DE1227484B - Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einer isolierenden Bahn und Vorrichtung zurDurchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B41m

Deutsche Kl.: 15 k-7/05

Nummer: 1227484

Aktenzeichen: R 35432 VI b/15 k

Anmeldetag: 14. Juni 1963

Auslegetag: 27. Oktober 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einer isolierenden Bahn, bei dem die Bahn zwischen einer Grundelektrode und einer wenigstens zum Teil der Grundelektrode gegenüberliegenden Elektrode mit einer geformten Oberfläche (Zeichenelektrode) hindurchgeführt wird und eine Spannung an die Elektroden gelegt wird, die ein elektrostatisches Bild auf der Bahn erzeugt, dessen Konfiguration der Konfiguration der geformten Oberfläche der Zeichenelektrode entspricht.

Es ist in der graphischen Technik bekannt, latente elektrostatische Bilder zu erzeugen, indem ein fotoleitendes, isolierendes Material aufgeladen wird, um es zu sensibilisieren, worauf das Material mit einer lichtaussendenden Bildvorlage belichtet oder einem Muster einer anderen aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird, wodurch das Material in den von der Strahlung getroffenen Bereichen relativ leitfähig wird, so daß die Ladung in diesen Bereichen abfließen kann und ein Ladungsmuster zurückbleibt, das mit dem Muster der elektromagnetischen Strahlung übereinstimmt. Es wird hier also eine gleichmäßige Ladung auf die gesamte Oberfläche des Fotoleiters aufgebracht und dann in Übereinstimmung mit dem zu reproduzierenden Bild selektiv zerstreut. Das Bild wird dann entwickelt oder sichtbar gemacht, indem man feinverteilte Pigmente, die elektrostatisch angezogen werden und in der Technik als Toner bezeichnet werden, auf der Oberfläche ablagert.

In jüngerer Zeit wurde festgestellt, daß latente elektrostatische Bilder auf isolierenden Materialien dadurch erzeugt werden können, daß diese von einer geformten Elektrode gesteuert und selektiv aufgeladen werden. Dabei sind ein Fotoleiter und eine Belichtungsstufe nicht erforderlich. Da die geringe fotografische Geschwindigkeit der Fotoleiter bei der Erzeugung von elektrostatischen Bildern bisher die Arbeitsgeschwindigkeit bestimmt hat, hat sich das neue Verfahren, bekannt unter dem Namen Tesidruck, als vorteilhaft erwiesen, insbesondere zur Aufzeichnung von üblichen elektrischen Codesignalen einschließlich des Ergebnisses einer schnell arbeitenden alphanumerischen Rechenmaschine, eines schnell arbeitenden elektronischen Übertragungsgerätes u. dgl.

Bei dem neuen Tesidruckverfahren werden latente elektrostatische Ladungsmuster in der gewünschten Konfiguration erzeugt. Um diese Ladungsmuster auf dem isolierenden Material sichtbar zu machen, müssen sie entwickelt werden, indem sie in einer Entwicklungsstation mit einem feinzerteilten, gefärbten, elektroskopischen Material, in der Technik als Toner Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einer
isolierenden Bahn und Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Rank Xerox Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Edward Milton Van Wagner,
North Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 15. Juni 1962 (202 900)

bekannt, in Berührung gebracht werden. Dies erfordert im allgemeinen sowohl eine zeitliche als auch eine räumliche Trennung zwischen der Ladungsaufzeichnung und der Sichtbarmachung des Bildes. Dies ist unerwünscht, da in der Zwischenzeit das latente elektrostatische Muster beeinträchtigt werden kann. Es ist auch ein Druckverfahren mit elektrostatischem Farbtransport bekannt, bei welchem durch einen Farbspender Farbteilchen an ein Transportmittel abgegeben werden, das die Farbteilchen zur eigentlichen Druckstelle transportiert, an der einzelne Farbteilchen durch mit einem Steuergerät verbundene Elektroden mittels elektrischer Kräfte auf das Registriermaterial übertragen werden, während ein Reiniger die restlichen Farbteilchen vom Transportmittel entfernt. Dieses Verfahren ist infolge des erforderlichen Transportmittels aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Farbteilchen unmittelbar auf die zu bedruckende Bahn übertragen werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelektrode mit einem fein unterteilten elektroskopischen Material beschichtet wird und daß die Spannung mit einer solchen Polarität und Stärke an die Elektroden gelegt wird, daß dieses Material von der Grundelektrode auf die Bahn übergeht und dadurch das elektrosta-

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tische Bild zugleich mit dessen Erzeugung sichtbar wobei jedem Zeichenring ein leitender Streifen der macht. Das Verfahren läßt sich mit verhältnismäßig Grundelektrode zugeordnet ist und wobei Kontakteinfachen Mitteln durchführen und erlaubt eine hohe vorrichtungen vorgesehen sind, über welche die Arbeitsgeschwindigkeit, wobei eine Beeinträchtigung Spannung an die jeweiligen Zeichenringe und die der Abbildung, wie sie bei dem bekannten Verfahren 5 zugehörigen Grundelektrodenstreifen anlegbar ist.
mit einem Zwischentransport auftreten kann, ver- Die Erfindung ist im folgenden an Hand der mieden ist. Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vor- erläutert. In der Zeichnung zeigt

zugsweise eine Spannung zwischen 600 und 2000 Volt Fig. 1 einen Schnitt durch eine stationäre Ein-

an die Elektroden gelegt. Die Bahn kann in einem io richtung, die die neue erfindungsgemäße Druck-

