DE1254160B - Elektrostatisches Druckverfahren sowie Verfahren zum Herstellen der Druckplatte zu dessen Durchfuehrung - Google Patents

Description

DEUTSCHES VMWWS PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 15 k-7/05

Nummer: 1 254 160

Aktenzeichen: C 37076 VI b/15 k

J 254 160 Anmeldetag: 7. Oktober 1965

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Druckverfahren unter Verwendung einer ebenen oder gewölbten Druckplatte oder Druckrolle mit abzubildenden Bereichen und dazwischenliegenden sogenannten Hintergrundsbereichen, bei dem Druck- oder Entwicklerteilchen auf die Platte in der Weise aufgebracht werden, daß sie sich auf den abzubildenden Bereichen ansammeln, worauf die Teilchen mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes von der Druckplatte auf eine zu bedruckende Unterlage übertragen werden.

Ein derartiges Druckverfahren ist bekannt. Die dem Hintergrund zugeordneten Bereiche können dabei mit einem dielektrischen Material bedeckt sein. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß Fehler im dielektrischen Material, z. B. Eindrücke, Kratzer, lokale Änderungen der Dicke des dielektrischen Materials oder der dielektrischen Konstante sowie Oberflächenverunreinigungen, Fehler im Druckvorgang bzw. im Druckbild hervorrufen können. Während des Druckvorgangs verbleiben in der Regel einige der Entwicklerteilchen an den Flächen des dielektrischen Materials haften und modifizieren die Reaktion bei dem späteren Aufbringen der Druckteilchen. Selbst ein mechanisches Säubern der Druckplatte zwischen den einzelnen Druckvorgängen hilft nicht dazu, eine ausreichende Qualität des Druckvorgangs zu gewährleisten. Jedes mechanische Säubern vergrößert die Möglichkeit der Erzeugung von Oberflächenfehlern durch Kratzer od. dgl.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrostatisches Druckverfahren anzugeben, bei dem die angegebenen Nachteile nicht auftreten und auch bei wiederholtem Druckvorgang stets saubere und genaue Abbildungen erhalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer Druckplatte oder Druckrolle aus Metall mit erhabenen abzubildenden Bereichen und gegenüber diesen versenkt liegenden Hintergrundsbereichen sowie durch ein die Druckteilchen auf die Unterlage transportierendes elektrostatisches Feld von solcher Feldstärke, die ausreicht, die Teilchen von den erhabenen Plattenbereichen zu lösen, aber zu schwach ist, um die Teilchen von den versenkt liegenden Hintergrundsbereichen abzuheben.

Vorteilhafterweise wird eine solche Druckplatte verwendet, bei der die versenkt liegenden Bereiche mit einem dielektrischen Material abgedeckt sind, dessen freie Oberfläche ebenfalls tiefer als die frei liegende Oberfläche der erhabenen Bereiche ist. Es wurde festgestellt, daß mit einem Verfahren der angegebenen Art, bei der die abzubildenden Bereiche Elektrostatisches Druckverfahren sowie
Verfahren zum Herstellen der Druckplatte zu
dessen Durchführung

Anmelder:

Continental Can Company, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Thieleke, Dr.-Ing. R. Döring
und Dr. J. Fricke, Patentanwälte,
Braunschweig, Jasperallee 1 a

Als Erfinder benannt:

Leslie Joseph Javorik, Chicago, Jll.;
Edward DeValera Higgins, Palos Heights, JlL
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5. November 1964
(409 209)

der Druckplatte der zu bedruckenden Unterlage wesentlich näher als die Bereiche der Druckplatte liegen, welche den Hintergrund bilden sollen, ein wesentlich saubereres Druckbild als bisher erzeugt werden kann. Insbesondere hat sich dabei gezeigt, daß in der dielektrischen Schicht auf den tiefer liegenden Bereichen eventuell auftretende Fehler von wesentlich geringerem Einfluß auf die Abbildung des gewünschten Druckbildes sind. Dabei können Kratzer oder sonstige mechanische Oberflächenfehler das elektrostatische Feld praktisch nicht beeinflussen, welches für den Übergang der Druckteilchen von der Oberfläche der Druckplatte auf die Unterlage maßgeblich ist.

Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung einer Druckplatte, die für die Durchführung des neuen Druckverfahrens besonders günstig ist. Eine solche Druckplatte zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß die aus einem Metall bestehende Druckplatte in den beim Drucken abzubildenden Bereichen gegenüber den dem Hintergrund zugeordneten Bereichen merklich erhaben angeord-

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net sind. Vorteilhafterweise sind die dem Hintergrund zugeordneten Plattenbereiche mit einem dielektrischen Material abgedeckt, dessen Oberfläche tiefer als die der vom dielektrischen Material freien, dem Druckbild zugeordneten Metallbeieiche liegen.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Herstellung einer solchen Druckplatte auf besonders einfache Weise gelingt. Dieses Verfahren kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß zunächst in die Plattenoberfläche die tiefer liegenden, dem Hintergrund zugeordneten Bereiche eingearbeitet werden, worauf ein dielektrisches Material gleichmäßig auf alle Bereiche aufgetragen wird, und zwar mit einer Schichtdicke, die kleiner als die Tiefe der tiefer liegenden Bereiche ist, worauf das dielektrische Material von den erhabenen Metallflächen abgetragen wird.

Ein gegenüber dem zuletzt beschriebenen Verfahren noch vorteilhafteres Herstellungsverfahren für die Druckplatte besteht erfindungsgemäß darin, daß zunächst in einer Metallplatte die tiefer liegenden Bereiche eingearbeitet werden, daß dann die ganze Oberfläche der Platte mit einer Schicht aus einem dielektrischen Material überzogen wird, worauf dann das dielektrische Material auf der ganzen Plattenoberfläche gleichmäßig abgetragen wird, bis die erhabenen Plattenbereiche frei liegen, worauf zur Erzielung des Niveauunterschiedes zwischen den unterschiedlichen Bereichen auf die erhabenen Plattenbereiche Metall aufgetragen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes einer zusammengesetzten Druckplatte zur Verwendung bei dem Druckverfahren gemäß der Erfindung;

F i g. 2 bis 4 stellen ein Verfahren zur Herstellung der Druckplatte dar, während

F i g. 5 bis 9 ein weiteres noch vorteilhafteres Verfahren zur Herstellung der Druckplatte wiedergeben;

F i g. 10 zeigt schematisch eine Anordnung zum Aufladen der Druckplatte gemäß der Erfindung;

Fig. 11 zeigt einen vergrößerten Abschnitt einer aufgeladenen Druckplatte:

Fig. 12 gibt schematisch die Entwicklung einer Druckplatte gemäß der Erfindung wieder;

Fig. 13 zeigt einen vergrößerten Abschnitt einer entwickelten Druckplatte;

Fig. 14 ist eine schematische Wiedergabe einer Vorrichtung zum Drucken mit einer entwickelten Druckplatte gemäß der Erfindung;

Fig. 15 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Ausführen des Druckverfahrens in einer abgewandelten Form;

Fig. 16 ist ein Schnitt durch eine in anderer Weise ausgebildete Druckplatte, und zwar nach ihrer Verwendung im Druckverfahren, während

F i g. 17 schematisch eine Anordnung zum gleichzeitigen Aufladen und Entwickeln einer zusammengesetzten Druckplatte gemäß der Erfindung wiedergibt.

In den dargestellten Figuren sind die Dimensionen zur besseren Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß an Stelle einer ebenen Druckplatte auch eine Druckrolle gemäß der Erfindung ausgebildet und verwendet

werden kann. Nachfolgend ist die Erfindung an Hand einer ebenen Druckplatte beschrieben.

In der Ausführungsform nach F i g. 2 bis 4 ist eine Basis vorgesehen, die aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material hergestellt ist und in welcher Vertiefungen 11 ausgebildet sind, beispielsweise durch Ätzen oder Schablonenfräsen oder einen anderen Vorgang, so daß erhabene Metalloberflächen

12 bestehen, und zwar in dem Muster der zu drukkenden Abbildung. Die Depressionen oder Vertiefungen 11 bilden den Untergrund oder die nicht zu druckenden Flächen auf der fertigen Unterlage, die bedruckt werden soll. Eine alle Teile bedeckende Schicht aus isolierendem Material von vorzugsweise gleicher Dicke wird dann auf die Basis als Überzug

13 aufgebracht, welche in den Vertiefungen 11 eine geringere Dicke als die Tiefe dieser Vertiefungen aufweisen. Ein solcher Überzug kann durch Sprühen oder Aufstreichen einer organischen Emaillezusammensetzung erzeugt werden. Eine befriedigende Zusammensetzung ist eine solche, in der die Feststoffe elektrisch isolierend sind, wenn die Masse getrocknet ist, und welche eine feste Haftung an der Basis ergeben. Für diese Zwecke sind Polyester und Akrylharze geeignet, die sich in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel befinden. Wenn der Überzug getrocknet ist, werden diejenigen Bereiche, welche die abzubildenden Metallbereiche überdecken und die in F i g. 4 mit 14 gestrichelt dargestellt sind, entfernt, so daß das Metall frei liegt.

