DE1812856A1

DE1812856A1 - Elektrographisches Wiedergabemittel

Info

Publication number: DE1812856A1
Application number: DE19681812856
Authority: DE
Inventors: John Blumenthal; Brown Jun Arling Dix
Original assignee: Clevite Corp
Current assignee: Clevite Corp
Priority date: 1967-12-29
Filing date: 1968-12-05
Publication date: 1969-08-28
Also published as: US3657005A

Description

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CIe- ite Corporation, Cleveland, Ohio /USA

1,1 ek tr ο graphische s Wiedergabemittel

Die Erfindung betrifft ein elektrographisches Wiedergabemittel, d.h. die ladungsfesthaltende Oberfläche des elektrographischen Wiedergabemittels, zum Gebrauch in einem System zur elektrostatischen Hochgeschwindigkeitswiedergabe mit einer Impulsspannungsladeapparatur, wobei elektrostatische latente. Bilder auf die ladungshaltende Oberfläche des Wiedergabemittels aufgeprägt werden.

Die vorliegende Erfindung ist besonders anwendbar für ein elektrographisches System, welches InrpuTsspannungsbeladung benutzt, um ein beladenes Gebiet auf der Oberfläche des Wiedergabemittels zu erhalten.

Bei der elektrostatischen Wiedergabe werden die Zeichen, wie Buchstaben, Linien, Punkte usw., die gedruckt werden sollen, zunächst als unsichtbare elektrostatisch geladene Oberflächengebiete eines elektrographischen Wiedergabemittels auf dem Wege über elektrische Entladungen von geeignet gestalteten und geeignet aufgestellten Elektroden gebildet. Die gewünschte Größe und Gestalt des beladenen Oberflächengebietes des Wiedergabemittels ist die Größe und Gestalt, die einer exakten Wiedergabe der Beladungselektrode entspricht. Im folgenden werden diese beladenen Gebiete durch die Anwendung eines Farbstoffes als ein "Entwicklungsmittel" oder "Farbe" auf die Oberfläche dee Wiedergabemittels in den sichtbaren Zustand versetzt. Die Farbstoffteilchen werden an die beladenen Gebiete des Wiedergabemittele durch elektrostatische Anziehung gehalten.

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Als ImpulsSpannungsbeladung wird hier die elektrische Beladung eines Gebietes (wie es durch die Ladeelektrode bestimmt ist) der dielektrischen Oberfläche eines Wieda?gabemittels bezeichnet, wobei die elektrische Spannung an der Ladeelektrode in Bezug auf eine leitende Schicht des Wiedergabemittels während einer Zeitspanne plötzlich ansteigt, in der fast keine Lageveränderung zwischen Elektrode und der zu beladenden Oberfläche eintritt. Somit kann das elektrische Ladungspotential von jeder beliebigen Zeitdauer sein, solange keine wesentliche relative Lageveränderung zwischen Ladeelektrode und dem Wiedergabemittel eintritt. Die Impulsspannungsbeladung steht der Gleichstrombeladung gegenüber, bei der das elektrische Potential während einer Zeitspanne der relativen Lageveränderung (senkrecht oder seitlich) zwischen dem Ladeglied und dem Wiedergabemittel an dem Ladeglied liegt. Diese Definition dient zur Abgrenzung der sehr nützlichen Anwendung der vorliegenden Erfindung, d.h. Impuls Spannungsbeladung für elektrostatische Wiedergabe und Gleichstromwiedergabe sind zu unterscheiden.

Es ist wohlbekannt, daß bei der Herstellung elektrisch beladener Bereiche auf einem Wiedergabemittel mittels Impulsspannungsbeladung ein Spalt oder Zwischenraum zwischen der Beladungselektrode und der Oberfläche des Wiedergabemittels, welches beladen werden soll, vorhanden sein muß. Wenn die Ladeelektrode in unmittelbarem Kontakt mit der Oberfläche steht, und keine Lageveränderung zwischen diesen beiden während des Zeitraumes, in dem die Impulsspannung angelegt wird, eintritt, folgt das Potential auf der dielektrischen Oberfläche des WiedergabemitteJs dem Potential an dem Ladeglied. Das bedeutet, daß der Bereich, der unmittelbar mit der Ladeelektrode in Berührung steht, mit der Elektrode zusammen auf Null-Potential zurückgeht. Es bleibt keine elektrische Ladung auf dem Wiedergabemittel zurück.

