DE2461016B2

DE2461016B2 - WRITING FOR NON-MECHANICAL RECORDING

Info

Publication number: DE2461016B2
Application number: DE19742461016
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Phys.; Gebhardt Reinhold; 8500 Nürnberg Anton
Original assignee: Triumph Werke Nürnberg AG, 8500 Nürnberg
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE2461016A1; JPS5178330A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schreibwerk zum nichtmechanischen Aufzeichnen nach dem deutschen Patent P 2339852, bei dem die zu übertragenden Farbpartikel eines Farbträgers zwischen eine ansteuerbare Elektrodenanordnung und den Aufzeichnungsträger bringbar sind und bei dem die Farbe durch Anschalten einer elektrischen Spannung an die entsprechend dem aufzuzeichnenden Zeichen angesteuerten Elektroden übertragbar ist.The invention relates to a writing mechanism for non-mechanical recording according to the German patent P 2339852, in which the color particles to be transferred an ink carrier between a controllable electrode arrangement and the recording medium can be brought and in which the color by connecting an electrical voltage to the corresponding to the to be recorded characters controlled electrodes can be transmitted.

Bei dem Patent ist ein als Gegenelektrode wirkendes leitfähiges Gitter od. dgl. mit konstantem Potential zwischen Farbträger und Aufzeichnungsträger angeordnet, so daß beim Anschalten von Spannung an die ansteuerbaren Elektroden ein elektrisches Feld zwischen Gegenelektrode und angesteuerten Elektroden liegt und der Farbträger in ein isolierendes Bindemittel eingelagerte Pigmentpartikel, z. B. Graphitpartikel enthält, sowie die an die ansteuerbaren Elektroden anlegbare Spannung Überschläge zwischen den Pigmentpartikeln hervorruft, die ihre Übertragung auf den Aufzeichnungsträger bewirken.In the patent, a conductive grid or the like acting as a counter electrode is at a constant potential arranged between ink carrier and recording medium, so that when you turn on voltage to the controllable electrodes create an electric field between the counter electrode and the controlled electrodes is and the color carrier embedded in an insulating binder pigment particles, z. B. graphite particles contains, as well as the voltage that can be applied to the controllable electrodes, flashovers between the pigment particles causes which cause their transfer to the record carrier.

Bei dem Schreibwerk findet ein Aufzeichnungsverfahren Verwendung, welches als direktes elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren bezeichnet werden kann. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend der Stand der Technik zusammenfassend dargestellt, welcher diesem zur Anwendung kommenden direkten elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren zugrunde liegt:A recording method is used in the writing unit, which is a direct electrostatic Recording method can be designated. For a better understanding of the invention The following summarizes the state of the art which is used direct electrostatic recording process is based on:

Elektrostatische Aufzeichnungsverfahren werden in einer Reihe von Geräten seit vielen Jahren angewandt (Kopierer, Zeilendrucker). Ihr Hauptnachteil ist, daß dei Druckvorgang in zwei Arbeitsabläufe zerfällt: Aufbringen des nichtsichtbaren Ladungsbildes und Entwickeln dieses Bildes durch Aufbringen von Toner und dessen Fixierung. Deshalb ist dieses Abbildungsverfahren für kleine, schnelle und preisgünstige Druckwerke nicht gut geeignet.Electrostatic recording techniques have been used in a number of devices for many years (Copier, line printer). Their main disadvantage is that the printing process is divided into two workflows: Application of the invisible charge image and development of this image by applying Toner and its fixation. Therefore, this mapping method is for small, fast and inexpensive Printing units not well suited.

Es ist ein Verfahren bekanntgeworden, das auf dem elektrostatischen Abbildungsprinzip beruht, aber das Druckzeichen in einem Arbeitsgang auf den Aufzeichnungsträger abbildet (DT-OS 1 957403, DT-OS 2049043, DT-OS 2 165 149). Der Aufbau eines nach diesem Verfahren arbeitenden Zeilendruckers ist fol-" > gender:A process has become known that is based on the electrostatic imaging principle, but that Maps print characters onto the recording medium in one operation (DT-OS 1 957403, DT-OS 2049043, DT-OS 2 165 149). The structure of a line printer working according to this method is fol- " > gender:

