DE10030166A1 - Verfahren zum Reinigen eines elektrografischen Schreibkopfes und Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfharen zum Reinigen der Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters auf einem Bildträger vorgeschlagen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass an die Kontaktelemente eine Wechselspannung angelegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Reinigen der Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes gemäß den Ansprüchen 1, 8 und 18 sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters auf einer Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 19.

Aus der EP 0 786 705 A1 geht ein Schreibkopf der hier angesprochenen Art hervor, der für ein aus der EP 0 713 155 A2 hervorgehendes neues Druckverfahren beziehungsweise Drucksystem einsetzbar ist. Mit Hilfe des Schreibkopfes, der eine Anzahl flexibler, elektrisch leitender Kontaktelemente aufweist, werden elektrostatische Ladungen auf eine dielektrische Aufzeichnungsfläche eines Bildträgers 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 leitfähige Bildelemente aufweist und üblicherweise relativ gegenüber den Kontaktelementen verlagert wird. Die Kontaktelemente kontaktieren die Aufzeichnungsoberfläche ständig, also auch wenn keine Bildinformation auf dem Bildträger übertragen 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 einen Papierbogen, übertragen. Der Wirkungsgrad des zumeist elektrostatischen Transfers der Druckfarbe vom Bildträger auf das Drucksubstrat liegt bei bekannten Drucksystemen bei circa 85%, so dass eine erhebliche Menge der Druckfarbe auf dem Bildträger verbleibt, die mit Hilfe einer Reinigungsstation vom Bildträger entfernt werden muss.

Auch nach dem Reinigen des Bildträgers verbleiben noch geringe Mengen der Druckfarbe auf der Aufzeichnungsoberfläche, auf die der Schreibkopf sehr empfindlich reagiert. Es hat sich gezeigt, dass schon nach kurzer Zeit sich die Druckfarbe an den Kontaktelementen festsetzt, wobei sich auch in erheblichem Maße Druckfarbe zwischen der Spitze der an der Aufzeichnungsoberfläche anliegenden Kontaktelemente und dem Bildträger anlagert. Diese Art Druckfarbenablagerungen verhindern häufig einen direkten elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen und dem Bildträger, so dass keine elektrischen Ladungen mehr übertragen werden können und das gewünschte Bild erheblich gestört wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen der Kontaktelemente und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters auf einem Bildträger anzugeben, bei denen eine hohe Kontaktsicherheit zwischen den Kontaktelementen und dem Bildträger gewährleistet werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Reinigen der Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass an die Kontaktelemente eine Wechselspannung angelegt wird, die eine Reinigung der Kontaktelemente bewirkt, so dass mit hoher Sicherheit ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen und dem Bildträger gewährleistet werden kann. Die Reinigungswirkung wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass beim Anlegen einer elektrischen Spannung an ein verschmutztes Kontaktelement, das durch eine elektrisch isolierende Schmutzschicht von der Aufzeichnungsoberfläche des Bildträgers getrennt ist, eine Kraft entsteht, die das Kontaktelement in Richtung auf die Aufzeichnungsoberfläche drückt. Dabei wird die Schmutzschicht ein wenig zusammengedrückt. In dem Moment, wenn die elektrische Spannung nicht mehr am Kontaktelement anliegt, also keine das Kontaktelement an die Aufzeichnungsoberfläche andrückende Kraft mehr erzeugt wird, kann die Schmutzschicht wieder expandieren. Beim Anlegen einer Wechselspannung verändert sich diese das Kontaktelement an die Aufzeichnungsoberfläche andrückende Kraft ständig und es kommt zu einer erzwungenen Schwingung des Kontaktelements und somit auch der Schmutzschicht. Diese Vibrationen lockern die Schmutzschicht auf, bis diese schließlich abfällt. Eine Reinigungswirkung tritt auch durch elektrische Mikroentladungen auf, die aufgrund des durch die Schmutzschicht geringen Abstandes zwischen dem Kontaktelement und einem elektrisch leitfähigen Bildelement (Pixel) auftreten können. Diese elektrischen Durchbrüche treten bei schon relativ geringen Spannungen auf. Bei jeder Mikroentladung wird ein Teil des Materials der Schmutzschicht abgetragen. Ferner kann bei einer Druckfarbe, die feste und eine elektrische Ladung besitzende Partikel aufweist, eine Reinigungswirkung durch Abstoßen der Druckfarbenpartikel erreicht werden. Dies geschieht, sobald das Kontaktelement eine Polarität annimmt, die mit der Polarität der Druckfarbenpartikel übereinstimmt. Aufgrund des geringen Abstandes zwischen dem Kontaktelement und dem elektrisch leitfähigen Bildelement ist das elektrische Feld sehr hoch, so dass die abstoßende, auf die Druckfarbenpartikel wirkende Kraft dafür sorgt, dass die Partikel vom Kontaktelement abgelöst werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente alle gemeinsam, gruppenweise oder einzeln mit einer gemeinsamen oder jeweils mit einer Wechselspannungsquelle verbunden werden. Das heißt, dass auch an nur ein einzelnes Kontaktelement oder an mehrere einzelne Kontaktelemente eine vorzugsweise einstellbare Wechselspannung angelegt werden kann. Dadurch kann eine gezielte Reinigung der Kontaktelemente, beispielsweise nur bei Bedarf, erfolgen, wobei die Höhe der Reinigungsintensität insbesondere über die Frequenz und maximale Amplitude der Wechselspannung und darüber hinaus über die Dauer der Reinigung, die Beeinflussung des Zeitraums zwischen zwei Reinigungszyklen, den Anpressdruck der Kontaktelemente an die Aufzeichnungsoberfläche, die Kinematik der Kontaktelemente und deren Verlagerungsgeschwindigkeit beeinflussbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Wechselspannung während des Aufbringens von Ladungen zum Aufbau einer Bildinformation auf die Aufzeichnungsoberfläche mittels der Kontaktelemente an diese angelegt wird (Online-Reinigung). Dabei wird die vorzugsweise hochfrequente Wechselspannung einem elektrischen Gleichspannungssignal überlagert, das vorzugsweise das gewünschte, auf das jeweilige Bildelement aufzubringende elektrische Potential aufweist. Die Relativbewegung zwischen dem Kontaktelement und dem auf der Aufzeichnungsoberfläche angeordneten Bildelement, die vorzugsweise durch eine Verlagerung der Aufzeichnungsoberfläche relativ gegenüber dem Schreibkopf erzeugt wird, ist hier so zu steuern, dass in dem Moment, in dem das Kontaktelement das aktuelle Bildelement, auf das das gewünschte elektrische Potential übertragen werden soll, verlässt, nur der Gleichspannungsanteil des die Bildinformation aufweisenden Signals am Kontaktelement zur Verfügung steht und auf das Bildelement übertragen wird. Festzuhalten bleibt, dass die Kontaktelemente also während des Bebilderns eines Bildträgers gereinigt werden können, so dass auch bei hohen Druckdurchsätzen, das heißt einer großen Anzahl von ohne Unterbrechung hintereinander ablaufenden Bebilderungsvorgängen, eine hohe Kontaktsicherheit und somit jeweils ein gutes, vollständig entwickeltes Bild gewährleistet werden kann.