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In der Praxis let es äußerst schwer, guten elektrischen Kontakt zwischen dem berührenden Oberflächenbereich der Ladeelektrode und dem entsprechenden Gebiet auf der dielektrischen Oberfläche herzustellen. Die Existenz eines geringen Spaltes, wenn dieser auch verschwindend klein ist, kann allgemein für den größten Teil des betroffenen Gebietes angenommen werden. Aus diesem Grund bedeutet die Beladung eines Oberflächengebietes Transport einer resultierenden elektrischen Ladung über ein gasförmiges Medium, bei praktischen Beladungseinrichtungen im allgemeinen Luft bei atmosphärischem Druck und bei Zimmertemperatur. Die nicht lineare elektrische Leitung in Gasen bewirkt, daß die Ladungen, welche zu der Oberfläche der dielektrischen Schicht des Wiedergabemittels transportiert werden, darauf festgehalten, nicht dagegen durch die Ladeelektrode wieder abgezogen werden, wie es der Fall sein würde, wenn ein richtiger Kontakt zu der dielektrischen Schicht bestanden hätte.

Da man weiß, daß ein Spalt vorhanden sein muß, wurden bereits viele verschiedene Versuche unternommen, einen Spalt zu bilden, und verschiedene Meinungen und Theorien entstanden über die Breite des Spaltes. In allen Fällen ist die Breite des Spaltes sehr gering, in der Größenordnung von 10 um (1/1000 inch) oder weniger.

An dieser Stelle ist es notwendig, den Bnfluß verschiedener Spaltbreite auf die Spannung zu erörtern, welche benötigt wird, ein bestimmtes Oberflächengebiet zu beladen. Dieser zeigt, wie kritisch es ist, eine richtige Spaltbreite zu haben, und dabei wie notwendig esiet, für eine richtige Spaltbreite zu sorgen. Dies ersieht man am besten aus einer allgemeinen Beschreibung der Ergebnisse, die aus Experimenten gewonnen wurden, da die theoretischen Erklärungen der früheren Technik widersprüchlich sind. Wenn man bei atmosphärischem Druck und extrem kleinen

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Spaltabständen von weniger als ^ pm (0,2 mil) arbeitet, nimmt die Spannung, die zur Beladung der Oberfläche der dielektrischen Schicht notwendig ist, rasch mit der Abnahme der Spaltbreite zu. Die erforderliche Spannung nimmt so schnell zu, daß für Spaltbreiten von etwa 1 um (0,04 mil) oder weniger die Beladung für ein praktisches System fast unmöglich wird. Wenn die Spaltbreite über etwa 6 um (0,25 mil) hinaus vergrößert wird, steigt die für die Beladung erforderliche Spannung ebenfalls an, aber etwas langsamer, als wenn die Spaltbreite unter 5/¹™ (0,2 mil) verringert wird. Wenn man die Spaltbreite über etwa 6 um (0,25 mil) hinaus vergrößert, so ergeben sich keine übermäßig großen Spannungen, doch wesentlich höhere Spannungen und nachteilige Nebeneffekte, hauptsächlich Sprühen und Auflösungsverlust des elektrostatischen latenten Bildes auf der Oberfläche des Wiedergabemittels.

Die frühere Technik lehrt, daß eine Spaltbreite in der Größenordnung von 2 bis 6 um (0,1 mil to 0,25 mil) oder größer zu bevorzugen sei. Die frühere Technik hat versucht, eine Spaltbreite in diesem Bereich herzustellen, in dem das Wiedergabemittel in paralleler und ebener Beziehung zu der Beladungselektrode gehalten wurde. In den meisten Fällen ruht, das Wiedergabemittel auf der inneren Oberfläche einer unteren Unterstützungseinrichtung. Die Innenseite des oberen Teiles, welches die Beladungselektroden. trägt, ist von einem Kontakt mit dem Wiedergabemittel ausgeschlossen. Eine solche Methode ist stark abhängig von zusätzlichen DickeSchwankungen in der Nähe der Beladungselektrode und kann ebenfalls stark von Gesamtblattstärkeänderungen über der ganzen Ausdehnung des Wiedergabemittels abhängen. Darüber hinaus ist es schwierig und kostspielig, einen Ladekopf von mehreren Zentimetern Länge mit einer einheitlichen Toleranz von etwa 2 um (0,1 mil) herzustellen. Es soll daran erinnert werden, daß die

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Breiten, wenn man die Spaltlänge betrachtet, äußerst klein sind, und daß es sehr kostspielig sein würde, Papierstärketoleranzen in solchen Grenzen zu halten. Um solche präzisen Spaltabstände zu erhalten, wie sie durch die vorliegende Erfindung genannt werden, müßten für die frühere Technik Papier- und/oder Apparaturtoleranzen in der Größenordnung von etwa 2 um (0,1 mil) erreicht werden.

