DE2165149A1 - Elektrostatisches Drucksystem - Google Patents

Description

Dr. B. REITZNER - _1O1, _T ,.„ DIPL-ING. J. RICHTER 1SM3-W3/7

eOOOMÜNCHEN2 1913-IH-7578

Tal 13

ElectroPrint Inc., PaIo Alto (Californien)

Vo St* A.

Patentanmeldung Elektrostatisches Drucksystein

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckaystem für die elektrostatische Reproduktion und insbesondere auf eine Verbesserung beim elektrostatischen Kontaktreihendrucken mit modulierten Öffnungen, die in einem weiten Anwendungsbereich unter Einschluß von Dokumenten-Kopiergeräten, Computer-Ausgabedrucken, lautlosen Schreibmaschinen usw. anwendbar ist.

Das elektrostatische Drucksystem, das hier als kontaktfreies elektrostatisches Druck- oder Reproduktiοηβ-sys te» mit modulierten öffnungen bezeichnet wird, ist allgemein in den deutschen Patenten *·. (deutsche Patentanmeldungen ρ ^ °y 403*9 ^Und^ ^der e^lelchen Anmelderin beschrieben. In diesen Patenten ist ein bevorzugtes Aus-

209828/0762 ORIGINAL

2165H9

fUhrungabeispiel «ines mehrschichtigen_n mit Öffnungen versehenen Schirms oder Rasters beschrieben, der zumindest eine leitende Schicht und eine benachbarte isolierende Schicht einschließt, auf denen ein elektrostatische· latentes Bild gebildet wirdι um eine Strömung von geladenen Tonerteilchen, Ionen oder anderen Druckteilchen zu modulieren, die mit Hilfe eines Beschleunigungsfeldes durch die öffnungen des Schirmes geleitet wird. Die Verwendung von minimal zwei Schichten für den Aufbau des Schirme ermöglicht die Ausbildung einer Doppelschichtladung auf entgegengesetzten Seiten der isolierenden Schicht, um selektiv sich überlappende Kraftlinien oder "Interferenz^M- bzw· ^NRand^tt-Pelder in den Öffnungen des Schirms zu erzeugen· Somit erstrecken sich durch bipolare elektrostatische Felder erzeugte Kraftlinien innerhalb der Öffnungen des Schirme, und diese Felder können so ausgerichtet werden, daß sie dem Durchgang von geladenen Teilchen Widerstand entgegensetzen, die Strömung von geladenen Teilchen verstärken, oder daß sie neutralisiert sind, so daß sie keine Auswirkung auf die geladenen Teilchen haben, die durch die öffnungen des Schirme geleitet werden. Somit kann die Doppelschichtladung selektiv über die Stirnfläche des Schirme derart ausgebildet werden, daß sie im wesentlichen vollständig den Durchgang von geladenen Teilchen durch bestimmte öffnungen sperrt, daß sie den Durchgang von geladenen Teilchen durch andere Öffnungen verstärkt und beschleunigt, und daß sie die Breite und Dichte des Teilchenetroms durch andere öffnungen über ein kontinuierliches Spektrum steuert· Eine Strömung oder ein Fluß von geladenen Teilchen, der mit Hilfe eine« insgesamt angelegten Beschleunigungsfeldes durch den Schirm geleitet wird, wird daher moduliert, um eine Queraehnittadichten-

209828/0762
BAD ORIGINAL

änderung zu erzeugen, die zumindest im wesentlichen dem zu reproduzierenden Bild oder Muster entspricht· Der modulierte Strom von Tonerteilchen oder anderen geladenen Teilchen, die den mit Öffnungen versehenen Schirm durchlaufen, wird durch ein insgesamt angelegtes elektrostatisches Projektionefeld über einen Spalt oder einen Zwischenraum auf das den Druck aufnehmende Medium übertragen· Das durch diese kontaktlose Druckanordnung gebildete Musterbild wird danach entsprechend bekannter Techniken fixiert, wenn- trockene Teilchen verwendet werden. Venn die Tonerteilchen aus flüssigen Aerosolen bestehen« kann der Fixierungsschritt nicht erforderlich sein· Weiterhin treffen, wenn der geladene Teilchenstrom aus Ionen besteht, die Ionen auf das Papier auf und bilden ein elektrostatisches latentes Bild, das danach bestäubt und fixiert wird· In diesem letzteren Ausführungsbeispiel muß ein behandeltes dielektrisches Papier verwendet werden, um das durch den Ionenstrom gebildete elektrostatische latente Bild aufrechtzuerhalten«

Bei einer Möglichkeit zur Ausbildung der Doppelschicht« ladung oder des bipolaren elektrostatischen latenten Bildes längs des Schirme wird zunächst eine im wesentlichen gleichmäßige Ladungsverteilung über beide Seiten der isolierenden Schicht ausgebildet, wobei sich entgegengesetzte Ladungen auf den jeweiligen Seiten befinden, um Interferenzfelder in den Öffnungen zu bilden* Diese Interferenzfelder sind so ausgerichtet, daß sie Sperrfelder ausbilden, um Teilchen mit einem vorgegebenen Ladungsvorzeichen zu sperren oder teilweise zu sperren. Durch die Verwendung von photoempfindlichen I&oliermaterialien werden die Ladungeverteilung und damit die Sperrfelder entsprechend einem auf dem Schirm

209828/0762

projizierten Lichtmuster abgeleitet. Die Interferenzfelder können außerdem so ausgerichtet werden, daß sie Beschleunigungsfelder einschließen, die durch zusätzliche Techniken ausgebildet werden. Der Schirm muß jedoch im allgemeinen zu Anfang mit Sperrfeldern geladen werden, die den Durchgang von geladenen Tonerteilchen durch den Schirm sperren. Die Sperrfelder werden danach selektiv entsprechend dem Lichtmuster neutralisiert oder entsprechend zusätzlicher Verfahren in Beschleunigungsfelder umgekehrt, und die sich ergebende Modulation des Flusses von Tonerteilchen durch P den Schirm ergibt in manchen Ausführungebeispielen einen negativen Druck. Zur Erzielung eines positiven Drucks werden spezielle Kontaktladungstechniken zur Ladung des Schirms und andere spezielle Maßnahmen für eine kontaktfreie oder eine Feldladung verwendet*

Elektrostatische Drucksysterne mit modulierten Öffnungen, die ein direktes positives Drucken ermöglichen, ohne daß eine Kontaktladung des Schirmmodulators oder andere spezielle Maßnahmen erforderlich sind, sind in anderen Patenten der gleichen Anmelderin beschrieben. Xm deutschen Patent ... (Patentanmeldung P2154130.0) ist ein mit öfffc nungen versehener Schirm beschrieben, bei dem im wesentlichen alle Oberflächen aus dielektrischem Material gebildet sind, wobei das dielektrische Material vorzugsweise auf einer Stirnfläche des Schirme dicker ist als auf der anderen. Der Schirm wird im wesentlichen über seine gesamten Oberflächen mit gleichen Ladungen geladen, um Interferenzfelder in den Öffnungen auszubilden, und er wird vorzugsweise auf der dickeren Seite auf einen höheren Pegel aufgeladen, so daß der Schirm zu Anfang auf einer Seite

209828/076?

ein höheres Potential trägt, wodurch sieh eine gleichförmige Ladungeungleichheit oder Potentialdifferenz durch die Schirmttffnungen ergibt. Die Ladungeungleichheit oder die Potentialdifferenz ist so ausgerichtet„ daß sich Beschleunigungefelder in den Öffnungen des Schirms ergeben, um die Strömung von geladenen, den Schirm von der Richtung der Seite mit höherer Ladungsdichte aus durchlaufenden Teilchen zu verstärken« Die längs deijSeite des Schirms mit der höheren Ladungsdichte verteilte Ladung wird selektiv entsprechend einem zu reproduzierenden Muster abgeleitet, wodurch sich ein bipolares elektrostatisches latentes Bild als eine Modifikation der Interferenzfelder zur Dichten-Steuerung eines durch den Schirm geführten Stromes von geladenen Teilchen ergibt« Bine vollständige Modulationssteuerung des Teilchenflusses unter Einschluß von Sperrfeldern, Beschleunigungefeldern und eines Spektrums von Interferenzfeldern über einen dazwischenliegenden Bereich ist daher mit einer einzigen selektiven Ladungsableitung möglich· Diese Anordnung ermöglicht außerdem einen direkten positiven Druck, wenn die Ladung selektiv durch eine optische Lichtbild-Adressierung abgeleitet wird· Zur optischen Adressierung ist das Isoliermaterial auf der dikkeren Seite ein photoleitendes Isoliermaterial· Somit wird der Durchgang von geladenen Teilchen in den dunklen Bereichen verstärkt oder nicht behindert« während der Durchgang von geladenen Tonerteilchen in den hellen Bereichen blockiert oder behindert wird. Ein anderer kontaktfreier Druok-Schirra mit modulierten Öffnungen und ein zugehöriges System, das einen direkten positiven Druck ermöglicht, ist außerdem in dem Patent ... (deutsche Patentanmeldung P ) mit dem Titel "Mehrschichtiges, mit Öffnungen

209828/07B2

2165U9

versehenes Gritter für einen positiven elektrostatischen Druck" beschrieben.

