DE1546759A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken Es sind elektrostatische Druckvorrichtungen bekannt, die mittels spezieller Elektrodenanordnungen auf einem geeigneten Aufzeichnungsträger ein Ladungsbild erzeugen, das in einem anschließenden Prozeß zwecks Sichtbarmachung mit einem Entwicklermaterial behandelt werden muß. Üblicherweise kann das Drucken in einer solchen Druckvorrichtung in drei Verfahrenssehritte aufgeteilt werden, und zwar 1. Ladungsbilderzeugung durch die Dilektrodenanordnung, 2. Entwicklung des latenten Ladungsbildes durch eine geeignete Bildfarbe und 3. Fixierung des sichtbaren Bildes.
• Für die Herstellung des Ladungsbildes werden sehr verschiedenartige Elektrodenanordnungen benutzt; als solche sind u.a. Kathodenstrahlröhren, deren Schirme statt mit einer Leuchtschicht mit einer Anzahl metallischer Stifte versehen sind, sowie Stiftanordnungen, die durch elektronische hUttel angesteuert werden und einen sogenannten Mosaikdruck bewirken, und auch Elektroden, deren Formen den zu druckenden Zeichen entsprechen, bekannt. Die durch diese Elektrode-.ianordnungen auf einen Aufzeichnungsträger übertragenen elektrischen Ladungen müssen in dem folgenden Arbeitenehritt einem Entwicklungeprozeß unterworfen werden" der ein sichtbaren Bild hinterlUt. Zu gibt eine Reihe von Entwicklungaverfahren, die einerseits mit trockenen Pulvern oder Pulvergemischen oder andererseits mit in Flüssigkeiten suspendierten Bildpulverteilchen arbeiten. Im Anschluß an die Entwicklung ist gegebenenfalls noch ein Fixierungsprozeß durch Erwärmen oder Anlösen der Bildfarbe oder des Aufzeichnungsträgers durchzuführen.
• Ein solches Verfahren ist insbesondere für Kleindrucker umständlich und auch aufwendig. Die Erfindung bezieht sich nun auf ein elektrostatisches Druckverfahren mit direkter Farbübertragung durch elektrische Kräfte, das trotzdem die Vorteile des elektrostatischen Druckens, z.B. hohe Geschwindigkeit und das lautlose Arbeiten des einzelnen Druckprozesses für Eleindrucker auszunutzen gestattet , und es ist dadurch gekennzeichnet, daß die das Druckbild erzeugende Bildfarbe auf eine Typenträgerfläche in einer durch die Gestaltung dieser Fläche vorgegebenen Form von Typensätzen aufgebracht und von hier typenweise steuerbar auf den Aufzeichnungsträger durch ein impulsmäßig zwischen einem Teil der Typenträgerfläche und dem Aufzeichnungsträger angelegtes elektrisches Feld formgetreu übertragen wird.
• Statt der unsichtbaren elektrischen Ladung werden von vornherein elektrisch geladene oder polarisierte Farbteilchen von einem, Elektrodensystem auf einen Aufzeichnungsträger übertragen. Abgesehen von dem geringeren Aufwand liegt aber ein weiterer Vorteil einer solchen Druckvorrichtung zur Aufzeichnung von Zeichen mittels elektrostatischer Farbübertragung darin, daß unmittelbar nach dem Aufzeichnungsvorgang bereits das gedruckte Zeichen gelesen werden kann. Für viele Anwendungen von I<leindruckern ist die Möglichkeii zu'm sofortigen Lesen unbedingt notwendig.
• Die Typenträgerfläche kann als vorgegebene Forra der Zeichen beispielsweise Vertiefungen enthalten, so daß eine durch Farbwelze und Rakelrnesser auf die T»#ntritgerfläche aufgebrachte Bildfarbe nur in diesen Vertiefungen angesammei wird. Zweitens können erhabene Typen auf der Typenträgerfläche angeordnet sein, wobei die Einfärbung beispielsweise durch ein elektrostaÜsches Feld bewirkt werden kann. Weitere Möglichkeiten werden-an Hand der in der Zeichnung dargestellten'Ausführungsbeispiele erörtert.
