DE2419595C2

DE2419595C2 - Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE2419595C2
Application number: DE2419595A
Authority: DE
Inventors: Arthur Rudolph Saint Paul Minn. Kotz
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1973-04-20
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1985-04-25
Also published as: BR7403184D0; SE404254B; CA1033229A; DE2419595A1; JPS5530228B2; IT1004260B; FR2226695B1; PH11899A; FR2226695A1; US3816840A; AU6809374A; JPS5031827A; GB1443122A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrographisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine erste und eine /weite Elektrode mit Abstand einander gegenüberstehend angeordnet werden, so daß zwischen den Elektroden eine Aufzeichnungszone gebildet wird, wobei jede der Elektroden mindestens einen elektronisch leitenden Teil aufweist, wobei ein passives dielektrisches Aufzeichnung.sglied in der Aufzeichnungszonc so angeordnet wird, daß eine erste Fläche des Aufzeichnungsglicdes mit der zweiten Elektrode einen elektronischen Kontakt aufweist, wobei zwischen der ersten Elektrode und einer

zweiten Fläche des dielektrischen Aufzeichnungsgüedes ein Tonermaterial eingetragen wird, wobei an die erste und die zweite Elektrode eine elektrische Spannung angelegt wird, und wobei das dielektrische Aufzeichnungsglied aus der Aufzeichnungszone nach dem Anlegen der elektrischen Spannung entfernt wird.

Bei einem bekannten derartigen elektrographischen Aufzeichnungsverfahren (US-PS 31 82 591) wird ein eine positive oder eine negative Ladung aufweisendes Entwicklermaterial elektrostatisch auf einem isolierenden Entwicklerblatt aufgebracht, das zwischen der ersten Elektrode und einer Fläche eines Kopierbogens hindurchläuft. Bei diesem bekannten Verfahren sind verhältnismäßig hohe Spannungen — 600 bis 2000 Volt — erforderlich, da die Luft ionisiert werden muß, um das Entwicklungsmaterial zu dem Kopierbogen zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eia elekirographisches Aufzeichnungsverfahren gemäß der eingangs erwähnten Art anzugeben, das eine verhältnismäßig hohe Aufzeichp.up.gsgeschwindigkeit zuläßt, obwohl die den Toner bewegenden Spannungen seb;·· gering gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Toner elektrisch leitend ist und zur ersten Elektrode von einer ersten Kraft angezogen wird, daß der Toner sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Fläche des dielektrischen Aufzeichnungsgüedes ausbreitet, mit dieser in Kontakt kommt und mindestens einen elektrischen Tonerstromkreis zwischen der ersten und der zweiten Elektrode schließt, daß wahlweise die elektrische Spannung an die erste und zweite Elektrode beim Schließen eines elektrischen Stromkreises angelegt wird, um einen elektrischen Stromfluß im Stromkreis zu bewirken und die Entwicklung eines elektrostatischen Kraftmusters einer Information in bezug auf einen Teil des Toners einzuleiten, der mit dem Aufzeichnungsglicd in Berührung steht, daß das Kraftmuster stärker als die erste Kraft ist und dieser entgegenwirkt, und daß das dielektrische Aufzeichnungsglied in bezug auf die Aufzeichnungszone beim Vorliegen des Kraftmusters bewegt wird, so daß der Teil des Toners auf dem dielektrischen Aufzeichnungsglied wahlweise abgesetzt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße elektrographische Aufzeichnungsverfahren erweist sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß mit sehr hoher Geschwindigkeit — bis zu 135 cm pro Sekunde — bei verhältnismäßig sehr geringen Spannungen — bis zu 0,5 V — und schwachen Strömen bei guter Aufzeichnungsqualität gearbeitet werden kann. Die niedrigen Spannungen ermöglichen die Verwendung von Niederspannungstransistoren und integrierten Schaltungen in der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Aufgrund des schwachen Stroms ist weiterhin der Leistungsverbrauch z. B. bei der Anfertigung von Kopien sehr gering, obwohl sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeiten er-/ielbarsind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:

Fig. I eine schematische Darstellung von Elementen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgeinäßcn Verfahrens,

Fig. 2 ein Schaltplan für die elektrischen Elemente der Vorrichtung,

Fig.3 eine graphsiche Darstellung des elektrischen Potentials des Tonermaterials in bezug auf die Zeit,

Fig.4 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der elektrischen Kraft vom elektrischen Tonermaterialpotential,

F ig. 5 eine graphische Darstellung der auf das Tonermaterial einwirkenden elektrischen Kraft als Funktion der Kondensatordicke für vier verschiedene Kapazitäten,

F i g. 6 eine graphische Darstellung der auf das Tonermaterial einwirkenden elektrischen Kraft als Funktion der Zeit für zwei Fälle,

F i g. 7 ein Querschnitt durch eine Ausführumjsform der Vorrichtung,

Fig.8 ein Querschnitt durch eine andere Ausffihrungsform der Vorrichtung,

F i g. 9 ein Querschnitt durch ein Aufzeichnungsgerät mit der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform,

F i g. 10 ein Querschnitt durch die Aufzeichnungszone des in F i g- 9 dargestellten Aufzeichnungsgeräts,

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Kapazität des Tonermaterials als Funktion des (Aries.

F i g. 12 eine, graphische Darstellung dev sich auf dem Tonermaterial ansammelnden Aufladung als Funktion des Ortes für vier verschiedene Zeiten,

Fig. 13 eine graphische Darstellung der resultierenden Kraii, die auf das Tonermaterial einwirkt, als Funktion des Ortes für die vier verschiedenen Zeiten,

Fig. 14 eine graphische Darstellung des Ladungsaufbaus als Funktion der Zeit auf verschiedenen Tonerpartikeln, und

Fig. 15 ein Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine erste und eine zweite Elektrode 1 und 3, die mit Abstand einander gegenüberstehen und elektrisch leitende Teile 5 und 7 aufweisen, mit denen Teile 9 und 11 in elektronischem Kontakt stehen. Unter einem derartigen Kontakt wird der Kontakt zwischen zwei Materialien verstanden, bei denen der Ladungstransport an der Zwischenfläche zwischen den beiden Materialien allein von deren elektronischen Eigenschaften bestimmt wird. Das heißt, eine Beeinflussung letzterer durch umgebende Materialien findet nicht statt. Die Teile 5,9 und 7,11 können die gleiche oder eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, während die Teile 9 und 11 entweder aus elektrisch isolierenden oder aus leitenden Materialien oder Gemischen aus beiden Materialien bestehen können. Von der ersten Elektrode 1 aus erstreckt sich ein elektrisch leitendes Tonermateria! 13 in Form einer Vielzahl von elektronisch miteinander in Berührung stehender Teilchen, die zwischen dem Teil 9 der ersten Eiaktrode 1 und der benachbarten Fläche 23 eines dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 1" einen elektronisch leitenden Pfad bilden. Das Aufzeichnungsglied 17 ist zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 1 bzw. 3 iaeiner Aufzeichnungszene 19 angeordnet. Das Tonermaterial 13 wird zur ersten Elektrode 1 von einer ersten Kraft angezogen und dort festgehalten, die in Richtung des Pfeils 21 wirkt und das Tonermaterial 13 an der t.sten Elektrode 1 zurückhält, bis die erste Kraft von einer zweiten Kraft überwunden wird, die in einer Richtung wirkt, in der der Zusammenhang mit der Fläche 23 des Aufzeichnungsglied':s ü mindestens für ein Tonerteilchen 15 unterbrochen wird.
Der Teil 11 der zweiten Elektrode 3 steht mit der

M Seite 24 des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17 in einem elektronischen und im wesentlichen physikalischen Kontakt. Die Anordnung der vorgenannten Elemente bildet einen elektrischen Stromkreis, der aus der

ersten Elektrode 1, dem Tonermaterial 13, dem dielektrischen Aufzeichnungsglied 17 und aus der zweiten Elektrode 3 besteht. Die elektronisch leitenden Teile 5 und 7 der ersten und zweiten Elekrode 1 bzw. 3 stehen über einen Schalter 27 mit einer elektrischen Spannungsquelle 25 in Verbindung.

Nachdem die Elemente der Einrichtung in der in F i g. 1 dargestellten Weise angeordnet sind, wird der Schalter 27 geschlossen, wobei an die Schaltung eine 'elektrische Spannung angelegt «;ird. Hiernach erhält mindestens das Tonerpartikel Vi des Tonermaterials 13 eine elektrische Aufladung und daher ein elektrisches Potential V₁ in bezug auf den Teil 7 der zweiten Elektrode 3 als Folge des in der Schaltung fließenden elektrischen Stromes. Die Höhe des Potentials V, hängt von der angelegten Spannung V, von der seit dem Anlegen der Spannung verstrichenen Zeit und von den elektrischen Kennwerten der Schaltungselemente ab. Die angelegte Spannung bewirkt ferner, daß auf das Tonerpartikel 15 eine in Richtung des Pfeiles 29 wirkende elektrische zweite Kraft ausgeübt wird, die von dem vom Tonerpartikel 15 aufgenommenen Potential V₁ und von der elektrischen Kapazität dieses Tonerpartikels 15 in bezug auf die zweite Elektrode 3 bestimmt wird.

Die zweite Kraft wird von der Einrichtung so ausgelegt, daß die Abmessung des Tonermaterials 13 nach einem vorbestimmten Muster erfolgt. Insbesondere kann die auf ein gegebenes Tonerpartikel 15 einwirkende zweite Kraft entweder stärker oder schwächer sein als die erste Kraft. (Theoretisch können die entgegengesetzt gerichteten Kräfte auch gleich stark sein. Ein solcher Fall dürfte jedoch kaum auftreten.) Ist die zweite Kraft stärker als die erste Kraft, dann wird das betreffende Tonerpartikel 15 infolge des elektrographischen Aufzeichnungsverfahrens auf der Fläche 23 abgesetzt. Ist andererseits die erste Kraft stärker als die zweite Kraft, so wird das Tonerpartikel 15 den Kontakt mit der ersten Elektrode 1 beibehalten und nicht auf der Fläche 23 abgelagert. Mit »Ablagern« ist gemeint, daß das Tonerpartikel 15 auf dem dielektrischen Aufzeichnungsglied 17 auch nach dessen Bewegung aus der Aufzeichnungszone 19 verbleibt Die zweite Kraft tritt nicht sofort auf, sondern entwickelt sich vielmehr nach Anlegen der elektrischen Spannung an die Schaltung mit der Zeit. Das Entfernen des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17 aus der Aufzeichnungszone 19 soll zeitlich so bestimmt werden, daß die dann vorhandene zweite Kraft zum Darstellen der gewünschten Information genügend stark geworden ist.

