CZ119194A3 - Electrothermal ink with monodisperse synthetic pigment particles and process and apparatus for electronic printing with said ink - Google Patents

Description

Tento vynález se obecné týká' elektrotermálního tis) zejména zlepšené tiskařské barvy k značení podkladových materiálů např. papíru, jakož i zařízení a způsobů jejiho použití.

Dosavadní stav techniky

Tradiční způsoby tisku používají různých typů dlouhodobých tiskových forem, jako jsou např. hlubotiskové válce, ofsetové desky nebo flexografické pásy, které nesou na sobě příslušnou formou zaznamenané znázorněni požadovaného obrazu (tzv. •'signaturu”). Tiskové formě vyhovuje určitý typ barvy, přičemž fyzikální charakteristiky barvy jsou kompatibilní s charakteristikami tiskové formy, což usnadňuje řádný průběh periody sestávající se z nabrání barvy a z uvolnění barvy. Např. hlubotiskový válec obsahuje prohlubeniny vytvořené podle obrazového vzoru tzv. přihrádky”, které nejprve přijímají tiskovou barvu z přenášecího válce a potom část této barvy pod ohromným mechanickým tlakem uloží na tiskový podklad (např. papír). Tento proces většinou vyžaduje barvy o nízké viskozitě a velkém obsahu rozpouštědla, což podporuje snadné uvolnění barvy z hlubotiskových přihrádek, i když velký zbytkový objem barvy zůstane v komůrkách po jejich přitlačení na tiskový papír.

Litografický ofsetový tisk, což je jiný velmi používaný proces, využívá většinou hliníkových desek, na nichž jsou podle předlohy zaznamenány signatury, a tyto signatury spočívají v rastrovaných plochách bud barvu odpuzujících, které se sestávají z

Na rozdíl od hlubotiskových systémů, u litografických ofsetových systémů rozhodne, zda daná plocha desky barvu přijme nebo odpudí, oleofóbnost nebo oleofilností daného planárního povrchu a nikoliv přítomnost přihrádek. Zobrazení na litografické ofsetové desce je obvykle provedeno pomocí ultrafialové kontaktní fotografie s deskou stříbného filmu; tento proces umožní následující vyleptání přijímajících nebo barvu milionů tiskařských teček.

9352 exponovaných rastrovaných tečkových ploch desky z počátečního stavu, kdy plocha přijímá barvu do stavu, kdy přijímá vodu, zatímco tento proces ponechá neexponované tečkové plochy v původním stavu, kdy přijímají barvu. Litografické barvy jsou hydrofóbní a mají vysoké pastovité viskozity a obsahují relativné malá množství rozpouštědel.

Hlavní nevýhody téchto tradičních tiskařských způsobů pocházejí z náročnosti na čas, který vyžaduje zaznamenání přesné signatury na tiskový člen, a z nemožnosti změnit tiskový člen se zobrazením. Tiskový člen je vždy vyřazen po použití. Kvůli nezměnitelné povaze signatury tisková forma může být funkční pouze opakovatelným způsobem; to značí, že musí vytisknout tisíce stejných obrazových signatur za sebou pro následující snášení archů, řezání a vázání. Okamžitá variabilita tištěných signatur, např. stoupající číslování stránek, je takto u tradičních tiskových forem nemožná, což způsobí, že malé náklady např. 100 až 1000 výtisků jsou zcela neekonomické; a toto zejména vynikne, když se bere v úvahu dlouhá doba přípravy tisku. Jelikož tradiční způsoby tisku vyžadují velkou přítlačnou sílu mezi tiskovou formou a tiskovým podkladem, lisy musí být masivní, přesné a následkem toho těžké a drahé·

Aby se vyhli alespoň některým těmto potížím, vyvinuli odborníci alternativní tiskařské procesy obecné nazvané značkovací způsoby. Např. tryskové zařízení úplně vylučuje potřebu jakékoliv tiskové formy tím, že vytváří barevné obrazy balistickým vrháním tenkého proudu kapek barvy na speciálně připravený papír (viz např. U.S.Patent No. 4,593,233). Barva* jež je většinou těkavá a má nízkou viskozitu, se většinou používá v kapalné formě, ale někdy se dodává ve formě tuhé. Zahřátý blok barvy zaplní komoru, z které potom jsou tryskou emitovány tekuté kapky pomoci piezoelektrického ovladače; kapka směřuje k papíru, na který narazí, ztratí své zbývající teplo a přilepí se. Tento proces je relativně pomalý vzhledem k rychlosti tisku, vyžaduje papír o speciálním složení, jeho rozlišovací schopnost je velmi omezena a postrádá schopnost tónového rozlišení podle šedé stupnice. Výsledný obraz navíc typicky zůstává na povrchu papíru za tvorby reliéfu a proto je málo odolný vůči poškrábání a jinému fyzickému poškození, pokud nejsou použity barvy na bázi rozpouštědel; tyto barvy proniknou papírem do takové hloubky, že

9352 se barva objeví na spodní straně papíru.

Jinou alternativou k tradičnímu tisku používajícímu tiskových forem je termální elektrostatický způsob (viz např. U.S.Patent No. 3,079,272 a British Patent No. 953,077). Při tomto způsobu pomocí výboje je podle daného obrazového vzoru povlečena elektrostatickými náboji fotovodivá deska nebo válec. Deska nebo válec je potom přivedena do kontaktu s tuhým blokem vosku, který se sestává z materiálu nosiče, v němž jsou rozptýleny částice elektrostatického toneru. Na blok se působí teplem nebo rozpouštědlem v linii kontaktu s tiskovým podkladem, což způsobí roztavení nosiče a nabité částice se v tomto roztaveném stavu volné pohybují. Když je blok tažen podél podkladu, smáčí celý jeho povrch voskem; když se však blok dotýká míst podkladu s latentním elektrostaticky nabitým obrazem, jsou částice toneru pomalu přitahovány na povrch podkladu působením elektroforézy.

Zde je také vyloučena potřeba trvalé tiskařské formy, v tomto případě je to dáno snadností uložení latentního obrazu na zobrazovací válec nebo na samotný podklad. Jestliže elektrický odpor toneru je dostatečně vysoký a jestliže nosič má dobré zadržovací charakteristiky, na základě jednoho povlečení nábojem může být vytvořena řada tištěných obrazů; tonery o nízkém odporu mají sklon k rozptýlení elektricky nabitých obrazových ploch vedením.

Tuhé tonery použité ve výše popsaném procesu se sestávají z nosiče např. vosku, v kterém jsou rozptýleny částice toneru. Nosič takto pouze slouží jako rezervoár, z kterého jsou během provozu částice toneru nepřetržitě extrahovány, což způsobí úplné vyčerpání rezervoáru. Kvůli malé rychlosti elektroforetického procesu, neustálému a nerovnoměrnému vyčerpání rezervoáru a celkovému pokrytí zobrazované desky voskem, se tento proces považuje za nepraktický a není proto využíván v komerčních výrobcích.

Podstata vynálezu

Předložený vynález překonává omezení obou tradičních tiskařských technik i exotičtějšího značkovacího způsobu tím, že předkládá systém tisku, v kterém tisková forma může být stále měněna a může být opětovně použita; v kterém hustoty jednotlivých

9352 barvových teček mohou být měněny a tečky mohou být naneseny na variabilní zobrazovací díl’ (např. tiskařský nebo zobrazovací válec) v daných poměrech částice/látka, aniž by došlo k vyčerpání rezervoáru; a v kterém barva nanesená na zobrazovacím válci je úplně uvolněna při kontaktu s primárním podkladem a tak je okamžitě umožněno opětovné použití zobrazovacího válce pro zaznamenání další úplné nové signatury.

Toto zlepšení bylo umožněno kombinací několika souvisejících nových tiskařských prvků zahrnujících zejména zde popsanou barvu, konstrukci zobrazovacího dílu, způsob a zařízení záznamu signatury, subsystém nanesení barvy a způsob uvolnění barvy na primární podklad. Je jasné, že barva a její funkční charakteristiky jsou hlavní v tomto tiskařském procesu.

Ve shodě s předloženým vynálezem tiskařská barva je nejprve ve formě tuhého tavitelného bloku nosiče obsahujícího velké množství drobounkých přednostně monodisperzních částic barevného pigmentu rovnoměrně distribuovaných v tuhém materiálu nosiče. Tyto částice vykazují vzhledem k materiálu nosiče přirozený elektrický potenciál, takže reagují na vnější elektrická pole a jsou jimi přitahovány. Materiál nosiče je tvořen polymerem, který obsahuje elektrostaticky polarizovatelné složky, jež jsou schopné interakce s těmito poli, a tím vytváří matrici reagující na pole. Index lomu částic je v těsné shodě s indexem lomu nosiče, takže obraz tištěný touto barvou vykazuje ve vybraném pásu barvy maximální barevnou transparentnost a nasycení poté, co barva opět ztuhne.

Z toho vyplývá, že první důležitý charakteristický znak tohoto vynálezu spočívá ve schopnosti barvy reagovat jako integrovaná matrice částice/nosič na vnější pole, což umožňuje nanesení barvy v množství, které je úměrné intenzitě pole, na vlastní plochu zdroje pole. Jelikož matrice reaguje na elektrické pole, neměnný specifický hmotnostní poměr mezi barevnou částicí a materiálem nosiče je vždy zachován bez ohledu na to, zda je barva v tuhé nebo kapalné fázi nebo ve fázi ztuhlých kapek. Tímto způsobem, po nanesení a následujícím ztuhnutí barvy uvolněné na tiskový podklad může být dosaženo odpovídajících vlastností optické hustoty a problém nerovnoměrného vyčerpání částic je eliminován.

Druhým důležitým charakteristickým znakem tohoto vynálezu je

9352 stupeň transparentnosti a čistoty barvy, kterou tato tiskařská barva vytváří po svém uvolnění v tekutém stavu ze zobrazovacího dílu (např. tiskařského nebo zobrazovacího válce) na tiskový podklad např. papír. Vlivem sladěných identických indexů lomu jak částic tak i materiálu nosiče jakož i velmi malé velikosti částic barva dosáhne téměř dokonalé propustnosti pro všechny frekvence světla, které nejsou absorbovány chemií částic, čistota a nedostatek šedi (šum) propuštěného světla jsou dány také z šíření vln a kontrolovaného rozptylu světla mezi mnohačetnými vrstvami stejnoměrně dispergovaných částic. Jelikož všechny částice mají stejný tvar (přednostně sférický), stejnou velikost (přibližně 0,1 mikrometru) a chemické složení (včetně vybraných barviv ve vnějším obalu částic) a jsou pevné uchyceny v čirém nosiči o stejném indexu lomu, propuštěné světlo bude dále čisté a s velkým jasem, jak je předpovézeno dobře známou teorií Miea.

