26 dienen zugleich auch als Halterung für den Aufzeich­ nungskopf 17, wobei die versetzte Anordnung der Kontaktstellen es erlaubt, nach Verschleiß der Elektroden 20 den Aufzeich­ nungskopf 17 aus der Halterung 25, 26 herauszunehmen, zu wenden und wieder in die Halterung 25, 26 einzusetzen, so daß nunmehr die mit 21 bezeichnete Elektrode an der Druckwalze 22 anliegt.

Fig. 3 zeigt ebenfalls in Seitenansicht einen zeilenförmigen Aufzeichnungskopf 28 bei dem durch einen dreieckförmigen Quer­ schnitt des Tragkörpers 29 besonders große Krümmungen des herumgewickelten Drahtes 30 im Bereich der Längskanten des Tragkörpers 29 erreicht wird, so daß die Kontaktflächen der durch die Drahtkrümmungen gebildeten Elektroden 31 und 32 mit dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger 33 besonders klein sind.

Fig. 4 zeigt schließlich einen Aufzeichnungskopf 34 für ein seriell arbeitendes Aufzeichnungsgerät. Der Aufzeichnungskopf 34 besteht aus einem plattenförmigen, sich zu einem Ende hin trapezartig verjüngenden Tragkörper 35. Um den Tragkörper 35 ist ein Draht gewickelt, dessen einzelne Drahtwindungen 36 im Bereich des schmaleren Endes 37 des Tragkörpers 35 dichter nebeneinanderliegen, als an dem gegenüberliegenden breiteren Ende 38. An dem schmaleren Ende 37 verlaufen die Drahtwindungen 36 in scharfer Krümmung um zwei parallele Längskanten 39 und 40 des Tragkörpers 35 und bilden so dort zwei Reihen von eng nebeneinanderliegenden Elektroden 41 bzw. 42. Im Bereich des schmaleren Endes 37 des Tragkörpers 35 sind die einzelnen Drahtwindungen 36 lediglich aus Gründen der deutlicheren Dar­ stellbarkeit mit Abstand zueinander dargestellt. Tatsächlich liegen an dieser Stelle die Drahtwindungen 36 mit maximaler Dichte nebeneinander, wobei durch eine den Draht für die Draht­ windungen 36 überziehende Isolierschicht (Lackschicht) 43 ein Kurzschluß zwischen den jeweils benachbarten Drahtwindungen 36 verhindert wird. Die Isolierschicht 43 ist im Bereich der Drahtkrümmungen um die Längskanten 39 und 40 durch Abrieb ent­ fernt, so daß die Elektroden 41 und 42 freiliegen. An dem gegenüberliegenden breiteren Ende 38 des Tragkörpers 35 sind die einzelnen Drahtwindungen 36 in derselben Art und Weise, wie in Fig. 2 dargestellt, mit Ansteuerleitungen 44 verbunden, wobei durch den im Vergleich zu den Elektroden 41 bzw. 42 weiteren Abstand der einzelnen Drahtwindungen 36 zueinander eine sichere Kontaktierung ermöglicht ist.

Claims (5)

1. Aufzeichnungskopf (1) mit einer Mehrzahl von in einer Linie nebeneinanderliegenden, einzeln ansteuerbaren Elektroden (4), dadurch gekennzeichnet, daß um einen Tragkörper (2) mit zumindest einer Längskante (3) ein Draht gewickelt ist und daß die Drahtwindungen (5) im Bereich ihrer Krümmung um die Längskante (3) die Elektroden (4) bilden.

2. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mit einer Isolierschicht (43) versehen ist, die im Bereich der Elektroden (41, 42) von dem Draht entfernt ist.

3. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zumindest im Bereich der Elektroden (4) mit einer abriebfesten, leitenden Außenschicht (14) versehen ist.

4. Aufzeichnungskopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht um mehrere, zueinander parallele Längskanten (3, 15; 39, 40) des Tragkörpers (2; 35) gewickelt ist.

5. Aufzeichnungskopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwindungen (5) in einem von der Längskante (3) ab­ gewandten Bereich (6) des Tragkörpers (2) aufgetrennt sind.