Eine weitere Möglichkeit für ein kontaktfreies elektrostatisches Drucken mit modulierten Öffnungen ist in dem deutschen Patent ... (deutsche Patentanmeldung P 20 49 o43.i) der gleichen Anmelderin beschriebene Diese Anordnung ist insbesondere zum elektronisch adressierten elektrostatischen Drucken sowie bei Computer-Ausgabedrucken zu verwenden· Der elektrostatische Zeilendrucker schließt in einem Ausführungsbeispiel einen mehrschichtigen Teilchenmodulator mit einer Schicht aus isolierendem Material, einer kontinuierliche!Schicht aus leitendem Material auf einer Seite der isolierenden Schicht und eine* in Segmente unterteil ten Schicht aus leitendem Material auf der anderen Seite der isolierenden Schicht ein. Beide leitenden Schichten können jedoch in Segmente unterteilt sein. Zumindest eine Reihe von öffnungen ist durch den mehrschichtigen Teilchenmodulator ausgebildet. Jedes Segment der in Segmente unterteilten Schicht aus leitendem Material 1st in der Nähe oder um zumindest eine Öffnung ausgebildet und isolierend von jedem anderen Segment der in Segmente unterteilten leitenden Schicht getrennte Es kann mehr als eine Öffnung durch jedes Segment ausgebildet sein. Ausgewählte Potential· werden an jedes der Segmente der in Segmente unterteilten leitenden Schicht angelegt, während der kontinuierlichen leitenden Schicht ein festes Potential zugeführt wird. Dadurch werden geladene Schichten auf beiden Seiten der isolierenden Schicht ausgebildet, die die Ausbildung von Infcerferenzfeidern innerhalb der Modulatoröffmmgen ermöglichen, die derart ausgerichtet sind, daß sie einen durch den Schirm

209878/076?

geleiteten Strom von geladenen Teilchen sperren oder verstärken , oder daß sie die Strömung über einen kontinuierlichen, dazwischenliegenden Bereich steueiri. Die bipolaren, in den Öffnungen auegebildeten Xnteri'erenzfelder sind entsprechend der elektrischen Potentiale getrennt steuerbar, die an die getrennten Segmente entlang der Reihe von Öffnungen angelegt werden. Ein insgesamt angelegter» Feld bewegt geladene Teilchen durch die Reihe von Öffnungen des
Teilchenmodulatore hindurch» und die Dichte des Teilchenstroms wird entsprechend dem Muster νου Potentialen moduliert, die an die Segmente der in Segmente unterteilten
leitenden Schicht angelegt sind· Ein modulierter Strom von geladenen Teilchen trifft auf ein den Druck aufnehmendes
Medium aui, das in den modulierten Te lichenstron eingesetzt ist, und das in bezug auf den Teilchentssodulator weiterbewegt wird, um einen zellenförmigen oder einen Zeilenabtast-Druck hervorzurufen»

In allen vorstehend beschriebenem Anordnungen für ein kontaktfreies elektrostatische? !»rucke?., mit modulierten
Öffnungen kann der zweidimensional Seliirm oder Zeilengittermodulator zur Modulation einer Strünung von geladenen
Tonerteilen oder Ionen verwendet werden. Wenn der Schirm
oder der Keilengittermodulator verwendet wird, um eine
Strömung von entweder trockenen oder flüssigen Tonerteilchen zu steuern, so wird eine Tonerwollie aus einer Tonerquelle auf der Seite des Modulators entgegengesetzt zum
druckaufnehmenden Medium erzeugt, und ein insgesamt angelegtes Beschleunigung»feld erzeugt einen Strom von Tonerteilchen in Richtung auf des den Druck aufnehmende Medium, der duroli den dazwischen eingefügten Scliina oder das Zeilengitter moduliert wird. Diese Anordnung ormüglicht die

209828/07 6?
BAD ORIGINAL

direkte Abscheidung von Tonerteilchen auf irgendeiner gleichmäßigen oder ungleichmäßigen» dielektrischen oder leitenden Oberfläche. Bin Teil der von der Tonerquelle auf der anderen Seite des Schirms oder des Zeilengitter· geladenen Tonerteilchen verläuft jedoch nicht durch die öffnungen, sondern landet auf den festen Teilen des Schirms oder des Zeilengitters oder auf den Wänden der Toner-Versorgungs-Zuleitungen.

Die Verwendung von Zonen in dem Teilchenstrom anstelle von Toner-Markierungsmaterial selbst vermeidet alle Pro- W bleme einer Toneransammlung und ermöglicht weiterhin die Verwendung von niedrigeren Potentialen zur Steuerung des Teilchenstrome. Die Verwendung eines von einer Koronaquelle ereeugten Ionenstroms zur Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bilde» auf dem den Druck aufnehmenden Medium erfordert jedoch die Verwendung von hochdielektrischem Papier oder behandeltem Papier, um die Aufrechterhaltung einer ausreichenden- Ladungsgröße des elektrostatischen latenten Bildes zu ermöglichen.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Drucksystem mit modulierten öffnungen

fc zu schaffen, das die Vorteile des kontaktfreien Druckes W

sowohl mit modulierten Tonerteilchenströmen als auch mit modulierten Ionenströmen aufweist, jedoch keine der Nachteile dieser beiden Verfahren aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt die vorliegende Erfindung allgemein das Verfahren der Erzeugung eine« Ionenstroms in der Richtung eines den Druck aufnehmenden Mediums,

209828/076?
BAD ORIGINAL

die Modulation der Querschnitts-Strömungsdichte von Ionen in dem Strom entsprechend einem zu reproduzierenden Mu*er und die Einführung einer Volke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungsteilchen in der Nähe des den Druck aufnehmenden Mediums, wodurch der modulierte lonenstrom selektiv auf Tonerteilchen in der Volke auftrifft und diese auflädt, wodurch sie auf dem den Druck aufnehmenden Medium entsprechend einem zu reproduzierenden Muster abgeschieden werden·

Ein allgemein erfindungsgemäß ausgebildetes Ausführungsbeispiel umfaßt eine Koronaquelle und eine mit Abstand angeordnete Elektrode zur Erzeugung eines im wesentlichen gleichförmigen Ionenstroms sowie eine Halterung zur Anordnung eines den Druck aufnehmenden Mediums im Veg des Ionenstroms. Ein mehrschichtiger„ mit Öffnungen versehener zweidimensionaler Schirm oder ein Zeilengittermodulator wird in den Ionenstrom zwischen der Quelle und dem das druckaufnehmende Medium zur Modulation der Querschnittsetrömungsdichte von Ionen in dem Strom entsprechend einem zu reproduzierenden Muster eingefügt. Schließlich ist eine Tonerquelle vorgesehen und derart angeordnet, daß sie eine Volke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungeteilchen in der Nähe des den Druck aufnehmenden Mediums einführt, wodurch der modulierte lonenstrom selektiv auf Tonerteilchen in der Volke auftrifft und diese lädt. Die selektiv geladenen Tonerteilchen in der Nähe des den Druck aufnehmenden Mediums werden danach entsprechend einem zu reproduzierenden Muster beschleunigt und auf dem Medium niedergeschlagen.

209828/0762

2165H9

Ein Merkmal und Vorteil dieses Systems besteht darin, daß geladene Tonerteilchen nicht durch Kanäle in der Haschine oder durch den Schirm oder den Zeilengittermodulator geführt oder transportiert werden müssen, wodurch Tonerverluste und Toner-Verschmutzungen -vermieden werden, während zur gleichen Zeit ein direkter Toner-Abscheidungsdruck auf dem den Druck aufnehmenden Medium ermöglicht wird, so daß ein-elektrostatisches Brücken auf einer beliebigen Oberfläche erfolgen kann,

Ein weiteres Merkmal und ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß nur der Iononetrom durch den Schirm oder den Zeilengittermodulator hindurchläuft, wodurch die Verwendung von niedrigeren Steuerpotentialen, ein hochfrequentes Torsteuerschalten und ein Hochgeschwindigkeits-Teilchentransport für einen Hochgeschwindigkeitsdruck ermöglicht wird.

Zn einer bevorzugten Aus führunges form der Erfindung erfolgt die Modulation des lonenstronis unter Verwendung eines mehrschichtigen, mit Öffnungen versehenen Elementes, das zwischen der Jonenquelle und der Beschleunigungselektrode im Abstand angeordnet ist und zumindest eine leitende Schicht und eine isolierende Schicht aufweist, die Ladungspotentiale mit unterschiedlicher Größe auf unterschiedlichen Schichten des Elementes steuern kann, um elektrostatisch· Kraftlinien in den öffnungen des Elementes zur Steuerung des Durchgangs von Ionen entsprechend einem zu reproduzierenden Muster auszubilden» Somit schließen die bevorzugten AusfUhrungsbeispiele im allgemeinen alle zweidimensionalen Schirme und eindimensionale Liniengittermodulatoren

209828/0762
BAD ORiGfNAL

2165H9

ein, die In den vorstehend genannten Patenten der gleichen Anmelderin beschrieben sind. Um die Tonerverschmutzung in der Druckmaschinerie weiter zu beseitigen, wird erfindungagemäß vorgeschlagen, einen Luftdruckunterschied von einer Seite des Modulationselementee zur anderen auszubilden, wobei der niedrige Druck auf* der dem den Druck aufnehmenden Medium benachbarten Seite liegt, wodurch eine geringe Luftströmung durch die öffnungen des Modulationselementes ausgebildet wird, um zu verhindern, daß die Tonerteilchen in die Öffnungen eintreten· Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung können Luftströme entlang der Oberflächen des Modulationselementes und des entsprechend eingestellten den Druck aufnehmenden Mediums injiziert werden« um Luftbegrenzungen um die eingeführte Tonerwolke zu schaffen.

In den bevorzugten Ausführungsformen entweder unter Verwendung des zweidimensionalen Schirms oder des eindimensionalen Zeilengittermodulators ergibt die Erfindung einen zellenförmigen oder einen Zeilen&btast-Druck, um eine optimale Steuerung über die Gleichmäßigkeit der Tonerverteilung zu erzielen. Ein Merkmal und ein Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß eine Gleichförmigkeit der Tonerwolke lediglich entlang einer Hauptabmessung, nämlich der Druckzeile, erforderlich ist. Dies Ergebnis wird beim Druck mit dem zweidimensionalen Schirm wie folgt erreicht!