Nach einer Weiterführung der Erfindung, bei der während des Aufbringens eines elektrostatischen Musters auf den Bildträger allen Kontaktelementen gemeinsam die zu Reinigungszwecken dienende Wechselspannung zeitgleich zugeführt wird, werden - da die Kontaktelemente während eines Aufzeichnungsvorgangs unterschiedliche elektrische Potentiale auf die Aufzeichnungsoberfläche zu übertragen haben - geeignete Filter eingesetzt, die die Wechselspannung entsprechend verändern. Alternativ hierzu können auch geeignete Treiber vorgesehen sein, von denen jeweils mindestens einer einem einzelnen Kontaktelement zugeordnet ist. Mittels der Treiber können geeignete Signalformen und/oder -pulse erzeugt werden.

Als Alternative zu der "Online-Reinigung" ist auch eine "Offline-Reinigung" möglich, die zwischen zwei Bebilderungsvorgängen stattfindet und bei der an die Kontaktelemente nur die Wechselspannung, nicht aber das zum Aufzeichnen des elektrostatischen Musters dienende Gleichspannungssignal angelegt wird. Während der Reinigung wird also keine Bildinformation auf den Bildträger übertragen. Ein solcher Reinigungszyklus könnte beispielsweise in festen Intervallen, beispielsweise Zeitintervallen, oder nach einer bestimmten Anzahl von Bebilderungsvorgängen erfolgen. Die Dauer, wie lange die Wechselspannung an die Kontaktelemente angelegt wird und der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Reinigungsvorgängen ist vorzugsweise variierbar. Hierfür kann beispielsweise eine spezielle Sensorik eingesetzt werden, die den Grad der Verschmutzung der Kontaktelemente ermittelt und bei Bedarf einen Reinigungszyklus einleitet.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei der die zu Reinigungszwecken an die Kontaktelement angelegte Wechselspannung eine hohe Frequenz aufweist, was dazu führt, dass die Kontaktelemente stark zum Schwingen angeregt werden, was wiederum zu Vibrationen und zum Abfallen der Schmutzschicht/Partikel zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche und auf den Kontaktelementen selber führt. Die Frequenz der Wechselspannung kann beispielsweise 1 kHz betragen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Frequenz der Wechselspannung annähernd gleich groß wie die Resonanzfrequenz des Kontaktelement- Schmutzschicht-Systems ist. Dadurch wird erreicht, dass sich bei schon relativ geringer Anregung eine Schwingung aufbaut. Die Amplitude der Schwingung ist in jedem Fall nur so groß, dass die Kontaktelemente nicht beschädigt werden.

In bevorzugter Ausführungsform weist die Wechselspannung eine hohe Amplitude auf, die vorzugsweise in einem Bereich von 100 V bis 300 V liegt. Selbstverständlich ist es möglich, eine Wechselspannung größer oder kleiner als 300 V beziehungsweise 100 V anzulegen, um entsprechend große beziehungsweise kleine Vibrationen zu erzeugen.

Die Signalform der Wechselspannung kann unabhängig von der Höhe der Frequenz und der Höhe der Amplitude sinus-, rechteck- oder dreieckförmig sein.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Reinigen der Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes vorgeschlagen, das die Merkmale des Anspruchs 8 aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, das die mit einer Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers in Kontakt stehenden Kontaktelemente eine Relativbewegung gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche ausführen. Aufgrund dieser Relativbewegung werden an den Kontaktelementen und zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche angesammelte Verschmutzungen abgelöst, so dass mit hoher Sicherheit ein gewünschter elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen und den elektrostatisch aufzuladenden Bereichen der Aufzeichnungsoberfläche sichergestellt werden kann. Ferner kann die Relativbewegung auch dazu führen, dass die Schmutzschicht zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche durchbrochen und gegebenenfalls abgelöst wird.