Die sich ergebende Druckplatte besitzt eine Metallbasis 10, welche frei liegende abzubildende Bereiche 15 aufweist, an denen die dielektrischen Teile

14 entfernt worden sind, und bei der dielektrische Überzüge in den Vertiefungen 11 vorliegen, wobei die frei liegenden Oberflächen 16 der dielektrischen Überzüge auf einem Niveau liegen, das tiefer als das der Metallflächen 15 ist. Wie F i g. 4 zeigt, besitzen die Vertiefungen 11 eine Tiefe D, wobei der Unterschied zwischen der Oberfläche der abzubildenden Bereiche 15 und der obenliegenden Oberfläche 16 der nicht abzubildenden Flächen eine Vertiefung 17 bildet, deren Tiefe mit R bezeichnet ist.
Der dielektrische Überzug unterhalb der Oberfläche 16 muß dünner als die Tiefe der Vertiefungen 11 sein, damit sich derartige Ausnehmungen 17 bilden. Ein dielektrischer Überzug, der nur so dünn wie 0,025 mm oder weniger ist, kann zufriedenstellend sein. Die Vertiefungen 11 sollten so tief wie möglich sein. Eine Tiefe von 0,125 mm erzeugt eine wesentliche Verbesserung, die geeignet sein kann z. B. beim Halbtondruck verfahren. Weitere Verbesserungen v/erden jedoch durch Vergrößerung der Tiefe bis auf etwa 2,5 mm oder größer erreicht.

Bei der praktischen Ausführung gemäß F i g. 5 bis 9 ist die Metallbasis 10 der F i g. 5 gleich derjenigen der Fig. 2, wobei die Vertiefungen 11 die Untergrundbereiche bilden und wobei erhabene Metallbereiche 12 vorgesehen sind, welche dem abzudruckenden Muster nachgeformt sind, welches gedruckt werden soll. Ein dicker Überzug 23 aus dielektrischem Material wird dann auf diese Flächen aufgebracht, vorzugsweise mit einer Dicke, die größer ist als die Tiefe der Ausnehmungen oder Höh-

6g lungen (s. F i g. 6). Dies kann dadurch geschehen, daß in einem einzigen Vorgang eine Lackschicht gemäß Fig. 3 aufgebracht wird. Es können aber auch nacheinander einzelne Schichten aufgebaut werden,

oder es kann ein geschmolzenes Harzpolyester oder irgendein anderes dielektrisches Material aufgebracht werden. Wenn das Material erhärtet ist, wird die Oberfläche der gesamten Platte abgearbeitet, beispielsweise durch Schleifen, so daß alle Flächen in einer Ebene liegen (s. F i g. 7). Die Metallflächen werden auf diese Weise freigelegt, während die Flächen zwischen und um diese Metallflächen herum, d. h. die Untergrundfiächen, weiterhin von dielektrischen Teilen 24 bedeckt bleiben. Die Metalloberflächen werden dann erhöht, beispielsweise durch Elektroplattieren, wobei die dielektrischen Teile 24 einen Widerstand bilden, so daß kein Metall sich auf den Untergrundbereichen ablagert. Das Aufbauen des Metalls auf den Metallbereichen erfolgt bis zu einer Höhe 25, die merklich oberhalb der Flächen der Untergrundbereiche liegt. Schließlich werden die Metallerhöhungen bearbeitet, so daß sie parallele Flächen zu den Untergrundbereichen ergeben (s. F i g. 9), um die abzudruckenden Flächen 26 zu bilden. So kann sich die elektroplattierte Ablagerung auf 0,5 bis 1,25 mm oder mehr oberhalb der Untergrundflächen erstrecken und danach bis auf eine Unterschiedshöhe von 0,375 bis 1,125 mm abgearbeitet werden, oder es kann auch irgendein dazwischenliegendes Niveau für das aufgetragene Metall und die Oberflächen des Dielektrikums vorgesehen sein.

Bei dem praktischen Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 bis 4 muß die Metallbasis 10 bis auf eine Tiefe ausgeätzt werden, die merklich größer als der Niveauunterschied ist. so daß die Oberfläche des dielektrischen Materials (s. 16 in F i g. 4) sich in dem gewünschten Maß unterhalb der Druckflächen 15 befindet. Bei dem praktischen Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 bis 9 kann die Ätztiefe wesentlich geringer sein, da der Niveauunterschied durch Erhöhung der Metalldicke bis oberhalb des Untergrundbereichs 24 erfolgt.

