DE3222847A1

DE3222847A1 - Aufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3222847A1
Application number: DE19823222847
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Numazu Shizuoka Kawanishi; Yukio Tabata
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1983-01-13
Also published as: GB2101935B; JPH0124633B2; DE3222847C2; US4484200A; JPS57208269A; GB2101935A

Description

Aufzeichnungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schlaglosen Aufzeichnung von Bildern auf einem Aufzeichnungsmaterial, auf das ein Farbband aufgelegt ist, das ein elektrisch leitendes, thermisch übertragbares Farbmaterial enthält, wobei man an das Farbband über eine Aufzeichnungselektrode und eine Rückelektrode, die mit der Oberfläche des Farbbands in Berührung stehen, eine Bildsignalspannung anlegt, die in dem Farbband Stromwärme erzeugt/ wodurch das Farbmäterial bildmusterartig erweicht und auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur schlaglosen Aufzeichnung, bei der die Aufzeichnungselektrode und die Rückelektrode unter Ausbildung eines Aufzeichnungskopfes in einen elektrisch isolierenden Träger eingebettet sind, so daß die Aufzeichnungselektrode und die Rückelektrode freiliegen und der Oberfläche des Farbbands zugewandt sind.

Bei herkömmlichen Aufzeichnungsköpfen dieser Art ist der mit dem Farbband'in Kontakt stehende Bereich mit der eingebetteten Aufzeichnungselektrode und Rückelektrode flach. Bei Verwendung dieses Aufzeichnungskopfes bleibt das elektrisch leitende, thermisch übertragbare Farbmaterial in dem flachen Bereich haften und bildet darauf eine elektrisch leitende Schicht. Dies hat zur Folge, daß mehr elektrischer Strom durch die elektrisch leitende Farbschicht auf dem Aufzeichnungskopf (kürzester Weg zwischen den Elektroden) als durch das Farbband fließt, wodurch die Aufzeichnung in ihrer' Qualität wesentlich beeinträchtigt oder unmöglich wird.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur schlaglosen Aufzeichnung bereitzustellen, die im kontinuierlichen Betrieb eine hohe Bildqualität ermöglicht und das Haften von elektrisch leitendem Farbmaterial, das aus' dem Farbband freigesetzt wird, an dem Aufzeichnungs· kopf verhindert.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Bereich zwischen der freiliegenden Aufzeichnungselektrode und Rückelektrode die Form einer Auskehlung oder Nut (im folgenden einfach: Nut) hat und nicht mit der Oberfläche des Farbbabds in Kontakt ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Aufzeichnungsvorrichtung mit (i) einem Aufzeichnungskopf, der eine im wesentlichen aus mehreren in einer oder mehreren Reihen angeordneten Aufzeichnungsstiften bestehende Aufzeichnungselektrode, eine Rückelektrode und einen aus elektrisch.isolierendem Material hergestelltem Träger aufweist, der die Aufzeichnungselektrode und die Rückelektrode integral in bestimmtem Abstand im wesentlichen parallel zueinander hält, wobei die Kontaktfläche zwischen dem Farbband und der Aufzeichnungselektrode kleiner ist als die Kontaktfläche zwischen dem Farbband und der Rückelektrode und wobei ein Bereich des Trägers zwischen der Aufzeichnungselektrode und der Rückelektrode nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Farbbands ist, so daß die Ausbildung einer Schicht aus elektrisch leitendem Farbmaterial zwischen den.beiden Elektroden verhindert wird, und (ii) einem Bildaufzeichnungssignalgeber, der zwischen bestimmten Aufzeichnungsstiften der Aufzeichnungselektrode und der Rückelektrode einen elektrischen Bildaufzeichnungsstrom anliegt, so daß in den Bereichen des Farbbands unmittelbar unter den Aufzeichnungsstiften Joule-Wärme erzeugt.und das Farbma-

terial in Bildmustern erweicht wird, und das erweichte oder geschmolzene Farbmaterial.des Farbbands bildmusterartig auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise abgeschnittene perspektivische Ansicht einer Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig 2. · einen Querschnitt durch ein Beispiel eines Aufzeichnungskopfes für die Aufzeichnungsvorrichtung von Fig. 1 , der eine Aufzeichnungsolektrodc und eine Rückelektrode aufweist;