Hinter dem Aufzeichnungsträger befindet sich eine über die gesamte Schreibbreite laufende an Minusspannung angeschlossene Gegenelektrode. Vor dem Aufzeichnungsträger verläuft parallel zur Gegenelek-Behind the recording medium there is a negative voltage running over the entire writing width connected counter electrode. In front of the recording medium runs parallel to the counter-elec-

i" trode ein Tintennebelkanal aus isolierendem Material. Dieser Tinlennebelkanal besitzt zwei Reihen von feinen Löchern, von denen die eine Reihe dem Aufzeichnungsträger zugewandt ist, während die zweite auf der gegenüberliegenden Kanalwand angeordneti "trode an ink mist channel made of insulating material. This tin fog channel has two rows of fine holes, one of which is the record carrier is facing, while the second is arranged on the opposite channel wall

i") ist. Diese zweite Lochreihe besitzt um jede Öffnung ringförmige Steuerelektroden, die einzeln positiv oder negativ angesteuert werden können. Vor dieser Lochreihe erstreckt sich ein Koronadraht, der an positiver Spannung liegt. Infoige der hohen Spannungsdifferenzi "). This second row of holes has an opening around each ring-shaped control electrodes that can be individually activated positively or negatively. In front of this row of holes extends a corona wire, which is connected to positive voltage. Information about the high voltage difference

2<> zwischen Koronadraht und Gegenelektrode von einigen Kilovolt treten aus dem Koronadraht positive Ionen aus. Sind die Steuerelektrodenringe der Öffnungen des Kanals negativ gegenüber dem Koronadraht vorgespannt, so gelangen die Ionen in das Innere des2 <> between corona wire and counter electrode of some Positive ions emerge from the corona wire in kilovolts. Are the control electrode rings of the openings of the channel is biased negatively with respect to the corona wire, the ions get into the interior of the

2"> Tintennebelkanals, wo sie sich an Farbtröpfchen anlagern und mit ihnen zusammen durch die dem Aufzeichnungsträger zugewendeten Öffnungen in Richtung Gegenelektrode beschleunigt werden und sich auf dem Aufzeichnungsträger niederschlagen. Eine2 "> ink mist channel, where they accumulate on ink droplets and together with them through the openings facing the recording medium in the direction Counter electrode are accelerated and reflected on the recording medium. One

jo Druckzeile von Zeichen wird dadurch erzeugt, daß der Aufzeichnungsträger (Normalpapier) hinter dem Tintennebelkanal vorbeitransportiert wird und die Druckbuchstabenzeile zeilenweise aus Einzelpunkten durch entsprechende Ansteuerung der ringförmigenjo print line of characters is generated in that the recording medium (normal paper) behind the Ink mist channel is transported past and the block of letters line by line from individual dots by appropriate control of the ring-shaped

Γι Elektroden zusammengesetzt wird.Γι electrodes is assembled.

Dieser Zeilendrucker erlaubt hohe Druckgeschwindigkeiten. Der Anwendung für andere Druckwerke stehen eine Reihe von Gründen entgegen:This line printer allows high printing speeds. The application for other printing units there are a number of reasons against it:

1. Der hohe apparative Aufwand zur Erzeugung 4(i und Führung des Tintennebels, verbunden mit hohen Kosten.1. The high expenditure on equipment for generating 4 (i and management of the ink mist, associated with high costs.

2. Die hohe Betriebsspannung von einigen kV, bedingt durch die Dicke des Tintennebelkanals.2. The high operating voltage of a few kV, due to the thickness of the ink mist channel.

3. Der lange Transportweg der Ionen bzw. Farb-■n partikel, bedingt durch die Kanaldicke. Das beschränkt entweder die Druckgeschwindigkeit oder die Druckqualität (Transportzeit ~ 1,6 msec; DT-OS 2165149).3. The long transport path of the ions or color ■ n particles, due to the channel thickness. That either limits the printing speed or the print quality (transport time ~ 1.6 msec; DT-OS 2165149).

4. Der starre Tintennebelkanal erlaubt keine An- -,(I Wendung des Verfahrens in einem Einzelzeichendrucker. 4. The rigid ink mist channel does not permit any application of the process in a single-character printer.

5. Die ringförmigen Steuerelektroden erlauben keine hohe Rasterpunktzahl/Zeichen.5. The ring-shaped control electrodes do not allow a high number of raster points / characters.

