DE1203808C2

DE1203808C2 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken

Info

Publication number: DE1203808C2
Application number: DE1961F0033353
Authority: DE
Inventors: Clyde Orville Childress; Louis Jack Kabell
Original assignee: Electrostatic Printing Corp of America
Current assignee: Electrostatic Printing Corp of America
Priority date: 1960-03-04
Filing date: 1961-03-04
Publication date: 1973-03-08
Also published as: BE600948A; CH382195A; DE1203808B; CH431275A; GB919919A; CH395913A; CH261061A4; US3081698A; FR1282489A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken eines Gegenstandes mit zwei paarweise in Abstand angeordneten Elektroden, die an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen sind, und mit wenigstens einem Schablonensieb, wobei eine Vorrichtung zum Aufgeben eines Farbstoffes auf das Schablonensieb vorgesehen ist und der Aufgabebereich in den zwischen den im Abstand liegenden Elektroden gebildeten Luftspalt liegt.

Um die Druckfarbe ohne wesentliche Pressung zwischen der Druckvorlage und dem zu bedruckenden Gegenstand auf diesen im Druckmuster aufzubringen, ist es bekannt (USA.-Patentschrift 2 590 321), eine Schablonensiebwalze mit dem entsprechenden Druckmuster zu verwenden, wobei der Farbstoff aus dem Innern der Schablone durch ein elektrostatisches Feld auf das in direkter Berührung mit dem zu bedruckenden Gegenstand stehende Schablonensieb aufgebracht wird. Das elektrostatische Feld wird durch eine im Innern der Schablonenwalze in Abstand von der Schablonenwand angeordnete Elektrode und einer in Abstand von der anderen Seite des zu bedruckenden Gegenstandes angeordnete Gegenelektrode erzeugt. Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt der Auftrag des Farbstoffes durch direkte Berührung zwischen der Druckvorlage und dem zu bedruckenden Gegenstand. Bei großen zu bedruckenden Flächenbereichen ist in jedem Fall eine gewisse Anpressung erforderlich, um eine gleichmäßige Berührung zwischen Schablonensieb und Gegenstand sicherzustellen. Wenn bei dieser bekannten Anordnung keine direkte Berührung erfolgt, ist der Farbauftrag für den Fall, daß überhaupt das elektrostatische Feld Farbstoff vom Schablonensieb durch einen eventuell gebildeten Luftspalt auf den Gegenstand transportiert, kein genauer Abdruck möglich, da die Kraftlinien des elektrostatischen Feldes, entlang denen der Farbstoff gefördert wird, beim Durchtritt durch das Schablonensieb weitgehend abgelenkt

ao werden, so daß in einem eventuell gebildeten Luftspalt eine starke Streuung der Kraftlinien und damit des geförderten Farbstoffes auftritt.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf eine Oberfläche ein Farbauftrag dadurch aufgebracht werden kann, daß pulverförmiger Farbstoff in ein durch den zu bedruckenden Gegenstand gehendes elektrostatisches Feld eingeblasen wird, wobei außerhalb des elektrostatischen Feldes der Farbstoff sich mit dem Luftstrom weiterbewegt, während innerhalb des elektrostatischen Feldes die Farbstoffteilchen auf die Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes niedergeschlagen und darauf anschließend fixiert werden.

Dabei ist es ferner bekannt, einen Ladungsbildträger zu verwenden, wobei die Aufladung des Ladungsbildträgers nur an den dem zu erzeugenden Ladungsbild entsprechenden Stellen erfolgt. Die Form des Ladungsbildes wird dabei durch entsprechende Ausnehmungen in einer dem Ladungsbildträger vorgelagerten Blende erzielt.

Bei dieser bekannten Anordnung erfordert die Bildung eines sichtbaren Bildes mindestens zwei Arbeitsstufen, nämlich einmal die Bildung eines latenten Bildes (Ladung) und anschließend das Bepudern dieses latenten Bildes an einer anderen Bearbeitungsstelle mit Farbpulver. Dieses Verfahren ist relativ umständlich und schließt die Möglichkeit ein, daß bei nicht sorgfältigem Arbeiten das latente Ladungsbild beeinflußt und damit die Farbeindeckung unterschiedlich ist.

