DE2804757A1

DE2804757A1 - Alphanumeric character thermal printing block - has character defined by semiconductor with heat and light output for printing and vision

Info

Publication number: DE2804757A1
Application number: DE19782804757
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ahlers; Guenter Dr Allnoch; Christian Dippmann; @@ Heise Gerfried; @@ Krauss Manfred Dr; @@ Rauch Manfred Dr; @@ Schober Rudi; @@ Waldmann Juergen Dr
Original assignee: Robotron VEB
Current assignee: Robotron VEB
Priority date: 1977-03-16
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1978-09-21
Also published as: HU175029B; SU976458A1; DD132554A1; SE7802921L; IT7820639A0; IT1093119B

Abstract

The thermal printing block comprises a semiconductor having the shape of the character to be printed. The semiconductor is made of two materials (2, 3) having a pn junction (4). The first material is a substrate in which the second material is embedded. The junction has both a light and a heat output. The heat output (Q3) occurs primarily in the substrate which is extended to the printing surface (7) of the block for thermal printing. The light output occurs primarily in the second material which is extended to the opposite surface (13) of the block to provide a visual output.

Description

Titel der Erfindung Einrichtung zur Anzeige und zum Druck alphanumerischer Zeichen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung ist für Einrichtungen nutzbar, bei denen Aufzeichnungsträger bedruckt werden und die zu druckenden Zeichen auch anzuzeigen sind0 Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es wurde bereits durch WP HO 5 b/195 855 vorgeschlagen, die zur Sichtanzeige eines bzwe mehrerer Zeichen ausgewählten lumineszierenden bzwe lasernden Halbleiterbauelemente als Druckkörper für ein Thermodruckverfahren einzusetzen. Diese Halbleiterbauelemente sind wahlweise für Lichtstrahlung sowie für Lichtstrahlung und Wärmeabgabe vorgesehen. Es ist dadurch erforderlich, entweder die Anzeige der zu druckenden Zeichen durch das Papier hindurch zu realisieren oder zur Vermeidung dessen nach der Anzeige die zu druckenden Zeichen um entsprechende Achsen zu spiegeln in Verbindung mit einem relativ grosw sen Weg zum Anlegen der Druckkdrper an den Aufzeichnungsträger.Title of the Invention Device for displaying and printing alphanumeric Characters Field of application of the invention The invention can be used for facilities in which recording media are printed and so are the characters to be printed are to be displayed 0 Characteristics of the known technical solutions It has already been proposed by WP HO 5 b / 195 855, the visual display of one or more Characters selected luminescent or lasering semiconductor components as pressure bodies to be used for a thermal printing process. These semiconductor components are optional intended for light radiation as well as for light radiation and heat emission. It is through it required, either the display of the characters to be printed through the paper to realize or, to avoid this, the characters to be printed after the display to mirror corresponding axes in connection with a relatively large path for applying the pressure body to the recording medium.