Um die Relativbewegung zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche zu erzeugen, wird vorzugsweise die Aufzeichnungsoberfläche des Bildträgers verlagert, der zum Beispiel von einem antreibbaren Bildzylinder oder einer Platte oder dergleichen gebildet ist. Die Kontaktelemente beziehungsweise der Schreibkopf kann dabei ortsfest angeordnet sein. Nach einer anderen Ausführungsvariante werden nur die Kontaktelemente oder nur der Schreibkopf oder die Kontaktelemente und der Schreibkopf relativ gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche bewegt, die dabei stillstehen kann oder ebenfalls in einer bestimmten Richtung bewegt wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente einzeln, das heißt unabhängig voneinander bewegbar ausgebildet sind und/oder dass die Kontaktelemente einzeln, gruppenweise oder alle gemeinsam relativ gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche bewegt werden. Zur Vereinfachung des Aufbaus der Bebilderungsvorrichtung sind nach einer weiteren Ausführungsvariante die Kontaktelemente mechanisch miteinander gekoppelt und werden durch eine Verlagerung des gesamten Schreibkopfes relativ gegenüber dem Bildträger in gewünschter Weise bewegt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente quer oder im Wesentlichen quer zu einer Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche bewegt werden. Durch diese Bewegung werden sowohl die mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt stehenden Kontaktelemente als auch die Aufzeichnungsoberfläche selbst von Druckfarbenpartikeln beziehungsweise einer Schmutzschicht gereinigt. Zur Durchführung dieses Verfahrens sind bei einer Ausführungsform die Kontaktelemente so ausgebildet, dass sie einzeln bewegbar sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Schreibkopf senkrecht zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlagerbar, so dass in einfacher Weise alle Kontaktelemente gleichzeitig verlagert werden. Sofern der Bildträger von einem Bildzylinder gebildet wird, ist ein quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlagerbarer Schreibkopf ohnehin notwendig, da die Position der Kontaktelemente gegenüber den auf dem Bildträger in einer beispielsweise rechtwinkligen Matrix angeordneten Bildelementen, auf die mit Hilfe der Kontaktelemente jeweils ein gewünschtes elektrisches Potential übertragbar ist, ausgerichtet werden muss, damit das jeweilige Kontaktelement - in Bewegungsrichtung der Bildelemente gesehen - fluchtend mit der zugeordneten Bildelementenspalte angeordnet ist. Bei einer Bewegung der Kontaktelemente parallel zur Drehachse des Bildzylinders wirken die Kontaktelemente quasi als Schaber, die die Schmutzschicht zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche abkratzt. Die Schmutzschicht bildet sich beispielsweise dadurch, dass bei der Verwendung eines ein Polymergemisch aufweisenden Trockentoners als Druckfarbe das Polymermaterial, das zwischen die Kontaktelemente und der Aufzeichnungsoberfläche gelangt ist, auf der Aufzeichnungsoberfläche verschmiert wird. Das verschmierte Polymermaterial des Trockentoners kann sich auch auf den Kontaktelementen ablagern, wobei auch diese Schicht durch eine gegenüber der Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche quer dazu verlaufende Bewegung der Kontaktelemente abgeschabt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente in und entgegen der Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche bewegt werden. Auch durch diese Relativbewegung zwischen den in schleifenden Kontakt mit der Aufzeichnungsoberfläche stehenden Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche wird die auf den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche abgelagerte Schmutzschicht(en) abgekratzt, so dass die Kontaktsicherheit verbessert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Kontaktelemente von der Aufzeichnungsoberfläche zunächst abgehoben und danach wieder aufgesetzt. Beim Abheben können die sich vor den Kontaktelementen an diesen angesammelten beziehungsweise aufgestauten Partikel von der Aufzeichnungsoberfläche weitertransportiert und gegebenenfalls in einer nachfolgenden Reinigungsstation von der Aufzeichnungsoberfläche entfernt werden. Beim Aufsetzen der Kontaktelemente auf den Bildzylinder werden die an den Kontaktelementen anhaftenden Partikel durch die Bewegung der flexibel ausgebildeten, elektrisch leitenden Kontaktelemente quasi abgeschüttelt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahren ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Verfahren zum Reinigen der Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgeschlagen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Kontaktkraft verändert wird. Die Kontaktkraft wird vorzugsweise während des Druck-Bebilderungsprozesses zunächst konstant gehalten und dann verändert, wobei jedoch sichergestellt wird, dass der Kontakt zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche, zumindest während des Beschreibens des Bildträgers, bestehen bleibt. Durch die Kontaktkraftänderung verändert sich die Auslenkung der an die Aufzeichnungsoberfläche angedrückten, flexiblen Kontaktelemente, die um eine senkrecht zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlaufende Kante auf der Aufzeichnungsoberfläche verschwenkt beziehungsweise gekippt werden, wobei der Kontakt zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche dabei bestehen bleibt. Durch die neue, noch keine Schmutzschicht aufweisende Kante des Kontaktelements, die vorzugsweise relativ scharfkantig ausgebildet ist, kann die auf der Aufzeichnungsoberfläche gebildete Schmutzschicht durchdrungen und ein elektrischer Kontakt mit den aufzuladenden Bereichen der Aufzeichnungsoberfläche sichergestellt werden. Eine Kontaktkraftänderung kann aufgrund der Flexibilität und gegebenenfalls Eigenelastizität der Kontaktelemente ferner auch dazu führen, dass dabei die Kontaktelemente quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlagert werden, was zum Abkratzen der Schmutzschicht auf den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche führt. Die seitliche Auslenkung der Kontaktelemente bei Änderung der Kontaktkraft kann durch eine entsprechend ausgebildete Befestigung der Kontaktelemente am Schreibkopf und/oder aufgrund von entsprechend gewählter Herstellungstoleranzen der einzelnen Bauteile realisiert werden. Ferner können durch die Kontaktkraftänderung auch Spannungen innerhalb der Kontaktelemente entstehen, die in bestimmten Bereichen zu einem Ablösen der Verschmutzungen am Kontaktelement führen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters auf eine Aufzeichnungsfläche eines Bildträgers mit den Merkmalen des Anspruchs 19 vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst einen Schreibkopf mit einer Anzahl von Kontaktelementen zum Kontaktieren der Aufzeichnungsoberfläche und zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest einem Kontaktelement ein Piezoelement zugeordnet ist, mit dessen Hilfe die Kontaktkraft veränderbar ist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine Möglichkeit geschaffen, ein einzelnes Kontaktelement relativ gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche des Bildträgers zu verlagern, wodurch eine Reinigungswirkung erzielt und darüber hinaus die Kontaktsicherheit erhöht wird.

In bevorzugter Ausführungsform ist jedem der Kontaktelemente jeweils ein Piezoelement zugeordnet, so dass alle Kontaktelemente einzeln und unabhängig voneinander bewegbar sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kontaktelement mit Hilfe des Piezoelements von der Aufzeichnungsoberfläche abhebbar ist. Hierzu ist das Piezoelement entsprechend mit dem Kontaktelement gekoppelt. Die Änderung der räumlichen Gestalt des Piezoelements, die abhängig ist, von der an das Piezoelement angelegten elektrischen Spannung, ist relativ genau einstellbar, so dass durch Variieren dieser Spannung das Kontaktelement von der Aufzeichnungsfläche abgehoben und bei einer entsprechenden Spannungsänderung wieder in Kontakt mit der Aufzeichnungsoberfläche gebracht werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Anordnung beziehungsweise die Kopplung des Piezoelements mit dem Kontaktelement so ausgebildet, dass bei einer Spannungsbeaufschlagung des Piezoelements das Kontaktelement in oder entgegen der Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche und/oder quer dazu bewegt wird, wodurch eine gegebenenfalls auf dem Kontaktelement und der Aufzeichnungsoberfläche befindliche Schmutzschicht abgeschabt werden kann, was die Kontaktsicherheit erhöht.