Es ist zwar eine Einrichtung bekannt (britische Patentschrift 779 351), bei welcher zum Beschichten eines Gegenstandes, z. B. einer Papierbahn mit körnigem oder faserigem Material, ein elektrostatisches Feld zwischen einem feststehenden Siebbehälter als Elektrode und einer davon in Abstand liegenden Gegenelektrode erzeugt wird, wobei durch eine Bürsteinrichtung das körnige oder faserige Material durch das Sieb gedrückt und auf die im Abstand vom Sieb vor der Gegenelektrode durchlaufende Papierbahn transportiert wird, welche vorher mit entsprechenden Haftmitteln beschichtet wurde. Wenn bei dieser bekannten Vorrichtung jedoch das Material in einem Muster aufgeschichtet werden soll, muß entweder das Haftmittel in dem entsprechenden Muster aufgetragen und das nicht haftende Material anschließend entfernt werden, oder aber die Papierbahn muß an den nicht zu beschichtenden Stellen mit einer Schablone abgedeckt werden. Diese bekannte Vorrichtung

ist daher als Druckvorrichtung im Sinne des hier zu lösenden Problems nicht anwendbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, derartige Vorrichtungen so zu vereinfachen, daß das Aufbringen der Farbe auf elektrostatischem Wege in einem Arbeitsgang erfolgt und dadurch ein einfacheres und sicheres Arbeiten als bisher möglich wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das oder die elektrisch leitenden Schablonensiebe als Elektroden an je einen Pol der elektrischen Spannungsquelle angeschlossen sind, die die durch das oder die Schablonensiebe durchtretenden und aufgeladenen Farbpulverteilchen des Farbstoffes von dem oder den Schablonensieben auf den zu bedruckenden Gegenstand schablonengemäß ablegt, und eine Einrichtung zum Einführen eines zu bedruckenden Gegenstandes in das im Luftspalt gebildete elektrostatische Feld in Abstand von dem oder den Schablonensieben vorgesehen ist.

Durch diese erfindungsgemäße Verwendung des Schablonensiebes selbst als Elektrode erfolgt keine Ablenkung der Kraftlinien des Feldes wie bei der bekannten oben erläuterten Anordnung, so daß auch bei einem relativ breiten Luftspalt der Transport der aufgeladenen Farbpulverteilchen des Farbmittels genau im Schablonenmuster bis auf den Gegenstand . erfolgt und somit ein sehr exakter Druck im wesentlichen unabhängig vom Abstand zwischen Schablonensieb und Gegenstand erreicht wird.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht einen schnellen, genauen Abdruck einer Vorlage ohne die Notwendigkeit einer Pressung zwischen Vorlage und Gegenstand oder wenigstens einer notwendigerweise gleichförmigen Berührung zwischen Vorlage und Gegenstand.

Ein feinverteiltes Druckpulver mit einer Teilchengröße, welche den Durchtritt durch die offenen Bereiche der Schablone ermöglicht, wird auf die Fläche der letzteren, die der leitenden Gegenplatte entgegengesetzt ist, aufgebracht, an welcher es die Ladung der Schablone annimmt und mit Hilfe der erzeugten elektrostatischen Niederspannungskräfte durch die Öffnungen in dieser hindurchtritt, den Luftspalt überquert und zur entgegengesetzt geladenen Platte geführt wird. Das im Luftspalt des elektrostatischen Feldes angeordnete Papier fängt jedoch das druckende Pulver auf, so daß dieses auf dem Papier das Bild der offenen Flächen der druckenden Schablone formt. Das Bild kann dann in beliebiger, geeigneter Weise, beispielsweise durch Wärme, ein Lösungsmittel, Dampf oder durch andere geeignete Mittel, fixiert werden.

