DE1546739C3 - Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage, bei der im Raum zwischen der Unterlage und einer Basiselektrode ein Siebgitter angeordnet ist und mittels einer Hochspannungsquelle ein elektrostatisches Feld erzeugt wird, um Pigmentteilchen, die aus einem Vorrat in das elektrostatische Feld überführt werden, zu beschleunigen und auf der Unterlage niederzuschlagen.

Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage sind in den verschiedensten Ausführungsformen bereits bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung ist ein eine Schablone tragendes elektrisch leitendes Sieb nahe und parallel zu einer Blattelektrode von gleicher Ausdehnung angeordnet. Das Gitter und die Elektrode können jeweils eben oder gekrümmt in einfacher Gestalt ausgebildet sein, z.B. den Abschnitt eines Zylinders oder eines Konus bilden. Eine zu bedruckende Unterlage wird zwischen dem Gitter und der Blattelektrode eingebracht. Eine Hochspannungsquelle wird zwischen dem Gitter und der Blattelektrode einge-

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schaltet, um zwischen diesen ein intensives elektro- löst, daß die Basiselektrode als Endlosbandförderer statisches Feld zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. ausgebildet und in einem Gehäuse angeordnet ist, Das Gitter und die Blattelektrode bilden dabei im das frei im Gehäuseinneren bewegliche Trägerteilwesentlichen die Platten eines Parallelplattenkonden- chen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff und sators. 5 mit einem die Lochweite des Siebgitters überschrei-

Die Pigmentteilchen in Form feinverteilten Pulvers tenden Durchmesser aufweist und daß im Gehäuse

bestehen in der Regel aus einem guten elektrischen eine Vorrichtung zum Mischen von Pigmentteilchen

Isolator, der einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, und Trägerteilchen sowie ein Förderer zum Überfüh-

so daß die Teilchen nach dem Aufbringen auf die ren der beim Mischen mittels triboelektrischer Kräfte

Unterlage auf dieser aufgeschmolzen bzw. auf chemi- i° mit Pigmentteilchen beladenen Trägerteilchen zum

schem Wege fixiert werden können. Die Pigmentteil- Endlosbandförderer vorgesehen sind,

chen werden bei dieser bekannten Vorrichtung auf Es ist an sich bereits eine Vorrichtung zum Be-

die eine Seite des Gitters aufgebracht, welche der zu drucken einer Unterlage bekannt, bei welcher die

bedruckenden Unterlage abgewandt ist. Das Auf- Unterlage mit einer Musterschablone bedeckt wird

bringen erfolgt dabei mit Hilfe einer Rolle od. dgl. 15 und danach langgestreckte Fasern als Beschichtungs-

Dabei werden die Pigmentteilchen durch die frei ge- gut durch Siebgitter hindurch auf die zuvor beleimte

lassenen Öffnungen des Gitters gedrückt, nehmen da- Gutbahn aufgebracht werden. Das Beschichtungsgut

bei eine Ladung auf und werden durch das zwischen wird mit Hilfe eines Förderbandes in die Beschich-

dem Gitter und der Gegenelektrode herrschende tungszone eingeführt und dort von Förderluftströmen

elektrostatische Feld in Richtung auf die Unterlage 20 erfaßt, die von Luftblasdüsen unterhalb einer

beschleunigt. Nach Aufbringen einer ausreichenden Basiselektrode ausgehen (vgl. USA.-Patentschrift

Menge an Pigmentteilchen auf der Unterlage wird 2 174 328). Bei dieser bekannten Vorrichtung werden

der Pigmentteilchenstrom unterbrochen, die Unter- die Faserteilchen auf die zu bedruckende Unterlage

lage aus ihrer Lage entfernt und die Pigmentteilchen also mittels eines Förderluftstromes aufgebracht,

auf der Unterlage fixiert. 25 während die Siebgitter, welche die Faserteilchen pas-

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Scha- sieren, dazu dienen, die Faserteilchen so aufzuladen, blone unmittelbar auf dem leitfähigen Gitter an- daß die Faserteilchen auf der Unterlage eine begeordnet. Dadurch soll erreicht werden, daß die Pig- stimmte Orientierung senkrecht zur Oberfläche der mentteilchen aufgeladen werden. Gleichzeitig soll er- Unterlage einnehmen.

reicht werden, daß unmittelbar hinter der Schablone 30 Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt

bzw. hinter dem Gitter ein elektrostatisches Feld die Überführung der Pigmentteilchen ausschließlich

besteht, in welchem die Pigmentteilchen beschleunigt mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes, in dem die

werden. Das Aufbringen der Pigmentteilchen mit Segmentteilchen beschleunigt und auf der Unterlage

Hilfe einer Aufreibebürste hat eine erhebliche Bedeu- niedergeschlagen werden.

