DE2600605A1

DE2600605A1 - Strichcode-drucker

Info

Publication number: DE2600605A1
Application number: DE19762600605
Authority: DE
Inventors: Richard A Fotland
Original assignee: Horizons Inc
Current assignee: Horizons Inc
Priority date: 1975-01-15
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1976-07-22
Also published as: DE2600605B2; GB1497201A; US3961574A; JPS5913351B2; DE2600605C3; JPS5196334A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strichcode-Drucker der· im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Elektrostatische Drucker, welche vom Prinzip des Ladungsübergangs zwischen einer Metallfläche und einem isolierenden Träger für ein latentes, elektrostatisches Ladungsbild Gebrauch machen,¹ sind bekannt. Dazu gehören auch Drucker mit Stiftfeldem zur Ladungsübertragung auf die geschilderte Art und Weise, wobei dielektrisches Papier als Träger für das latente, elektrostatische Ladungsbild dient und eine elektrostatische Einrichtung zum Entwickeln des Ladungsbildes mittels eines Toners sowie eine Einrichtung zum Fixieren des sichtbaren Bildes vorgesehen sind (US-PS 3 267 485, 3 289 209, 3 483 566 und 3 725 950).

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Auch, ist es bekannt, latente, elektrostatische Ladungsbilder unter Verwendung einer Zeichenmatrix bzw. einer schnell umlaufenden, metallischen Zeichentrommel zu erzeugen (US-PS 3 064 259, 3 068 481, 3 208 076 und 3 417

Außerdem ist es bekannt, latente, elektrostatische Ladungsbilder auf dielektrischen Oberflächen unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre zu erzeugen, welche eine Frontplatte mit einem Feld leitender Stifte aufweist (US-PS 2 929 973, 2 952 796, 2 963 607 und 3 001 848).

Bei diesen bekannten Vorschlägen ist ein wirksamer elektrostatischer Ladungsübergang nur dann gegeben, wenn das metallische, bilderzeugende Glied die dielektrische Oberfläche berührt oder davon nicht mehr als wenige Hundertstel Millimeter entfernt ist. Bei größeren Abständen sind sehr hohe Potentiale erforderlich, um den Luftspalt zwischen dem metallischen, bilderzeugenden Glied und der dielektrischen Oberfläche zu überbrücken. !Dies hat eine Bildverw^chung und Verminderung der Kantenschärfe zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Nachteile zu -vermeiden und einen Strichcode-Drukker der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung zu schaffen, wobei ein latentes, elektrostati-

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seiles Ladungsbild hoher Auflösungsgenauigkeit berührungslos erzeugt wird.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Drucker erzeugt sichtbare Strichcode-Bilder auf elektrische Eingangsbefehle hin, wobei der Ionen emittierende Draht mit elektrischen Impulsen beaufschlagt wird, um Ionen zu liefern, welche durch den zugehörigen Schlitz der Maske hindurchtreten und auf der benachbarten, isolierenden Oberfläche des Bildträgers ein latentes, elektrostatisches Ladungsbild hervorrufen, welches dann elektrostatisch mittels eines Toners entwickelt und fixiert wird, vorzugsweise durch Wärmeeinwirkung unter Schmelzen des Toners. Die Breite jedes Striches wird durch die Dauer, also die Breite, des jeweils dem Draht zugeführten Hochspannungsimpulses gesteuert, während die Höhe durch die Schlitzlänge definiert ist. Der Bildträger wird mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen Maske und Unterlage sowie möglichst in demselben Zuge anschließend durch die Entwicklungseinrichtung und dann durch die 3?ixiereinrichtung hindurchbewegt. Beim Durchlaufen zwischen Maske und Unterlage befindet sich die der Maske zugewandte, isolierende Oberfläche des Bildträgers in geringem Abstand von

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der Maske, und liegt der Bildträger auf der der Maske angewandten Seite zweck&äßigerweise auf der Unterlage auf.