Das Entfernen des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17 aus der Aufzeichnungszone 19 kann z. B. durch Versetzen der ersten Elektrode 1 aus der die Aufzeichnungszone 19 begrenzenden Lage heraus oder durch Bewegen des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17 aus der Aufzeichnungszone 19 erfolgen. In beiden Fällen wird die erste Elektrode 1 in bezug auf das dielektrische Aufzeichnungsglied 17 so bewegt daß die Entfernung zwischen diesen Elementen und dem Standort in der Aufzeichnungszone 19 vergrößert wird.

Das elektrographische Aufzeichnungsverfahren läßt sich am besten anhand der Schaltung nach F i g. 2 erläutern, die schaltungstechnisch vereinfacht die Anordnung nach F i g. 1 für einen bestimmten elektrischen Tonerstromkreis darstellt Im vorliegenden Falle wird jedoch die erste Elektrode 1 als ein einheitliches um? gleichmäßig elektronisch leitendes Element angesehen. Der Widerstand R stellt den elektrischen Widerstand des Tonerstromkreises dar und wird als von einem elektri schen Feld unabhängig angenommen. In der Praxis weisen jedoch die meisten der bei den bevorzugten Ausführungsformen des Aufzeichnungsverfahrens verwendeten Tonermaterialien einen Widerstand auf. der sich verringert, wenn das an diesem Widerstand liegende elektrische Feld stärker wird.

Die Widerstände R\ und Ri und die elektrischen Kapazitäten Q und Ci stellen den Widerstand und die Kapazität der Schaltung zwischen dem Tonerpartikel

ίο 15 und dem elektronisch leitenden Teil 7 der zweiten Elektrode 3 dar. R\ und C, stellen die Widerstands- und Kapazitätsbeiträge des dielektrischen Aufzcichnungsgliedes 17 dar, während Ri und d die Beiträge aus dem Teil 11 der zweiten Elektrode 3 darstellen.

is Die verwendeten oben genannten Schaltungselemente können ein komplexeres elektronisches Verhalten zeigen als verteilte Widerstände und Kapazitäten. Weiter kann eine Abhängigkeit der Widerstände und Kapazitäten von der Frequenz und von elektrischen Feldern bestehen und auch eine Halbleitergleichrichtung an den Grenzflächen von Bereichen unterschiedlicher Materialzusammensetzung auftreten.

In dem Zeitpunkt, in dem an die der ersten Elektrode 1 und den dem Teil der zweiten Elektrode 3 cntsprc chenden Schaltungspunkt 31 bzw. 35 der elektrischen Schaltung eine Spannung angelegt wird, beginnt ein Strom zu fließen. Nach dem Anlegen der Spannung steigt atr Strom in einer bestimmten Zeit schnell an. während der Strom nach einer genügend langen Zeit im wesentlichen konstant bleibt. Dieser Stromfluß bewirkt, daß sich das Tonerpotential V, zwischen dem dem Tonerpartikel 15 entsprechenden Schaltungspunkt 33 und dem Schaltungspunkt 35 mit der Zeit ändert. Die an den Kapazitäten Q und C₂ liegende Spannung V, stellt die Spannung des Tonerpartikels 15 an der Oberfläche des dielektrischen Aufzeichnungsglicdcs 17 in bezug auf den Teil 7 der zweiten Elektrode 3 dar. Die Spannung V, entspricht ferner einer elektronischen Ladung Q auf dem Tonerpartikel 15, die durch die Gleichung Q = CV, dargestellt werden kann, wobei

r - QC₂

ist. Die Ladung Q verändert sich wie die Spannung V, mit der Zeit Das Tonerpotential V, erzeugt die auf das Tonerpartikel 15 einwirkende zweite elektrische Kraft, die der ersten Kraft entgegenwirkt. Die Stärke der zweiten elektrischen Kraft zu einer gegebene^ Zeit wird von der Höhe des Tonerpotentials V₁ am Tonerpartikel 15 und von dem Abstandsgefälle der Kapazität C in bezug auf eine tatsächliche Versetzung des Tonerpartikel 15 bestimmt. In der Praxis hängt die zweite elektrische Kraft von einigen Kenngrößen ab, und zwar von der Größe der Tonerpartikel, deren Durchmesser im allgemeinen 0,5 Mikrometer bis zu 100 Mikrometer beträgt, von den elektrischen Kenndaten des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17 und der zweiten Elck- trode 3, sowie von der Gestalt, der Größe und der räumlichen Anordnung dieser Elemente. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Tonerstromkreis weist Ri den Widerstand Null und R\ einen unendlich großen Widerstand auf. wie es der Fall sein würde, wenn das dielektrische Aufzeich-

M nungsgiicd i7 stark isolierend wirkt während iler Teil 11 der zweiten Elektrode 3 elektronisch leitend ist Die auf das Tonerpartikel 15 in Richtung zur zweiten Elektrode 1 einwirkende /weile Kraft entwickelt sich dann

mil der Zeit ungefähr nach der Gleichung

i</ ,2 . " τη ι ca

wobei Λ die wirksame Fläche der Kapazität Ci, f die Dielektrizitätskonstante der Kapazität Q, d die Dicke der KiIiX₁^rIaI Ci und Vdie an die Schaltungspunkte 31 und 35 von außen her angelegte Spannung sind.

Wird der Stromkreis geöffnet, so daß der Fluß des Stromes mindestens kurzzeitig unterbrochen wird, so liegt am Tonerpartikel 15 ein Tonerpotential V,, wobei eine Nettokraft wirksam wird, deren Stärke die Differenz zwischen der ersten Kraft und der zweiten elektrischen Kraft ist, und die von allen elektrischen Kenndaten der Schaltung abhängt. Wirkt diese Nettokraft in Richtung zum dielektrischen Aufzeichnungsglied, so wird das Tonermaterial unter der Einwirkung dieser Ncüükräfi auf dem dielektrischen Aufzcichnungsgüsd abgesetzt. Wirkt diese Nettokraft in Richtung der esten Kraft, d. h.. in Richtung zur ersten Elektrode 1, dann bleibt das Tonermaterial mit der ersten Elektrode 1 in Verbindung und wird nicht auf dem dielektrischen Aufzcichnungsglied 17 abgesetzt. Durch Verändern der an die Schaltung angelegten Spannung und der Widerstände und Kapazitäten der Schaltung in vorherbestimmter Weise wird eine ermittelbare Information in Form einer Kraft mit einer gegebenen Stärke erzeugt, von der es abhängt, ob ein Tonerpartikel auf dem dielektrischen Aufzeichnungsglied 17 abgesetzt wird oder nicht, wenn das dielektrische Aufzeichnungsglied 17 aus der Aufzeichnungszone entfernt wird. Die genannte Information kann als ein Kraftmuster angesehen werden, wobei die Kraft für ein gegebenes Tonerpartikel entweder stärker oder schwächer ist als die erste Kraft, wobei jedoch für die Ansammlung der Tonerpartikel eine Vielzahl solcher Kräfte wirksam ist Veränderungen, die eine Abbildung bestimmen, können durch Beeinflussung einiger oder aller die elektrische Kraft bestimmender Komponenten bewirkt werden.

Aus den Diagrammen der Fi g. 3 bis 6 geht die verhältnismäßig schnelle Erzeugung der zweiten elektrischen Kraft auf dem Tonerpartikel 15 hervor, das mit einer verhältnismäßig kleinen Zone des dielektrischen Aufzcichnungsgliedes 17 in Berührung steht. In Fig.3 ist das Tonerpotential V, (Ordinate) auf einem Tonerpartikel 15 gemäß Fig. 1 in bezug auf die Zeit (Abszisse) nach Beginn des Stromflusses in der Anordnung aufgetragen. Die beiden Kurven 37 und 39 stellen zwei verschiedene mögliche Fälle für das Anwachsen des Toncrpotentials V, ι und V, 2 auf dem Tonerpartikel 15 dar, wobei die Differenz eine Folge unterschiedlicher Kapazitätswerte zwischen dem Tonerpartikel 15 und dem Teil 7 der zweiten Elektrode 3 oder der an die erste und zweite Elektrode 1 bzw. 3 (F i g. 1) angelegten Spannung ist. wobei auch beide Faktoren wirksam sein können.

Das Potential V, nach F i g. 3 führt zur Einwirkung einer elektrischen Kraft auf das Tonerpartikel 15, die ungefähr vom Tonerpotential der Kapazität abhängt, wie in den F i g. 4 und 5 dargestellt ist Aus F i g. 4 ist zu ersehen, in welcher Weise die Kraft (Ordinate) mit dem Quadrat des Tonerpotentials V, (Abszisse) stärker wird, während aus F i g. 5 zu ersehen ist, in welcher Weise die Kraft (Ordinate) von den elektrischen Kapazitäten abhängig — Kurven Q, Ck Cj und Q — sowie von der wirksamen Mindestentfernung d (Abszisse) zwischen dem Tonerpartikel 15 und dem elektronisch leitenden Teil 7 der Elektrode 3 abhängig ist Als Folge dieser Beziehungen wird die auf die Tonerpartikel einwirkende zweite Kraft mit der Zeil für die beiden in Fig.3 dargestellten Fälle erzeugt. F i g. 6 zeigt die Größe der Kraft (Ordinate) in bezug auf die Zeit (Abszisse). Wenn die Größe der ersten Kraft ('/•"21) gemäß Fig.b ist, so reicht nach dem dem Vierfachen der Zeit t\ entsprechenden Zeitpunkt die zweite elektrische Kraft für die Kurve 41 (entsprechend dem in F i g. 3 durch die Kurve 37 dargestellten Fall) zum Überwinden der ersten Kraft (F21) aus, während die zweite elektrische Kraft für die Kurve 43 (entsprechend dem in der F i g. 3 durch die Kurve 39 dargestellten Fall) zum Überwinden der ersten Kraft (F21) nicht ausreicht. Für den durch die Kurve 41 dargestellten Fall würde das Tonerpartikel 15 der Einwirkung einer eine Information darstellenden zweiten Kraft ausgesetzt werden, die stärker als die erste Kraft ist. so daß das Tonerpartikel 15 schließlich auf dem dielektrischen Aufzeichnungsglied 17 abgesetzt würde. Ebenso würde für d?n durch die Kurve 43 darge stellten Fall das Tonerpartikel 15 der Einwirkung einer eine Information darstellenden zweiten Kraft ausgesetzt sein, die schwächer als die erste Kraft ist, so daß das Tonerpartikel an der ersten Elektrode 1 verbleiben würde.