Ein anderer Hauptfaktor ist die Zeitdauer des Impulses, welcher an die Ladeelektrode angelegt wird. Eine Zunahme der angelegten Spannung wird die Zuverlässigkeit verbessern. Allerdings muß darauf geachtet werden, daß nicht überschüssige Ladung zu der "* Ladeelektrode transportiert wird, da die Ladung seitlich auf die Wiedergabeelektrode sprüht. Bei der Entwicklung offenbart sich das Sprühen der Ladung in Bilddeformation.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Wiedergabemittel vor, welches zuverlässig durch eine konventionelle Ladeapparatur beladen wird, deren Impulse eine so niedrige Spannung wie etwa k%0 Volt und eine Dauer von maximal 0,5 Mikrosekunden haben.

Es sollte jedoch bemerkt werden, daß die Entladung nicht nur durch die Spaltbreite und die Impulszeitdauer, sondern auch durch mehrere andere Bedingungen, einschließlich Feuchtigkeit und Druck der umgebenden Atmosphäre bestimmt wird.

Gegenstand dieser Erfindung ist es, in einem elektrostatischen Wiedergabesystem mit ImpulsSpannungsbeladung eine neue Lösung des Spaltabstandsproblemes dadurch zu liefern, daß die Ladeelektroden von der Oberfläche des Wiedergabemittels, welches beladen werden soll, durch das Wiedergabemittel selbst getrennt werden. Somit wird die gewünschte Abstandshaltung ohne äußere Komponenten erreicht.

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Es ist weiterhin Gegenstand der Erfindung,* ein elektrographisehes Wiedergabemittel herzustellen, welches die dielektrische Oberfläche des Wiedergabemittels von den Ladeelektroden fehlerfrei trennt, um den Gebrauch der niedrigsten Spannung, welche mit zuverlässiger Beladung verträglich ist, zu erlauben.

Es ist weiterhin Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein elektrographisches Wiedergabemittel herzustellen,'welches einen Spaltabstand vorsieht, der leicht und wirtschaftlich erzeugt und darüber hinaus auf gegenwärtige elektrostatische Wiedergabesysteme angepaßt werden kann.

Es ist weiterhin Gegenstand dieser Erfindung, ein elektrographisches Wiedergabeinittel herzustellen, welches die Notwendigkeit irgendeiner äußeren Einstellung der Ladeelektroden oder des Wiedergabemittels zur Erzeugung des gewünschten Spaltabstandes ausschließt.

Es ist weiterhin Gegenstand dieser Erfindung, ein elektrographisches Wiedergabeinittel herzustellen, das bei der Berührung mit dem Ladekopf mindestens 80 % oder mehr der dielektrischen Oberfläche in oder nahezu in dem gewünschten Abstand besitzt.

Es ist weiterhin Gegenstand dieser Erfindung, ein elektrographisches Wiedergabemittel herzustellen, welches selbst den Abstand von dem Ladekopf herstellt, indem es das gedruckte Zeichen nicht wesentlich verändert.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das elektrographische Wiedergabeinittel, welches eine dielektrische Schicht mit einer äußeren Oberfläche besitzt, die in der Lage ist, eine elektrostatische Ladung zu halten,- für den Zweck der elektrostatischen Wiedergabe mit einer Impulsapannungsladeapparatur

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mit einem Abstandshaltern!ttel versehen, welches über die Oberfläche der dielektrischen Schicht hinausragt, um einen gegebenen Abstand zwischen dieser Oberfläche und der Ladeapparatur einzurichten.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Darstellung von Ausführungsbeispielen und aus den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines elektrostatischen Ladekopfes in Berührung mit dem elektrographischen Wiedergabemittel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 des elektrostatischen Ladekopfes der Fig. 1, welche die lineare Anordnung der Ladeelektroden darstellt,

Fig. 3 eine weitere Ausschnittsdarstellung der Fig. 1, welche die Beziehung zwischen einer Ladeelektrode zu dem Wiedergabemittel der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. h bis 7 fünf Ausführungsformen des Abstandshaltemittels der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 und 9 vergrößere Photographien von fertigen Wiedergaben, weiche ohne das Abstandshaltemittel der vorliegenden Erfindung gemacht wurden, und

Fig. 10 und 11 vergrößerte Photographien von fertigen Wiedergaben, die unter genau den gleichen Bedingungen wie den der Wiedergaben von Fig. 7 und 8 gemacht wurden, indem aber ein Wiedergabemittel der vorliegenden Erfindung benutzt wurde.

