DE2653048A1 - Electrostatic discharge dot printer - has discharge mask arranged between glow discharge electrode and printing paper to define printing area - Google Patents

Abstract

Electrostatic printer has a writing electrode (21) movable along the print line and an opposite electrode (54) in the form of a platen extending the full length of the line and supporting the printing paper (51). A discharge mask (41) arranged between the writing electrode and the paper cooperates to define individual dots. Between the writing electrode and the mask is provided a rod (31) electrode which extends the full length of the line and which is connected to generate a local glow discharge which follows the movement of the writing electrode. Charging of the paper is effected by current flow from the glow through the mask to the platen electrode.

Description

Translated fromGerman

Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken von ZeichenDevice for the electrostatic printing of characters

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Druckenvon Zeichen mit einer entlang der Schreibzeile bewegbaren Schreibelektrode, einerden Aufzeichnungsträger tragenden Gegenelektrode und einer zwischen beiden Elektrodenangeordneten und die Zeichen bildenden Maske.The invention relates to an apparatus for electrostatic printingof characters with a writing electrode movable along the writing line, onethe counter electrode carrying the recording medium and one between the two electrodesarranged and the characters forming mask.

Die allgemein bekannten elektrostatischen Druckvorrichtungen bestehenaus einer Anzahl parallel angeordneter Elektrodenstifte, die in einem Isoliermaterialeingebettet sind. Der Aufzeichnungsträger, meistens ein leitfähiges Papier mit einerdünnen isolierenden Schicht, liegt auf einer Gegenelektrode. ZumAbdruck der Zeichen stehen die Stirnflächen der Elektrodenstifte mit der isolierendenSchicht des Aufzeichnungsträgers in Berührung. Der Abdruck selbst erfolgt durchAnlegen einer Spannung von etwa 800 V zwischen der Gegenelektrode und einem derausgewählten Elektrodenstifte. Dabei kommt es zu einer Entladung am Elektrodenstiftund zu einem unsichtbaren Ladungsbild auf der isolierenden Schicht des Aufzeichnungsträgers.Die weitere Behandlung des unsichtbaren Ladungsbildes zur Sichtbarmachung und dauerhaftenFixierung erfolgt mit den bekannten Methoden der Xerographie.The well-known electrostatic printing devices existfrom a number of electrode pins arranged in parallel, which are embedded in an insulating materialare embedded. The recording medium, usually a conductive paper with athininsulating layer, lies on a counter electrode. To theImprint of the characters are the end faces of the electrode pins with the insulatingLayer of the recording medium in contact. The imprint itself is done byApply a voltage of about 800 V between the counter electrode and one of theselected electrode pins. This leads to a discharge on the electrode pinand to an invisible charge image on the insulating layer of the recording medium.The further treatment of the invisible charge image to make it visible and permanentFixation takes place with the known methods of xerography.

Nachteilig bei diesem herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren ist, daßdamit nur gleichmäßig geschwärzte Bildpunkte erzeugt werden können, und daß auchbei Anwendung von Koinzidenzverfahren eine große Anzahl von Spannungsschaltern notwendigist.A disadvantage of this conventional recording method is thatso that only evenly blackened pixels can be generated, and that toowhen using coincidence methods, a large number of voltage switches are necessaryis.

Eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Bildpunkten mit kontinuierlichsteuerbaren Bildpunktschwärzungen ist beispielsweise aus der DT-OS 23 32 354 bekannt.Jedoch ist auch hierbei eine große Anzahl von Entlade strecken und damit eine entsprechendeAnzahl von Spannungs schaltern notwendig.A device for recording image points with continuouslyControllable pixel blackening is known from DT-OS 23 32 354, for example.However, here too, a large number of unloading stretches and thus a corresponding oneNumber of voltage switches required.