F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform der Anordnung; bei der verhältnismäßig langsame Änderungen der an der ersten und der zweiten Elektrode 1 bzw. 3 liegenden Spannungen das Kraftmuster der Information bestimmen. Langsam bezieht sich dabei auf den elektronischen

Übergangsstrom bei der Aufladung des Tonerpartikels 15 mit der Ladung Q. Zwei zweite Elektroden 3a und 3b stehen drei ersten Elektroden la, Xb und Ic gegenüber. Sechs Tonermaterialketten 13a bis 13/ bilden elektrische Tonerstromkreise zwischen den Teilen 9a, 9b und 9c und der Oberfläche 23 des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17. Die Teile 11a und 116 der zweiten Elektroden 3a und 3b stehen mit der Oberfläche 24 des Aufzeichnungsgliedes 17 in elektrischem Kontakt Alte Elektroden stehen einzeln über eine entsprechende elektronische Schaltung mit einer elektrischen Spannungsquelle Vjsjbis Vis, in Verbindung. Für jede Tonermaterialkette 13a bis 13/wird die auf das mit der Oberfläche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17 in Berührung stehende Tonerpartikel 15 einwirkende Kraft im wesentli- chen von der elektrischen Potentialdifferenz zwischen den Teilen 5a, 5b und 5c und den einer gegebenen Tonermaterialkette am nächsten gelegenen Teilen Ta und 7b bestimmt, wobei beispielsweise für die Tonermaterialkette 13c die Kraft von der Potentialdifferenz V-x_b—

V25« bestimmt wird.

Nachstehend werden die von der in F i g. 7 dargestellten Anordnung gebildeten elektronischen Schaltungskreisfr ausführlich beschrieben. Zwischen den ersten und zweiten Elektroden la, Xb und Xc bzw. 3a und 36 beste hen drei verschiedene Schaltungskreispaare, nämlich (1) zwischen den elektronisch leitenden Teilen 5a und 7a. wobei die an diesen liegende Spannung aus der Spannungsdifferenz Vh,- V-sd besteht, und wobei zwei parallele Unterschaltungskreise als ein Teil der Gesamt- schaltung in Form der elektronisch leitenden Tonerpartikelketten 13a und 136 vorliegen, (2) zwischen den elektronisch leitenden Teilen 5b und 7b, wobei die an diesen liegende Spannung aus der Spannungsdifferenz V25&— Vöe besteht und wobei zwei parallele Unterschaltungs kreise in Form der elektronisch leitenden Tonerparti kelketten 13c und \3d vorliegen, und (3) zwischen den elektronisch leitenden Teilen 5c und 7b, wobei die an diesen liegende Spannung aus der Spannungsdifferenz

KiSc- Κί5« besteht, und wobei zwei parallele Unterschaltungskreise in Form der elektronisch leitenden Tonerpartikelketten 13e und 13/vorliegen. Obwohl auch andere paarweise Kombinationen bei den ersten und zweiten Elektroden la, 16 und Ic bzw. 3a und 36 in Betracht gezogen werden könnten, wie beispielsweise die elektronisch leitenden Teile 5a und 76 zusammengenommen, so stören diese einander jedoch nicht gegenüber, d. h. sie überlappen einander nicht bei der Erstrekkung im wesentlichen senkrecht zum Aufzeichnungsglied, und deren Potentialdifferenz in bezug aufeinander beeinflußt nur unwesentlich den Stromfluß in den Tonerpartikelketten. Werden für die Teile Sa, 5b, 5c, Ta und Tb selbständige elektronische Schalt- und Steuerschaltungen vorgesehen, so wird ein vorherbestimmtes Informationsmuster in Form elektrischer Potentiale in ein Kraftmuster auf den Tonerpartikeln umgewandelt. Dieses Kraftmuster (Kräfte 29a bis THV) enthält Teile,

Hip Hip Kraft 31 iihprctpiapn ππΗ Tpilp riit> crhwärhpr

Kraftmusters der Information. Der Vollständigkeit halber werden auch Tür F i g. 8 die einzelnen elektronischen Schaltungskreise ausführlich beschrieben. Es bestehl nur eine GesarrUschaltung zwischen den elektronisch leitenden Teilen 5 und 7 der ersten und zweiten Elektroden I bzw. 3, so daß an die Teile 5 und 7 nur eine einzige Spannung angelegt wird. Die Gesamtschaltung umfaßt jedoch sechs parallele Unterschaltkreise, nämlich die elektrisch leitenden Tonerpartikelkcttcn 13a bis 13/, von

to denen jede Kette von einem unterschiedlichen Ladestrom durchflossen wird. Der Ladestrom wird bestimmt (1) von dem Widerstand und/oder der Kapazität der Teile 9a und 9b. mit denen die einzelnen Toncrpariikelketten in elektronischem Kontakt stehen, und (2) vom Widerstand und/oder der Kapazität der Teile 11.7 und üb, die an der entgegengesetzten Seite des Auf/ciehnungsgliedes den betreffenden Tonerpartikelkcttcn direkt gegenüberstehen, d. h. innerhalb der geometrischen

Frctrprkuncf Hpr Tnnprmalpriiillcpnp vnr amlorpn Koilp

sind als die Kraft 21. Beispielsweise können die Kräfte 29a-296 und 29e-29/' stärker sein als die Kraft 21, während die Kräfte 29c— 29t/ schwächer sein können. Bei diesem Kraftmuster wird die Abbildungszone auf der Fläche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17 mindestens von den Tonerpartikeln 15a, b, e, e', f und f gebildet, während der Untergrund von den an die Tonerpartikel 15c und d angrenzenden Bezirken der Fläche 23 gebildet wird.

Bei diesem besonderen Beispiel können die einzelnen Potentialunterschiede sich mit der Zeit unabhängig voneinander verändern, so daß sich zu einer bestimmten Zeit das Kraftmuster räumlich verändert, während an einer bestimmten Stelle in der Aufzeichnungszone sich das Kraftmuster der Information mit der Zeit verhältnismäßig langsam verändert. Wenn sich das dielektrische Aufzeichnungsglied durch die Aufzeichnungszone bewegt, z. B. in vertikaler Richtung, so wird das Tonermaterial in einem zweidimensionalen Muster abgesetzt, das dem Kraftmuster entspricht, das von den sich unabhängig verändernden Potentialen erzeugt wird, die an die Elektroden angelegt werden.

Das Kraftmuster wird vorzugsweise dadurch verändert, daß mindestens ein elektrisches Tonerpotential des mit der Fläche 23 des Aufzeichnungsgliedes in Berührung stehenden Teiles des Tonermaterials sowie die elektrische Kapazität dieses Teiles in bezug auf die zweiten Elektroden 3a und 36 verändert werden. Das elektrische Kraftmuster der Information wird mindestens zeitlich oder räumlich oder zeitlich und räumlich verändert, wobei in Verbindung mit dem Entfernen oder allgemeiner in Verbindung mit einem kontinuierlichen Einführen und Herausnehmen des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes in die bzw. aus der Aufzeichnungszone ein räumliches Absetzungsmuster der Tonerpartikel erzeugt wird, das dem Kraftmuster der Information entspricht

Die in F i g. 8 dargestellten Elemente entsprechen den in Fig.7 dargestellten Elementen insofern, als nach F i g. 8 das Kraftmuster der Information durch Verändern des elektrischen Widerstandes und der Dielektrizitätskonstante der Teile 9a, 96,11a und 116 in vorherbestimmter Weise sowie durch Verändern der Kapazität der Tonerpartikel in bezug auf Teile der zweiten Elektrode 3 bestimmt wird. Hierbei erfolgt eine entsprechende Änderung des Tonerpotentials am Toneroartikel 15, das mit der Fläche 23 in den Tonermaterialketten 13a bis 13/ in Berührung steht. Die Tonerpartikel 15 unterliegen daher der Einwirkung eines entsprechenden des Aufzeichnungsgliedes. Die elektrischen Kenndaten der Teile 9a, 96, 11a und 116 können auf verschiedene Weise verändert werden. Beispielsweise können die Teile 11a elektronisch wesentlich besser leitend sein als die Teile 116, wobei für ein besonderes elektrisches Potenti al 25 und eine Kraft 21 mindestens die Tonerparlikcl 15a. 156 und 15c der Einwirkung einer Kraft 29 ausgesetzt werden, die stärker als die Kraft 2i ist. Die Tonerpartikel werden schließlich auf der Fläche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17 abgesetzt.