Fig 3. eine teilweise abgeschnittene. Untenansicht des Aufzeichnungskopfes von Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt durch ein anderes Beispiel eines Aufzeichnungskopfes für die Vorrichtung von Fig. 1, der eine Aufzeichnungselektrode und eine Rückelektrode aufweist;

Fig. 5 eine teilweise abgeschnittene Untenansicht des Aufzeichnungskopfes von Fig. 4; Fig. 6 einen Querschnitt durch ein weiteres Beispiel eines Aufzeichnungskopfes durch die Vorrichtung von Fig. 1, der eine Aufzeichnungselektrode und eine Rückelektrode aufweist; Fig. 7 eine teilweise abgeschnittene Untenansicht des aufzeichnungskopfes von Fig, 6;

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein weiteres Beispiel eines Aufzeichnungskopfes für die Vorrichtung von Fig.1, der eine Aufzeichnungselektrode und eine Rückelektrode aufweist;

Fig. 9 eine teilweise abgeschnittene Untenansicht des

Aufzeichnungskopfes von Fig, 8;

Fig. 10 einen Querschnitt durch ein weiteres Beispiel eines Aufzeichnungskopfes für die Vorrichtung von Fig. 1; der eine Aufzeichnungselektröde und

eine Rückelektrode aufweist;

Fig. 11 eine teilweise abgeschnittene Untenansicht des Aufzeichnungskopfes von Fig. 10.

Fig.' 1 zeigt ein Farbband 1, das ein elektrisch leitendes, thermisch übertragbares Farbmaterial enthält, das durch die in dem Farbband 1 bei Anlegen eines elektrischen Bildaufzeichnungsstroms erzeugte Joule-Wärme auf ein Aufzeichnungsmaterial 2 übertragen werden kann. Das Aufzeichnungsmaterial 2 ist unter dem Farbband 1 in engem Kontakt damit angeordnet. Die Aufzeichnungsvorrichtung weist einen Auf- . zeichnungskopf und einen Bildaufzeichnungssignalgeber 4 auf.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch diesen Aufzeichnungskopf und Fig. 3 ist eine teilweise abgeschnittene Untenansicht des Aufzeichnungskopfes. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß- der Aufzeichnungskopf eine im wesentlichen aus mehreren in Reihe angeordneten Aufzeichnungsstiften bestehende Aufzeichnungselektrode 3, eine Rückelektrode 5 und einen aus elektrisch isolierendem Material gefertigten Träger 6 aufweist, der die Aufzeichnungselektröde 3 und die Rückelektrode 5 integral in bestimmtem Abstand voneinander hält. Das wesentliche Merkmal dieses Aufzeichnungs-

^ou kopfes besteht darin, daß zwischen der Aufzeichnungselektrode 3 und dor Rückelektrode 5 eine Nut 6a ausgebildet ist, so daß der Bereich zwischen den beiden Elektroden 3 und 5 stets außer Kontakt mit dem Farbband 1 ist.

Beim Anlegen von DildaufZeichnungssignalen zwischen der Aufzeichnungselektrode 3 und der Rückelektrode 5 fließt ein entsprechender Bildaufzeichnungsstrom durch das Farbband 1.

' Da die Kontaktfläche der Rückelektrode 5 mit dem Farbband 1 wesentlich größer (mindestens 5mal größer) als die Gesamtkontaktfläche der Aufzeichnungsstifte der Aufzeich-. nungselektrode 3 mit dem Farbband 1 ist und selbstver-

ständlich auch größer als die Kontaktfläche jedes Aufzeichnungsstiftes mit dem Farbband 1 ist und außerdem dieselbe elektrische Strommenge durch die Aufzeichnungselektrode 3 wie durch die Rüekelektrode 5 fließt, ist die Stromdichte in dem Bereich des Farbbands 1 unmittelbar