Wenn das Bedrucken beider Seiten des Papiers erforderlich ist, werden zwei voneinander in engem Abstand angeordnete leitende Schablonen vorgesehen, die entgegengesetzt geladen sind, und das Papier wird zwischen diesen leitenden Schablonen, jedoch im geeigneten Abstand von jeder, angeordnet. Das feinverteilte druckende Pulver wird auf die Außenflächen beider Schablonen oder Siebe aufgebracht. Wenn das elektrostatische Feld erzeugt wird, wird das Pulver von der einen Schablone zur anderen durch die offenen Flächen oder Felder jeder derselben angezogen, wobei es' durch das Papier aufgefangen wird, so daß dieses auf beiden Seiten bedruckt wird.

Wenn ein druckendes Pulver aus nichtleitenden Teilchen verwendet wird, ist es möglich, unmittelbar auf die hinterlegte leitende Platte zu drucken, unabhängig davon, welches Material verwendet wird, solange es leitend ist oder leitend gemacht wird. Das erfindungsgemäße System ist daher auch zum Bedrucken von Metall ebenso wie auf Papier oder andere Materialien geeignet.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Ausführungsform der Erfindung für das rasche Bedrucken beider Seiten des Papiers,

F i g. 3 eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer zylindrischen Schablone,

F i g. 4 eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung von zwei zylindrischen Schablonen für das Bedrucken beider Seiten des Papiers und

F i g. 5 eine weitere Anordnung zur Anwendung der Erfindung für das Bedrucken beider Seiten des Papiers.

F i g. 1 zeigt eine einfache Anordnung einer Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Anordnung ist ein druckendes Element bzw. eine Schablone 10 vorgesehen, die aus einem feinmaschigen, offenen Sieb aus leitendem Material oder einem Material bestehen kann, das leitend gemacht wird, bei welchem die nichtdruckenden Flächen in geeigneter Weise abgedeckt werden. Im Abstand von diesem Sieb, so daß ein Luftspalt dazwischen bleibt, ist ein Bogen Papier 12 angeordnet, der bedruckt werden soll und mit einer leitenden Platte 14 hinterlegt ist. Mit der Schablone 10 ist das eine Ende einer Gleichspannungsquelle 16 verbunden, deren anderes Ende mit der Gegenplatte 14 verbunden ist. Da die Platte und die Schablone durch die Spannungsquelle entgegengesetzt geladen werden, wird im Luftspalt zwischen den beiden, in welchem sich das Papier 12 befindet, ein elektrisches Feld erzeugt.

Ein nicht gezeigter Farbstoff in Form eines feinen Pulvers von einer Teilchengröße, die ausreichend klein ist, damit die Teilchen durch die Zwischenräume der offenen Flächen der Schablone 10 hindurchtreten können, kann mit der Rückseite der Schablone 10 mit Hilfe einer Walze 18 oder einer anderen geeigneten Auftragsvorrichtung in Kontakt gebracht werden. Die Walze trägt einen filzartigen Überzug 19, der in einen geeigneten Behälter des feinen Pulvers getaucht werden kann, so daß das Pulver lose an seiner Oberfläche haftet. Die Walze wird sodann über die Außenfläche der Schablone gerollt. Wenn bei der Berührung der Farbstoffteilchen mit der leitenden Schablone eine Spannung angelegt wird, nehmen die Teilchen die Ladung der Schablone auf. Da diese Ladung derjenigen der Auflageplatte entgegengesetzt ist, werden die Teilchen durch die Öffnungen oder Zwischenräume der offenen Flächen in der Schablone zur anderen Platte 14 beschleunigt, welche eine entgegengesetzte Ladung trägt. Der Farbstoff trifft jedoch auf das zwischenliegende Papier auf, sammelt sich auf diesem und bleibt am Papier in Form eines sichtbaren Bildes oder der sichtbaren Form der offenen Flächen der Schablone haften. Wie erwähnt, kann das Bild nachfolgend durch Wärme, ein Lösungsmittel, Dämpfe oder durch beliebig andere geeignete Mittel, je nach Art des verwendeten Farbstoffpulvers und der Art des zu bedruckenden Materials, fixiert werden.