Abstand von 2 bis 7 mm an der Grundelektrode technik verkörpert,

vorbeigeführt werden. Als elektroskopisches Material Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien 2-2 von

kann ein isolierender Stoff verwendet werden, der Fig. 1,

mit einer Vorladung versehen wird. Es ist aber auch Fig. 3 und 4 eine Seitenansicht bzw. eine permöglich, als elektroskopisches Material einen elek- 15 spektivische Ansicht, die die Anwendung der erfintrisch leitenden Stoff zu verwenden. Als elektrosko- dungsgemäßen Drucktechnik für einen Zeilendruck pisches Material kann ein negativ geladener isolieren- mit einem schnell arbeitenden alphanumerischen der Stoff verwendet werden, wobei die Übertragungs- Tesidruckzylinder zeigen,

spannung zwischen den Elektroden derart angelegt Fig. 5 eine erfindungsgemäße Ausführungsform,

wird, daß die Grundelektrode negativ gegenüber der ao die eine Tesidruckvorrichtung mit Stiftmatrize ver-

Zeichenelektrode wird. Als elektroskopisches Mate- wendet,

rial kann aber auch ein positiv geladener isolierender Fig. 6 einen Grundriß der Stiftmatrize nach

Stoff verwendet werden, wobei die Übertragungs- Fig. 5.

spannung zwischen den Elektroden derart angelegt In Fig. 1, die ein relativ einfaches Gerät zeigt,

wird, daß die Grundelektrode gegenüber der Zeichen- 25 um die Beschreibung des Erfindungsgedankens zu

elektrode positiv wird. erleichtern, ist eine metallische Grundelektrode 11

Vorzugsweise wird eine Grundelektrode mit einer dargestellt. Gegenüber dieser Grundelektrode 11 ist in sich geschlossenen Oberfläche verwendet, wobei in einem Abstand eine Elektrode 12 angeordnet, die die Beschichtung der Oberfläche mit dem elektro- vorspringende Abschnitte 13 aufweist, welche die skopischen Material in aufeinanderfolgenden Teilen 30 Form des zu druckenden Zeichens haben. Dies wird an einer von den Elektroden entfernt liegenden Stelle aus F i g. 2 deutlich, die eine Ansicht der Elektrodendurchgeführt wird, wodurch die beschichteten Teile fläche, geschnitten nach den Linien 2-2 von Fig. 1, vor dem Drucken zwischen die Elektroden bewegt darstellt. Es kann aber auch die ganze Elektrode die werden. Vor dem Anlegen der das elektrostatische Form des zu druckenden Zeichens haben, und sie Bild auf der Bahn erzeugenden Spannung an die 35 kann wahlweise an ihren Seiten mit einem isolieren-Elektroden kann eine Vorspannung angelegt werden, den Material derart umgeben sein, daß die Elektrode die der Ladung der elektroskopischen Teilchen ent- und das Isolationsmaterial eine ebene Oberfläche gegengesetzt ist. bilden. Obwohl die Grundelektrode 11 eine aufge-

