DE2653048A1

DE2653048A1 - Electrostatic discharge dot printer - has discharge mask arranged between glow discharge electrode and printing paper to define printing area

Info

Publication number: DE2653048A1
Application number: DE19762653048
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing Grad Krekow
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1976-11-23
Filing date: 1976-11-23
Publication date: 1978-05-24

Abstract

Electrostatic printer has a writing electrode (21) movable along the print line and an opposite electrode (54) in the form of a platen extending the full length of the line and supporting the printing paper (51). A discharge mask (41) arranged between the writing electrode and the paper cooperates to define individual dots. Between the writing electrode and the mask is provided a rod (31) electrode which extends the full length of the line and which is connected to generate a local glow discharge which follows the movement of the writing electrode. Charging of the paper is effected by current flow from the glow through the mask to the platen electrode.

Description

Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken von ZeichenDevice for the electrostatic printing of characters

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken von Zeichen mit einer entlang der Schreibzeile bewegbaren Schreibelektrode, einer den Aufzeichnungsträger tragenden Gegenelektrode und einer zwischen beiden Elektroden angeordneten und die Zeichen bildenden Maske.The invention relates to an apparatus for electrostatic printing of characters with a writing electrode movable along the writing line, one the counter electrode carrying the recording medium and one between the two electrodes arranged and the characters forming mask.

Die allgemein bekannten elektrostatischen Druckvorrichtungen bestehen aus einer Anzahl parallel angeordneter Elektrodenstifte, die in einem Isoliermaterial eingebettet sind. Der Aufzeichnungsträger, meistens ein leitfähiges Papier mit einer dünnen isolierenden Schicht, liegt auf einer Gegenelektrode. Zum Abdruck der Zeichen stehen die Stirnflächen der Elektrodenstifte mit der isolierenden Schicht des Aufzeichnungsträgers in Berührung. Der Abdruck selbst erfolgt durch Anlegen einer Spannung von etwa 800 V zwischen der Gegenelektrode und einem der ausgewählten Elektrodenstifte. Dabei kommt es zu einer Entladung am Elektrodenstift und zu einem unsichtbaren Ladungsbild auf der isolierenden Schicht des Aufzeichnungsträgers. Die weitere Behandlung des unsichtbaren Ladungsbildes zur Sichtbarmachung und dauerhaften Fixierung erfolgt mit den bekannten Methoden der Xerographie.The well-known electrostatic printing devices exist from a number of electrode pins arranged in parallel, which are embedded in an insulating material are embedded. The recording medium, usually a conductive paper with a thin insulating layer, lies on a counter electrode. To the Imprint of the characters are the end faces of the electrode pins with the insulating Layer of the recording medium in contact. The imprint itself is done by Apply a voltage of about 800 V between the counter electrode and one of the selected electrode pins. This leads to a discharge on the electrode pin and to an invisible charge image on the insulating layer of the recording medium. The further treatment of the invisible charge image to make it visible and permanent Fixation takes place with the known methods of xerography.

Nachteilig bei diesem herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren ist, daß damit nur gleichmäßig geschwärzte Bildpunkte erzeugt werden können, und daß auch bei Anwendung von Koinzidenzverfahren eine große Anzahl von Spannungsschaltern notwendig ist.A disadvantage of this conventional recording method is that so that only evenly blackened pixels can be generated, and that too when using coincidence methods, a large number of voltage switches are necessary is.

Eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Bildpunkten mit kontinuierlich steuerbaren Bildpunktschwärzungen ist beispielsweise aus der DT-OS 23 32 354 bekannt. Jedoch ist auch hierbei eine große Anzahl von Entlade strecken und damit eine entsprechende Anzahl von Spannungs schaltern notwendig.A device for recording image points with continuously Controllable pixel blackening is known from DT-OS 23 32 354, for example. However, here too, a large number of unloading stretches and thus a corresponding one Number of voltage switches required.

Es ist aus der US-PS 37 65 027 auch ein elektrostatischer Drucker mit Sprühelektrode bekannt, bei dem zwischen Sprühelektrode und Aufzeichnungsträger Schablonen angeordnet sind. Die Sprühelektrode projiziert dabei das Zeichen der Schablone auf den Aufzeichrlungsträger. Da der Elektrodenabstand vom Aufzeichnungsträger sehr groß ist, sind zum Drucken der Zeichen sehr hohe Spannungen erforderlich.It is from US-PS 37 65 027 also an electrostatic printer known with spray electrode, in which between the spray electrode and recording medium Stencils are arranged. The spray electrode projects the symbol of the Stencil on the record carrier. Because the electrode gap from the recording medium is very large, very high voltages are required for printing the characters necessary.