Eine Reihen-Koronaquelle und eine mit Abstand angeordnete Beβchieunigungselektrode erzeugen einen im wesentlichen gleichförmigen Strom von Ionen mit einer zellenförmigen oder linearen Querschnittsausbildung. Ein mehrschichtiger, mit Öffnungen versehener Schirm, der mit einer zwei-

209828/0762

2165U9

dimensionalen Anordnung von Öffnungen zur Modulation des Ionenstromes ausgebildet ist, ist in den Zwischenraum zwischen der Reihen-Koronaquelle und der Beschleunigungselektrode eingefügt. Der mehrschichtige, mit Öffnungen versehene Schirm ist mit zumindest einer leitenden Schicht und einer isolierenden Schicht ausgebildet, wie es weiter oben beschrieben wurde, und kann Ladungspotentiale mit unterschiedlichen Größen auf unterschiedlichen Schichten des Schirms steuern, um elektrostatische Kraftlinien in den Öffnungen des Schirme zur Steuerung des Durchgangs von Ionen auszubilden. Bs sind Mittel vorgesehen, um den Schirm entlang des Ionenstroms mit linearem Querschnitt weiterzubewegen, um den Zeilenstrom entsprechend dem Mueber der elektrostatischen Kraftlinie in den Öffnungen längs des Schirms veränderlich zu modulieren. 2Iur gleichen Zeit wird ein den Druck aufnehmendes Medium zwischen dem Moduletionsschirm und der Beschleunigungselektrode in dem Weg des linearen lonenstroms gehaltert und angeordnet, und das den Druck aufnehmende Medium wird längs dem Linien-Querschnitt des lonenstroms mit einer Geschwindigkeit weitertransportiert, die mit dem Modul fit ions schirm eynchronisert ist· Es ist selbstverständlich di© Relativbewegung des Ionenstroms gegenüber dem Modulator und dem den Druck aufnehmenden Medium, die ausgenutzt wird, und somit können die letzteren beiden festgehalten werden, und es kann der Ionenstrom vorwärtsbewegt werden. Schließlich ist ein Kanal vorgesehen, um eine Wolke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungsteilchen in dem Pfad des Ionenstroms mit linearem Querschnitt in dem Raum zwischen dem sich vorwärtsbewegenden Modulationsschirm und dem sich vorwärtsbewegenden den Druck aufnehmenden Medium einzuführen, wodurch

209828/0762

der modulierte Ionenstrom mit linearem Querschnitt selektiv auf Tonerteilchen in der Volke auftrifft und diese lädt, die beschleunigt und auf dem den Druck aufnehmenden Medium entsprechend dem zu reproduzierenden Muster abgeschieden werden· Vorzugsweise wird der Tonerwolke eine Geschwindigkeit «komponente erteilt, die im wesentlichen auf und in der Richtung der Bewegung des Modulationsschirme und des den Druck aufnehmenden Mediums liegt*

Das System schließt außerdem Elemente zur Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der isolierenden Schicht des zweidimensionalen Modulationsschirme und zur Zuführung eines Potentials zur leitenden Schicht des Schirms ein. In einem Beispiel wird eine optische Adressierung zur Ausbildung des elektrostatischen latenten Bildes verwendet, und die isolierende Schicht umfaßt eine Schicht aus photoleitendem Isoliermaterial. Die photoleitende Schicht wird zunächst gleichförmig geladen, und das zu reproduzierende Muster wird optisch auf die photoleitende Schicht abgebildet, um die Ladung selektiv abzuleiten und ein elektrostatisches latentes Bild zu formen. Ein Potential wird an die leitende Schicht angelegt, um das bipolare elektrostatische latente Bild von Interferenzfeldern in den öffnungen' zu schaffen. Der Schirm kann in der Anordnung eines langgestreckten Bandes ausgebildet werden, das entlang einer Vielzahl von Druckstationen für ein elektrostatisches Mehrfachkopie-Drucken transportiert wird»

Entsprechend einem Aueführungsbeispiel dieses Grundgedankens der Erfindung ist der Schirm in der Form eines Hohlzy^inders ausgebildet, und eine Reihen-Koronaquelle

209828/0762 BAD ORIGWAL

ist im Inneren des zylindrischen Schirms angeordnet, wobei die Besehleunigungselektrode mit Abstand von der Reihen· Koronaquelle außerhalb des zylindrischen Schirms angeordnet ist. Der zylindrische Schirm wird relativ zur Reihen-Koronaquelle und zur Beschleunigungselektrode gedreht, um den Ionenstrom mit iinienförmigem Querschnitt veränderlich zu modulieren, und zwar entsprechend dem Muster der elektrostatischen Kraftlinien in den Öffnungen längs des Schirmes e Ein den Druck aufnehmendes Medium ist mit Abstand von dem zylindrischen Schirm zwischen dem zylindrischen Schirm» modulator und den Beschleunigungselektroden angeordnet und P wird über den Weg des Ionen«troms mit linienförmigem Querschnitt mit einer Geschwindigkeit transportiert, die mit der Drehung des Zylinders synchronisiert ist. Wie in dem vorhergehenden Ausführungsbei'spiel ist ein Kanal zur Einführung einer Wolke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Märkierungsteilchen in dem Weg des linearen Ionenstroms und mit Abstand zwischen der zylindrischen Schirmoberfläche und dem den Druck aufnehmenden Medium vorgesehen. Der zylindrische Schirm kann außerdem optisch adressiert werden, um ein elektrostatisches latentes Doppelechichtladungsbild auszubilden.

|| Die Erfindung wird außerdem in einem neuartigen Verfahren zum Löschen beim elektrostatischen Drucken mit trokkenen Tonerteilchen angewendet, das die Abscheidung eines Musters von trockenen Tonerteilchen auf einem Druckaufnahmemedium und das selektive Fortblasen der abgeschiedenen trockenen Tonerteilehen von dem Druckaufnahmemedium vor dem Fixieren umfaßt* Somit wird ein elektrostatischer Druckkopf mit Löschfähigkeit geschaffen, wobei ein erster Kanal zwischen dem modulierenden Element und dem Druckauf-

209828/0762

BAD ORIGINAL

nahmemedium angeordnet ist, um eine Volke von im wesentlichen ungeladenen trockenen Toner-Markierungeteilchen in den Raum zwischen dem modulierenden Element und einem angeordneten Druckaufnahmemedium einzuführen« Ein durch die modulierenden Elemente verlaufender modulierter Ionenstrom trifft selektiv auf Tonerteilchen in der Volke auf und lädt diese, die beschleunigt und auf dem Druckaufnahmemedium entsprechend einem zu reproduzierenden Muster abgeschieden werden· Der Druckkopf ist jedoch außerdem mit einem zweiten Kanal versehen, der in der Nähe der Oberfläche des angeordneten Druckaufnahmemediums angeordnet ist, um Luftimpulse gegen das Druckaufnahmemedium an der Stelle der trockenen Tonerteilchen zu liefern, die auf dem Medium niedergeschlagen sind, um ein Muster von auf dem Papier abgeschiedenen Tonerteilchen vor dem Fixieren zu verteilen.

Die Erfindung bezieht sich somit allgemein auf ein Verfahren zum elektrostatischen Drucken, das die Erzeugung eines Xonenstroms in der Richtung eines Druckaufnahmemediums, die Modulation der querschnittsdichten Strömung von Ionen in dem Strom entsprechend einem zu reproduzierenden Muster und die Einführung einer Volke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungsteilchen in der Nähe des Druckauf nahmemediums umfaßt, wodurch der modulierte Ionenstrom selektiv auf Tonerteilchen in der Volke auftrifft und diese lädt, worauf sie auf dem Druckaufnahmemedium entsprechend einem zu reproduzierenden Muster abgeschieden werden. In dem Fall, in dem trockene Toner-Markierungsteilchen verwendet werden, wird erfindungsgemäß außerdem der susätxllche Schritt des selektiven Anblasens der auf diese Veise abgeschiedenen Tonerteilchen von dem Druckaufnahmemedium

209828/076?

zum Löschen vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein neuartiges Verfahren zum aufeinanderfolgenden Zeichendrucken unter Verwendung des elektrostatischen Druckkopfe· geschaffen, bei den der Druckkopf in seine ursprüngliche Stellung zurückgeführt wird, nachdem das Zeichen durch eine kleine Auslenkung des Papierträgere und dessen Rückführung, eine kleine Ablenkung des Druckkopfeβ und dessen Rückführung oder eine elektrostatischen Ablenkung de« Stromes von geladenen Teilchen bedruckt wurde.

Veitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Aueführungebeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine bruchstückhafte Draufsicht eines mehrschichtigen« mit Öffnungen versehenen Schirms zur Modulation der Strömung von geladenen Teilchen;

Fig. 1 A ein Querschnitt des Schirms nach Fig* 1f

Fig, 2 eine ausführliche Querschnittsansicht einer Öffnung des Schirms, die einen Teil des von dem Schirm getragenen elektrostatischen latenten Doppelschichtladungsbildes zeigtf

209828/076?

Fig. 3 eine bruchstückhafte seitliche Querschnitts-

ansicht eines anderen mehrschichtigen Schirme;

Fig. k eine Aufeinanderfolge von schematischen Anaich vzur Darstellung der Schritte beim elektrostatischen Druck mit modulierten Öffnungen;

Fig. 5 eine bruchstückhafte Draufsicht eines Zeilenoder Balkenmodulationselementee für elektrostatisches Zeilendrucken mit modulierten Öffnungen ι

Fig. 5 A eine Querschnittsansicht des Modulationsele· ments nach Fig. 51

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Systems zum

elektrostatischen Zeilendrucken mit modulierten Öffnungen}

Fig. 7 eine bruchstückhafte seitliche Querschnittsansicht eines Systems zum elektrostatischen Drucken mit modulierten Öffnungen, bei dem eine Strömung von geladenen Tonerteilchen moduliert wird}

Fig. 8 eine bruchstückhafte seitliche Querschnittsansicht eines Systems zum elektrostatischen Drucken mit modulierten Öffnungen gemäß der Erfindung, wobei eine Iononetrömung moduliert wird und auf eine eingeführte Wolke von Toner-Markierungsteilchen auftrifft;

209828/0762

Flg. 8 A eine bruch«ttickhafte perspektivische Ansicht dea Systems nach Fig· 8;

Fig. 9, 10 und M bruchstückhafte seitliche Querschnitt smnsichten von Abänderungen des in Fig. 8 dargestellten elektrostatischen Drucksysteme mit modulierten Öffnungen;

Fig. 12 eine schematische seitliche Querschnitteansieht eines erfindungsgemäßen Systems zum elektrostatischen Drucken mit modulierten öffnungen unter Verwendung eines zweidimensional len Schirms mit modulierten öffnungen}

Fig. 13 eine schematische Ansicht eines - anderen Systems zum elektrostatischen Drucken mit modulierten öffnungen, bei dem der Schirm in der Form einer Trommel oder eines Zylinders ausgebildet ist;

Fig· Ik eine schematische Seitenansicht eines Systems

der in Fig. 13 gezeigten Art mit mehrfachen w Druckstationen;

Fig. 15 eine bruchstückhafte schematische Ansicht eines Systems zur optischen Adressierung des zylindrischen Sohirms bei Ausbildung des elektrostatischen latenten Doppelschichtladungsbildes;

Fig, i6 eine schematische seitliche Querschnitteansicht eines elektrostatischen Druckkopfes mit Lt) β ehe i genschaft en.