Der Erfindung hegt ferner die Aufgabe zugrunde, rauhte oder gekörnte Oberfläche, ja sogar die Form eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten 40 eines Siebes haben kann, besitzt sie doch eine relativ Verfahrens zu schaffen. Diese Vorrichtung ist da- glatte Oberfläche im Vergleich zu den Erhebungen durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode und Vertiefungen, die von den vorspringenden Abvorgesehen ist, die an wenigstens einer Fläche ent- schnitten 13 auf der Zeichenelektrode 12 gebildet sprechend einer zu druckenden Information geformt werden. In dem von den zwei gegenüberliegenden ist, daß eine Grundelektrode mit im wesentlichen 45 Elektroden 11 und 12 gebildeten Spalt ist ein Teil flacher Oberfläche mit Abstand von der geformten der Druckbahn 15 zu sehen. Die in diesem Schnitt Fläche der Elektrode angeordnet ist, wobei die Fläche gezeigte Druckbahn 15 besteht aus einer Lage von der Grundelektrode wenigstens die Abmessungen Papier 16, das mit einer dünnen Schicht aus isolierender geformten Fläche der Elektrode aufweist, daß dem Material 17 überzogen ist, wie etwa einem eine Führung für die Druckbahn vorgesehen ist, 50 Kunststoff-Alkyd. Statt einem Kunststoff-Alkyd kann welche die Druckbahn in einem Abstand von der auch jedes andere gute dielektrische Material ver-Grundelektrode hält, daß eine Vorrichtung zur Ab- wendet werden, einschließlich Zellulosetriazetat, lagerung einer gleichmäßigen Schicht aus elektro- Polyäthylenterephtalat od. dgl. Die Oberfläche der statischem Material auf der der Bahn zugekehrten Grundelektrode 11 ist mit einer gleichmäßigen Seite der Elektrode vorgesehen ist und daß ein zwi- 55 Schicht von Entwicklersubstanz 18 bedeckt, die aus sehen die Elektroden geschalteter steuerbarer feinzerteilten Partikeln besteht. Selbstverständlich ist Spannungserzeuger vorgesehen ist. Vorzugsweise ist beträchtlich mehr Entwicklersubstanz vorhanden, als die Zeichenelektrode ein Zylinder mit einer Reihe in der Zeichnung dargestellt ist. Die in der Zeicham Umfang angeordneter leitender Elemente in nung gezeigte Entwicklersubstanz besteht aus negativ Zeichenform, wobei eine Antriebsvorrichtung für die 60 geladenen, isolierenden Partikeln. Welches Ladungs-Zeichenwalze vorgesehen ist, und daß eine Steuer- Vorzeichen man für die Entwicklerpartikeln wählt, vorrichtung für den Spannungserzeuger vorgesehen hängt jedoch von der Polarität des Impulses, der zur ist, welche die Erzeugung einer Spannung an der Übertragung dieser Partikeln angelegt wird, und der Elektrode bewirkt, wenn das gewählte Zeichen der Elektrode, an die ex angelegt wird, ab. Isolierende Grundelektrode gegenüberliegt. Die Grundelektrode 65 Partikeln von dem allgemein in der xerographischen kann auch als von mehreren Führungsrollen geführtes Entwicklung verwendeten Typ eignen sich auch für endloses Band ausgebildet sein. Die Zeichenwalze die Anwendung in dem erfindungsgemäßen Verkann auch mit mehreren Zeichenringen versehen sein, fahren. Solche Partikeln, die in der Technik als

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Toner bekannt sind, haben allgemein eine mittlere technik erforderlichen Parameter, wie die Spaltbreite, Partikelgröße von etwa 4 bis 10 Mikron. Derartige die Tonerladung und die Impulsstärke, wechselweise Partikeln sind eingehender beschrieben in den USA.- voneinander abhängig sind, sind die am häufigsten Patentschriften 2 891011 und 2 940 934 u.a. Als für die neue Technik verwendeten Parameter ganz zweite Möglichkeit können auch leitende Partikeln - 5 besonders geeignet, eine ionisierende Feldentladung verwendet werden, wobei man die in diesen Partikeln in dem Spalt und eine Ladungsabgabe auf der Druckinduzierte Ladung vorteilhaft ausnutzt. Die Anwen- bahn hervorzurufen, weil sie über den für das gedung von leitenden und isolierenden Partikeln wird wohnliche Tesidruckverfahren notwendigen liegen, später noch näher erläutert. Wenn man dies in Erwägung zieht, scheint die Zwei isolierende Blöcke oder Unterlagen 20 und io gesamte erfindungsgemäße Drucktechnik widersinnig 21 auf beiden Seiten der Grundelektrode 11 dienen zu sein. Wenn beispielsweise der Grundelektrode ein dazu, die mit Entwickler bedeckte Elektrode von negativer Impuls zugeführt wird, um die negativ der Druckbahn 15 in einem Abstand zu halten und geladenen Tonerpartikeln abzustoßen in Richtung damit einen bestimmten Luftspalt vorzugeben. Bei auf die Aufzeichungsbahn und die Zeichenelektrode einer beispielsweisen Impulsschaltung wird die 15 hin, und in dem Spalt eine Ionisation auftritt, werden Grundelektrode 11 mit dem einen Ausgang der die positiv geladenen Gasteilchen oder Ionen von der Sekundärwicklung 22 eines Transformators 23 ver- Grundelektrode angezogen, während die negativ gebunden, der andere Ausgang der Sekundärwicklung ladenen Gasteilchen (Elektronen und negative Ionen) ist geerdet. Da die Zeichenelektrode 12 auch geerdet in Richtung zu der relativ positiv geladenen Zeichenist, erscheint die in der Sekundärwicklung 22 des 20 elektrode angezogen werden und. ihre negative Transformators 23 induzierte Ausgangsspannung zwi- Ladung an der isolierenden Aufzeichnungsbahn abschen den zwei Elektroden. Die Primärwicklung 25 geben, welche dann die ankommenden Tonerpartides Transformators 23 liegt in einem Stromkreis mit kein zurückstoßen müßte. Aber bei den Versuchen einem Doppelschalter 26, einer Gleichstromquelle 27 arbeitete die Technik hervorragend, und es wird derund einem Kondensator 28. Die eine Klemme der as zeit vermutet, daß die geladenen Teilchen der Gas-Stromquelle 27 und des Kondensators 28 sind mit atmosphäre, die sich entgegen der Tonerbewegung der einen Seite der Primärwicklung verbunden, wäh- in dem Spalt bewegen, die den Spalt kreuzenden rend die anderen Klemmen des Kondensators und Tonerpartikeln entladen, ja sie sogar mit der der der Stromquelle mit dem beweglichen Kontakt bzw. ursprünglichen Ladung entgegengesetzten Polarität mit einem der beiden festen Kontakte des Schalters 30 wieder aufladen können, vermöge der Zusammenverbunden sind. Da der zweite Ausgang der Primär- stoße zwischen den Tonerpartikeln und den geladewicklung mit dem anderen festen Schalterkontakt nen Gasteilchen.