Schließlich wird noch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei dem ein Piezoelement mehreren Kontaktelementen zugeordnet ist. Die Relativbewegung dieser Kontaktelemente gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche erfolgt also gleichzeitig. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels eines elektrografischen Schreibkopfes;

Fig. 2 und 4 jeweils eine schematische Darstellung eines mit einer Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers in Kontakt stehenden Kontaktelements;

Fig. 5 und 6 jeweils eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels des Kontaktelements, das mittels eines Piezoelements bewegbar ist und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Schreibkopfes.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters, das einem aufzuzeichnenden elektronischen Bild entspricht, auf einer Aufzeichnungsoberfläche 3 eines Bildträgers 5, der hier rein beispielhaft von einem um seine Längsmittelachse rotierbaren Bildzylinder 7 gebildet ist. Die Aufzeichnungsoberfläche 3 ist hier vom Mantel des Bildzylinders 7 gebildet, dessen Bewegungsrichtung 9 bei Rotation des Bildzylinders 7 mit einem Pfeil dargestellt ist.

Der Bildträger 5 beziehungsweise der Bildzylinder 7 sind vorzugsweise so ausgebildet, 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 Bildzylinders 7 näher eingegangen.

Der antreibbare Bildzylinder 7, von dem in Fig. 1 ein Teil seines Mantels im Querschnitt und in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, weist üblicherweise einen aus Stahl oder Aluminium bestehenden Kern auf, um den herum eine als Masseebene dienende, elektrisch leitende Lage 11 vorgesehen ist. Um die Lage 11 herum ist eine Schicht 13 angeordnet, die aus einem elektrisch gut isolierenden Material, wie zum Beispiel Keramik, besteht. Auf der Schicht 13 sind eine Vielzahl von leitfähigen Bereichen, die im Folgenden als Bildelemente 15 (Pixel) bezeichnet werden, in einer Matrix angeordnet. Die elektrisch leitfähigen Bildelemente 15 sind mit der elektrisch leitfähigen Lage 11 nicht verbunden und bilden mit dieser jeweils einen Kondensator. Da die Bildelemente inselförmig ausgebildet, also elektrisch voneinander getrennt sind, sind sie mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen aufladbar. Die Bildelemente 15 sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in das Dielektrikum eingebettet, so dass die Aufzeichnungsoberfläche 3 insgesamt sehr glatt ist. Bei einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bildzylinder 7 eine äußere, farbabstoßende Beschichtung auf, die zumindest die dielektrische Schicht 13 bedeckt. Allen Ausführungsbeispielen des Bildzylinders 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 7 angeordneten Schreibkopf 17, der sich über die gesamte Länge des Bildzylinders 7 erstreckt und eine Anzahl Kontaktelemente 19 aufweist, die hintereinander in einer Reihe und in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Kontaktelemente 19 sind hier von flexiblen, elektrisch leitenden Kontaktzungen 21 gebildet, die die Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 7 federnd kontaktieren. Jedes der Kontaktelemente 19 ist - in Bewegungsrichtung 9 des Bildzylinders 7 gesehen - jeweils einer Spalte der Bildelementenmatrix zugeordnet. Mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuereinrichtung können die Kontaktelemente 19 einzeln angesteuert beziehungsweise mit einer elektrischen Spannungsquelle, vorzugsweise Gleichspannungsquelle, verbunden werden, so dass mit jedem der Kontaktelemente 19 ein gewünschtes elektrisches Potential auf die Aufzeichnungsoberfläche 3 beziehungsweise auf das vom jeweiligen Kontaktelement 19 kontaktierte Bildelement 15 übertragen wird. Das auf die Aufzeichnungsoberfläche 3 aufgebrachte elektrostatische Muster entspricht einer gewünschten Bildinformation, die in bekannter Weise auf ein Drucksubstrat, beispielsweise ein Papier, übertragen werden kann.

Auf die ungleichmäßig aufgeladenen Bereiche der Aufzeichnungsoberfläche 3 wird mit Hilfe einer - in Bewegungsrichtung 9 der Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - dem Schreibkopf 17 nachgeordneten Auftragseinrichtung (nicht dargestellt) eine Druckfarbe, beispielsweise Flüssigtoner oder Trockentoner, in bekannter Weise zugeführt. Der Toner besteht beispielsweise aus einem elektrisch geladenen Pulver, das vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von 10 µm aufweist. Das Pulvermaterial ist im Wesentlichen ein Pigment-Polymergemisch. Die Tonerpartikel lagern sich an den unterschiedlich aufgeladenen Bildelementen 15 ab, wobei die an den Bildelementen 15 abgeschiedenen Mengen des Toners monoton mit den Feldstärken in diesen geladenen Bereichen zunehmen. Anschließend wird das mit dem Flüssig- oder Trockentoner sichtbar gemachte Muster auf dem Bildträger in bekannter Weise auf ein Drucksubstrat 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.

Nach einer gewissen Zeit setzen sich Tonerpartikel an den einzelnen Kontaktelementen 19 ab, wobei sich auch Tonermaterial zwischen den Kontaktelementen 15 und dem Bildzylinder 7 anlagert, das eine Schmutzschicht bildet, die einen direkten elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen 15 und dem Bildzylinder 7, insbesondere mit den aufzuladenden Bildelementen 15 verhindert. Dadurch kann kein elektrisches Potential mehr übertragen werden, so dass das zu erzeugende Bild erheblich gestört wird. Zum Reinigen der Kontaktelemente 19 ist erfindungsgemäß vorgesehen, an diese eine Wechselspannung anzulegen. Die Frequenz und die Amplitude der an das jeweilige Kontaktelement 19 angelegten Wechselspannung ist vorzugsweise einstellbar. Die fingerförmig ausgebildeten Kontaktelemente 19 werden durch die Wechselspannung zum Schwingen angeregt, wodurch die Schmutzschicht und die Tonerpartikel an den Kontaktelementen 19 und der Aufzeichnungsoberfläche 3 abgelöst werden. Die abgelösten Verschmutzungen können beispielsweise nachfolgend von der Aufzeichnungsoberfläche 3 abgesaugt, abgebürstet, weggeblasen oder in sonstiger Weise entfernt werden.

Der Schreibkopf 17 ist mit Hilfe einer geeigneten, nicht dargestellten Stelleinrichtung in und entgegen sowie senkrecht zur Bewegungsrichtung 9 der Aufzeichnungsoberfläche 3 bewegbar, wie mit einem Doppelpfeil 23 beziehungsweise 25 angedeutet. Des weiteren ist der Schreibkopf 17 senkrecht beziehungsweise in senkrechter Richtung zur Aufzeichnungsoberfläche 3 mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung bewegbar, wie mit einem Doppelpfeil 27 angedeutet. Zum Reinigen der Kontaktelemente 19 der Aufzeichnungsoberfläche 3 wird der Schreibkopf 17 in und entgegen der Bewegungsrichtung 9 des Bildzylinders 7 und/oder quer zur Bewegungsrichtung 9 bewegt.