Es ist aus der US-PS 37 65 027 auch ein elektrostatischer Druckermit Sprühelektrode bekannt, bei dem zwischen Sprühelektrode und AufzeichnungsträgerSchablonen angeordnet sind. Die Sprühelektrode projiziert dabei das Zeichen derSchablone aufden Aufzeichrlungsträger. Da der Elektrodenabstandvom Aufzeichnungsträger sehr groß ist, sind zum Drucken der Zeichen sehr hohe Spannungenerforderlich.It is from US-PS 37 65 027 also an electrostatic printerknown with spray electrode, in which between the spray electrode and recording mediumStencils are arranged. The spray electrode projects the symbol of theStencil onthe record carrier. Because the electrode gapfrom the recording medium is very large, very high voltages are required for printing the charactersnecessary.

Nachteilig bei all diesen bekannten Anordnungen ist auch, daß sieauf einer Koronaentladung beruhen, deren lonendichte sehr gering ist. Zur Aufzeichnungbzw. Abbildung der Zeichen sind daher relativ lange Impulse erforderlich, m dieerforderliche Ladungsdichte zu erhalten.A disadvantage of all these known arrangements is that theyare based on a corona discharge, the ion density of which is very low. For recordingor mapping of the characters are therefore relatively long pulses required, m theto obtain the required charge density.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatische Druckvorrichtungmit möglichst wenigen bzw.kleinen Spannungsschaltern zu schaffen, bei der die Schwärzungder Bildpunkte beliebig steuerbar ist, und bei der mit relativ kurzen Spannungsimpulseneine gleichgroße Ladungsdichte erhalten wird, wie sie auch bei den bekannten Druckvorrichtungenmit Koronaentladungen erzielt werden.The invention is based on the object of an electrostatic printing deviceto create with as few or small voltage switches as possible, in which the blackeningthe pixels can be controlled as required, and with relatively short voltage pulsesan equal charge density is obtained, as is also the case with the known printing devicescan be achieved with corona discharges.

Diese Aufgabe wird mit einer Druckvorrichtung erreicht, die dadurchgekennzeichnet ist, daß zwischen der Schreibelektrode und der Maske ein über dieganze Schreibbreite reichender Elektrodenstab angeordnet ist, daß im Betriebszustandum den Elektrodenstab ständig eine Glimmentladung erfolgt, die der Bewegung derSchreibelektrode entlang der Schreibzeile folgt, und daß zum Abdruck eines Zeichensbzw. Zeichenteiles die Gegenelektrode in Abhängigkeit der Position der Schreibelektrodemit einer Saugspannung beaufschlagbar ist, durch die ein Ladungsstrom vomGlinimlicht des Elektrodenstabes durch die Maske zum Aufzeichnungsträger gezogenwird. Dabei ist die Dichte des Ladungsstromes vom Glimmlicht zum Aufzeichnungsträgerdurch Amplitudenmodulation oder Pulsbreitenmodulation steuerbar. Werden die abzudruckendenZeichen punktweise im Rasterdruck aufgebaut, so kann die Maske mit nur einer inSchreibrichtung verlaufenden Lochreihe versehen sein, deren Lochabstand dem Punktabstandder Zeichen entspricht. Es ist jedoch auch möglich, die Maske als Schablone auszubilden,die sämtliche möglicherweise abzudruckenden Zeichen in vollständiger Ausbildungenthalten. Nachteilig wäre jedoch dabei, daß diese Schablone dann ständig parallelzur Schreibzeile hin- und herbewegbar sein muß.This object is achieved with a printing device that therebyis characterized in that between the writing electrode and the mask over theentire writing width reaching electrode rod is arranged that in the operating statearound the electrode rod there is a constant glow discharge, which is caused by the movement of theWriting electrode along the writing line follows, and that for printing a characteror character part the counter electrode depending on the position of the writing electrodea suction voltage can be applied through which a charge flowfrom theGlinimlicht the electrode rod drawn through the mask to the recording mediumwill. This is the density of the charge flow from the glow light to the recording mediumcontrollable by amplitude modulation or pulse width modulation. Will be the ones to be printedCharacters built up point by point in halftone printing, so the mask can be created with just one inThe row of holes running in the direction of writing must be provided, the distance between them being the point distancecorresponds to the characters. However, it is also possible to design the mask as a stencil,all characters possibly to be printed in full trainingcontain. However, it would be disadvantageous that this template is then constantly parallelmust be movable back and forth to the writing line.