Um die vorgenannten Nachteile der bekannten r> elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren zu beseitigen, wird nun bei einem Schreibwerk zum nichtmechanischen Drucken gemäß deutschem Patent P 2339852 erfindungsgemäß vorgeschlagen, jeder ansteuerbaren Elektrode einen Widerstand vor- und M) einen Kondensator parallel zu schalten derart, daß eine Entladung mit verhältnismäßig niedrigem Potential gezündet werden kann, indem die Überschlagsspannung insbesondere durch entsprechende Bemessung des geometrischen Abstandes zwischen Elektro_h-, den und der geerdeten Gitterelektrode sowie dem Grad der Leitfähigkeit im Durchschlagskanal, der in erster Linie durch die Art der Verunreinigung (»Dotierung« ) des als künstlich verunreinigtem Dielektri-In order to eliminate the above-mentioned disadvantages of the known electrostatic recording method, it is now proposed according to the invention in a writing unit for non-mechanical printing according to the German patent P 2339852 to connect a resistor upstream of each controllable electrode and M) a capacitor in parallel so that a discharge with relatively low potential may be ignited by the flashover voltage _h particularly by appropriate dimensioning of the geometric distance between the electric -, the and the grounded grid electrode, as well as the degree of conductivity in the penetration channel that primarily by the nature of the contaminant ( "doping") of the as artificially contaminated dielectric

kum ausgebildeten Farbträgers gegeben ist, eingestellt wird. Dadurch ist man in der Lage, zum direkten elektrostatischen Aufzeichnen (Schreiben, Drucken) in einem als künstlich verunreinigtem Isolationsmaterial (Dielektrikum) ausgebildeten Farbiräger unterhalb einer oder mehrerer Elektroden, durch Beaufschlagung des Dielektrikums über diese Elektroden kurzzeitig mit Spannungen, welche ein Vielfaches der statischen Durchschlagspannung des Dielektrikums betragen, eine Vielzahl von Durchschlägen zwischen Elektrode und Gitterelektrode auszulösen, deren Dauer und deren Energie derart gesteuert wird, daß zeitlich vor Einsetzen der und zwischen den sehr kurzzeitigen Durchschlägen jeweils dem Dielektrikum ein definierter quasiohmscher Widerstand verliehen wird. Folgende Vorteile eines solchen Schreibwerkes sind besonders hervorzuheben:Cumulatively trained ink carrier is given, is set. Thereby one is able to direct electrostatic Recording (writing, printing) in what is considered to be an artificially contaminated insulation material (Dielectric) formed color carrier below one or more electrodes, by application of the dielectric via these electrodes briefly with voltages that are a multiple of the static Breakdown voltage of the dielectric amount to a large number of breakdowns between Trigger electrode and grid electrode, the duration and energy of which is controlled in such a way that before the onset of and between the very brief breakdowns in each case the dielectric defined quasi-Ohmic resistance is conferred. The following advantages of such a writing work are Of particular note:

1. Der Farbträger 1 ist dünn und flexibel. Dadurch ist die Anwendungung in Einzelzeichendruckern möglich.1. The ink carrier 1 is thin and flexible. This makes it suitable for use in single character printers possible.

2. Die Arbeitsspannung liegt in Bereichen von nur einigen hundert Volt.2. The working voltage is in the range of only a few hundred volts.

3. Der Transportweg ist sehr kurz. Es sind Abdruckzeiten in der Größenordnung von 100 μββΰ erreichbar. Dadurch ist bei hoher Druckgeschwindigkeit eine gute Schriftqualität möglich.3. The transport route is very short. Impression times are in the order of 100 μββΰ accessible. As a result, good font quality is possible at high printing speeds.

4. Der apparative Aufwand ist gering.4. The outlay on equipment is low.

5. Die Ausbildung der Schreibelektroden 2 als untereinander angeordnete Drähte beliebigen Querschnitts erlaubt eine sehr feine Rasterung in vertikaler Richtung, während die horizontale Rasterpunktzahl beliebig wählbar ist.5. The formation of the writing electrodes 2 as any wires arranged one below the other Cross-section allows a very fine grid in the vertical direction, while the horizontal The number of raster points can be selected as desired.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben:The invention is described in more detail below with reference to the drawing:

Der zu bedruckende Aufzeichnungsträger 4 und die Druckvorrichtung sind über die Steuerelektronik 5 in DruckpoMtion gebracht worden. Die aus einer Anzahl von Schreibelektroden 2 bestehende Druckvorrichtung drückt das Farbband 1 und die geerdete Gitterelektrode 8 gegen den Aufzeichnungsträger 4.The recording medium 4 to be printed and the printing device are via the control electronics 5 has been brought into printing position. The printing device consisting of a number of writing electrodes 2 presses the ink ribbon 1 and the grounded grid electrode 8 against the recording medium 4.

