DE3020080A1

DE3020080A1 - Thermoelectric printing device esp. typewriter - has laser light source projecting onto charged ribbon which is electrostatically pulled towards paper

Info

Publication number: DE3020080A1
Application number: DE19803020080
Authority: DE
Inventors: Herbert 2932 Neuenburg Behrens; Cornelis Van Dipl.-Phys. 2948 Schortens Raamsdonk; Eilt-Heyo Dipl.-Ing. 2940 Wilhelmshaven Rittberg; Jürgen Dipl.-Phys. 2883 Stadland Schmitt
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia AG
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1980-05-27
Publication date: 1981-12-03

Abstract

A thermoelectric printing device for producing symbols on a recording sheet, typically ordinary typing paper, uses a colour carrying strip (typewriter ribbon) composed of a coloured layer and support strip, this ribbon contains a dielectric which can be permanently polarised by a charging device; the light source used for projecting a beam through a template onto this ribbon is a laser diode. The source softens the coloured layer (ink) on the ribbon, while simultaneously or just afterwards a temporarily energised electrode pulls the ribbon, due to its charge, onto the paper. This arrangement operates noiselessly and, due to the use of a laser as light source, does not require any shielding from ordinary light. The dielectric may comprise either a thermoplastic, dielectric, permanently polarisable material such as carnauba wax in the ink layer, or polyethylene terephthalate in the support ribbon.

Description

Thermo-elektrische DruckvorrichtungThermo-electric printing device

Die Erfindung geht aus von einer thermo-elektrischen Druckvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeg-ebenen Art.The invention is based on a thermo-electric printing device the type specified in the preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Druckvorrichtung (DE-OS 19 29 640) wird eine Laserlichtquelle dazu verwendet, Schriftzeichen mit Hilfe von Zeichenschablonen auf einem mit thermografischem Material beschichteten Farbstoffträger abzubilden. Die St.rahlungsenergie der Laserlichtquelle hat eine solche Intensität, daß das thermografische Material erweicht und auf den mit dem Farbstoffträger in Berührung stehenden Aufzeichnungsträger übertragen wird. Damit die Farbschicht jedoch einwandfrei auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden kann, muß der Farbstoffträge-r mit seiner Farbschicht auf dem'Aufzeichnungsträger aufliegen. Da eine enge Berührung für den Farbübertrag notwendig ist, schleifen Farbstoffträger und Aufzeichnungsträger bei jeder Transportbewegung aufeinander. Der Erfolg ist ein Verwischen und Verschmutzen des Aufzeichnungsträgers, insbesondere durch die thermisch erwärmten und nochnicht wieder ganz erstarrten Farbteile.In a known printing device (DE-OS 19 29 640) is a laser light source used to create characters with the help of character stencils on a with thermographic Material coated dye carrier. The radiation energy of the laser light source has such an intensity that the thermographic material softens and on the with the dye carrier in contact with the recording medium is transferred. In order for the color layer to be transferred properly to the recording medium can be, the dye carrier with its color layer must be on the recording medium rest. Since close contact is necessary for the color transfer, grind Dye carrier and recording carrier on top of each other during each transport movement. The success is a blurring and soiling of the recording medium, in particular due to the thermally heated and not yet completely solidified color parts.

Bei einer anderen bekannten Druckvorrichtung (DE-AS 14 36 647) werden unter Verwendung von Schablonen den Zeichen entsprechend geformte Strahlen von einer Laserquelle auf einen Farbstoffträer gerichtet. Der Farbstoff wird daraufhin bildförmig erweicht, und der Farbstoffträger wird durch einen elektromagnetisch betätigten Anschlaghammer auf einem Aufzeichnungsträger zur Anlage gebracht. Dabei wird der erweichte Farbstoff übertragen.In another known printing device (DE-AS 14 36 647) are using stencils shaped rays from one of the characters Laser source aimed at a dye carrier. The dye then becomes imagewise softened, and the dye carrier is actuated by an electromagnetically Attack hammer brought to the facility on a recording medium. The softened dye transferred.

Nachteilig ist, daß mechanisch bewegte*Teile beim Übertrag des Zeichens erforderlich sind. Der. Anschlaghammer muß gelagert und geführt werden und wird zwangsläufig, insbesondere bei höheren Schreibgeschwindigkei-ten, ein Anschlaggeräusch erzeugen, das bei thermo-elektrischen Druckvorrichtungen möglichst nicht auftreten soll.The disadvantage is that mechanically moving * parts during the transfer of Characters are required. Of the. The stop hammer must be stored and guided and inevitably, especially at higher writing speeds, there will be an impact noise generate that do not occur with thermo-electric printing devices as possible target.