tung. Einmal werden die Pigmentteilchen hierbei 35 Bei der neuen Vorrichtung werden die Pigmentdurch die Gitteröffnungen mit sehr geringer Ge- teilchen vor dem Durchtritt durch das Gitter und schwindigkeit hindurchgebracht, diese geringe Ge- ohne Berührung mit dem Gitter aufgeladen. Durch schwindigkeit beeinflußt den Abstand zwischen der diese Trennung der Funktionen wird Unabhängigkeit Unterlage und dem Gitter. Weiter kommt hinzu, daß bezüglich der Aufladung und der Erzeugung des in jedem Augenblick nur Pigmentteilchen durch 4° elektrischen Feldes erhalten. Dadurch läßt sich die einen eng begrenzten Bereich des Gitters hindurchge- Vorrichtung den jeweils gewünschten Verhältnissen rieben werden können, was die Druckgeschwindig- wesentlich einfacher und leichter anpassen. Gleichkeit stark beschränkt. Schließlich wird auch die zeitig erfolgt der Druckvorgang über eine ausge-Gleichmäßigkeit der Pigmentverteilung beim Passie- dehnte Fläche, so daß das ganze Muster auf einmal ren durch die Schablone durch die Verteilung der 45 erzeugt werden kann. Dadurch wird der Druckvor-Pigmentteilchen in der Bürste sowie durch die gang wesentlich beschleunigt. Gleichzeitig wird mit Gleichmäßigkeit der Bürstenandruckkraft und der Hilfe der Basiselektrode, der die Pigmentteilchen zu-Bewegung bestimmt. geführt werden, eine sehr gute Gleichmäßigkeit der

Wegen der geringen Durchtrittsgeschwindigkeit Verteilung der Pigmentteilchen über eine ausge-

der Pigmentteilchen durch das Gitter ist es erforder- 5° dehnte Fläche erzielt.

lieh, daß das elektrostatische Feld bis unmittelbar Die den Pigmentteilchen mit Hilfe der Trägerteilauf die Oberfläche der Unterlage reicht. Dieses elek- chen zu verleihende Geschwindigkeit kann sehr hoch trostatische Feld wird beeinflußt durch die sich mit sein, was sich auf den Druckvorgang außerordentlich den Pigmentteilchen auf der Unterlage aufbauende günstig auswirkt. Außerdem wird eine sehr gute Ladung. 55 Gleichmäßigkeit über eine ausgedehnte Fläche

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sichergestellt. Zwischen dem Gitter und der Unter-Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so lage kann ein erheblicher Abstand bestehen, da weiterzubilden, daß den Pigmentteilchen für den durch die hohe Geschwindigkeit ein nahezu geradli-Druckvorgang eine wesentlich größere Anfangsge- niger Flug der Pigmentteilchen gewährleistet und daschwindigkeit erteilt werden kann, so daß sie sicherer 60 mit ein hohes Auflösungsvermögen sichergestellt ist. und gleichmäßiger auf die Unterlage gelangen, wobei Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schemader Abstand zwischen Unterlage und Siebgitter in tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeiweiten Grenzen variiert werden kann. Gleichzeitig spielen näher erläutert.

soll erreicht werden, daß der Druckvorgang wesent- F i g. 1 a ist eine schematische Darstellung eines

Hch beschleunigt wird, indem möglichst über die 65 Entwicklerteilchens zur Verwendung beim elektro-

ganze Druckfläche gleichzeitig die Pigmentteilchen statischen Bedrucken, welches aus einem größeren

aufgebracht werden. Trägerteilchen und einer Mehrzahl von kleineren,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- daran anhaftenden Pigmentteilchen besteht.

Fig. Ib veranschaulicht schematisch den Grundaufbau einer Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken und zeigt ein Entwicklerteilchen auf einer Basiselektrode im Abstand gegenüber einem leitenden Schablonengitter, welches parallel zur Basiselektrode angeordnet ist und an einem elektrischen Kreis angeschlossen ist, der zwischen der Basiselektrode und dem Gitter ein elektrisches Feld erzeugt.

Fig. Ic ist eine schematische Veranschaulichung einer Druckvorrichtung nach Schließen eines Schalters zur Erzeugung des elektrischen Feldes und veranschaulicht den Weg des Entwicklerteilchens, das von der Basiselektrode abgestoßen und vom Gitter angezogen wird.

F i g. 1 d ist eine Darstellung einer Druckvorrichtung und veranschaulicht ein Trägerteilchen, das gerade auf das Schablonengitter auftrifft und von diesem aufgehalten wird, während die kleineren Pigmentteilchen auf Grund des ihnen innewohnenden Moments durch die Öffnungen in dem Gitter hindurchgetragen werden.

F i g. 1 e zeigt eine Unterlage, die im Weg der Pigmentteilchen angeordnet ist, und veranschaulicht das Trägerteilchen, welches vom Gitter zurückgetrieben und von der Basiselektrode angezogen wird.

F i g. 1 f veranschaulicht eine Druckvorrichtung und gibt die Pigmentteilchen wieder, nachdem sie durch die öffnungen des Gitters hindurchgetreten sind und auf der Unterlage anhaften. Die Figur gibt weiterhin die Trägerteilchen auf ihrem Rückweg von der Basiselektrode in Richtung auf die Gitterelektrode wieder.