F i g. 9 zeigt eine Entwicklungswalze 44, in deren Mitte ein kreiszylindrisches Abstützglied 45 angeordnet ist, das zylindrische Permanentmagnetsektoren 47 abstüt/.t und dessen Achse senkrecht zu einem die Magnetsektoren 47 tragenden Glied verläuft. Die Permanentmagnct- Sektoren 47 erstrecken sich parallel zur Achse des Abstützgliedes 45. Die erste Elckrode 1 besteht aus einem nicht-magnetisch permeablen, langgestreckten kreuzzylindrischen und elektronisch leitenden Mantel, bei dem die den Teilen 5 und 9 der F i g. I entsprechenden Teile einstückig ausgestaltet sind. Die erste Elektrode 1 ist mit einer Schicht eines magnetisch anziehungsf^higen und elektrisch leitenden Tonermaterials bedeckt, das auf die Oberfläche der ersten Elekrode 1 mittels einer Rakel 49 aufgetragen wird, die in einem feststehenden Abstand von der ersten Elekrode 1 und zu dieser axial angeordnet ist. Das Tonermaterial 13 wird von dem Feld der Magnetsektoren 47 zur ersten Elckrode 1 angezogen und dort festgehalten. Bei dieser Anordnung dreht sich die erste Elekrode 1 im Gegenuhrzeigersinn um ihre

so Achse, wobei auf der Oberfläche der ersten Elekrode 1 ein konstanter Vorrat an Tonermatcrial 13 aufrechterhalten wird. Es kann auch eine Drehung der Magnelsektoren 47 allein oder zusammen mit der ersten Elekrode 1 nach jeder Richtung vorgesehen werden.

Das dielektrische Aufzeichnungsglied 17 ist ebenflächig ausgebildet, weist eine Dicke L auf und bewegt sich in der dargestellten Richtung in der Aufzeichnungszonc 19 parallel zur Achse des Abstützgliedes 45. Die zweite Elektrode 3 besteht aus einem einstückigen und elektro nisch leitenden Stift, der über einen Schalter 27 und eine elektrische Spannungsquelle 25 mit der ersten Elektrode 1 in Verbindung steht In der Aufzeichnungszone 19 bildet das Tonermaterial 13 infolge der Magnetflußli-. nien des Magnetfeldes des Magnetsektors 47a und der Regulierung der Weite des Spaltes zwischen der ersten Elektrode 1 und der Fläche 23 des Aufzeichnungsglicdcs 17 Tonerpartikelketten, die sich mehr oder weniger senkrecht zum Aufzeichnungsglied 17 erstrecken. Der

Bereich /wischen der ersten Elektrode 1 und dem Auf-/cichnungsglicd 17, in der sich die elektrisch leitenden Toncrpartikelkeltcn 13c bis 13/" bilden, wird bei dieser ujsführungsiorm als Enlwicklungszone49 bezeichnet.

Bei der Bewegung des Aufzeichnungsgliedes 17 in der eigenen Ebene und senkrecht zur Achse des Abstützgiiccles 45 und bei der Drehung der ersten Elektrode 1 um ihre Achse wird in die Entwicklungszone 49 eine gleichbleibende Menge Tonermaterial 13 ein- und ausgetragen. Das Tonermaterial bildet in der Entwicklungs/.one 49 die elektrisch leitenden Tonerpartikelketten 13c bis 13/".

Bei der in F i g. 9 dargestellten und bei einer ähnlichen Ausführungsform, die in Fig. 10 ausführlicher dargestellt ist, bleibt άζν Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 1 bzw. 3 voneinander als Funktion der Zeit unverändert, während das dielektrische Auf-/cichnungsglied 17 eine Relativbewegung zu den beiden Elektroden 1 und 3 durch die Entwicklungszone 49 ausführt. Die Relativbewegung erfolgt entweder kontinuierlich oder schrittweise. Der zylindrische Mantel der ersten Elektrode 1 dreht sich um seine Achse und befördert eine kontrollierte Menge des leitenden Tonermaterials 13 in die und aus der Aufzeichnungszone 19. Da die Gestalt der ersten Elektrode 1 sich mit der Zeit nicht ändert, kann als Folge der Drehung der zweiten Elektrode 3 um die eigene Achse, in diesem Falle als Folge der zylindrischen Symmetrie der ersten Elektrode I₁ die Gestalt der Elektrode in der Aufzeichnungszone 19 als unveränderlich angesehen werden.

Die Tonerpartikel 15a bis 15n weisen je eine ganz bestimmte Kapazität in bezug auf die zweite Elektrode 3 auf. die bestimmt wird (a) von der Gestalt der zweiten Elektrode 3, von (b) dem Ort des Tonerpartikels in bezug auf die zweite Elektrode 3 und (c) von der Dielektrizitätskonstante der Zwischenmaterialien.

F i g. 11 zeigt eine graphische Darstellung der Kapazität (Ordinate) der Tonerpartikel i5e bis iSk in bezug auf die zweite Elektrode 3 als Funktion deren Ort X (Abszisse) an der Fläche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17. Wird beispielsweise durch Schließen des Schalters 27 an die zweite Elektrode 3 eine Spannung Vin bezug auf die erste Elektrode 1 angelegt, so fließt ein zeitabhängiger elektrischer Strom.

Die gesamte integrierte Ladung Q(Ordinate), die eine Folge dieses Stromflusses durch jede Tonerpartikelkette 13 ist, und die sich auf den Tonerpartikeln 15 ansammelt, ist in F i g. 12 als Funktion des Ortes X (Abszisse) der Tonerpartikel auf der Fläche 23 für vier verschiedene Zeiten aufgetragen, wobei die gekennzeichneten Punkte auf den Kurven Partikeln mit den gleichen Kennzeichen entsprechen. Beispielsweise weist das Partikel 15Λ der Tonerpartikelkette 13Λ eine verhältnismäßig große Kapazität in bezug auf die zweite Elektrode 3 auf, so daß nach einer gegebenen Zeitspanne t₃ durch diese Tonerpartikelkette 13Λ zum Tonerpartikel 15Λ ein verhältnismäßig starker Ladestrom fließt. Andererseits weist das Tonerpartikel 15e der Tonerpartikelkette 13e eine verhältnismäßig kleine Kapazität in bezug auf die zweite Elektrode 3 auf, so daß sich nach der Zeitspanne ti eine verhältnismäßig kleine Gesamtladung ansammelt Diese Gesamtladung Q, die sich nach einer gegebenen Zeit ti auf den Tonerpartikeln 15 in jeder Tonerpartikclkctie ansammelt, wächst mit dem Produkt aus der Kapazität eines jeden Tonerpartikels 15 in bezug auf die zweite Elektrode 3 und der Spannung V und ist in Fi g. 12 als Kurve B und als Funktion des Ortes dargestellt. Die auf die Tonerpartikel 15 wirkende elektrische Kraft Fist zum dielektrischen Aufzeichnungsglicd 17 und zur zweiten Elektrode 3 gerichtet und ist eine Funktion der ;iuf den Toncrpsirlikcln 15 ungcsammdlcn Ges«m11adung und der Kapazität dieser Tonerpartikel in bezug auf die zweite Elektrode 3 sowie proportional dem Quadrat der Gesamtladung auf diesen Tonp.rpartikeln. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 13 als Kurve C dargestellt, wobei die Kraft (Ordinate) in bezug auf den Ort X (Abszisse) der Tonerpartikel auf der Fläche 23 ίο des Aufzeichnungsgliedes 17 aufgetragen ist.

Weist die Kraft 21, die die Tonerpartikel 15 in Richtung zur ersten Elektrode 1 beaufschlagt, die Stärke F₂\ gemäß Fig. 13 auf (in diesem Falle ist diese Kraft als konstante Kraft und als Funktion des Ortes dargestellt. is pDwohl sie räumlich veränderlich sein kann, zeitlich jedoch konstant bleibt), dann wirkt auf alle Tonerpartikel 15 in dem Abschnitt zwischen den Orten Xi und Xa eine genügend starke und zum Aufzeichnungsglied 17 gerichtete Kraft 29 ein, die ein Absetzen dieser Tonerpartikel auf dem Aufzeichnungsgüed U bewirkt. Diese Tonerpartikel würden am Aufzeichnungsgüed 17 verbleiben, wenn die Anordnung aufgelöst würde, beispielsweise durch Bewegen des Abschnittes des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes 17 zur Zeit ti aus der Entwicklungszone 49 heraus oder durch öffnen des Schalters 27 zur Zeit i3. Die außerhalb des Abschnittes von X) bis Xi, gelegenen Tonerpartikel 15 würden an die erste Elektrode 1 gebunden bleiben.

Ist vor dem Auflösen der Anordnung eine Zeitspanne länger als fs, so würde sich die Aufladung der Tonerpartikel 15 auf einen Wert erhöht haben, der in F i g. 12 als Kurve A dargestellt ist, und die in F i g. 13 als Kurve E dargestellte und auf diese Tonerpartikel einwirkende Kraft würde die konstante Kraft Fi\ übersteigen. In diesem Fall würde ein weiterer Bereich von Tonerpartikeln abgesetzt werden, z. B. in dem sich von X$ bis Xf, erstreckenden Abschnitt gemäß Fig. 13. In der Praxis wird vorn Toner-material mehr a!s eine Mcncpartikc!- schicht abgesetzt, d. h., es werden mehr als nur die Tonerpartikel 15 auf dem Auizeichnungsglied 17 abgelagert. Hierfür liegen mindestens zwei Gründe vor. und zwar: (1) können die am weitesten außen gelegenen Tonerpartikel 15 die über diesen in der Tonerpartikelkette gelegenen Tonerpartikel elektrisch nicht tvllständig abschirmen, d. h. ein Teil der in die Tonerpartikelkette hineinfließenden Ladung bleibt auf den unmittelbar über den äußeren Tonerpartikeln gelegenen Tonerpartikeln zurück, obwohl der größte Teil der Ladung sich auf den am weitesten außen gelegenen Tonerpartiso kein befindet. (2) werden für den Fall, daß die Kraft 21 eine magnetische Kraft ist bei einer Auflösung der Anordnung die magnetisch zusammengehaltenen Tonerpartikelketten an einem schwachen Glied auseinanderbrechen, das außer elektrisch noch magnetisch gebunden ist, so daß diejenigen Tonerpartikel, die an das Aufzeichnungsmittel 17 elektrisch gebunden sind, bei einem Entfernen aus der Entwicklungszone 49 weitere Tonerpartikel magnetisch mitnehmen.