Es ist ferner eine thermo-elektrische Druckvorrichtung (DE-AS 14 36 656) bekannt, bei der als Farbträger ein elektrostatisch aufladbares, mit Farbpulver bestäubtes Band dient.It is also a thermo-electric printing device (DE-AS 14 36 656), in which the paint carrier is an electrostatically chargeable, with paint powder dusted tape is used.

Als Strahlungsquelle ist wiederum eine Laseranordnung vorgesehen, der ein durch Schablonen geformtes Bild auf das Band projiziert. Dabei verschwindet die Ladung auf dem Band bildförmig, das Pulver wird auf den-Aufzeichnungsträger übertragen und dort durch die Energie der Strahlungsquelle eingeschmolzen. In einer solchen Druckvorrichtung ist eine Einrichtung zum Bestäuben des Bandes mit Farbpulver vorgesehen, die nicht nur regelmäßig beschickt werden muß, sondern erhebliche Schwierigkeiten bei der Sauberhaltung von Maschine und Aufzeichnungsträger bereitet. Es ist. unvermeidbar, daß überschüssige Pulverteilchen von dem umlaufenden Band abgelöst werden und sich im gesamten Maschinenbereich ab lagern. Außerdem muß eine Einrichtung zum Entladen und Reaktivieren des Bandes ebenso vorgesehen'se.in, wie eine Reinigungsvorrichtung für die nicht übertragenden Pulverteile. Ein erheblich aufwendiger Aufbau ergibt sich auch dadurch, daß das aufgeladene und bestäubte Band lichtempfindlich ist und daher gegenüber dem Umgebungslicht abgeschirmt und in einem lichtdichten Gehäuse untergebracht und geführt sein muß, damit die elektrische Ladung auf dem Band nur an den von der Strahlung getroffenen Stellen zusammenbricht.A laser arrangement is again provided as the radiation source, which projects an image formed by stencils onto the belt. It disappears the charge on the tape is imagewise, the powder is on the recording medium transferred and melted there by the energy of the radiation source. In a Such a printing device is a device for dusting the tape with colored powder provided, which not only has to be loaded regularly, but considerable difficulties in keeping the machine and recording medium clean. It is. unavoidable, that excess powder particles are detached from the revolving belt and become store in the entire machine area. In addition, a device for unloading and reactivating the belt is also provided, as is a cleaning device for the non-transferring powder parts. A considerably more complex structure results also in that the charged and dusted tape is photosensitive and therefore shielded from ambient light and in a light-tight housing must be housed and guided so that the electrical charge on the tape only collapses at the points hit by the radiation.

Schließlich ist es aus einer Druckvorrichtung der eingangs genannten Art (DE-AS 21 49 411)' bekannt, im Aufzeichnungbereich eine elektrostatische Aufladeeinrichtung und eine Hochfrequenz-Heizeinrichtung vorzusehen und den Farbstoffträger -mit einer fotoleitfähigen Schicht zu versehen, die durch die Aufladeeinrichtung aufladbar und durch die Hochfrequenz-Heizeinrichtung im belichteten Bereich erwärmbar ist. Durch die fotoleitfähige Schicht muß jedoch dafür gesorgt werden, daß Fremdlicht abgehalten wird. Eine Hochfrequenz-Heizeinrichtung ist ferner eine Einrichtung, die ein solches Druckwerk unnötig kompliziert und teuer macht.Finally, it is from a printing device of the type mentioned at the beginning Art (DE-AS 21 49 411) 'known, an electrostatic charging device in the recording area and a Provide high-frequency heating device and the dye carrier -to be provided with a photoconductive layer by the charging device chargeable and can be heated in the exposed area by the high-frequency heating device is. However, the photoconductive layer must ensure that extraneous light is prevented is held. A high-frequency heating device is also a device which makes such a printing unit unnecessarily complicated and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermo-elektrische Druckvorrichtung der im Oberbegriff de-s Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die auf möglichst einfache Weise die geräuschlose Erstellung sauberer Schriftzeichen dadurch ermöglicht. daß keine mechanisch bewegten Teile, wie geräuscherzeugende Anschlaghammer, zur Zeichenübertragung erforderlich si.nd, daß jede Wischbewegung zwischen Farbstoffträger und Aufzeichnungsträger verhindert wird und daß auf die Anwendung einer fotoleitfähigen, lichtempfindlichen Schicht des Farbstoffträgers, auf ein gegenüber dem-Umgebungslicht abgeschirmtes Gehäuse für den aufgela--denen Farbstoffträger, auf eine Hochspannungs-Aufladeeinrichtung und auf eine Hochfrequenz-heizschleife verzichtet werden kann. The invention is based on the object of a thermo-electric To create printing device of the type specified in the preamble of claim 1, which makes it as easy as possible to create clean characters noiselessly thereby made possible. that no mechanically moving parts, such as noise-generating Stop hammer, required for character transmission, that every wiping movement between dye carrier and recording medium is prevented and that on the Application of a photoconductive, light-sensitive layer of the dye carrier, on a housing that is shielded from ambient light for the charged person Dye carrier, on a high-voltage charger and on a high-frequency heating loop can be dispensed with.