verbunden ist, wird durch eine Betätigung des beweg- Eine andere Möglichkeit besteht darin, der liehen Schalterkontakts der Kondensator 28 entweder Zeichenelektrode 12 einen positiven Impuls zuzuan die Stromquelle 27 oder an die Primärwicklung 35 führen, um die Tonerpartikeln 18 über den Spalt 25 angeschlossen. So wird die Stromquelle 27 dazu hinweg anzuziehen. Man kann auch positiv geladenen benutzt, den Kondensator 28 zu laden; dieser entlädt Toner in Verbindung mit einer positiven, abstoßensich über die Primärwicklung 25 und erzeugt so einen den Ladung auf der Grundelektrode 11 oder einer Impuls in der Sekundärwicklung 22 und der Grund- negativen, anziehenden Ladung auf der Zeichenelektrode 11. Da die Sekundärwicklung 22 des Trans- 40 elektrode 12 verwenden. An Stelle der aufgeladenen formators 23 mehr Windungen aufweist als die isolierenden Toner sind auch leitende Toner benutzt Primärwicklung 25, wird der Grundelektrode 11 eine worden, wobei man die in den Tonerpartikeln von erhöhte Spannung zugeführt. In dem vorliegenden dem elektrischen Feld induzierte Ladung vorteilhaft speziellen Fall ist das System so ausgebildet, daß der ausnutzt. In diesem Fall kann man jede der beiden Grundelektrode 11 ein negativer Impuls zugeführt Polaritäten für den Impuls an der Zeichenelektrode wird. Dieser Impuls erzeugt ein starkes elektrisches verwenden, um die Entwicklersubstanz in Richtung Feld zwischen den Elektroden 11 und 12, und da der auf die Druckbahn 15 anzuziehen, da der Impuls in Impuls negativ ist, werden die negativen geladenen dem Toner eine Ladung induziert, bevor dieser sich Tonerpartikeln 18 von den Bereichen der Elektrode in Richtung auf die Druckbahn bewegt. Fast alle 11 zurückgestoßen, wo das Feld am stärksten ist. Da 50 feinzerteilten leitenden Stoffe können als leitende die elektrische Feldstärke zwischen zwei Platten Entwickler verwendet werden einschließlich Kupfer, gleich ist der zwischen den Platten angelegten Span- Gold, Silber, Aluminium usw. Einige geeignete nung dividiert durch den Plattenabstand, ist die leitende Entwicklersubstanzen, die erprobt wurden, Feldstärke in dem Spalt gegenüber den vorspringen- sind Carbonyleisen, Holzkohlenpuder und Eisenfeilden Abschnitten 13 der Elektrode 12 bedeutend 55 späne.

höher als gegenüber den vertieften Einschnitten der Obwohl die Spaltbreite, die Dauer und Höhe des Elektrode 12. Folglich stellt das stärkste elektrische Impulses und die Menge und Aufladung der EntFeld in dem Spalt das Zeichen dar, das gedruckt Wicklersubstanz alle untereinander zusammenhänwerden soll. Legt man einen ausreichend starken gende Faktoren sind, wurden Versuche mit den Impuls an die Grundelektrode 11, so kann das dem 60 xerographischen Standardtonern unternommen, wovorspringenden Zeichen gegenüberliegende Feld stark bei auf Papier mit einem Kunststoff-Alkyd Überzug genug gemacht werden, um die Tonerpartikeln 18 mit Spaltbreiten zwischen 2 und 7 mm und Impulsen von der Grundelektrode weg bis auf die Oberfläche von 600 bis 2000 Volt und einer Dauer von 17 der Druckbahn 15 zu stoßen, und zwar in der 1,5 Mikrosekunden gedruckt wurde. Man hat allge-Konfiguration des Zeichens, während das Feld an mein gefunden, daß Impulse von 6 Mikrosekunden den anderen Bereichen der Tonerschicht für eine ⁵ unter allen untersuchten Bedingungen brauchbare Übertragung des Toners nicht ausreicht. Obwohl, Bilder übertrugen, so daß dies die maximal notwenwie später erläutert wird, die für diese Tesidruck- dige Impulsdauer darstellt. Obwohl es für das Ver-