F i g. 2 zeigt eine Druckvorrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. 3 zeigt eine Druckvorrichtung, die ebenfalls nach der. Erfindung ausgebildet ist, und veranschaulicht die Verwendung der Vorrichtung beim Säubern nach Ablauf eines Druckvorganges.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 a besteht ein Entwicklerteilchen 10 aus einem großen Trägerteilchen 11 und einer Mehrzahl von relativ kleinen Pigmentteilchen 12, die an dem Trägerteilchen 11 auf Grund triboelektrischer Kräfte anhaften. Das Trägerteilchen 11 kann aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. aus Schwarzkohle oder Metallschrot aus Stahl, Aluminium, Kupfer usw. bestehen. Zusätzlich zu der elektrischen Leitfähigkeit wird es jedoch vorgezogen, daß das Trägerteilchen 11 aus ferromagnetischem Material, z. B. aus Eisenfeilspänen, besteht. Die Pigmentteilchen 12 sind vorzugsweise aus einem nichtleitendem Material hergestellt, welches in der triboelektrischen Reihe vorzugsweise so angeordnet ist, daß die Pigmentteilchen eine negative Ladung gegenüber den Trägerteilchen 11 besitzen. Jedoch können die Pigmentteilchen auch eine positive Ladung gegenüber den Trägerteilchen annehmen.

Bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung bestehen die Trägerteilchen aus Eisenspänen, die durch ein Sieb mit 100 bis 140 Sieböffnungen auf einer Länge von 2,5 cm hindurchgehen (annähernd etwa 0,1 bis 0,15 mm im Durchmesser). Pigmentteilchen, welche bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden, sind vorzugsweise gefärbte Kunstharzteilchen, welche aus n-Butylmethacrylat (41 %>) und Polystyrol (59 °/o) bestehen. Die Pigmentteilchen sind aber auf diese Zusammensetzung nicht beschränkt. Derartige Pigmentteilchen werden bei den elektrostatischen Kopierverfahren verwendet und haben eine durchschnittliche Teilchengröße von 17 Mikron.

F i g. 1 b zeigt ein einzelnes Entwicklerteilchen 10 auf einer Basiselektrode 15, die aus leitendem Material besteht. Oberhalb der Basiselektrode 15 ist ein Schablonengitter 16 angeordnet, das mit einem Drahtgitter 17 mit einer üblichen Abdeckung 18 zur Bestimmung der Öffnungen 19 versehen ist, wobei die Öffnungen nach einem vorbestimmten Muster ano geordnet sind. Für die Erfindung verwendbar ist beispielsweise ein Maschinengitter aus rostfreiem Stahl, mit 200 Maschen pro 2,5 cm in beiden Richtungen, das aus einem Draht von 0,04 mm Durchmesser gewebt ist. Die Schablonengitter, wie allgemein in solchen Druckverfahren verwendet werden, z.B. Kohlenstoffgewebe, können ebenfalls verwendet werden. Die Basiselektrode 15 und das Schablonengitter 16 sind durch geeignete Leiter an die entgegengesetzten Seiten einer entsprechenden Hochspannungsquelle ao 22 angeschlossen, wobei ein entsprechender Schalter 23 an einem der Leiter vorgesehen ist. Es wird bevorzugt, wie dargestellt, daß das Gitter 16 an die positive Seite und die Basiselektrode 15 an die negative Seite der Hochspannungsquelle 22 angeschlossen wird. Wenn das Pigmentteilchen positiv geladen ist, gegenüber den Trägerteilchen, wird das Gitter 16 vorzugsweise an die negative Seite der Hochspannungsquelle angeschlossen.

Wie F i g. 1 c zeigt, erzeugt das Schließen des Schalters 23 ein intensives elektrisches Feld zwischen der Basiselektrode 15 und dem Gitter 16, so daß die Entwicklerteilchen 10 eine Ladung von der Basiselektrode 15 annehmen und von dieser Basiselektrode 15 abgestoßen und durch das elektrische Feld in Richtung auf das Gitter 16 beschleunigt werden. Die Ladung des Entwicklerteilchens 10 tritt durch direkte elektrische Berührung zwischen den leitenden Trägerteilchen 11 und der Basiselektrode 15 auf. Das leitfähige Trägerteilchen 11 nimmt die gleiche Ladung wie die leitfähige Basiselektrode 15 an und wird deshalb von dieser abgestoßen. Fig. Id gibt eine Folge von Ereignissen an, die auftreten zu der Zeit, wenn das Entwicklerteilchen 10 sich in Berührung mit dem leitfähigen Gitter 16 befindet. f Während der nach oben gerichteten Bewegung der Entwicklerteilchen, wie dies die Fig. 1 c zeigt, nehmen die Entwicklerteilchen 10 eine Geschwindigkeit an, derart, daß nach Auftreffen des Trägerteilchens 11 auf das Siebgitter 16 die Pigmentteilchen 12, weiche sich in Fluchtung mit einer öffnung 19 befinden, ihren Weg durch das Siebgitter 16 fortsetzen und nach oben steigen. Die Trägerteilchen 11 sind so groß, daß sie durch die schmalen öffnungen in dem Siebgitter 16 nicht hindurchtreten können. Auf Grund der Berührung mit der leitfähigen Gitterelektrode 16 nehmen die Trägerteilchen 11 eine Ladung an dem Gitter an, die entgegengesetzt zu der vorherigen Ladung des Trägerteilchens 11 ist. Daraufhin wird das Trägerteilchen durch das Siebgitter 16 abgestoßen und von der Basiselektrode 15 erneut angezogen. Ein elektrisches Feld kann außerdem zwischen dem Siebgitter 16 und der Unterlage 25 erzeugt werden, und zwar dadurch, daß ein Steuergitter 41 gemäß Fig.2 in der Nähe der Unterlage 25 auf der Seite angeordnet ist, die von dem Siebgitter 16 abgewandt ist. Eine solche Steuerelektrode wird auf der gleichen Polarität, jedoch auf einem höheren Potential gehalten als das Siebgitter 16. Das Ergebnis ist, daß ein elektri-