Třetí důležitý charakteristický znak tohoto vynálezu zahrnuje úplný přenos nanesené barvy s povrchu zobrazovacího válce na tiskový podklad. Toto je usnadněno použitím zobrazovacího válce, jehož povrch je ultrahladký a v podstatě odpuzuje roztavenou polymerní barvu. Když však plochy, k nímž elektrostatická pole přitáhla (a jež je proto drží) horké roztavené kapky barvy, přijdou do kontaktu s chladným tiskovým podkladem, tyto kapky ihned začínají pronikat jako kapalina povrchem podkladu, přičemž ztrácejí malé množství tepelné energie obsažené v kapce barvy (o typickém objemu 50 x 50 x 2 mikrometry). Výsledkem je rychlé ztuhnutí barvy za současného jejího přitavení k podkladu, což je podobné vytvrzování lepidla. Vlivem relativné pevné vazby mezi barvou a podkladem, kapky barvy, jež jsou stále kapalné v okamžiku kontaktu s vyhřívaným zobrazovacím válcem, jsou úplně odtaženy od povrchu válce, jelikož adheze barvy k podkladu je vyšší než adheze k válci; tento přenos je vlivem silné vnitřní koheze v kapkách barvy úplný a na válci nezůstane žádný zbytek barvy nebo dokonce elektrostatický náboj.

Tiskařská barva podle tohoto vynálezu je přednostně dodávána ve formě tuhého bloku termoplastického materiálu nosiče, který v sobě obsahuje rovnoměrné rozptýlené barevné částice. Po zahřátí viskozita materiálu nosiče přednostně prudce klesne na nízkou hodnotu viskozity (t.j. přibližně na hodnotu viskozity řídkého

9352 oleje, jako je terpentýn) a tím se výrazně sníží kohezní síly materiálu nosiče a umožní se polarizovatelným částem molekulární struktury nosiče zaujmout orientovanou polohu po čarách elektrostatického pole přicházejících z vnějšku a tím se zase podpoří reorientace změny polohy náboje na všech částicích, protože se musí přizpůsobit polární orientaci vnějšího pole.

Vlivem polarizovatelné povahy nosiče a náboje na částicích zkapalněná barva reaguje na externě působící elektrostatická pole a tím se umožní zobrazovacímu válci si vzít podíl ze zásoby roztavené barvy působením sil vycházejících z oblastí elektrostatického pole o velikosti tiskové tečky do roztavené tekuté zásoby barvy, přičemž tyto síly překonávají vnitřní kohezní síly barvy.

Zobrazovací díl použitý ve spojení s barvou podle tohoto vynálezu je přednostně zobrazovací válec, jenž může být vyhřát na přesnou teplotu a jenž je schopný tuto teplotu udržovat. Válec nese plošky elektrostatického pole (tiskové tečky) vytvořené podle obrazového vzoru, které společné vytvářejí latentní obraz (signaturu). Když zásoba barvy a zobrazovací válce rotují při vzájemném kontaktu svých povrchů, nabité plošky zobrazovacího válce přitahuji dielektrickou barvu v množství, jež je úměrné síle pole, a objem barvy na válci (tj. tlouštka) je dán bodem v zásobě barvy, kde nastane neutralizace pole (průnik do hloubky). Částice barvy zůstanou navázány na kapalném nosiči matricí

4.

vzájemně působících elektrostatických sil a přecházejí na zobrazovací válec v pevném daném poměru čéstice/materiál nosiče ve všech podílech”. Jinými slovy, barva adherující k elektrostaticky nabitým ploškám válce je nakonec vytištěna se zvolenou hustotou optické barevné propustnosti a tato hustota je daná intenzitami polí vyzařovaných z těchto nabitých plošek. Zatímco však síla pole určuje tlouštku barvy na nanesených tečkách, plochy pokrytí jsou určeny pouze geometrií nabitých tečkových plošek na zobrazovacím válci. Z toho vyplývá, že různé hodnoty intenzit polí na zobrazovacím válci usnadňují reprodukci plné šedivé stupnice za použití barvy podle tohoto vynálezu a tato reprodukce je srovnatelná s reprodukcí získanou pomocí fotografického filmu.

Tak zvaný kontaktní úhel horké tekuté kapky barvy na rozhraní, kde se dotýká horkého povrchu válce, musí být v souladu

9352 s výběrem polymerního materiálu nosiče a s iontovým potenciálem uvedeného povrchu materiálu. V tomto vynálezu se používá kontaktní úhel 90’, aby se zabránilo nenabitým ploškám zobrazovacího válce se smočit barvou. Aby se dosáhlo požadovaného kontaktního úhlu a zajistila nesmáčivost zobrazovacího válce, odpudivost povrchu válce k barvě může být podporována a řízena zabudováním iontů do zmíněného povrchu materiálu. Na příklad, přídavek velmi maláho množství fluorovaného uhlovodíku zajistí, že kontaktní úhel je 90* a tím zabrání jak smočení nenabitých plošek tak i rozšíření barvy z nabitých plošek.

Když je barva spočívající na relativně horkém (kolem 150’C) zobrazovacím válci uvedena do kontaktu s chladným (kolem 20*C) podkladem (např. papírem), kapky barvy rychle ztuhnou, když proniknou na povrch (a ne dovnitř) podkladu. V tomto okamžiku teplota kapek je v rozsahu od 20*C do 150‘C napříč jejich tloušťkou (kolem 2 mikrometrů), přičemž strana o nízké teplotě je tuhá a strana o vysoké teplotě je stále kapalná. Chladnutí kapek barvy také zvyšuje jejich vnitřní kohezi a následkem toho se všechny kapky úplně oddělí od zobrazovacího válce, jelikož adhezní síly k tiskovému podkladu kombinované s vnitřními kohezními silami překonají adhezní síly k zobrazovacímu válci.

Barvy podle tohoto vynálezu mohou být opětovně roztaveny, alespoň částečné, ačkoliv již byly přichyceny k tiskovému podkladu a tím je umožněno uložení další vrstvy barvy na předchozí vrstvu barvy za účelem úplné úpravy barvy. Tato vlastnost umožní tisk množství různých barevných odstínů, čehož je dosaženo vzájemným naskládáním přes sebe za horka většího množství geometricky shodných teček o různých subtraktivních vysoce transparentních barvách; konečně získaný odstín je dán zvolenými barvami a hustotami všech přes sebe přetištěných teček.

Schopnost opětovného roztavení barev usnadňuje dále jejich konečné odstranění z tiskového podkladu (odbarvení). Toto odstranění může být provedeno přejetím horkým válcem přes vytištěný materiál za působení silného elektrostatického pole v obráceném směru, přičemž zmíněný válec má silné oleofilní povpch.

O

Substitute sbeats - náhradní stránky českého popisu a nároků

Přehled obrázků na výkresech tj 3>^rc vložení za 'oúvodr ~ w S G

Z - 5 o c σ rrt < ₌ lépe cn.

toσ o

czx

Ci i rc oc n<

pochopena '/IW-ff

9352 odpovídajíc.

Předchozí diskuse budie podrobného popisu vynálezu ve spojení nichž:

Obr.l je reprodukce tuší mikrofotografie typického běžného pigmentu o nepravidelném tvaru a velikostech částic, který se běžné používá v tiskařských barvách;

Obr. 2 je reprodukce tuší mikrofotograf ie barevných pigmentů připravených ve shodě s předloženým vynálezem a použitých jako tiskařská barva způsobem zde uvedeným a znázorněných ve zvětšení 25000 x;

Obr.3 je schematické znázornění tiskařského zařízeni využívajícího elektrotermální vlastnosti barvy podle tohoto vynálezu, jakož i způsobu zaznamenání tiskové signatury nanesením množství barvy, které je úměrné síle pole každé tiskové tečky, a uvolněním zmíněné barvy na chladný podklad, ke kterému se zcela připoj i;

Obr.4 graficky znázorňuje vztah mezi pozorovanou hustotou odrazu aplikované barvy a povrchovým potenciálem na zobrazovacím válci před uvolněním barvy;

0br.5A graficky znázorňuje vnitřní kohézní profil vhodné barvy jako funkci teploty;

Obr.5B graficky znázorňuje adhezi barvy k zobrazovacímu válci a k tiskovému podkladu v okamžiku přenosu barvy;

0br.6A až 6C znázornňují použití kmitavé techniky pro redukci vizuálních artifaktů a způsob, kterým různě zbarvené tiskové tečky mohou být vzájemné přes sebe položeny, dbr.6A a 6B představují půdorysy souborů tiskových teček a obr. 6C představuje řez souborem teček z obr.6B;

Obr.7 je půdorys části zapisovací hlavy pro vytvoření obrazu na zobrazovacím válci ukázaném na obr.3;

Obr.8 je řez podél přímky 7-7;

Obr.9 je izometrické znázornění v mnohem větším měřítku podrobněji ukazující část hlavy znázorněné na obr. 7 a 8;

Obr.10 je schematické znázornění ukazující funkci zapisovací hlavy;

Obr. 11 je řez upřednostněnou strukturou elektrostatické vyzařovací jednotky zapisovací hlavy;

Obr.12 je izometrické znázornění upřednostněného provedení e- následujícího s přiloženými výkresy na

9352 tiskového válce;

Obr.13 je schematické znázornění tiskového stroje vtělujícího předložený vynález.

Příklady provedení vynálezu

1. Tiskařská barva

Tiskařská barva podle tohoto vynálezu se sestává z dvou hlavních složek a to z čirého materiálu nosiče a z barevných částic pigmentů. Barevné částice jsou koloidně dispergovány v nosiči a obsahují typicky okolo 5 až 10% obj. barvy, ačkoliv u některých aplikací tento poměr může být vyšší. 2 důvodů, které budou dále diskutovány, teplota tání materiálu nosiče leží výrazně pod teplotou tání částic.