Die Schreibelektrode selbst kann als Schreibstift ausgebildet sein,wie er beispielsweise aus der US-PS 37 65 027 bekannt ist. Er kann aber auch alsein in Form einer Schnecke auf einem Isolierkörper aufgebrachter Draht, wie diesbeispielsweise aus der US-PS 29 28 710 ersichtlich ist.The writing electrode itself can be designed as a pen,as is known, for example, from US Pat. No. 3,765,027. But it can also be used as aa wire attached to an insulator in the form of a snail, like thisfor example from US-PS 29 28 710 can be seen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestelltenAusführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Pl--nzipanordnungder Druclcvorrichtung gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht und Fig. 2eine Schnittzeicimung der Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1.The invention is illustrated below with reference to one in the drawingsEmbodiment explained in more detail. The figures show: FIG. 1 a zip arrangementthe pressure device according to the invention in a perspective view and FIGa sectional drawing of the side view of the arrangement according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist die Druckvorrichtung gemäß der Erfindung in prinzipiellerAnordnung perspektivisch dargestellt. Um eine ortsfest angeordnete Gegenelektrode54 ist ein Aufzeichnungsträger 51 in Pfeilrichtung P2 kontinuierlich oder schrittweisetransportierbar. Dieser Aufzeichnungsträger 51 besitzt eine dünne isolierende Schicht52. Dem Aufzeichnungsträger 51 ist in einem Abstand 50 die Maske 41 ebenfalls ortsfestvorgelagert. Diese Maske 41 enthält parallel zur Schreibzeile angeordnete Bohrungen42, mit deren Hilfe punktförmige Ladungsbilder auf der dünnen isolierenden Schicht52 aufgebracht werden können. Im Bereich der Löcher 42 ist der Maske 41 im Abstand30 ein über die gesamte Schreibbreite verlaufender Elektrodenstab 31 fest angeordnet.In einem Abstand 20 ist die Schreibelektrode 21 entlang der Schreibzeile in PfeilrichtungP1 hin- und herbewegbar.In Fig. 1, the printing device according to the invention is in principleArrangement shown in perspective. Around a stationary counter-electrode54 is a recording medium 51 continuously or stepwise in the direction of arrow P2transportable. This recording medium 51 has a thin insulating layer52. The mask 41 is also stationary at a distance 50 from the recording medium 51upstream. This mask 41 contains holes arranged parallel to the writing line42, with the aid of which point-like charge images on the thin insulating layer52 can be applied. In the area of the holes 42, the mask 41 is at a distance30 an electrode rod 31 extending over the entire writing width is fixedly arranged.The writing electrode 21 is at a distance 20 along the writing line in the direction of the arrowP1 can be moved back and forth.

Die Schreibelektrode 21 ist über einen Vorwiderstand 22 und der Elektrodenstab31 direkt mit der Versorgungsspannungsquelle 23 verbunden. Durch diese Spannungentsteht zwischen Schreibelektrode 21 und Elektrodenstab 31 eine Glimmentladung,deren Glimmlicht mit der Bewegung der Schreibelektrode 21 entlang des Elektrodenstabes31 wandert. Die Versorgungsspannung UG ist so gepolt, daß sich an dem Elektrodenstab31 das negative Glimmlicht ausbildet. Mit dem Vorwiderstand 22 wird die Stromstärkeso eingestellt, daß das negative Glimmliht den Elektrodenstab 31 in radialer Richtungvollständig umschließt.The writing electrode 21 is via a series resistor 22 and the electrode rod31 is connected directly to the supply voltage source 23. Because of this tensiona glow discharge arises between writing electrode 21 and electrode rod 31,their glowing light with the movement of the writing electrode 21 along the electrode rod31 wanders. The supply voltage UG is polarized so that the electrode rod31 that forms negative glow light. With the series resistor 22, the current strengthset so that the negative glow the electrode rod 31 in the radial directioncompletely encloses.

Der Elektrodenstab 31 ist außerdem über eine Saugspannungsquelle55 mit der Gegenelektrode 54 elektrisch verbunden. The electrode rod 31 is also connected to a suction voltage source55 electrically connected to the counter electrode 54.