Die zusammengesetzte Druckplatte 30 der F i g. 1 weist eine leitfähige oder Metallbasis 10 mit einer Schicht eines Dielektrikums oder eines isolierenden Materials 31 auf den Untergrundflächen oder nicht im Druckbild erscheinenden Flächen auf, beispielsweise die Ausnehmungen 16 oder 24 der F i g. 2 bis 9. Die abzubildenden oder Druckflächen 32 werden durch einen blanken Leiter gebildet, z. B. durch die Rächen 15 oder 26 der F i g. 2 bis 9.

Das Drucken mit solchen Platten kann in der in F i g. 10 bis 14 dargestellten Weise erfolgen.

In Fig. 10 ist die zusammengesetzte Platte 30 über eine leitfähige Stützfläche 35 in Richtung des Pfeils bewegt, und zwar unterhalb einer Quelle für eine Coronaentladung, die durch die Drähte 36 wiedergegeben ist, welche sich in Richtung der Plattenbewegung erstrecken. Die Drähte 36 können relativ zu der Platte 30 bewegt werden, wobei zu bemerken ist, daß der Zweck darin besteht, Ladungen auf den dielektrischen Flächen 31 aufzubringen. Eine Hochspannungsquelle 37 dient dazu, eine Potentialdifferenz zu erzeugen, bei welcher die Metallbasis 10 positiv gegenüber den Coronadrähten 36 wird. Diese Drähte emittieren Elektronen und negative Ionen, die sich in Richtung auf die zusammengesetzte Platte bewegen, und zwar entlang von Wegen, welche unter rechten Winkeln auf die zusammengesetzte Platte treffen. Die Elektronen und negativen Ionen, welche auf die frei liegenden Metallflächen 32 tref-

fen, werden abgeführt bzw. entladen, bzw. es wird, in anderen Worten ausgedrückt, die Bewegung des elektrischen Stroms durch die Metallbereiche zur Quelle 37 hin vervollständigt. Die Elektronen und negativen Ionen, welche auf die isolierenden Bereiche 31 treffen, verbleiben auf diesen Flächen und werden durch das isolierende Material gegen eine Abführung geschützt. Die zusammengesetzte Platte wird auf diese Weise aufgeladen, so daß die Flächen

ίο des isolierenden Materials 31 eine negative elektrische Ladung aufweisen, d. h. an den Untergrundflächen, von denen ein Druckvorgang nicht ausgeht, während der Körper der Metallplatte einschließlich der frei liegenden Metallflächen, von denen aus der Druckvorgang erfolgt, gegenüber dem Ladepotential nach Fig. 11 auf ein positives Potential gebracht werden.

Die zusammengesetzte Platte wird dann entwickelt durch Anwendung von Pigmentteilchen oder Druckteilchen mit einer negativen Ladung. Dies kann gemäß Fig. 12 erfolgen, in welcher die zusammengesetzte Platte 30 auf einer schrägen Unterlage angeordnet ist und die Pigmentteilchen 38 von einem Aufgabetrichter 39 zugeführt werden, so daß sie

a5 über die Plattenoberfläche kaskadenartig herabfallen können, wobei die überschüssigen Teilchen sich in einem Trog 40 sammeln. Die negativ geladenen Partikelchen werden durch die Metallflächen 32 angezogen und festgehalten, die auf positivem Potential gehalten werden, und zwar auf Grund der negativen Ladung auf den Oberflächen 31, und werden von den negativ geladenen Oberflächen 31 des isolierenden Materials zurückgestoßen. Mehrere Faktoren arbeiten einzeln oder in Verbindung und tragen zu den Kräften bei, welche die Pigmentteilchen an den Metallflächen festhalten, und zwar in Abhängigkeit von der Lage der Platte in dem Zyklus und der Methode, die zum Laden der Partikelchen angewendet wird. Unter diesen Faktoren ist der Bildeffekt, der Kanteneffekt für induzierte elektrostatische Ladungen sowie der Effekt des Feldes und der Coronaentladung oder anderer elektrostatischer Felder.

