DE10030163A1 - Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen Bildzylinder - Google Patents
Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen BildzylinderInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders vorgeschlagen. Am Umfang des Bildzylinders ist mindestens eine Schreibleiste angeordnet, die eine Anzahl mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist. Die Aufzeichnungsvorrichtung (1) zeichnet sich durch eine der Schreibleiste (19) zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung aus.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild
entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete
Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1, 8, 9 beziehungsweise 11.
Aus der EP 0 786 705 A1 geht Aufzeichnungsvorrichtung der hier angesprochenen Art
hervor, die für ein aus der EP 0 713 155 A2 hervorgehendes neues Druckverfahren
beziehungsweise Drucksystem einsetzbar ist. Die Aufzeichnungsvorrichtung umfasst einen
Schreibkopf mit einer Schreibleiste, die eine Anzahl flexibler, elektrisch leitender
Kontaktelemente aufweist. Mit Hilfe der Kontaktelemente werden elektrostatische
Ladungen auf eine dielektrische Aufzeichnungsfläche eines rotierbaren Bildzylinders
aufgebracht, um ein elektrostatisches Muster mit geladenen und ungeladenen Bereichen zu
formen, das einem elektronischen Bild entspricht. Dazu werden die einzeln ansteuerbaren
Kontaktelemente in Anlage mit der Aufzeichnungsoberfläche gebracht, die in einer Matrix
angeordnete, elektrisch leitende Bildelemente aufweist und üblicherweise relativ gegenüber
den Kontaktelementen verlagert wird. Das erzeugte Ladungsmuster wird im Folgenden
durch eine Druckfarbe, beispielsweise Trockentoner, sichtbar gemacht, wobei die
Druckfarbe sich an den aufgeladenen Bereichen der Aufzeichnungsoberfläche anlagert.
Das durch die Druckfarbe sichtbar gemachte Bild wird dann vom Bildträger auf ein
Drucksubstrat, wie zum Beispiel ein Papierbogen, übertragen.
Um sicherzustellen, dass ein einzelnes Kontaktelement nicht zwei benachbart angeordnete
Bildelemente, die mit unterschiedlichen elektrostatischen Ladungen aufgeladen werden
sollen, gleichzeitig kontaktiert, muss die Schreibleiste sehr präzise gefertigt werden. Ferner
ist eine exakte Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber der Drehachse des Bildzylinders
beziehungsweise - quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - den
Reihen der Bildelementen-Matrix erforderlich, was sehr aufwendig ist. Es hat sich als
nachteilig herausgestellt, dass trotz genauer Fertigung und Ausrichtung der Schreibleiste
ein durch ein Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei Bildelementen nicht
in allen Fällen vermieden werden kann, da auch die Bildelemente auf der
Aufzeichnungsoberfläche Toleranzen aufweisen. Da der Abstand zwischen den einzelnen
Kontaktelementen nur wenige Mikrometer beträgt, können auch besonders hohe und/oder
sehr niedrige Raumtemperaturen einen durch ein Kontaktelement verursachten Kurzschluss
herbeiführen, weil die Längenänderung der Schreibleiste auch zu einer Änderung des
Abstands zwischen den Kontaktelementen führt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei der ein durch ein Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei
Bildelementen vermieden werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Aufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese umfasst einen elektrografischen Schreibkopf, der
mindestens eine Schreibleiste aufweist, an der eine Anzahl elektrisch leitender
Kontaktelemente befestigt sind. Diese sind in einem bestimmten Abstand voneinander
angeordnet, der an die Matrix von auf der Aufzeichnungsoberfläche des Bildzylinders
vorgesehenen Bildelemente entsprechend angepasst ist, so dass zumindest jeweils ein
Kontaktelement - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - jeweils
einer Spalte der Bildelementenmatrix zugeordnet ist. Die Aufzeichnungsvorrichtung
zeichnet sich durch eine der Schreibleiste zugeordnete erste Heiz- und/oder
Kühleinrichtung aus. Mittels der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung kann die
Schreibleiste erwärmt oder abgekühlt werden, was zu einer Längenänderung der
Schreibleiste und somit zu einer Änderung des Abstands zwischen zwei benachbarten
Kontaktelementen führt. Dadurch ist eine sehr exakte Ausrichtung der Kontaktelemente
gegenüber der - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - jeweiligen
Bildelementenspalte möglich, so dass ein durch ein Kontaktelement verursachter
Kurzschluss zwischen zwei benachbarten, unterschiedlichen Spalten der Matrix
angehörigen Bildelementen ausgeschlossen werden kann. Mittels der ersten Heiz- und/oder
Kühleinrichtung wird also der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten
Kontaktelementen an den Abstand der zu kontaktierenden Bildelemente angepasst, so dass
ohne weiteres auch größere Toleranzen bei der Fertigung des Bildzylinders und der
Schreibleiste realisiert werden können. Dadurch ist eine Reduzierung der Herstellungs- und
Betriebskosten der Aufzeichnungsvorrichtung möglich.