Obwohl vielleicht der größte Teil der Ladung 53, die sich zu der Ladung 55 auf den Tonerpartikeln 15 addiert, auf der leitenden Fläche der zweiten Elektrode 3 ruht, wandert tatsächlich in gewissen Fällen ein Teil dieser Ladung 53 durch die Grenzfläche zwischen der zweiten Elektrode 3 und dem dielektrischen Aufzeichnungsgüed 17 und wird auf der oder in der Nähe der Oberfläche des dielektrischen Aurzeichnungsmittels i" in nächster Nähe dieser Grenzfläche als Ladung 57 abgesetzt Wird in diesen Fällen dieser Abschnitt des dielektrischen Auf-

13 14

Zeichnungsgliedes 17 aus der Aufzeichnungszone ent- elektrisches Tonerpotential V₁ liegt Bei allen Ausfühfernt, so bleiben die Tonerpartikel 15 an das Aufzeich- ningsfonnen kann auch die umgekehrte Polarität als die nungsglied 17 elektrisch gebunden. Es muß darauf hin- dargestellte vorliegen. Die Spannungsquelle 25 besteht gewiesen werden, daß in diesen Fällen die Ladung 57 im im allgemeinen aus einer Gleichspannungsquelle. Bei dielektrischen AuLseichnungsglied 17 oder mindestens 5 entsprechender Synchronisation der Schaltmitiel kann an dessen Oberfläche 59 angeordnet wird, und zwar als auch eine Wechselstromquelle verwendet werden. In Folge der gleichzeitigen Aufladung der Tonerpartikel Fi g. 15 sind ferner Tonerpartikel 15 dargestellt die frü-15 der Tonerpartikelketten. Die Ladung 57 stellt in kei- her abgesetzt worden sind. Bei Erreichen des gewünschnem Fall ein latentes gebundenes Ladungsmuster dar, ten Kraftmusters der Information wird das dielektrische das zu einer früheren Zeit abgesetzt worden ist. io Aufzeichnungsglied 17 aus der Aufzeichnungszone 19 Wird in diesen Fällen eine genügend große Ladung 57 entfernt, und in dieser wird von einer nicht dargestellten in das dielektrische Aufzeichnungsglied 17 eingeführt. Transporteinrichtung eine beständige und gleichmäßige so können die erste und die zweite Elektrode 1 bzw. 3 Versorgung mit Tonermaterial 13 aufrechterhalten. Bei kurzgeschlossen werden, d.h. die elektrische Span- dieser Ausführungsform ist die elektrische Kapazität nungsdifferenz beträgt 0 Volt Eine genügend große La- 15 der Tonerpartikel 15 in bezug auf die zweite Elektrode 3 dung bleibt im oder auf dem dielektrischen Aufzeich- für alle Tonerpartikel ungefähr die gleiche. Das Kraftnungsglied zurück, wobei die Tonerpartikel 15 unmittel- muster der Information wird daher im wesentlichen bar auf der Fläche 23 gebunden werden. Da der in der vollständig von dem Tonerpotential auf den verschiede-Anordnung fließende Strom von der Höhe der angeleg- nen Tonerpartikeln 15 bestimmt Die Ladungen 53 beten Spannung abhängt, kann das Ausmaß der Ansamm- 20 wegen sich in der oder mit der zweiten Elektrode 3 lung der Ladung auf den Tonerpartikeln 15 wesentlich entsprechend den abgesetzten Tonerpartikeln iSd bis durch Verändern der angelegten Spannung verändert 15fr, wobei mindestens ein Teil der elektrischen Kraft 29 werden. Es ist daher möglich, sehr kurzzeitige Span- erhalten bleibt so daß die Tonerpartikel \5d bis 15/? an nungsimpulse zuzuführen, deren Höhe ausreicht, um ei- der Oberfläche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17 nach ne genügende Ladungsansammlung auf den Tonerparti- 25 dessen Bewegung aus der Aufzeichnungszone 19 zukeln 15 gegenüber den auf diese Weise erregten Elek- rückgehalten werden. Bei dieser Ausführungsform ist troden zu bewirken, wobei eine die magnetische Gegen- ferner nur eine einzelne erste Elektrode 1 vorgesehen, kraft übersteigende elektrische Kraft erzeugt wird. Der während andererseits zahlreiche elektrisch isolierte erbetreffende Abschnitt des Aufzeichnungsgliedes 17 ste Elektroden 1 vorhanden sein können, wie z. B. eine kann dann aus der Aufzeichnungszone 19 entfernt wer- 30 Anordnung von im Abstand voneinander angeordneten, den, während die Tonerpartikel aufgrund der Aufladung langgestreckten Stiften. In einem solchen Falle soll das immer noch in den Fällen am Aufzeichnungsglied 17 zu jeder dieser ersten Elektrode gehörige Tonermaterigebunden bleiben, in denen eine ausreichende Aufla- al im wesentlichen elektrisch isoliert sein und im wcsentdung erfolgt Durch Regulieren der Höhe der angeleg- liehen senkrecht zur Ebene des dielektrischen Auf/eichten Spannung kann eine Absetzung von Tonermaterial 35 nungsgliedes 17 in der Entwicklungszone verlaufen. Düs in jeder Menge erreicht werden, so daß eine Aufzeich- kann überraschend leicht erreicht werden, wenn magnenung mit kontinuierlicher Tönung durchgeführt werden tische Mittel verwendet werden, deren Kraftlinien in kann. das dielektrische Aufzeichnungsglied eintreten und die

F i g. 15 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der An- Kraft 21 erzeugen.

Ordnung, deren erste Elektrode 1 aus einem einheitli- 40 Mit »elektrisch isoliert« soll zum Ausdruck kommen, chen und elektronisch leitenden Element besteht, das daß an verschiedene erste Elektroden unterschiedliche vorzugsweise magnetisch permeabel und/oder perma- Spannungen angelegt werden können. Dies hängt etwas nent magnetisiert ist In diesem Fall ist ein nicht darge- von dem Widerstand (oder der Impedanz) der mit den stelltes magnetisches Mittel vorhanden. Die zweite isolierten Elektroden in Verbindung stehenden Span-Elektrode 3 besteht aus einer einstückigen, elektronisch 45 nungsquellen ab. In den meisten praktischen Fällen wcileitenden zylindrischen Trommel, die sich in dem ange- sen die elektrisch isolierenden Mittel einen Widerstand zeigten Sinne dreht. Die zweite F.lsktrode 3 trägt am von mindestens 100 Ohm und vorzugsweise von mindc-Umfang ein dielektrisches Aufzeichnungsglied 17 in stens 1000 Ohm auf. die die eine Elektrode von der Form einer haftenden Schicht. Das dielektrische Auf- nächsten benachbarten Elektrode isolieren. Um statizeichnungsglied 17 kann aus einem selbständigen di- 50 sehe elektrische Aufladungen der Isolatoren klein zu elektrischen flächigen Material bestehen, das sich in der halten, ist zuweilen eine schwache Leitfähigkeit bei dem angezeigten Richtung bewegt. Die zweite Elektrode 3 die elektronisch leitende Elektrode umgebenden Maickann sich, wie dargestellt, drehen oder auch ortsfest rial erwünscht.

sein. Von der ersten Elektrode 1 gehen die Tonermateri- Es hat sich in den meisten Fällen als nützlich erwiesen,

alketten 13a, 13/>und 13cab und bilden Tonerstromkrei- 55 die Entwicklungszeit tm.v als diejenige Zeit zu dcfinic-

se zwischen der ersten Elektrode 1 und der Oberfläche ren, die ein kleiner Bereich des dielektrischen Aufzcich-

23 des Aufzeichnungsgliedes 17. Die erste und die zwei- nungsgliedes 17 zum Durchqueren der Aufzcichnungs-

te Elektrode 1 bzw. 3 sind über den Schalter 27 an eine zone (die Strecke von 156 bis 15c) benötigt, d. h.. f_wv ist

elektrische Spannungsquelle 25 angeschlossen. Zu die- » ^ _{rf f fe}

ser Zeit werden die Toncrpartikelketten 13a bis 13c an μ ⁶ S

der ersten Elektrode 1 von einer Kraft 21 zurückgehal- nungszone in der Bewegungsrichtung des dielektrischen

ten. die bei der bevorzugten Ausführungsform eine ma- Aufzeichnungsgliedes 17 und S die durchschnittliche

gnetische Kraft ist. Geschwindigkeit des Auf/cichnungsglicdcs !7 in der

Wird beispielsweise durch Schließen des Schalters 27 Aufzeichnungszone ist.

eine elektrische Spannung angelegt, so fließt in der elek- b5 Das verwendete elektrisch leitende Toncrmatcrial tronischen Schaltung ein elektrischer Strom, wobei die muß genügend leitend sein, so daß in den Toncrpartikel-Tonerpartikel 15a. 156 und 15c allmählich elektrisch ketten ein Strom fließen kann. Zu der Zeil der Entwickaufgeladen werden, so da3 an diesen Tonerpartikeln ein lung iwv kann daher eine wesentliche elektrische Aufla-

dung zusammen mit der Erzeugung eines Toherpotehtials erfolgen, so daß die Bildbereiche eine genügend starke elektrische Kraft aufweisen, die vorzugsweise mindestens um einen Faktor 2 stärker als die der Tönerpartikclabsclzung entgegenwirkende erste Kraft ist. Da der Widersland des Aufzeichnungsgliedes 17 im allgemeinen sehr groß im Vergleich zum Widerstand desTpnermalerials ist stellt das Aufzeichnungsglied den begrenzenden Faktor bei diesem Ladungsaustaüsch dar. Das TonermateriaT kann durchaus einen geringen Widersland aufweisen, wenn es zusammen mit Aulzeichnungsgliedern verwendet wird, die einen hohen Widersland besitzen.

