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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen
Aufzeichnungskopf zur Verwendung in einer mit elektrisch
angeregter Übertragung arbeitenden
Aufzeichnungsvorrichtung und insbesondere den Aufbau eines
Aufzeichnungskopfs zur Verwendung in einer
Übertragungs-Aufzeichnungsvorrichtung des Typs, bei dem die Übertragung unter
Verwendung von durch Elektrizität erzeugter Wärme
erfolgt.
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Bei einer mit elektrisch angeregter Übertragung
arbeitenden Aufzeichnungsvorrichtung wird eine in einem
Aufzeichnungsfilm ausgebildete Widerstandsschicht über
mehrere in einem Aufzeichnungskopf vorgesehene
Elektrodennadeln mit Elektrizität geladen, um Wärme zu
erzeugen, derart, daß in dem Aufzeichnungskopf
enthaltene Farbe durch die Wärme geschmolzen und auf
Registrierpapier übertragen wird.
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Fig. 1 zeigt einen Endbereich eines der herkömmlichen
Aufzeichnungsköpfe nach den japanischen offengelegten
Patentanmeldungen JP-61-179760 und JP-61-43585. Der
allgemein mit 15 bezeichnete Aufzeichnungskopf besteht
aus einer isolierenden Kopfbasis 16 und mehreren
Elektrodennadeln 17, die auf der Oberfläche der Kopfbasis 16
angeordnet sind. Ein Aufzeichnungsfilm 18, in dem eine
Farbschicht, eine leitende Schicht und eine
Widerstandsschicht vorgesehen sind, wird von dem Aufzeichnungskopf
15 an ein Registrierpapier 19 gedrückt, wobei das
Registrierpapier 19 von einer Platte 20 getragen ist.
Der Aufzeichnungskopf 15 wird sodann mit Elektrizität
geladen, während er in bezug zum Aufzeichnungsfilm 18
gleitet. Beim Erzeugen von Wärme in der
Widerstandsschicht wird die in der Farbschicht enthaltene Farbe
geschmolzen, so daß ein Bild oder Bilder, die in dem
Aufzeichnungsfilm 18 gebildet sind, auf das
Registrierpapier 19 übertragen werden können.
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Da sich der Aufzeichnungskopf 15 in bezug zur
Widerstandsschicht des Aufzeichnungsfilms 18 gleitend
verschiebt, löst oder schält sich die Widerstandsschicht 18
auf diese Weise aufgrund der durch gegenseitige Reibung,
Elektrizität oder dergleichen erzeugte Wärme teilweise
ab. Die abgeschälte Widerstandsschicht wird zu
Filmabfall, Filmausschuß oder dergleichen und haftet während
des Druckvorgangs am Endbereich des Aufzeichnungskopfes
15. Bei wiederholtem Drucken sammelt sich der Filmabfall
zunehmend an und verschlechtert die Qualität des
Druckbildes. Die Gleitbewegung zwischen dem Aufzeichnungskopf
15 und dem Aufzeichnungsfilm 18 nutzt den Endbereich des
Aufzeichnungskopfs 15 ab, und daher nimmt die
Kontaktlänge A, in der der Aufzeichnungsfilm 18 gegen das
Registrierpapier 19 gedrückt wird, stetig zu. Mit der
Zunahme der Kontaktlänge A nimmt der Druck zwischen dem
Aufzeichnungsfilm 18 und dem Aufzeichnungskopf 15 ab,
was zu einem instabilen Kontakt zwischen dem
Aufzeichnungskopf 15 und dem Aufzeichnungsfilm 18 führt. Diese
Tatsache beeinträchtigt gelegentlich die
Übertragungsgeigenschaften der Farbe oder verschlechtert die
Qualität des gedruckten Bildes.