Nach einer ersten Ausführungsvariante der Schreibleiste ist vorgesehen, dass deren Länge
bei Raumtemperatur, beispielsweise bei 20°C, um ein bestimmtes Maß kürzer ist als die
Länge der Aufzeichnungsoberfläche und dass der Abstand zwischen den Kontaktelementen
kleiner ist als der Abstand zwischen den Bildelementen auf der Aufzeichnungsoberfläche.
Vor dem Aufzeichnen des elektrostatischen Musters auf die Aufzeichnungsoberfläche wird
zunächst die Schreibleiste mittels der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung erwärmt, was zu
einer Längendehnung der Schreibleiste und somit auch zu einer Vergrößerung des
Abstands zwischen den Kontaktelementen führt. Die Temperatur der Schreibleiste wird
soweit erhöht, bis der Abstand zwischen den Kontaktelementen auf ein gewünschtes Maß
vergrößert ist und vorzugsweise gleich groß ist, wie der Abstand der Bildelemente
voneinander.
Bei einer anderen Ausführungsform der Aufzeichnungsvorrichtung weist die Schreibleiste
bei Raumtemperatur eine größere Länge auf als die Aufzeichnungsoberfläche, das heißt,
der Abstand zwischen den Kontaktelementen ist um ein bestimmtes Maß größer als der
Abstand zwischen den zugeordneten Bildelementen auf der Aufzeichnungsoberfläche. Hier
muss die Schreibleiste vor dem Aufzeichnen des elektrostatischen Musters auf den
Bildzylinder mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung zunächst auf eine
bestimmte Temperatur abgekühlt werden, was zu einer Verkürzung der Schreibleistenlänge
und somit zu einer Verkleinerung des Abstands zwischen den Kontaktelementen führt.
Beiden Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass durch eine definierte
Temperaturänderung der Schreibleiste der Abstand der daran angeordneten
Kontaktelemente in gewünschter Weise verändert wird, um eine exakte Einstellung des
Abstands der Kontaktelemente zueinander und Ausrichtung gegenüber den Bildelementen
auf der Aufzeichnungsoberfläche vorzunehmen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schreibleiste entweder nur eine Heizeinrichtung
oder nur eine Kühleinrichtung oder eine Heiz- und eine Kühleinrichtung zugeordnet ist, so
dass entweder nur eine Längenausdehnung oder nur eine Längenreduzierung oder eine
Längenausdehnung und eine Längenverkürzung der Schreibleiste herbeiführbar ist. Für die
Schreibleiste wird vorzugsweise ein Material gewählt, das bei einer relativ geringen
Temperaturänderung in Bezug auf die Raumtemperatur, die beispielsweise im Bereich von
15°C bis 35°C liegt, eine Längenänderung erfährt, die im Bereich von 1 µm bis 5 mm,
vorzugsweise von 20 µm bis 80 µm, liegt.
Bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, bei dem zur
Steuerung oder Regelung der Temperatur der Schreibleiste eine Steuerungs- und/oder
Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, die mit der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung
gekoppelt ist. Um die Schreibleistentemperatur auf einem gewünschten Wert zu halten,
wird mit Hilfe mindestens eines Sensors, beispielsweise Temperaturfühler, die
Schreibleistentemperatur überwacht. Sollte eine Abweichung der Schreibleistentemperatur
von einem gewünschten Sollwert auftreten, wird die Wärmezufuhr beziehungsweise die
Kühlung der Schreibleiste entsprechend angepasst.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die erste Heiz- und/oder
Kühleinrichtung mindestens ein Heizelement, vorzugsweise mehrere Heizelemente auf, die
über die gesamte Schreibleiste verteilt angeordnet sind. Dadurch ist eine sehr schnelle und
gleichmäßige Erwärmung der Schreibleiste und somit eine exakte Einstellung des Abstands
zwischen jeweils benachbart angeordneten Kontaktelementen möglich. Das mindestens
eine Heizelement ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel von einem an sich
bekannten Peltier-Element gebildet, mit dessen Hilfe die Schreibleiste sowohl definiert
erwärmt als auch abgekühlt werden kann.
Bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, bei dem eine
der Schreibleiste zugeordnete Messeinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Abstand
zwischen mindestens zwei Kontaktelementen ermittelbar ist. Die Messeinrichtung kann
derart ausgebildet sein, dass der Abstand zwischen allen Kontaktelement-Paaren gemessen
wird. Es ist auch möglich, dass lediglich an einigen Stellen der Schreibleiste,
beispielsweise an ihren Endbereichen und/oder im mittleren Bereich an einer Stelle oder an
mehreren Stellen der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten
Kontaktelementen gemessen wird. Die mit Hilfe der Messeinrichtung ermittelte(n)
Information(en) wird/werden vorzugsweise an die Steuerungs- und/oder
Regelungseinrichtung übermittelt, die dann die erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung
entsprechend ansteuert, um die Schreibleiste weiter zu erwärmen oder abzukühlen. Mit
Hilfe der Messeinrichtung ist eine exakte Regelung der Schreibleistentemperatur
realisierbar, so dass auch bei einer deutlichen Änderung der Raumtemperatur mit großer
Sicherheit ein Kurzschluss zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelementen
vermieden werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Aufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 8 vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass dem Bildzylinder eine
zweite Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur Einstellung der Aufzeichnungsoberflächen-
Temperatur zugeordnet ist. Durch eine Erwärmung oder Abkühlung der
Aufzeichnungsoberfläche oder des gesamten Bildzylinders kann der Abstand zwischen den
Bildelementen in gewünschter Weise verändert, das heißt vergrößert oder verkleinert
werden. Durch die - quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen -
Längendehnung oder Längenverkürzung der Aufzeichnungsoberfläche können Toleranzen
bei der Herstellung der Aufzeichnungsoberfläche, insbesondere der Bildelemente, und der
an der Schreibleiste angeordneten Kontaktelemente so ausgeglichen werden, dass ein durch
ein einzelnes Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei benachbart
angeordneten Bildelementen sicher ausgeschlossen werden kann.
In bevorzugter Ausführungsform wird zur Steuerung/Regelung der
Aufzeichnungsoberflächen-Temperatur eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
vorgesehen, die mit der zweiten Heiz- und/oder Kühleinrichtung und gegebenenfalls -
soweit eine der Schreibleiste zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung vorgesehen
ist - mit der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung verbunden ist. Selbstverständlich
können die ersten und zweiten Heiz- und/oder Kühleinrichtungen auch jeweils eine
separate Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aufweisen. In bevorzugter
Ausführungsform ist zur Ermittlung des Abstands zwischen den Bildelementen eine der
Aufzeichnungsoberfläche zugeordnete Messeinrichtung vorgesehen, die mit der
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden sein kann, so dass in Abhängigkeit
des ermittelten Abstands zwischen den Bildelementen die Aufzeichnungsoberflächen-
Temperatur entsprechend anpasst werden kann.
