DE2600605C3 - Elektrostatischer Strichcode-Drucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Strichcode-Drucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger elektrostatischer Strichcode-Drucker ist bereits bekannt (DE-GM 19 37 106). Dabei ist der Draht gegenüber der Maske so vorgespannt, daß die Koronaentladungs-Schwellenspannung stets überschritten ist, d. h. eine kontinuierliche Koronaentladung stattfindet. Die durch die Koronaentladung erzeugten Ionen können dann durch entsprechendes Ansteuern der Unterlage mit einer Spannung geeigneter Polarität durch die Maske hindurchtreten oder am Durchtritt gehindert werden. Der Abstand zwischen der Maske und dem Aufzeichnungsträger darf dabei allerdings nur ca. 0,1 mm betragen. Größere Abstände würden nämlich zu einer Verminderung der Kantenschärfe der erzeugten Bilder führen. Derartige geringe Abstände zwischen Maske und Aufzeichnungsträger haben jedoch zur Folge, daß sich der Aufzeichnungsträger bei einer Relativbewegung leicht zwischen Maske und Unterlage verklemmen kann.

Ferner ist ein elektrostatischer Drucker mit einem Druckkopf bekannt, der mit Druckimpulserzeugern verbundene Druckelektroden besitzt, denen mit Initiativimpulserzeugern verbundene, stiftförmige Inätiativeiektroden zugeordnet sind (DE-AS 1 i 81 464). Bei einem kurzzeitigen Oberschreiten der Koronaentladungs-Schwellenspannung zwischen Initiativelektroden und Druckelektroden werden die gebildeten Ionen unter der Wirkung der Unterlage, die die Gegenelektrode bildet, auf den Aufzeichnungsträger gebracht Auch ίο ist es bei Wärmeschreibwerken bekannt, den Aufzeichnungsträger durch Unterdruck gegen die Unterlage zud drücken (DE-OS 18 12 685).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrostatischen Strichcode-Drucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit dem ein elektrostatisches Ladungsbild hoher Auflösungsgenauigkeit auch dann erhalten wird, wenn der Abstand zwischen Maske und Aufzeichnungsträger verhältnismäßig groß ist

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Im Anspruch 2 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gekennzeichnet

Der erfindungsgemäße Drucker erzeugt sichtbare Strichcode-Bilder auf elektrische Eingangsbefehle hin, durch die der auf ein Potential gerade unterhalb der Koronaentladungs-Schwellenspannung vorgespannte Draht mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt wird, um Ionen zu liefern, welche durch den zugehörigen Schlitz der Maske hindurchtreten und auf der benachbarten, isolierenden Oberfläche des Aufzeichnungsträgers ein latentes, elektrostatisches Ladungsbild hervorrufen, welches dann elektrostatisch mittels eines Toners entwickelt und fixiert wird.

Es werden für den Draht und die Maske jeweils unabhängig voneinander steuerbare Spannungsquellen verwendet Das Erfordernis von Impulsen sehr hoher Spannung wird umgangen. Der Aufzeichnungsträger wird mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen Maske und Unterlage sowie möglichst anschließend durch die Entwicklungseinrichtung und dann durch die Fixiereinrichtung hindurchbewegt. Beim Durchlaufen zwischen Maske und Unterlage befindet sich dabei die der Maske zugewandte Oberfläche des Aufzeichnungsträgers im Abstand von der Maske, und liegt der Aufzeichnungsträger mit der der Maske abgewandten Seite zweckmäßigerweise auf der Unterlage auf.

Die Maske kann beispielsweise einen Abstand von 6,35 mm von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers aufweisen. Trotzdem werden überraschenderweise insbesondere hinsichtlich der Breite nach sehr scharfe Striche erzeugt. Dieser Abstand schließt nicht nur jeglichen Verschleiß der Maske und Abrieb der dielektrischen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers aus, sondern verhindert auch ein Verklemmen der Aufzeichnungsträger zwischen Maske und Unterlage, vereinfacht also die Handhabung des Aufzeichnungsträgers entscheidend.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt schematisch

F i g. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform;

F i g. 2 die Draufsicht auf eine besondere Maske zum Drucken eines genormten Strichcodes;

F i g. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform.

Gemäß F i g. 1 besteht der Aufzeichnungsträger 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 zusammengesetzt Das Papier liegt als Bahn vor, welche von einer Vorratsrolle 10 abgezogen wird, um über eine platienförmige, 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 Quernuten 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

Auf der der Unterlage 12 abgewandten 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 Vi zwischen der Maske 16 und der Unterlage 12 aufrecht. Eine zweite Spannungsquelle 22 liefert eine zusätzliche Spannung V2, um den Ionen emittierenden Draht 18 bis gerade unterhalb der Koronaentladungs-Schwellenspannung vorzuspannen. Weiterhin ist eine Diode 24 vorgesehen, um die Koronaentladungs-Schwellenspannung für den Draht 18 auf den Wert Vi + Vj, 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 V3 dem Draht 18 von einem Kopplungskondensator 26 zugeführt wird. Der Impuls, dessen Breite variiert werden kann, wird von einer elektronischen Steuerschaltung 34 gesteuert, welche mit einem Eingangsbefehl beaufschlagbar ist.