Výhodné charakteristiky barvy podle tohoto vynálezu vyplývají z řady charakteristických znaků, které nenabízí žádná jiná barva. Tyto znaky zahrnují tvorbu stabilních neshlukujících se stejnoměrných disperzí barevných částic uvnitř matrice tuhého nosiče; přesnou, reprodukovatelnou a zvolitelnou čistotu a jasnost barvy a mimořádně vysokou propustnost po nanešení barvy; schopnost udělit každé jednotlivé' částici přesný a trvalý elektrický náboj, který bude vzájemně reagovat s vnějším elektrostatickým polem společně s náboji jiných částic, když jsou uchyceny v dipolárním také na náboj reagujícím materiálu nosiče, přičemž částice a nosič vytvářejí dohromady matrici, která je schopna kolektivně reagovat na vnější elektrostatické pole; a materiál nosiče, jenž má viskoelastické teplotou řízené vlastnosti a tak je vhodný přo nanešení na tiskový válec a uvolnění z tohoto válce na podklad.

Pro získání barvy s výše uvedenými charakteristikami a funkčními vlastnostmi vyhovujícími ve zde popsaném způsobu elektrotermálního tisku nebo v jiných značkovacích způsobech, které jsou založeny na (nebo z nich těží) (a) vzájemném působení sil vzniklých při neutralizaci pole, (b) elektrostatické adhezi udržující nanesenou vrstvu podílu” barvy, (c) rozdílu adheze v okamžiku, kdy nastává přenos i uvolnění a (d) vnitřní kohezi barvy působící na úplné uvolnění barvy, se používají následující materiály:

9352

a. Základní materiál nosiče

Pro vytvoření elektrotermálné funkční tiskařské barvy k použití v zde popsaném elektronickém tiskařském procesu nejprve je zvolen vhodný materiál nosiče, který je opticky čirý a tuhý při pokojové teplotě (20*C až 80’C), jenž však přejde do skelné přechodové fáze při vyšších teplotách. Jak je ukázáno na obr.5, materiál se přednostně méní na měkký ohebný plast při teplotách mezi 80*C a 120*C a stane se vysoce tekutým (tj. vykazuje viskozitu okolo 20 centistoke, srovnatelnou s viskozitou řídkého oleje) při teplotách 150’C a vyšších. Materiál v tomto tekutém stavu dobře reaguje na přitažlivé síly elektrostatického pole, jenž je vyzařováno z dílu vytvářejícího tiskovou formu při úrovních pole 10³ až 10⁶ V/cm.

Tento materiál nosiče by neměl ztrácet barvu, vraštit se nebo vydávat nepříjemné pachy při teplotách pod 175’C a měl by být rozumně tvrdý při pokojové teplotě. Ve svém tekutém stavu a v kontaktu s horkým (tj. 150*C nebo více) tiskovým dílem by neměl smáčet povrch tiskového dílu v nepřítomnosti elektrostatického přitahování. Tento materiál také musí být dobrý izolátor (tj. musi mít objemový odpor alespoň 10¹⁵ ohm-cm); musí mít molekulární strukturu, jež je polarizovatelná v elektrostatickém poli o výše uvedené síle; a musí mít v horkém tekutém stavu dielektrickou konstantu okolo 7, aby elektrostatické pole se mohlo šířit k velkému množství částic rozptýlených_v materiálu nosiče (jejichž přirozené elektrické potenciály navazují je na jiné částice prostřednictvím dielektrické dipolární molekulární struktury nosiče). Nosič s těmito charakteristikami tvoří souvislou matrici s rozptýlenými částicemi barvy, které mohou být vytaženy z roztaveného rezervoáru jako podíly” přejetím místem, z něhož vychází elektrostatické pole, přičemž podíl bude umístěn v podstatě na okraji tohoto místa a velikost podílu bude dána sílou pole v místě.

Materiál nosiče také má po roztavení vyšší dielektrickou konstantu, čímž se podpoří vytvoření matrice s částicemi a zvýší se schopnost reagovat matrice částice/nosič na působící elektrostatická pole.

Základní materiál nosiče, jehož odvozeniny jsou popsány v současné podané přihlášce Seriál No. 07/792,713 pod názvem Syntetické. monodisperzní barevné pigmenty pro vybarvování

9352 materiálů např. tiskařských barev a způsob a zařízení pro jejich přípravu (podané současně a zahrnuté v tomto patentu formou odkazu), zahrnuje methyl methakrylát (bod tání okolo 150*C a teplota skelného přechodu okolo 80*c), jenž může být syntetizován ze snadno dostupných monomerů a polymerizačních iniciátorů podle dobře známých a charakterizovaných způsobů; způsoby syntézy jsou také diskutovány ve výše zmíněné přihlášce.

b. Základní materiály částic

Žádoucí charakteristiky částic zahrnují strukturní a kolorimetrickou stabilitu při teplotách až do 175’C; teplotu tání vyšší než teplotu tání materiálu nosiče, přednostně vyšší než 250*C; stejnoměrnost velikostí a tvarů (přednostně kulové částice o středním průměru okolo 0,1 mikrometru); schopnost nést a udržet elektrický náboj; index lomu, jenž je téměř stejný jako index lomu materiálu nosiče; a pro typické tiskařské aplikace také schopnost adsorbovat (nebo absorbovat) na svém povrchu barvivo nebo směs barviv a dostatečně pevně je navázat, aby nemohly být odstraněny vlivem tepla nebo jakéhokoliv rozpouštědla potřebného při jejich výrobě a při dispergaci částic v nosiči.

Chování částic podle tohoto ' vynálezu na místě jejich působení ve srovnání s běžnými částicemi pigmentu je znázorněno na obr. 1 a 2. Běžné částice ukázané na obr.l jsou nepravidelné a mají sklon ke shlukování. Tento sklon narušuje jejich schopnost vytvářet stejnoměrné disperze částic v nosiči a následkem toho se tiskařské barvy nezdají být dostatečně jasné a jejich vybarvení se nezdá být čisté. Dále, vlivem náhodné povahy nakupení částic je obtížné připravit tiskařské barvy o stejných barevných odstínech, které by byly připraveny reprodukovatelné.

Částice podle tohoto vynálezu, ukázané na obr.2, mají naopak stejný kulový tvar a jejich velikost se neliší podstatně od částice k částici. Velká množství těchto částic mohou být dále stejnoměrně dispergována v nosiči podle teorie rozptylu světla Miea a tak je usnadněna reprodukce velmi čistých barev opakovatelným způsobem.

Bylo zjištěno, že řada anorganických prášků vyhovuje těmto kritériím. Byly jsme zvláště úspěšní s oxidy kovů, sulfidy a fosforečnany; s yttriem a jeho sloučeninami; a s oxidem křemičitým a jemu podobnými sloučeninami. Tyto materiály jsou

9352 získátelné jako kulové částice o mikroskopických rozměrech s relativně úzkou distribucí velikostí; pro účely tohoto vynálezu dává se přednost průměrům okolo 0,1 mikrometru.

Tyto částice mohou být připraveny bud srážením z homogenních roztoků nebo reakcí aerosolů (viz např. Mátijevíc, 15 Annual Review of Materiál Science 483 [1985]). Na příklad, stejnoměrný sférický koloidní oxid hlinitý (viz např. Brace a Matijevic, 35 Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 3691 [1973]), oxid chromitý (viz např. Demchak a -Matijevic, 31 Journal of Colloid and Interface science 259 [1969]) a hematit, alfa-Fe₂O₃ (viz např. Matijevic a Scheiner, 63 Journal of Colloid and Interface Science 509 [1978]) byly připraveny homogenním srážením z roztoků odpovídajících solí pomocí nucené hydrolýzy. Sférický koloidní sulfid kademnatý (viz např. Matijevic a Wilhelmy, 86 Journal of Colloid and Interface Science 476 [1982]) a sulfid zinečnatý (viz např. Wilhelmy a Matijevic, 80 Journal of the Chemical Society (Faraday Transactions I) 563 [1984]) byly získány reakcí roztoku příslušného kovu s thioacetamidem.

Aerosolový postup zahrnuje interakci mezi kapkami jednoho činidla (např. alkoxidu kovu) s párou druhého činidla (např. vodou), která poskytne sférické částice o předem zvoleném složení. Je také možné určit velikost částic úpravou hodnoty průtoku, pracovní teplotou a reakční dobou. Na příklad, oxid titaničitý (viz např. Visca a Matijevic, 68 Jounal of Colloid and Interface Science 308 [1979]) a oxid hlinitý (viz např. Ingebrethsen a Matijevic, 11 Journal of Aerosol Science 271 [1980]) byly získány za použití generátoru aerosolu.

Způsob přípravy monodisperzních částic oxidu křemičitého (SiO₂), jemuž je dávána přednost, je popsán ve výše zmíněné přihlášce nazvané Způsob výroby syntetických monodisperzních barevných pigmentů pro barvení materiálů, včetně tiskařských barev a pigmentů připravených tímto způsobem.

c. Příprava tiskařských barev

Částice jsou po izolaci povrchové modifikovány pro zajištění iontových vazeb mezi jádrem částic a kationtovým barevným barvivém adsorbovaným na povrchu částice. Postup přípravy barevných částic hydroxidu hlinitého je popsán v článku Tentoria, Mátijevíce a Kratohvila, 77 Journal of Colloid and Interface

9352

Science 418 (1980) ? upřednostněný způsob přípravy částic oxidu křemičitého je popsán v právě zmíněné společně podané přihlášce. Může být navrženo takové složení barviva, aby vznikly viditelné barvy nebo aby byly absorbovány určité frekvence elektromagnetického záření (např. ultrafialové nebo záření vzniklé chemickým účinkem slunečního světla). Dále, více než jedno barvivo může být aplikováno na částici, čímž se usnadní příprava barev o žádaném barevném odstínu, aniž by bylo zapotřebí tradičního míchání různých dávek částic o jednom odstínu.