Es wird deutlich, dass zur exakten Ausrichtung der Kontaktelemente und der jeweiligen - in
Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - Spalte der Bildelementen-
Matrix zueinander entweder der Abstand zwischen den Kontaktelementen oder der
Abstand zwischen den Bildelementen oder der Abstand zwischen den Kontaktelementen
und den Bildelementen so verändert wird, dass das jeweilige Kontaktelement - in
Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - fluchtend mit der zugehörigen
Bildelementenspalte angeordnet ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin eine Aufzeichnungsvorrichtung vorgeschlagen, die
die Merkmale des Anspruchs 9 aufweist. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die
Schreibleiste um eine in senkrechter Richtung zur Drehachse des Bildzylinders verlaufende
Vertikalachse schwenkbar ist. Dadurch ist eine exakte Ausrichtung der Schreibleiste
gegenüber den quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlaufenden
Reihen der Bildelemente möglich, so dass ein durch ein einzelnes Kontaktelement
verursachter Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Bildelementen ausgeschlossen
werden kann.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung ist
vorgesehen, dass der Abstand zwischen jeweils benachbarten Kontaktelementen um ein
geringes Maß größer ist als der Abstand der den Kontaktelementen zugeordneten
Bildelemente. Dadurch kann bei einem geringen - in Bewegungsrichtung der
Aufzeichnungsoberfläche gesehen - seitlichen Versatz von zumindest einem
Kontaktelement gegenüber der zugeordneten Bildelementenspalte, wodurch das
Kontaktelement keinen Kontakt zu dem zu kontaktierenden Bildelement aufweist, durch
ein Verschwenken der Schreibleiste und den daran angeordneten Kontaktelementen die
Überdeckungsposition des Kontaktelements mit dem Bildelement hergestellt werden. Bei
den Kontaktelementen, die vor dem Verschwenken der Schreibleiste das zugeordnete
Bildelement bereits kontaktiert haben, verändert sich lediglich die Position der jeweiligen
Kontaktfläche zwischen dem Kontaktelement und dem Bildelement. Der elektrische
Kontakt bleibt also aufrechterhalten.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 11 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich durch eine erste Stelleinrichtung zur
Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber der Drehachse des Bildzylinders und/oder eine
zweite Stelleinrichtung zur Ausrichtung der Drehachse des Bildzylinders gegenüber der
Schreibleiste aus. Die Schreibleiste ist also mittels der ersten Stelleinrichtung gegenüber
dem Bildzylinder so verlagerbar, dass eine gewünschte Lagegenauigkeit der
Kontaktelemente gegenüber den Bildelementen erzielt wird. Dabei verläuft bei einem
besonders präzisen Aufbau der Aufzeichnungsvorrichtung und Ausrichtung der
Schreibleiste gegenüber dem Bildzylinder die Längsmittelachse der Schreibleiste parallel
oder im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Bildzylinders. Um die Kontaktelemente
und die Bildelemente in gewünschter Weise zueinander auszurichten, kann auch der
Bildzylinder mit Hilfe der zweiten Stelleinrichtung gegenüber der Schreibleiste verlagert
werden. Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zur
gegenseitigen Ausrichtung sowohl die Schreibleiste als auch der Bildzylinder bewegt
werden. Dadurch kann die Verlagerungsstrecke für die Schreibleiste und die für den
Bildzylinder sehr klein gehalten werden. Die ersten und zweiten Stelleinrichtungen können
derart ausgebildet sein, dass die Schreibleiste und/oder der Bildzylinder translatorisch
verlagerbar und/oder um mindestens eine Achse schwenkbar sind.
Aufgrund der obenstehenden Ausgestaltung der Aufzeichnungsvorrichtung ist eine sehr
exakte Ausrichtung des Bildzylinders gegenüber der Schreibleiste und/oder der
Schreibleiste gegenüber dem Bildzylinder möglich und somit eine gewünschte
Lagegenauigkeit der Bildelemente gegenüber den Kontaktelementen erzielbar, so dass ein
Tandemaufbau für Farbdrucke geschaffen werden kann. Bei einer Breite der Lücke
zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelementen von 50 µm ist ein
Lagegenauigkeitsfehler quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche von ±
25 µm möglich. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen ersten Stelleinrichtung und/oder der
zweiten Stelleinrichtung sind ohne weiteres auch Lagegenauigkeiten kleiner ± 25 µm zu
erreichen.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung werden für die
mechanische Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche
beziehungsweise der Drehachse des Bildzylinders mindestens ein präziser Servomotor oder
Piezomotor und/oder eine Codiereinrichtung eingesetzt, um gewünschte Lagegenauigkeit
der Bildelemente gegenüber den Kontaktelementen zu erzielen. Hierzu kann die
Schreibleiste in Richtung der Drehachse des Bildzylinders gekippt oder um eine andere
Achse verschwenkt werden.
Die Codiereinrichtung ist vorzugsweise an einem Endbereich des Bildzylinders angeordnet
und umfasst beispielsweise eine Doppelreihe Bildelemente, die - in Bewegungsrichtung der
Aufzeichnungsoberfläche gesehen - beispielsweise 5 µm lang und in regelmäßigem
Abstand über den Umfang des Bildzylinders angeordnet sind. Die Lage dieser
Prüfelemente gegenüber den Kontaktelementen an der Schreibleiste gibt Aufschluss
darüber, wie groß die Schräglage der Schreibleiste gegenüber den Bildelementenreihen ist.