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Üblicherweise werden gelegentlich bestimmte harte
Keramikmaterialien wie Forsterit oder dergleichen in der
Kopfbasis 16 des Aufzeichnungskopfes 15 verwendet, der
an seiner Oberfläche mehrere Elektrodennadeln 17
aufweist. Bei einem solchen Aufbau kann der Filmabfall kaum
entfernt werden und die Qualität des gedruckten Bildes
nimmt frühzeitig unerwünscht ab. Aus diesem Grund wird
der Endbereich des Aufzeichnungskopfes 15, wenn
erforderlich, mit einer Schleifbahn oder dergleichen geläppt,
so daß jegliche Partikel oder jegliches Abfallmaterial,
das daran haftet. zur Verbesserung der Qualität des
gedruckten Bildes entfernt werden kann. Diese Arbeit ist
jedoch sehr zeitaufwendig und nicht nur umständlich für
den Benutzer, sondern führt zu gesteigerten Kosten
während des Gebrauchs der Aufzeichnungsvorrichtung.
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Unter dem Aspekt der Herstellung ist ferner zu beachten,
daß die Bildung eines Musters der Elektrodennadeln in
bezug zur harten Keramik, der erforderliche Brennvorgang
und dergleichen, die Kosten unvorteilhaft erhöhen.
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Im Falle einer Kopfbasis 16 mit harzigem Material wird
der Endbereich des Aufzeichnungskopfs 15 durch die
Gleitbewegung zwischen dem Aufzeichnungskopf 15 und dem
Aufzeichnungsfilm 18 in erheblichem Maße abgenutzt. Die
Kontaktlänge A nimmt daher verhältnismäßig schnell zu
und die Übertragungseigenschaften werden schnell
verschlechtert, was zu einer verkürzten Lebensdauer des
Aufzeichnungskopfes 15 führt. Ferner führt die Zunahme
der Kontaktlänge A zu einer Zunahme der Kontaktfläche
und zu einer Verringerung des Drucks zwischen dem
Aufzeichungskopf 15 und dem Aufzeichnungsfilm 18. Da es
umständlich wird, den Filmabfall zu entfernen und das
Ausmaß des Anhaftens und des Ansammeln desselben
zunimmt, verringert sich die Qualität des gedruckten
Bildes.
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Das IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 27, Nr. 9
Februar 1985, Seiten 5188 und 5189, offenbart ein
Farbbanddruckkopfprofil, das die Ablagerung von Abfall
an den Elektroden eines Thermodruckkopfes verhindert,
indem der Druck auf die Bereiche des Bandes, die sich
über die Funktionsfläche der Elektroden erstrecken,
aufgehoben wird. Dies bewirkt einen im wesentlichen
gleichmäßigen Druck im Funktionsbereich der Elektrode,
so daß kein Lichtbogen entsteht, der den Abfall erzeugt.
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Die japanische Offenlegungsschrift JP-62-3966 A
offenbart eine Thermo-Übertragungsaufzeichnungsvorrichtung,
bei der das Farbband in Kontakt mit Aufzeichnungspapier
gebracht wird, das auf der Rückseite von einer Platte
gestützt ist, und bei der ein Thermokopf vom Typ mit
geneigter Oberfläche derart angeordnet ist, daß ein Ende
in Kontakt mit dem Band steht.
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US-A 4605936 offenbart einen Thermokopf mit einem
Substrat, das eine ebene und eine geneigte Oberfläche
aufweist. Die geneigte Oberfläche befindet sich nahe der
Oberfläche eines Aufzeichnungspapiers, das auf einer
Platte einer Aufzeichnungsvorrichtung angeordnet ist.
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Daher wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick darauf
entwickelt, die genannten Nachteile des Standes der
Technik für einen Aufzeichnungskopf zur Verwendung in
einer mit elektrisch angeregter Übertragung arbeitenden
Aufzeichnungsvorrichtung im wesentlichen zu eliminieren,
und es ist die wesentliche Aufgabe der Erfindung, einen
verbesserten Aufzeichnungskopf zu schaffen, bei dem die
Qualität des gedruckten Bildes wunschgemäß über einen
langen Zeitraum stabil gehalten werden kann.