fahren nicht entscheidend ist, kann der abgelagerten Tonerschicht von der Grundelektrode eine Vorspannung aufgedrückt werden, um dem Toner eine starke, gleichmäßige Ladung zu geben. Durch eine solche Vorspannung wird dem Toner eine stärkere Ladung aufgeprägt, die sich in klareren, schärferen Abdrucken nach der Zuführung des Übertragungsimpulses äußert. Zum Beispiel wurde bei einem Impuls von etwa —1300 Volt für die Übertragung des Toners von der Grundelektrode auf die Aufzeich- io. nungsbahn vorher eine Vorspannung von +1200 Volt an die Grundelektrode angelegt, um die Tonerschicht negativ aufzuladen, und diese Ladespannung wurde vor der Betätigung der Vorrichtung abgeschaltet. Auch Vorspannungen bis herab zu + 800 Volt waren für diesen Zweck geeignet. Wenn die Vorspannungstechnik bei geladenen isolierenden Tonerpartikeln verwendet wurde, war die Polarität der Spannung entgegengesetzt zu der Aufladung des Toners. An Stelle der Vorspannung können auch andere Ver- ao fahren zur vorherigen Aufladung der Partikeln verwendet werden. Ein Koronaentladungsdraht oder eine -drahtanoidnung von der Art der in den USA.-Patentschriften 2 588 699 oder 2 836 725 beschriebenen kann,in- einem Abstand über der Tonerschicht 25, angeordnet werden, um die Partikeln gleichmäßig auf eine Polarität aufzuladen, bevor sie selektiv durch die Zeichenelektrode nachgeladen werden.

Der Toner oder die Entwicklersubstanz kann auf viele verschiedene Arten auf der Grundelektrode abgelagert werden. Für den Fall, daß ein isolierender Toner benutzt wird, ist es wünschenswert, daß der Ablagerungsvorgang gleich zur Ladung des Toners mit der richtigen Polarität dient. Viele der in der Xerographie bereits angewandten Verfahren für die Entwicklung der latenten elektrostatischen Bilder eignen sich sehr gut zur Ablagerung einer gleichmäßigen Tonerschicht auf der Grundelektrode und zur Aufladung eines isolierenden Toners, wenn ein solcher verwendet wird. Beispielsweise ist ein eine Puderwolke erzeugendes Gerät, wie in den USA.-Patentschriften 2 862 646, 2918 900 und 2 943 950 beschrieben, sehr gut geeignet, um die Grundelektrode zu bedecken. Außerdem kann eine derartige Vorrichtung abwechselnd mit isolierendem oder leitendem Toner betrieben werden. Eine andere ^!' Bedeckungstechnik, die besonders gute Ergebnisse mit isolierenden Tonern erzielt, verwendet ein Gemisch aus zwei Entwicklersubstanzen, wie dies in den USA.-Patentschriften 2 618 551, 2 618 552 und 2 638 416 beschrieben ist. Ein derartiges Gemisch besteht aus Toner und »Trägerkörnchen«. Wie in den obigen Patentschriften ausführlicher beschrieben, sind die Trägerkörnchen wesentlich größer als die Tonerpartikeln und tragen diese Partikeln zu der zu entwickelnden Oberfläche, indem sie den Partikeln eine Ladung aufdrücken auf Grund der relativen Stellung der Tonerpartikeln und der Trägerkörnchen in der triboelektrischen Reihe. So lesen die Trägerkörnchen die Tonerpartikeln in dem Entwicklergemisch auf und drücken ihnen eine Ladung auf. Verwendet man dieses Entwicklergemisch in der Xerographie zur Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern, dann wird es über das zu entwickelnde elektrostatische Bild gestreut, und die Ladung, welche das Bild darstellt, stößt vermöge ihres / stärkeren elektrischen Feldes die Tonerpartikeln von den Trägerkörnchen weg, wobei die Partikeln in der Bildkonfiguration auf der Oberfläche verbleiben, die dadurch entwickelt wird. Bei der Anwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das oben beschriebene Zweistoffgemisch aus einer Höhe von etwa 15 bis 20 cm auf die Oberfläche der Grundelektrode herabgeschüttet. Wenn die Trägerkörnchen auf die Grundelektrode auftreffen, prallen sie von der Oberfläche zurück, aber der den Tonerpartikeln erteilte Impuls genügt, um sie von den Trägern abzuschütteln und es zu ermöglichen, daß sie an der Metallfläche klebenbleiben, wahrscheinlich durch eine Induktionswirkung ihrer eigenen Ladung auf das Metall. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige, aufgeladene Tonerschicht auf der Grundelektrode abgelagert.

. Fast jedes leitende Material eignet sich als Grundejgkirode, und einige mit Erfolg verwendeten Stoffe sind ein T50"maschIges Sieb aus rostfreiem Stahl, eine glatte Messingplatte, eine gekörnte Aluminium- oder Zinkplatte usw. Diese Materialien arbeiten auch gut, wenn sie von einer dünnen Zellophanschicht bedeckt oder eingehüllt sind, die dazu dient, jede mechanische Haftung, die zwischen der Grundelektrode und der Tonerschicht bestehen könnte, auszuschließen. Alle diese Materialien für die Grundelektrode ergaben Bilder guter Qualität.