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sches Feld geschaffen wird, welches dazu beiträgt, chen 10 oder Trägerteilchen 11 auf die Oberfläche des die Pigmentteilchen in Richtung auf die Unterlage leitfähigen Bandes 30 überführt. Wenn das die Elek-

vorwärts zu treiben. trode bildende Band 30 sich fortbewegt, werden die

F i g. 1 e und 1 f zeigen jeweils eine Unterlage 25 Partikelchen von der Rolle 36 fortgetragen und gelan-

oberhalb des Siebgitters 16. Nach dem Auftreffen 5 gen zu einer Abstreifklinge 38, mit deren Hilfe die eines Trägerpartikelchens 11 auf das Siebgitter 16 Verteilung der Teilchen auf dem Band kontrolliert

werden einige der Pigmentteilchen 12 von dem werden kann. Eine nicht dargestellte Überlaufrinne

Trägerteilchen 11 freigegeben, wobei das Moment der führt überschüssige Partikelchen von der Abstreif-Pigmentteilchen diese in Berührung mit der Unter- zone zurück zu dem Sammelraum 32. In der Regel

lage 25 tragen, an der die Pigmentteilchen 12 haften. io wird eine elektrische Verbindung mit Hilfe des leitfä-

Während des Druckvorgangs setzen die Entwickler- higen Bandes 30 über die Abstreifklinge 38 und die teilchen 10 ihre hin- und hergehende Bewegung zwi- Entwicklerteilchen 10 geschaffen, was jedoch nicht

sehen der Basiselektrode 15 und dem Siebgitter 16 unbedingt notwendig ist.

fort, bis genügend Pigmentteilchen von der Unterlage Nach dem Abstreifen gelangen die Entwicklerteil-25 zur Erzeugung eines Druckbildes von der ge- »5 chen 10 in die Druckzone, wo Oszillationen der Parwünschten optischen Dichte erzielt werden. Die Un- tikelchen zwischen der Elektrode 30 und dem Siebterlage 25 und das darauf befindliche Muster, wel- gitter 16 auftreten, wie dies zuvor in Verbindung mit ches durch die Pigmentteilchen 12 gebildet wird, die den F i g. 1 a bis If erläutert wurde. Die Pigmentteilin einem von den öffnungen 10 bestimmten Muster chen 12, die durch die öffnungen 19 des Gitters hinauf der Unterlage abgelagert sind, werden dann einer ao durchtreten, werden auf elektrischem Wege zur UnWärme oder Dämpfen eines geeigneten Lösungsmit- terlage 25, die bedruckt werden soll, geführt. Das tels ausgesetzt, so daß die Pigmentteilchen auf der elektrische Feld, welches diese Überführung besorgt, Unterlage 25 festhaftend aufgeschmolzen oder ver- herrscht zwischen dem Gitter 16 und der Unterlage bunden werden. 25. Am Beginn des Druckvorganges wird vorzugsweise

Fig. 2 zeigt die Grundanordnung einer Druckma- as mit Hilfe einer Koronaentladung hinter der Unter-

schine gemäß der Erfindung, die allgemein mit 28 lage 25 eine Ladung auf der Unterlage aufgebracht,

bezeichnet ist. Die Druckmaschine 28 umfaßt ein Zu diesem Zweck können Entladungsdrähte 40 zur

Gehäuse 29, das aus nicht magnetischem Material, Erzeugung der gewünschten Koronaentladung vorge-

z. B. aus Plastik, Holz oder irgendeinem anderen ge- sehen sein, wobei ein elektrisches Feld zwischen dem

eigneten Material, hergestellt ist. Ein endloses umlau- 30 Siebgitter 16 und dem Kontrollgitter 41 erzeugt wird,

fendes leitfähiges Band 30 ist in der Nähe der Ober- um einige der erzeugten Ionen, welche aus der Koro-

seite des Gehäuses 29 angeordnet und hat die Funk- naentladung herrühren, zur Unterlage 25 gelangen zu

tion, wie sie oben in bezug auf die Basiselektrode 15 lassen. Diese Ionen erzeugen ein elektrisches Feld ho-

beschrieben ist. Das Gehäuse 29 umfaßt weiterhin her Intensität zwischen der Unterlage 25 und dem

einen Abschnitt, der eine geneigte Ebene 31 bildet, 35 Siebgitter 16. Zusätzlich neigt die auf der Unterlage

auf der die Entwicklerteilchen 10 und/oder Träger- auf diese Weise erzeugte Ladung dazu, das Feld zu

teilchen 11 kaskadenförmig herabfallen, bis sie in neutralisieren, das von den geladenen Pigmentteil-

einen Sammelraum 32 des Gehäuses 29 gelangen. chen gebildet wird, welche sich auf der Unterlage 25