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Das bekannte ImpuTsspannungsladesystem (Fig. 1 ) besitzt einen Ladekopf 12, welcher in Berührung mit dem sich bewegenden elektrographischen Wiedergabemittel 14 steht, das durch eine hier nicht gezeigte Einrichtung transportiert wird. Der Ladekopf 12 umfaßt eine Anordnung von feinen Ladeelektroden oder Stäben 16 (Fig.2). Die Ladeelektroden 16 sind im allgemeinen kleine, dünne elektrische Leiter; die Ladeelektroden 16 dieser vorliegenden Ausführung haben einen Durchmesser von etwa 0,2 mm (8 mils) und stehen in einem Mittenabstand von 0,25 mm (10 mils) Daher sind sie, wie auch in dieser Ausführung, in einem Unterstützungsmittel 18 eingebettet, welches vorzugsweise aus einem geeigneten isolierenden Material, so wie Plastik oder Keramik, besteht. Wenn stärkere Elektroden 16 benutzt werden, ist keine Unterstützung notwendig.

In der vorliegenden Ausführung sind die Ladeelektroden 16 für den Liniendruck linear angeordnet (Fig.2 ); die vorliegende Erfindung würde jedoch genau so gut mit irgendeiner anderen Anordnung der Ladeelektroden 16, wie z.B« einer Matrizenanordnung, arbeiten.

Wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, schließen die Ladeelektroden 16 mit dem isolierenden Stützmittel 18 an ihren unteren freigelegten Enden 20 glatt ab. Die unteren freien Enden 20 der Ladeelektroden 16 definieren das elektrostatische latente Bild, welches auf dem Wiedergabemittel entsteht, und können von jeder beliebigen Gestalt, wie z.B. Buchstaben, Linien, Punkte usw., sein, um ein analoges latentes Bild auf dem elektrographischen Wiedergabemittel 14 zu erzeugen. Die Gestalt der unteren freien Enden 20 dex· vorliegenden Ausführung ist z.B. ein kreisförmiger Bereich oder Punkt.

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Die oberen Enden 22 der Ladeelektroden 16 (Fig. 1) sind mit einer Xtnpulsspannungsladeapparatur 2k verbunden. Die Apparatur 24 orhält elektrische Signale von einem Computer oder irgendeiner anderen Hochgeschwindigkeitsimpulserzeugungsvorrichtung und überträgt die Signale auf die entsprechenden Elektroden.

In der vorliegenden Ausführung enthält das Wiedergabemittel eine leitende Basisschicht 26, eine dielektrische Oberschicht 28 und Abstandshalter 30 (Fig. 3). Die leitende Basisschicht ist vorzugsweise ein konventionelles leitendes Papier, wie z.B. solches, welches zur Auskleidung und/oder Imprägnierung mit ver- ™ schiedenen ionischen Leitern in der Technik verwendet wird, leitendes Kohlenstoff enthaltendes Papier oder Kohlenstoff enthaltende B₆Schichtungen auf Papier. Die dielektrische Schicht 28 ' ist vorzugsweise eine dielektrische Lackauflage, wie sie in der Technik benutzt wird, z.B. ein Polyvinylacetat, Polystyrol, Polyvinylbutyral oder Polymethylmethacrylat. Es ist wünschenswert, die angelegte Spannung auf einem Minimum zu halten, so daß die dielektrische Schicht im Bereioh zwischen 2,5 (0,1 mil) und 7,5 um (0,3 mil) gehalten werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Zwischenraum oder Spalt der Breite d (F^g, 3) -zwischen den unteren freien Enden 20 der Ladeelektro- M den 16 und dem Wiedergabemittel 14 durch das Mittel selbst, d.h. insbesondere durch das Abstandshaltemittel 30, gehalten. Das Abstandshaltemlttel JO kann aus körnigen Teilchen bestimmter Grb'ße bestehen, so daß diese aus der Oberfläche der dielektrischen Schicht herausstehen, um den gewünschten Abstand in der Breite d zu erreichen. Beispiele für solche Abstandshaltemittel 30, welche in den dielektrischen Lack verteilt werden können, sind vorzugsweise Getreidestärke, Glaskugeln, feuerfeste Teilchen oder irgendwelche anderen Teilchen, welche, wenn sie in oder auf der dielektrischen bchicht 28 verteilt werden, den

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gewünschten Abstand halten. Iß einer· anderen Methode kann das AbStandshalten durch Veränderung der Oberfläche der dielektrischen Schicht selbst erreicht werden, um das Ab stand slialteraittel zu erhalten oder dadurch, daß das Abstandskaltemittel auf die Oberfläche aufgeprägt wird. Ob das Abstandshaltemittel leitend ist, hängt von seiner Beziehung zu der leitenden Schicht ab.