209828/0762

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst eine allgemeine Beschreibung des elektrostatischen Drucken« mit modulierten Öffnungen anhand der Figuren 1 -7 gegeben· Xn den Figuren 1 und 1 A ist ein mehrschichtiger, alt öffnungen versehener Schirm dargestellt, der bei der vorliegenden Erfindung verwendbar ist„ Der Schirm 10 umfaßt allgemein eine leitende Schicht 11 und eine isolierende Schicht 12, durch die Reihen von Löchern 13 hindurch ausgebildet sind. Wie ee ausführlicher in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Aufbau des- Schirmes derart, daß eine Ladung«~ schicht auf beiden Seiten der isolierenden Schicht 12 getragen werden kann. Somit kann der leitenden Schicht 11 ein Potential zugeführt werden, um Ladungen lh mit einem bestimmten Vorzeichen, beispielsweise einem positiven Vorzeichea , an die der leitenden Schicht 11 benachbarte Seite der isolierenden Schicht 12 zu liefern. Eine zweite Ladungsschicht 15 kann entlang der Außenseite der isolierenden Schicht 12 ausgebildet werden, und zwar mit zum Beispiel entgegengesetzter oder negativer Ladung, um die öffnungen 13 des S_chirms herum. Die Doppelschichtladung bildet Kraftlinien in den Öffnungen 13 de« Schirms aus, die so ausgerichtet werden können, daß sie die durch die Öffnungen gerichtete Strömung von geladenen Teilchen entweder sperren oder beschleunigen können oder daß sie die Dichte von durch die Öffnungen hindurchlaufenden Teilchen über einen kontinuierlichen dazwischenliegenden Bereich steuern· Das Muster der in den Öffnungen 13 und dem Schirm ausgebildeten elektrostatischen Kraftlinien wird außerdem als bipolares elektrostatisches latentes Bild bezeichnet.

Das Ladungsmuster 15 auf der Außenseite der isolierenden Schicht kann durch eine Vielzahl von Kontaktladetech-

209828/0762

niken oder durch optisch·· Adressieren suegebildet werden, wie ·· in den -vorstehend genannt·η Patenten beschrieben iat. Beispielsweise kann die isolierende Schicht 12 aus photoleitendem isolierendem Material auegebildet sein. Wie «s in Fig* h gezeigt i»t, wird der Doppelladungssohicht« schirm 10 zunächst von einer Koronaquelle 20 besprüht, wobei die photoleitende Isolierschicht auf die Koronaquelle gerichtet ist, und die leitende Schicht auf einem bestimmten festen Potential wie-z.-B. Erde gehalten wird, so daß •in bipolares elektrostatisches latentes Bild längs der isolierenden Schicht des Schirms ausgebildet wird. Der Schirm 10 wird dann mit Lieht von einer Quelle 21 mit einem Muster entsprechend einem zu reproduzierenden Bild belichtet, wodurch selektiv die Ladung auf der photoleitenden isolierenden Schicht-abgeleitet wirdo Dieser Schritt erfolgt selbstverständlich in einer dunklen Umgebung. Schließlich wird der Schirm 10 benachbart zum Druckaufnahmemedium 22 angeordnet, wobei eine Tonerquelle 23 an der entgegengesetzten Seite des Schirms angeordnet ist· Ein von einer Quelle 24 abgeleitetes Potential bildet ein Beschleunigungefeld zwischen der Tonerversorgung 23 und der Beschleunigungselektrode 22 derart aus, daß ein Strom von geladenen Tonerteilchen durch die öffnungen des Schirme 10 geleitet wird. Zur gleichen Zeit wird ein ausgewähltes Potential von der Quelle 25 an die leitende Schicht des Schirmes geführt, um das elektrostatische Feld zwischen dem Schirm und der Quelle und zwischen dem Schirm und der Beschleunigungselektrode aufrechtzuerhalten. Nachdem zu Anfang Sperrfelder längs dee Schirmes ausgebildet wurden, können Tonerteilchen durch die öffnungen hindurchgelangen, vonjdenen die Ladung auf der isolierenden Schicht durph die

209828/076?

Belichtung in den vorhergehenden Schritt abgeleitet wurde, wahrend die nichtbelichteten Öffnungen weiterhin den Durchgang von geladenen Tonerteilchen sperren, wodurch eine Ab* scheidung von Tonerteilchen auf dem Druckaufnahmemedium 22 entsprechend dem asu reproduzierenden Muster gebildet wird»

Eine Vielzahl von anderen Modulationsschirm-Anordnungen ist in den oben genannten Patenten beschrieben· Beispielsweise ist in Fig· 3 ein dreischichtiger, mit Öffnungen versehener Schirm gezeigt, der eine leitende Schicht 26 und eine photoleitende isolierende Schicht 27 umfaßt, die durch ein hochdielektrisches Isoliermaterial 28 getrennt sind. Bin bipolar- oder doppelechient-geladenea elektrostatisches latentes Bild wird längs der isolierenden Schichten dieses Schirmes entsprechend einer Vielzahl von Ladungstechniken ausgebildet, die in den oben genannten Patenten beschrieben sind.

Sine andere Art eines Modulationselementes für einen elektrostatischen Zeilendruck mit modulierten öffnungen ist in den Figuren 5 und 5 A gezeigt* Das modulierende Element 30 besteht aus einer langgestreckten Länge oder einem Balken aus Isoliermaterial 31t ·η dessen einer Seite eine kontinuierliche Schicht aus leitendem Material 32 und an dessen entgegengesetzter Seite eine in Segmente unterteilte leitende Schicht 33 ausgebildet ist, die aus einzelnen isolierend getrennten Segmenten 33a, 33b, 33c usw. besteht· Der so geformte langgestreckte Balken ist mit einer Reihe von hindurchgehenden öffnungen ausgebildet, wobei jede öffnung von einem leitenden Element 33A, 33B* 33G usw. umgeben ist» Es ist eine elektrische Leitung zur kontinuierlichen leitenden Schicht 32 vorgeeauuu, um «u.a gleichför-

209828/0762

2165H9

miges Potential länge einer Stirnfläche der isolierenden Schicht 31 und um eine Seite, jeder Öffnung zuzuführen· Eine Anzahl von elektrischen Leitungen ist für jede« der leitenden Segmente 33A₉ 33B, 33C usw. vorgesehen, so daß ein unterschiedliches Potential an jedes der Segmente angelegt werden kann, um unterschiedliche selektive Lädungsschichten um die andere Seite jeder der Öffnungen 35 entsprechend einem zu reproduzierenden Huster aufzubauen· Die Doppelschichtladung entlang jeder Seite der isolierenden Schicht 31 ermöglicht die Entwicklung von elektrisch- '

w statischen Kraftlinien oder Interferenzfeldern innerhalb ^ der öffnungen zur Steuerung der Strömung eines Ionenstroms mit linearem Querschnitt, der durch das modulierende Element geleitet wirdo Ein System für einen elektrostatischen Zeilendruck unter Verwendung des Zeilen- oder Balkenmodulators nach den Figuren 5 und 5 A ist in der schematischen Ansicht nach Fig. 6 gezeigt. Eine Tonerversorgung kO und eine Beschleunigungselektrode k1 sind mit Abstand voneinander angeordnet und mit einer Potentialquelle zur Ladung und Beschleunigung von Tonerteilchen von der Tonerquelle hO in der Richtung der Elektrode 41 verbunden. Der Auslaß von der Tonerquelle ist derart geformt, daß sich ein Strom

k von Tonerteilchen mit langgestrecktem oder linearem Querschnitt ergibt· Das modulierende Element 30 ist in dem Pfad der Tonerströmung angeordnet, wobei ein Vorspannungspotential über die elektrische Leitung ¹H an die leitende Schicht 32 angelegt ist, und wobei ausgewählte elektrische Potentiale den Segmentelementen der in Segmente unterteilten Schicht 33 über eine Bank von elektrischen Leitungen 42 zugeführt werden, die beispielsweise mit Hilfe geeigneter logischer Schaltungen adressiert werden kann, um ein sich änderndes Muster entlang der in Segmente unterteilten

209828/0762

Schicht entsprechend einem zu reproduzierenden Muster zu liefern· Die ^str8«ung der durch die öffnungen des modulierenden Elementes gerichteten Tonerteilchen wird entsprechend dem zu reproduzierenden· Muster jjja geeigneter Weise geformt oder moduliert und in Richtung auf die !ladeelektrode 41 beschleunigt. Sin Druckaufnahmemedium 33 wird
längs des modulierten Tonerstroms in einem Abstand zwischen dem modulierenden Element 30 und der Elektrode 41
transportiert, und die Transportgeschwindigkeit des Papiers oder eines anderen- den Druck aufnehmendem Mediums
33 ist mit der Frequenz; oder der Geschwindigkeit der Änderung der an die Segmentteile der in Segmente unterteilten Schicht 33 angelegten Potentiale synchronisiert· Als Alternative zum kontinuierlichen, vorstehend beschriebenen Zellendruck sind andere Betriebsweisen für ein elektrostatisches Zellendrucken mit modulierten Öffnungen in dem deutschen Patent ··* (deutsche Patentanmeldung P
20 49 043.1) beschrieben.