'"· unter jedem Aufzeichnungsstift wesentlich größer als die Stromdichte in dem Bereich des Farbbands 1 unmittelbar unter der Rüekelektrode 5. Dementsprechend wird im Vergleich zu der.unter der-Rüekelektrode 5 erzeugten Joule-Wärme eine bedeutend größere Joule-Wärmemenge unter den Aufzeichnungsstiften der Aufzeichnungselektrode 3 erzeugt. Durch Wahl eines elektrisch leitenden, thermisch übertragbaren Farbmaterials mit geeignetem Schmelzpunkt und durch Zufuhr einer geeigneten elektrischen Strommenge gelingt es deshalb, nur das unmittelbar unter den Aufzeichnungs-

stiften 3 vorhandene elektrisch leitende, thermisch übertragbare Farbmaterial durch die Joule-Wärme zu schmelzen und dann in Form von Punkten bildmusterartig entsprechend den Bildaufzeichnungssignalen des Bildaufzeichnungssignalgebers 4 auf das Aufzeichnungsmaterial 2 zu übertragen. '

Bei diesem Aufzeichnungsverfahren wird das elektrisch leitende, wärmeschmelzbare Farbmaterial auf 'das Aufzeichnungsmaterial 2 übertragen und gleichzeitig wird das Farbmaterial aus dem Farbband 1 in Richtung auf den Aufzeich-. ·

nungskopf freigesetzt. Ohne die Nut. 6a würde das aus der Oberfläche des Farbbands 1 freigesetzte elektrisch·leitende wärmeschmelzbare Material schachtförmig auf dem Aufzeichnungskopf haften, so daß die Aufzeichnungselektrode 3 und die Rüekelektrode 5 elektrisch miteinander verbunden wür— den und die Bildäufzeichnung in ihrer Qualität wesentlich

- 8 ] verschlechtert oder sogar unmöglich würde.

Erfindungsgemäß können beliebige Arten von Farbbändern verwendet worden, die ein thermisch übertragbares Farbmaterial enthalten, das beim Erwärmen auf bestimmte Temperatur schmilzt und übertragbar wird. Die folgenden Farbbänder sind zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders geeignet.

a) Einschichtiges Farbband, das selbst elektrisch

leitend und thermisch übertragbar ist und ein wärmeschmelzbares Harz (z.B. ein Butadien-Styrol-Copolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyesterharz, Polyvinyl-■ butyralharz oder Celluloseacetatharz), ein Pigment und/ oder ein elektrisch leitendes Material (z.B. Ruß) sowie gegebenenfalls andere Additive, wie Weichmacher oder Stabilisatoren, in dem wärmeschmelzbaren Harz gleichförmig dispergiert enthält. Dieses Farbband wird durch die in ihm erzeugte Joule-Wärme geschmolzen und auf das AufZeichnungsmaterial-übertragen.

b) Doppelschichtiges Farbband, das eine Grundschicht und eine darauf aufgebrachte elektrisch leitende, thermisch •übertragbare Farbschicht aufweist. Die Farbschicht hat einen niedrigeren elektrischen Widerstand als die Grundschicht und enthält ein wärmeschmelzbares oder thermoplastisches Harz (z.B. ein Polycarbonat, Polyester, Butadien-Styrol-Copolymer, Acrylharz,■Polyvinylbutyralharz oder Celluloseacetatharz) oder ein wärmeschmelzbares Bindemittel (z.B. ein. Wachs) ein Pigment und/oder ein'elektrisch leitendes Material (z.B. Ruß) sowie gegebenenfalls andere Additive, wie Weichmacher oder Stabilisatoren, darin dispergiert. Bei Verwendung dieses Farbbands wird nur die Farbschicht durch die

^ ■ Joule-Wärme auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen. In den Farbbändern dient Ruß sowohl als elektrisch leitendes Material als auch als Pigment.