Nachteilig bei all diesen bekannten Anordnungen ist auch, daß sie auf einer Koronaentladung beruhen, deren lonendichte sehr gering ist. Zur Aufzeichnung bzw. Abbildung der Zeichen sind daher relativ lange Impulse erforderlich, m die erforderliche Ladungsdichte zu erhalten.A disadvantage of all these known arrangements is that they are based on a corona discharge, the ion density of which is very low. For recording or mapping of the characters are therefore relatively long pulses required, m the to obtain the required charge density.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatische Druckvorrichtung mit möglichst wenigen bzw.kleinen Spannungsschaltern zu schaffen, bei der die Schwärzung der Bildpunkte beliebig steuerbar ist, und bei der mit relativ kurzen Spannungsimpulsen eine gleichgroße Ladungsdichte erhalten wird, wie sie auch bei den bekannten Druckvorrichtungen mit Koronaentladungen erzielt werden.The invention is based on the object of an electrostatic printing device to create with as few or small voltage switches as possible, in which the blackening the pixels can be controlled as required, and with relatively short voltage pulses an equal charge density is obtained, as is also the case with the known printing devices can be achieved with corona discharges.

Diese Aufgabe wird mit einer Druckvorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen der Schreibelektrode und der Maske ein über die ganze Schreibbreite reichender Elektrodenstab angeordnet ist, daß im Betriebszustand um den Elektrodenstab ständig eine Glimmentladung erfolgt, die der Bewegung der Schreibelektrode entlang der Schreibzeile folgt, und daß zum Abdruck eines Zeichens bzw. Zeichenteiles die Gegenelektrode in Abhängigkeit der Position der Schreibelektrode mit einer Saugspannung beaufschlagbar ist, durch die ein Ladungsstrom vom Glinimlicht des Elektrodenstabes durch die Maske zum Aufzeichnungsträger gezogen wird. Dabei ist die Dichte des Ladungsstromes vom Glimmlicht zum Aufzeichnungsträger durch Amplitudenmodulation oder Pulsbreitenmodulation steuerbar. Werden die abzudruckenden Zeichen punktweise im Rasterdruck aufgebaut, so kann die Maske mit nur einer in Schreibrichtung verlaufenden Lochreihe versehen sein, deren Lochabstand dem Punktabstand der Zeichen entspricht. Es ist jedoch auch möglich, die Maske als Schablone auszubilden, die sämtliche möglicherweise abzudruckenden Zeichen in vollständiger Ausbildung enthalten. Nachteilig wäre jedoch dabei, daß diese Schablone dann ständig parallel zur Schreibzeile hin- und herbewegbar sein muß.This object is achieved with a printing device that thereby is characterized in that between the writing electrode and the mask over the entire writing width reaching electrode rod is arranged that in the operating state around the electrode rod there is a constant glow discharge, which is caused by the movement of the Writing electrode along the writing line follows, and that for printing a character or character part the counter electrode depending on the position of the writing electrode a suction voltage can be applied through which a charge flow from the Glinimlicht the electrode rod drawn through the mask to the recording medium will. This is the density of the charge flow from the glow light to the recording medium controllable by amplitude modulation or pulse width modulation. Will be the ones to be printed Characters built up point by point in halftone printing, so the mask can be created with just one in The row of holes running in the direction of writing must be provided, the distance between them being the point distance corresponds to the characters. However, it is also possible to design the mask as a stencil, all characters possibly to be printed in full training contain. However, it would be disadvantageous that this template is then constantly parallel must be movable back and forth to the writing line.