Representative Schirme und Systeme für elektrostatisches Drucken mit modulierten öffnungen wurden in der vorstehenden Erläuterung beschrieben. Andere Beispiele für
Druckschirme mit modulierten Öffnungen und zugehörige Systeme sind ausführlich in den vorstehend genannten Patenten beschrieben. Ein Beispiel des Druckbetriebs dieser Systeme 1st in Fig. 7 unter Bezugnahme auf einen Zellenmodulator der in den Figuren 5 und 5 A gezeigten Art gezeigt. Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, sind aufeinanderfolgend eine Koronaquelle 45* ein Teilchenmodulator 46, ein Druckaufnahmemedium 47 und eine Beschleunlgungaelektrode 48 vorgesehen. Die Beschleunigungselektrode 48 seibat kann die Halterung für das Druckaufnahmemedium 47 bilden· Die

209828/0762

■-**- 2165U9

Koronaquelle 45 erzeugt einen Strom von geladenen Teilchen 48, die in Richtung auf die Rückelektrode 48 mit Hilfe einer geeigneten Potentialdifferenz beschleunigt werden, die zwischen der Koronaquelle 45 und der Elektrode 48 angelegt ist· Toner-Markisrungateilchen 51 werden von einer Quelle 5'2 in die Nachbarschaft der Koronaemissionen geliefert und nehmen Ladungen an. Die geladenen Koronateilchen 53 werden danach in Richtung auf die Elektrode 48 durch die Öffnungen des Zeilenmodulators 46 beschleunigte Vie es weiter oben beschrieben wurde, besteht das modulierende Element 46 aus einer isolierenden Schicht 54 mit leitenden Schichten 55 und 56, die auf beiden Seiten der isolierenden Schicht 54 ausgebildet sind, wobei zumindest eine dieser leitenden Schichten in isolierend getrennte Segmente unterteilt ist, die die in einer Reihe entlang des Modulationselementes gebildeten Öffnungen umgeben. Eine oder mehrere Reihen von Öffnungen können verwendet werden, wie es in dom oben genannten Patent ... (dt, Patentanmeldung P 20 49 043.1) beschrieben ist. Potentiale, die an die leitenden Schichten über elektrische Leitungen 57 und 58 angelegt werden, von denen eine eine Reihe von elektrischen Leitungen zu den Segmenten der in Segmente unterteilten Schicht umfaßt, entwickeln selektiv Kraftlinien in den Öffnungen entsprechend einem zu reproduzierenden Muster, wodurch die Strömung von Tonerteilchen derart selektiv moduliert wird, daß die Teilchen auf dem Druckaufnahmemedium 47 entsprechend dem zu reproduzierenden Muster zur Ruhe kommen.

Alternativ kann, wie es in dem vorstehend genannten

209828/0762

2165H9

deuteohen Patent beschrieben ist, der Ionenstrom selbst durch das modulierende Element moduliert werden, so daß der modulierte Ionenstrom auf das Druckaufnahmemedium 47 entsprechend dem zu reprodussierenden Muster auf.trifft· Bei dieser Anordnung wird beispielsweise hoohdielektri- ' sohes Papier als das·Druckaufnahmemedium 47 verwendet, um das elektrostatischej durchdie Ionen ausgebildete latente Bild aufrechtzuerhalten. Das Papier wird danach entsprechend bekannter elektrostatischer Drucktechniken bestäubt und fixiert.

Erfindungsgemäß wird ein neuartiges System und ein Verfahren sum elektrostatischen Drucken mit modulierten öffnungen und unter Verwendung von Schirmen der vorstehend beschriebenen Art geschaffen· Das grundlegende System und das grundlegende Verfahren ist in den Figuren 8 und 8 A im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 7 gezeigt, wobei ent« sprechende Elemente entsprechend beziffert sind. Gemäß dem in Fig. 8 dargestellten Auafuhrungsbeispiel der Erfindung ist eine Koronaquelle 45, ein modulierendes Element 46, ein Druekaufnahmemedium 47 und eine Besohleunigungeelektrode 48 aufeinanderfolgend vorgesehen, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben wurde. Die Koronaquelle erzeugt einen Strom von Ionen 50, die in Richtung auf die Rttckelektrode 38 durch die öffnungen des modulierenden Elementes 46 beschleunigt werden· In den Beispielen nach Fig. 8 A ift eine lineare Koronaquelle in der Form eines Drahtes dargestellt, es kann jedoch auch eine Seihe von punktförmigen Quellen oder eine andere Koronaquellenanordnung verwendet werden· Im Gegensatz »u den bisher entwickelten und verstehend beschriebenen Drueksystemen und »verfahren mit modulierten öffnungen werden die Tonerteilehen

209828/0762

2165U9

durch «in· Quelle 6θ in den Zwischenraum β wischen dem aodulierenden Element 46 und dem entsprechend angeordneten Druckaufnahmemedium 47 eingeführt. Die Tonerteilchen sind neutral und bilden eine Wolke in dem Zwischenraum zwischen dem modulierenden element 46 und dem Druokauf. nahmemedium 47· Der durch-die öffnungen des modulierenden Elementes 46 verlaufende und entsprechend der Anordnung von in den öffnungen ausgebildeten Feldern modulierte Ionsnetrom trifft auf die ¥olke von ungeladenen Toner» teilchen auf und ladt diese Teilchen selektiv entspre. P chend einem zu reproduzierenden Muster, so daß die ge.

ladenen Teilchen durch die Elektrode 48 beschleunigt wer. den, um sie auf dem Druckaufnahmemedium 47 entsprechend dem zu reproduzierenden Muster niederzuschlagen. Diese neuartige Anordmmg und dieses neuartige Verfahren schließt die Vorteile sowohl d«r Toner-Modulatione- als aueh der Ionen.Modulations.Systeme ein, die in den vorstehend genannten Patenten beschrieben sind. Veil lediglich der Ionenstrom durch das modulierende %ement 46 moduliert wird» können niedrigere Potentiale an den elektrischen Leitungen 57 und 58 verwendet werden, und zwar gleich, zeitig mit höheren Schaltfrequenzen. Aufgrund der höheren _b Bewegungsgeschwindigkeit der Ionen kann das Drucken bei ™ höheren Geschwindigkeiten durchgeführt werden· Tonerverluste auf dem Schirm oder dem modulierten Element werden ebenso wie Reinigungsprobleme vermieden. Nachdem die leiten durch die öffnungen dee modulierenden Elementes laufen, fangen sie die Tonerteilchen auf und laden ale, worauf diese durch das·elektrostatische Beeohleunlgungsfeld in Richtung auf die Elektrode vorwia-tsbowegt werden, um sieh auf den DruekaufnalUMMdlu» 47 niederzuschlagen« Senat

209828/0762

2165H9

folgt der Druck mit den Tonerteilchen direkt, anstatt daß zuerst ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Druckaufnahmemedium geschaffen wird. Der Druck kann daher auf irgendeiner Oberfläche erfolgen, ohne daß behandeltes oder hochdielektrisches ^apier erforderlich ist. Weiterhin ergibt sich, weil die injizierten Tonerteilchen 51 entweder in fester oder Aerosol-Form neutral sind, nur eine geringe Tendenz für die Tonerteilchen, zu driften und sich auf dem Druckaufnahmemedium oder einer anderen Vorrichtung niederzuschlagen, bevor sie durch den lonenstrom geladen werden· Die Tonerteilchen werden im allgemeinen lediglich bei Auftreffen- oder einer engen Nachbarschaft zum Ionenstrom 50 zu geladenen Tonerteilchen 53·

Ein Merkmal und ein Vorteil diener Anordnung besteht darin, daß sowohl flüssige Aerosol- oder feste Teil
mit der gleichen Einrichtung verwendet werden könneSi
der Tonerstrom selbst mit dem modulierenden Element oder dem Schirm moduliert wird, bewirkt die Verwendung von festen Teilchen, daß ein Anteil von Teilchen sich auf dem
Schirm oder dem modulierenden Element Biederschlägt, wodurch Reinigungsschritte in dem Druckvergang wünschenswert sind· Daher wurden, wenn der Tortorstrom selbst moduliert wurde, flüssige Aerosole verwendet, um die Entfernung von Aerosolteilchen, die auf dem Druekschlrm oder dem modulierenden Element abgeschieden wurden, zu erleich tern· Flüssigkeitstropfen, die auf der Stirnfläche des
Balken- oder Schirmmodulators zusammenlaufen, werden an
der Unterkante mit Hilfe eines Dochtes abgesaugt. In der in den Figuren 8 und 8 A gezeigten Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird jedoch tain Toner auf dem Balkenoder Schirmmodulator niedergeschlagen, und wird aus den

209828/0762
BAD ORIGINAL

öffnungen herausgehalten. Daher kann ein trockener Toner mit der gleichen Einrichtung verwendet werden und mit Hilfe von Wärme geschmolzen werden, nachdem der Druck beendet wurde, und zwar mit einem hinter der Drucketation angeordneten Heizer.

Um weiterhin jedes Driften von Tonerteilchen in Richtung auf das Druckaufnahmemedium vor dem Laden weiter zu verhindern, und um jede Drift von Tunerteilchen in Richtung auf das modulierende "^lenient odor den Schirm zu verhindern, können schlitzende ^wLuftbegrenzungen" über die Oberfläche des modulierenden Elementes und das Papier injiziert werden, wie dies in Fig* 9 gezeigt lato Wie es in diesem Beispiel gezeigt ist, ist die Tonerqmrlle 62 so angeordnet, daß sie Toner in den Zwischenraum zwischen dem modulierenden Element 63 und dem Druckaufnahmemedium 6h liefert, und sie ist so geformt, daß sie Luftdurchlässe oder Kanäle 65 und 66 entlang der Oberfläche des modulierenden ^l entente β 63 bzw. des Druckaufnahmemetdiums 6k definiert. Unter etwas höherem Druck stehende Luft wird über die Kanäle 65 und"ti6 geliefert, um die neutralen Tonerteilchen innerhalb von Luftbegrenzungen wirke6jn festzuhalten, bis sie durch das Auftreffen des Iononetromo geladen werden und in Richtung auf die Elektrode 67 beschleunigt werden.

Eine weitere Möglichkeit zum Verhindern einer Drift von ungeladenen Tunerteilchen in die Öffnungen des modulierenden Elementes ist in Fig. 10 ds.rgeeteilt. Entsprechend dieser Anordnung wird eine leichte Druckdifferenz auf einer Seite des modulierenden Elementes ausgebildet, wobei der etwas höhere Druck auf der Koronaeeite angeordnet ist. Als Ergebnis wird eine eehr geringe Luftströmung

209828/0762

durch die Öffnungen des modulierenden Elementes 71 ausgebildet, wodurch verhindert wird, daß die Tonerwolke in die Öffnungen eintritt.