Náboj se potom umístí na částice přidáním stopových množství vybraných z různých činidel poskytujících náboj jakýmkoliv způsobem, jenž je známý osobám znalých oboru, a částice jsou získány jako prášek tvořený jednotlivými je ve zvoleném objemovém poměru smíchán s hodným materiálem nosiče a potom vtaVen do nosiče nebo může být ultrazvukem dispergován do monomeru nosiče před polymerizací. Dohromady potom tvoři tiskařskou barvu podle tohoto vynálezu.

potom usušeny a částicemi. Prášek

2. Elektronické tiskařské zařízení a způsob

Obr. 3 schematicky znázorňuje upřednostněné tiskařské zařízeni, které může být použito ve spojení s tiskařskými barvami podle tohoto vynálezu. Značení tiskového podkladu 10 (což může být např. papír) se dosáhne ve dvou stupních přenosu: přenos barvy z válce se zásobou barvy 14 na povrch vyhřívaného válce 18 a následující přenos této barvy (označené jako 12a) na podklad 10.

Nejdříve se zaznamená tečkový vzor vytvořený podle zobrazovaného obrazu sestávající se z elektronických nebo lépe iontových nábojů o různých intenzitách na dielektrický povrch 16, zobrazovacího válce 18 nebo na desku nebo na jiný tvarovaný díl pomocí elektronické zapisovací hlavy 19a. Průměr válce 18 může být řádově 10 cm a jeho povrch 16 může být tvořen tenkou (např. 1 mikrometr) vrstvou ze safíru (Al^O-j), nitridu křemíku, diamantu nebo z jiného vysoce odolného materiálu. Pod povrchem 16 je vodivostní vrstva 17.

Zapisovací hlava 19a, jež bude podrobněji popsána ve spojení s obr. 7 až 10, má velký počet elektrodových hrotů vysílajících pole, jejichž proudový tok je digitálně řízen regulátorem 19b, jenž obsahuje počítač zaznamenávající obraz. Působením regulátoru

9352

19b zapisovací hlava 19a nepřetržitě pokládá tečkovaný vzorek náboje vytvořený podle zobrazovaného vzoru na povrch 16,. Výsledný latentní obraz se sestává ze vzoru z rastrových teček nabitých plošek 20 , které dohromady představují plochy obrazu, který přijme tiskařskou barvu, a současně vzniká komplementární vzor z nenabitých plošek 22.

Vhodný počítač zaznamenávající obraz a systém kontroly tisku je popsán v U.S. Patent No. 4,792,860, jehož popis je sem vtělen formou odkazu. Tento a další užitečné systémy zpracují text a grafická data do řádkových digitálních vzorů a ty jsou přeneseny do regulátoru jako proud dat. Regulátor řídí zařízení elektrostatického výboje (jako je např. zapisovací hlava 19a). která leží na tiskovém povrchu a nanáší nabité tečky do poloh udaéých rastrovanými údaji obrazu.

Když se povrch 16 nabitého zobrazovacího válce 18 otáčí v kontaktu s povrchem 12 válce se zásobou barvy 14 (při v podstatě stejných povrchových rychlostech), nabité plošky 20 přitahuji prostřednictvím svých příslušných daleko dosahujících elektrostatických polí roztavenou barvu; naopak úhel kontaktu (přibližně 90’) mezi roztavenou barvou a povrchem horkého válce 16 je udržován tak, že barva se nepřenáší samovolné na nenabité plošky 22. Tato podmínka je udržována výběrem materiálu pro povrch 16 tak, aby bud tento materiál mírně odpuzoval tiskařskou barvu nebo aby tento materiál byl s implantovanými ionty. Jak barva tak i povrch válce se udržují během tisku vyhřáté na relativné vysokou teplotu, obvykle kolem 150*C, takže barva je v roztaveném stavu o nízké viskozité, jak je znázorněno na obr.5.

Během tohoto stupně přenosu jako přenosové činidlo slouží jak dielektrický materiál nosiče tak i nabité částice (jsou přitahovány společné jako kompozitní kapalná matrice k nabitým ploškám 20. To značí, že v přítomnosti pole na každém místě tvoří molekulární struktura nosiče řetězce dipólů orientované podél siločár. Tyto dipóly interakují s náboji na částicích, takže tyto částice se reorientují, aby byly ve shodě s polaritou siločar. Jinými slovy, jestliže povrch zobrazovacího válce má kladný iontový náboj, dipóly nosiče se orientují podél siločar a svoje záporné póly natáčejí směrem k povrchu válce. Podobné se polarizují částice dispergované v nosiči, aby byly v souladu se vzorem pole a toto pole šířily, čímž se elektrostaticky navážou

9352 interakujících matrice částic vytvořit vrstvu barvy o různé na nosič, takže nosič i částice se v daném neměnném poměru společně přemísťují k povrchu válce.

Objem (tj. hloubka, která se přenáší do tloušťky na povrchu 16) matrice, jenž je přitahován do určitých míst latentního obrazu nebo na tečky na povrchu zobrazovacího válce 16., závisí na síle elektrostatického pole v tomto určitém místě. Jinými slovy, fyzikální děj, který probíhá není kompemzací náboje, ale spíše neutralizací pole prostřednictvím a materiálu nosiče. Tato schopnost tloušťce uvnitř hranic každé zobrazovací tečky pomocí změny intenzity pole každé tečky, usnadňuje vytvoření šedé stupnice pro každou tečku, v rozsahu od o do 2,0 odrazové hustoty; tato schopnost, znázorněná na obr.4, se přibližně rovná schopnosti fotografických filmů na bázi stříbra.

Vlivem bipolární afinity, která existuje mezi částicemi a materiálem nosiče, dané neměnné množství nosiče doprovází každou částici, když je barva nanášena na povrch 16, čímž se zachovávají obě složky, aniž by docházelo k vyčerpání jedné ze složek, ve stejném poměru v tiskařské barvě zbývající ve válci se zásobou barvy 14. Koheze materiálu nosiče a jeho povrchové napětí také usnadňují regeneraci hladké vrstvy barvy na povrchu 12 válce se zásobou barvy 14 poté, co kapka barvy je odtažena s povrchu 12. jelikož tyto síly se uvnitř roztavené barvy spojí, aby uzavřely a naplnily prázdné místo ve hmotě barvy, která zbývá na válci 14. Také je důležité, aby povrch zobrazovacího válce 16 vykazoval vysoký plošný-povrchový měrný odpor (alespoň 10¹⁸ ohm/plocha), aby se zabránilo migraci a rozšiřování latentního obrazu.

Druhý stupeň přenosu obsahuje přivedení roztavené barvy 12a s povrchu zobrazovacího válce 16 na podklad 10, jenž je lehce tlačen proti povrchu 16 přítlačným válcem 24, za tvorby obrazového vzoru 12b. Během tohoto stupně jako přenosové činidlo slouží materiál nosiče a uskutečňuje přenos barvy 12a na podklad 10. Na rozdíl od povrchů 12 a 16. podklad 10 není vyhříván, a zůstává většinou při pokojové teplotě.

Jak je výše poznamenáno, je krajné důležité, aby materiál nosiče barvy mél relativně ostrý přechod mezi tuhou fází a skelnou fází, když teplota stoupne např. z 80*C na 120’C, přičemž tekutého stavu s nízkou viskozitou se dosáhne při 150*C.

9352

Reprezentativní profil vhodného nosiče, v němž vnitřní koheze je vynesena proti teplotě, je znázorněn na obr. 5A. Ostrý přechod mezi fázemi způsobí, že vnitřní koheze roztaveného materiálu nosiče barvy se rychle zvýší, když se barva dostane do kontaktu s chladným tiskovým podkladem 10.; tato koheze se spojí s diferenciální uvolňovací sílou, která je dána větší adhezí barvy k podkladu 10 ve srovnání s relativné slabou adhezí barvy k povrchu 16, aby způsobila úplné odebrání veškeré barvy s povrchu 16.

Musí být pochopeno, že veškerá barva v tečkách neztuhne ihned; rychlost tuhnutí barvy závisí na velikostí podílu barvy v dané tečce obrazu. Na přiklad, jestliže množství barvy adherující k dané tečce obrazu na zobrazovacím válci je relativně malé (tj. odpovídá spodnímu konci šedé stupnice), jakmile toto tenké místo s barvou je přivedeno do kontaktu s tiskovým podkladem, zchladne a ztuhne v své celé tloušťce a úplně se přesune se zobrazovacího válce 18 na podklad 10 poté, co opustí ztlačení mezi válcem a podkladem.

Jestliže však na válci na dané tečce je relativné velké množství barvy, potom po kontaktu s chladným podkladem 10 ztuhne pouze povrch tohoto místa s barvou. V místě s barvou bude termální gradient sahající od teploty téměř 80*C, tam kde barva přiléhé k povrchu podkladu, do teploty téměř 150*C na povrchu barvy. ...

Z toho vyplývá, že pro úplný přenes barvy z válce na podklad je krajné důležité, aby v okamžiku přenosu kohezní síla F_c byla rovna nebo vyšší než je rozdíl mezi adhezní sílou F_A, jejíž vlivem barva adheruje k podkladu, a elektrostatickou sílou F_E, jejíž vlivem barva adheruje k válci pro všechna místa o různých tloušťkách odpovídajících celé tištěné šedé stupnici. Tento vztah je graficky znázorněn na obr.5B. Tyto charakteristiky barvy, zobrazovacího válce a podkladu zajišťují, že vrstvy barvy s různou tloušťkou budou dost plastické nebo měkké k tomu, aby se vyrovnaly se změnou polohy pohybujících se povrchů válce a podkladu, jež nastane během přenosu barvy, avšak též dost soudržné, aby se barva úplné přesunula na podklad.

Rychlé ztuhnutí barvy 12a. která se dotkne podkladu 10, také výrazné omezí možnost, že by se čerstvé uložená barva 12b rozpila, a také omezuje možnost, že barva 12b pronikne do celé

9352 tloušťky podkladu 10 (tzv. protišténí).

Je ovšem žádoucí rozšířit výše popsaný tiskařský proces i pro vícebarevný tisk. Toho se dosáhne vzájemným tištěním přes sebe řady geometricky shodných teček ze subtraktivních barev o různých hustotách a tak nastane subtraktivní optická interakce; použitím této techniky získali jsme výsledky, které jsou srovnatelné se zobrazením na bázi fotografických emulzí, co se týká kvality barev, dynamického rozsahu a rozlišovací schopnosti. Při každé fázi přetisku byly předchozí tečky barvy, mezitím již ztuhlé na podkladu 10, krátce na povrchu opětovné roztaveny, v důsledku čehož lépe přijmou přitavením další vrstvu roztavené barvy.