Di.ese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch di-e -kennzeichne-nden Merkmale des 'Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by means of di-e -kennzeichne-nden Features of claim 1 solved.

Durch die erfindungsgemäse Druckvorrichtung wird - ohne Verwendung einer fotoleitfähigen, lichtempfindlichen Schicht -die thermoplastische Farbschicht des permanent polarisierten, dielektrischen Farbstoffträgers durch die Laserdiode.an den abcebildeten Stellen direkt erwärmt und anschließend durch die kurzfristig entgegengesetzt zur Oberflächenladung des Farbstoffträgers aufgeladene -Elektrode auf den Aufzeichnungsträger gezogen, so daß ein exaktes Abbild - ohne Verwendung mechanisch bewegter Teile - gewährleistet ist. The printing device according to the invention - without use a photoconductive, photosensitive layer - the thermoplastic color layer of the permanently polarized, dielectric dye carrier through the laser diode the abce-imaged areas are heated directly and then reversed by the short-term Electrode charged to the surface of the dye carrier on the recording medium drawn, so that an exact image - without the use of mechanically moving parts - is guaranteed is.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing described. It shows.

Figur. 1 eine thermo-elektrische Druckvorrichtung nach der Erfindung in schaubildlicher Darstellung und Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Farbstoffträgers mit Farbschicht und eine schematische Anordnung der anderen Teile der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung in Draufsicht. Figure. 1 shows a thermo-electric printing device according to the invention in a diagrammatic representation and FIG. 2 an enlarged representation of the dye carrier with color layer and a schematic arrangement of the other parts of the invention Printing device in plan view.

Ein Aufzeichnungsträger 1, z. B. ein normaler Schreibpapierbogen, ist entlang einem Schreibträger 2 aus Isoliermaterial geführt. In geringem Abstand vor dem Aufzeichnungsträger 1 ist ein Farbstoffträger angeordnet, der aus einer Trägerschicht 3 und einer zum Aufzeichnungsträger 1 weisenden. Farbschicht 7 (Figur 2) besteht und in der Art eines--üblichen Schreibmaschinenfarbbandes über zwei Führungswalzen 4 und 5 (Figur 1) von einer Spule-ab- und au.f eine andere Spule aufgewickelt wird. Die Bewegungsrichtung des Farbstoffträgers 3, 7 ist durch einen Pfeil 6 dargestellt. Es enthält nun entweder die Trägerschicht 3 oder die Farbschicht 7 ein permanent polarisierbaresDielektrikum. Im ersten Fall b,esteht die Trägerschicht 3 aus einem permanent polaris-ierbaren, dielektrischen Material, z. B. Polyäthylenterephtalat.A record carrier 1, e.g. B. a normal sheet of writing paper, is guided along a writing support 2 made of insulating material. At a short distance In front of the recording medium 1, a dye carrier is arranged, which consists of a Carrier layer 3 and one facing the recording medium 1. Color layer 7 (fig 2) and in the form of a - conventional typewriter ribbon over two guide rollers 4 and 5 (Figure 1) from a reel-off and on another reel is wound. The direction of movement of the dye carrier 3, 7 is shown by an arrow 6. It now contains either the carrier layer 3 or the color layer 7 a permanent polarizable dielectric. In the first case b, the carrier layer 3 consists of one permanently polarizable dielectric material, e.g. B. polyethylene terephthalate.