Die entgegengesetzt geladene, leitende Auflage-

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platte 14 mit dem auf ihr aufliegenden, zu bedrucken- piers durchgeführt werden kann, ist in Fig. 2 gezeigt,

den Papier 12 wird so angeordnet, daß die Fläche Das Papier 20 wird kontinuierlich von einer Vorrats-

der druckenden Schablone 10 sich in einem parallelen walze 22 zwischen zwei Schablonen 24, 26 hindurch-

Abstand von etwa 1,59 mm von der Oberfläche des geführt. Die Schablonen sind endlose Gurte aus einem

Papiers befindet, so daß ein Luftspalt zwischen den 5 geeigneten biegsamen leitenden Material, beispiels-

beiden Flächen bleibt. Zwischen dem Sieb und der weise aus einem auf elektrischem Wege gebildeten

Platte wird eine Spannung aus der Spannungsquelle Nickelsieb, hergestellt. Die Gurte werden mit einer

16 angelegt, die ausreicht, eine zufriedenstellende solchen Geschwindigkeit in Umlauf gesetzt, daß sie

Übertragung des Farbstoffes zu bewirken, jedoch sich synchron mit dem zwischen ihnen hindurch-

unterhalb der Überschlagspannung zwischen den ge- ίο tretenden Papier bewegen. Die Schablone 24 ist um

ladenen Elementen liegt. Die optimale Spannung Walzen 28, 32 gelegt, während die Schablone 26 um

wird durch die Breite des Luftspaltes und die Eigen- Walzen 30, 34 gelegt ist. Diese verschiedenen Walzen

schäften des verwendeten Papiers und Farbstoffes werden durch nicht gezeigte, an sich bekannte Mittel

bestimmt. Der brauchbare Spannungsbereich kann angetrieben, um die erforderliche synchrone Bewe-

zwischen 300 und 2000 Volt liegen, jedoch sind in 15 gung zu bewirken. Eine Spannungsquelle 36 ist über

den meisten Fällen verhältnismäßig niedrige Span- Leitungen mit Bürsten 38, 40 verbunden, welche auf

nungen völlig zufriedenstellend. den Schablonen aufliegen, so daß diese eine entgegen-

Wie erwähnt, wird das Farbstoffpulver mit der gesetzte Polarität erhalten.

Schablone durch eine weiche Walze, Bürste oder Innerhalb jeder der Schablonen ist je eine Bürstenandere geeignete Mittel in Kontakt gebracht. Die mit 20 walze 42 bzw. 44 angeordnet. Diese Bürstenwalzen dem Sieb in Kontakt kommenden Farbstoffpulver- drehen sich in Kontakt mit der Innenfläche der Schateilchen nehmen die Ladung auf dem Sieb an und blonen, so daß druckendes Pulver auf sie aufgetragen werden zur entgegengesetzten Ladung der Gegen- wird, welches von Behältern oder Trogen 46, 48 aufplatte gezogen, wobei sie durch das Papier aufge- genommen wird, die benachbart den Bürstenwalzen fangen werden. Diese Teilchen haben die Neigung, 25 angeordnet sind und mit denen sie im wesentlichen den parallelen Feldlinien zu folgen, so daß sie von ständigen Kontakt haben.