Über Steuerelektronik 5 und Zeichnungsgenerator 7 werden die zu betätigenden Schreibelektroden 2 angesteuert. Dies geschieht durch kurzzeitiges Schließen der zu den entsprechenden Elektroden 2 gehörenden Schalter 11, wodurch die Elektroden 2 mit beispielsweise 230 V für ca. 100 μβεΰ beaufschlagt werden.The writing electrodes 2 to be actuated are activated via control electronics 5 and drawing generator 7 controlled. This is done by briefly closing the electrodes belonging to the corresponding electrodes 2 Switch 11, as a result of which the electrodes 2 are acted upon with, for example, 230 V for approx. 100 μβεΰ will.

Jeder Elektrode 2 ist ein Vorwiderstand R vor- und ein Kondensator C parallel geschaltet. Die Werte R und C sind auf die Daten des Farbbandes 1 und der Schreibelektrode 2 abgestimmt.A series resistor R is connected upstream of each electrode 2 and a capacitor C is connected in parallel. The values R and C are matched to the data of the ink ribbon 1 and the writing electrode 2.

Die Elektroden 2 sind aus einem erosionsfesten Material, z. B. Wolfram, gefertigt und in ein standfestes Einbettmaterial, ζ. Β. Glas, Emaille, Keramik eingebracht worden.The electrodes 2 are made of an erosion-resistant material, e.g. B. tungsten, manufactured and in a stable Embedding material, ζ. Β. Glass, enamel, ceramics have been introduced.

Das Farbband 1 besteht aus einem Feinstgewebe aus isolierendem Material. In seine Maschenöffnungen ist eine Farbe derart eingebracht, daß sie sowohl Kontakt zu den Schreibelektroden 2 als auch zu der Gitterelektrode 8 hat.The ribbon 1 consists of a very fine fabric made of insulating material. In its mesh openings a color is introduced in such a way that it makes contact with the writing electrodes 2 as well as with the Grid electrode 8 has.

Die Gitterelektrode 8 ist ein Feinstgewebe aus Metalldrähten, vorzugsweise aus Stahl V2A oder Bronzenst großer offener Siebfläche. Die im Farbband 1 eingebrachte Farbe ist ein künstlich verunreinigtes Isolationsmaterial, im folgenden Bindemittel genannt, beispielsweise Stearin. Die Verunreinigungen sind Farbpulver (Pigmente), z. B. Farbruß und leitfähige Pulver,z. B. Graphit. Der Eintrag in das Farbbandgewebe geschieht durch Mischen dieser Bestandteile und den Zusatz eines auf das Bindemittel abgestimmten Lösungsmittels, um die Farbe streichfähig zu machen. Nach Einstreichen der Bänder 1 wird das Lösungsmittel entfernt.The grid electrode 8 is a fine mesh made of metal wires, preferably made of V2A steel or bronze steel, large open sieve area. The one introduced in the ribbon 1 Color is an artificially contaminated insulation material, hereinafter referred to as a binder, for example Stearin. The impurities are colored powder (pigments), e.g. B. carbon black and conductive Powder, e.g. B. graphite. The entry into the ribbon fabric is done by mixing these components and the addition of a solvent matched to the binder in order to make the paint spreadable. After painting the strips 1, the solvent is removed.

Die so hergestellten Farbbänder 1 enthalten eine Farbe mit folgenden Eigenschaften:The color ribbons 1 produced in this way contain a color with the following properties:

1. Bei niedrigen Spannungen ist der Bandwiderstand recht hoch (zwischen Schreibelektrode 2 und Gitterelektrode 8). Das Band 1 ist ein Isolator (Dielektrikum).1. At low voltages, the tape resistance is quite high (between writing electrode 2 and grid electrode 8). The tape 1 is an insulator (dielectric).

2. Erhöht man die angelegte Spannung, so erfolgt ein Durchschlag im Band 1. Der mittlere Wert der statischen Durchschlagsspannung liegt in der Größenordnung von einigen Volt bis einigen 10 V.2. If the applied voltage is increased, a breakdown occurs in band 1. The mean value the static breakdown voltage is on the order of a few volts to a few 10 V.