Ferner hat man gefunden, daß man ohne Vorspannung eine verbesserte Druckqualität dadurch erreicht, daß man kleinere Tonerpartikeln verwendet mit einer mittleren Partikelgröße von 1 bis 4 Mikron, besonders dann, wenn diese Partikeln auf derGrundelektrode zusammen mit Aluminium-Trägerkörnchen an Stelle der gewöhnlich verwendeten Glas-Trägerkörnchen abgelagert werden.

Fig. 3 zeigt ein Gerät zur Anwendung der erfindungsgemäßen Drucktechnik bei einer schnell arbeitenden alphanumerischen Druckvorrichtung. Es umfaßt eine Zeichenwalze 27, die beispielsweise 40 Zeichenkolonnen oder -ringe nebeneinander entlang der Walzenoberfläche enthält. Jede Zeichenkolonne auf dem Zylinder oder der Walze enthält einen Ring von leitenden Elektroden 28, die entsprechend den zu druckenden Zeichen geformt sind. Sie können beispielsweise alle Buchstaben des Alphabets, die Ziffern 0 bis 9 oder irgendwelche anderen gewünschten Symbole oder Zeichen enthalten. In einem Ideinen Abstand von der Walzenoberfläche wird ein Grundelektrodenband 30 vorbeigeführt und um drei Rollen 31 geleitet, von denen wenigstens eine angetrieben wird, so daß sich das Band mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Zeichenwalze bewegt. Bei dem gewählten Beispiel besteht das Band aus einer Anzahl von leitenden Streifen 32, die elektrisch voneinander isoliert sind. Die Streifen sind durch sehr dünne Zwischenstreifen aus einem Isolator 33 getrennt. Das ganze Grundelektrodenband wird jedesmal, wenn es um die Rollen 31 umläuft, mit Toner bedeckt, wie in Verbindung mit F i g. 4 noch genauer erläutert wird. Hinter jedem leitenden Streifen 32 der Grundelektrode befindet sich ein leitender Kontakt 35. Jeder Kontakt 35 steht in gleitender Berührung mit seinem zugeordneten leitenden Bandstreifen. Eine in Fig. 3 nicht dargestellte Druckbahn wird normal durch den Spalt zwischen der Zeichenwalze 27 und dem mit Toner bedeckten Grundelektrodenband 30 geführt und eng an der Zeichenwalze gehalten. Wird nun ein Impuls von passender Höhe an jeden Kontakt 35 zu dem

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geeigneten Zeitpunkt während der Drehung des einer Höhe von etwa 15 bis 20 cm. Dadurch wird alphanumerischen Zylinders 27 angelegt, dann wird das Band mit Toner überzogen, während der übereine Zeile mit den ausgewählten Zeichen auf die schüssige Toner und die Trägerkörnchen vermöge Druckbahn aufgedruckt, dadurch, daß sich der Toner der Schwerkraft abgleiten.

von der Grundelektrode wegbewegt, wie dies in Ver- 5 Es muß an dieser Stelle bemerkt werden, daß die bindung mit den Fig. 1 und 2 oben beschrieben Grundelektrode, obschon als endloses Band bewurde. So wird durch geeignete Anlegung des Im- schrieben, auch in Form eines Zylinders von verhältpulses an die Kontakte 35 eine volle Druckzeile auf nismäßig großem Durchmesser ausgebildet sein kann die Druckbahn übertragen, und die Druckbahn wird und auch noch andere Formen haben kann, solange intermittierend um einen Abstand vorwärts bewegt, io ein relativ gleichmäßiger Zwischenraum zwischen der einer Druckzeilenhöhe entspricht. allen Teilen einer gegenüberstehenden Zeichen-

Da die Vorrichtung sehr hohe Druckgeschwindig- elektrode und der Oberfläche der Grundelektrode keiten erlaubt, wird sie allgemein als Ergebnisauf- gewahrt bleibt. Dadurch werden mit Sicherheit alle zeichner für sehr schnell arbeitende Geräte, wie etwa Teile eines gewählten Zeichens gedruckt, da der Analog- oder Digitalrechner, verwendet. Eine der- 15 Zwischenraum und das resultierende elektrische Feld artige Druckvorrichtung kann an die Ausgabe einer gegenüber jedem Zeichen dann relativ gleichförmig Rechenmaschine angeschlossen werden, indem man sind. Im allgemeinen ist die Umfangsgeschwindigkeit eine Schaltung verwendet, wie sie in der USA.- der Grundelektrode dieselbe wie die der alphanume-Patentschrift 2 919 967 beschrieben ist, wobei die rischen Walze; aber die Grundelektrode kann auch Verbindungen zu den Elektroden 14 der Fig. 1 20 bei jeder vollen Umdrehung der alphanumerischen dieser Patentschrift an die Kontakte35 der Fig. 3 Walze intermittierend um eine Strecke fortbewegt der vorliegenden Erfindung anzuschließen sind. In werden, die gleich der Zeilenhöhe einer Type ist.
diesem Fall wird der Zeichenzylinder 27 auch mit Wie oben bereits erwähnt, kann die erfindungsmagnetischen Impulsmarken entsprechend den in gemäße Drucktechnik auch in Verbindung mit einer dem USA.-Patent gezeigten magnetischen Marken 25 mit einer Matrizenelektrode arbeitenden Typendruck-15 und 20 versehen. Bei jeder Umdrehung des vorrichtung verwendet werden. In Fig. 5 ist ein Zeichenzylinders wird nur eine Zeichenkolonne ge- Stiftmatrizensystem dargestellt. Die Matrize 43 ersetzt druckt, so daß 40 Zylinderumdrehungen nötig sind, sämtliche Zeichenelektroden einer Zeichenkolonne um eine Druckzeile mit 40 Zeichen zu drucken. Falls des in den Fi g. 3 und 4 gezeigten alphanumerischen man bei jeder Umdrehung des Zeichenzylinders eine 30 Zeichenzylinders. Wie aus F i g. 6 näher hervorgeht, vollständige Zeile mit Zeichen drucken will, kann wird die Matrize aus einer Anzahl von leitenden eine Schaltung nach Art der in der USA.-Patent- Stiften 45, in fünf Spalten und sieben Zeilen angeschrift 2 776 618' beschriebenen verwendet werden, ordnet, gebildet, wobei jeder Stift mittels einer isoliewofür passende Verstärker erforderlich sind. renden Grundplatte 46 elektrisch isoliert und durch