Bevorzugte Tonermaterialien schmelzen unter der Einwirkung von Hitze zusammen, sind kugelförmig, weisen einen verhältnismäßig isolierenden Kern und eine verhältnismäßig elektrisch leitende Außenseite auf und sind magnetisch anziehungsfähig. Der elektrische Widerstand des Tonermaterials soll kleiner als ungefähr ίο'⁰ Ohm/cm und vorzugsweise kleiner als 10* Ohm/cm sein. Die Hauptabmessung der Tonerpartikel soll ungefähr 0,5 Mikrometer bis ungefähr 300 Mikrometer und vorzugsweise ungefähr 2 bis 30 Mikrometer betragen. Zu bevorzugen sind kugelförmige Tonerpartikel. Bei einigen Ausführungsformen ist eine weite Streuung der Tonerpartikelgrößen zu bevorzugen, beispielsweise dann, wenn kontinuierliche Grautonwerte erwünscht sind, während bei anderen Ausführungsformen ein enger Bereich von Tonerpartikelgrößen erwünscht ist

Das dielektrische Aufzeichnungsglied kann z. B. aus Papier, polymerischen Folien, im besonderen Polyesterfolien, clastomeren Materialien, Glas oder dielektrischen Belägen, z. B. aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Zinkoxid und dergleichen bestehen. Das dielektrische Aufzcichnungsglied kann auch aus einem photoleitendcn Material allein oder zusammen mit einem isolierenden Bindemittel bestehen, z. B. aus Arsenselenid, Titandioxid, Selen. Kadmiumsulfid und aus organischen Phololcitcrn wie Poly-N-Vinylkarbazol allein oder zusammen mit Trinitrofluorcnon. Das dielektrische Aufzeichnungsglicd braucht nicht ein eine Information darstellendes Muster zu tragen, weder ein latentes noch ein anderes Muster rn dem Sinne, daß das dielektrische Aufzeichnungsglied als elektrisch passiv angesehen wird.

Die elektrischen Eigenschaften des dielektrischen Auf/.cichnungsgliedes beeinflussen die Arbeitsweise der Anordnung und hängen von der besonderen Ausführungsform ab. Hierbei ist zu beachten:

Die elektrische Kapazität des dielektrischen Aufzcichnungsglicdes muß genügend klein sein, um in der Zeitspanne t_mv den Aufbau eines Tonerpotentials zu ermöglichen, so daß eine genügend starke Kraft auf das mit der Oberfläche des Aufzeichnungsgliedes in Berührung stehenden Tonerpartikel einwirken kann. Diese Kapazität wird bestimmt von der Dielektrizitätskonstante sowie von der Größe und der Gestalt des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes in bezug auf die anderen Teile der Schaltung. Die Kapazität soll genügend groß sein, so daß bei der für den Betrieb gewählten und angelegten Spannung die äußesten Tonerpartikel genügend stark aufgeladen werden. Bei einem Betrieb mit einer niedrigen Spannung, die vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit erwünscht ist, soll das dielektrische Aufzcichnungsglied eine möglichst hohe elektrische Kapazität aufweisen. Dies wird vorzugsweise durch dünne Aufzeichnungsglieder erreicht.

Der Widerstand dos dielektrischen Aufzeichnungsgliedes soll genügend groß sein, um zu verhindern, daß die Ladung auf dem Tonermaterial in das dielektrische Aufzeichnungsgiied hineinwandert und die'elektrische Kraft so weit schwächt, daß diese die erste Kraft in den Abbildungszönen nicht mehr überwinden kann. Der elektrische Widerstand des dielektrischen Aufzcichnungsgliedes soll bei den meisten Ausführungsformen mindestens ungefähr 10⁷ Ohm/cm betragen. Dieser Widerstand soll mindestens das Zehnfache des Widerstandes des Tonermaterials in elektrischen Feldern betragen, die vergleichbar mit denjenigen Feldern sind, deren Einwirkung die Materialien in der Praxis ausgesetzt werden. Das dielektrische Aufzeichnungsglied muß selbsttragend sein oder während der Entwicklung von einer Elektrode abgestützt werden. Das dielektrische Aufzeichnungsglied soll genügend dick sein und damit widerstandsfest für die während des Verfahrens auftretenden Spannungen. Die Dicke soll mindestens 5 χ 10-^fc cm betragen. Je mehr diese Mindestdicke überschritten wird, um so höher muß die Spannung sein. damit für dieselbe Dielektrizitätskonstante eine gegebene Kraft erzeugt werden kann. Aus praktischen Gründen wird die Dicke des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes nur wenig über demjenigen Wert bemessen, bei dem ein elektrischer Durchschlag auftreten würde. Bei Ausführungsformen nach den F i g. 9 und 10 wurden dikkere dielektrische Aufzeichnungsglieder zu einer verminderten Auflösung des entwickelten Musters führen. Das dielektrische Aufzeichnungsgiied kann aus einem gleichförmigen oder homogenen Material mit den obengenannten Merkmalen bestehen oder aus einem heterogenen oder aus mehreren Komponenten zusammengesetzten Material.

Die verwendeten Elektroden sollen mindestens einen elektronisch leitenden Teil aufweisen. In einigen Fällen kann eine aus zwei Teilen bestehende Elektrode vorgesehen werden, von denen der eine Teil elektronisch leitend und der andere Teil elektronisch isolierend ist. Die Spannung wird an den elektronisch leitenden Teil der Elektrode angelegt. Die Zeitkonstante (Widerstand mal Dielektrizitätskonstante) der elektronisch leitenden Teile der Elektroden soll wesentlich kleiner sein als die Zeitkonstante des dielektrischen Aufzeichnungsgliedcs und eines isolierenden Teiles der Elektroden.

Für solche leitenden Teile ist eine Zeitkonstante von weniger als 10~^J Sekunden und vorzugsweise von weniger als ΙΟ-" Sekunden geeignet. Der Widerstand dieser leitenden Teile so!! weniger als ungefähr 10~² Ohm/cm und vorzugsweise weniger als ungefähr 10~⁴ Ohm/cm betragen. Eine Elektrode kann auch Teile enthalten, die so stärker isolierend wirken als der genannte elektronisch leitende Teil. Durch Erhöhen des Widerstandes dieser relativ isolierenden Teile kann die Kapazität der Tonerpartikel verändert werden, die mit der ersten Elektrode 1 und/oder mit der Fläche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17 in Berührung stehen, wobei das zu entwickelnde Kraftmuster bestimmt werden kann. In gewissen Fällen reicht diese Veränderung der Leitfähigkeit aus zum Beeinflussen der Menge des Tonermaterials, die kontinuierlich vom Wert Null bis zum Höchstwert abgesetzt wird.

Die Elektroden können in den verschiedensten Formen und Größen vorgesehen werden. Die die Aufzeichnungszonc bestimmenden Elektroden können aus gleichen oder verschiedenen Ausführungen bestehen, die mindestens zum Teil von dem zu entwickelnden Muster abhängen. Die verwendbaren Elektroden können gekrümmt oder eben sein und auch die Form langgestreckter Stifte. Zylinder und ebener Platten aufweisen.

Eine Elektrode kann aus einem einzelnen Element bestehen, z. B. aus einem griffelartigen Stift, einem zylinderfö.-migen Mantel, einem alphanumerisch geformten Glied oder auch aus mehreren Elementen, beispielsweise aus einer Anordnung elektrisch isolierter Stifte, die z. B. in einer Reihe quer zur Längserstreckung des Aufzeichnungsgliedes angeordnet sind. Die Elektrode^kann auch aus mehreren alphanumerisch ausgestalteten Elementen gebildet sein.

Die Elektrode kann aus einem oder mehreren Materialien mit den genannten Eigenschaften bestehen. Geeignete elektrisch leitende Materialien sind Eisen, Stahl, Kupfer, Aluminium und photoleitende Materialien wie Selen, Arsenselenid, anorganische Oxide und Salze wie Zinkoxid. Titandioxid, Kadmiumsulfid und organische Materialien, wie Poly-N-vinylcarbazol allein oder mit Zusätzen, wie Trinitrofluorenon. Das elektrisch leitende Material kann von Luft oder einem gasförmigen Mittel umgeben oder in einer festen Matrix mit den gewünschten elektronisciÄn Eigenschaften eingebettet sein. In den Fällen, in denen der elektronisch leitende Teil der Elektrode von einer photoleitenden Substanz gebildet wird, muß diese durch Belichtung zu einer geeigneten Zeit aktiviert werden, so daß während der Bildentwicklung Leitfähigkeit besteht Geeignete elektrisch isolierende Materialien, die Teile der Elektroden bilden können, bestehen aus thermoplastischen und in Wärme aushärtenden polymerischen Materialien, z. B. Polystyren, akrylische Polymere, phenolische Polymere, Polyester, fluorinierte Polymere, Silikonelastomere, Polyurethane, Epoxidharze, Naturgummi, Polyimide, Glas und Materialien auf Zellulosebasis,wie Paj.·"ir und Holz. Bei Ausführungsformen nach den .Fig. 9 und 10 ist eine nicht magnetisch permeable zweite Elek .Ode 3 vorzuziehen, so daß die auf das Tonermaterial einwirkende Kraft 21 nicht vermindert oder richtungsmäßig umgekehrt wird, wie dies der Fall sein würde, wenn zweite Elektroden 3 kleine, magnetisch permeable Drähte benutzt wurden.

Der Spalt zwischen den Elektroden 1 und 3 der ersten und der zweiten Elektrode muß so weit bemessen werden, daß mehrere Tonerpartikel mindestens eine langgestreckte Tonermaterialkette in der Aufzeichnungszone bilden können. Der Abstand der Oberseite des Aufzeichnungsgliedes von der ersten Elektrode soll ungefähr 25 bis 5000 Mikrometer und vorzugsweise 50 bis 700 Mikrometer betragen. Je größer die Tonerpartikel sind, um so größer soll dieser Abstand für einen besonderen Fall sein.

Aus den verschiedensten Gründen ist eine magnetische Kraft zu bevorzugen, da diese leicht zu regulieren ist und eine Anordnung der Tonerpartikel in Form von Tonerpartikelketten ermöglicht, wie sie in den Figuren schematisch dargestellt sind, und die die erforderlichen elektrischen Tonerstromkreise bilden. Die Kraft 21 beträgt geeigneterweise ungefähr 10~⁵ Dyn oder mehr.