Dies kann während des Aufbringens eines elektrostatischen Musters auf den Bildzylinder 7, also während an den Kontaktelementen eine Schreibspannung anliegt, oder während eines Reinigungszyklus' der Vorrichtung 1, währenddessen kein Bild auf der Aufzeichnungsoberfläche aufgezeichnet wird, erfolgen. Dieser Bewegung beziehungsweise diesen Bewegungen des Schreibkopfes 7 kann eine Vertikalbewegung des Schreibkopfes 17 in Richtung des Doppelpfeils 27 überlagert werden, was zu einer Veränderung der Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen 19 und der Aufzeichnungsoberfläche 3 führt und ebenfalls zur Reinigung der Aufzeichnungsoberfläche 3 und der Kontaktelemente 19 beiträgt.

Es ist auch möglich, dass der Schreibkopf 17, beispielsweise während eines Reinigungszyklus', so weit von der Aufzeichnungsoberfläche 3 angehoben wird, dass die Kontaktelemente 19 vom Bildzylinder 7 abgehoben sind. Dabei oder beim erneuten Aufsetzen der Kontaktelemente 19 auf den Bildzylinder 7 werden die Verschmutzungen abgelöst.

Bei einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist vorgesehen, dass jedes einzelne Kontaktelement 19 in und entgegen der Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche 9 quer und/oder vertikal zur Bewegungsrichtung 9 - vorzugsweise unabhängig voneinander - bewegbar sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung sind mehrere Reinigungsvarianten realisierbar. Nach einer ersten Ausführungsvariante wird mindestens ein die Aufzeichnungsoberfläche kontaktierendes Kontaktelement 19 aus einer Ausgangsstellung - in Bewegungsrichtung 9 der Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - nach links oder rechts in eine zweite fixe Position verlagert, wobei der Kontakt zum Bildelement 15 weiter bestehen bleibt. Diese seitliche Verlagerung kann beispielsweise nach einer bestimmten Anzahl von Druckvorgängen gestartet werden. Des weiteren kann in einem bestimmten Intervall mindestens eines der Kontaktelemente 19 quer zur Bewegungsrichtung 9 nach rechts oder rechts verfahren werden, in der es ebenfalls eine fixe Position einnimmt und nach einer gewünschten Zeit, die abhängig von den durchgeführten Druckaufträgen sein kann, wieder zurückverlagert wird. Die Steuerung der Bewegung der Kontaktelemente 19 ermöglicht, dass deren Querbewegung beziehungsweise deren Position gegenüber der parallel zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlaufenden Spalten und den senkrecht hierzu verlaufenden Reihen der Bildelementen-Matrix separat voneinander einstellbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass mindestens ein Kontaktelement 19 nach beispielsweise dem hundertsten erzeugten Druckbild nach links in eine fixe Position verlagert wird und nach beispielsweise dem dreihundertsten Druckauftrag wieder nach rechts verschoben wird, während mindestens ein Kontaktelement nach dem zweihundertsten Druckauftrag zunächst nach rechts verfahren wird und nach dem vierhundertsten Druckauftrag nach links zurückverlagert wird. Dieser Intervall ist ohne weiteres variierbar und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1000 Druckaufträgen, das heißt, eine Bewegung der Kontaktelemente 19 kann also beispielsweise auch erst nach 1000, 3000, 5000, . . . beziehungsweise nach 2000, 4000, 6000, . . . Druckaufträgen erfolgen. Ein häufiges Reinigen der Kontaktelemente erhöht zwar die Reinigungswirkung, jedoch können dadurch auch die maximale Anzahl der möglichen Druckvorgänge reduziert werden, bevor Teile des Schreibkopfes beziehungsweise der Bildzylinder 7 ausgetauscht werden müssen.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass mindestens eines der Kontaktelemente 19 in einem bestimmten Intervall, beispielsweise in Abhängigkeit der Anzahl der durchgeführten Druckvorgänge, seitlich eine bestimmte Wegstrecke verfahren wird und dann sofort in seine Ausgangsstellung zurückverlagert wird. Vorzugsweise ist die Verlagerungsgeschwindigkeit bei einer Querbewegung der Kontaktelemente nur gering, so dass sichergestellt werden kann, dass die Schmutzschicht auf dem Bildelement vollständig abgeschabt wird. Selbstverständlich können die Kontaktelemente auch mit einer relativ hohen Geschwindigkeit quer zur Bewegungsrichtung 9 verlagert werden, wodurch die Zeitdauer der Reinigung verkürzt werden kann. Aus allem wird deutlich, dass hier auch noch weitere, nicht näher beschriebene Kombinationen bezüglich der Reinigungsintervalle und Bewegung der Kontaktelemente möglich sind.

Um Ablagerungen beziehungsweise die Bildung einer Schmutzschicht auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 und den Kontaktelementen 19 zu verhindern, können die Kontaktelemente 19 auch permanent bewegt werden, während sie die Aufzeichnungsoberfläche kontaktieren, und zwar geradlinig in Bewegungsrichtung 9 der Aufzeichnungsoberfläche 3 und/oder quer zur Bewegungsrichtung 9. Die Kontaktelemente können auch so bewegt werden, dass sie beispielsweise eine kreisende Bewegung durchführen, das bedeutet, dass die Kontaktelemente gleichzeitig in Bewegungsrichtung und quer dazu bewegt werden. Eine kreisende Bewegung der Kontaktelemente ist letztlich wieder aufteilbar in eine Bewegung in Bewegungsrichtung 9 sowie in eine Bewegung senkrecht hierzu, so dass keine speziellen Bewegungseinrichtungen für die Kontaktelemente 19 vorgesehen werden müssen außer denen, mittels derer die Kontaktelemente ohnehin in Bewegungsrichtung 9 und quer dazu verlagerbar sind.

