DE2610472C3 - Elektrostatisches Verfahren zur Herstellung eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Verfahren laut Oberbegriff des Hauptanspruches sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens laut Oberbegriff des Unteranspruchs.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind bekannt (US-PS 37 97 926). Hierbei soll das Maschengitter entweder vollständig aus Isoliermaterial oder vollständig aus leitendem Material wie Phosphorbronze oder rostfreiem Stahl bestehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß die Auflösung des direkt erzeugten Kopiebildes verbessert wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren laut Oberbegriff des Hauptanspruchs durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Hauptanspruches bzw. ausgehend von einer Vorrichtung laut Oberbegriff des Unteranspruches durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Unteranspruches gelöst.

Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden qualitätsmäßig wesentlich bessere Bilder erhalten als nach dem bekannten Verfahren bzw. der bekannten Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung ermöglicht es außerdem, ein Tonerbild auch auf isolierenden Flächen zu erzeugen. So kann nach der Erfindung beispielsweise ein Tonerbild auch auf einem wieder verwendbaren Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden, das als Offset-Dnickfonn verwendbar isi, beispielsweise auf einer Druckform aus Polysiloxan- oder Polytetrafluoräthylen-Folie. Eine solche Druckform kann nach Gebrauch gereinigt und wieder verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

Fig.. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig..2 zeigt einen Ques-schnitt durch das hierbei verwendete spezielle Maschengitter, das die ungeladenen Tonerteilchen trägt

Die Vorrichtung nach F i g. 1 umfaßt eine Koronaentladungseinrichtung 12 und einen Steuergitter 14 zur bildmäßigen Differenzierung des Koronaionenstromes, der in bekannter Weise entweder als Schablone oder als photo! eitfä.higes Gitter ausgebildet sein kann. Das Aufzeichnungsmaterial 18 liegt auf einer als Gegenelektrode wirkenden Platte 16 aus Metall. Das Aufzeichnungsmaterial 18 kann eine beliebige Oberfläche aufweisen, es kann sich hierbei beispielsweise um unbeschichtetes Papier handeln. Als Aufzeichnungsträgermaterial eignet sich beispielsweise auch ein Blatt, das als Druckform für ein Offset- oder elektrostatisches Druckverfahren geeignet ist Wenn das der Aufzeichnungsmaterial 18 eine Untergrundfläche aufweist die

J5 eine sehr niedrige Adhäsionskraft, beispielsweise für fetthaltige Druckfarben besitzt und hat das Tonerpulver für das Bild eine starke Affinität für fetthaltige Druckfarben, dann kann das Aufzeichnungsmaterial 18 in einer Offsetdruckmaschine ohne Flüssigkeit verwendet werden, um ein Tonen des Untergrundes während des Druckvorganges zu verhindern.

Ist das Aufzeichnungsmaterial elektrisch leitend, das Tonerpulver dagegen elektrisch isolierend, dann kann die Druckform einer Koronaaufladung unterworfen werden, wobei die Ladung wird nur von den Toner aufweisenden Bildbereiches gehalten werden, das daher mit Tonerpulver entwickelt und zum Herstellen von Vielfachkopien auf elektrostatischem Wege gegen ein Aufnahmeblatt gepreßt werden kann.

Um jedoch eine solche Druckform herstellen zu können, muß eine höhere als normale Auflösung erzielt werden, da, wie bei jedem beliebigen anderen Verfahren, bei jedem Arbeitsschritt die Gefahr einer Qualitätsminderung besteht Daher ist eine Kopie, die bei einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen einer Kopie auf unbeschichtetem Papier zufriedenstellend üein konnte, nicht notwendigerweise für eine elektrostatische oder Flachdruck-Druckform zufriedenstellend. Die Erfindung schafft die hohe und naturgetreue Auflösung.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch einen Teil des Gitters 10. Das Gitter 10 ist ein Maschengitter aus Metalldrähten 10a und hat eine Anschlußklemme 20 zum Anschließen an eine elektri-

M sehe Potentialquelle. Das Gitter 10 ist mit einer Isolierschicht 10b gleichmäßig beschichtet damit das elektrische Potential vollständig elektrisch isoliert ist und keine Berührung mit irgendwelchen, vom Gitter 10

festgehaltener Tonerteilchen hat.

Tonerteilchen 22 sind zwischen den Maschen des Gitters 10 angehäuft und angesammelt. Je kleiner die Maschenweite des Gitters 10, um so höher ist die mit der Vorrichtung erzielte Auflösung. Es sind Gitter .-nit einer Maschenweite entsprechend 1000 Drähten pro 25,4 mm bekannt jedoch mit dem in Fig.2 dargestellten Isoliermaterial wird die Anzahl der Drähte kleiner sein als 1000. Das zum Isolieren des Drahtes angewandte Verfahren und die beim Isolieren aufgebrauchte Sorgfalt bestimmen die Anzahl der Drähte und die Dicke des Isoliermaterials, aus denen sich beim fertigen Gitter eine maximale Auflösung von zwei bis vier Linienpaaren/mm ergeben sollte, während sich mit einer stärkeren Isolierung oder einem feinermaschigen Gitter eine Auflösung von sieben bis vierzehn Linienpaaren je Millimeter erreichen läßt

Die richtigen Potentiale und den Arbeitsstrom für den Betrieb der Vorrichtung liefern eine Hochspannungsquelle 25 für die Koronaentladungsvorrichtung 12, eine Hochspannungsquelle 26 für das Steuergitter 14, und eine Hochspannungsquelle 27 für das Beschleunigungsfeld zwischen dem Toner tragenden Gitter 10 und der Rückseite 16 des Aufzeichnungsmaterials 18.