Der erfindungsgemäße Drucker ermöglicht erwähntermaßen die Erzeugung latenter, elektrostatischer Ladungsbilder hoher Auflösungsgenauigkeit auf berührungslosem Wege. Die das Bild definierende Maske kann beispielsweise in einem Abstand von 6,35 b™. von der isolierenden bzw. dielektrischen Oberfläche des Bildträgers entfernt sein. Dieser Abstand schließt jeglichen Verschleiß der Maske und Abrieb der dielektrischen Oberfläche aus, was bei der Ladungsübertragung mit Berührung unvermeidlich wäre. Weiterhin ist die große Einfachheit und die geringe Anzahl von Komponenten vorteilhaft, welche zur Erzeugung von Strichcodes erforderlich sind, die grundsätzlich jede gewünschte Strichbreite aufweisen können „

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen schematischs

I¹Ig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform;

Pig. 2 die Draufsicht auf eine besondere Maske zum Drucken des "Universal-Producf'-Strichcodesj

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S"ig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform.

Gemäß ELg. 1 besteht der Bildträger aus einem dielektrischen Papier, welches manchmal als elektrographisches Papier bezeichnet wird und sich aus einer elektrisch leitenden Papiergrundschicht und einer dünnen Oberflächenbeschichtung aus pigmentiertem, isolierendem Harz zusammensetzt. Das Papier liegt als Bahn vor, welche von einer Vorratsrolle 10 abgezogen wird, um über eine plattenförmige, die Bahn abstützende, elektrisch leitende Unterlage 12 zu laufen, gezogen von zwei Walzen 14. Die beiden Walzen 14 werden beispielsweise von einem Synchronmotor angetrieben, um eine gleichförmige Vorschubgeschwindigkeit der Papierbahn zu gewährleisten.

In der plattenförmigen Unterlage 12 sind Quernuten 13 vorgesehen, in welchen ein geringer Unterdruck aufrechterhalten wird, um die Papierbahn entgegen den anziehenden, elektrostatischen Kräften niederzuhalten, welche das Bestreben haben, die Papierbahn von der plattenförmigen Unterlage 12 abzuheben. Im Abstand von der Unterlage 12 ist im Bereich der Quemuten 13 eine mit einem Schlitz 15 versehene, elektrisch leitende Maske 16 vorgesehen. Der Schlitz 15 ist nur wenige hundertstel Millimeter breit und so lang, wie der zu druckende Strich hoch ist.

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Auf der der unterlage 12 angewandten Seite der Maske 16 ist eine Ionenquelle vorgesehen, und zwar in Form eines dünnen, Ionen emittierenden Drahtes 18, welcher sich parallel zum Schlitz 15 der Maske 16 über dessen gesamte Länge hinweg erstreckt. Eine Spannungsquelle 20 hält ein elektrisches Potential V,. zwischen der Maske 16 und der Unterlage 12 aufrecht. Eine zweite Spannungsquelle 22 liefert eine zusätzliche Spannung Vp, um den Ionen emittierenden Draht 18 bis gerade unterhalb der Koronaschwellenspannung vorzuspannen. Weiterhin ist eine Diode 24 vorgesehen, um die Koronaschwellenspannung für den Draht 18 auf den Wert V. + Vpj bezogen auf Erde bzw. Masse, zu klemmen bzw. zu fixieren, dabei jedoch zu ermöglichen, daß das Potential des Drahtes 18 diesen Grenzwert überschreitet, wenn ein Spannungsimpuls mit der Amplitude V, dem Draht 18 von einem Kopplungskondensator 26 zugeführt wird. Der Impuls, dessen Breite variiert werden kann, wird von einem Impulsgenerator 32 geliefert. Die Breite wird von einer elektronischen Steuerschaltung 34- gesteuert, welche mit einem Eingangsbefehl beaufschlagbar ist.