der Schablone durch den Luftspalt hindurch zum Das Papier wird zwischen den beiden Schablonen Papier mit sehr geringer Streuung wandern. Das 24, 26, jedoch ohne Kontakt mit diesen, hindurch-Papier, auf dem das Bild gedruckt werden soll, geführt. Das durch die Bürsten 42, 44 zugeführte braucht die geladene Gegenplatte nicht zu berühren. 30 Pulver wird durch die offenen Flächen in den Scha-Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in glei- blonen zum Papier 20 gezogen, wenn dieses durch eher Weise, unabhängig davon, welche Spannungs- die druckende Zone hindurchgeführt wird, welche polarität an der Schablone und an die Gegenplatte durch die einander gegenüberliegenden und entgegengelegt wird, solange die Ladungen entgegengesetzt gesetzt geladenen Schablonen gebildet wird. Die sind. Es ist infolgedessen möglich, eine Schablone 35 druckenden Elemente werden ebenfalls bewegt, um bzw. ein druckendes Element an Stelle der Gegen- ihre verschiedenen Bereiche mit den Bürstenwalzen platte zu verwenden und gleichzeitig auf beide Seiten 42, 44 für das Drucken in Kontakt zu bringen. Nachdes Papiers zu drucken, das mit im wesentlichen dem das Papier durch die Druckzone hindurchgegleichen Abständen von den Sieben angeordnet ist. treten ist, wird es durch eine Druckfixierstation ge-

Es können auch andere Materialien oder Stoffe als 40 leitet, die in beliebiger Weise gestaltet sein kann, in Papier durch die Anwendung der gezeigten Ausfüh- der Zeichnung jedoch durch eine Anzahl Heizdrähte rungsform der Erfindung bedruckt werden. Beispiele oder Heizelemente 50 dargestellt ist, die auf entsolcher Stoffe sind Gummi, Gewebe, keramische gegengesetzten Seiten des Papiers zum Fixieren der Stoffe und Kunststoffe. Selbst Metall kann bedruckt Teilchen auf diesem angeordnet sind. Die Heizdrähte werden. Dies kann dadurch geschehen, daß das Papier 45 werden von einer Stromquelle 51 gespeist.
oder anderes Material weggelassen und ein Farbstoff F i g. 3 zeigt eine weitere mögliche Anordnung für aus nichtleitenden Teilchen verwendet wird. Das lei- die Durchführung der Erfindung. Für manche Antende Material wird an die Stelle der Gegenplatte 14 Wendungsformen ist ein umlaufender Zylinder vorgesetzt und bildet die Fläche, auf der das Drucken zuziehen. In diesem Falle hat daher die druckende erfolgt. Nach einem solchen Druckvorgang kann das 50 Schablone die Form eines Zylinders, oder sie ist auf Bild auf dem stellvertretend verwendeten Material einem Zylinder 52 angeordnet, während die Pulverdann in ähnlicher Weise wie vorangehend für das auftragswalzen 54, 56, 58 durch einen Träger 60 Fixieren des Bildes auf Papier fixiert werden. Die innerhalb des Zylinders 52 drehbar und in Kontakt Erläuterung der Vorgänge beim Bedrucken von Me- mit der Innenfläche der Schablone gelagert sind. Das tall scheint darin zu bestehen, daß jedes der nicht- 55 Pulver kann in die Bürstenwalzen 54,56,58 mit einer leitenden Farbstoffteilchen eine Vielzahl isolierter Anordnung eingeblasen werden, bei der sie auf hoh-Ladungen über ihre Oberflächen von der geladenen len Achsen in Öffnungen angeordnet sind, durch Schablone aufnimmt. Die Teilchen werden dann welche das Pulver in das Material der Bürste eindurch die Schablone hindurch zur Metallplatte 14 geblasen werden kann. Solche Hilfsmittel sind auf gezogen. Dort gibt derjenige Teil dieser Teilchen, der 60 dem Gebiet der Xerographie an sich bekannt,
die Metallplatte beaufschlagt, die Ladung ab, wäh- Das Papier 60 tritt unterhalb der Druckzone hinrend die übrigen Ladungen auf den Oberflächen der durch, welche zwischen dem Zylinder mit der Scha-Teilchen, die sich nicht in Kontakt mit der Metall- blone und der Gegenplatte 62 erzeugt wird, welch platte befinden, ausreicht, ein Haften der Teilchen an letztere mit der kreisbogenförmigen Fläche ausgebilder Metallplatte zu verursachen, bis sie bleibend auf 65 det ist. Das Papier 60 kann in eine geeignete Druckdieser fixiert werden. lage mit Hilfe einer Anzahl von Öffnungen in der