Die Schreibelektrode selbst kann als Schreibstift ausgebildet sein, wie er beispielsweise aus der US-PS 37 65 027 bekannt ist. Er kann aber auch als ein in Form einer Schnecke auf einem Isolierkörper aufgebrachter Draht, wie dies beispielsweise aus der US-PS 29 28 710 ersichtlich ist.The writing electrode itself can be designed as a pen, as is known, for example, from US Pat. No. 3,765,027. But it can also be used as a a wire attached to an insulator in the form of a snail, like this for example from US-PS 29 28 710 can be seen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Pl--nzipanordnung der Druclcvorrichtung gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht und Fig. 2 eine Schnittzeicimung der Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1.The invention is illustrated below with reference to one in the drawings Embodiment explained in more detail. The figures show: FIG. 1 a zip arrangement the pressure device according to the invention in a perspective view and FIG a sectional drawing of the side view of the arrangement according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist die Druckvorrichtung gemäß der Erfindung in prinzipieller Anordnung perspektivisch dargestellt. Um eine ortsfest angeordnete Gegenelektrode 54 ist ein Aufzeichnungsträger 51 in Pfeilrichtung P2 kontinuierlich oder schrittweise transportierbar. Dieser Aufzeichnungsträger 51 besitzt eine dünne isolierende Schicht 52. Dem Aufzeichnungsträger 51 ist in einem Abstand 50 die Maske 41 ebenfalls ortsfest vorgelagert. Diese Maske 41 enthält parallel zur Schreibzeile angeordnete Bohrungen 42, mit deren Hilfe punktförmige Ladungsbilder auf der dünnen isolierenden Schicht 52 aufgebracht werden können. Im Bereich der Löcher 42 ist der Maske 41 im Abstand 30 ein über die gesamte Schreibbreite verlaufender Elektrodenstab 31 fest angeordnet. In einem Abstand 20 ist die Schreibelektrode 21 entlang der Schreibzeile in Pfeilrichtung P1 hin- und herbewegbar.In Fig. 1, the printing device according to the invention is in principle Arrangement shown in perspective. Around a stationary counter-electrode 54 is a recording medium 51 continuously or stepwise in the direction of arrow P2 transportable. This recording medium 51 has a thin insulating layer 52. The mask 41 is also stationary at a distance 50 from the recording medium 51 upstream. This mask 41 contains holes arranged parallel to the writing line 42, with the aid of which point-like charge images on the thin insulating layer 52 can be applied. In the area of the holes 42, the mask 41 is at a distance 30 an electrode rod 31 extending over the entire writing width is fixedly arranged. The writing electrode 21 is at a distance 20 along the writing line in the direction of the arrow P1 can be moved back and forth.

Die Schreibelektrode 21 ist über einen Vorwiderstand 22 und der Elektrodenstab 31 direkt mit der Versorgungsspannungsquelle 23 verbunden. Durch diese Spannung entsteht zwischen Schreibelektrode 21 und Elektrodenstab 31 eine Glimmentladung, deren Glimmlicht mit der Bewegung der Schreibelektrode 21 entlang des Elektrodenstabes 31 wandert. Die Versorgungsspannung UG ist so gepolt, daß sich an dem Elektrodenstab 31 das negative Glimmlicht ausbildet. Mit dem Vorwiderstand 22 wird die Stromstärke so eingestellt, daß das negative Glimmliht den Elektrodenstab 31 in radialer Richtung vollständig umschließt.The writing electrode 21 is via a series resistor 22 and the electrode rod 31 is connected directly to the supply voltage source 23. Because of this tension a glow discharge arises between writing electrode 21 and electrode rod 31, their glowing light with the movement of the writing electrode 21 along the electrode rod 31 wanders. The supply voltage UG is polarized so that the electrode rod 31 that forms negative glow light. With the series resistor 22, the current strength set so that the negative glow the electrode rod 31 in the radial direction completely encloses.

Der Elektrodenstab 31 ist außerdem über eine Saugspannungsquelle 55 mit der Gegenelektrode 54 elektrisch verbunden. The electrode rod 31 is also connected to a suction voltage source 55 electrically connected to the counter electrode 54.

Zum Abdruck eines punktförmig aufgebauten Zeichens wird die Schreibelektrode in axialer Richtung des Elektrodenstabes 31 bewegt. Damit wandert auch das den Elektrodenstab 31 umschließende negative Glimmlicht entlang der Bohrungen 42 der Maske 41.The writing electrode is used to print a punctiform character moved in the axial direction of the electrode rod 31. This also causes the electrode rod to move 31 enclosing negative glow light along the bores 42 of the mask 41.

Nun kann zu gewünschten Zeitpunkten in Abhängigkeit der Position des Schreibstiftes 21 durch Steuerung der Saugspannung U5 an der Gegenelektrode 54 ein Ladungsträger strom von negativen Glimmlicht des Elektrodenstabes 31 durch die Bohrung 42, die der Schreibelektrode 21 gegenübersteht, auf den Aufzeichnungsträger 51 gelenkt werden. Dabei ist die Anzahl der Ladungsträger entweder durch die Höhe der Saugspannung US oder durch eine zeitmäßige Steuerung zu beeinflussen, so daß die Schwärzung der Bildpunkte die aufgrund der xerographischen Entwicklung entstehen, variiert werder kann. Die in den bekanntem Vorrichtungen mit parallel angeordneten Entladeelektroden notwendigen vielen Spannungsschalter werden in dieser dargestellten Druckvorrichtung durch die mechanische Bewegung der Schreibelektrode 21 ersetzt.Now, depending on the position of the Pen 21 by controlling the suction voltage U5 on the counter electrode 54 Charge carrier flow from negative glow light of the electrode rod 31 through the bore 42, which faces the writing electrode 21, is directed onto the recording medium 51 will. The number of charge carriers is determined either by the level of the suction voltage US or influenced by a timing control, so that the blackening of the Pixels that arise due to the xerographic development are varied can. In the known devices with discharge electrodes arranged in parallel necessary many voltage switches are shown in this printing device replaced by the mechanical movement of the writing electrode 21.