Eine Einrichtung 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 vorgesehen werden, welche beispielsweise so nach dem Prinzip des Strahlungs- oder Kontaktwärmeschmelzens arbeiten oder Druckwalzen zum Fixieren aufweisen kann.

In Fig.2 ist eine Maske 40 dargestellt, .velche statt der Maske 16 bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 verwendet werden kann. Mittels der Maske 40 lassen sich genormte Strichcodesymbole erzeugen. 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 Ben .uu 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 Reihe von kleinen, runden Öffnungen 46 zur Erzeugung eines Zeichens bzw. einer Zahl, die aus Punkten zusammengesetzt ist und vom menschlichen 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 und der kürzere Schlitz 44 der Maske 40 Striche rcit 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 Richtung, 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 Fig.2 bei der Ausführungsform gemäß F i g. 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 40 angeordnet. Die Ionenquelle zur Erzeugung des Zeichens bzw. der Zahl, welche vom menschlichen 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 F i g. 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 Fig.3 sind eine Papierbahnvorratsrolle 10, eine Maske 16, ein Ionen emittierender Draht 18, eine Entwicklungseinrichtung 28 und eine Fixiereinrichtung 30 vorgesehen. Die Unterlage ist von einem elektrisch leitenden, endlosen Band 50 gebildet, welches aus 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 Etiketten abschneidet. Diese gelangen auf das elektrisch leitende, luftdurchlässige Band 50.

Bei dieser Ausführungsform kann nach Bedarf ein eineines Etikett geliefert werden, ohne daß vor und hinter dem Etikett nutzloses, wegzuwerfendes Papier vorhanden ist, wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 der Fall.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Drukkers ergibt sich aus folgendem Beispiel.

Oberhalb der Maske 16 ist ein Draht 18 mit einem Durchmesser von 0,05 mm aus einer Platin/Iridium-Legierung angeordnet, und zwar in isolierenden Supporten und in einem Abstand von 2,54 mm von der Maske 16. Der Draht 18 ist 38,1 mm lang. Die Maske 16 weist einen quadratischen Umriß mit einer Seitenlänge von 38,1 mm auf. Sie besteht aus einem Blech aus rostfreiem Stahl mit

einer Dicke von 0,13 mm, in welches der Schlitz 15 auf phototechnischem Wege eingeätzt 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. Ein 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 2300VoIt unterhalb der Koronaschwellenspannung Hegt

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 bzs. 0,762 bzw. 1,016 mm ergeben. Auf diese Art und Weise können Striche jeder gewünschten Breite bis

erzeugt werden.

Der erfindungsgemäße Drucker kann auch dazu verwendet werden, Strichcodes mit veränderlicher Strichbreite auf Verpackungsmaterial aus Kunststoff aufzudrucken, 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 mm liegt.

Bei den geschilderten Ausführungsformen ist eine Vorspannung der Ionenquelle vorgesehen. Wird jedoch das Vorspannungspotential V₂ nicht zum Einsatz gebracht, dann muß die Impulsamplitude bzw. -höhe von 1500 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Strichcode-Drucker mit einer Einrichtung, die zur Erzeugung eines latenten, elektrostatischen Ladungsbildes auf der isolierenden Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers eine elektrisch leitende Maske mit mindestens einem Schlitz, einen bei Anlegen einer ausreichenden Spannung Ionen emittierenden, auf einer Seite der Maske parallel zum zugehörigen Schlitz verlaufend angeordneten Draht feinen Durchmessers und eine auf der anderen Seite der Maske im Abstand davon angeordnete, elektrisch leitende Unterlage aufweist, wobei zum Aufzeichnen zwischen Unterlage und Maske sowie zwischen Maske und Draht sich addierende elektrische Potentiale anlegbar sind, ferner mit einer Einrichtung zur Relativbewegung von Aufzeichnungsträger und Maske mit Abstand des Aufzeichnungsträgers von der Maske und schließlich mit einer Einrichtung zum Entwickeln des Ladungsbildes und gegebenenfalls zum Fixieren des sichtbaren Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (18) gegenüber der Unterlage auf ein Potential (V\ + Vy gerade unterhalb der Koronaentladungs-Schwellenspannung vorgespannt ist und eine elektronische Eingangsbefehlsschaltung (34) vorgesehen ist zur Überlagerung der Vorspannung des Drahtes (18) mit einem Hochspannungsimpuls, durch dessen Amplitude die Koronaentladungs-Schwellenspannung überschritten wird und dessen Dauer der zu druckenden Strichcode-Breite entspricht, und daß der Drucker eine Einrichtung (14; 50, 52) enthält, die den Aufzeichnungsträger (10) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen der Maske (16; 40) und der Unterlage (12; 50) quer zur Richtung des Schlitzes (15; 42, 44) hindurch transportiert.

2. Strichcode-Drucker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung der Unterlage (12; 50), daß der Aufzeichnungsträger (10) beim Vorbeilaufen am Schlitz (15; 42, 44) mit Unterdruck beaufschlagt ist.