Im zweiten Fall besteht die Farbsch-icht 7 aus einem den Farbstoff (z. B. Kohlenstoff) enthaltenden, permanent polarisierbaren, thermoplastischen und dielektrischen Material, z. B. Carnaubawachs.In the second case, the color layer 7 consists of a dye (e.g. carbon) containing, permanently polarizable, thermoplastic and dielectric material, e.g. B. Carnauba wax.

Im Aufzeichnungsbereich zwischen den beiden Führungswalzen 4 und 5 ist eine Zeichenprojektionseinrichtung angeordnet. Die von,einer Lichtquelle 8 ausgehenden Strahlen durchsetzen zeichenförmige Durchbrüche in Zeichenschablonen 9 und werden gegebenenfalls über ein optisches System auf den Farbstoffträger 3, 7 projiziert. Als Lichtquelle 8 zur Abbildung der Zeichen ist eine Laserdiode vorgesehen, deren Lichtbündel der Erwärmung der thermoplastischen Farbschicht 7 des FarbStoffträgers 3, 7 dienen. Die Zeichenschablonen 9 sind- z. B. auf einer drehbaren Scheibe oder auf einem bewegbaren Band angeordnet und werden von einer Antriebseinrichtung 10 (Figur'2) durch den Strahlengang'der Laserdiode 8 beförde'rt. In the recording area between the two guide rollers 4 and 5, a character projection device is arranged. The from, a light source 8 outgoing rays penetrate character-shaped openings in character stencils 9 and are, if necessary, on the dye carrier 3, 7 projected. A laser diode is provided as the light source 8 for mapping the characters, whose light bundle the heating of the thermoplastic color layer 7 of the color material carrier 3, 7 serve. The drawing templates 9 are z. B. on a rotatable disc or arranged on a movable belt and are driven by a drive device 10 (Figure'2) conveyed through the beam path of the laser diode 8.

In Bewegu-ngs,richt,ung des Farbstoffträgers 3, 7 -vor dem Aufzeichnungsbereich, der durch den Strahlengang der Laserdiode 8 gebildet wird, ist eine Aufladeeinrichtung angeordnet, die aus den Elektroden 11, 4 eines Kondensators (Figur 2) besteht, von denen mindestens eine als Führungswalze 4 (Figur 1) ausgebildet ist. Hinter der Rückseite des Schreibträgers 2 ist im Aufzeichnungsbereich eine Elektrode 12 angeordnet, die an eine nicht dargestellte, impulsbetriebene Spannungsquelle angeschlossen ist.In the direction of movement of the dye carrier 3, 7 - in front of the recording area, which is formed by the beam path of the laser diode 8 is a charging device arranged, which consists of the electrodes 11, 4 of a capacitor (Figure 2), of at least one of which is designed as a guide roller 4 (FIG. 1). Behind the On the back of the writing medium 2, an electrode 12 is arranged in the recording area, which is connected to a non-illustrated, pulse-operated voltage source.

Die Wirkungsweise der beschriebenen thermo-elektrischen Druck-.vorrichtung ist folgende: Der in Richtung des Pfeils 6 bewegte permanent polarisierbare,dielektrische Farbstoffträger 3, 7 wird zunächst zwischen die Elektroden 11, 4 der Aufladeeinrichtung geführt. Eine solche Aufladung hat zur Folge, daß sich die elektrischen Ladungen in den Atomen der nichtleitenden Farbschicht 7 bzw.The mode of operation of the described thermo-electric printing device is as follows: The permanently polarizable dielectric moved in the direction of arrow 6 Dye carrier 3, 7 is first placed between the electrodes 11, 4 of the charging device guided. Such a charge has the consequence that the electrical charges in the atoms of the non-conductive paint layer 7 or

Trägerschicht 3 verschieben, wodurch die Oberflächen der Farbschicht 7 und/oder der Trägerschicht 3 verschieden geladen erscheinen. In Figur 2 sind die äuf der Trägerschicht 3 aufgebrachten Ladungen entgegengesetzter Polarität dargestellt, und zwar eine positive Ladungsverteilung auf der Oberseite und eine negative Ladungsverteilung auf der Unterseite der Trägerschicht 3. Durch die Verwendungeines permanent polarisierbaren Dielektrikums ist für die Aufladeeinrichtung ii, 4 keine Ho-chspannungsquelle, sondern nur eine Gleichstrom-Spannungsquelle erforderlich, die oft in der Größenordnung von 100 Volt liegt.Move carrier layer 3, whereby the surfaces of the Paint layer 7 and / or the carrier layer 3 appear differently charged. In Figure 2 are the Charges of opposite polarity applied to the carrier layer 3 are shown, namely a positive charge distribution on the top and a negative charge distribution on the underside of the carrier layer 3. By using a permanently polarizable The dielectric is not a high voltage source for the charging device ii, 4, but rather only a DC voltage source required, which is often on the order of magnitude of 100 volts.