Mit Hilfe der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Maßnahmen, kann der Tonerwolke eine Rlcntungsgeschwindigkeit parallel zur Ebene der Druckoberfläche in einer seitlichen Richtung zwischen dem Druckaufnahmemedium und dem modulierenden Element ertei.lt werden. Die der Tonerwolke erteilte Geschwindigkeitskomponeinte kenn mit der Transportgeschwindigkeit des Druckauf,nahmsmediums korreliert werden, um irgendeine Störung in dem reproduzierten Muster zu verhindern.

Eine andere Anordnung zur Zuführung und Aufnahme von Tonerteilchen und zum Aufbringen einer gesteuerten lateralen Geschwindigkeitskomponente auf die Tonerwolke ist in Fig. 11 gezeigt. Bei dieser Anordnung verjüngt sich die Tonerquelle 75 zu einem schmalen Abgabeauslaß, während ein Toner-Aufnahmekanal 76 mit Abstand von der Tonerquelle auf der anderen Seite der Öffnungen des Schirms oder des Modulationselementes angeordnet 1st. Der Aufnahmekanal 76 ist mit einem Einlaß versehen, der einen größeren Durchmesser als der Auslaß der Tonerquelle 75 aufweist. Mit Hilfe von in den Kanälen 75 und 76 ausgebildeten Druokunterschieden kann der Toner mit einer gesteuerten lateralen Bewegungekomponente geliefert werden, die mit der Transportgeschwindigkeit des Druckaulnahmemediutne 77 synchronisiert ist.

Xn einem AusfUhrungebeispiel dee elektrostatischen Zeilendrucks gemäß der Erfindung wurden geladene Tonor-

209828/0762
BAD ORIGINAt

teilchen auf eine Geschwindigkeit von 15 cm/sek beschleunigt, und zwar durch ein Zeilenmodulationselement mit einer Dicke von 0,25 nsü Die eich ergebende Laufzeit von 1,6 ms ermöglicht theoretisch eine höchst© Adressier- oder Schaltfrequenz der an die leitenden Schichten angelegten Potentiale von ungefähr 300 Ha« Eine praktische Adressierfrequenz von ungefähr-100 Hz wurde erzialt₃ Die Schaltfrequenz zur Steuerung von Ionen ist um ©inen Faktor von mehr als 100 größer.

k Xn den Figuren 12 bis 15 sind AuafUhrungsbeiapiele

der vorliegenden Erfindung für einen elektrostatischen Druck mit modulierten Öffnungen gezeigt, und zwar unter Verwendung eines Schirms, der mit einer zweidimensionalen Anordnung von öffnungen ausgebildet ist, und der zwischen einer Ionenquelle und einer Beschleuni&ungaelektrode angeordnet ist. Wie es schematised in Fig. 12 gezeigt ist, ist der mehrschichtiger mit Öffnungen versehene Schirm zwischen eine Koronaquelle 81 und einer Beschleunigungselektrode 82 eingesetzt, über deren Oberfläche ein Druckaufnahmemedium 83 angeordnet istο Der Schirm 80 ist mit einer zweidimensionalen Anordnung von Öffnungen und zumindest einer leitenden Schicht und einer isolierenden

" Schicht ausgebildet, die Ladungspotentiale mit abweichender Größe auf abweichenden Schichten des Schirms tragen kann, um elektrostatische Kraftlinien in den Öffnungen des Schirms auszubilden, um den Durchgang von Ionen entsprechend einem zu reproduzierenden Muster zu steuern, wie es weiter oben beschrieben wurde. Ungeladene Tonerteilchen 84 in Form einer Aerosol- oder Fest-Toner-Volke werden in den Zwischenraum zwischen dem Schirm 80 und dem Druckaufnahmemedium 83 eingeführt. Ein von der Korona»

209828/0762

BAD ORIGINAL

2165H9

quelle 81 in Richtung auf die Beschleunigungeelektrode laufender Ionenstrom trifft auf die Volke Von neutralen Tonerteilchen, und die Teilchen werden geladen und in Richtung auf das Beechleunigungsfeld transportiert. Weil die Ienenströmung moduliert wird_t wenn sie durch die Vorrichtung dee Schirms 80 verläuft_D wie es weiter oben beschrieben wurde, wird die Tonerwolke selektiv geladen, und die geladenen Teilchen werden durch das elektrostatische Beschleunigungsfeld entsprechend dem zu reproduzierenden Muster auf die Druckoberfläche 83 angezogene Veil das Drukken über einen zweidimensionalen Bereich erfolgt, treten jedoch in dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungebeispiel Schwierigkeiten bei-der gleichförmigen Verteilung einer Volke von Tonerteilchen-48 über den Zwischenraum über der zu bedruckenden Oberfläche auf. Eine ungleichförmige Druckdichte kann sich ergeben«

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist die Erfindung in einer derartigen Form ausgeführt, daß der Druck in jedem F_all lediglich über einen linearen Querschnitt der Druckoberfläche erfolgt, selbst nenn ein zweidimensionaler Schirm verwendet wird· Dies wird entsprechend einem Beispiel so durchgeführt, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung erfolgt das Drucken oder das Aufbringen von Toner entlang eines schmalen Schlitzes, der durch Prallplatten 90 definiert ist, wahrend der Schirm 92 und das Druckaufnahmemedium 93 synchron entlang des Schlitzes bewegt werden. Das Papier oder eine andere Druck« oberfläche 93 wird mit Hilfe einer Tr amme !halterung 9*1, die außerdem als Beschleunfemgselektrode dient und geeignete Valzen 95 über den Schlitz bewegt. Ein Strom von mit Hilfe einer Koronaquelle 96 erzeugten Ionen wird in Richtung

209828/0762

-32- 2165H9

auf die Trommel beschleunigt und läuft durch die öffnungen des Schirme 92. UngeladenerToner wird an den Zwischenraum über dem durch die Prallplatten 90 definierten Schlitz in den Weg des modulierten -Ionenstroms geliefert, und zwar über einen Kanal, der durch die Prallplattenwände 90 und die Wände 91 definiert ist, so daß der Ionenstrom mit Iinienförmigem Querschnitt, der durch die Öffnungen des Schirme 92 läuft, auf die neutrale Wolke auftrifft und selektiv Teilchen in der Wolke lädt, die in Richtung auf die Trommel 9k beschleunigt werden, um sich auf dem Druckaufnahmemedium 93 entsprechend dem zu reproduzierenden Muster niederzuschlagen. - Der Ionenstrom mit linearem oder linienförmigem Querschnitt, der von der Reihen-Koronaquelle 96 kommt, wird veränderlich moduliert, wenn der Schirm 92 längs des Ionen*tromweges transportiert wird* Die Tonerwolke wird daher veränderlich geladen und kommt auf der Druckoberfläche 93 in einem kontinuierlich sich ändernden Muster zur Ruhe, wenn das Papier oder eine an» dere Druckoberfläche über den Weg der geladenen Teilchen transportiert wird« Somit kann ein kontinuierlicher Zeilendruck erzielt werden.

In einem bevorzugten Ausführungebeispiel wird die Wolke von Tonerteilchen 98 mit einer lateralen Bewegungskomponente in der Transportrichtung des Schirme und der Druckoberfläche durch die durch die Wände 90 und 91 definierten Kanäle geliefert. Durch diese Maßnahme wird eine Störung an der Druckoberfläche aufgrund von Geschwindigkeit sunterschieden zwischen den Druckteilchen und der Druckoberfläche vermieden· Somit ist die dor Wolke in Transportrich tun^ erteilte Geschwindigkeitskoniponente mit der Transportgeschwindigkeit das Schirms und dos Papiere oder einer

209828/0762

-33- -2165H9-

anderen Druckoberfläche synchronisiert.

Das Papier oder ein anderes Druckaufnahmenedium kann entweder bogenförmig oder bandförmig zugeführt werden· Zur gleichzeitigen Kopie auf einem bandförmig zugeführten Papier iet ein System wie das in Fig. Ik gezeigte vorgesehen· Xn dieser Anordnung erzeugen mehrfache Druckstationen 100, 101 und 102 der in Fig, 13 gezeigten Art im wesentlichen gleichzeitig Identische Kopien des gleichen Ladungsbildes, das längs des zweidimensionalen mehrschichtigen, mit öffnungen versehenen Schirms 103 gebildet ist, jedoch mit der Ausnahme, daß ein kontinuierliches Zeilendrucken gleichzeitig entlang unterschiedlicher linearer Querschnittsteile des Schirms 103 erfolgt. Die Größe des von den Quellen IQk, 105 und 106 verwendeten lonenatromes ist auf einen derartigen Pegel eingestellt, daß das Sohirm-Ladungsmuster nicht entladen wirdj so daß drei oder mehr Bilder von dem gleichen elektrostatischen bipolaren latenten Doppelladungssehicht-Blld gedruckt werden können, das auf dem zweidimensionalen Schirm 103 gebildet ist. Das Ausführungsbeispiel nach Pig· ^k ist insbesondere für Computer-Ausgangsanwendungen geeignet, bei denen bandförmig zügeführtee Papier in vielen Fällen verwendet wird.