Gute Ergebnisse lassen sich, beispielsweise, mit einem den Toner tragenden Gitter 10 in Ausführung als Maschengitter aus rostfreiem Stahl mit einer Feinheit von 200 Maschen pro 25,4 linearen mm erzielen, bei dem jeder Draht mit Polyäthylen 0,003 bis 0,004 mm cick beschichtet ist. Die Maschenöffnungen waren mit Tonerpulver gemäß der US-PS 37 64 538 aufgefüllt.

Mit einer Spannung von +2000V zwischen dem Steuergitter 14 und dem Gitter 10, +6000 V zwischen dem Maschengitter 10 und der Gegenelektrode 16, und mit einem negativen Ladungsstrom aus der Koronaentladungsvorrichtung 12 wurden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt In gleicher Weise ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einer Spannung von —2000 V zwischen dem Steuergitter 14 und dem Maschengitter 10, —6000 V zwischen dem Maschengitter 10 und der Gegenelektrode 16, und einem positiven Koronaentladungsstrom aus der Koronaentladungsvorrichtung 12.

Der Ladungsstrom liefert etwa 0,5 uA/cm². Diese Stromdichte erzeugt an der aufnehmenden Fläche innerhalb einer Sekunde einen Schwärzungsgrad von 1,0.

Die Korona erzeugt Ionen, die auf das Steuergitter 14 fallen; das Ladungsvorzeichen ist abhängig von der Polarität der Stromquelle 25. Diejenigen Ionen, die durch das Steuergitter 14 hindurchgehen, werden in Richtung auf das Maschengitter 10 beschleunigt, das durch die Hochspannungsquelle 26 auf einem zu den Koronaionen entgegengesetzten Potential gehalten wird.

Da die Gitterbeschichtung und das Tonerpulver elektrisch isolieren, lädt sich das von den Ionen getroffene Tonerpulver mit der Polarität der Ionen auf. Erhält die Gegenelektrode 16 jetzt durch die Spannungsquelle 27 ein entsprechendes Potential (Sausspannung), kommt ein Feld zustande, das die geladenen Tonerteilchen in Richtung der Gegenelektrode beschleunigt und am Papier bildmäßig aufbringt Es hat sich herausgestellt, und wurde durch praktische Versuche bestätigt, daß weder ein nicht isoliertes, elektrisch leitendes Maschengitter 10, noch ein elektrisch nicht leitendes Maschengitter 10 brauchbare Ergebnisse liefert, wo hingegen das vollständig isolierte und mit der Gegenelektrode 16 elektrisch gekoppelte, elektrisch leitende Maschengitter voraussehbare und wiederholbare Ergebnisse bringt

Das Maschengitter 10 dient somit als Konversionsvorrichtung, die den bildmäßig differenzierten Koronaionenstrom in einen bildmäßig differenzierten Tonerteilchenstrom umwandelt, der auf jede beliebige Oberfläche, einschließlich Oberflächen an unbeschichteten Papieren oder Druckformen, direkt aufgebracht werden kann.
Der Schwärzungsgrad der sich ergebenden Kopie läßt sich dadurch regulieren, daß entweder die vom Maschengitter festgehaltene Menge Tonerteilchen oder die das Maschengitter 10 erreichende Ionenstromdichte reguliert werden, letztere durch Verändern des Stromes aus der Korona oder durch Regeln des elektrischen Feldes zwischen dem Steuergitter 14 und dem Maschengitter 10. Die Kontraststärke an der Fertigkopie kann durch Verändern des elektrischen Feldes zwischen der Gegenelektrode 16 und dem Maschengitter 10 beeinflußt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrostatisches Verfahren zur Herstellung eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial, bei dem dem Aufzeichnungsmaterial ein ungeladenes Tonerpulver tragendes Maschengitter gegenübergestellt und zwischen dem Maschengitter und der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials ein elektrostatisches Beschleunigungsfeld erzeugt wird, und bei dem zur bildmäßig verteilten Aufladung der Tonerschicht auf dem Maschengitter dieses mit einem durch ein Steuergitter bildmäßig differenzierten Korronaionenstrom beaufschlagt wird, dessen Polarität so gewählt ist, daß dabei aufgeladene Tonerteilchen durch das Beschleunigungsfeld in Richtung des Aufzeichnungsmaterials bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß «in Maschsngitter (10) aus einem elektrisch leitenden, mit einer elektrisch isolierenden Schicht {tOb) beschichteten Kern (19a,)verwendet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Koronaentladungseinrichtung, einer als Gegenelektrode für die Koronaentladungseinrichtung dienenden elektrisch leitenden Platte als Auflage für das Aufzeichnungsmaterial, einem zwischen der Koronaentladungseinrichtung und der Platte angeordneten Steuergitter zur bildmäßigen Differenzierung des Koronaionenstromes, einem zwischen dem Steuergitter und der Platte angeordneten, von dem bildmäßig differenzierten Koronaionenstrom beaufschlagten elektrisch leitenden Maschengitter als Träger einer Schicht aus ungeladenen Tonerteilchen, sowie mit einer Hochspannungsquelle zum Anlegen eines Beschleunigungsfeldes zwischen dem Maschengitter und der Platte für die durch den Koronaionenstrom in bildmäßiger Verteilung aufgeladenen Tonerteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Maschengitter (10) aus einem elektrisch leitenden Kern (1OaJ mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung (106J besteht.