Eine Einrichtimg 28 dient zur Entwicklung des latenten, elektrostatischen Ladungsbildes mittels eines Toners, wobei das Tonen entweder flüssig oder trocken erfolgen kann. Wird ein selbstfixierender, flüssiger Toner nicht verwendet, dann muß eine besondere Einrichtung 30 zum Fixieren des entwickelten, sichtbaren Bildes vorge-

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sehen werden, welche beispielsweise nach dem Prinzip des StrahTungs- oder Kontaktwärmeschmelzens arbeiten oder Druckwalzen zum Fixieren aufweisen kann.

In Fig. 2 ist eine Maske 40 dargestellt, welche statt der Maske 16 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Mittels der Maske 40 lassen sich "Universal-Product"-Strichcodesymbole erzeugen, wie sie von der TMIFOEN GEOCEET PEODUCT CODE COUNCIL IQTCOEPOEACDED festgelegt sind. Dabei handelt es sich um ein Codesymbol, welches aus einem Feld von Strichen "unterschiedlicher Breite und mit zwei verschiedenen Höhen sowie aus einer Folge von Codezahlen in vom Benutzer lesbarer und verständlicher Form besteht, welche unmittelbar unterhalb der Striche angeordnet sind.

Die Maske 40 weist demgemäß einen langen Schlitz 42 zur Erzeugung des bzw. der langen Striche und einen kurzen Schlitz 44 zur Erzeugung des bzw. der kurzen Striche auf, ferner eine Eeihe von kleinen, runden öffnungen 46 zur Erzeugung eines Zeichens bzw. einer Zahl, die aus Punkten zusammengesetzt ist und vom menschlischen Benutzer gelesen, also verstanden werden kann· Die Maske 40 kann aus dünnem, rostfreiem Stahl unter Anwendung phototechnischer Verfahren hergestellt werden.

Beispielsweise kann der längere Schlitz 42 der Maske 40 Striche mit einer Höhe von 24,5 mm unä· der kür-

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zere Schlitz 44 der Maske 40 Striche mit einer Höhe von 22,9 mm hervorrufen. Sollen die Zeichen bzw. Zahlen jeweils unter Anwendung einer sieben Elemente hohen Punktmatrix gebildet werden, dann sollte der gegenseitige Abstand der runden Öffnungen 46 in senkrechter Sichtung, d.h. parallel zu den Schlitzen 42 und 44, bei etwa 0,45 mm liegen. Der Durchmesser jeder Öffnung 46 liegt bei etwa 0,51 mm.

Wird die Maske 40 gemäß SIg. 2 bei der Außführungsform gemäß Fig. 1 verwendet, dann müssen zwei Ionen emittierende Drähte 18 verwendet werden, von denen der eine über dem Schlitz 42 und der andere über dem Schlitz 44 angeordnet ist. Jeder Draht 18 muß etwas länger als der Schlitz 42 bzw. 44 sein und ist vorteilhafterweise in einem Abstand von etwa 2,54 mm oberhalb der Maske angeordnet. Die Ionenquelle zur Erzeugung des Zeichens bz|/. der Zahl, welche vom menschlischen Benutzer gelesen, also verstanden werden kann, kann aus mehreren kurzen, Ionen emittierenden Drähten oder Korona emittierenden Punkten bestehen, welche jeweils in geringem Abstand über einer Öffnung 46 der Maske 40 angeordnet sind. Bei Verwendung der Maske 40 gemäß JIg. 2 sind insgesamt neun Impulsgeneratoren erforderlich, nämlich je einer für den langen Schlitz 42, für den kurzen Schlitz 44 und für jede Öffnung 46 der Maske 40.