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Eine andere wesentliche Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Aufzeichnungskopf des zuvor
beschriebenen
Typs zu schaffen, der einfach im Aufbau und stabil
in der Funktion ist und der kostengünstig herstellbar
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgaben weist der Aufzeichnungskopf
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
auf: eine Kopfbasis; und mehrere Elektrodennadeln auf
der Kopfbasis, wobei eine in dem Aufzeichnungsfilm
ausgebildete Widerstandsschicht durch die
Elektrodennadeln elektrisch geladen wird und in dem
Aufzeichnungsfilm enthaltene Farbe beim Erzeugen von Wärme in der
Widerstandsschicht zur Übertragung auf das
Registrierpapier geschmolzen wird, wobei mehrere, sich in
Längsrichtung des Aufzeichnungskopfes zwischen benachbarten
Stegen erstreckende Nuten im hinteren Teil des der
Berührungsfläche zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem
Aufzeichnungsfilm zugewandten Endes bis an die
Unterseite der Kopfbasis ausgebildet sind, wobei die Nuten
die Fläche des Aufzeichnungskopfes verringern, die den
Aufzeichnungsfilm berührt, wenn der Aufzeichnungskopf
durch den sich bewegenden Aufzeichnungsfilms
verschleißt.
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Der Aufzeichnungskopf wird an seinem Endbereich in
Kontakt mit einem Aufzeichnungsfilm gebracht, wobei der
Endbereich eine der folgenden Konstruktionen aufweist:
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(1) im hinteren Teil des Endbereichs sind in einer zu
den Elektrodennadeln parallelen Richtung mehrere Nuten
ausgebildet;
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(2) der Endbereich ist an seinem hinteren Ende von einem
Rand der Berührungsfläche zwischen dem Aufzeichnungskopf
und dem Aufzeichnungsfilm ausgehend abgeschrägt, in
Kombination mit (1).
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Als Material einer Kopfbasis, welche den Hauptkörper des
Aufzeichnungskopfes bildet, wird ein Harz mit
isolierenden Eigenschaften, zum Beispiel Polyimid, Polyamid,
Polyphenylensulfid, oder ein Keramikmaterial verwendet,
zum Beispiel Photoveel (im Handel verwendeter Name und
von Photon Ceramics Co., Ltd. hergestellt), Forsterit,
Aluminiumoxid oder dergleichen.
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Darüber hinaus kann der Aufzeichnungskopf an seinem
Endbereich abgeschrägt sein und eine Konstruktion
aufweisen, bei der mehrere Nuten in dem Endbereich
ausgebildet sind. Aus diesem Grund ist die Zunahme der
Kontaktlänge zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem
Aufzeichnungsfilm oder die Zunahme der Berührungsfläche
zwischen diesen verhältnismäßig gering. Diese Tatsache
begrenzt die Verschlechterung der
Übertragungseigenschaften der Farbe, das Anhaften oder das Ansammeln des
Filmabfalls auf dem Aufzeichnungskopf, so daß die
Lebensdauer des Aufzeichnungskopfs verlängert werden
kann.
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Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen
deutlich, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind und welche zeigen:
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Fig. 1 - eine Seitenansicht eines Endbereichs des
herkömmlichen Aufzeichnungskopfes während des Druckens;
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Fig. 2 - eine fragmentarische perspektivische Ansicht
des Endbereichs des Aufzeichnungskopfs nach einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 3 - eine fragmentarische perspektivische Ansicht
des Endbereichs des Aufzeichnungskopfs nach einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
und
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Fig. 4 - eine Seitenansicht des Endbereichs des
Aufzeichnungskopfes von Fig. 3 während des Druckens.