• In Figur 1 ist die Typenträgerfläche 1 als Mantel des elektrisch leitenden Typenzylinders 2 ausgebildet. Sie enthält den gewünschten Typenvorrat in Form von Vertiefungen 3. Während der Rotition des Zylinders durchläuft die Mantelfläche verschiedene Prozesse. Zunächst wird in die Vertiefungen die Bildfarbe durch die Farbauftragwalze 4 gebracht, deren Einfärbung durch Farbmaterial 5 aus dem Parbvorratsbehälter 6 erfolgt-Etwa überschüssige und nicht in den Vertiefungen befindliche Bildfarbe wird durch ein Rakelmesser 7 entfernt. Im eigentlichen Druckbereich b,;-.-findet sich in einem Abstand$ der nur wenig größer als die Dicke des Aufzeichnungsträgers 8 ist, eine Gegenelektrode 9, die gegebenenfalls zwischen sich und dem Mantel der Typenwalze 2 ein elektrisches Feld erz-P##ugen kann, dessen Ausdehnung gerade eine Type erfaßt. Durch dieses trische Feld wird die Bildfarbe der erfaßten Type aus der Vertiefung herausgeholt und auf den Aufzeichnungsträger -übertragen. Bei kontinuie-.Llieb rotierender Typenwalze 2 wird das elektrische Feld zweckmäßig nur so kurze Zeit angelegt, daß die Verschiebung der Type während des sehen Impulses nur einige 10-5 m beträgt, damit das Zeichen auf den, Aufzeichnungsträger genügend scharf erscheint. Eine Umfangsgesch-i.viii#'lkeit von 1 mis erlaubt beispielsweise bei einer zulässigen Verschic-buiic, der Type um 50 m eine Impulsdauer von 50 s. Diese Zeit ist bei vj#-. tem für den elektrostatischen Farbtransport ausreichend. Die Ansteuer-nal, der Elektrode 9 geschieht durch das Steuergerät 10, das in bekannLer Weise die zu druckende Information in Spannungsimpulse umwandelt. E:'w. solcher Impuls wird jeweils dann abgegeben, wenn die gewünschte Type der Gegenelektrode 9 gegenübersteht. Hierfür sind in der Figur 1 nicht. dargestellte Synchronisierungsmittel in ebenfalls bekannter Weise vorg--, sehen. Der Aufzeichnungsträger 8 kann schrittweise nach jedem über-Li-ragenen z# Zeichen oder auch kontinuierlich durch den Druckbereich durchbewegt werden, wobei bekannte, jedoch nicht dargestellte Vorrichtungen für den Vorschub eingesetzt werden. Nach Durchlaufen des Druckbereiches muß bei Verwendung einer trockenen, pulverförmigen Bildfarbe noch ein Fixierungsprozeß mittels einer Fixiervorrichtung 11 stattfinden, der abhängig von der Art der Bildfarbe, z.B. durch Erwärmung oder durch chemische Mittel, erfolgen kann. Feste, nicht schmelzende Farbpulver können auch dadurch fixiert werden, daß ein Aufzeichnungsträger mit einer dünnen thermoplastischen Schicht benutzt wird, die bei Erwärmung schmilzt und dabei das Farbpulver fest mit dem Aufzeichnungsträger verbindet.
• Für den Übertragungsvorgang hat es sich als zweckmäßig erwiesen, elektrisch gut leitende Pulver als Bildfarbe zu verwenden, Der Vorgang läßt sich jedoch auch mit Pulver aus schlechtleitendem Material durchführen, das triboelektrisch oder durch eine Koronaentladung aufgeladen wird. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung enthält statt der Vertiefungen auf der Typenträgerfläche erhabene Typen, die ebenfalls mechanisch durch eine Farbwalze eingefärbt werden können. Es ist jedoch beispielsweLse auch eine elektrostatische Einfärbung möglich, wie in Figur 2 dargestellt. Dem elektrisch leitenden Typenrad 20 mit den verschiedenen Ty en 21 gegenüber befindet sich eine elektrostatische Spritzdüse 22, im lp ei1121achsten Fall bestehend aus einer metallischen Spitze, die ständig mit

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  Eine dritte Variation der Typenträgerfläche besitzt eine Struktur der elektrischen Leitfähigkeit. Eine im wesentlichen glatte Oberfläche enthält beispielsweise gut isolierende Bereiche in spiegelbildlicher Form der zu druckenden Zeichen. Die übrigen Gebiete der Oberfläche sind gut leitend. Figur 3 stellt ein Ausführungsbeispiel dieser Methode dar. Die Typenträgerfläche 30 ist hier als endloses Band aus nichtleitendem Material ausgebildet, welches an der Oberfläche einen, elektrisch leitenden Belag besitzt. Die Typen sind aus dieser leitenden Oberfläche herausgeätzt worden, wodurch sich die bereits erwähnte Leitfähigkeitsstruktur ergibt. Der Antrieb des endlosen Bandes erfolgt durch die Walzen 31. Während der Bewegung erhalten die elektrisch nichtleitenden Gebiete des Bandes, also die Typen, durch die aus dem Hochspannungsgerät 33 gespeiste Korona-Entladungsvorrichtung 32 eine elektrische Ladung. Durch eine sogenannte "magnetische Bürste" 34 werden die geladenen Gebiete in bekannter Weise mit einer pulverförmigen Bildfarbe versehen. Als Bildfarbe wird vorzugsweise ein pigmentiertes thermoplastisches Kunstharzpulver mit hohem elektrischen Widerstand verwendet. im Bereich der Druckelektrode 35 kann jetzt durch einen elektrischen Impuls, der von dem Steuergerät 36 abgegeben wird, das Bildpulver in Form einer Type auf den Aufzeichnungsträger 37 übertragen werden. Als Aufzeichnungsträger kann vorzugsweise normales Papier verwendet werden. Nach dem -Übertragen des Büdpulvers wird das Papier durch in Figur 3 nicht dargestellte Mittel in Pfeilrichtung bewegt, wobei der gerade bedruckte Teil des Papiers in den Bereich der Fixiervorrichtung 38 gelangt. Diese Vorrichtung besteht aus einer erhitzten Platte mit einer Oberflächentemperatur von etwa 100 bis 150()C. Durch die Erhitzung erweicht das Büdpulver und geht dabei eine dauerhafte Verbindung mit dem Papier ein. Zum Schutz gegen unerwünschte vo-zeitige Berührung des Papiers sowie der Fixierplatte ist vor dieser eine durchsichtige Scheibe 39 angebracht.