Diese Information kann dazu benutzt werden, die Schreibleiste entsprechend zu verlagern
oder das Schreibsignal, das von dem jeweiligen Kontaktelement auf das entsprechende
Bildelement übertragen werden soll, bei sehr kleinen Änderungen der
Rotationsgeschwindigkeit des Bildzylinders oder bei Fehlern der Bildelementenmatrix in
Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche, zu ändern.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines
Ausführungsbeispiels eines elektrografischen Schreibkopfes und
Fig. 2 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der Aufzeichnungsoberfläche
eines Bildzylinders, der von einer Schreib
leiste eines elektrografischen Schreibkopfes kontaktiert wird.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines
Ausführungsbeispiels einer Aufzeichnungsvorrichtung 1, die zum Erzeugen eines
elektrostatischen Musters, das einem aufzuzeichnenden elektronischen Bild entspricht, eine
Aufzeichnungsoberfläche 3 eines hier rein beispielhaft von einem um seine
Längsmittelachse rotierbaren Bildzylinder 5 gebildeten Bildträgers dient. Die
Aufzeichnungsoberfläche 3 ist hier vom Mantel des Bildzylinders 5 gebildet, dessen
Bewegungsrichtung 7 bei Rotation des Bildzylinders 5 mit einem Pfeil dargestellt ist.
Der Bildzylinder 5 kann so ausgebildet sein, wie in der EP 0 713 155 A2 beschrieben,
deren Inhalt zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht wird. Im Folgenden wird daher
nur kurz auf den Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Bildzylinders 5 näher eingegangen.
Der antreibbare Bildzylinder 5, von dem in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab ein Teil
seines Mantels 9 im Querschnitt dargestellt ist, weist üblicherweise einen aus Stahl oder
Aluminium bestehenden Kern auf, um den herum eine als Masseebene dienende, elektrisch
leitende erste Schicht 11 vorgesehen ist. Um die Lage 11 herum ist eine zweite Schicht 13
angeordnet, die aus einem thermisch und elektrisch gut isolierenden Material, wie zum
Beispiel Keramik, besteht. Auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 sind eine Vielzahl von
leitfähigen Bereichen, die im Folgenden als Bildelemente 15 Pixel) bezeichnet werden, in
einer rechtwinkligen Matrix angeordnet. Die elektrisch leitenden Bildelemente 15 sind mit
der elektrisch leitfähigen ersten Schicht 11 nicht verbunden und bilden mit dieser jeweils
einen Kondensator, wobei die Bildelemente 15 mit unterschiedlichen elektrischen
Potentialen aufladbar sind. Die Bildelemente 15 sind bei diesem Ausführungsbeispiel in
das Dielektrikum eingebettet, so dass die Aufzeichnungsoberfläche 3 insgesamt sehr glatt
ist. Das Material der zweiten Schicht 13 und das der Bildelemente 15 ist vorzugsweise
verschleißbeständig, so dass eine aggressive Reinigung der Aufzeichnungsoberfläche 3
möglich ist.
Bei einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bildzylinder 5 eine
äußere, farbabstoßende Beschichtung auf, die zumindest die dielektrische Hülse 13
bedeckt. Allen Ausführungsbeispielen des Bildzylinders 5 ist gemeinsam, dass dessen
Aufzeichnungsoberfläche 3 mit einem elektrostatischen Muster mit geladenen und
ungeladenen Bereichen versehen werden kann.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner einen am Umfang des Bildzylinders 5 angeordneten
elektrografischen Schreibkopf 17, der eine sich über die gesamte Länge des Bildzylinders 5
erstreckende Schreibleiste 19 aufweist, an der eine Anzahl fingerförmige Kontaktelemente
21 angeordnet sind. Die Kontaktelemente 21 sind - quer zur Bewegungsrichtung 7 der
Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - in einer Reihe und in einem bestimmten
regelmäßigen Abstand voneinander angeordnet. Die Kontaktelemente 21 sind hier von
flexiblen, elektrisch leitenden Kontaktzungen 23 gebildet, die mit ihrem einen Ende die
Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 5 federnd kontaktieren. Jedes der
Kontaktelemente 21 ist - in Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 des
Bildzylinders 5 gesehen - jeweils einer Spalte der Bildelementenmatrix zugeordnet. Mit
Hilfe einer nicht dargestellten Steuer-/Regelungsvorrichtung können die Kontaktelemente
21 einzeln angesteuert, das heißt mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle,
vorzugsweise einer Gleichspannungsquelle verbunden werden, so dass mit jedem der
Kontaktelemente 21 ein gewünschtes elektrisches Potential auf die
Aufzeichnungsoberfläche 3 beziehungsweise auf das vom jeweiligen Kontaktelement 21
kontaktierte Bildelement 15 übertragen werden kann.