Auch bei der Ausführungsform gemäß 3Fig. 3 sind eine Papierbahnvorratsrolle 10, eine Maske 16, ein Ionen

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emittierender Draht 18, eine Entwicklungseinrichtung und eine Fixiereinrichtung 30 vorgesehen. Die Unterlage ist von einem elektrisch leitenden, endlosen Band 50 gebildet, welches zwei Walzen 52 umschlingt und zugleich als Transporteinrichtung dient. Das Band 50 kann aus elektrisch leitendem Kautschuk bzw. Gummi bestehen und viele kleine Öffnungen aufweisen, oder aus einem feinmaschigen Gitter oder einem anderen Support gebildet sein, welcher sowohl elektrisch leitend als auch luftdurchlässig ist. Im Raum 60 innerhalb des Bandes 50 und zwei nicht dargestellten Seitenwandungen wird ein partielles Vakuum aufrechterhalten.

Es ist eine Schneideinrichtung 54·? beispielsweise vom Guillotinentyp oder Reißtyp oder mit einer rotierenden Schneidwalze vorgesehen, welche von der von der Vorratsrolle 10 abgezogenen Papierbahn einzelne Eti-

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ketten abschnedet. Diese gelangen auf das elektrisch leitende, luftdurchlässige Band 50.

Bei dieser Ausführungsform kann nach Bedarf ein einzelnes Etikett geliefert werden, ohne daß vor und hinter dem Etikett nutzloses, wegzuwerfendes Papier vorhanden ist, wie bei der Ausführungsform gemäß ELg. 1 der Pail.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Drukkers ergibt sich aus folgendem Beispiel.

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Oberhalb der Make 16 ist ein Draht 18 mit einem Durchmesser von 0,05 mm aus einer Platin/lridium-Legierung angeordnet, und zwar in isolierenden Supporten und in einem Abstand von 2,54- mm von der Maske 16. Der Drant 18 ist 38,1 mm lang. Die Maske 16 weist einen quadratischen Umriß mit einer Seitenlänge von 33,1 mm auf. Sie bestellt aus einem Blech aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,13 mm, in welches der Schlitz 15 auf phototechnischem Wege eingeäzt ist. Der Schlitz 15 ist 25,4 mm lang und 0,254 mm breit. Die plattenförmige Unterlage 12 aus Aluminium ist mit einem Abstand von 0,635 mm unterhalb der Maske 16 angeordnet. ELn Band elektrographischen bzw. dielektrischen Papiers mit einer Breite von 50,8 mm wird mit einer konstanten Geschwindigkeit von 76,2 mm/sec durch den Drucker hindurchbewegt.

Das Papier wird mit der Unterlage 12 durch Aufrechterhalten eines geringen Unterdrucks in einer rechteckigen Quernut 13 der Unterlage 12 in Berührung gehalten. Die Spannungsquelle 20 zwischen Maske 16 und Unterlage 12 liefert eine Potentialdifferenz von 400 Volt, wobei die Maske 16 bezüglich der auf Erdpotential gehaltenen Unterlage 12 positiv ist. Die zweite Spannungsquelle 22 liefert ein Vorspannungspotential von 2300 Volt für Draht 18, und das Potential des Drahtes 18 wird durch die Hochspannungsdiode 24 auf diesen 2300 Volt gehalten. Unter diesen Bedingungen erzeugt der Draht 18 keine Ionen, da das Potential von 2300 Volt unterhalb der Koronaschwellenspannung liegt.

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Beim Transport des dielektrischen Papiers unter der Maske 16 hindurch werden dem Draht 18 über den Kopplungskondensator 26 von 0,002 Mikrofarad Impulse unterschiedlicher Breite und mit einer Amplitude von 1500 Volt zugeführt. Diese Hochspannungsimpulse bewirken ein Überschreiten der Koronaschwellenspannung des Drahtes 18, so daß Ionen erzeugt werden. Die in der Nähe der Oberfläche des Drahtes 18 erzeugten Ionen werden durch die Maske 16 hindurch auf das dielektrische Papier gezogen, so daß sich ein latentes, elektrostatisches Ladungsbild auf der isolierenden Oberfläche des dielektrischen Papiers ergibt.

Dieses Ladungsbild wird in der Entwicklungseinrichtung 28 mit magnetischer Bürste mit Hilfe eines Toners entwickelt. Das sichtbare Bild wird in der Fixiereinrichtung 30 durch Schmelzen mittels Strahlungswärme fixiert.