In dem Beladungsschritt des elektrostatischen Wiedergabeprozesses (Fig. 1) wird ein Impuls an elektrischer Energie von der Impulsladespannungsversorgung Zk an die oberen Enden 22 der Ladeelektroden 16 gelegt. Dadurch wird ein Impuls auf die unteren Enden 20 der Ladeelektroden 16 übertragen und ein Potential zwischen den Elektroden 16 und der.leitenden Schicht 26 erzeugt, welches ein Potential an der dielektrischen Schicht 28 und dem , Spalt der Breite d hervorruft. Eine Entladung entsteht, indem die Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28 mit einem beladenen Bereich 3k steht, welcher vorzugsweise einer genauen Wiedergabe in Größe und Gestalt des unteren freien Endes 20 einer Elektrode 16 entspricht. Während der Zeit, in der die Entladung stattfindet, tritt keine wesentliche relative Lageveränderung zwischen Beladungselektrode und Wiedergabemittel ein. Daher entsteht eine definierte ImpulsSpannungsbeladung auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht.

Wie oben erwähnt, wird der Spalt von der Breite d erfindungsgemäß dadurch erzeugt, daß das Abstandshaltemittel 3° über die Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28 hinausragt. Um dies durch gekörnte Teilchen zu erreichen, kann das Abstandshaltemittel 30 in. drei verschiedenen örtlichen Beziehungen zu der dielektrischen Schicht 28 stehen. Dies ist in den Fig. k bis 6 gezeigt. Darüber hinaus kann das Abstandshaltemittel 30 auch durch gleichmäßige Veränderung der Struktur der Oberfläche 32

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der dielektrischen Schicht 28 durch Aufpräge- oder Drücktechniken, wie in Fig. 7 gezeigt, erhalten werden. In all diesen AusfUhrungsformen ist die wesentliche Forderung, daß das Abstandshaltemittel 30 um etwa 1 bis 10 yum (0,05 to 0,k mil) und vorzugsweise um etwa 5 (0,2 mil) bis 6 um (0,25 mil) über die Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28 hinausragt, um einen Spalt der Breite d zu bilden.

In der Ausführungsform nach Fig. h liegt das Abstandshaltemittel 30 auf der Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28, wobei die Teilchengröße des Abstandshaltemittels 30 in dem Bereich von 1 bis 10 jum (0,05 to 0,k mil) wäre, um den erforderlichen Spalt der Breite d zu erzeugen. In dieser Ausführungsform kann das Abstandshaltemittel 30 entweder aus nichtleitenden oder aus leitenden Teilchen bestehen. Bei einer Methode zur Herstellung dieser Ausführungsform können die Teilchen auf die dielektrische Schicht in Form einer flüssigen Dispersion aufgetragen werden, welche die Oberfläche klebrig macht, so daß die Teilchen haften bleiben. Die Teilchen können auch darauf befestigt werden, indem sie durch Hitze geschmolzen werden, wenn entweder die dielektrische Schicht oder die Teilchen oder beide durch Hitze schmelzbar sind. Geeignete teilchenförmige oder körnige Materialien für diesen Zweck sind Glaskugeln, Polyäthylen, grobe Hartwachsemulsion oder Metallpulver, z.B. Aluminiumpulver oder Zinkstaub.

In der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Abstandshaltemittel 30 mit der dielektrischen Schicht 28 verbunden, aber sie berühren die leitende Schicht 26 nicht. In diesem Fall würde die Teilchengröße des Abstandshaltemittels "}0 von der Tiefe abhängen, in der sie in die dielektrische Schicht 28 eingelagert sind. Die dielektrische schicht 28 ist jedoch praktisch auf Dicken zwischen 2 und 10 um (θ,1 to 0,4 mil) beschränkt. Das Abstandshaltemittel ragt jedoch über die Oberfläche 32 der dielektrischen

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Schicht 28 noch um etwa 1 bis 10 um (0,05 to 0,4 mil) hinaus. Eine Methode, diese erfindungsgemäße Ausführungsform herzustellen, besteht darin, leitende Teilchen in einer zweiten dieldcfcrischen Schicht 29 zu dispergieren. Dieses zweite dielektrische Material 29 wird dann über eine nichtleitende Schicht 26 verteilt, welche bereits eine dünne dielektrische Schicht 28 besitzt, welche die leitenden Teilchen der oberen dielektrischen Schicht 29 von der leitenden Basisschicht trennen soll. In diesem Fall können die Abstandshaltemittel 30 entweder leitend oder nichtleitend sein, da sie nicht mit der leitenden Schicht 26 in Berührung stehen.