Eine magnetische Trommel 33 ist in der Nähe des anhäufen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die An-

Sammelraums 32 angeordnet und kann auf einer 40 häufung von Pigmentteilchen 12 auf der Unterlage

Welle 34 befestigt sein und durch entsprechende An- 25 nur einen geringen Einfluß auf die nachfolgend

triebsmittel, die nicht dargestellt werden, im Gegen- ankommenden Pigmentteilchen hat. Im Falle einer

Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil in F i g. 2 ange- gut leitenden Unterlage wird lediglich eine elektri-

deutet ist, angetrieben werden. Eine praktische Aus- sehe Ableitung zur Erzielung dieser Funktionen be-

führungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt 45 nötigt. Bei einem mäßig leitenden Objekt, z.B. Pa-

eine Magnettrommel, die aus einer Aluminiumtrom- pier, wird eine sich über die ganze Fläche der Unter-

mel von etwa 30 cm Durchmesser besteht, die einen lage erstreckende Elektrode auf die Rückseite aufge-

Mantel auf ihrer Oberfläche aus aneinanderliegenden bracht, welche ebenfalls beide Funktionen erfüllen

Stücken aus flexiblem magnetischem Band aufweist, kann. In diesen Fällen wird eine Koronaentladung

wobei jedes Band etwa 2,5 cm breit und etwa 50 und das dazugehörige Steuergitter nicht benötigt. Bei

0,15 cm dick ist. Diese Bänder wurden dann von isolierenden Materialien, z. B. bei Celluloseacetat, ist

einem Glimmerfilm von einer Dicke von etwa 1 mm die Verwendung der Koronaentladung jedoch außer-

zur Verminderung der Feldintensität abgedeckt. ordentlich zu bevorzugen.

Das leitfähige Elektroden-Band 30 ist auf zwei Die beschriebene Anordnung wird als Standard-Rollen 36 und 37 angeordnet, von denen eine oder 55 oder Grundtyp der Druckvorrichtung bevorzugt. Für beide angetrieben werden können durch nicht darge- isolierende Materialien werden, wie beschrieben, stellte Antriebsmittel. Die Rolle 36 ist eine magneti- Ionen auf der einen Seite und Pigmentteilchen, sehe Rolle und ist in Nachbarschaft von der Magnet- welche eine Ladung der entgegengesetzten Polarität trommel 33 angeordnet und von dieser durch einen tragen, auf der anderen Seite der Unterlage abge-Abschnitt des leitfähigen Bandes 30 getrennt. Die 60 setzt, so daß eine doppelte Ladungsschicht mit nur Magnetrolle 36 ist so ausgebildet, daß sie ein intensi- einem geringen äußeren elektrischen Feldeffekt erveres magnetisches Feld aufweist als das magnetische zeugt wird. Bei leitfähigen Materialien sorgt die Leit-FeId der Trommel 33. Entwicklerteilchen 10 oder fähigkeit für eine Neutralisation der Ionen. Dabei Trägerteilchen 11, die von der Trommel 33 im Sam- wird aber ebenfalls ein Überschuß oder ein Mangel melraum 32 aufgenommen sind, werden von der Ma- 65 an Elektroden an der Oberfläche erzeugt, auf der die gnettrommel in Richtung auf das Band 30 transpor- Pigmentteilchen abgelagert werden, so daß man ein tiert. Auf Grund der größeren Intensität des Magnet- ähnliches Ergebnis erzielt.

feldes der Magnetrolle 36 werden die Entwicklerteil- Nachdem die Trägerpartikelchen 11 zu dem

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Druckvorgang beigetragen haben, werden sie kaska- ist. Während eines Druckvorganges wird eine Potendenartig die geneigte Ebene 31 herabgeschickt, tialdifferenz von annähernd 12 kV zwischen dem welche sie wieder zu dem Sammelraum 32 führt. Auf Gitter 16 und dem leitfähigen Elektrodenband 30 dem nach unten gerichteten Weg auf der geneigten aufrechterhalten, wobei das Gitter gegenüber der Ebene 31 werden Pigmentteilchen 12 zugeführt, 5 Elektrode 30 positiv geladen ist. Es wird bevorzugt, welche jene Pigmentteilchen ersetzen, die beim daß das Gitter 16 zwischen jedem Druckvorgang ge-Druckvorgang abgelöst worden sind. Unterhalb der reinigt wird. Für einen solchen Reinigungsvorgang geneigten Ebene ist ein Reservoir 45 für Pigmentteil- wird eine Spannung von 12 kV oder wenig geringer chen angeordnet, welches mit einem schwenkbaren zwischen dem Gitter und der Basiselektrode 30 aufDeckel 46 versehen ist. Innerhalb des Vorratsbehäl- io rechterhalten, wobei das Gitter negativ gegenüber ters 45 ist eine zylindrische Bürste 47, z.B. eine der Basiselektrode 30 aufgeladen ist. Wie Fig. 2 ver-Malerrolle, angeordnet, welche drehbar durch nicht anschaulicht, sind Hochspannungsquellen 50, 51, 52 dargestellte Mittel angetrieben wird. Die Bürste 47 und 53 vorgesehen. Die Hochspannungsquelle 52 führt Pigmentteilchen von dem Vorratsbehälter 45 hält die Potentialdifferenz von annähernd 12 kV zwidurch öffnungen 48 der geneigten Ebene 31 zu. Eine 15 sehen der Basiselektrode 30 und dem Gitter 16 aufbevorzugte Ausführungsform ist eine solche, bei der recht, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Die die geneigte Ebene 31 im Bereich der Rolle 47 aus Quelle 50 kann zwischen 500 und 1000 V variiert einem Stück Drahtgewebe aus rostfreiem Stahl von werden, um das Steuergitter 41 auf einer solchen Po-200 Maschen pro 2,5 cm Länge besteht. Die Öffnun- tentialdifferenz oberhalb der Spannung des Gitters gen 48 in dem Maschensieb sind groß genug, daß die 20 16 zu halten, während die Koronaelektroden 40, die Pigmentteilchen 12 hindurchtreten können, jedoch so aus Platindrähten von etwa 0,05 bis 0,075 mm klein, daß der Durchgang der Trägerteilchen verhin- Durchmesser bestehen, auf einer Spannung von etwa dert wird, welche entlang der geneigten Ebene 31 10000 kV oberhalb der Spannung des Steuergitters nach unten kaskadenförmig herabgeführt werden. 41 durch die Hochspannungsquelle 51 gehaltenr wer-