• Die in Figur 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele enthalten zunächst nur einen Zeichensatz auf der Typenträgerfläche. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, z.B. aus einzelnen je einen ganzen Zeichensatz enthaltenden Typenrädern eine Typenwalze zusammenzusetzen, so daß ein zeilenweises Drucken mit durch die Anordnung der Typenräctur gegebenen Zeichenpositionen erfolgen kann. Alle Typenräder müssen dann getrennte Elektroden besitzen, deren Ansteuerung in bekannter Weise vor sich geht.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Elektrostatisches Druckverfahren mit direkter Farbübertragung durch - elektrische Kräfte, dadurch gekennzeichnet, daß die das Druckbild erzeugende Eildfarbe auf eine Typenträgerfläche in einer durch die Gestaltung dieser Fläche vorgegebenen Form von Typensätzen aufgebracht und von hier typenweise steuerbar auf einen Aufzeichnungsträger durch ein impulsmäßig zwischen einem Teil der Typenträgerfläche und dem Aufzeichnungsträger angelegtes elektrisches Feld formgetreu übertragen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eillfb,.ri",Ä#ng der Typenträgerfläche nach dem elektrostatischen Spritzverfahren Spritzdüse und Hochspannung erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch Ipl#ennzeic-bliet., daß eine trockene pulverförmige Bildfarbe verwendet wird, die vor oder während des tragungsvorganges elektrisch geladen undloder polarisiert ivird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die a niis einem elektrisch gut leitenden Ptüver bestelit, das vorzugsl,--..,e-isiz- durch büliienz beini Übertragungsvorgang aufgeladen wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gel--ennzeichnet, daß die Bildfatbe aus eineni eleIdrisch selijeelit leitenden Pul",(ai.# besteht: das oder durch ein(-- 1,1-i)i-(-)iiaeiitladziiig elektrisch atifgeladen %#,urird. Verfaliren i,.#7,eli 3, 4 bzw. da(hirch daß de- (,("ll 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildpulver eine thermoplastische oder durch chemische Mittel lösliche Komponente enthält, die durch Erwärmen und Aufschmelzen bzw. Lösen das Bildpulver auf dem Aufzeichnungsträger zu fixieren veranlaßt. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger mit einer dünnen thermoplastischen oder durch chemische Mittel lösliche Schicht versehen ist, die nach Übertragung des Bildpulvers dieses durch Erwärmen bzw. Lösen auf dem Aufzeichnungsträger zu fixieren veranlaßt. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß die Vorrichtung eine als Typenrad, Typenzylinder oder endloses Band ausgebildete bewegliche Typenträgerfläche, eine Farbauftragsvorrichtung zur Einfärbung der Typen sowie ein feststehendes durch elektrische Impulse ansteuerbares Elektrodensystem, dessen einzelne Elektroden jeweils der Ausdehnung einer Type entsprechen, in geringem Abstand von der Typenträgerfläche und einen dünnen Aufzeichnungsträger zwischen der Typenträgerfläche und dem Elektrodensystem enthält. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Typenträgerfläche als elektrisch leitende Fläche ausgebildet ist, 'auf der die Typen als die Bildfarbe aufnehmende Vertiefungen angebracht sind. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Typenträgerfläche erhabene Typen enthält. 12, Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer an einen Hochspannungsgenerator angeebhlossenen Spritzdüse besteht, mit der de erhabenen Typen eingefärbt werden, 13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Typenträgerfläche eine im wesentlichen elektrisch leitende Fläche vorgesehen ist, während die Typen in oder auf dieser Fläche als nicht leitende Bereiche ausgebildet sind, die durch eine Hochspannungsentladungsvorrichtung elektrisch aufgeladen und danach in bekannter Weise mit einem elektrisch gut isolierenden Pulver eingefärbt werden. 14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Elektrode jeweils dann einen elektrischen Irnpuls erhält, sobald die.gewürschte Type auf der beweglichen 7)7penträgerfläche der betreffenden Elektrode gegenübersteht.