Eine erfindungsgemäße Anordnung, mit welcher Gegenplatte und die Ausübung eines Vakuums auf

ein kontinuierliches Bedrucken beider Seiten des Pa- die Öffnungen gezogen werden, für welchen Zweck

eine Rohrleitung 61 vorgesehen ist, wobei durch die Saugwirkung das Papier nach unten gezogen wird, um es in dem richtigen Abstand von dem druckenden Element zur Aufrechterhältung des Luftspaltes und zur Vermeidung eines Überschlags zu halten. Gegebenenfalls können an den Außenkanten des Druckzylinders Ränder oder Kränze vorgesehen werden, die aus Isoliermaterial hergestellt sind und das Papier im richtigen Abstand vom-Zylinder halten. Die Walzen 64, 66 dienen zur Lagerung und Führung des Papiers in der Druckzone. Eine Spannungsquelle 68 ist an das Druckelement bzw. an die Gegenplatte durch geeignete Kontakte 67, 69 gelegt.

F i g. 4 zeigt eine Anordnung mit zylindrischen Schablonen oder Lagerungen für diese und für das kontinuierliche Bedrucken beider Seiten des Papiers. Die obere und die untere zylindrische Druckschablone 70 bzw. 72 sind durch nicht gezeigte geeignete Mittel drehbar gelagert. Innerhalb jedes zylindrischen Elementes 70, 72 ist eine Auffangvorrichtung 74 bzw. 76 angeordnet, welche die Innenfläche der Schablone mit Pulver beliefert. Das Anlegen eines Potentials geschieht von einer Spannungsquelle 78 aus mit Hilfe von Bürsten 77 und 79. Wenn sich das Papier bewegt, werden die zylindrischen Druckelemente gedreht, und das Farbstoffpulver wird durch die Zwischenräume in diesen in Richtung zueinander gezogen, jedoch durch das dazwischen befindliche Papier aufgefangen. Auch in diesem Falle tritt das Papier durch den Luftspalt zwischen den Druckschablonen ohne Kontakt mit diesen hindurch.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 sind die Druckschablonen 80, 82 flach und wandert das Papier 84 in dem Luftspalt zwischen beiden hindurch. Das Papier kann in richtigem Abstand von den beiden Druckelementen mit Hilfe von zwei gegenüberliegenden Walzenpaaren 86 Λ, 86 B und 88/1, 88 B gehalten werden. Die Spannung wird den Druckelementen 80, 82 von einer Spannungsquelle 90 zugeführt. Die Farbstoffauftragvorrichtungen bestehen in diesem Falle aus zwei Wolkenkammern 92, 94, welche über den jeweiligen Bereichen der Druckelemente 80, 82 angeordnet sind, welche die Perforationen aufweisen, die das gewünschte gedruckte Material bilden. Die Kammern 92, 94 sind Wolkenkammern, in die ein Gemisch aus Luft und Farbstoffpulver von einem Farbstoffvorratsbehälter 96 eingeblasen wird.

Das Papier 84 wird der Druckstation zugeführt und an dieser gehalten, und zwar mit einer geeigneten Geschwindigkeit, um das Stattfinden eines Druckvorganges zwischen den Druckschablonen 80 und 82 zu ermöglichen. Die Spannung wird nur für den Bruchteil einer Sekunde angelegt, der für das Drucken erforderlich ist. Ein Spannungs- und Farbstoffregler 98, der einfach ein mit der Papierbewegung synchronisiertes Uhrwerk sein kann, arbeitet über nicht gezeigte geeignete Relais, um die von der Spannungsquelle angelegte Spannung wegzunehmen oder unter den Wert herabzusetzen, bei welchem das Pulver übertragen wird, und um den Druck aufzuheben, mit welchem das Farbstoffpulver aus dem Vorrat 96 in die Kammern 92, 94 eingeblasen wird. Das Papier setzt in der Zwischenzeit seine Bewegung fort, bis sich eine neue zu bedruckende Oberfläche zwischen den Druckschablonen befindet. Gleichzeitig schaltet der Spannungs- und Farbstoffregler 98 die Spannung und die Druckluft für die Schablonen bzw. die Farbstoffvorratsquelle ein. Das Papier, auf das der Farbstoff niedergeschlagen worden ist, bewegt sich dann zu einer Fixierstation weiter.