Zum Abdruck eines punktförmig aufgebauten Zeichens wird die Schreibelektrodein axialer Richtung des Elektrodenstabes 31 bewegt. Damit wandert auch das den Elektrodenstab31 umschließende negative Glimmlicht entlang der Bohrungen 42 der Maske 41.The writing electrode is used to print a punctiform charactermoved in the axial direction of the electrode rod 31. This also causes the electrode rod to move31 enclosing negative glow light along the bores 42 of the mask 41.

Nun kann zu gewünschten Zeitpunkten in Abhängigkeit der Position desSchreibstiftes 21 durch Steuerung der Saugspannung U5 an der Gegenelektrode 54 einLadungsträger strom von negativen Glimmlicht des Elektrodenstabes 31 durch die Bohrung42, die der Schreibelektrode 21 gegenübersteht, auf den Aufzeichnungsträger 51 gelenktwerden. Dabei ist die Anzahl der Ladungsträger entweder durch die Höhe der SaugspannungUS oder durch eine zeitmäßige Steuerung zu beeinflussen, so daß die Schwärzung derBildpunkte die aufgrund der xerographischen Entwicklung entstehen, variiert werderkann. Die in den bekanntem Vorrichtungen mit parallel angeordneten Entladeelektrodennotwendigen vielen Spannungsschalter werden in dieser dargestellten Druckvorrichtungdurch die mechanische Bewegung der Schreibelektrode 21 ersetzt.Now, depending on the position of thePen 21 by controlling the suction voltage U5 on the counter electrode 54Charge carrier flow from negative glow light of the electrode rod 31 through the bore42, which faces the writing electrode 21, is directed onto the recording medium 51will. The number of charge carriers is determined either by the level of the suction voltageUS or influenced by a timing control, so that the blackening of thePixels that arise due to the xerographic development are variedcan. In the known devices with discharge electrodes arranged in parallelnecessary many voltage switches are shown in this printing devicereplaced by the mechanical movement of the writing electrode 21.

Besonders vorteilhaft ist es bei dieser Anordnung, daß durch positiveoder negative Saugspannung US gegenüber der festen Polarität der Stabelektrode 31der in der Glimmentladung vorhandene Ladungsträger bedarfsweise mit entgegengesetztenVorzeichen auf den Aufzeichnungsträger 51 gelenkt werden kann. BeientsprechenderPolarität und Farbe des Entwicklungspulvers ist daher eine Zweifarbenaufzeichnungauf einfache Weise möglich.It is particularly advantageous in this arrangement that by positiveor negative suction voltage US with respect to the fixed polarity of the rod electrode 31the charge carriers present in the glow discharge with opposite ones if necessarySign can be directed to the recording medium 51. atmore appropriateThe polarity and color of the developing powder is therefore a two-color recordpossible in a simple way.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Aufladevorrichtung gemäß Fig.1. Dabei sollen auch einige typische Daten genannt werden, ohne jedoch die Aufladevorrichtunggemäß der Erfindung in diesen Grenzen festzulegen. Die Brennspannung für die Glimmentladungzwischen der Schreibelektrode 21 und dem Elektrodenstab 31 beträgt 200 bis 400 V,abhängig vom Elektrodenmaterial bei einem Entladestrom von 10 bis 20 mA. Die Luftspalte20 und 30 betragen nur wenige 1/10 mm. Die Größe der Ladungsbilder bzw. der Bildpunktefür die abzudruckenden Zeichen wird im wesentlichen durch die Stärke 40 der Maske41 und durch den Durchmesser der Bohrungen 42 bestimn1t. Der Luftspalt 50 zwischender Maske 41 und dem Aufzeichnungsträger 51 ist in weiten Grenzen variabel und kannO bis 1 mm betragen, ohne die Aufzeichnungsqualität zu beeinflussen.FIG. 2 shows a section through the charging device according to FIG.1. Some typical data should also be mentioned, but without the charging deviceset according to the invention within these limits. The burning voltage for the glow dischargebetween the writing electrode 21 and the electrode rod 31 is 200 to 400 V,depending on the electrode material with a discharge current of 10 to 20 mA. The air gap20 and 30 are only a few 1/10 mm. The size of the charge images or the pixelsfor the characters to be printed is essentially determined by the thickness 40 of the mask41 and determined by the diameter of the bores 42. The air gap 50 betweenthe mask 41 and the recording medium 51 is variable within wide limits and can0 to 1 mm without affecting the recording quality.