' In den Fig. 4 bis 11 sind weitere Beispiele für. erfindungsgemäß verwendbare Aufzeichnungsköpfe dargestellt. Der Aufzeichnungskopf von Fig. 4 und 5 umfaßt eine Aufzeichnungselektrode 3, die im wesentlichen aus zwei gestaffelten Reihen von Aufzeichnungsstiften und zwei Rückelektroden 5 auf entgegengesetzten Seiten der Aufzeichnungselektrode 3 besteht. Die Aufzeichnungselektrode 3 und die beiden Rückelektroden 5 werden integral durch den Träger 6 gehalten. Zwischen jeder Reihe von Aufzeich-'" nungsstiften und jeder benachbarten Rückelektrode 5 ist in dem Kontaktbereich des Aufzeichnungskopfs eine Nut 6a ausgebildet.

Der in den Fig. 6 und 7 gezeigte Aufzeichnungskopf hat ~* dieselbe Struktur wie der Aufzeichnungskopf der Fig. 4 und 5. Der einzige Unterschied besteht darin, daß der Kontaktbereich jeder Rückelektrode 5 in den Fig. 6 und eine gekrümmte Oberfläche hat..

Der in den Fig. 8 und 9 gezeigte Aufzeichnungskopf umfaßt eine im wesentlichen aus zwei gestaffelten Reihen von Aufzeichnungsstiftenbestehende Aufzcichnungselektrode 3 und eine Rückelektrode 5, die integral von dem Träger 6 gehalten werden. Zwischen den beiden Reihen -von

Aufzeichnungsstiften sowie zwischen der Rückelektrode und der benachbarten Reihe von Aufzeichnungsstiften sind Nuten 6a ausgebildet.

Der in-den Fig. 10 und 11 gezeigte Aufzeichnungskopf hat 30

dieselbe Struktur wie der Aufzeichnungskopf der Fig. 2 und 3. Der 'einzige Unterschied besteht darin, daß die Rückelektrode 5 bei dem Aufzeichnungskopf der Fig. 10 und 11 in mehrere Segmente unterteilt ist.

·

Die beschriebenen Aufzeichnungsköpfe werden in ähnlicher Weise zur Herstellung von Bildpunkten eingesetzt.

Be.i spiel 1

Die schlaglose Aufzeichnung erfolgt unter Verwendung einer Vorrichtung, gemäß Fig. 1 bis 3, wobei der Durchmesser jedes Aufzeichnungsstifts der Aufzeichnungselektrode 3 0,1 mm beträgt, die Stifte in einer Reihe mit einer Dichte von 3 Stiften/mm angeordnet sind, die Dicke der Rückelektrode 5 1. mm und der Abstand zwischen der Reihe der Aufzeichnungsstifte und der Rückelektrode 5 1 mm betragen, der Träger 6 aus einem Epoxidharz besteht und die Nut 6a zwischen der Aufzeichnungselektrode.3 und der Rückelektrode 5 wie in Fig. 2 ausgebildet ist.

In diesem Beispiel wird ein doppelschichtiges Farbband aus .einer Grundschicht und einer darauf aufgebrachten Farbschicht verwendet. Die Grundschicht hat eine Dicke von 12 μΐη und einen Oberflächenwiderstand von 30 kiL. Sie wird hergestellt durch Vermischen von 70 Gewichtsprozent Polyvinylbutyral mit einem Erweichungspunkt von 200⁰C und 30 Gewichtsprozent-Ruß. Die Farbschicht hat ■ eine Dicke von 5 um und einen Oberflächenwiderstand von 5 k/l. Sie wird hergestellt durch Vermischen von 60 Gewichtsprozent Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 6O⁰C und 4 0 Gewichtsprozent Ruß und anschließendes Auftragen der. Gemisches auf die Grundschicht.