In der Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt wird, besteht das Abstandshaltemittel 30 ausTeilchen, die in die dielektrische Schicht 28 eingebettet sind und rait der leitenden Schicht 26 in Berührung, stehen j folglich muß das Abstandshaltemittel 30 in diesem Fall ein dielektrisches Material sein, um einen direkten elektrischen Durchgang zu der leitenden Schicht 26 zu verhindern. Die Teilchengröße des Abstandshaltetnittels "}Q würde von der Dicke der dielektrischen Schicht abhängen; das Abstandshaltemittel 30 ragt jedoch über die Oberfläche 3^ noch um 1 bis 10 um (0,05 bis 0,4 mil) hinaus. Dies ist eine bevorzugte Ausführungsform, da das Abstandshaltemittel 30 mit dem dielektrischen Überzugslack gemischt werden und auf die leitende Schicht 26 aufgetragen werden kann. Eine. Methode, ein elektrographisches Wiedergabemittel dieser Art herzustellen, wird später beschrieben.

Wie in Fig, 7 gezeigt, können weitere Arten von erfindungsgemäßen Abstandshaltemitteln 30 durch Änderung der Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28 oder durch Aufdrücken des Abstand»- haltemittels muf die Oberfläche erreicht werden. Indem man die Oberfläche, wie es in dem Abstandshaltemittel 30a gezeigt ist, ändert, kann die dielektrische Schicht 28 durch einen Einpräge-

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pro- aß angehoben werden, um gleichmäßige Riffel zu bilden, welche uir 1 bia 10 um (0,05 to 0,4 mil) über die Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28 hinausragen. Wie in dem Abstandshaltern! ttel 30b gezeigt wird, kann der Spalt der Breite d dadurch erreicht werden, daß das Mittel 30b auf die Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht 28 aufgedrückt wird. Dies kann durch übliche Drücktechniken wie durch Gravur und/oder Intaglio-Druck auegeführt werden. In allen Fällen ragen die gedrückten Zeichen um 1 bis 10 um (0,05 to 0,4 mil) und vorzugsweise um 5 bis 6 Aim (0,2 to 0,25 mil) über die Oberfläche 32 der dielektrischen Schicht hinaus.

Eine zweckmäßige Methode, eine geregelte Struktur herzustellen, besteht darin, sphärische Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 10 um (0,4 mil) in Plastiküberzuglack zur Preparierung des Papiers zu dispergieren. Eine typische getrocknete Plastiküberzugsschicht ist etwa 0,5 um (0,2 mil) stark. Da Lacke daiu tendieren, von scharfen Ecken und Punkten hinwegzuströmen, bleiben die Spitzen des eingebetteten Abstandshaltemittels 30 im wesentlichen von dem dielektrischen Material 28 frei und bilden somit 5 um (0,2 mil) hohe Erhebungen über die Oberfläche 32 des dielektrischen Materials 28. Bei einem im Laboratorium praktisch hergestellten Überzug wurde Getreidestärke als Abstandshaltemittel benutzt. Die natürliche Größenverteilung fiel zwischen 6 und 12 um (0,25 and 0,5 mil) mit einem Hauptanteil bei etwa 10 um (0,4 mil). Der dielektrische Überzug bestand aus den folgenden Komponenten!

100 g Polyvinylacetat

20 g öllöslicher, phenolischer Harz 150 g Rutil - TiO₂ 400 ml Methyläthylketon 2,0g Getreidestärke.

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In dieser Zusammensetzung _wird das Färbnmgspigoient (Titandioxid) dar u benutzt, dem normalerweise s dawar ζ en kohlenstoffhaltig«!! Papier eine weiße Farbe zu verleihen.

Der so bereitete dielektriache überzug wurde mit «isa©:r 15®r-Myer™ Stange (£ 15 Myer rod) auf ein übliches kohlenstoffhaltig®β Papier aufgetragen und resultierte in einem getrockneten Film, welcher eine Dicke von etwa 5 /mi (0,2 mil) hatte, wobei die Stärke teilchen um etwa 5 WBi (Ö,2 mil) aus der Oberfläche herausragten. Dabei lag eine Verteilung von etwa 60 Teilchen pro qimn (k particles per 100 sq. mils) Fläche vor. Das bedeutet, daß angenähert 96 % der freien Oberfläche oder mehr in einem bestimmten Abstand von den Ladeelektroden gehalten werden.