In einer praktischen Ausführung wird man die translatorische Bewegungder Schreibelektrode 21 durch eine Rotationsbewegung ersetzen. Dazu wird man dieSchreibelektrode 21 als Draht spiralig auf eine Isoliemwalze wickeln. Dies hat auchden Vorteil, daß die Synchronisation von Entlade ort und Bohrung in der Maske 41mit Ililfe eines Winkelkodierers vorgenommen werden kann.In a practical implementation, one becomes the translational movementreplace the writing electrode 21 with a rotational movement. To do this, one becomes theWind the writing electrode 21 as a wire in a spiral on an insulating roller. This also hasthe advantage that the synchronization of discharge location and bore in the mask 41can be made with the aid of an angle encoder.

Patentansprüche:L e e r s e i t e Patent claims:L e r s e i t e

Claims (5)

Translated fromGerman

Patentansprüche: ----------------1. Vorrichtung zum elektrostatischenDrucken von Zeichen mit einer entlang der Schreibzeile bewegbaren Schreibelelctrode,einer den Aufzeichnungsträger tragenden Gegenelek--trode und einer zwischen beidenElektroden angeordneten und die Zeichen bildenden Maske, dadurch gekennzeichnet,daß zwischen der Schreibelektrode (21) und der Maske (41) ein huber die ganze Scbreibbreitereichender Elektrodenstab (31 ) angeordnet ist, daß im Betriebszustand um den Elektrodenstab(31) ständig eine Glimmentladung besteht, die der Bewegung der Schreibelektrode(21) ) entlang der Schreibzeile folgt, und daß zum Abdruck eines Zeichens bzw. Zeichenteilesdie Gegenelektrode (54) in Abhängigkeit der Position der Schreibelektrode (21) miteiner Saugspannung beaufschlagbar ist, durch die ein Ladungsstrom vom Glimmlichtdes Elektrodenstabes (31) durch die Maske (41) zum Aufzeichnungsträger (51) gelenktwird. Patent claims: ---------------- 1. Device for electrostaticPrinting of characters with a writing electrode that can be moved along the writing line,a counter electrode carrying the recording medium and one between the twoElectrodes arranged and the characters forming mask, characterized in that,that between the writing electrode (21) and the mask (41) a hub over the entire writing widthReaching electrode rod (31) is arranged that in the operating state around the electrode rod(31) there is a constant glow discharge caused by the movement of the writing electrode(21)) follows along the writing line, and that for printing a character or part of a characterthe counter electrode (54) depending on the position of the writing electrode (21) witha suction voltage can be applied through which a charge flow from the glow lightof the electrode rod (31) through the mask (41) to the recording medium (51)will. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdruckvon punktiörmig aufgebauten Zeichen die Maske (41) mit in Schreibrichtung angeordne-tenBohrungen (42) versehen ist, deren Abstand dem Punktabstand der Zeichen entspricht. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the impressionof punctiform characters the mask (41) with arranged in the writing directionBores (42) is provided, the distance between which corresponds to the point spacing of the characters. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Dichte des Ladungsstromes vom Glimmlicht zum Aufzeichnungsträger durch AmplitudenmodulationoderPulsbreitenmodulation steuerbar ist. 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in thatthat the density of the charge flow from the glow light to the recording medium by amplitude modulationorPulse width modulation is controllable.4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Schreibelektrode als Schreibstift (21) ausgebildet ist.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in thatthat the writing electrode is designed as a pen (21).5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Schreibelektrode als ein iii Form einer Schnecke auf einem Isolierkörperaufgebrachter Draht ausgebildet ist, und daß der Tsclierkörper parallel zur Schreibebeneans-'eordnet und drehbar ist.5. Device according to claims 1 to 3, characterized in thatthat the writing electrode as a iii shape of a snail on an insulating bodyapplied wire is formed, and that the Tsclierkörper parallel to the writing planeis arranged and rotatable.