■ Als Aufzeichnungsmaterial dient ein Blatt Qualitätspapier. Das.doppelschichtige Farbband wird auf das Papierblatt aufgelegt.. Der Aufzeichnungskopf ist in Kontakt mit dem Papier und wird darüber bewegt, wobei ein einzelner Spannungsimpuls von 300 V mit einer Impuls-

breite von 1 msec zwischen der Aufzeichnungselektrode 3 und der Rückelektrode 5 angelegt wird. Das Anlegen der

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pulsierenden Spannung erfolgt mit Unterbrechungen 100 mal. Hierdurch erhält man einen kreisförmigen Punkt mit einem Durchmesser von etwa 100 \ira, der stabil und klar auf dem Papier■unmittelbar unter jedem Stift der Aufzeichnungselektrode 3 ausgebildet wird. Das elektrisch leitende, wärmeschmelzbare Farbmaterial haftet oder sammelt sieh nicht in der Nut 6a des Aufzeichnungskopfes.

Beispi.el 2

Zum Vergleich wird der in Beispiel- 1 verwendete Aufzeichnungskopf 3 durch einen Vergleichs- Aufzeichnungskopf ersetzt, der keine Nut 6a, sondern statt dessen einen flachen Bereich aufweist, während die übrigen Merkmale exakt denen des Aufzeichnungskopfes 3 entsprechen.

Gemäß' Beispiel 1 werden Bildpunkte erzeugt. Nach' 10maligem Anlegen des Spannungsimpulses beträgt der Durchmesser jedes Bildpunkts etwa 150 um, d.h. etwa das 1,5-fache der Punktgröße von Beispiel 1. Legt man den Spannungsimpuls nochmals an, so beträgt die Größe jedes Bildpunkts das 2- bis 3-fache des Stiftdurchmessers. Gleichzeitig wird beobachtet, daß das elektrisch leitende, wärmeschmelzbare Farbmaterial an dem Bereich zwischen der Aufzeichnungselektrode und der Rückelektrode des Vergleichs-Aufzeichnungskopfes haftet.

Claims

Patentansprüche

([) Aufzeichnungsvorrichtung mit (i) einem Aufzeichnungskopf, der (a) eine im wesentlichen aus mehreren Aufzeichnungsstiften bestehende Aufzeichnungselektrode, (b) eine Rückelektrode und (c) einen elektrisch isolierenden Träger aufweist, der die Aufzeichnungselektrode und die Rückelektrode intregal in bestimmtem Abstand im wesentlichen parallel zueinander hält, wobei die.Kontaktfläche der Aufzeichnungselektrode mit einem Farbband, das ein elektrisch leitendes, wärmeschmelzbares Farbmaterial enthält, kleiner ist als die Kontaktfläche der Rückelektrode mit dem Färb- ' band, und (ii) einem Bildaufzeichnungssignalgeber, der zwischen bestimmten Aufzeichnungsstiften der Aufzeichnungselektrode und der Rückelektrode einen elektrischen Bildaufzeichnungsstrom anlegt, so daß in den Bereichen des Farbbands unmittelbar unter diesen Aufzeichnungsstiften Joule-Wärme erzeugt und das Farbmaterial in Bildmustern erweicht wird und das erweichte oder geschmolzene Farbmaterial des Farbbands bildmusterartig auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragbar ist, dadurch g e kennzeich η·ε t, daß auf der mit der Oberfläche des Farbbands (1) in Kontakt stehenden Seite des Aufzeichnungskopfes zwischen der Aufzeichnungselektrode (3) und der Rückelektrode (5) eine Auskehlung oder Nut (6a) ausgebildet ist, die nicht mit der Oberfläche des Farbbands (1) in Kontakt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsstifte in mehreren Reihen gestaffelt angeordnet sind und eine Auskehlung oder Nut

(6a) zwischen diesen Reihen von Aufzeichnungsstiften ausgebildet ist.
3" Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (5) in zwei Rückelektrodenteile unterteilt ist, die auf entgegengesetzten Seiten der Aufzeichnungselektrode (3) angeordnet sind.

' · '
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (5) im wesentlichen aus mehreren Rückelektrodensegmenten besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (5) einen flachen Kontaktbereich aufweist, der mit der Oberfläche des'Farbbands (1) in Kontakt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,· dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (.5) einen gekrümmten Kontaktbereich aufweist, der in Kontakt mit der Oberfläche des Farbbands (1) ist.