Es wird bevorzugt, die Pigmentteilchen als kleine Teilchen aus nichtleitendem Material in einer Mischung mit größeren Trägerteilchen mit größerer Masse und von verschiedenem Material zu verwenden, wobei zwischen den Pigmentteilchen und den Trägerteilchen ein triboelektrischer Effekt auftritt, durch den die Pigmentteilchen negativ geladen und die Trägerteilchen mit einer positiven Ladung versehen werden, so daß sich Tröpfchen bilden mit positiv geladenem Trägerkern und elektrostatisch daran anhängenden negativ geladenen Pigmentteilchen. Wenn solche Nester oder Tröpfchen entlang der Plattenoberflächen kaskadenartig herabfallen, trennen sich die Pigmentteilchen von den Trägerteilchen und haften an den Metallflächen 32 gemäß Fig. 13, während die Masse oder das Gewicht der Trägerteilchen sie daran hindert, elektrostatisch auf den isolierenden Flächen 31 haftenzubleiben. Alternativ dazu kann die Entwicklung dadurch hervorgerufen werden, daß eine Wolke aus Pigmentteilchen unterhalb der Coronadrähte 36 eingebracht werden, so daß die Partikelchen negativ geladen und auf diese Weise angezogen werden von den Metallflächen 32, auf denen sie sich ablagern. Die Metallflächen werden dabei auf einem positiven Potential

in bezug auf die Coronadrähte 36 gehalten. Die Teilchen werden von den negativ geladenen isolierenden Flächen 31 zurückgewiesen, wobei darauf zu achten ist, daß solche in einer Coronaentladung aufgeladenen Pigmentteilchen vorzugsweise angewendet werden, nachdem eine negative Coronaentladung für die Flächen 31 angewendet worden ist.

Die entwickelte und zusammengesetzte Platte 30 wird dann in eine Lage gegenüber einer Unterlage 42, die bedruckt werden soll, gebracht, wie dies Fig. 14 wiedergibt. Die Unterlage 42 kann aus einem leitenden Material, z. B. Metall, bestehen. Wenn die Unterlage 42 aus einem dielektrischen Material, beispielsweise aus einem Nichtleiter oder einem schlechten Leiter, wie Papier oder Plastikfilm, besteht, wird sie auf einer Gegenelektrode 43 aufgebracht. Eine Stromquelle wird angeschlossen, um ein elektrostatisches Feld zwischen der Basis 10 der zusammengesetzten Platte und der Oberfläche der Unterlage 42 zu erzeugen, wobei die Unterlage auf ein positives Potential gegenüber der Basis 10 gebracht wird. Das elektrostatische Feld der Quelle 44 erzeugt an den Pigmentteilchen 38 eine Kraft, die im Fall einiger dieser Teilchen, insbesondere der Teilchen aus den äußeren Schichten, die Kraft übersteigt, welche die Pigmentteilchen an der Metalloberfläche 32 festhält. Folglich werden diese Partikelchen auf die Unterlage entlang von Wegen geführt, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu der Unterlage verlaufen. Es ist aber zu bemerken, daß insbesondere im Fall von drucklosem Kontaktdruckverfahren die Pigmentteilchen in den äußeren Schichten, welche der Unterlage am nächsten liegen, auf die Unterlage übertragen werden können, ohne daß ein äußeres Potential wirksam ist und sogar gegen ein negatives, die Teilchen zurückstoßendes Feld. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Bildfläche, welche auf die geladenen Teilchen einwirkt, umgekehrt mit der zweiten Potenz des Abstandes variiert, so daß höhere Bildkräfte erhalten werden können in Richtung auf die Unterlage als in Richtung auf die Drucktrommel oder die Druckplatte. Die Verwendung einer leitfähigen Gummitrommel und einer Nullspannung zur Übertragung der Teilchen beim Drucken hat zu den schärfsten Kanten und zur höchsten Auflösung des Bildes geführt. In der Praxis wird beim Bedrucken von Papier der normale Feuchtigkeitsgehalt des Papiers eine Leitfähigkeit hervorrufen, so daß die frei liegende Fläche der Unterlage, die sich in Fi g. 14 oben befindet, sich im wesentlichen auf dem Potential der Gegenelektrode 43 befindet.

Die Pigmentteilchen können dann auf der Unterlage durch geeignete Mittel fixiert werden. Wenn die Partikelchen eine thermoschmelzbare Komponente enthalten, kann dieses Festigen allein durch Erwärmen erzeugt werden.

Die Übertragung von der zusammengesetzten Platte auf die Unterlage kann mit einer Unterlage durchgeführt werden, die sich oberhalb der Platte 10 befindet, wie dies Fig. 15 zeigt.