In der DU-OS 1 903 252 ist ein Element dargestellt, das aus einem transparenten Substrat besteht, aut dem die einen zur Substrat ebene senkrechten pnÜbergsng bildenden Halbleiter aufgebracht sind4 Von der in beiden zur Substratebene senkrechten Richtungen austretenden Lichtstrahlung wird die durch das transparente Substrat hindurchgehende Strahlung zur Aufzeichnung auf fotografische Aufzeichnungsträger genutzte Bei der Verwendung eines nichttransparenten Substrat es ist auch die Nutzung der entgegengerichteten Liohtstrahlung zur Aufzeichnung genannt. Der Nachteil dieser Einrichtung bei deren Einsatz zum Druck ist durch die fotografischen Aufzeichnungsträger gegeben, welche nur ein begrenztes Einsatzgebiet aufweisen, eine lichtgeschützte Aufbewahrung und Verwendung sowie ggf. eine Entwicklung erfordern. Eine Sichtanzeige ist der Darstellung dieser Einrichtung nicht zu entnehmen Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, Sichtanzeige und thermischen Druck alphanumerischer Zeichen mittels Festkörperbauelemente sowohl unter Umgehung der Anzeige durch den Aufzeichnungsträger hindurch als auch unter Wegfall einer Spiegelung der angezeigten Zeichen vor dem Druck in Verbindung mit der Vermeidung der bekannten mechanischen Druckbewegung zu realisieren.In the DU-OS 1 903 252 an element is shown, which consists of a There is a transparent substrate, on which one plane is perpendicular to the substrate pnÜbersng forming semiconductors are applied4 from the in both to the substrate level vertical The light radiation exiting directions is transmitted through the transparent substrate Transmitting radiation for recording on photographic recording media used When using a non-transparent substrate it is also used called the opposing light radiation for recording. The disadvantage of this The facility for their use for printing is provided by the photographic recording medium given, which have only a limited area of application, a light-protected Require storage, use and possibly development. A visual display is not apparent from the representation of this device. The aim of the invention The aim of the invention is to make visual display and thermal printing alphanumeric Characters using solid-state components both bypassing the display by the Record carrier through as well as with the elimination of a mirroring of the displayed Sign before printing in conjunction with avoiding the familiar mechanical Realize pressure movement.

Darlegung dts Wesens der Erfindung Auf gabe der Erfindung ist ee, die am pn-Ubergang-eines Festkörperbauelementes auftretende und für die Anzeige alphanumerischer Zeichen genutzte Lichtstrahlung sowie die für deren Druck erzeugte Wärme eo aus dem Festkrperbauelement hinauszuführen, daß Druck und Anzeige an voneinander unabhWngigen Stellen erfolgen und gleichzei tig möglich sind.Statement of the essence of the invention The task of the invention is ee, the one occurring at the pn junction of a solid-state component and for the display Light radiation used for alphanumeric characters and the light generated for their printing Heat eo out of the solid-state device, that pressure and display of one another independent bodies and are possible at the same time.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drucks körper an der Fläche des Pestkörperbauelomentes außgeblldet sind, die der zur Anzeige genutzten Fläche abgewandt ist, und der Druckkörper durch den Austrittspunkt bzw.The invention is characterized in that the pressure body to the area of the Pestkörperbauelomentes are shown, those used for display Facing away from the surface, and the pressure hull through the exit point or

die Austrittsfläche eines wärmeführenden Körpers gegeben ist, welcher sich vom pn-Übergang bis zur genannten Austrittsfläche erstreckt.the exit surface of a heat-conducting body is given, which extends from the pn junction to the aforementioned exit surface.