Die Breite der auf dem dielektrischen Papier erzeugten Striche hängt von der angewendeten Impulsbreite ab. Bei diesem Beispiel ergibt ein Impuls mit einer Dauer von 4- Millisekunden einen Strich mit einer Breite von 0,254- mm.? während Impulsbreiten von 6,10 und 14 Millisekunden Striche mit einer Breite von 0,508 bzw. 0,762 bzw. 1,016 mm ergeben. Auf diese Art und Weise können Striche jeder gewünschten Breite bis herunter zu einer Mindestbreite von etwa 0,2 mm erzeugt werden.

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Der erfindungsgemäße Drucker kann auch dazu verwendet werden, Strichcodes mit veränderlicher Strichbreite auf Verpackungsmaterial aus Kunststoff aufzudrukken, anstatt auf dielektrisches Papier. Tatsächlich können solche Striche auf jede isolierende Oberfläche aufgebracht werden, wenn nur die Dicke der Isolationsschicht nicht über etwa 0,51 nun liegt.

Bei den geschilderten Ausführungsformen ist eine Vorspannung der Ionenquelle vorgesehen. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Wird jedoch das Vorspannungspotential Vp nicht zum Einsatz gebracht, dann muß die Impulsamplitude bzw. -höhe von I5OO Volt im vorstehend abgehandelten Beispiel auf etwa 4000 Volt erhöht werden. Die Vorspannung der bzw. jeder Ionenquelle ermöglicht es also, das Erfordernis von Impulsen sehr hoher Spannung zu umgehen.

Die Elemmdiode 24· kann durch einen hochohmigen Widerstand ersetzt werden. Obwohl auch dann eine zufriedenstellende Betriebsweise gewährleistet ist, ist jedoch zu berücksic-htigen, daß der Widerstand eine zusätzliche Last für den Hochspannungsimpulsgenerator 32 darstellt.

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Claims

Ansprüche

Strichcode-Drucker mit einer Einrichtung zur Er-

eines latenten, elektrostatischen Ladungsbildes auf der isolierenden Oberfläche eines Bildträgers, einer Einrichtung zum Entwickeln des Ladungsbildes und ggf. einer Einrichtung zum !Fixieren des sichtbaren Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Ladungsbildes eine elektrisch leitende Maske (16; 40) mit mindestens einem Schlitz (15; 42, 44), einen Ionen emittierenden, auf einer Seite der Maske (16; 40) parallel zum zugehörigen Schlitz (15; 42, 44) verlaufend angeordneten Draht (18) feinen Durchmessers und eine auf der anderen Seite der Maske (16; 40) im Abstand davon angeordnete, elektrisch leitende Unterlage (12; 50) aufweist, wobei zwischen Maske (16; 40) und Unterlage (12; 50) ein elektrisches Potential aufrechterhalten wird und eine elektronische Eingangsbefehlschaltung (34) zur Beaufschlagung des Drahtes (18) mit einem Hochspannungsimpuls, dessen Dauer der zu druckenden Strichcode-Breite entspricht, vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung (14; 50, 52) zum Transport des Bildträgers (10) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen der Maske (16; 40) und der Unterlage (12; 50) hindurch vorgesehen ist, wobei der Bildträger (10) zumindest an der Maske (16; 40) mit Abstand vorbeiläuft.

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2. Strichcode-Drucker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (15 J 4-2, 44) der Maske (16 j 40) so lang wie der zu druckende Strichcode hoch ist.
3. Strichcode-Drucker nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung der Unterlage (12j 50), daß der Bildträger (10) beim Yorbeilaufen am Schlitz (15j 42, 44) mit Unterdruck beaufschlagt ist.
4. Strichcode-Drucker nach Anspruch 1, 2 oder 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Ionen emittierende Draht (18) auf ein Potential gerade unterhalb der Koronaschwellenspannung vorgespannt ist.

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