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Fig. 2 zeigt den Endbereich des Aufzeichnungskopfs 1a
nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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Der Aufzeichnungskopf 1a besteht, wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel, aus einer isolierenden Kopfbasis 7,
einer wärmebeständigen Isolierschicht 8 und mehreren
Elektrodennadeln 9. Das Material dieser Komponenten 7,
8 und 9 des Aufzeichnungskopfs 1a ist dasselbe Material,
das bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wurde,
und auch die Elektrodennadeln 9 sind der Größe und der
Anordnung nach im wesentlichen gleich denjenigen des
ersten Ausführungsbeispiels.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch mehrere Nuten
7a, die sich in Längsrichtung des Aufzeichnungskopfes 1a
erstrecken und eine geeignete Tiefe aufweisen, im
hinteren Teil des Endbereichs der Kopfbasis 7
ausgebildet, die sich jeweils zwischen benachbarten Stegen 7b
befinden. Jede Nut 7a bzw. jeder Steg 7b ist 0,8 mm bzw.
9,2 mm breit.
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Fig. 3 zeigt den Endbereich des Aufzeichnungskopfes 1b
nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der
Aufzeichnungskopf 1b, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
aus einer isolierenden Kopfbasis 10, einer
wärmebeständigen lsolierschicht 11 und mehreren
Elektrodennadeln 12. Das Material dieser Komponenten 10, 11, und 12
des Aufzeichnungskopfs 1b ist das gleiche wie das bei
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
verwendete und auch die Elektrodennadeln 12 sind sowohl in
der Größe, als auch in der Anordnung denjenigen des
ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels gleich. Am
hinteren Teil des Endbereichs der Kopfbasis 10 sind
abwechselnd mehrere Nuten 10a und 10b ausgebildet,
welche die gleichen Abmessungen aufweisen, wie
diejenigen des zweiten Ausführungsbeispiels. Bei diesem
Ausführungsbeispiel jedoch sind die Stege 10b von der Nähe
eines Randes der Berührungsfläche 14 zwischen dem
Endbereich des Aufzeichnungskopfes 1b und dem Auf
zeichnungsfilm 18 ausgehend in einem Winkel von 45º geneigt.
Anders ausgedrückt sind die geneigten Bereiche 13 im
hinteren Teil des Endbereichs des Aufzeichnungskopfs lb
durch Entfernen von Ecken der Stege 10b ausgebildet, wie
in Fig. 3 durch gestrichelte Linien dargestellt.
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Mit dem herkömmlichen Aufzeichnungskopf 15 nach Fig. 1,
der weder die Nuten, noch die geneigten Bereiche
aufweist, sowie mit dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopf
1, 1a oder 1b wurden zahlreiche Versuche durchgeführt.
Die Versuchsergebnisse werden im folgenden erläutert.
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Bei dem herkömmlichen Aufzeichnungskopf 15 mit der
Kopfbasis 16 aus einer Keramikbasis aus Forsterit
verringert das Anhaften des Filmabfalls die Qualität des
gedruckten Bildes allmählich nachdem ein
Aufzeichnungsfilm von 100 m zum Drucken verbraucht war. Im Gegensatz
hierzu verringerte sich die Qualität des gedruckten
Bildes bei einem herkömmlichen Aufzeichnungskopf 15 mit
einer Kopfbasis 16 aus Polyimidharz nur geringfügig,
selbst nachdem ein Aufzeichnungsfilm von ungefähr 6 km
zum Drucken verbraucht war. Der Druck, dem die
Verwendung eines Aufzeichnungsfilms von 400m folgte, nutzte
den Endbereich des Aufzeichnungskopfs 15 in der
Größenordnung von 2,9/10³ mm³ bzw. 2,1/10² mm³ pro 1 cm
Kontaktlänge des Aufzeichnungskopfes 15 mit der
Keramikbasis 16 bzw. der Harzbasis 16 ab. Das bedeutet, daß der
Aufzeichnungskopf 15 mit der Harzbasis 16 sich etwa 10
mal so stark abnutzt wie derjenige mit der Keramikbasis,
und daher wird davon ausgegangen, daß der Endbereich des
Aufzeichnungskopfs 15 kontinuierlich schleift. Diese
Tatsache wirkt dem Anhaften von Filmabfall oder dessen
Ansammlung höchst wirksam entgegen.