Ein weiteres AusfUhrungsbeispiel für das System mit einem zweidimenslonalen Schirm mit modulierten öffnungen ist in Fig. 15 gezeigt, in der der Schirm 110 in Form einer Trommel 111 ausgebildet ist» In dieser Anordnung ist die Rüekelektrode 112, die außerdem als Trägerelement für das Papier oder ein anderes Druckaufnahciemedium 13 dient,

2 0 9 8 2 8/0762

2165H9

entweder flach, wie es in Fig· 15 dargestellt iet, oder gekrümmt, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. Vie in jedem der vorstehend beschriebenen Aueführungsbeispiele kann die im wesentlichen neutrale Tonerwolke entweder aus festen oder flüssigen Tonerteilchen bestehen, die in den durch die Prallplatten 114 und die Wände 115 definierten Kanal eingeführt werden· lter Toner wird wi e de rum längs des durch die beiden Abschnitte des Kanals definierten Schlitzes transportiert, um dem Iononetrom mit linienförmige!» Querschnitt ausgesetzt zu werdenj der von der innerhalb der Trommel 111 angeordneten Koronaquelle M6 herrührt. Der Ionenstrom wird moduliert, wenn er durch die öffnungen des Schirms 110 läuft, der die Oberfläche der Trommel bildet· Die Tonerwolke wird selektiv geladen und in Riehtung auf die Elektrode 112 beschleunigt, so daß sich die Tonerteilchen auf dem Druckaufnahmemedium 113 in dem zu reproduzierenden Muster niederschlagen, wenn das Papier oder ein anderes Medium 113 längs de» Weges von geladenen Teilehen transportiert wird. Hierdurch wird ein kontinuierlicher Zeilendruck erzielt, da der Ionenstrom durch die sich drehende Trommel veränderlich moduliert wird. Auch in diesem Fall wird der Tonerwolke vorzugsweise eine Geschwindigkeitskomponente in der Transportrichtung erteilt, die mit der Transportgeschwindigkeit der Trommeloberfläehe und der Druckoberfläche synchronisiert ist, so daß von Geechwindigkeiteünterechiedeu hervorgerufene Druckstörungen vermieden werden.

Probleme eines "verschmierten·¹ Druckes werden außerdem durch das Drucken mit einem schmalen Spalt oder Schlitz vermieden. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Breite des Toner-öffnungaschiitzes,der durch die beiden Seiten des

209828/076?

2165U9

Toner-Zufuhrkanalβ gebildet ist, der seinerseits durch die Prallplatten 114 und Wände 115 gebildet ist, elektrostatisch eine effektive Breite, die so breit ist» wie eine Reihe von Schirmöffnungen, die in dem zweidimensionalen Schirm ausgebildet sind. Weil der schmele Schlitz in seiner Breite auf die eine Öffnung reduziert ist, ist die Reiativgesehwindigkeit des-Papiers und des Schirms und des Toners während des Drückens nicht kritisch, um hohe Auflösungen zu erzielen» Dies-ermöglicht eine mechanisch einfache Konstruktion der Maschine_o Die besten Betriebs eigenschaften werden jedoch erzielt, wenn die Schiringe schwindigkeit, die Geschwindigkeit der Tonerwolke und die Geschwindigkeit des Papiers oder eines anderen Druckaufnahmemediums alle ungefähr gleich aindo Die Menge des Toners in Form von flüssigen Aerosolen oder festen Teilchen In dem Zwischenraum- »riechen dem Schirm und dem Druckaufnahmemedium bestimmt dann die Druckdichte für ein gegebenes Tonermaterial, und es wird dann die gleichförmigste Tonerverteilung erzielt.

In dem Ausführungebeispiel nach Fig« 15 wird das elektrostatische latente bipolare Doppele«shichtladungsbild länge des Schirmes in der vorstehend beschriebenen Weise durch optisches Adressieren ausgebildet_o In diesem Beispiel wird der Schirm zu Anfang gleichmäßig über die Oberfläche einer photoleitenden isolierenden Schicht mit Hilfe einer Koronaquelle 120 geladen. Die Ladung auf der photoleitenden Isolierschicht wird danach selektiv durch die leitende Schicht abgeleitet, die beispielsweise geerdet sein kann. Dies wird dadurch erreicht, daß ein eu reproduzierendes Lichtmuster mit Hilfe eines Linsensystems 121

2098?a/n762

auf die Oberfläche der photoleitenden Isolierschicht ab· gebildet wird, während die leitende Schicht beispielsweise geerdet ist. Danach wird ein gleichförmiges Potential an die leitende Schicht angelegt j so daß selektive Interferenzfeider in den öffnungen des Schirms zur Modulation des Ionen, ströme ausgebildet werden.

Ein Merkmal und ein Vorteil des erfindungsgemäßen kontaktfreien elektrostatischen Drucksysteme mit modulierten öffnungen besteht darin, daß ein kontaktfreies Drucken mit trookenen Tonerteilchen wesentlich vereinfacht wird, wie es weiter oben beschrieben wurde. Somit ermöglicht die Erfindung einen elektrostatischen Druckkopf mit Löschfähigkeiten zur Anwendung in beispielsweise Schreibmaschinen oder Kontrollpulten* Entsprechend diesem Grundgedanken bezieht sich die Erfindung allgemein auf ein elektrostatisches Druckverfahren zur Formung eines Musters von trockenen Tonerteilchen auf einem Druckaufnahmemedium entsprechend einem zu reproduzierenden Muster und das selektive Fortblasen der trockenen Tonerteilchen von dem Druckaufnahmemedium vor dem Fixieren.

Ein repräsentativer Druckkopf zur Durchführung dieser Funktion ist in Fig. 16 gezeigt. Der Druckkopf schließt ein modulierendes Element 13O fUr ein elektrostatisches Zeilendrucken mit modulierten Öffnungen von der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Art ein. Das modulierende Element 130 schließt eine in der Mitte angeordnete isolierende Schicht ein, wobei leitende Schichten auf beiden Seiten aufgebracht sind und wobei zumindest oine dieser leitenden Schichten aus isolierend getrennten Segmenten besteht, die

209828/076?

-37- 2165U9

die Öffnungen einer Reihe von längs des Modulationselementee zum Zeilendruck gebildeten öffnungen umgibt· Die leitenden Segmente werden elektrisch adressiert, um einen Ionenstrom entsprechend der durch den Druckkopf zu reproduzierenden Buchstaben-oder anderen Symbolen zu modulieren. Der Ionenetrom kommt von-einer Koronaquelle 131 in Richtung einer Beschleunigungs-Rüokelektrode 132· Ein Druckaufnahmemedium 133 i*t in dem Weg der von der Koronaquelle 131 kommenden und durch die öffnungen das Schirme 13O laufenden Ionen angeordnet. Bs ist ein erster, durch die Wände 135 und 136 definierter Kanal T34 zur Lieferung oder Einführung einer Wolke von im wesentlichen ungeladenen trokkenen Toner-Markierungsteilchen in dem Zwischenraum zwischen dem modulierenden Element 13O und einem Druckaufnahmemedium 133 in der Nähe des modulierenden Elementes 130 vorgesehen· Der modulierte Ionenstrom, der durch die öffnungen des modulierenden Elements läuft, trifft selektiv auf Tonerteilchen in- der Wolke auf, die geladen und beschleunigt sowie auf dem Druckaufnahmemedium 132 entspreohend einem zu reproduzierenden Muster niedergeschlagen werden« Ein zweiter durch Wände 135 und 138 definierter Kanal 137 ist zwischen dem modulierenden Element und dem Druckaufnahmemedium benachbart zur Oberfläche des Druckaufnahmemediums 133 angeordnet, um Luftimpulse gegen das Druokaufnahmemedium an der Stelle der trockenen Tonerteilchen zu liefern, die auf dem Medium in dem durch das modulierende Element I30 bestimmten Muster niedergeschlagen sind. Luftimpulse werden in dem Kanal 137 erzeugt, um ein Muster von Tonerteilehen zu löschen, das irrtümlicherweise auf dem Papier vor dem Fixieren niedergeschlagen wurde·

Aus einem anderen Gesichtspunkt besteht der neuartige elektrostatische Sohreibmasohinendruckkopf aus einem ersten

209828/0762

-38. 2165H9

Gehäuse 138 mit einer Öffnung, die in der Nähe eine· Druckaufnahmemedium· 133 angeordnet wird* Ein zweites Gehäuse 135 ist in dem ersten Gehäuse I38 derart gehaltert, daß die ersten und zweiten Gehäuse 138 und 135 einen Kanal zur Zuführung von Luftimpulsen an die Oberfläche des Druckaufnahmemediurae durch die Öffnung definieren. Das zweit· Gehäuse ist ebenfalls mit einer mit der Öffnung in dem ersten Gehäuse ausgerichteten Öffnung ausgebildet₀ Ein drittes Gehäuse I36* ist in dem zweiten Gehäuse 135 angeordnet, wobei die zweiten und dritten Gehäuse 135 und 136 einen Kanal 134 zur Einführung einer Volke von im wesentlichen ungeladenen trockenen Toner-Markierung«teilchen in dem Raum benachbart zur öffnung in dem zweiten Gehäuse definieren» Ein nit öffnungen versehenes moduliertes Gittereleraent 130 zur Steuerung der Ionenströmung durch die öffnungen des Modulationsgitterelementes ist derart mit dem Gehäuse 136 aufgebaut, daß die öffnungen im wesentlichen mit den öffnungen in den ersten und zweiten Gehäuse ausgerichtet sind«. Schließlich ist eine Korona-Entladungaquelle 13O in dem dritten Gehäuse 1j6 angeordnet, um einen Xonenstrom in Ausrichtung mit den öffnungen des modulierenden Elementes 130 und der Öffnungen in den ersten und zweiten Gehäusen 138 und 135 zu liefera0

Bei einer Schreibmaschinen- oder Kontrol!pult-Anwendung kann der Druckkopf einzelne Symbole jeweils in einer kontinuierlichen Zeilendruek^Betriebeweise drucken, worauf dann ein Löschen jedes Symbols möglich ist, das irrtümlicherweise in Form von trockenen Tonerteilchen auf dem DruokaufnahmemedluB niedergeschlagen wurde, und zwar durch Fortblasen und Verteilen der abgeschiedenen Tonerteilchen über die Tonerleitung 134. Das gewünschte Symbol kann dann

209828/0762

2165U9

an der gleichen Stelle auf der Druckoberfläche neu alt Toner bestäubt oder an einer anderen Stelle angeordnet werden«

Die Erfindung -läßt eine Vielzahl von Verfahren für diese Art von aufeinanderfolgenden Zeichendruck erkennen, der zur Verwendung in einem kontinuierlich schreibenden Drucker* wie z. B. einer Schreibmaschine oder einem Eon» trolltisch geeignet ist« Diese Art der Betriebsweise ist insbesondere dann wichtig, wenn der Drucker von ^Hand oder mit Hilfe einer Tastatur adressiert wird und wo es wichtig ist, daß die Bedienungsperson den Druck beobachten kann, wenn dieser eingeführt wird. Um diese Funktion zu erfüllen» tastet» wenn ein Zeichen zu jeder Zeit gedruckt wird, der Druckkopf, wie es unter Bezugnahme auf Fig* 16* beschrieben ist, den Abstand einer Zeichenhöhe ab und bildet während dieser Abtastung das adressierte Zeichen in der in richtiger Weise indizierten Stellung. Nachdem das Zeichen gedruckt wurde, wird die Stellung des Schreibkopfes in die ursprüngliche Stellung zurückgeführt und um eine seitliche Stellung zum Drucken des nächsten Zeichens verschoben» Andererseits kann der Schreibkopf in seine ursprüngliche Stellung zurückgeführt werden, um ein Luschen durchzuführen , wie es weiter oben beschrieben wurde. Die Abtastwirkung dieser aufeinanderfolgenden Zeichen-Betriebsweeise kann auf eine von verschiedenen Arten erzielt werden· Entsprechend einem Verfahren wird eine kleine Auslenkung des Papierschlittens und eine Rückführung verwendet* Entsprechend einem zweiten Verfahren wird eine kleine Ablenkung des Druckkopfes und eine Rückführung verwendet« Naoh einem dritten Verfahren ergibt eine elektro-

209828/076?