3. Beaufschlagt man das Farbband 1 über die Schreibelektrode 2 und die angegebene Schaltung R, C kurzzeitig mit Spannungen 9, die ein Vielfaches der statischen Durchschlagspannung des Farbbandes 1 (Dielektrikum) betragen, so ereignen sich unter der Schreibelektrode 2 eine Vielzahl von Durchschlägen 10 (einige 10-100 Kondensatorentladungen), deren Dauer von R und C abhängt und deren Energie von C und dessen Aufladespannung bestimmt ist.3.If the ink ribbon 1 is briefly applied via the writing electrode 2 and the specified circuit R, C with voltages 9 that are a multiple of the static breakdown voltage of the ink ribbon 1 (dielectric), a large number of breakdowns 10 occur under the writing electrode 2 ( some 10-100 capacitor discharges), the duration of which depends on R and C and the energy of which is determined by C and its charging voltage.

4. Zwischen den sehr kurzzeitigen Durchschlägen 10 und ihnen zeitlich vorausgehend treten Zustände auf, in denen das Band 1 einen Leitmechanismus besitzt. Es fließt Strom über R und das Band 1 (Dielektrikum), und es trifft eine Spannungsaufteilung zwischen R und dem Band 1 auf. Das Band 1 besitzt damit kurzzeitig einen definierten, wenn auch über die gesamte Abdruckzeit betrachtet, leicht in seiner Größe sich ändernden quasi-ohmschen Widerstand. 4. Between the very brief breakdowns 10 and preceding them in time, states occur in which the belt 1 has a guide mechanism. Current flows through R and band 1 (dielectric), and a voltage distribution occurs between R and band 1. The band 1 thus briefly has a defined quasi-ohmic resistance that changes slightly in size, even if viewed over the entire printing time.

Während eines Durchschlags wird Farbe aus den Bandmaschen in Richtung der Gitterelektrode 8 transportiert. Proportional der offenen Siebfläche der Gitterelektrode 8 gelangt ein Teil davon auf den Aufzeichnungsträger 4, wo er haften bleibt. Die Abdruckzeit und die Betriebsspannung müssen so gewählt werden, daß mit Sicherheit die unter der Schreibelektrode 2 liegenden Farbbandmaschen vollständigausgeräumt werden, um gleichmäßig intensive Abdrücke zu erhalten. Das Farbbandgewebe, das z. B. ein Nylon-Siebdruckgewebe ist, wird dabei nicht beschädigt. Es könnte wiederverwendet werden.During a breakdown, paint is released from the ribbon mesh in the direction of the grid electrode 8 transported. A part of it reaches the recording medium in proportion to the open screen surface of the grid electrode 8 4 where it sticks. The printing time and the operating voltage must be selected in this way be sure that the ribbon meshes lying under the writing electrode 2 are completely cleared out to get evenly intense prints. The ribbon fabric z. B. is a nylon screen printing fabric, it will not be damaged. It could be reused.

Die Abdruckform ist im wesentlichen durch die Form der Elektroden 2 bestimmt, solange sich eine Vielzahl von Maschen unter der Elektrode 2 befinden. Der Abdruck zeigt in seiner Feinstruktur das Schattenbild der Gitterelektrode 8.The shape of the impression is essentially determined by the shape of the electrodes 2, as long as there is a A large number of meshes are located under the electrode 2. The imprint shows the silhouette in its fine structure the grid electrode 8.

Hierzu I BIaIl ZeichnungenFor this purpose I BIaIl drawings

Claims

Claim:

Writing unit for non-mechanical recording, in which the color particles of an ink carrier to be transferred can be brought between a controllable electrode arrangement and the recording medium and in which the ink can be applied to the electrodes controlled according to the characters to be recorded and by applying the ink carrier to the recording medium Record carrier according to patent P 2339852 is transferable, characterized in that a resistor (R) is connected between the voltage source and each of the controllable electrodes (2) and a capacitor (C) is connected between each controllable electrode (2) and that acting as a counter electrode, connected to earth -Potential lying grid (8) is, and that the static voltage which can be applied between the controllable electrode (2) and grid (8) is a multiple of the static breakdown voltage of the ink carrier (I).