Die relative Leichtigkeit, mit der dieses elektrographische Wiedergabemittel hergestellt wurde, zeigt, daß eine Massenproduktion wirtschaftlich werden und daß Standardbelegungstechniken bei seiner Herstellung angewendet werden können. Der niedrige Gebrauchswert des Abstandsmaterials macht es zu einem unbedeutenden Kostenfaktor.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen vergleichende Testbilder eines erfindungsgemäßen elektrographisehen Wiedergabemittels, welches wie oben beschrieben hergestellt wurde, sowie eines Kontrollmittels, d.h. eines elektrographisehen Wiedergabemittels, bei dem kein Abstandshaltemittel benutzt wurde.

Das Wiedergabemittel wurde in beiden Fällen über einen gebräuchlichen Ladekopf nach Fig. 1 geführt, welcher Ladeelektroden von etwa 0,2 mm (Θ mils) Durchmesser und Abstände von etwa 0,04 mm (1,5 mils) hatten. Impulse von 550 Volt Spannung und 1 Sekunde Dauer wurde an die Ladeelektroden angelegt. Die Luft in der Umgebung dee Ladekopfes wurde bis auf etwa 80 % relative Feuchtigkeit angefeuchtet. Nachdem die beladenen Gebiete 34 (Fig.- 1) auf

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dem Wiedergaben!ttel gebildet waren, wurden die Wiedergabemittel über identisch· Tönungemethoden getönt. In diesen besonderen Teste wurde die Tönung mit einem flüssigen Töner für höchste Auflösung durchgeführt; der Tönungeprozeß könnte jedoch auch mit trockenem Töner durchgeführt werden, da die Ergebnisse der Tests hauptsächlich von der gleichartigen Beladung der Oberfläche JZ und nicht so sehr von der Tönungsmethode abhängen.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in den Photographien der Fig. bis 10 sehr gut sichtbar. Diese Photographien stellen VergröOe- ^ rungen des Wiedergabemittels dar, um die entstandenen gedruckten Zeichen J6 deutlicher zu zeigen. Wenn diese bedruckten Zeichen mit dem bloßen Auge betrachtet würden, würden sie so groß wie etwa der Punkt einer spitzen Feder ((etwa 0,2 mm (8 mils) Durchmesser)) erscheinen. Die Fig. 8 und 9 zeigen die entstandenen Zeichen auf dem elektrographischen Kontrollwiedergabemittel, d.h. ohne Abstandshaltemittel. In Fig. 8 wurde das Wiedergabemittel über den Kopf geführt, wobei nur eine Ladeelektrode arbeitete. Fig. 9 ist das Ergebnis, wenn eine ganze Reihe von Ladeelektroden gleichzeitig angeschlossen sind. Es ist deutlich zu sehen, daß Zuverlässigkeit und Auflösung niedrig sind. Einige der getönten Zeichen, wie z.B. bei 37» sind völlig ausgelöscht und spiegeln die Tatsache wieder, daß keine genügend große Ladung auf M die Oberfläche des Wiedergabemittels ausgebracht wurde, um die Anziehung und Zurückhaltung der Tönerteilchen zu bewirken.

Die Fig. 10 und 11 geben die Ergebnisse bei der Verwendung des erfindungsgemäßen elektrographischen Wiedergabemittels wieder. Die Ergebnisse sind aufschlußreich» Verbesserte Zuverlässigkeit und nahezu vollständig gleichmäßig gedruckte Zeichen 36 wurden erhalten. Die Zeichen 36 enthalten nahezu gleichmäßige Tönung über ihr gesamtes Gebiet mit Ausnahme von k bis 7 Lichtflecken 38 pro Zeichen (Fig. 10 und 11), jeder etwa 12,5 /im (0,5 mil) stark im Durchmesser. Diese Flecken 3ti geben nahezu unverändert

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die erhöhten P_unkte wieder, die durch die eingebetteten Stärketeilchen erzeugt wurden. Ihr Einfluß auf das gesamte Gebiet des Zeichens 36 ist jedoch vernachlässigbar,

Angesichts der vielen Arten, die vorgeschlagen wurden, gibt es eine unbegrenzte Zahl von Möglichkeiten, das Abstandshaltemittel 30 von geeigneter Größe und Verteilung herzustellen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Auch wenn andere Faktoren als die Spaltbreite, welche variabel sind und für die Oberflächenbeladung in Betracht kommen, von den allgemein üblichen Bedingungen, die hierin genannt wurden, abweichen, so würde nur eine entsprechende Änderung in den Anforderungen an das Abstandshaltemittel 30 auftreten.