Unabhängig davon, ob alle Kontaktelemente 19 gemeinsam oder nur einzelne Kontaktelemente relativ gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche 3 bewegt werden, muss sichergestellt werden, dass dabei während des Bebildern des Bildzylinders benachbart angeordnete Bildelemente nicht gleichzeitig von einem Kontaktelement kontaktiert werden, was zu einem Kurzschluss führen würde. Darüber hinaus erfolgt die Annäherung eines ein Bildelement aufladenden Kontaktelements an ein benachbartes Bildelement vorzugsweise immer nur bis auf einen Sicherheitsabstand, um einen Spannungsüberschlag zu vermeiden.

Die Frequenz der Bewegung der Kontaktelemente kann grundsätzlich auch willkürlich geändert werden, auch während des Aufbringens des elektrostatischen Musters auf die Aufzeichnungsoberfläche 3. Durch die einstellbare Frequenz ist es möglich, die Resonanzeffekte der vibrierenden Kontaktelemente 19 zu nutzen.

Aus allem wird deutlich, dass die Bewegungen der Kontaktelemente zur Erzielung einer Reinigungswirkung während eines Druckvorgangs oder während eines Reinigungszyklus' der Vorrichtung 1 praktisch beliebig ist. Wichtig ist, dass das von einem Kontaktelement aufzuladende Bildelement so lange kontaktiert wird, dass das gewünschte elektrische Potential übertragen wird. Dies gilt insbesondere für die Fälle, bei denen die Kontaktelemente beziehungsweise ein einzelnes Kontaktelement von der Aufzeichnungsoberfläche zunächst abgehoben und anschließend wieder aufgesetzt wird, um eine Reinigungswirkung zu erzielen.

Fig. 2 bis 4 zeigen jeweils einen Teil eines die Aufzeichnungsoberfläche 3 kontaktierenden Kontaktelements 19 in verschiedenen Positionen. In Fig. 2 ist das Kontaktelement 19 mit einer bestimmten, konstanten Kraft an die Aufzeichnungsoberfläche 3 angepresst. Dabei wird zwischen dem Kontaktelement und der Aufzeichnungsoberfläche eine Kontaktfläche 29 gebildet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist in dieser Stellung das Kontaktelement 19 gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche 3 in deren Bewegungsrichtung 9 um einen Winkel α geneigt. Dadurch stellt sich eine gleichförmige Kontaktkraft F zwischen Aufzeichnungsoberfläche und Kontaktelement ein, was die Kontaktsicherheit erhöht. Die gleichförmige Kontaktkraft ist bei allen Kontaktelementen vorzugsweise gleich groß. Die ebene Kontaktfläche 29 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch Verschleiß des Kontaktelements 19 gebildet. Die verschlissene Kante 31 des Kontaktelements 19 ist gestrichelt dargestellt.

Wenn die Kraft, mit der das Kontaktelement 19 an die Aufzeichnungsoberfläche gepresst wird, erhöht wird, biegt sich das flexible Kontaktelement 19 - wie in Fig. 3 dargestellt - so weit durch, dass der Neigungswinkel α gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Stellung verringert ist. Dies führt dazu, dass das Kontaktelement 19 um eine Kante 33 der Kontaktfläche 29 gekippt wird, das heißt, die ebene Kontaktfläche 29 hebt von der Aufzeichnungsoberfläche 3 ab. Durch die neue scharfe Kante 33 des Kontaktelements, auf die die vorzugsweise gleichförmige Kontaktkraft F1 (F1 < F) wirkt und die nunmehr die neue Kontaktfläche zwischen Kontaktelement und Aufzeichnungsoberfläche bildet, kann eine auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 abgelagerte Schmutzschicht abgeschabt und ein direkter elektrischer Kontakt zu den Bildelementen gewährleistet werden, auch ohne dass das Kontaktelement - wie oben beschrieben - in Bewegungsrichtung 9 oder quer dazu verlagert wird. Nachteilig bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Kontaktelements 19 ist, dass die Aufzeichnungsoberfläche 3 und die vorherige Kontaktfläche 29, deren Funktion von der neuen Kante 33 übernommen wird, einen keilförmigen Spalt bilden, in den sich Partikel ablagern können. Um dies zu vermeiden, wird ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Stellung die Anpresskraft auf das Kontaktelement 19 reduziert, wodurch sich das Kontaktelement 19 quasi aufstellt, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Kontaktkraft F2 (F < F2 < F1) wird nun über eine neue, scharfe Kante 33' auf den Bildträger 5 aufgebracht. Der Keil zwischen der von der Aufzeichnungsoberfläche abgehobenen Kontaktfläche 29 und der Aufzeichnungsoberfläche 3 liegt nun - in Bewegungsrichtung 9 der Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - hinter der Kante 33', so dass sich in diesem Freiraum keine Partikel ansammeln können.

Bei dem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente, wie oben beschrieben, in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gegenüber dieser um einen vorher bestimmbaren Winkel α geneigt sind, der vorzugsweise in einem Bereich von 5° bis 80° liegt. Die Kontaktelemente sind vorzugsweise bei jedem Ausführungsbeispiel der Erfindung gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche geneigt, wobei deren Neigungswinkel unterschiedlich sein kann oder gleich groß ist. Alternativ zu dem in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel können die Kontaktelemente auch entgegen der Bewegungsrichtung 9 der Aufzeichnungsoberfläche 3 um einen Winkel α geneigt sein. Dies würde in den Fig. 2 bis 4 beispielsweise einer Anordnung der Kontaktelemente entsprechen, wenn die Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche entgegengesetzt zur dargestellten Pfeilrichtung wäre, also gemäß der Darstellung der Fig. 2 bis 4 von links nach rechts.

In bevorzugter Ausführungsform liegt die Länge L der Kontaktelemente in einem Bereich von 25 µm bis 2500 µm, deren Breite B in einem Bereich von 5 µm bis 45 µm und deren Dicke in einem Bereich von 1 µm bis 250 µm auf. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die Anpresskraft eines Kontaktelements an die Aufzeichnungsoberfläche in einem Bereich von 1 µN bis 100 mN.