In der Praxis wurde gefunden, daß gute Drucke erhalten werden, wenn derartige mit Ausnehmungen versehene Metallplatten als Druckplatten verwendet werden, wobei die vertieften Teile den Untergrund des Musters bilden, d. h. die Flächen, die nicht gedruckt werden, und zwar ohne Anwendung einer dielektrischen Bedeckung über den vertieften Flächen,

sofern der Abstand vom Boden der Vertiefungen 11 zu der Unterlage wesentlich größer als der Abstand von den erhabenen Flächen 15 zu der Unterlage ist. So kann also eine Platte 10, die gemäß Fig. 2 und5 bis auf eine Tiefe von 0,5 bis 1,25 mm oder zu einer anderen geeigneten Tiefe für die Untergrundflächen ausgeätzt worden ist, mit negativ geladenen Pigmentteilchen bedeckt werden, und zwar auf Grund des elektrostatischen Ablagerungsverfahrens aus

ίο einer Wolke solcher Partikelchen, so daß sich im wesentlichen eine gleichförmige Schicht aus Teilchen 38 sowohl auf den erhabenen als auf den vertieften Teilen einer Platte 10 bilden, welche auf einem positiven Potential gegenüber den abstoßenden Elektroden oder Coronadrähten 36 gehalten werden. Wenn eine Unterlage 42 dieser Platte 10 gemäß Fig. 15 gegenübergebracht wird und ein Ubertragungspotentialabfall an der Metallbasis 10 erzeugt wird, die negativ ist, während demgegenüber die Unterlage 42 positiv ist, werden die Pigmentteilchen von den erhabenen Flächen zu der Unterlage transportiert, während die Pigmentteilchen auf den tiefer liegenden Flächen 11 nicht übertragen werden. Auf diese Weise kann, wie dies Fig. 16 zeigt, nach der Übertragung festgestellt werden, daß die Pigmentteilchen auf den tiefer liegenden Abschnitten 11 verbleiben, während diejenigen, die auf den erhabenen Bereichen 12 gewesen sind, übertragen worden sind. Dieser Vorgang tritt ein, weil die Kräfte, die dazu wirksam sind, die Teilchen von der Platte auf die geladene Oberfläche der Unterlage zu überführen, in einer solchen Weise wirksam sind, daß sie sehr effektiv sind, wenn der Abstand klein ist, und weniger effektiv, wenn der Abstand groß ist, z. B. an den tiefer liegenden Untergrundflächen. Die Größe der Kräfte kann wie folgt ausgedrückt werden:

F = C₁CF ₁Zd₁ + C ₂e E ₂Id₂ - C ₃eVd/ + C ^eVd
In dieser Formel bedeuten:

F = Übertragungskraft (in Gramm);
C₁, C₂, C₃ und C₄ sind Konstanten.

e = Ladung der Pigmentteilchen (Coulombs).

E ₁Id₁ — Übertragungspotentialgradient zwischen dem Zentrum der Teilchen und der Übertragungselektrode oder der leitfähigen Unterlage (in Volt/cm).

E ₂Zd₂ = Potentialgradient zwischen dem Zentrum " der Teilchen und der Druckplatte, welche

Spannung und welcher Gradient erzeugt werden durch das induzierte elektrostatische Feld des aufgeladenen Dielektrikums.

d_s — Durchmesser der Teilchen (in cm).

d_i — das Doppelte der Distanz zwischen der Mitte der Teilchen und der Unterlage.

Es wird bemerkt, daß, wenn das Teilchen sich in ° einer Vertiefung 11 der Druckplatte oder Drucktrommel 10 befindet, die Größe d_i so groß ist, daß der Ausdruck C_i e²/d₄ ³ vernachlässigt werden kann; E ₁Id₁ ist so klein, daß er ebenfalls vernachlässigt wer_e den kann; auf diese Weise kann die oben angegebene Gleichung für diesen Fall wie folgt beschrieben werden:

Ausnehmung ~ ^2 ^eE ₂Id₂ C₃ e-ld£ .