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Claims

- 17 Patentansprüche:

1. Elektrpgraphisches Wiedergabemittel zum Gebrauch bei elektrostatischer Wiedergabe mit Impulsspannungsladeapparatur mit Ladeelektrodenvorrichtung, gekennzeichnet durch mindestens eine dielektrische Schicht (28, 29) mit einer äußeren Oberfläche (32) zur Aufnahme und Zurückhaltung einer elektrostatischen Ladung und ein Abstandshaltemittel (30, 30a, 30b) auf der äußeren Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29), wobei die Abstandshaltemittel (30, 30a, 30b) über die äußere Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) hinausragen und zwischen der äußeren Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) und der Ladeelektrodenvorrichtung (16) während eines Wiedergabevorganges einen Spalt von vorbestimmter Breite (d) herstellen.

2. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel (3°> 30a, 30b) um etwa 9 bis 10 um (0,05 to 0,4 mil) über die äußere Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (20, 29) hinausragen. '

3. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel Veränderungen (30a, 30b) der Oberfläche (32) der dielektrischen.Schicht (2«, 29) sind, welche um etwa 1 bis 10 um (0,05 to 0,k mil) über die äußere Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) hinausragen.

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k, ilektrοgraphisches Wiedergabemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel (3O) ausgewählt sind aus der Gruppe von körnigen Teilchen, bestehend aus Stärke, Glaskugeln, feuerfesten Teilchen und Plastikteilchen.

5. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel (3°) mit der dielektrischen Schicht (28, 29) verbunden sind. -

6. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel (30) mit der dielektrischen Schicht (28, 29) verbunden sind.

7. Elektrographisches Wiedergabeinittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abatandshaltemittel (30) eingebettet sind in die dielektrische Schicht (28, 29) und aus dielektrischen] Material bestehen,

8. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel (3°) eingebettet sind in die dielektrische Schicht (28, 29).

9· Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 80 % der äußeren Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) in einem bestimmten Abstand gehalten werden«

10. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel (3°) auf dem Wiedergabemittel eine Verteilung von etwa 13 bis I50 Abständehaltemitteln pro mm (1 to 10 per 100 «q. nil) des Oberflächengebietes dea Wledergabemittel» haben und .den Ladekopf (12) von der Oberfläohe (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) während der Impulaapannungsb«ladung der Oberfläch® (32) in Abatand hält.

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11. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Viedergabemittel eine leitende Basisechicht (26) besitzt.

12. Elektrographisches Wiedergabemittel nach Anspruch 11, daduroh gekennzeichnet, daß die leitende Bassischicht (26) ein herkömmliches leitendes, mit einem Überzug versehenes und/oder mit verschiedenen ionischen Leitern imprägniertes Papier, leitendes kohlenstoffhaltiges Papier oder kohlen_T stoffhaltige Überzüge auf Papier besitzt.

13· Xmpulespannungsladesystem mit einem elektrostatischen Druckverfahren, gekennzeichnet durch einen Ladekopf (12) mit einer Vielzahl von Ladeelektroden (16), die in einen Isolationskörper (18) eingebettet sind, wobei die Ladeelektroden (i6) an einem Ende mit der Impübspannungsladeapparatur {2k) verbunden sind und die anderen Enden (2o) frei stehen, um einen Impuls von elektrischer Energie abzugeben, ein Wiedergabemittel (Hf) mit einer leitenden Schicht (26) und mindestens einer dielektrischen Schicht (28, 29), wobei die dielektrische Schicht (28, 29) mit einer äußeren Oberfläche (32) dem anderen freien Ende (20) der Ladeelektroden (16) ausgesetzt ist, wobei die äußere Oberfläche (32) fähig ist, elektrostatische Ladung aufzunehmen und zu halten, weiterhin gekennzeichnet durch Abstandshaltemittel (30| 3^Oa» 30b) auf der äußeren Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29), wobei die Abstandshaltemittel (30, 30a, 30b) während des Wiedergabevorganges über die äußere Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) zur Einhaltung eines bestimmten Abstandes zwischen der äußeren Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (28, 29) und den Ladeelektroden (i6) hinausragen, wobei eine Impulsspannungsladung durch die Impulsspannungsladeapparatur (24) an die Ladeelektroden (i6) gelegt wird, was zu einem beladenen Gebiet (3^0 der äußeren Oberfläche (32) der dielektrischen Schicht (2ö, 29) führt.

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