Ausführungsbeispiel Gemäß Fig. 1 besteht ein derartiges Halbleiterbauelement 1 aus einem Substrat 2 des einen Leitungstyps, auf dem ein Halbleiter 3 des anderen Leitungstyps aufgebracht ist. Die Kontaktierung beider Halbleiter erfolgt auf bekannte nicht dargestellte Art. Die am pn-Übergang 4 entstehende Lichtstrahlung ist durch kleine aufwärtsgerichtete Pfeile dargestellt und die erzeugte Wärme durch einen großen abwärts gerichteten Pfeil. Die Wärmeleitung bzw. Konvektion erfolgt in einem wärmeführenden Körper 5, der von einer Wärmeisolationsschicht 6 begrenzt ist und eine gegenüber seiner Umgebung hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die Formgebung des pn-Überganges 4 ist zweckmäßigerweise so, daß neben der Licht strahlung eine erhöhte Wärmeentwicklung erfolgt. Die Leitung dieser Verlustwärmemenge Qv erfolgt im wärmeführenden Körper 5 in die durch den Pfeil angezeigte Richtung. Die beim Betrieb von Halbleitern entstehende Verlustwärmemenge wird also hierbei nicht, wie sonst üblich, gering gehalten, sondern durch entsprechende Gestaltung des pn-Überganges vergrößert (z.B. Auffächerung des pn-Überganges). Der größte Teil der Wärmemenge Qv, die Wärmemenge Q3, wird unmittelbar zum Thermodruck genutzt. Durch die Wärmeisolationsschichten 6 werden die senkrecht zur Ausdehnung des wärmeführenden Körpers 5 abgeführten Wärmemengen Q1 und Q2 gering gehalten. Es gilt: Qv = Q1 + Q2 + Q30 Die Wärmemenge Q3 wird an der Fläche 7, die als Druckkörper entsprechend ausgebildet ist, in den Aufzeichnungsträger 8 übergeleitet und bewirkt hier den thermischen Druck. Der einerseits an der Fläche 7 des Halbleiterbauelementes 1 anliegende Aufzeichnungsträger liegt andererseits an einem Druckgegenkörper 9, beispielsweise einer Schreibwalze, anO Der Druckgegenkörper 9 besitzt durch seine stoffliche Zusammensetzung eine hohe Wärmeleitfähigkeit und wirkt damit als Wärmesenke0 In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zur Vergrößerung der am pn-Übergang erzeugten Wärmemenge ergeben sich verschiedene Varianten, die sowohl einzeln als auch kombiniert einsetzbar sind Wird beim Aufbau des Halbleiterbauelementes die Parallelschaltung eines Widerstandes 11 mit dem pn-Übergang 4 vorgesehen gemäß Pigo 3, so kann bei erster Betriebsart diese Parallelschaltung in Durchlaßrichtung des pn-Überganges gepolt werden zur Realisierung der Anzeige (Aktivierung der Lichtstrahlung). Bei Umpolung der Stromrichtung erzeugt der über den Widerstand 11 fließende Strom sowie der über den pn-Übergang fließende Sperrstrom die für den Druckvorgang erforderliche Wärmemenge. In einer zweiten Betriebsart wird mittels eines Stromes in Durchlaßrichtung des gnÜberganges sowohl die Anzeige (Aktivierung der Lichtstrahlung) als auch der Druck (Aktivierung der Wärmeentwicklung und der Lichtstrahlung) ggfe durch zwei verschiedene Stromstärken erreicht, Zur Anzeige und zum Druck eines Zeichens sind die Halbleiterbauelemente 1 in Form einer Matrix (Fig. 2) angeordnest. Durch die Batrizanordnung in Verbindung mit dem bereits erläuterten Aufbau der Halbleiterbauelemente 1 wird deren thermische, elektrische und optische Trennung durchsetzbar, die zur Erreichung von Kontrast und Druokschärfe der beschriebenen Anzeige- und Druokeinrichtung notwendig isto Jedes Halbleiterbauelement 1 ist bei entsprechender Ansteuerung in der Lage, auf seiner Fläche 13 innen Lichtpunkt zu erzeugen und auf seiner zu dieser abgewandten als Druokkörper ausgebildeten Fläche 7 den entsprechenden Punkt thermisch zum Abdruck zu bringen, Die Darstellung eines Zeichens erfolgt somit durch punktweise Zusammensetzung0 Der Abdruck der durch Lichtstrahlung angeseigten Zeichen kann beispielsweise nach der Anzeige einer größeren Anzahl von Zeichen erfolgen.Exemplary embodiment According to FIG. 1, there is such a semiconductor component 1 from a substrate 2 of one conductivity type on which a semiconductor 3 of the other Line type is applied. The two semiconductors are contacted in a known manner Type not shown. The light radiation generated at the pn junction 4 is through small upward arrows and the heat generated by a big downward arrow. The heat conduction or convection takes place in one heat-conducting body 5, which is bounded by a thermal insulation layer 6 and has a high thermal conductivity compared to its surroundings. The shape of the pn junction 4 is expediently so that in addition to the light radiation increased Heat development takes place. The conduction of this heat loss Qv takes place in the heat-carrying Body 5 in the direction indicated by the arrow. The operation of semiconductors The resulting amount of heat loss is not, as is usual, small held, but enlarged by appropriate design of the pn junction (e.g. Fanning out of the pn junction). Most of the amount of heat Qv, the amount of heat Q3, is used directly for thermal printing. Through the thermal insulation layers 6 are the amounts of heat dissipated perpendicular to the expansion of the heat-conducting body 5 Q1 and Q2 kept low. The following applies: Qv = Q1 + Q2 + Q30 The amount of heat Q3 is on the surface 7, which is designed as a pressure body accordingly, into the recording medium 8 and causes the thermal pressure here. The one on the surface 7 of the semiconductor component 1 adjacent recording medium is on the other hand on a pressure counter body 9, for example a platen, anO Due to its material composition, the counter-pressure body 9 has a high Thermal conductivity and thus acts as a heat sink0 In an advantageous embodiment the invention for increasing the amount of heat generated at the pn junction result different variants that can be used both individually and in combination the parallel connection of a resistor in the construction of the semiconductor component 11 with the pn junction 4 provided in accordance with Pigo 3, then in the first operating mode this parallel connection are polarized in the forward direction of the pn junction Realization of the display (activation of the light radiation). When reversing the polarity of the current direction generates the current flowing through the resistor 11 and the current through the pn junction flowing reverse current the amount of heat required for the printing process. In a The second mode of operation is by means of a current in the forward direction of the gn transition both the display (activation of the light radiation) and the pressure (activation the heat development and the light radiation) possibly through two different currents The semiconductor components are used to display and print a character 1 arranged in the form of a matrix (Fig. 2). Connected through the Batriz arrangement with the structure of the semiconductor components 1 already explained, their thermal, electrical and optical separation enforceable to achieve contrast and print sharpness of the described display and print device is necessary Each semiconductor component 1 is able to with appropriate control its surface 13 inside to generate a point of light and on its facing away from this surface 7 formed as a print body thermally the corresponding point for the impression To bring, the representation of a character is thus done by point-wise composition0 The imprint of those afflicted by light radiation For example, characters can be after displaying a large number of characters.