Von Wichtigkeit sind außerordentlich niedrige Spannungv und Stromerfordernisse. Die Spannung wird bestimmt von den Widerständen und Kapazitäten der Schaltungselemente, d. h. der Elektroden, des Tonermaterials, des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes und von der ersten Kraft, die der Absetzung der Tonerpartikel entgegenwirkt. Die Spannung hängt in keiner Weise von verschiedenen Schwellenspannungen und elektrischen Feldern ab. Es können daher Spannungen von 0,5—5000 V oder höher und vorzugsweise von 2 bis 1000 Voll vorgesehen werden. Aus Gründen der Wirtschnfllichkcil. der Zuverlässigkeit, der mechanischen Einfachheit und der Bildauflösung sind Spannungen von 2—300 und vorzugsweise von2—100 V vorzuziehen.

Eine typische Spannungsquelle besteht aus einer Niederspannungsquelle, die über einen Transistorschalter mit einer Elektrode verbanden ist wobei derTransistorwiderstand von einer geeigneteil elektronischen Schal tung reguliert wird. Bei Verwendung mehrerer solcher Kombinationen können diese als eine Anzahl regulierbarer Spannungsquellen angesehen werden, dir mit den Elektroden einzeln verbunden werden können. Es hat sich als nützlich erwiesen, an die Elektroden eine Vorspannung anzulegen, so daß eine Kraft erzeugt wird, die schwächer als die Gegenkraft ist wonach einfach eine zusätzliche Spannung an diejenigen Elektroden angelegt wird, die das Muster der abgesetzten Tonerpartikel

is bestimmen sollen.

Mit dem Aufzeichnungsverfahren können hohe Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 20 m pro Sekunde erreicht werden. Einen begrenzenden Faktor bildet im allgemeinen die Geschwindigkeit der Bewc gung des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes, wenn dieses aus einem flächigen Material besteht. Das Verfahren kann auch sehr langsam durchgeführt werden, etwa mit einer Geschwindigkeit von 4 χ 10-² cm pro Sekunde und langsamer.

Das elektrographische Aufzeichnungsverfahren eignet sich zum Drucken und Kopieren, beispielsweise für den Faksimiledruck, zum Übertragen eines Computerausgangs auf Mikrofilm, wobei die aufgezeichnete Abbildung photographiert wird, zum kontaktfreien Druk- ken ζ. B. des Ausgangs eines Computers und zum Kopieren an einer Endstelle mittels einer Kathodenstrahlröhre. Es können die verschiedenartigsten Eingänge verwendet werden, auf die die Spannungsqucllc anspricht, z. B. aus einem Computer oder elektrische Si- gnale aus einem optischen Abtaster oder Signale, die über Fernsprech- oder Telegraphenleitungen übermittelt werden. Es können auch Daten in beliebiger Form verwendet werden, die ermittelt und in Spannungssignale umgewandelt werden.

Das Verfahren wird an nachfolgenden Beispielen verdeutlicht.

Beispiel 1

Bei diesem Beispiel wird die in Fig. 10 dargestellte Anordnung verwendet. Die erste Elektrode 1 besteht aus einer geerdeten Toneraufiragvvaize mit einem elektrisch leitenden Mtntel, der sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 8 cm/scc dreht. Die Auf- tragwalze ist im Inneren mit 8 ortsfesten magnetischen Abschnitten versehen (vgl. US-PS 34 55 276). Die /weile Elektrode 3 besteht aus einer Reihe von 6 elektronisch leitenden alphanumerischen Zeichen, die senkrecht zur Bewegungsbahn des Aufzeichnungsgliedes angeordnet sind, wobei die zeichenerzeugende Seite mit einer Höhe von 3 mm parallel zur Bewegungsbahn verläuft. Das dielektrische Aufzeichnungsglied besteht aus einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 1,2χ 10-'cm und mit einem Widerstand von mehr als IO^H Ohm/cm. Die Po-

60· lyesterfolie bewegt sieh mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 10 cm/sec in bezug auf die Reihe der Zeichen. Der Spalt zwischen der Oberseite des Aufzcichnungsgliedes und der Fläche der ersten Elektrode 1 beträgt mindestens 3,8 χ 10-²cm. Das Tonermatcrial, das dem in der US-PS 36 39 245 beschriebenen Tonermatcrial entspricht, weist eine statische Leitfähigkeit von ungefähr 8x 10-⁴ (Ohm/cm)-' bei einer ungelegten Spannung von ungefähr 500 Volt/cm auf und wird auf die sich

drehende erste Elektrode aufgebracht Hierbei bildet das Tönermaterial eine Anzahl von Tonerketten. An der Oberfläche des Polyesterfilms wird eine Entwicklungszone mit einer Breite von ungefähr 0,5 cm gebildet Ein Impuls von +1000 Volt mit einer Dauer von 2 Millisekunden wird an die alphanumerischen Zeichen in bezug auf die geerdete Auftragwalze angelegt Die angelegte Spannung weist jederzeit den Wert Null auf mit Ausnahmewährend de«; Impulses. Die von den Magneten in der Auftragwalze auf die äußersten Tonerpartikel, die mit der Räche 23 des Aufzeichnungsgliedes 17 in Berührung sieben, ausgeübte Kraft beträgt ungefähr 10~⁵ Dyn. Auf dem Aufzeichnungsglied werden scharf abgegrenzte alphanumerische Zeichen mit einer hohen Dichte erzeugt Die entwickelte Abbildung wird später mit dem Aufzeichnungsglied durch Erhitzen der Polyesterfolie über einer heißen Platte bei einer Temperatur im Bereich voft 125 bis 150⁰C während einer Dauer von ungefähr 5 Sekunden verschmolzen.

Beispie! 2

Es wird die gleiche Anorcnung -vie im Beispiel 1 verwendet mit der Ausnahme, daß die die alphanumerischen Zeichen darstellende Elektrode durch eine Stiftanordnung aus einer Reihe von im Abstand voneinander angeordneten unmagnetischen und aus nichtrostendem Stahl bestehenden Drahtsliften mit einem kreisrunden Querschnitt ersetzt wird. Das Aufzeichnungsglied besteht aus einer 25x10-^Jcm dicken Polyesterfolie, die sich mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/sec in bezug auf die Drahtstifte bewegt, deren Enden in einer Reihe parallel zur Achse der zylindrischen Auftragwalze und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsgliedes verlaufen. Der Reihe von Drahtstiften wird eine Anzahl von +500 Volt-Impulsen mit einer Dauer von 2 Millisekunden zugeführt Bei diesem und allen anderen Beispielen, in denen Spannungsimpulse benutzt werden, beträgt die angelegte Spannung jederzeit Null mit Ausnahme während der Zuführung von Impulsen, d. h„ die Elektroden sind mit Ausnahme während des Auftretens der Spannungsimpulse im wesentlichen kurzgeschlossen. Für jeden Stift wurde eine Reihe von scharf abgegrenzten Punkten gedruckt

Beispiel 3

Unter den Bedingungen des Beispiels 2 waren die Drahistiflc oder Pühlslifle jedoch geerdet, während dem übrigen Teil der Anordnung wiederholt Spannungsinipuise mit einer Spannung von +500 Volt zugeführt wurden. Die Stifte, denen die Impulse zugeführt wurden, erzeugten eine Reihe von Punkten auf dem sich bewegenden dielektrischen Aufzeichnungsglied, nicht jedoch die geerdeten Stifte.

Beispiel 4

Es lagen die gleichen Bedingungen vor wie beim Beispiel 2 mit der Ausnahme, daß eine Reihe von +1000 Voli-Impulscn mit einer Dauer von 10 Mikrosekunden der Reihe von Stiften in bezug auf die geerdete Tonerauftragwiil/c zugeführt wurde, während das aus einer 2,5x10 'cm dicken Polyesterfo'iie bestehende Aufzeichniingsglicd mit s'mnr Geschwindigkeit von 275 cm/ see in bezug auf die Reihe von Stiften bewegt wurde. Es wurden Reihen von schari abgegrenzten Punkten auf dem Aufzcichnungsglied abgesetzt.

Beispiel 5

Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 3 wurden den Stiften in bezug auf die geerdete Tonerauftragwalze eine Anzahl von +640-Volt-Impulsen mit einer Dauer von 2 Millisekunden zugeführt Das sich mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/sec bewegende Aufzeichnungsglied bestand aus Papier mit einem Massenwiderstand von ungefähr 5 χ 10" Ohm/cm und war an

to der Rückseite mit elektronisch leitendem Kohlenstoff behandelt Diese Behandlung unterstützt den Ladungsaustausch zwischen dem erregten Stift und dem Papier während der Dauer des Stromfhisses, ohne eine seitliche Leitfähigkeit parallel zur Papierfläche zu verursachen.

Auch in diesem Falle wurden Reihen von scharf abgegrenzten Punkten abgesetzt, die später auf einer heißen Platte geschmolzen wurden.

Beispiel 6

Unter den im Seispie! 5 genannten Bedingungen wurde ein Aufzeichnungsglied aus einem kulandrierten Crocker-Hamilton 45 lb-Papier mit einem Widerstand von ungefähr 1 χ 10¹² Ohm/cm verwendet auf dem Reihen von kontrastreichen und scharf abgegrenzten Punkten abgesetzt und später auf einer heißen Platte zusammengeschmolzen wurden.

Beispiel 7

Unter den im Beispiel 5 angeführten Bedingungen wurde ein dielektrisches Aufzeichnungsglied aus einer 2.5 x 10-^J dicken Polyesterfolie mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/sec durch die Aufzeichnungszone bewegt Den Stiften wurden wiederholt Impulse von +1000 Volt mit veränderlicher Dauer von einigen wenigen Millisekunden bis zu mehreren Sekunden zugeführt. Für jeden erregten Stift wurden auf dem sich bewegenden Papier Punkte und Linien aufgezeichnet, wobei die Punkte den kürzeren Impulsen und die Linien den längeren Impulsen entsprechen. Die Punkte und Linien wurden später auf einer heißen Platte zusammengeschmolzen.