Während eine Bürste 47 als das bevorzugte Mittel 25 den. Das Schablonengitter 16 hat einen Abstand von

zum Durchtreiben der Pigmentteilchen durch die etwa 12 mm oberhalb der leitfähigen Elektrode 30,

öffnungen 48 veranschaulicht ist, ist jedoch ersieht- während das Steuergitter 41 etwa einen Abstand von

lieh, daß andere geeignete Mittel die Bürste 47 erset- 12 mm oberhalb des Steuergitters 16 aufweist. Die

zen können. So kann beispielsweise zu diesem Zweck Koronaelektroden 40 sind von dem Steuergitter 41

ein sanfter Luftstrom vrewendet werden. 30 wiederum etwa 12 mm entfernt.

Wenn die Bürste 47 gedreht wird, werden die Pig- Das Steuergitter 41 ist vorzugsweise ein aus Bronmentteilchen durch die Sieböffnungen 48 nach außen zedrähten von etwa 0,5 bis 0,6 mm Durchmesser gegetrieben. Da die Trägerteilchen 11 über das Sieb webtes Gitter mit 16 Maschen pro 2,5 cm in beiden hinwegrollen, werden die Pigmentteilchen mit diesem Richtungen. Der Zweck dieses Steuergitters 41 begemischt und haften an den Trägerteilchen. Das 35 steht darin, den Fluß von Ionen aus der Koronaentnachfolgende kaskadenförmige Herabfallen entlang ladung an den Koronaelektroden 40 so zu steuern, der geneigten Ebene 31 verstärkt den Mischvorgang daß einige Ionen aus der Entladung auf die Unterder Teilchen und deren Berührung, wobei durch den lage 45 getragen werden.

Kontakt zwischen den Trägerteilchen 11 und den Wenn es gewünscht wird, können geeignete Schal-Pigmentteilchen 12 triboelektrische Kräfte erzeugt 40 ter 55, 56 und 57 zum gleichzeitigen öffnen und werden, die dazu benötigt werden, daß die Pigment- Schließen der Kreise mit den Hochspannungsquellen teilchen 12 an den Trägerteilchen 11 anhaften. Wenn 50, 51 und 52 vorgesehen sein. Solche Schalter könes gewünscht wird, können Hindernisse, z. B. Ab- nen durch geeignete mechanische Mittel zusammenlenkplatten, auf der geneigten Ebene31 angeordnet geschaltet sein, wie dies z.B. durch die gestrichelte ά werden, um den Mischvorgang zu verstärken. Auf 45 Linie 58 angedeutet ist.

diese Weise kehren die Trägerteilchen 11 in den Zum Erzeugen eines Reinigungseffektes auf das

Sammelraum 32 zurück, wobei sie im wesentlichen Schablonengitter 16 zwischen jeweils aufeinanderfol-

die gleiche Menge an Pigmentteilchen aufnehmen, genden Druckvorgängen wird eine Hochspannungs-

wie sie besessen haben, als sie den Sammelraum ver- quelle 53 vorgesehen. Diese Hochspannungsquelle

lassen haben. Natürlich wird die Rolle 47 mit einer 50 53 kann eine Potentialdifferenz zwischen der leitfähi-

solchen Geschwindigkeit gedreht, daß Pigmentteil- gen Basiselektrode 30 und dem Siebgitter 16 von

chen 12 in einer ausreichenden Menge ersetzt wer- etwa 12 kV erzeugen, oder etwas geringer. Die Span-

den, verglichen mit der Menge, die beim Druckvor- nungsquelle 53 ist also mit der Hochspannungsquelle

gang verbraucht wird. , 52 vergleichbar, mit der Ausnahme, daß durch eine

Trägerteilchen 11 zirkulieren kontinuierlich wäh- 55 normale Druckschalteinrichtung 59 die Hochspan-

rend des Druckvorganges, wobei jedes einzelne Teil- nungsquelle 53 in den Kreis eingeschaltet werden

chen vielleicht nur an jedem vierten oder fünften kann, derart, daß die Polarität der Basiselektrode 30

Druckvorgang teilnimmt. Während einige am Druck- und des Siebgitters 16 umgekehrt werden.