Der permanent polarisierte Farbstoffträger 3, 7 wird nun in den Aufzeichnungsbereich bewegt, wo die ausgewählten Schriftzeichen von der Laserdiode 8 unter Verwendung der Zeichen schablonen 9 auf dem Farbstoffträger 3, 7 abgebildet werden.The permanently polarized dye carrier 3, 7 is now in the recording area moved where the selected characters from the laser diode 8 using the character stencils 9 on the dye carrier 3, 7 are mapped.

Diese Projektion erzeugt in der aus einem schwarzen Wachs oder Harz bestehenden Farbschicht 7 einen Wärmestau, -der das Wachs oder Harz im Zeichenmuster anweicht. .Anschließend wird der polarisierte Farbstoffträger 3, 7 mit seiner thermoplastischen, zeic-henmäßig angeweichten Farbschicht ? mittels der hinter dem Aufzeichnungsträger 1 angebrachten -und entgegengesetzt zur Oberflächenladung des Farbstoffträgers 3, 7 aufgeladenen Elektrode 12 während oder kurz nach dem Belichtungsvorgang kurzfristig. durch'die zwischen den Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens wirkende Anziehungskraft auf den Aufzeichnungsträger 1 gepreßt. Der mit seiner Farbschicht 7 an den Aufzeichnungsträger 1 angezogene Farbstoffträger 3, 7 ist in den Figuren 1 und 2 strichpunktiert dargestellt. Durch die kurzfristig enge Berührung des Aufzeichnungsträgers 1 mit der Farbschicht 7 des Farbstoffträ gers 3, 7 findet ein exakter Übertrag des'Zeichens auf den Aufze'ichnungsträge-r 1 statt, obwohl während der Transportbewegung des Farbstoffträgers 3, 7 und/oder des Aufzeichnungsträgers 1 ein Zwischenraum jede Wischbewegung verhindert.This projection is made from a black wax or resin existing color layer 7 a heat build-up, -der the wax or resin in the drawing pattern softens. Then the polarized dye carrier 3, 7 with its thermoplastic, Paint layer softened according to drawing? by means of the behind the recording medium 1 attached and opposite to the surface charge of the dye carrier 3, 7 charged electrode 12 briefly during or shortly after the exposure process. by 'the force of attraction acting between the charges of opposite signs pressed onto the recording medium 1. The one with its color layer 7 on the recording medium 1 attracted dye carrier 3, 7 is shown in FIGS. 1 and 2 by dash-dotted lines. Due to the short-term close contact of the recording medium 1 with the color layer 7 of the dye carrier 3, 7 there is an exact transfer of the character to the recording carrier 1 instead, although during the transport movement of the dye carrier 3, 7 and / or of the recording medium 1 a gap prevents any wiping movement.

Claims

Claims: (Thermo-electric printing device for creating characters now on a recording medium, bai which the characters from a light source underneath Use of drawing stencils on a dye carrier with an under the influence of heat fusible color layer are mapped and in which the recording medium and the dye carrier is guided at a small distance from each other and -dur.ch by means of a controllable electrode arranged behind the rear side of the recording medium applied electrical attractive forces can be brought into contact with one another for the impression and are separable from each other, that is to say, that the of at least one color layer (7). and a carrier layer (3) consisting of dye carriers a dielectric that can be permanently polarized by means of a charging device (11, 4) and that a laser diode is used as the light source (8) for mapping the characters is provided.

2. Thermo-electric printing device according to claim 1, d ad u r It is noted that the color layer (.7) consists of the dye containing, permanently polarizable, thermoplastic and dielectric material, z. B. carnauba wax.

3., Thermo-electric Druckvorr.ichtung according to claim 1, d a d u r e k e k e n n n n z e i n e t that the carrier layer (3) a permanently polarizable dielectric material, e.g. B. polyethylene terephthalate, consists.

4. Thermo-electric printing device according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that the in the direction of movement of the dye carrier (3, 7) arranged in front of the recording area (11, 4) consists of the electrodes of a capacitor, of which at least one is designed as a guide roller (4).