Tečky barvy mohou být položeny jedna vedle druhé těsně u sebe, jak je znázorněno na obr.6A. Alternativně, aby nedošlo k tvorbě Moirého obrazců a jiných vizuálních artifaktů vyvolaných periodicitou rastru tečkové matrice, mohou být polohy teček mírně posunuté působením elektronických zpoždění během záznamového cyklu a tím se vytvoří úmyslná náhodnost v poloze teček a jejich překrývání a týká se to i těch barevných teček, které jsou naneseny na jiných tečkách. Toto rozkmitání znázorněné na obr. 6B a 6C pomáhá také omezit počet úrovní šedi potřebných pro každou tečku, aby se zachovala požadovaná šedá stupnice, a tak se usnadňuje komprese dat. Jestliže jsou tištěny tečky se subtraktivními barvami, rozkmitání má sklon k změkčení barev a k urovnání hranic mezi různými barvami, což je žádoucí u některých tiskařských aplikací.

Jestliže je to žádoucí (např. z ekologických důvodů, jako je např. recyklace tiskového podkladu), někdy později barva může být odstraněna z podkladu 10 zahřátím povrchu podkladu a přejetím horkým válcem přes potištěný povrch za současného působení silného elektrostatického pole; následkem čehož se odstraní barva a poruší se vazby mezi barvou a povrchem papíru při odtažení barvy k polymerfilickému povrchu válce, z kterého potom barva může být mechanicky odstraněna (např. seškrábáním). Vhodné zařízení pro tento proces je schematicky znázorněno na obr.3, kde 30 označuje zdroj tepla a 32 horký válec.

Jelikož barva podle tohoto vynálezu je v tuhém stavu při pokojové teplotě, pravděpodobnost ekologické kontaminace je vyloučena. Ze možnosti opětovného získání jak tiskového podkladu

9352 pro recyklaci tak i barvy plynou podstatné zisky pro ochranu životního prostředí.

Na obr.7 a 8 znázorněná hlava 19a obsahuje nehybný protažený podpůrný nosník 42 umístěný naproti a rovnoběžné s válcem 18.. Na nosníku 42 je stavitelně nasazena řada zdrojových jednotek 44. jejichž délka všech dohromady je srovnatelná s délkou válce. Kvůli snadnosti instalace a maximalizaci stop dostupných pro zdrojové jednotky tyto jednotky mohou být stavitelné nasazeny na nosník 4 2 ve dvou řadách, přičemž jednotky z obou řad jsou otočeny k sobě, jak je nejlépe vidět na obr.7.

Jak je ukázáno na obr. 8 a 9, všechny zdrojové, jednotky 44 obecně obsahují pravoúhlý izolační podklad ve tvaru jazyka nebo desku 46 např. ze skla taveného pod tlakem. Na spodní straně všech podkladů 46 je řada malinkých elektrod vysílá jích pole nebo zdrojů elektronů 48. jejichž okraje mírně vyčnívají z podkladu. Zdroje 48 jsou rozloženy v rovné řadě v určitých intervalech přes jeden konec podkladu. Kvůli snadnosti znázornění jsme ukázali zdrojové jednotky 44. jakoby obsahovaly jenom několik zdrojů 48. Ve skutečnosti typická jednotka 44 , 10 cm široká, může obsahovat až 1000 zdrojů 48. přičemž všechny zdroje jsou řádově 12,8 mm široké a 40 mm dlouhé. Jak bude' dále podrobněji popsáno, elektrické obvody napájející zdroje zdrojových jednotek 44 mohou být přímo nasazeny na podklady 46 jednotek.

Podklad 46 všech zdrojových jednotek 44 má příčné žebro 52 na svém horním povrchu, jenž je zhotoveno tak, aby bylo kluzně nebo otočné spojeno s podélným kanálkem 54 na spodní straně nosníku 42, přičemž na každé straně nosníku je jeden tento kanálek 54. Tyto kanálky vytvářejí přesné vodící drážky, které nastavují vzdálenost zdrojových jednotek 44 od zobrazovacího válce 18. Všechny podklady 46 zdroje mají také podélnou štěrbinu 56. vycházející z konce podkladu, jenž je dále od zdrojů. Poté co zdrojová jednotka je kluzné spojena s nosníkem 42. jak je ukázáno na obr. 7 a 8, může být stavitelné připevněna k nosníku pomocí upevftovadla 58 opatřeného závitem procházejícího štěrbinou 56 v zákrytu s otvorem 62 v nosníku a našroubované matice 64 na horním povrchu nosníku.

Všechna upevftovadla 58 mají přednostně excentrická zúžení 58a (obr.8), která těsné zapadnou do štěrbiny odpovídající jednotky 44., takže otočením upevftovadla může být jednotka

9352 když je zapisovací hlava v sloučenin, jako je např.

posunuta do jisté míry na kteroukoliv stranu podél nosníku. Toto nastavení se může použít k tomu, aby se srovnaly zdrojové jednotky se zobrazovacím válcem, jak bude dále podrobněji popsáno. Jakmile jsou jednotky 44 v řádné poloze, mohou být na místě upevněny utažením odpovídající matice 64.

Nyní s odkazem na obr.8, nosník 42 je opatřený párem ramen směřujících dolů na protilehlých stranách nosníku. Tyto ramena nesenou pár pružných desek 72 a obé desky směřují dolů do takové vzdálenosti, aby stíraly povrch zobrazovacího válce 18. Desky zapadnou přednostně do ramen 68., takže mohou být snadno vyndány a tím se získá přístup k zdrojovým jednotkám 44. Smyslem desk je vymezení ohraničeného prostoru kolem zdrojových jednotek 44 pro cirkulaci plynu chladícího jednotky 16 a na nich se nacházející elektrické obvody. Plyn je přednostně inertní, jako je např. helium nebo argon, nebot se tak minimalizuje jak ionozace atmosféry, jež obklopuje zdroje 48, provozu, tak i vzniku škodlivých kyselina dusičná vzniklá oxidací dusíku.

Upřednostněné uspořádáni zdrojů je znázorněno na obr.11. Jak je ukázáno, všechny zdroje 48 mají duté izolující pravoúhlé tělo 110. jenž vymezuje plynový tunel Í12. Na stěně tunelu 112 je alespoň jedna jehlová elektroda 114 směřující k protilehlé stěně. Zdroj 48 je orientován vzhledm k válci tak, že tunel 112 jde radiálně k dielektrickému povrchu 16 a tím se usnadňuje jeho činnost mikroskopického tunelu.

Při provozu se zdroj aktivuje přivedením (nejlépe kladného) pulzu napětí o dostatečné velikosti (např. okolo 400 voltů stejnosměrného proudu) na elektrodu 114 a tím nastane průboj. Tento pulz vychází ze zdroje proudu 122. Během průboje ztrácejí prakticky všechny molekuly plynu v blízkosti elektrody 114 alespoň jeden elektron vlivem nesmírné silného elektrostatického pole; tyto elektrony jsou absorbovány elektrodou 114, přičemž vzniká malé kolo z rezonujících iontů a volných elektronů prudce kroužících kolem elektrody s ohromnou energií. Iontové částice se snaží migrovat od elektrody 114 k místu o nižším elektrickém potenciálu na spodku tunelu 112, kde potkají zde přítomný proud z kovové dokola ovinuté elektrody 118. která obklopuje vnitřní povrch těla 110. a jsou jím neutralizovány.

Když ionty proudí směrem k elektrodě 118, jsou přitahovány

9352 negativné nabitou vodivou vrstvou 17 zobrazovacího válce. Potenciál vrstvy 17 je negativnější vzhled ke kladné elektrodě 112 než je dokola ovinutá elektroda 118. a proto více přitahuje kladné ionty. Nezbytný rozdíl potenciálů může se vytvořit např. za použití jednoduchých elektrických obvodů znázorněných na obr. 11. Specificky, proměnný odpor 120 omezuje napětí v₂ ze zdroje proudu 122, které dosáhne elektrody 118. ale neomezuje napětí vložené na vodivou vrstvu 17.

Přicházející ionty se hromadí na dielektrickém povrchu 16. dokud nedosáhnou potenciálu, který se rovná potenciálu dokola ovinuté elektrody 118 (vyšší lokální potenciály vyplývají jednoduše ze zpětného proudu k elektrodě 118. podmínka bránící jejich setrvačnosti). Napětí přivedené na elektrodu 118 je proto použito k modulaci velikosti náboje uloženého na zobrazovacím válci a k udržení přesného nastavení hustoty dielektrického coulombického náboje (Q - VC).

Průřez tunelem představuje rozměr tiskové tečky. Proto soubor tunelů podél podélné osy zobrazovacího válce se všemi jednotlivými řídícími elektrodami usnadňuje nanesení nabitých oblastí o velikosti tečky, přičemž jejich jednotlivé hustoty coulombických nábojů jsou řízené napětím dokola ovinutých elektrod spojených s příslušnými tunely. Tyto úrovně mohou být nastaveny digitálně, takže jednotlivé zdroje jsou separátně aktivovány a nastavovány, aby vytvořily obrazce ..náboje podle daného vzoru na povrchu zobrazovacího válce 16.

Aby vznikly stabilní referenční podmínky, jehlová elektroda 114 může být udržována při vypalujícím potenciálu, který vždy vyvolává tok malinkého vedlejšího proudu a tím se zabrání vytvoření škodlivých chemických usazenin na povrchu elektrody 114.

Soubory tunelů jsou přednostně zhotoveny vyleptáním mnoha rovnoběžných tunelovitých drážek v desce z izolačního materiálu. Spodní konec všech drážek je potom opatřen, za použití vhodného postupu (jako je uložení v parní fázi nebo implantace iontů) vodivým páskem, který slouží jako elektroda 118. K této elektrodě je dodána jistá forma vnějšího přístupu (např. kanálkem procházejícím izolačním materiálem) a ta umožňuje jeho elektrické spojení k vnějším obvodům.