Vorgang beteiligt sind, werden andere durch die Ab- Zur weiteren Erläuterung des Reinigungsvorgan-

streifklinge verteilt und ausgebreitet, während wieder 60 ges mag folgendes dienen:

andere Trägerteilchen gerade zusätzliche Pigmentteil- Während der Reinigung wird das Siebgitter 16 auf

chen aufnehmen. der gleichen Polarität wie die triboelektrisch gelade-

Die Druckmaschine 28 kann mit einer geeigneten nen Pigmentteilchen gehalten. In dem zitierten Beielektrischen Spannungsquelle versehen werden. Bei spiel bedeutet das, daß das Siebgitter negativ gehaleinem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfin- 65 ten wird. Die Feldintensität zwischen dem Gitter 16 dung wird als geeignete Spannungsquelle eine und dem Band 30 ist genügend hoch, daß die Ent-Gleichstrom-Hochspannungsquelle mit einem Aus- wicklerteilchen heftig zwischen dem Gitter und dem gang verwendet, der zwischen 0 und 30 kV variabel Band oszillieren, ähnlich wie bei dem Druckvorgang.

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Da jedoch das elektrische Feld gegenüber dem Weise wird es möglich, daß die zu bedruckenden Ge-Druckvorgang umgekehrt ist, werden die Trägerteil- genstände in und aus der Druckstellung während des chen mechanisch angehäufte Pigmentteilchen von Reinigungsvorganges bewegt werden können,
dem Siebgitter lösen, wenn sie an das Siebgitter wäh- Wenn die zu bedruckende Unterlage in der Druckrend der Oszillationsbewegung anstoßen. Wenn die 5 stellung während des Säuberungsvorganges gehalten Pigmentteilchen gelöst sind, trägt das elektrische wird, sind die Überlegungen bezüglich Zeit und Feld-Feld die Teilchen von dem Siebgitter weg. Einige der intensität von geringerer Bedeutung. Wenn man den Pigmentteilchen können nur mit einer hohen elektri- genannten Werten jedoch genügend Aufmerksamkeit sehen Feldintensität geeigneter Richtung gelöst wer- schenkt, kann man die Vorteile eines Säuberungsvorden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein solcher Vor- io teiles erhalten, der im wesentlichen frei von einem gang für ein wiederholtes Drucken nicht brauchbar gleichzeitig auftretenden Druckvorgang ist.
ist. Die Unterstützung des Feldes durch die oszillie- In F i g. 3 ist ein Merkmal der vorliegenden Erfinrenden Trägerteilchen wurde dagegen als eine prak- dung veranschaulicht, bei dem die Trägerteilchen 11 tisch sehr brauchbare Lösung gefunden. zum Säubern der Druckmaschine 28 am Ende eines Es ist vielleicht zweckmäßig, einige Überlegungen »5 Druckauftrages verwendet werden kann. Eine kontisowohl auf die Intensität des Feldes während des nuierliche Elektrode 60, welche eine fortlaufende Reinigungsvorganges als auch die zulässige Zeit für leitfähige Oberfläche 61 aufweist, kann an Stelle des diese Operation zu verwenden. Wenn einer von die- Gitters 16 angeordnet und zum Entfernen der Pigsen Werten zu groß ist, können Nachteile auftreten. mentteilchen von den Trägerteilchen 11 verwendet Die Bewegung der Trägerteilchen während der Rei- ao werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Säubenigung ist ganz ähnlich der während des Druckvor- rungselektrode 60 auf einer hohen Spannung mit ganges. Diese Träger neigen dazu, Pigmentteilchen Hilfe einer Spannungsquelle 62 gehalten wird, zum Gitter zu führen, wie dies auch beim Druckvor- welche etwa dem Potential entspricht, welches das gang der Fall ist. Pigmentteilchen, die am Gitter frei- Siebgitter 16 während des Druckvorganges annimmt, gegeben werden und eine genügende Geschwindig- as Das elektrische Feld zwischen der Säuberungselekkeit besitzen und in der geeigneten Richtung gelöst trode 60 und dem leitfähigen Elektronenband 30 verwerden, setzen ihren Weg durch das Gitter fort und anlaßt die Trägerteilchen dazu, zwischen beiden hinerzeugen einen Druckvorgang. Es hat sich jedoch ge- und herzuoszillieren. Da Pigmentteilchen von den zeigt, daß eine Feldintensität, die zur Reinigung aus- Trägerteilchen beim Auftreffen frei werden, werden reicht und dennoch zum Erzeugen eines nennens- 30 sie von der Säuberungselektrode 60 angezogen. Auf werten Druckvorganges zu klein ist, ermittelt werden diese Weise können die Pigmentteilchen von den kann. Im allgemeinen ist es wünschenswert, mit einer Trägerteilchen in wesentlichen Mengen entfernt werrelativ niedrigen Feldintensität zu säubern, bezogen den. Die gesammelten Pigmentteilchen werden dann auf die Feldintensität, die beim Druckvorgang er- kontinuierlich von der Säuberungselektrode 60 durch zeugt wird. Jedoch solange das Feld ausreichend in- 35 ein geeignetes Schaberelement 63 abgenommen und tensiv ist, um eine Trägeroszillation zu erzeugen, tritt in einem Aufnahmebehälter 64 eingebracht,