Zweckmäßig wird zur Auslösung des Druckvorganges der Strom durch die ausgewählten Halbleiterbauelemente kurzzeitig erhöht* so daß die Temperatur an der den Druckkörper aufweisenden Fläche 7 über die Umschlagtemperatur des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträgers ansteigt. Hierbei kann der Aufzeichnungsträger ständig an der Druckebene ånliegen, eine mechanische Bewegung für den Abdruck entfällt dann.The current through the is expedient to trigger the printing process selected semiconductor components temporarily increased * so that the temperature at the the pressure hull having surface 7 on the transition temperature of the heat-sensitive Recording medium increases. Here, the recording medium can constantly at the There is no mechanical movement for the imprint.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

te » Wiçunge3ansp: ruch

1 Device for displaying and printing alphanumeric characters by means of solid-state components, in particular semiconductor components, of which a number can be selected for the display of a character * whereby luminescent or lasing solid-state components are used to implement the display, the light radiation of which in a surface of the solid-state component that is favorable for visual perception emerges, and heat generated at the pn junction of these solid-state components is used to print the displayed characters on heat-sensitive recording media9, characterized in that the pressure bodies are formed on the surface (7) of the best-body component (1) that corresponds to the surface (13) used for display is turned away and the pressure body is given by the exit point or the exit surface of a heat-conducting body (5) which extends from the pn junction (4) to the said exit surface.

2. Device for displaying and printing alphanumeric characters according to item 1, characterized in that the structure of the solid-state component (1) provides for the parallel connection of a resistor (11) with the pn junction (4) and this parallel connection (11; 4) for pressure in reverse direction and for display is polarized in the forward direction of the pn junction (4).

30 Device for displaying and printing alphanumeric characters according to item 1 and 2, characterized in that said parallel connection (in; 4) both for display and for pressure in the forward direction of the pn junction (4) is polarized 0