Besonders vorteilhaft ist es bei dieser Anordnung, daß durch positive oder negative Saugspannung US gegenüber der festen Polarität der Stabelektrode 31 der in der Glimmentladung vorhandene Ladungsträger bedarfsweise mit entgegengesetzten Vorzeichen auf den Aufzeichnungsträger 51 gelenkt werden kann. Bei entsprechender Polarität und Farbe des Entwicklungspulvers ist daher eine Zweifarbenaufzeichnung auf einfache Weise möglich.It is particularly advantageous in this arrangement that by positive or negative suction voltage US with respect to the fixed polarity of the rod electrode 31 the charge carriers present in the glow discharge with opposite ones if necessary Sign can be directed to the recording medium 51. at more appropriate The polarity and color of the developing powder is therefore a two-color record possible in a simple way.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Aufladevorrichtung gemäß Fig. 1. Dabei sollen auch einige typische Daten genannt werden, ohne jedoch die Aufladevorrichtung gemäß der Erfindung in diesen Grenzen festzulegen. Die Brennspannung für die Glimmentladung zwischen der Schreibelektrode 21 und dem Elektrodenstab 31 beträgt 200 bis 400 V, abhängig vom Elektrodenmaterial bei einem Entladestrom von 10 bis 20 mA. Die Luftspalte 20 und 30 betragen nur wenige 1/10 mm. Die Größe der Ladungsbilder bzw. der Bildpunkte für die abzudruckenden Zeichen wird im wesentlichen durch die Stärke 40 der Maske 41 und durch den Durchmesser der Bohrungen 42 bestimn1t. Der Luftspalt 50 zwischen der Maske 41 und dem Aufzeichnungsträger 51 ist in weiten Grenzen variabel und kann O bis 1 mm betragen, ohne die Aufzeichnungsqualität zu beeinflussen.FIG. 2 shows a section through the charging device according to FIG. 1. Some typical data should also be mentioned, but without the charging device set according to the invention within these limits. The burning voltage for the glow discharge between the writing electrode 21 and the electrode rod 31 is 200 to 400 V, depending on the electrode material with a discharge current of 10 to 20 mA. The air gap 20 and 30 are only a few 1/10 mm. The size of the charge images or the pixels for the characters to be printed is essentially determined by the thickness 40 of the mask 41 and determined by the diameter of the bores 42. The air gap 50 between the mask 41 and the recording medium 51 is variable within wide limits and can 0 to 1 mm without affecting the recording quality.

In einer praktischen Ausführung wird man die translatorische Bewegung der Schreibelektrode 21 durch eine Rotationsbewegung ersetzen. Dazu wird man die Schreibelektrode 21 als Draht spiralig auf eine Isoliemwalze wickeln. Dies hat auch den Vorteil, daß die Synchronisation von Entlade ort und Bohrung in der Maske 41 mit Ililfe eines Winkelkodierers vorgenommen werden kann.In a practical implementation, one becomes the translational movement replace the writing electrode 21 with a rotational movement. To do this, one becomes the Wind the writing electrode 21 as a wire in a spiral on an insulating roller. This also has the advantage that the synchronization of discharge location and bore in the mask 41 can be made with the aid of an angle encoder.

Patentansprüche: L e e r s e i t e Patent claims: L e r s e i t e

Claims

Patent claims: ---------------- 1. Device for electrostatic Printing of characters with a writing electrode that can be moved along the writing line, a counter electrode carrying the recording medium and one between the two Electrodes arranged and the characters forming mask, characterized in that, that between the writing electrode (21) and the mask (41) a hub over the entire writing width Reaching electrode rod (31) is arranged that in the operating state around the electrode rod (31) there is a constant glow discharge caused by the movement of the writing electrode (21)) follows along the writing line, and that for printing a character or part of a character the counter electrode (54) depending on the position of the writing electrode (21) with a suction voltage can be applied through which a charge flow from the glow light of the electrode rod (31) through the mask (41) to the recording medium (51) will.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the impression of punctiform characters the mask (41) with arranged in the writing direction Bores (42) is provided, the distance between which corresponds to the point spacing of the characters.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the density of the charge flow from the glow light to the recording medium by amplitude modulation or Pulse width modulation is controllable.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the writing electrode is designed as a pen (21).

5. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the writing electrode as a iii shape of a snail on an insulating body applied wire is formed, and that the Tsclierkörper parallel to the writing plane is arranged and rotatable.