Claims (7)

Auf der anderen Seite kann dann, wenn das Partikelchen sich auf einer Druckfläche befindet und damit nahezu die Unterlage berührt, d3 di sein; auf diese Weise ergibt sich: C4e2/rf42-C3e2/if32^0. Weiterhin ist in diesem Fall ein Dielektrikum nicht vorhanden, so daß E2Zd2 = 0 ist. Daraus ergibt sich: ^Driii-kfliiche C1CE1Id1 . Mit diesen Ausdrücken ergibt sich das Potential zwischen einem Pigmentteilchen auf einer erhabenen Fläche der Unterlage im Vergleich mit dem Potential zwischen einem Pigmentteilchen auf einer tiefer liegenden Fläche, das so groß ist, daß das Partikelchen auf der erhabenen Fläche übertragen wird, während das Partikelchen auf der tiefer liegenden Fläche verbleibt und von der Metallplatte 10 festgehalten wird. Mit entsprechender Tiefe der ausgeätzten Ausnehmungen und entsprechendem Abstand der Unter- ao lagen von der Druckplatte kann der Kraftunterschied größer als eine Größenordnung sein. Die zuletzt beschriebene Verfahrensweise hat sich als sehr nützlich erwiesen bei sehr glatten Metallunterlagen und mit glatten Papierunterlagen, in denen die Feuchtigkeitsleitfähigkeit so hoch ist, daß das Übertragungspotential im wesentlichen zwischen den benachbarten Flächen der Unterlage und der Druckplatte herrscht, so daß in diesem Fall die Dicke der Unterlage beim Ausrechnen des Spannungsgradienten vernachlässigt werden kann. Die Verfahrensweisen gemäß F i g. 2 bis 9 können bei Unterlagen angewendet werden, deren Oberfläche rauher ist. In diesen Fällen können Teile der Unterlage bzw. deren Oberfläche in einem größeren Abstand von den erhabenen Metallflächen als andere Bereiche von den vertieften Metallflächen aufweisen. Die dünne dielektrische Schicht, auf der elektrische Abstoßladungen vorhanden sind, vermindert in diesen Fällen in starkem Maß die Menge der Pigmentteilchen, die an den Untergrundflächen oder den nicht abzubildenden Flächen hängenbleiben. Auf diese Weise können sehr saubere und scharf begrenzte Druckbilder erzeugt werden. Nach jeder Verwendung befinden sich Reste von Pigmentteilchen auf den Flächen, welche durch Kräfte festgehalten worden sind, die andere Ursache als einfache elektrostatische Anziehung haben können. Die zusammengesetzten Platten sind leicht zu säubern, beispielsweise durch langhaarige Bürsten, durch Luftstrahl od. dgl., ohne daß kräftige Wisch- oder Kratzwirkungen notwendig sind, welche zu Schäden in der Oberfläche führen können. Ein Faktor, der bei der Auswahl zwischen den Verfahren nach F i g. 2 bis 4 und dem nach F i g. 5 bis 9 verwendet wird, ist derjenige der Breite der Linien, die gedruckt werden sollen. Mit dem Verfahren nach F i g. 2 bis 4 wird die Breite der Metallflächen 12 durch den Ätzvorgang bestimmt. Bei dem Verfahren nach F i g. 5 bis 9 werden diese Flächen während des Elektroplattierens vergrößert, da sich die Metallflächen dabei aufweiten, wie dies die Figuren andeuten. Wenn sehr dünne Linien erforderlich sind, wird die Verfahrensweise nach F i g. 2 bis 4 bevorzugt. Für breitere Linien und Flächen kann die Praxis nach F i g. 5 bis 9 bevorzugt werden, da sie eine Aufweitung der Linie zulassen, z. B. beim Ätzen der benachbarten Ausnehmungen, so daß die Metall- fläche 12 gemäß F i g. 5 schmaler ist als die Druckfläche, von der der Druck erzeugt werden soll. Fig. 17 zeigt eine Coronaentladungsvorrichtung 50, die durch eine negative LeitungSl von einer Spannungsquelle 52 gespeist wird, während ein positiver Anschluß 53 an die Metallbasis der Druckplatte 10 führt. Dies führt dazu, daß negative Ladungen auf der Fläche des dielektrischen Überzugs 13 abgelagert werden, welche positive Ladungen auf der Metalloberfläche 12 unmittelbar angrenzend an den dielektrischen Überzug 13 erzeugen. Das elektrostatische Feld, das zwischen der Coronaentladungsvorrichtung 50 und der Druckplatte 10 erzeugt wird, welches Feld durch die gestrichelten Linien 55 angedeutet ist, treibt die Pigmentteilchen 56 zu den Metalloberflächen der Druckplatte 10 selbst bei Abwesenheit einer elektrostatischen Ladung, welche auf den Metallflächen durch die negativen Ladungen auf dem dielektrischen Material 13 erzeugt werden. Diese negative Ladung verhindert eine Ablagerung der Pigmentteilchen auf dem dielektrischen Überzug 13 und veranlaßt die Pigmentteilchen 56, von diesen Flächen zurückzukehren und statt dessen auf die Metallfläche der Druckplatte 10 gerichtet zu werden, wie dies durch die gestrichelten Linien 57 angedeutet ist. Die Coronaentladungsvorrichtung 50 erfüllt auf diese Weise zwei Funktionen: Eine Funktion besteht darin, die Pigmentteilchen 56 aufzuladen, während die zweite Funktion darin besteht, als Entwicklerelektrode zum Aufladen der Druckplatte 10 zu dienen. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wurden unter der Voraussetzung erläutert, daß Pigmentteilchen mit negativen Ladungen angewendet werden. Es ist zu bemerken, daß auch positiv geladene Pigmentteilchen verwendet werden können, und zwar mit oder ohne negativ geladene Trägerteilchen, wobei eine positive Ladung der dielektrischen Flächen 31 vorgenommen wird. Das heißt, es werden die Verbindungen der Quelle 37 zu den Coronadrähten 36 und der Basis 35 vertauscht. In ähnlicher Weise braucht die DruckplattelO nicht eben zu sein, sondern kann auch zylindrisch sein. In diesem Fall wird der Unterschied in den Niveaus zwischen erhabenen und vertieften Abschnitten durch den radialen Abstand zwischen der zylindrischen Fläche einschließlich der erhabenen Teile und der Flächen einschließlich der vertieften Teile gebildet. Patentansprüche:

1. Elektrostatisches Druckverfahren unter Verwendung einer ebenen oder gewölbten Druckplatte oder Druckrolle mit abzubildenden Bereichen und dazwischenliegenden sogenannten Hintergrundsbereichen, bei dem Druck- oder Entwicklerteilchen auf die Platte in der Weise aufgebracht werden, daß sie sich auf den abzubildenden Bereichen ansammeln, worauf die Teilchen mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes von der Druckplatte auf eine zu bedruckende Unterlage übertragen werden, gekennzeichnetdurch die Verwendung einer Druckplatte (10) oder Druckrolle aus Metall mit erhabenen abzubildenden Bereichen (12 bzw. 26) und gegenüber diesen versenkt liegenden Hintergrundsbereichen (11 bzw. 16 bzw. 24) sowie durch ein die Druckteilchen auf die Unterlage transportierendes elektrostatisches Feld von solcher Stärke, die ausreicht,

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die Teilchen von den erhabenen Plattenbereichen zu lösen, aber zu schwach ist, um die Teilchen von den versenkt liegenden Hintergrundsbereichen abzuheben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung einer Druckplatte (10), bei der die versenkt liegenden Bereiche (11) mit einem dielektrischen Material abgedeckt sind, dessen frei liegende Oberflächen (16) tiefer als die frei liegende Oberfläche der erhabenen Bereiche liegt.

3. Druckverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefer liegenden Flächenbereiche der Druckplatte (10) vor Aufbringen der Druckteilchen elektrostatisch mit einer Ladung vom gleichen Vorzeichen wie die Ladung der Druckteilchen aufgeladen wird.

4. Druckverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (10) einer Coronaentladung von vorbestimmter Polarität ausgesetzt wird, wobei gleichzeitig Druckteilchen in die Entladungszone eingeführt werden, derart, daß das dielektrische Material der Druckplatte und die Druckteilchen mit Ladungen gleicher Polarität aufgeladen werden. as

5. Verfahren zum Herstellen einer Druckplatte zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

zunächst in die Plattenoberfläche die tiefer liegenden, dem Hintergrund zugeordneten Bereiche

(11) eingearbeitet werden, worauf ein dielektrisches Material gleichmäßig auf alle Bereiche (11, 12) aufgetragen wird, und zwar mit einer Schichtdicke, die kleiner als die Tiefe der tiefer liegenden Bereiche ist, worauf das dielektrische Material von den erhabenen Metallflächen abgetragen wird.

6. Verfahren zum Herstellen einer Druckplatte zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einer Metallplatte (10) die tiefer liegenden Bereiche (11) eingearbeitet werden, daß dann die ganze Oberfläche der Platte mit einer Schicht (23) aus einem dielektrischen Material überzogen wird und dann das dielektrische Material auf der ganzen Plattenfläche gleichmäßig abgetragen wird, bis die erhabenen Plattenbereiche

(12) frei liegen, worauf zur Erzielung des Niveauunterschieds der unterschiedlichen Bereiche auf die erhabenen Plattenbereiche Metall aufgetragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene Material danach bearbeitet und dabei auf die erforderliche Höhe über der Oberfläche des dielektrischen Materials abgearbeitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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