Fig. 4, die eine genauere Seitenansicht des in 35 einen Leiter aus einer Gruppe47 eigens mit einer Fig. 3 gezeigten Gerätes darstellt, umfaßt eine ge- Spannungsquelle verbunden ist. Fig. 5 zeigt ferner erdete Zeichenwalze 27 mit ihren vorspringenden eine Druckbahn 48, ein Grundelektrodenband 50 Zeichenelektroden 28. Nächst dem äußeren Umfang und einen Beschichtungsmechanismus 51, die alle der Zeichenwalze ist die Druckbahn36 angeordnet, den in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 oben die von der Vorratsrolle 37 kommt. Wie oben bereits 4° beschriebenen gleichen. Wenn man bestimmte, ausfestgestellt wurde, wird diese Bahn intermittierend gewählte Gruppen der Stifte 45 in der Stiftmatrizenbewegt, nachdem jeweils eine Zeile gedruckt ist. elektrode 43 betätigt, kann praktisch jeder gewünschte Diese Bewegung kann erzielt werden, indem man Buchstabe oder jedes Symbol gedruckt werden. Zum eine Fortführeinrichtung, wie sie für den Transport Beispiel kann durch Betätigung der Stifte der linken eines Kinofilms verwendet wird, benutzt. Neben der 45 Spalte und der Stifte der untersten Zeile der in F i g. 6 Druckbahn 36 und gerade oberhalb der Druckstation gezeigten Matrizenelektrode der Buchstabe »L« geist ein Widerstandserhitzer 38 dargestellt, der wahl- druckt werden. An dieser Stelle sei darauf hingeweise in dem System enthalten sein kann, um die wiesen, daß eine Matrize des hier beschriebenen Typs Entwicklersubstanz mit der Druckbahn zu verschmel- mit unterschiedlichem Abstand, Form und Anzahl zen und so eine dauerhafte Aufzeichnimg herzu- 50 der Elektroden hergestellt werden kann. Zum Beispiel stellen. An seiner Stelle können auch andere Fixier- kann eine Matrize aus einer Gruppe von geraden verfahren, wie die Fixierung mit Lösungsmitteldampf, oder gebogenen Stäben gebildet sein. Wie in Fig. 5 verwendet werden, die dem Fachmann auf dem xero- dargestellt, werden die Impulse an die Stiftelektroden graphischen Gebiet bekannt sind. Die Fig. 4 zeigt angelegt, und das Grundelektrodenband ist geerdet, ferner ein Grundelektrodenband 30, das um die 55 Wenn man jedoch eine etwas kompliziertere Kon-Rollen 31 und die Kontakte 35 geleitet ist. Zur Ver- struktion verwendet, können die Impulse auch über anschaulichung sind eine Spannungsquelle 40 und ein die Grundelektrode zugeführt werden. In diesem Fall Schalter 41 gezeigt, die zur Anlegung des Potentials müssen die leitenden Teile des Grundelektrodenan den Kontakt 35 dienen, wenngleich im allgemeinen bandes 50 selbst die Form von Punkten haben, und zu diesem Zweck die oben in Verbindung mit den 60 jeder Punkt muß, wenn er an der Stiftelektrode vorfrüheren Figuren beschriebenen Schaltungen benutzt beiläuft, an der Rückseite mit einem Kontakt verwerden. Direkt über der Oberfläche des Bandes 30 sehen sein. Diese Kontakte können ähnlich den ist eine Förderbandvorrichtung gezeigt, um das Kontakten 35 von F i g. 3 und 4 ausgebildet sein, nur Grundelektrodenband in einer oben bereits beschrie- daß sie wesentlich Meiner sein müßten,
benen Weise zu beschichten. Das Förderband 42 65 Die spezifischen Ausführungsformen, die in der trägt Schaufehl 43 und wird um Rollen 44 angetrie- Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt sind, ben. Die Schaufeln erfassen Entwicklersubstanz aus eignen sich zwar hervorragend für die Durchführung dem Behälter 45 und werfen sie auf das Band aus der Erfindung, selbstverständlich soll jedoch die Er-