Beispiel 8

Unter Verwendung eines elektrisch leitenden Tonermaterials gemäS Beispiel 1 mit einer statischen Leitfähigkeit von ungefähr 1,5χ 10-⁵ (Ohm/cm)-' (bei einer angelegten Spannung von ungefähr 1000 Volt/cm) wurde in der Anordnung nach F i g. 15 eine Gleichspannung von +15 Volt in bezug auf die Erdung an ein Reihe elektrisch leitender und magnetisch permeabler Eisendrahtstifte über einzelne Transistorschalter angelegt.

Das AufzeichnungsgJvsd bestand aus einer ungefähr 2,5 χ 10-⁵ cm dicken Schicht aus anodisiertem Aluminium auf der Außenseite der geerdeten zylindrischen Trommel, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 3 cm/s<c drehte. Der Spalt zwischen den Stiften und dem Aufzeichnungsglied betrug mindestens ungefähr 5,1 χ 10-³ cm. Auf der elektrisch isolierenden AhOrFläche der Trommel wurde eine Reihe von Linien unter den Stiften abgesetzt, denen die Spannung von 15 Volt zugeführt wurde, während auf der sich bewegenden Trommel unter der» spannungsfreien Stiften keine Linien abgesetzt wurden. Danach wird das Tonermaterial mittels eines durchsichtigen Selbstklebebandes entfernt und auf einfaches Papier aufgeklebt.

21 Beispiel 9

Es wurde die Anordnung nach Fig. 15 verwendet, wobei als Aufzeichnungsglied eine Polyesterfilmunterlage benutzt wurde, die an der einen Seite einen aufgedampften Aluminiumbelag trug. Auf die Aluminiumfläche wurde eine ungefähr 1,25 χ 10—· dünne Schicht Siliziumdioxid aufgestreut, die als dielektrische Schicht wirkte. Das Aufzeichnungsglied wurde auf die zylindrische Aluminiumtrommel bei nach außen gerichteter Siliziumdioxidseite aufgebracht Zwischen der Trommel und der als zweite Elektrode 3 dienenden aufgedampften Aluminiumschicht wurde eine elektrische Verbindung hergestellt. Das verwendete Tonermaterial entsprach dem nach Beispiel I und wies eine statische Leitfähigkeit von ungefähr 6χ 10-⁶ (Ohm/cm)-' bei einer angelegten Spannung von ungefähr 1000 Volt/cm auf. Einer Reihe von elektrisch isolierten, elektrisch leitenden und magnetisch permeablen Metallstiften wurden wiederholt Impulse von 60 Volt mit einer Dauer von 10 Millisekunden in bezug auf die geerdete zweite Elektrode 3 zugeführt. Auf die mit dem Siliziumdioxid bedeckte Seite des Aufzeichnungsgliedes wurde eine Reihe von Tonerpunkten aufgedruckt. Das Tonermaterial wurde später mit Hilfe eines durchsichtigen Selbstklebebandes auf einfaches Papier gemäß Beispiel 8 übertragen.

Beispiel 10 wurden die einzelnen Drahtstifte lediglich von 0 Volt auf 250 Volt umgeschaltet, um keine oder eine Absetzung zu bewirken.

Es wurde die Anordnung nach Beispiel 3 mit der Ausnahme verwendet, daß die Drahtstifte aus Kupferdraht bestanden und die erste Elektrode 1 nicht geerdet war, sondern an ihr ständig eine negative Vorspannung von 500 Volt in bezug auf Erde lag. Das dielektrische Aufzeichnungsglied bestand aus Papier mit einer Dicke von 4,1 xl0-³cm. Der Massenwiderstand des Papiers betrug ungefähr 4 χ 10¹² Ohm/cm, wobei das Aufzeichnungsglied sich durch die Aufzeichnungszone mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 cm/sec bewegte. Das Tonermaterial entsprach dem nach Beispiel 1 und wies eine statische Leitfähigkeit von ungefähr 8χ10~⁵ (Ohm/cm)-' bei einer angelegten Spannung von ungefähr 1000 Volt/cm auf. Der kleinste Spalt zwischen der Oberseite des Aufzeichnungsgliedes und der zylindrischen ersten Elektrode betrug ungefähr 4,6 χ 10~² cm, während der Rakelspalt ungefähr 3,8 χ 10-² cm betrug. Die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze betrug ungefähr 6 cm/sec.

Den aus Kupfer bestehenden Drahtstiften wurde wiederholt eine Spamung von + 250 Volt in bezug auf Erde so in Form von Impulsen mit einer Dauer von ungefähr 1 Millisekunde zugeführt, d. h, die Drahtstifte waren beständig geerdet, mit Ausnahme während der Zeit der Zuführung der Spannungsimpulse. Während des Auftretens der Spannungsimpulse wurden auf dem sich bewe- genden Papier scharf abgegrenzte Tonermateriaipunkte abgesetzt, die einer angelegten Gesamtspannung von 750 Volt entsprachen, d.h., +250 Volt — (-500 Volt)=750 Volt, wobei —500 Volt die an der ersten Elektrode liegende Vorspannung war. Während der Zeit, in der an den Stiften keine Spannung lag, wurde nur eine sehr schwache Spur-Tonerpulver abgesetzt in diesem Falle betrug die Gesamtspannung (keine Absetzung) 500 Volt; 0 Volt - (—500 Volt)=500 Volt, die zum Absetzen größerer Mengen Tonermaierial bei den besonderen Betriebsbedingungen nicht ausreichte. Bei diesem Beispiel, bei dem eine Gesamtspannung von 750 Volt zum Absetzen des Tonermaterials benutzt wurde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine erste und eine zweite Elektrode mit Abstand einander gegenüberstehend angeordnet werden, so daß zwischen den Elektroden eine Aufzeichnungszone gebildet wird, wobei jede der Elektroden mindestens einen elektronisch leitenden Teil aufweist, wobei ein passives dielektrisches Aufzeich- ι ο nungsglied in der Aufzeichnungszone so angeordnet wird, daß eine erste P.äche des Aufzeichnungsgliedes mit der zweiten Elektrode einen elektronischen Kontakt aufweist, wobei zwischen der ersten Elektrode und einer zweiten Fläche des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes ein Tonermaterial eingetragen wird, wobei an die erste und die zweite Elektrode eine elektrische Spannung angelegt wird, und wobei das dklsktrische Aufzeichnungsglied aus der AufzeichnsHgszone nach dem Anlegen der elektrisehen Spannung entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner elektrisch leitend ist und zur ersten Elektrode von einer ersten Kraft angezogen wird, daß der Toner sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Fläche des dielektrischen Aufzeichnungsgliedes ausbreitet, mit dieser in Kontakt kommt und mindestens einen elektrischen Tonerstromkreis zwischen der ersten und der zweiten Elektrode schließt, daß wahlweise die elektrische Spannung an die erste und zweite Elektrode beim Schließen eines elektrischen Stromkreises angelegt wird, um einen elektrischen Stromfluß im Stromkreis zu bewirken und die Entwicklung eines elektrostatischen Kraftmusters einer Information in bezug auf einen Teil des Toners einzuleiten, der mit dem Aufzeichnungsglied in Berührung steht, daß das Kraftmuster stärker als die erste Kraft ist und dieser entgegenwirkt, und daß das dielektrische Aufzeichnungsglied in bezug auf die Aufzeichnungszone beim Vorliegen des Kraftmusters bewegt wird, so daß der Teil des Toners auf dem dielektrischen Aufzeichnungsglied wahlweise abgesetzt wird.

2. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kraft eine magnetische Kraft ist, und daß das Tonermaterial magnetisch anziehungsfähig ist.

3. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode einen verhältnismäßig elektrisch leitenden Teil, mit dem der Toner in Berührung kommt, und mit einem verhältnismäßig elektrisch isolierenden Teil ausgerüstet wird.

4. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Elektrode in bezug aufeinander ortsfest sind, und daß das dielektrische Aufzeichnungsglied sich durch die Aufzeichnungszone bewegt.

5. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Aufzeichnungsglied einen elektrischen Widerstand von mindestens 10⁷ Ohm/cm aufweist.

6. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste oder die zweite Elektrode aus einer b5 photoleitendcn Substanz besteht, die im Dunkeln einen elektrischen Widerstand von mindestens 10* Ohm/cm aufweist.

7. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode aus einem elektrisch leitenden und zylindrischen Glied bestefai

8. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des Tonermaterials weniger als 10'° Gbin/cm bei einer angelegten Spanr. jng von ungefähr 500 Volt/cm beträgt

9. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste oder die zweite Elektrode aus einer Anzahl von elektrisch leitenden Stiften besteht, die voneinander elektrisch isoliert sind.

10. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stifte wahlweise ein mit der Zeit veränderliches elektrisches Potential angelegt wird.

11. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kraft aus einer magnetischen Kraft besteht, daß das Tonermaterial magnetisch anziehungsfähig ist, und daß mindestens die erste oder die zweite Elektrode magnetisch permeabel ist.

12. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch «,dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode aus einem drehbaren, magnetisch nicht permeablen und elektrisch leitenden zylindrischen Glied besteht, daß die zweite Elektrode aus einer linearen Anordnung elektrisch leitender, und voneinander elektrisch isolierter Stifte besteht, daß die erste Kraft eine magnetische Kraft ist, daß das Tonermaterial magnetisch anziehungsfähig ist, daß die erste und die zweite Elektrode in bezug aufeinander ortsfest sind, und daß das dielektrische Aufzeichnungsglied aus einem flächigen Material mil einem Widerstand von mindestens 10⁷ Ohm/cm besteht, das sich durch die Aufzeichsungszonc bewegt, und daß an die Stifte wahlweise ein sich mit der Zeit veränderndes elektrisches Potential angelegt wird.

13. Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode aus mindestens einem magnetisch permeablen und elektrisch leitenden Stift besteht, daß die zweite Elektrode aus einem elektrisch leitenden und sich drehenden Zylinder besteht, daß das dielektrische Aufzeichniingsglicd einen Widerstand von mindestens 10⁷ Ohm/cm aufweist, und mit der zweiten Elektrode verbunden ist, daß die erste Kraft eine magnetische Kraft ist, daß das Toncrmatcrial magnetisch anziehungsfähig ist, und daß an die Stifte eine zeitlich veränderliche elektrische Spannung angelegt wird.