Když je deska obsahující drážky položena proti druhé podobné

9352 desce, takže se drážky ocitnou v zákrytu, vytvoří se soubor tunelů, který může být umístěný vedle dielektrického povrchu 16 zobrazovacího válce. Posunutím souboru sestavených desek dva paralelní soubory mohou pokrýt liché i sudé polohy teček podél povrchu válce, aniž by to způsobilo škodlivé oddělení prostorů mezi tečkami, jelikož nabíjejí prostor v koherentních řadách. Linearitu těchto řad zajištuje zpožďovací soustava obvodů (jež také může zajistit rozkmitání” diskutované výše).

Řídící soustava obvodů znázorněná na obr.11 může také nastavit potenciál elektrod všech zdrojů 48 na kteroukoliv úroveň. Na příklad, ze schopnosti řídit zdroje 48 k nanesení jakékoliv z 32 hustot náboje vyplývá schopnost vytvořit jakoukoliv z 32 hustotu pole na každé tiskové tečce povrchu 16 válce, přičemž tato pole dosahují do roztavené a na elektrostatické pole reagující barvy, aby uchytily její množství (tj. tloušťku) úměrné intenzitě pole.

Různé elektrické obvody známé v oboru mohou být použity k řízeni provozu celých souborů zdrojů ve shodě s proudem vstupních dat. Jedno takové uspořádání je ukázáno na obr.10. Zobrazovací data přicházející po vysokorychlostní datové lince z hromadné paměti v regulátoru 19b mohou být přivedeny přes vyrovnávací pamět 76 k sériovému na paralelní posuvný registr 78. který rozděluje data do podobných obvodů na různých zdrojových jednotkách 44. Komponenty obvodu jednotek slouží všem zdrojům z dané jednotky. Tyto soustavy elektrických obvodů mohou obsahovat analogově číslicový převodník (DAC) 82 pro každý zdroj 48. Výstup z DAC je přiveden k odpovídajícímu zdroji přes vypínač 84.

Vypínač 84 je zapnut nebo vypnut v příslušnou dobu a tím umožní zdroji 48 položit zobrazovací plošky nebo tečky D o zvolené šířce na vybraná místa zobrazovacího válce .18. Pro toto, časový generátor 84., který obsluhuje všechny jednotky £4, a který může být v regulátoru 19b. posílá časové signály do počítadel 86 všech jednotek. Počítadlo 86 začíná s počítáním, když obdrží signál z převodníku polohy 78 (obr.7), jenž je otáčen válcem ljB, a sám se otáčí zvolenou pevnou rychlostí. Signál z převodníku polohy 78 značí, že válec se nachází ve zvoleném úhlu fáze např. 0*. Počítadlo 86 vyšle výstupní pulz, aby se zavřel odpovídající vypínač 84, když se dosáhne zvoleného počtu odpovídajícímu úhlu

9352 fáze válce, při kterém zdroj 48 má vyslat zobrazovací tečku D na válec.

Pro umožnění úpravy polohy do jisté míry obrazové tečky D na válci kvůli zarovnávání signál z počitadla 86 může být přiveden na komparátor 92, který také přijímá obsah registru 94. Komparátor 92 vydá výstupní signál, když číslo v počítadlu 86 se rovná číslu v registru 94. Změna čísla v registru posune kolem obvodu válce přední okraj obrazové tečky D vytvořené zdrojem 48. Je to levý okraj na obr.10. Výstup komparátoru 92 je přiveden na nastavený (S) vstup klopného obvodu 96 a zpoždovací součást 98 na resetovací (R) vstup stejného klopného obvodu, takže tento klopný obvod pošle do vypínače 84 ovládací signál trvající danou dobu, který určí šířku (w) obrazové tečky D položené zdrojem 48. Délka (1) obrazové tečky je dána délkou zdroje.

Kvůli snadnosti znázornění různé časové a resetovací signály, které synchronizují prvky obvodu na obr.10, nejsou zde znázorněny. Mohou být vytvořeny řadou způsobů, jež jsou dobře známy osobám znalých oboru.

DAC 82. vypínače 84 a jiné díly obsluhující zdroje 48 všech jednotlivých zdrojových jednotek 46 mohou být ve formě integrovaných obvodů připevněných k podkladu 48, jak je znázorněno pomocí 102 a 104 na obr. 9. Také elektrická vedení 106 spojující tyto obvody a zdroje 48 mohou být vytištěna na podkladě. Terminály 106a na horních koncích zdrojových jednotek mohou být spojeny pomocí spojek 108 (obr.8) k jiným prvkům obvodů, jako jsou vyrovnávače 76 a registry 78 obsluhující zdrojové jednotky. Tyto všechny prvky mohou být součástí jedné nebo více desek tištěných spojů 110 připevněných na vrch nosníku 42, jak je ukázáno na obr.8. Kryt 112 s postranními stěnami uzpůsobenými k nasazení na strany nosníku 42 může uzavírat desky tištěných spojů 110.

Polohy obrazových teček D na válci 18 jsou určeny umístěním zdrojů 48 na zdrojových jednotkách 44 a umístění těchto jednotek podél nosníku 12· Umístění jednotlivých zdrojů na jednotkách může být přesné provedeno v továrně. K umožnění přesného nastavení jednotek 44 podél nosníku 42 slouží příčné mřížové linky 116 (obr.7) na skleněné tyči 118 připevněné ke spodní straně nosiče 42, jak je ukázáno na obr.8. Mřížové linky jsou rozmístěny ve

9352 )stejných pravidelných intervalech jako zdroje 48 a měly by být alespoň blízko okrajů přilehlých zdrojových jednotek 44. takže rozmístění krajních zdrojů 48 na sousedních zdrojových jednotkách může být upraveno tak, aby se rovnalo rozmístění zdrojů na jednotkách 44 ♦

K umístění jednotek 44 do správné polohy je zapisovací hlava 19a umístěna nad přesnou vodící drážkou (není znázorněna), která vodí pohyblivý mikroskop 118 znázorněný na obr.8. Mikroskop 118 se může pohybovat po vodící drážce pod nosníkem 42 od jednotky k jednotce a umožňuje operátorovi sledovat prostor mezi dvěma řadami zdrojových jednotek 44 a zarovnat nejkrajnéjší zdroje 48 sousedních zdrojových jednotek s přilehlými mřížovými linkami 116.

Takto se zdroje v podstatě obracejí na malé obrazové plošky nebo tečky D na povrchové vrstvě zobrazovacího válce. Tato vrstva přijímá a udržuje vzor s vysokým rozlišením v podstatě přilehlých oblastí elektrostatických polí o různých intenzitách, které odpovídají původnímu obrazu. Jak je výše popsáno, během tisku tyto různě nabité obrazové plošky D přitahují naší speciální barvu v přesných podílech, jejichž velikosti kompenzují nebo neutralizují pole v těchto ploškách. Z odtažení barvy také vyplývá zrušeni s tím spojených nábojů. Přednostně se předkládají prostředky odstraňující elektrické náboje na zobrazovacím válci 18 pro vymazání na něm přítomného obrazu. Ve vyobrazení je to provedeno ultrafialovou lampou 122. znázorněnou na obr.8, jež činí povrch zobrazovacího válce vodivým.

Provedení zobrazovacího válce 18, jemuž je dávána přednost, je znázorněno na obr.12. V tomto provedení válec 18 má dielektrickou povrchovou vrstvu, která leží na vodivé kovové objímce 17. Válec je olemován elastickou izolační vrstvou 140, která přednostně obsahuje prostředek pro vyhřívání válce (nebo je pro tento účel zhotovena z odolné pryže). Hřídel 142 prochází válcem 18 a je sesazena s chladícím dílem 144 na obou stranách válce 18. Konce hřídele 142 jsou uloženy' v ložisku v protilehlých stranách rámu tiskařského stroje. Chladící díly 144 působí jako koncové desky a jsou pevné spojeny s tělem válce. Obsahují řadu otvorů, které umožňují cirkulaci vzduchu vnitřkem válce iS· Vzduch z vnějšího zdroje může být přiveden k jednomu z chladících dílů, aby se zvýšila cirkulace vzduchu.

9352

Zabudování výše zmíněných dílů do tiskařského stroje je schematicky znázorněno na obr.13. Stroj 150 se sestává z řady tiskařských jednotek, přičemž každá obsahuje zobrazovací válec 18, zapisovací hlavu 19a a válec se zásobou barvy 14 (jenom jeden je zde ukázán pro jednoduchost); nejsou ukázány standartní vodící díly, díly posunu papíru a pohonné díly normálně spojené s tímto zařízením. Orientace některých tiskařských jednotek je obrácená vzhledem k ostatním kvůli oboustrannému tisku. Tiskový podklad, jako je např. kotoučový papír, vstupuje do stroje 150 a je dopravován přes všechny tiskařské jednotky dvěma pásy 155a a 155b. Když se kotoučový papír vynoří po průchodu všemi tiskařskými jednotkami, je rozřezán a nakrájené listy jsou navršeny, jak je naznačeno pomocí 152.

Zde použité termíny a výrazy jsou popisujícími termíny a ne omezujícími a není zde úmyslem použitím těchto termínů a výrazů vyloučit jakékoliv jiné ekvivalenty ukázaných a popsaných charakteristických znaků nebo jejich částí, ale uznává se, že v rámci tohoto vynálezu jsou možné různé modifikace. Na příklad, je možné obejít se bez částic pigmentů tím, že se v nosiči disperguje určitý objem organického barviva o vybrané absorptivitě a propustnosti světla, jež propůjčí nosiči požadované spektrální charakteristiky.

Claims (3)

1. Elektrotermální tiskařská barva pro elektrostatický tisk vyznačující se tím, že obsahuje:

a. bezbarvý materiál nosiče tvořený elektrostaticky polarizovatelnou polymerní látkou, jež je tuhá nebo prakticky tuhá při teplotách pod 80 *C a jež se stane měkkou při teplotách mezi 80’C a 150*c a jejíž viskosita se sníží pod 1000 centistokes při teplotách nad 150*C a materiál nosiče ve své kapalné fázi je přitahován vnějším zdrojem elektrostatického pole sílou, která je úměrná tomuto poli;

b. barevné, netavitelné, rovnoměrně dispergované jemné částice s kompozitní strukturou a s koloidními rozměry, přičemž velikost, tvar a chemické složení všech částic jsou v podstatě stejné a jsou ve shodě se zvolenými hodnotami a tyto částice jsou adhezívně integrovány v materiálu nosiče, čímž s ním vytvářejí interaktivní matrici, která, když je přitahována vnějším zdrojem elektrostatického pole, se jako jedna hmota pohybuje, aniž by došlo k porušení poměru částic k materiálu nosiče.

2. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že materiálem nosiče je organická látka a všechny barevné částice obsahují anorganickou složku jádro.

3. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že barva je poněkud odpudivá vzhledem k zobrazovacímu dílu, a proto tvoří na něm vrstvy pouze na elektrostaticky nabitých ploškách a nikoliv na nenabitých plochách, přičemž tloušťka zmíněných vrstev je úměrná síle polí vycházejících z elektrostaticky nabitých plošek.

4. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že když je barva nanesena na zobrazovací díl, tloušťky vrstev barvy určují viditelné optické hustoty vykazované ploškami s barvou, které vznikly po přenosu barvy se zobrazovacího dílu na tiskový podklad, na němž se přitavily.

7771-Τ,

26 9352

5. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že materiál nosiče a částice mají v podstatě stejný optický index lomu, čímž se maximalizuje propustnost barvy pro viditelné světlo vybrané barvy.

6. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že materiál nosiče je plné prostupný pro viditelné světlo, ale nikoliv pro ultrafialové světlo.

7. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že materiálem nosiče je termoplastický polymer vybraný ze skupiny obsahuj ící polymethylmethakrylát, polystyren, kopolymer i>olystyren/polymethy lmethakry lét, kopolymer polymethylmethakrylát/polybutylmethakrylát a kopolymer polybutylmethakrylát/polystyren.

8. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že částice obsahují jádra vyrobená alespoň z jedné látky vybrané ze skupiny obsahující oxidy kovů, sulfidy kovů, fosforečnany kovů, yttrium, oxid křemičitým latex a sklo.

9. Barva podle bodu 1, vyznačující se t i m , žé částice obsahuji jádra, která mají v podstatě kulový tvar se středním průměrem 0,1 mikrometru.

10. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že částice jsou povlečeny alespoň jedním barvivém o zvolené barvě.

11. Barva podle bodu 1, vyznačující se tím, že alespoň jedno barvivo je adsorbováno nebo absorbováno na povrchu částic.

12. Částice podle bodu 1, vyznačující se tím, že částice jsou dále povlečeny činidlem, které dodává částici elektrický náboj o určité velikosti.

////-// 9352

13. Postup tisku na podklad, vyznačující se tím, že obsahuje stupně:

a. vytvoření elektrostatického nabitého tečkovaného obrazce podle dané vzoru na povrchu zobrazovacího dílu;

b. vyhřátí zobrazovacího dílu na předem zvolenou teplotu;

c. příprava barvy, která obsahuje:

1) bezbarvý materiál nosiče tvořený elektrostaticky polarizovatelnou polymerní látkou, která je roztavená při předem zvolené teplotě a která ve své kapalné fázi reaguje na vložené vnější elektrostatického pole a je přitahována ke zdroji tohoto pole; a

2) barevné, netavítelné, rovnoměrně dispergované jemné částice s kompozitní strukturou a s koloidními rozměry, přičemž velikost, tvar a chemické složení všech částic jsou v podstatě stejné a jsou ve shodě se zvolenými hodnotami a tyto částice jsou adhezívně integrovány v materiálu nosiče, čímž s ním vytvářejí interaktivní matrici;

d. přivedení roztavené barvy do kontaktu s vyhřátým povrchem zobrazovacího dílu, na němž je nabitý obrazec vytvořený podle daného vzoru, čímž se elektrostaticky uskuteční přenos kapek obsahujících jak materiál nosiče tak i částice ve formě interaktivní matrice o daném poměru na zobrazovací díl, přičemž tloušťka přenesené hmoty je úměrná síle pole vycházejícího z každé jednotlivé nabité oblasti zobrazovacího dílu;

e. přivedení zobrazovacího dílu s nanesenou barvou do okamžitého kontaktu s tiskovým podkladem, jehož teplota je nižší než předem zvolená teplota, což způsobí rychlé ztuhnutí kapek barvy a jejich přenos na podklad, čímž se na tiskovém podkladě vytvoří obraz.

14. Postup podle bodu 13, vyznačující se t i m , že obsahuje dále stupeň opakování stupňů (a) až (e) za použití různé zbarvených barev k přetiskování . geometricky shodných teček na opětovně roztavenou barvu, čímž se vytvoří vícenásobné vrstvy, jež vytvoří kombinací různých barev budí aditivní nebo subtraktivní výslednou barvu.

mt-ry

28 9352

15. Postup podle bodu 13, vyznačující se tím, že obsahuje dále stupeň opakování stupňů (a) až (e) za použití čiré vizuálně průhledné barvy, čímž se dodá lesku tištěným ploškám a chrání se před ultrafialovým zářením.

16. Postup podle bodu 14, vyznačující se tím, že dále obsahuje stupeň opětovného roztavení, alespoň částečného, ztuhlé barvy před opakováním kroků (a) až (e).

17. Postup podle bodu 13, vyznačující se tím, že obsahuje dále stupeň opakování stupňů (a) až (e) ale za použití barvy, jež je vysoce transparentní ve viditelné části spektra, ale vysoce absorbuje ultrafialové a fotochemické části spektra, s tím, že transparentní barva se přetiskne je na těch ploškách, kde byly předtím vytištěny barevně kapky barvy.

18. Postup podle bodu 13, vyznačující se tím, že povrch zobrazovacího dílu je alespoň mírné odpudivý vzhledem k roztavené barvě, čímž se zabrání nanesení i malých množství barvy na plochách zobrazovacího dílu, kde nejsou žádné elektrické náboje.

19. Postup podle bodu 13, vyznačující se tím, že dále obsahuje stupně:

a. zkapalnění ztuhlé barvy za použití tepla; a

b. vystavení tiskového podkladu silnému elektrostatickému poli, čímž se usnadní odstraněni barvy z podkladu.

20. Zařízení pro tisk na podklad, vyznačující se tím, že obsahuje:

a. zobrazovací díl mající tvrdý dielektrický povrch;

b. zařízení pro vytvoření elektrostatického nabitého obrazce podle daného vzoru na povrchu zobrazovacího dílu;

c. zařízení pro vyhřívání zobrazovacího dílu na předem zvolenou teplotu;

d. zdroj barvy obsahující:

1) bezbarvý materiál nosiče tvořený elektrostaticky polarizovatelnou polymerní látkou, která je roztavená

9352 při předem zvolené teplotě a která ve své kapalné fázi reaguje na vložené vnější elektrostatického pole a je přitahována ke zdroji tohoto pole; a

2) barevné, netavitelné, rovnoměrně dispergované jemné částice s kompozitní strukturou a s koloidníroi rozměry, přičemž velikost, tvar a chemické složení všech částic jsou v podstatě stejné a jsou ve shodě se zvolenými hodnotami a tyto částice jsou adhezívné integrovány v materiálu nosiče, čímž s ním vytvářejí interaktivní matrici;

d. zařízení pro přivedeni roztavené barvy do kontaktu s vyhřátým povrchem zobrazovacího dílu, na němž je nabitý obrazec vytvořený podle daného vzoru, čímž se elektrostaticky uskuteční přenos jak materiálu nosiče tak i částic barvy ve formě interaktivní matrice o daném poměru na zobrazovací díl, přičemž tlouštka přenesené hmoty je úměrná síle pole vycházejícího z každé jednotlivě nabité oblasti zobrazovacího dílu; a

e. zařízení pro přivedení zobrazovacího dílu s nanesenou barvou do okamžitého kontaktu s tiskovým podkladem, jehož teplota je nižší než předem zvolená teplota, což způsobí rychlé ztuhnutí kapek barvy a jejich přenos na podklad, čímž se na tiskovém podkladě vytvoří obraz.

21. Zařízení podle bodu 20, vyznačující se tím, že vyhřívaný povrch zobrazovacího válce není smáčen roztavenou barvou, pokud zobrazovací díl není elektrostaticky nabitý.

22. Zařízení podle bodu 20, vyznačující se tím, žé zobrazovací díl má válec, jehož vnější povrch je tvořen tvrdým dielektrickým povlakem o vysokém elektrickém povrchovém měrném odporu, přičemž zmíněný povrch je schopen udržet v celé své tloušťce bez podstatných ztrát silná elektrická pole uspořádaná na ném v rastrovém vzoru, přičemž zmíněný zobrazovací díl je dále schopen přesně udržet požadovanou zvýšenou teplotu.

9352

23. Zařízení podle bodu 20, vyznačující se tím, že zdroj barvy je tvořen vyhřívaným válcem, jehož vnější povrch je schopen nést vrstvu tekuté barvy a pohybovat se společně s povrchem zobrazovacího dílu, přičemž zmíněný zdroj a zmíněný zobrazovací díl jsou umístěny ve vzájemné těsné blízkosti, takže mezera existující mezi nimi může být zaplněna tekutou barvou, čímž se vytvoří aktivní rezervoár, z něhož může být odbírána barva.

24. Zařízení podle bodu 20, vyznačující se tím, že zmíněný zobrazovací díl má tenkou dielektrickou povrchovou vrstvu a elektricky vodivou spodní vrstvu a zmíněné zařízení pro vytvoření elektrostatického nabitého obrazce podle daného vzoru obsahuje:

a. soubor ionizačních elektrodových struktur emitujících pole umístěných koaxiálně a podél plné délky a velmi blízko zobrazovacímu dílu, přičemž všechny elektrodové struktury mají geometrii, jejíž délka nebo plocha stopy určují geometrii tiskové tečky, a přičemž všechny elektrodové struktury jsou umístěny v předem zvolené vzdálenosti od povrchu zobrazovacího dílu;

b. regulátor přijímající informace o hustotě a umístění tiskové tečky a selektivně aktivující elektrodové struktury, čímž se vytvářejí proudy o různém elektrickém náboji mezi elektrodovými strukturami a spodní vrstvou zobrazovacího válce na vybraných lokalizacích tiskových teček na zobrazovacím dílu, následkem čehož se uloží různé náboje a opačné náboje na protilehlých stranách zmíněné povrchové vrstvy a vytvoří se různá elektrická pole na lokalizacích tiskových teček, jejichž intenzity jsou dány informacemi o hustotě tiskových teček přivedenými na zařízení.