Das auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 aufgebrachte elektrostatische Muster entspricht
einer gewünschten Bildinformation, die in bekannter Weise auf ein Drucksubstrat,
beispielsweise ein Papierbogen übertragen wird.
Auf die ungleichmäßig aufgeladenen Bereiche der Aufzeichnungsoberfläche 3 wird mit
Hilfe einer - in Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - dem
Schreibkopf 17 nachgeordneten Auftragseinrichtung (nicht dargestellt) eine Druckfarbe,
beispielsweise Flüssigtoner oder Trockentoner, in bekannter Weise zugeführt. Die
Druckfarbe ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel von einem Trockentoner
gebildet. Das Druckfarbenpulver ist vorzugsweise elektrisch geladen und weist bei einer
vorteilhaften Ausführungsform eine mittlere Partikelgröße von 10 µm auf. Die
Druckfarbenpartikel bestehen im Wesentlichen aus einem Pigment-Polymer-Gemisch. Die
Druckfarbenpartikel lagern sich an den unterschiedlich aufgeladenen Bildelementen 15 ab,
wobei die an den Bildelementen 15 abgeschiedenen Mengen der Druckfarbenpartikel/des
Toners monoton mit den Feldstärken in diesen geladenen Bereichen zunehmen.
Anschließend wird das mit den Druckfarbenpartikeln (Flüssig- oder Trockentoner) sichtbar
gemachte Muster auf dem Bildträger in bekannter Weise auf ein Drucksubstrat, zum
Beispiel einen Papier- oder Kartonbogen oder dergleichen, übertragen. Bezüglich der
Zusammensetzung, der Eigenschaften und der Übertragsvarianten und -formen der für die
Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzten, vorzugsweise von einem Flüssigtoner oder
Trockentoner gebildeten Druckfarbe wird unter anderem auf die Literaturstelle
"Electrophotography and Development Physics" von L.B. Schein, Springer Verlag 1992,
ISBN 3-540-55858-6 verwiesen, deren Inhalt zum Gegenstand dieser Beschreibung
gemacht wird.
Die Schreibleiste 19 ist mit Hilfe einer nicht dargestellten ersten Stelleinrichtung
vorzugsweise in Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 und quer dazu
translatorisch verlagerbar und um mindestens eine Achse schwenkbar ausgebildet, so dass
sie unter anderem gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche gekippt werden kann. Durch
diese Maßnahmen kann die Schreibleiste mit den daran angeordneten Kontaktelementen 21
exakt gegenüber der Bildelementenmatrix auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 ausgerichtet
werden, so dass - wie bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen und in Fig. 1
dargestellt - jeweils eines der Kontaktelemente 21 einer Bildelementenspalte der
Bildelementenmatrix zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es ohne weiteres auch
möglich, dass zum selben Zweck der Bildzylinder 5, beispielsweise mit Hilfe einer nicht
dargestellten zweiten Stelleinrichtung bewegbar, also translatorisch verlagerbar und/oder
um wenigstens eine Achse verschwenkbar ist.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 5, die von den
Kontaktelementen einer Schreibleiste 19 kontaktiert wird. Die Schreibleiste 19 ist tun eine
senkrecht zur Aufzeichnungsoberfläche 3, also senkrecht zur Bildebene der Fig. 2,
verlaufende Vertikalachse 25 verschwenkbar, wie mit einem Doppelpfeil 27 angedeutet.
Von den Kontaktelementen der Schreibleiste 19 sind in der Darstellung gemäß Fig. 2
lediglich die Kontaktelemente 21/1, 21/2 und 21/3 erkennbar, mit deren Hilfe die
Bildelemente 15/1, 15/2 beziehungsweise 15/3 mit gleichen oder unterschiedlichen
elektrischen Ladungen aufgeladen werden sollen.