2165U9

statische Ablenkung der Schreib-Tonerteilchen, die durch den Elektronene.trom geladen sind* diese Abtaetwirkung.

Die Indizierung und die Zeichenbildung sowie die Steuervorgänge werden elektronisch unter Verwendung von Schieberegistern durchgeführt.

Patentansprüche t

209828/0 7 6?

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Γ1 .J Elektrostatische Druckvorrichtung', gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Erzeugung und Beschleunigung eines im wesentlichen gleichförmigen Ionenströme, in den Ionenstrom eingefügte Vorrichtungen sur Modulation der Querschnitte-Strömühgsdiohte der Ionen in dem Strom entsprechend einem zu reproduzierenden Muster, Vorrichtungen zur Halterung eines Druckaufnahmemediums in dem Weg des modulierten Ionenströms,und Vorrichtungen zur " Einführung einer Volke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungsteilchen in der Nähe des Druckaufnahmemediums* wodurch der modulierte Ionenstrom selektiv auf Tonerteilchen in der Volke auftrifft und diese lädt, die daraufhin beschleunigt werden und auf dem Druckaufnahmemedium entsprechend einem zu reproduzierenden Muster abgeschieden werden.

   2. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung einen Zeilendruckmodulator umfaßt, der eine Schicht aus Isoliermaterial und auf beiden Seiten der Isolierschicht | aufgebrachte Schichten aus leitendem Material aufweist, wobei dieser mehrschichtige Modulator zumindest eine Reihe von hindurchgehenden öffnungen und zumindest eine in isolierend getrennte Segmente unterteilte leitende Schicht zur Ausbildung einer Anzahl von getrennt steuerbaren elektrischen Feldern in den öffnungen zur Modulation eines Stroms von geladenen, durch die Öffnungen laufenden Teilchen, und Einrichtungen zur Zuführung elektrischer Potentiale an jedes der Segmente der in Segmente unterteilten

   209829/0762

   Schicht aus leitendem Material umfaßt,

   3· Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung einen Mehrschichtigen, mit Öffnungen versehenen Schirm umfaßt, der mit einer zweidimensionalen Anordnungen von Löchern ausgebildet ist und zumindest eine leitende Schicht und eine isolierende Schicht aufweist, wobei Einrichtungen stur Zuführung eines Potentials an die leitende Schicht und Einrichtungen zur Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der isolierenden Schicht zur Ausbildung elektrostatischer-Kraftlinien in den Öffnungen längs des Schirme zur Steuerung des Durchgangs von Ionen entsprechend dem elektrostatischen latenten Bildes vorgesehen sind*

   k» Elektrostatisches Drucksystem nach einem der vor«· hergehenden Ansprüche j gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Erzeugung eines'Ionenstroms mit einer Ionenquelle und einer mit Abstand von der Quelle angeordneten Beschleunigungselektrode, in den Ionenstrom eingefügte Vorrichtungen zur Modulation des Ionenstroms mit einem mehrschichtigen, mit öffnungen versehenen Element, das zwischen der Ionenquelle und der Beschleunigungselektrode mit Abstand angeordnet ist und zumindest eine leitende Schicht und eine isolierende Schicht aufweist, und das Ladungspotentiale mit unterschiedlicher Größe zur Ausbildung elektrostatischer Kraftlinien in den öffnungen des Elementes zur Steuerung des Durchganges von- Ionen entsprechend einem zu reproduzierenden Muster tragen kann, Vorrichtungen zur Halterung und Anordnung eines Druckaufnahmemediums, da· mit

   209828/0762

   2165U9

   Abstand von dem modulierenden Element zwischen dem modulierenden Element und der Beechieunlgungselektrode angeordnet iet_# und Vorrichtungen zur Einführung einer Volke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markiθrungsteilchen in dem Zwischenraum zwischen dem modulierenden Element und dem Druckaufnahmemedium, wobei der modulierte lonenstrom selektiv auf die Tonerteilchen in der Wolke auftrifft und diese lädt, worauf diese beschleunigt und auf dem Druck« aufnahmemedium entsprechend einem zu reproduzierenden Muster abgeschieden werden·

   5* Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatlonsvorrlchtung einen mehrschichtigen, mit Öffnungen versehenen Schirm umfaßt, der mit einer zweidimensionalen Anordnung von Öffnungen versehen ist und zumindest eine leitende Schicht und eine isolierende Schicht aufweist, und daß die Modulationsvorrichtung Einrichtungen zur Zuführung eines Potentials an die leitende Schicht und Einrichtungen zur Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der isolierenden Schicht zur Ausbildung elektrostatischer Kraftlinien in den öffnungen längs des Schirmes zur Steuerung des Durchgangs von Ionen entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild umfaßt·

   6. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung einen Zeilendruckmodulator mit einer Schicht aus isolierendem Material und auf beiden Seiten der isolierenden Schicht aufgebrachten Schichten aus leitendem Material umfaßt, wobei der mehrschichtige Modulator zumindest eine Reihe von

   209828/0762

   durchgehenden Öffnungen aufweist und wobei zumindest eine dieser leitenden Schichten in isolierend getrennte Segmente unterteilt ist, um eine Vielzahl von getrennt steuerbaren elektrischen Feldern in den öffnungen zur Modulation eine· Stromes von geladenen, durch die öffnungen laufenden Teil* chen auszubilden, und daß Vorrichtungen zur Zuführung elektrischer Potentiale an-jedes der Segmente der in Segmente unterteilten Schicht aus leitendem Material vorgesehen sind·

   7. Elektrostatisches Oruoksystem nach Anspruch k, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Ausbildung eines Luftdruckunterschiedes von einer Seite des modulierenden Elementes zur anderen Seite, wobei sich der niedrigere Druck auf der dem Druckaufnahmemedium benachbarten Seite ergibt, so daß eine geringe Luftströmung durch die öffnungen des modulierenden Elementes ausgebildet ist, um ein Eindringen von Tonerteilchen in die öffnungen des modulierenden Elementes zu verhindern·

   8« Elektrostatisches Drucksystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Einführung· von Luftströmen entlang der Oberflächen des modulierenden "lementes und des Druokaufnahmemediums zur Schaffung von Luftbegrenzungen um die eingeführte Tonerwolke.

   9· Elektrostatisches Drucksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrschichtige, mit öffnungen versehene Schirm - in der Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, und daß die Vorrichtungen zur Erzeugung

   209828/0762

   2165U9

   ein·* Ionanetroms »ine Ionenquelle innerhalb dee Zylinder« und eine Beschleunigungeelektrode außerhalb dee Zylinders umfassen.

   10. Elektrostatisches Drucksystem nach Anspruch k, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Aufbringen einer lateralen Bewegungskomponen-te auf die Tonervolke parallel zur Ebene des Druckaufnahmemediums·

   11* Elektrostatisches Druckverfahren, gekennzeichnet durch die Erzeugung eines Ionenstroms in Richtung auf ein Druckaufnahmemedium, die Modulation der Querschnitts-Strömungsdichte der Ionen in dem Strom entsprechend einem zu reproduzierenden Muster und die Einführung einer Wolke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungsteilchen, benachbart zum Druckaufnahmemedium, wobei der modulierte Ionenstrom selektiv auf die Tonerteilchen in der Volke auftrifft und diese lädt, vorauf diese auf dem Druokaufnahmemedium entsprechend eines zu reproduzierenden Mustere abgeschieden werden«

   12. Elektrostatisches Druckverfahren nach Anspruch ti» * gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte der Veiter· bewegung des Druokaufnahmemediums und des Aufbringen« einer Geschvindigkeitskomponente auf die Tonervolke parallel sur Oberfläche des Druckaufnahmemediums und in Richtung der Bewegung dieses Druckaufnahmemediums.

   13· Elektrostatisches Druckverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Erzeu-

   209828/076?

   gung und Beschleunigung ein·« Ionenatroms von einer Ionenquelle in Richtung auf eine Beschleunigungselektrode,die mit Abatand von der Ionenquelle angeordnet ist, Modulieren des Ionenstroms durch Einfügen einea mehrschichtigen, mit Öffnungen versehenen Gittere in den Ionenstrom mit zu· mindest einer leitenden Schicht und einer isolierenden Schicht, die Ladungspotentiale mit unterschiedlicher Größe auf Jeder Seite des Gittere tragen kann, um elektrostatische Kraftlinien in den Öffnungen längs des Gitters zur Steuerung des Durchgangs von Ionen entsprechend einem zu reproduzierenden Mustere auszubilden, Haltern und Anordnen einea Druckaufnahmemediuma in dem Zwischenraum zwiaohen dem Gitter und der Beschleunigungselektrode, und Einführen ein er. Wolke von im wesentlichen ungeladenen Toner-Markierungsteilchen-in- den Zwischenraum zwischen dem Gitter und dem Druckaufnahmemedium, wobei der modulierte Ionenstrom selektiv auf die Tonerteilchen in der Wolke auftrifft und diese lädt, die daraufhin beschleunigt und auf den Druckaufnahmemedium entsprechend dem zu reproduzierenden Muster niedergeschlagen werden«

   209828/0762

   Leerseite