notwendigerweise auch ein Drucken auf. Selbst bei Die gesäuberten Trägerteilchen 11 werden durch sehr geringer Trägerbewegung kann ein Druckbild die Druckmaschine 28 im Kreislauf hindurchgeführt, hoher Dichte erzielt werden, wenn der Reinigungs- nehmen weitere Pigmentteilchen auf, die sich an irvorgang ausreichend lange, z.B. mehrere Minuten 40 gendwelchen Flächen der Druckmaschine abgesetzt fortgesetzt wird. Tatsächlich beträgt aber die verwen- haben können. Durch Aufrechterhaltung dieses Reidete Zeit für den Reinigungsvorgang etwa nur 0,1 bis nigungs- und Rezirkulationsvorganges während eini-0,4 see. Bei Verwendung einer ausreichend geringen ger Minuten können im wesentlichen alle Teile gesäu-Feldintensität und einer ausreichend kurzen Zeitpe- bert werden, so wie es beim Wechsel der Pigmentriode kann ein Siebgitter ausgezeichnet gesäubert 45 farbe notwendig ist, und zwar auf selbsttätige und werden und ohne daß ein nennenswerter Anteil der einfache Weise. Während der Säuberungsvorgänge Pigmentteilchen auf einer Unterlage abgesetzt wird, wird natürlich die Bürste 47 angehalten, so daß nicht die sich in der Druckstellung befindet. Auf diese neue Pigmentteilchen dem System zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrukken einer Unterlage, bei der im Raum zwischen der Unterlage und einer Basiselektrode ein Siebgitter angeordnet ist und mittels einer Hochspannungsquelle ein elektrostatisches Feld erzeugt wird, um Pigmentteilchen, die aus einem Vorrat in das elektrostatische Feld überführt werden, zu beschleunigen und auf der Unterlage niederzuschlagen dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode als Endlosbandförderer (30) ausgebildet und in einem Gehäuse (29) angeordnet ist, das frei im Gehäuseinneren bewegliehe Trägerteilchen (11) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff und mit einem die Lochweite des Siebgitters (16) überschreitenden Durchmesser aufweist, und daß im Gehäuse eine Vorrichtung zum Mischen von Pigmentteilchen (12) und Trägerteilchen (11) sowie ein Förderer zum Überführen der beim Mischen mittels triboelektrischer Kräfte mit Pigmentteilchen beladenen Trägerteilchen zum Endlosbandförderer vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseinnere Trägerteilchen aus einem magnetisierbaren Material enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerteilchen Eisenspäne sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderer zum Überführen der Teilchen zum Endlosbandförderer (30) ein Magnetförderer dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetförderer in Form einer Trommel (33) ausgebildet ist, welche in einem entsprechenden Abschnitt (32) des Gehäuses (29) antreibbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (29) einen schrägen Sammel- und Rückführungsabschnitt (31) für die Trägerteilchen (11) aufweist, der am unteren Ende in den die Trommel (33) aufnehmenden Abschnitt (32) des Gehäuses übergeht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der schräge Rückführungsabschnitt (31) sieb- oder gitterförmige Öffnungen (48) aufweist, deren Größe kleiner als der Durchmesser der Trägerteilchen ist und hinter denen eine Zuführungseinrichtung für Pigmentteilchen (12) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung für Pigmentteilchen eine Vorratskammer (45) und eine in dieser rotierende und mit der Rückseite der sieb- oder gitterartigen öffnungen in Berührung stehende Walze oder Bürste (47) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Basiselektrode bildende Endlosförderband (30) das Gehäuse (29) nach oben abschließt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosförderband (30) nahe seinem Aufnahmeende um eine magnetische Umlenkrolle (36) läuft, die derart angeordnet und angetrieben ist, daß das Endlosförderband (30) durch einen von dieser Umlenkrolle (36) und die Fördertrommel (33) gebildeten Spalt läuft.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufnahmeende des Endlosförderbandes (30) eine Verteilerklinge (38) zugeordnet ist und zwischen dieser und dem Siebgitter (16) die Hochspannungsquelle vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlage (25) eine elektrische Aufladeeinrichtung zur Kompensation der durch die Pigmentteilchen aufgebrachten Ladung auf der Unterlage zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand hinter der Unterlage (25) eine Korona-Entladeeinrichtung (40) und zwischen dieser und der Unterlage (25) ein Steuergitter (41) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Endlosförderband (30) eine selbsttätige Reinigungseinrichtung zum Entfernen der Pigmentteilchen aus der Vorrichtung zugeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung eine Elektrode (60) aufweist, welche die von den Trägerteilchen (11) überführten Pigmentteilchen (12) elektrostatisch festhält und der eine Abstreifeinrichtung (63) zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (60) eine durchgehende, kontinuierlich bewegte Fläche aus leitendem Material aufweist.