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Bei dem herkömmlichen Aufzeichnungskopf 15 mit dem
unbearbeiteten Endbereich verschlechterten sich die
Übertragungseigenschaften aufgrund der Zunahme der Kontaktlänge
A zwischen dem Aufzeichnungskopf 15 und dem
Aufzeichnungsfilm 18 nachdem ein Aufzeichnungsfilm von ungefähr
7 km beim Drucken verbraucht worden war.
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Bei dem Aufzeichnungskopf 1a nach dem ersten
Ausführungsbeispiel verschlechtern sich die
Übertragungseigenschaften der Farbe nie, da die Kontaktlänge A an den
Stellen, an denen die Nuten 10a ausgebildet sind, eine
durch die Dicke t (Fig. 3) der Basis 10, in der die
Stege 10b und die Nuten 10a abwechselnd ausgebildet
sind, gegebene bestimmte Länge nicht überschreitet.
Jedoch nimmt die Fläche eines Bereichs des
Aufzeichnungskopfes 1a, der den Aufzeichnungsfilm 18 berührt,
mit zunehmendem Verschleiß zu und die Qualität des
gedruckten Bildes verschlechtert sich, da der Filmabfall
zunehmend an dem Endbereich des Aufzeichnungskopfes 1a
anhaftet und sich dort ansammelt. Dieses Phänomen zeigte
sich nach Verbrauch eines Aufzeichnungsfilms 18 von
ungefähr 13 km.
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Bei dem Aufzeichnungskopf 1b nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel nimmt die Kontaktlänge A bei gleichem
Verschleiß nicht in dem gleichen Ausmaß zu. In diesem
Fall wurde ein Aufzeichnungsfilm 18 von ungefähr 20 km
für den Druck verbraucht, bis die Qualität des
gedruckten Bildes sich verschlechtert hatte.
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Wie sich aus den zuvor beschriebenen Versuchen deutlich
ergibt, ist der Aufzeichnungskopf 1b nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel zum Drucken mit dem längsten
Aufzeichnungsfilm 18 verwendbar.
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Wie zuvor beschrieben, wird erfindungsgemäß Harz mit
isolierenden Eigenschaften als das Material der
Kopfbasis verwendet, welche den Aufzeichnungskopf zur
Verwendung in einer mit elektrisch angeregter Übertragung
arbeitenden Auf zeichnungsvorrichtung bildet.
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Daher ist der erfindungsgemäße Aufzeichnungskopf in der
Lage, das Anhaften oder das Ansammeln des Filmabfalls an
dem Endbereich des Aufzeichnungskopfs zu verringern und
die Qualität des gedruckten Bildes verringert sich nur
langsam. Die Harzbasis mit diesen Eigenschaften wird bei
dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopf in vollem Naße
eingesetzt und weist den Vorteil auf, erhebliche
Zeitersparnis und geringere Umständlichkeit während der
Wartung unter Verwendung der Schleifbahn oder
dergleichen mit sich zu bringen. Ferner können die am hinteren
Ende des Aufzeichnungskopfs ausgebildeten Rillen
verhindern, daß sich die Übertragungseigenschaften aufgrund
der Zunahme der Kontaktlänge zwischen dem
Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsfilm verschlechtern, so daß
die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfs verlängert werden
kann. Darüber hinaus kann das Vorsehen einer Neigung die
Zunahme der Kontaktlänge oder -fläche begrenzen und zur
Verlängerung der Lebensdauer des Aufzeichnungskopfs
beitragen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Keramiken Forsterit,
Aluminiumoxid und dergleichen gegenüber der Harzbasis
zwar schlechtere Verschleiß- und
Verarbeitungseigenschaften aufweisen, verhindert diese Tatsache jedoch in
keiner Weise die Verwendung von Keramikbasen. Es ist
selbstverständlich, daß aus den verschiedenen Arten von
Keramik diejenige für die vorliegende Erfindung
anwendbar ist, an der der Filmabfall schlecht haftet, oder die
Verschleiß- oder Verarbeitungseigenschaften ähnlich dem
Harz aufweist.