25. Zařízení podle bodu 24, vyznačující se tím, že:

a. elektrodowé struktury jsou uskupeny v oddělitelných jednotkách, při čemž každá jednotka obsahuje:

1) relativně elastický podpůrný díl, který umožňuje jednotkám, aby pružně sledovaly obrys zobrazovacího //Tf^7r

9352 dílu, přičemž mezi nimi zůstává štěrbina o konstantních rozměrech; a

2) lineární soubor jednotlivých od sebe oddělených elektrodových struktur připevněných k podpůrnému dílu;

b.

základní zařízení dále obsahuje:

1) podpůrné zařízení pro jednotky zobrazovacímu dílu;

2) zařízení pro nastavitelné připevnění podpůrnému zařízení proto, aby všechny elektrodové struktury všech jednotek byly umístěné na zmíněnou umístěné naproti j ednotek k zvolenou vzdálenost od zobrazovacího dílu; a

3) zařízení elektrického obvodu spojující elektrodové struktury na deskách a zmíněný regulátor.

26. Zařízení podle bodu 25, vyznačující se tím, že zařízení elektrického obvodu zahrnuje integrované obvody připevněné k podpůrným dílům jednotek, přičemž všechny integrované obvody jsou uspořádané a uzpůsobené tak, aby řídily aktivaci elektrodových struktur na odpovídající jednotce.

27. Zařízení podle bodu 25, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení řídící aktivační doby elektrodových struktur, čímž určuje rozměry zmíněných tiskových teček.

28. Zařízení podle bodu 20, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení zavádějící kmitavá časová zpoždění pro mírné vzájemné posunutí lokalizací teček na zobrazovacím dílu, čímž se eliminují periodické artifakty způsobené rastrem tvorbou kvazináhodných tiskových obrazců.

29. Zařízení podle bodu 20, vyznačující se tím, že zařízení pro vytvoření elektrostatického nabitého obrazce podle daného vzoru obsahuje alespoň jeden soubor ionizačních elektrodových struktur emitujících pole, umístěných podél zobrazovacího dílu a schopných uložit regulovaná proměnná množství coulombického náboje na povrch zobrazovacího dílu, přičemž každý soubor obsahuje:

' ΐ π f-yy·

32 9352

a. řadu ionizačních elektrodových struktur emitujících pole elektricky propojených s povrchem zobrazovacího dílu, přičemž každá elektrodová struktura obsahuje:

1) komín připomínající mikrotunel vyrobený z izolačního materiálu radiálně umístěný nad povrchem zobrazovacího dílu tak, aby otevřený konec mikrotunelu směřoval k zobrazovacímu dílu;

2) elektrodu nasazenou uvnitř mikrotunelu a spojenou se zdrojem elektrického proudu;

3) vodivý pásek vedoucí kolem vnitřního povrchu mikrotunelu a v těsné blízkosti k jeho otevřenému konci, jenž směřuje k zobrazovacímu dílu, přičemž pásek je elektricky spojený s obvodem řídícím napětí, což umožňuje přivedení prvního napětí na pásek a druhého napětí na zobrazovací díl a příslušnou úpravu těchto napětí; a

b. zařízení pro řízení obrazu přivádějící ionizační napětí k vybraným elektrodám v reakci na digitální data vztahující se k obrazovému vzoru, přičemž hodnota ionizačního napětí je v rozsahu od hodnoty rovné hodnotě druhého napětí do hodnoty rovné několika stům voltů, přičemž přivedení f

ionizačního napětí má za následek iontový tok směrem k tiskovému povrchu, takže způsobí, že se na něm akumuluje náboj, dokud hodnota napětí akumulovaného náboje nedosáhne hodnoty prvního napětí.

30. Zařízení podle bodu 29, vyznačující se tím,

Že povrch zobrazovacího válce je tvořen tenkým vysoce dielektrickým materiálem, přičemž zobrazovací díl dále obsahuje pod povrchem elektricky vodivou vrstvu, jež je elektricky spojená s řídícím obvodem.

31. Zařízení podle bodu 29, vyznačující se tím, že zdroj elektrického proudu spojený s elektrodou v mikrotunelu přivádá na tuto elektodu daný konstantní potenciál.

33 9352

32. Zařízení podle bodu 29, vyznačující se tím, že ionizační napětí je kladné a jeho přivedení na elektrodu má za následek odstranění elektronů z okolních molekul plynu za tvorby iontů a absorpci odstraněných elektronů.elektrodou a další následek migraci iontů k zobrazovacímu dílu.

33. Zařízení podle bodu 29, vyznačující se tím, že rozměry otevřeného konce mikrotunelu určují rozměry jím uložených nabitých teček.

34. Zobrazovací díl, vyznačující se tím, že obsahuje:

a. obecně válcové tělo mající s ním spojené chladící zařízení a hřídel?

b. tepelně a elektricky izolující elastický díl tvořící pouzdro těla;

c. vyhřívací zařízení spojené s izolačním dílem?

d. kovovou objímku těsným způsobem obklopující izolační díl; a

e. tvrdý vysoce dielektrický povrch o vysokém povrchovém měrném odporu obklopující kovovou objímku, přičemž tento povrch je dostatečně tenký, aby byl pružným, a dále je dostatečně hladký a má takové charakteristiky povrchové energie, aby snadno uvolňoval iontové náboje ve spojení s odstraňováním tiskařské barvy.

35. Elektronický tiskařský stroj, vyznačující se tím, že obsahuje:

a. řadu tiskařských jednotek, přičemž všechny jsou schopné aplikovat tiskařskou barvu o dané barvě k tiskovému podkladu;

b. zařízení pro posun podkladu umožňující, aby podklad postupně prošel všemi tiskařskými jednotkami tak, aby barva byla aplikována stejným způsobem vzhledem k barvě aplikované ostatními tiskařskými jedhotkami;

c. přičemž každá tiskařská jednotka obsahuje:

1) zobrazovací díl podle bodu 39;

2) zapisovací hlavu mající soubor ionizačních elektrodových struktur emitujících pole umístěných

9352 koaxiálně a podél plné délky a velmi blízko zobrazovacímu dílu, přičemž všechny elektrodové struktury mají geometrii, jejíž délka nebo plocha stopy určují geometrii tiskové tečky, a přičemž všechny elektrodové struktury jsou umístěny v předem zvolené vzdálenosti od povrchu zobrazovacího dílu; a

3) vyhřívaný válec s vnějším povrchem, který je schopen nést vrstvu ve formě rezervoáru tekuté barvy a pohybovat se společně s povrchem zobrazovacího dílu, přičemž zmíněný zdroj barvy a zmíněný zobrazovací díl jsou umístěny ve vzájemné těsné blízkosti, takže mezera existující mezi nimi může být zaplněna tekutou barvou, čímž se vytvoří aktivní rezervoár, z něhož může být odbírána barva.

36. Tiskařský stroj podle bodu 35, vyznačující se t í m , že elektrodové struktury emitující pole obsahují:

a. komín připomínající mikrotunel vyrobený z izolačního materiálu radiálně umístěný nad povrchem zobrazovacího dílu tak, aby otevřený konec mikrotunelu směřoval k zobrazovacímu dílu;

b. elektrodu nasazenou uvnitř mikrotunelu a spojenou se zdrojem elektrického proudu; a

c. vodivý pásek vedoucí kolem vnitřního povrchu mikrotunelu a v těsné blízkosti k jeho otevřenému konci, jenž směřuje k zobrazovacímu dílu, přičemž pásek je elektricky spojený s obvodem řídícím napětí, což umožňuje přivedení prvního napětí na pásek a druhého napětí na zobrazovací díl a příslušnou úpravu těchto napětí.

37. Proces podle bodu 13, vyznačující se tím, že dále zahnuje stupeň nepřetržitého vytváření elektrostatických nábojů na zobrazovacím dílu podle daného vzoru za současného přenosu barvy na zobrazovací díl a se zobrazovacího dílu na podklad podle dříve vytvořených nábojů.

77^9352

38. Proces podle bodu 13, vyznačující se tím, že materiál nosiče je tuhý nebo prakticky tuhý při teplotách pod 80*C, stane se měkkým při teplotách mezi 80*C a 150*C a vstoupí do kapalné roztavené fáze při teplotách nad 150*C a dále tím, že předem zvolená teplota činí alespoň 150’C.

39. Proces podle bodu 13, vyznačující se tím, že materiálem nosiče je termoplastický polymer vybraný ze skupiny obsahující polymethyImethakrylát, polystyren, kopolymer polystyren/polymethylmethakrylát, kopolymer polyroethylmethakrylát/polybutylmethakrylát a kopolymer polybutylmethakrylát/polystyren.

40. Proces podle bodu 13, vyznačující se tím, že alespoň jedno barvivo je adsorbováno nebo absorbováno na povrchu částic.

41. Zařízení podle bodu 22,vyznačující se tím, že prostředek pro vytvoření elektrostatického nabitého obrazce je schopný nepřetržité vytvářet nové elektrostatické náboje podle daného vzoru na zobrazovací díl během přenosu barvy na zobrazovací díl a se zobrazovacího dílu na podklad podle předem vytvořených nábojů.

42. Zařízení podle bodu 22, vyznačující se tím, že materiál nosiče je tuhý nebo prakticky tuhý při teplotách pod 80*C, stane se měkkým při teplotách mezi 80’C a 150*C a vstoupí do kapalné roztavené fáze při teplotách nad 150*C a dále tím, že předem zvolená teplota činí alespoň 150^eC.

43. Zařízení podle bodu 22, vyznačující se tím, že materiálem nosiče je termoplastický polymer vybraný ze skupiny obsahuj ící polymethylmethakrylát, polystyren, kopolymer polystyren/polymethyImethakrylát, kopolymer polymethylmethakrylát/polybutyImethakrylát a kopolymer polybutylmethakrylát/polystyren.

9352 '

44. Zařízení podle bodu 22, vyznačující se tím, že alespoň jedno barvivo je adsorbováno nebo absorbováno na povrchu částic barvy.