Die erfindungsgemäße und vorangehend beschriebene Druckvorrichtung ist natürlich nicht auf Buchstaben oder Symbole beschränkt, sondern es können auch Bilder oder irgendwelche andere, heute gedruckte Darstellungen und sogar ganze Flächen unter Anwendung des beschriebenen Systems reproduziert

ίο werden.

Ferner ist die Erfindung nicht auf einen Druckvorgang mit einer einzigen Farbe beschränkt. Es können so viele verschiedene Pigmentfarben als gewünscht niedergeschlagen werden, entweder durch die Verwendung einer Folge von mehreren verschiedenen Sieben, von denen jedes auf das andere folgt und eine andere Pigmentfarbe auf eine andere Fläche des Papiers aufbringt, das vorher mit einem vorangehenden Sieb bedruckt worden ist, oder es können, wenn mehrlagige Farbschichten gewünscht werden, verschiedene Farbstoffe in Aufeinanderfolge auf das gleiche Sieb bei stillstehendem Papier aufgebracht werden.

Wie erwähnt, liegt, wie sich erwiesen hat, der Spannungsbereich, bei dem am wirksamsten gearbeitet werden kann, zwischen 300 und 2000 Volt, je nach dem Abstand des Papiers vom Sieb, des verwendeten Pulvers, der Papierart und der Feuchtigkeit. Bei einem typischen Büromaterialpapier, das sich in einem Abstand von 0,508 mm vom Sieb befindet, wird das Pulver durch 300VoIt übertragen. Wenn der Abstand auf 3,048 mm erhöht wird, übertragen 2000 Volt das Pulver.

Es ist nicht erforderlich, daß sich das Papier in gleichem Abstand vom Druckelement befindet, solange die Spannung ausreicht, die am weitesten entfernten Teile zu bedrucken, und nicht auf die näherliegenden Teile überschlägt. Es kann daher Papier mit sehr rauhen Oberflächen oder tief eingeprägten Mustern oder sogar Wellpapier mit scharfen Bildern ohne Störung des Papiergewebes bedruckt werden. Eine Zeile von 0,127 mm Breite wurde in der erfindungsgemäßen Weise auf genutetes Papier mit Eintiefungen von einer Tiefe von 1,27 mm gedruckt, ohne daß die Schärfe des Bildes an den Entfernungsextremen beeinträchtigt wurde.

Es wurde festgestellt, daß einige pulveriörmige Stoffe polaritätsempfindlich sind, so daß sie bei der einen Spannungspolarität am Drucksieb bessere Druckergebnisse liefern. Es wird angenommen, daß das triboelektrische Lagern der Teilchen für diese Wirkung verantwortlich ist. Die Wirkung scheint bei größeren Teilchen aus hochisolierendem Material ausgeprägter zu sein. Es kann jedoch jedes beliebige geeignete Farbstoffpulver verwendet werden, beispielsweise Gasruß, trockene Farbstoffpulver, organische Farbstoffe u. dgl. Teilchengröße und Grad der Pulverstreuung sind Faktoren des Ladungs- und Wanderungsvorganges. Gegenwärtig liefern feine Pulver mit einem Durchmesser der festen Teilchen von 1 bis 10 Mikron bei Siebschablonen von 500 mesh zufriedenstellende Ergebnisse.