Fig. 5 zeigt eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels eines mit einer nicht dargestellten elektrischen Spannungsquelle verbundenen Kontaktelements 19, das an die Aufzeichnungsoberfläche 3 eines Bildträgers 5 andrückbar ist. Das gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche 3 geneigte Kontaktelement 19 ist mit einem Piezoelement 35 verbunden, das sich mit seiner dem Kontaktelement 19 abgewandten Oberseite 37 an einer nicht dargestellten ortsfesten Basis abstützt beziehungsweise an dieser befestigt ist. Im spannungslosen Zustand des Kontaktelements 19 weist das Piezoelement 35 eine Länge L0 auf. Wenn das Kontaktelement 19 mit der elektrischen Spannungsquelle, die vorzugsweise eine Gleichspannungsquelle ist, verbunden wird, dehnt sich das Piezoelement 35 - wie in Fig. 6 dargestellt - in Längsrichtung auf eine Länge L1 aus, die so groß ist, dass das Kontaktelement 19 auf die Aufzeichnungsoberfläche 3 abgesenkt und mit einer definierten, vorzugsweise gleichförmigen Kraft daran angepresst wird. Nun kann ein gewünschtes elektrisches Potential auf ein Bildelement des Bildträgers 5 übertragen werden. Wenn das Kontaktelement 19 von der elektrischen Spannungsquelle getrennt wird, verkürzt sich die Länge des Piezoelements 35 wieder, so dass das Kontaktelement 19 wieder von der Aufzeichnungsoberfläche 3 abgehoben wird und die in Fig. 5 dargestellte Position einnimmt.

Es ist möglich, dass jedem Kontaktelement 19 des Schreibkopfes 17 ein derartiges Piezoelement 35 zugeordnet ist, so dass jedes einzelne Kontaktelement unabhängig von den anderen von der Aufzeichnungsoberfläche 3 abgehoben und wieder auf diese aufgesetzt und mit gewünschter Kraft angedrückt werden kann. Um den Aufbau der Vorrichtung 1 zu vereinfachen, ist bei einem anderen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass jeweils ein Piezoelement mehreren Kontaktelementen 19 zugeordnet ist, die bei einer Änderung der räumlichen Gestalt des Piezoelements gemeinsam an die Aufzeichnungsoberfläche 3 mit vorzugsweise gleich großer und gleichförmiger Kraft gedrückt beziehungsweise von dieser abgehoben werden. Besonders vorteilhaft an der anhand der Fig. 5 und 6 beschriebenen Verlagerungs-/Andrückeinrichtung für die Kontaktelemente ist, dass sofern kein elektrisches Potential auf ein Bildelement übertragen und das Kontaktelement daher nicht mit der Spannungsquelle verbunden ist, es automatisch von der Aufzeichnungsoberfläche 3 abgehoben wird. Dadurch kann der Verschleiß der Kontaktelemente reduziert und die Standzeit des Schreibkopfes 17 vergrößert werden.

Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsvarianten des Piezoelements möglich, um es in Abhängigkeit bestimmter Kriterien in seiner Länge zu verändern, damit das Kontaktelement zu bewegen. Beispielsweise kann die Längenänderung des Piezoelements durch eine von der Schreibspannung, mit der das Kontaktelement beaufschlagt wird, abweichenden Steuerspannung bewirkt werden.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft ferner auch eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines einem aufzuzeichnenden Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf einer Aufzeichnungsoberfläche 3 eines Bildzylinders 7, von der ein Ausführungsbeispiel in Fig. 7 dargestellt ist, sowie ein damit realisierbares Verfahren. Teile, die bereits anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurden, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern zur Beschreibung der Fig. 1 bis 6 verwiesen wird.

Die Vorrichtung 1 besitzt einen Schreibkopf 17, der eine Anzahl von Kontaktelemente 19 zum Kontaktieren der Aufzeichnungsoberfläche 3 aufweist. An dem Schreibkopf 17 sind zwei Distanzelemente 39 und 41 angeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel von jeweils einer frei drehbaren, schmalen Rolle gebildet sind, um den Verschleiß zu reduzieren. Die Distanzelemente 39, 41 sind hier am seitlichen Rand des Schreibkopfes 17 und außerhalb der Aufzeichnungsoberfläche 3 angeordnet. Durch eine Relativbewegung des Schreibkopfes 17 gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche sind die Distanzelemente 39, 41 an den Umfang des Bildzylinders 7 andrückbar, so dass ein exakter, reproduzierbarer Abstand des Schreibkopfs 17 vom Bildzylinder gewährleisten werden kann. Zumindest während des Aufzeichnens des elektrostatischen Musters auf den Bildzylinder 7 wird der gesamte Schreibkopf 17 soweit in Richtung des Umfangs des Bildzylinders 7 bewegt (Doppelpfeil 43), bis die Distanzelemente 39, 41 daran anliegen.

Zwischen den Distanzelementen 39, 41 sind die Kontaktelemente 19 angeordnet, von denen lediglich einige wenige dargestellt sind. Die Länge der flexiblen Kontaktelemente 19 ist so gewählt, dass sie bei vom Bildzylinder 7 abgehobenen Zustand über die Distanzelemente 39, 41 hinausstehen, beispielsweise um 30 µm, wie in Fig. 7 gestrichelt angedeutet. Beim "Aufsetzen" des Schreibkopfs 17 auf den Bildzylinder 7 werden die Distanzelemente 39, 41 an den Bildzylinderumfang mit vorzugsweise einstellbarer Kraft gedrückt. Dabei werden alle Kontaktelemente 19 aufgrund ihres Überstands gegenüber den Distanzelementen 39, 41 in Anlage mit der Aufzeichnungsoberfläche 3 gebracht und dabei gleichmäßig ausgelenkt beziehungsweise durchgebogen, wodurch sich eine bestimmte, gleichförmige Kontaktkraft zwischen dem jeweiligen Kontaktelement und der Aufzeichnungsoberfläche ergibt, die bei allen Kontaktelementen vorzugsweise gleich groß ist. Um eine konstante, gleichförmige Kontaktkraft auch bei einer Unwucht des rotierenden Bildzylinders 7 gewährleisten zu können, ist der Schreibkopf 17 mit Hilfe nicht dargestellter Stellmittel in senkrechter Richtung zur Aufzeichnungsoberfläche 3 verlagerbar, wie mit einem Doppelpfeil 43 angedeutet. Der Schreibkopf 17 wird ständig der Aufzeichnungsoberfläche so nachgeführt, dass die Distanzelemente 39, 41 permanent am Bildzylinderumfang anliegen. Dadurch bleibt trotz einer Unwucht auch die Durchbiegung der Kontaktelemente immer gleich und somit deren Kontaktkraft konstant. Die Anpresskraft, mit der Distanzelemente an die Aufzeichnungsoberfläche gedrückt werden, ist also größer als die Rückstellkräfte der durchgebogenen Kontaktelemente.