Wie in Fig. 2 erkennbar, ist die mit durchgezogener Linie dargestellte Schreibleiste exakt
parallel zu der Bildelementenreihe 29 parallel angeordnet, jedoch weist sie gegenüber der
Spalten der Bildelementenmatrix einen seitlichen Versatz auf, der bei diesem
Ausführungsbeispiel dazu führt, dass das erste Kontaktelement 21/1 keinen elektrischen
Kontakt zu dem Bildelement 15/1 aufweist und seitlich versetzt dazu angeordnet ist,
während die Kontaktelemente 21/2 und 21/3 - wie gewünscht - das Bildelement 15/2
beziehungsweise 15/3 kontaktieren. Durch ein Verschwenken der Schreibleiste 19 um die
Vertikalachse 25, hier im Uhrzeigersinn, werden die an der Schreibleiste 19 befestigten
Kontaktelemente 21/1 bis 21/3 mitverschwenkt, was dazu führt, dass das erste
Kontaktelement 21/1 nun in Kontakt mit dem Bildelement 15/1 gelangt, während der
elektrische Kontakt zwischen den Kontaktelementen 21/2, 21/3 und den Bildelementen
15/2, 15/3 aufrechterhalten bleibt. Bei den Bildelementen 15/2, 15/3 findet also lediglich
eine Verlagerung/Positionsänderung der zwischen den Kontaktelementen und den
Bildelementen bestehenden Kontaktfläche statt. In Fig. 2 ist die Schreibleiste 19 mit
gestrichelter Linie in ihrer neuen Stellung nach dem Verschwenken dargestellt.
Es wird ohne weiteres deutlich, dass durch das Verschwenken der Schreibleiste 19 der
seitliche Versatz der Kontaktelemente 21 gegenüber der Matrix der Bildelemente
ausgeglichen werden kann. Es kann daher eine hohe Kontaktsicherheit gewährleistet
werden.
Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass die jeweilige Kontaktfläche der die
Aufzeichnungsoberfläche des Bildzylinders kontaktierenden Kontaktelemente deutlich
kleiner ist als die Fläche der Bildelemente. Vor allem ist die Breite der Kontaktfläche
deutlich kleiner als die der Bildelemente. Vorteilhaft hierbei ist, dass bei einem relativ
kleinen seitlichen Versatz der Kontaktelemente gegenüber den Bildelementen es nicht
sofort zu einem Kurzschluss zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelemente kommt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Breite der Kontaktfläche auch
- hier rein beispielhaft deutlich - kleiner als der Breite der Lücke zwischen zwei benachbart
angeordneten Bildelementen, so dass eine durch einen seitlichen Versatz der
Kontaktelemente gegenüber den Bildelementen verursachter Kurzschluss zwischen
benachbarte Bildelementen ausgeschlossen werden kann.
Die anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtungen 1 können
jeweils eine erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung aufweisen, die der Schreibleiste 19
zugeordnet ist und mit deren Hilfe Schreibleiste 19 definiert erwärmt oder abgekühlt
werden kann. Durch die Steuerung oder Regelung der Schreibleistentemperatur kann die
Länge der Schreibleiste und somit auch der Abstand zwischen den Kontaktelementen exakt
eingestellt werden, was eine sehr exakte Ausrichtung der Kontaktelemente gegenüber den
Spalten der Bildelementenmatrix ermöglicht.
Des weiteren können die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtungen
1 - alternativ oder zusätzlich zu der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung - eine dem
Bildzylinder zugeordnete zweite Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur Einstellung der
Aufzeichnungsoberflächen-Temperatur aufweisen, mit deren Hilfe die
Aufzeichnungsoberfläche oder der gesamte Bildzylinder definiert erwärmt und abgekühlt
werden kann. Aufgrund der temperaturabhängigen Dehnung der Aufzeichnungsoberfläche
ist daher eine genaue Einstellung des Abstands der Bildelemente voneinander einstellbar,
was eine fluchtende Ausrichtung der Bildelemente gegenüber den Kontaktelementen der
verlagerbaren oder ortsfest angeordneten Schreibleiste ermöglicht.
Zur Steuerung oder Regelung der Aufzeichnungsoberflächentemperatur und/oder der
Schreibleistentemperatur ist mindestens eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
vorgesehen, die mit der die ersten und zweiten Heiz- und/oder Kühleinrichtungen
gekoppelt sind.
Zum Aufbau eines Regelkreises ist es erforderlich, die jeweilige Wärmedehnung der
Schreibleiste und/oder der Aufzeichnungsoberfläche und/oder die Lage mindestens eines
Referenzkontaktelements und/oder Referenzbildelements zu ermitteln und in Abhängigkeit
dieser Information die Temperatur der Schreibleiste und/oder der Aufzeichnungsoberfläche
entsprechend zu verändern. Zu diesem Zweck ist mindestens eine Meßeinrichtung
vorgesehen, die der Schreibleiste oder der Aufzeichnungsoberfläche zugeordnet ist.
Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, dass der Schreibleiste und der
Aufzeichnungsoberfläche jeweils eine Meßeinrichtung zugeordnet ist.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass ein durch ein Kontaktelement verursachter
Kurzschluss zwischen benachbart angeordneten Bildelementen bei den oben beschriebenen
Aufzeichnungsvorrichtungen sicher vermieden werden kann. Bei der Herstellung der
Schreibleiste, der Kontaktelemente sowie der Bildelemente können größere Toleranzen
realisiert werden, so dass die Kosten reduziert werden können.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne
Präjudiz weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere,
bisher nur in der Beschreibung und/oder in den Zeichnungen offenbarte Merkmale zu
beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des
Gegenstandes des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches
hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen
Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Die
Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine
von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung
aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das/die Ausführungsbeispiel(e) der Beschreibung
beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und
Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen
und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von
einzelnen, in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und den
Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen
enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch
sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen
Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie
Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden
elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente
aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am
Umfang des Bildzylinders angeordneten Schreibleiste, die eine Anzahl mit der
Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist,
gekennzeichnet durch
eine der Schreibleiste (19) zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung.
2. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Steuerung oder Regelung der Temperatur der Schreibleiste (19) eine
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Heiz-
und/oder Kühleinrichtung verbunden ist.
3. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Heiz- und/oder Kühleinrichtung mindestens ein Heizelement, vorzugsweise
mehrere Heizelemente, insbesondere Peltierelemente, aufweist, die in
Längserstreckung der Schreibleiste (19) verteilt angeordnet sind.
4. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen
(21) bei Raumtemperatur kleiner als der Abstand zwischen den den
Kontaktelementen (21) zugeordneten Bildelementen (15) auf der
Aufzeichnungsoberfläche (3) ist.
5. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen
(21) bei Raumtemperatur gleich groß wie oder größer als der Abstand zwischen den
den Kontaktelementen (21) zugeordneten Bildelementen (15) auf der
Aufzeichnungsoberfläche (3) ist.
6. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine der Schreibleiste (19) zugeordnete Messeinrichtung, mit deren Hilfe der Abstand
zwischen mindestens zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen (21)
ermittelbar ist.
7. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtung mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
verbunden ist.
8. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden
elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente
aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am
Umfang des Bildzylinders angeordneten Schreibleiste, die eine Anzahl mit der
Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der dem Bildzylinder (5) eine zweite Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur
Einstellung der Aufzeichnungsoberflächen-Temperatur zugeordnet ist.
9. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden
elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente
aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am
Umfang des Bildzylinders angeordneten Schreibleiste, die eine Anzahl mit der
Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schreibleiste (19) um eine in senkrechter Richtung zur Drehachse des
Bildzylinders verlaufende Vertikalachse (25) schwenkbar ist.
10. Aufzeichnungsvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand zwischen jeweils benachbarten Kontaktelementen (21) um ein
geringes Maß größer ist als der Abstand der den Kontaktelementen (21)
zugeordneten Bildelemente (15) auf der Aufzeichnungsoberfläche (3).
11. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden
elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente
aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am
Umfang des Bildzylinders angeordnete Schreibleiste, die eine Anzahl mit der
Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch
eine erste Stelleinrichtung zur Ausrichtung der Schreibleiste (19) gegenüber der
Drehachse des Bildzylinders (5) und/oder eine zweite Stelleinrichtung zur
Ausrichtung der Drehachse des Bildzylinders (5) gegenüber der Schreibleiste (19).
12. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung mindestens einen Piezomotor oder Servomotor und/oder
eine Codiereinrichtung aufweist.
13. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontaktfläche der die Aufzeichnungsoberfläche kontaktierenden
Kontaktelemente größer, vorzugsweise deutlich größer als die von zumindest einigen
der Bildelemente, vorzugsweise von allen Bildelementen, ist.
14. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite der Kontaktierfläche kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner, ist als die
Breite des zwischen zwei Bildelementen befindlichen Freiraums und/oder der
Bildelemente.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000130163 DE10030163A1 (de) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen Bildzylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000130163 DE10030163A1 (de) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen Bildzylinder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10030163A1 true DE10030163A1 (de) | 2002-01-03 |
Family
ID=7646253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000130163 Withdrawn DE10030163A1 (de) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen Bildzylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10030163A1 (de) |
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- 2000-06-20 DE DE2000130163 patent/DE10030163A1/de not_active Withdrawn
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