Zur Sperrung der Bereiche einer Schablone, durch welche das Farbstoffpulver nicht hindurchtreten soll, zusätzlich zu den bereits erwähnten Bereichen, kann jede beliebige, geeignete Anordnung verwendet werden. Zu diesen gehören Abdeckungen oder Schablonen aus einem Isoliermaterial wie Papier, das be-

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nachbart dem Sieb angeordnet wird, vorzugsweise auf derjenigen Seite, gegen welche die Pulverteilchen aufgebracht werden. Dies ermöglicht eine rasche Auswechselbarkeit der von einem Druckelement abgedruckten Informationen in einfacher Weise dadurch, daß die Papierschablonen ausgewechselt werden, welche mit dem leitenden Sieb verwendet werden. Obwohl die Anordnung zum Bedrucken von Metall in F i g. 1 beispielsweise dargestellt ist, bei der eine feste leitende Gegenplatte vorgesehen ist, ist es für den Fachmann ohne weiteres möglich, eine Metallfolie zu verwenden, beispielsweise eine Silber- oder Aluminiumfolie in einer Rolle. Diese Rolle hat dann ein Potential, das an sie in der für die Platte in F i g. 1 gezeigten Weise gelegt wird. Die Folie wird dann an der Druckschablone entweder kontinuierlich oder intermittierend etwa in der gleichen Weise vorbeibewegt, wie für das Bewegen der Papierrollen vorangehend für das kontinuierliche Drucken beschrieben.

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Natürlich folgt dem Druckvorgang ein Fixiervorgang in der vorangehend beschriebenen Weise.

Im vorangegangenen wurde daher ein Druckverfahren und eine Druckvorrichtung beschrieben, bei welchem kein Druck auf die Fläche, auf die das Drucken erfolgen soll, ausgeübt zu werden braucht und die einfach und billig ist und ein geringes Gewicht hat. Durch die Erfindung wurde eine Vorrichtung zum Bedrucken von Flächen von leitenden Materialien, beispielsweise Metall, und nichtleitenden Materialien, wie Papier, Tuch, Gummi, Kunststoffe u. dgl. sowie nichtleitenden Materialien, die durch Behandlung leitend gemacht worden sind, geschaffen. Die erwähnten Flächen brauchen keine ebenen Flächen zu sein, da das Drucken auf gekrümmten Flächen innerhalb des elektrischen Feldes erfolgen kann, oder es kann das Feld selbst bei Verwendung einer gekrümmten Schablone und/oder Gegenplatte gekrümmt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken eines Gegenstandes mit zwei paarweise in Abstand angeordneten Elektroden, die an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen sind, und mit wenigstens einem Schablonensieb, wobei eine Vorrichtung zum Aufgeben eines Farbstoffes auf das Schablonerisieb vorgesehen ist und der Aufgabebereich in den zwischen den im Abstand liegenden Elektroden gebildeten Luftspalt liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die elektrisch leitenden Schablonensiebe (10, 24, 26, 52, 70, 72, 80, 82) als Elektroden an je einen Pol der elektrischen Spannungsquelle angeschlossen sind, die die durch das oder die Schablonensiebe durchtretenden und aufgeladenen Farbpulverteilchen des Farbstoffes von dem oder den Schablonensieben auf den zu bedruckenden Gegenstand schablonenmäßig ablegt, und eine Einrichtung zum Einführen eines zu bedruckenden Gegenstandes (12, 20, 60, 84) in das im Luftspalt gebildete elektrostatische Feld in Abstand von dem oder den Schablonensieben vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden endlose Gurte (24, 26) sind, die mit der elektrischen Spannungsquelle verbunden und in entgegengesetzten Richtungen mit einem Abschnitt ihrer Flächen parallel in Abstand voneinander und einen Luftspalt zwischen sich bildend angeordnet sind, wobei jeder dieser Gurte ein leitendes Schablonensieb aufweist und eine Anordnung zum getrennten Aufgeben von Farbpulver in das Innere jeder der Schablonen der Gurte in Berührung mit diesen entlang der parallelen Bewegung sowie eine Anordnung zum Synchronisieren der Bewegung der Gurte mit der Anordnung zum Bewegen des zu bedruckenden Gegenstandes vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Fixieren des Farbpulvers auf dem zu bedruckenden Gegenstand.