Durch eine gleichförmige, insbesondere konstante Anpressung der Kontaktelemente an die Aufzeichnungsoberfläche kann die Kontaktsicherheit erhöht werden. Die Anpresskraft beziehungsweise der an der zwischen dem jeweiligen Kontaktelement und der Aufzeichnungsoberfläche gebildeten Kontaktfläche wirkende Anpressdruck ist lediglich so hoch, dass ein erhöhter Verschleiß der Kontaktelemente und der Aufzeichnungsoberfläche vermieden wird. Die Anpresskraft darf jedoch nicht zu klein sein, so dass auch bei einer Unwucht des Bildzylinders oder Verunreinigungen auf der Aufzeichnungsoberfläche eine ausreichende Kontaktsicherheit gewährleistet werden kann.

Die Anzahl der Distanzelemente kann ohne weiteres variiert werden. So kann der Schreibkopf beispielsweise auch lediglich ein Distanzelement oder beispielsweise vier Distanzelemente aufweisen. Des weiteren ist auch die Anordnung des beziehungsweise der Distanzelemente am Schreibkopf variabel. Die Anordnung der Distanzelemente kann beispielsweise so gewählt sein, dass sie an die Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 7 oder in einem dazu seitlich versetzten Randbereich angedrückt werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Kontaktelemente die Aufzeichnungsoberfläche uns somit auch die Bildelemente kontaktieren, sind die Distanzelemente - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - den Kontaktelementen 19 vorzugsweise vorgeordnet. Die Distanzelemente kontaktieren die Bildelemente daher nur vor deren Aufladung durch die Kontaktelemente. Um einen Kurzschluss oder einen Überschlag zwischen benachbarten Bildelementen zu vermeiden, sind die Distanzelemente aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie zum Beispiel PVC hergestellt oder zumindest in ihren Anlagebereichen an der Aufzeichnungsoberfläche entsprechend beschichtet.

Um während des Aufbringens eines elektrostatischen Musters auf den Bildzylinder eine gleichförmige, vorzugsweise konstante Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche auch bei einer Unwucht des Bildzylinders gewährleisten zu können, ist bei einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der die Kontaktelemente aufweisende Schreibkopf mit Hilfe eines ortsfest angeordneten Motors permanent mit einem konstanten Drehmoment beaufschlagt wird, was dazu dient, die Kontaktelemente an die Aufzeichnungsoberfläche anzudrücken. Deren Durchbiegung und somit auch die Kontaktkraft ändert sich auch bei einer Unwucht des Bildzylinders nicht. Daher kann durch Beeinflussung des vom Motor auf die Schreibleiste aufgebrachten Drehmoments eine einheitliche konstante Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen und der Aufzeichnungsoberfläche realisiert werden, wodurch die Kontaktsicherheit verbessert wird. Die Kontaktkraft ist vorzugsweise nur so hoch, dass ein erhöhter Verschleiß vermieden wird.

Bei einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters auf einem Bildzylinder ist vorgesehen, dass der die Kontaktelemente aufweisende Schreibkopf zumindest während des elektrostatischen Aufladens der Aufzeichnungsoberfläche gegenüber der Drehachse des Bildzylinders in einer ortsfesten, konstanten Position gehalten wird, in der die flexiblen Kontaktelemente an die Aufzeichnungsoberfläche des Bildzylinders angedrückt sind. Eine Unwucht des Bildzylinders führt hier dazu, dass die die Aufzeichnungsoberfläche kontaktierenden Kontaktelemente mal mehr mal weniger durchgebogen werden, was zwar zu einer Änderung der Kontaktkraft zwischen Kontaktelement und Aufzeichnungsoberfläche führt, jedoch kann bei dieser Ausgestaltung der Aufbau der Vorrichtung insgesamt vereinfacht werden.

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 (23)

1. Verfahren zum Reinigen der Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kontaktelemente eine Wechselspannung angelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente eine Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers kontaktieren, während die Wechselspannung angelegt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung während des Aufbringens von Ladungen zum Aufbau einer Bildinformation auf die Aufzeichnungsoberfläche mittels der Kontaktelemente an diese angelegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung eine hohe Frequenz aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Wechselspannung annähernd gleich groß wie die Resonanzfrequenz des Kontaktelement-Schmutzschicht-Systems ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung eine hohe Amplitude aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung in mindestens einem bestimmten Intervall und/oder für eine bestimmte Dauer angelegt wird.

8. Verfahren zum Reinigen der eine Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers kontaktierenden Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente eine Relativbewegung gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche ausführen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente quer oder im Wesentlichen quer zu einer Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche bewegt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente in und entgegen der Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche bewegt werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente von der Aufzeichnungsoberfläche abgehoben und danach wieder aufgesetzt werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente einzeln, gruppenweise und/oder alle gemeinsam von der Aufzeichnungsoberfläche abhebbar und/oder absenkbar sind.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente in Schwingung versetzt werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente in mindestens einem bestimmten Zeitintervall und/oder für eine bestimmte Dauer oder ständig bewegt werden.

15. Verfahren zum Reinigen der eine Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers kontaktierenden Kontaktelemente eines elektrografischen Schreibkopfes, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraft verändert wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraft reduziert wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraft in mindestens einem bestimmten Zeitintervall und/oder nach einer bestimmten Anzahl von Bebilderungsvorgängen für eine variierbare Dauer verändert wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraft während des Aufbringens eines elektrostatischen Musters auf die Aufzeichnungsoberfläche verändert wird.

19. Verfahren lach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (19) während eines Aufzeichnungsvorgangs von der Aufzeichnungsoberfläche (3) abgehoben und auf diese wieder abgesenkt werden können.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Kontaktsicherheit die Anpresskraft, mit der die Kontaktelemente (19) an die Aufzeichnungsoberfläche (3) angepresst werden, vorzugsweise bei allen Kontaktelementen (19), gleichförmig, insbesondere gleich groß, ist.

21. Vorrichtung zum Erzeugen eines einem aufzuzeichnenden Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf einer Aufzeichnungsoberfläche eines Bildträgers, mit einem Schreibkopf, der eine Anzahl von Kontaktelemente zum Kontaktieren der Aufzeichnungsoberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Kontaktelement (19) ein Piezoelement (35) zugeordnet ist, mittels dessen die Kontaktkraft veränderbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (19) mit Hilfe des Piezoelements (35) von der Aufzeichnungsoberfläche (3) abhebbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (35) mehreren Kontaktelementen (19) zugeordnet ist.