findung nicht auf diese Ausführungen beschränkt sein, da sie in vielen verschiedenen Formen durchführbar ist, die alle von den folgenden Ansprüchen umfaßt werden.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einer isolierenden Bahn, bei dem die Bahn zwischen einer Grundelektrode und einer wenigstens zum Teil der Grundelektrode gegenüberliegenden Elektrode mit einer geformten Oberfläche (Zeichenelektrode) hindurchgeführt wird und eine Spannung an die Elektroden gelegt wird, die ein elektrostatisches Bild'auf der Bahn erzeugt, dessen Konfiguration der Konfiguration der geformten Oberfläche der Zeichenelektrode entspricht, dadurch gekennzeichnetjdaßdieGrundelektrode mit einem fein unterteilten elektroskopischen Material beschichtet wird und daß die Spannung mit einer solchen Polarität und Stärke an die'Elektroden gelegt wird, daß dieses Material von der Grundelektrode auf die Bahn übergeht und dadurch das elektrostatische Bild zugleich mit dessen Erzeugung sichtbar macht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannung zwischen 600 und 2000 Volt an die Elektroden gelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn in einem Abstand von 2 bis 7 mm an der Grundelektrode vorbeigeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektroskopisches Material ein isolierender Stoff verwendet wird, der mit einer Vorladung versehen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes elektroskopisches Material verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektroskopisches Material ein negativ geladener isolierender Stoff verwendet wird und daß die Übertragungsspannung zwischen den Elektroden derart angelegt wird, daß die Grundelektrode negativ wird gegenüber der Zeichenelektrode.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektroskopisches Material ein positiv geladener isolierender Stoff verwendet wird und daß die Ubertragungsspannung zwischen den Elektroden derart angelegt wird, daß die Grundelektrode gegenüber der Zeichenelektrode positiv wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundelektrode mit einer in sich geschlossenen Oberfläche verwendet wird und daß die Beschichtung der Oberfläche mit dem elektroskopischen Material in aufeinanderfolgenden Teilen an einer von den Elektroden entfernt liegenden Stelle durchgeführt wird, worauf die beschichteten Teile vor dem Drucken zwischen die Elektroden bewegt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anlegen der das Spannung an die Elektroden eine Vorspannung angelegt wird, die der Ladung der elektroskopischen Teilchen entgegengesetzt ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode (12, 27) vorgesehen ist, die an wenigstens einer Fläche entsprechend einer zu druckenden Information (13, 45) geformt ist, daß eine Grundelektrode (11, 30, 50) mit im wesentlichen flacher Oberfläche mit Abstand von der geformten Oberfläche der Elektrode (12, 27, 46) angeordnet ist, wobei die Fläche der Grundelektrode wenigstens die Abmessungen der geformten Fläche der Elektrode elektrostatische Bild auf der Bahn erzeugenden aufweist, daß eine Führung für die Druckbahn vorgesehen ist, welche die Druckbahn in einem Abstand von der Grundelektrode (11, 30, 50) hält, daß eine Vorrichtung (43, 44) zur Ablagerung einer gleichmäßigen Schicht aus elektroskopischem Material auf der der Bahn zugekehrten Seite der Grundelektrode vorgesehen ist und daß ein zwischen die Elektroden geschalteter steuerbarer Spannungserzeuger vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenelektrode vorspringende, wenigstens ein druckendes Zeichen darstellende Teile (13) aus leitendem Material besitzt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11 für eine Schnelldruckeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenelektrode ein Zylinder (27) mit einer Reihe am Umfang angeordneter leitender Elemente in Zeichenform (28) ist (Zeichenwalze), daß eine Antriebsvorrichtung für die Zeichenwalze vorgesehen ist und daß eine Steuervorrichtung für den Spannungserzeuger vorgesehen ist, welche die Erzeugung einer Spannung an den Elektroden bewirkt, wenn das gewählte Zeichen der Grundelektrode gegenüberliegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelektrode als von mehreren Führungsrollen geführtes endloses Band (30, 50) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenwalze (27) mit mehreren Zeichenringen versehen ist, daß jedem Zeichenring ein leitender Streifen der Grundelektrode (32) zugeordnet ist und daß Kontaktvorrichtungen (35) vorgesehen sind, über welche die Spannung an die jeweiligen Zeichenringe und die zugehörigen Elektrodenstreifen anlegbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenelektrode mit einer Mehrzahl elektrisch isoliert angeordneter geformter Elemente (45) versehen ist und daß jedes Element (45) über eine Leitung (47) mit einem steuerbaren Spannungserzeuger verbindbar ist (Fig. 5, 6).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1092 490.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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