DE2731636C3

DE2731636C3 - Elektrografisches Aufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE2731636C3
Application number: DE2731636A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kodaira Tokio Ochi (Japan)
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1981-01-29
Also published as: GB1554477A; DE2731636B2; JPS5310435A; DE2731636A1; US4142192A; FR2358690A1; JPS5626022B2; FR2358690B1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrografisches Aufeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungselektrode ind einer Gegenelektrode, durch die ein dazwischenlegender Aufzeirknungsbereich definiert ist, mit eiier Spannungsquelle zum Anlegen einer Signalspaniung an das Elektrode Kpaar, mit einer Einrichtung um Durchführen eines Aufzeichnungsträgers durch den Aufzeichnungsbereich, mit einer Tonerzuführungs-Vorrichtung, mit der kontinuierlich ein elektrisch leitender Toner zwischen die Aufzeichnungselektrode und die eine Oberflächenseiie des Auf-

·' Zeichnungsträgers bringbar ist, mit einer Station, mit der, nachdem der Aufzeichnungsträger durch den Aufzeichnungsbereich durchgetreten ist, überschüssiger Toner entfernbar ist, und mit einer Fixierstation für das Tonerbild.

i" Bei bekannten Aufzeichnungsgeräten dieser Art wird der Aufzeichnungsträger über die feste Oberfläche der Gegenelektrode geführt. Dabei ist es nachteilig, daß eine hohe Spannung von etwa 350 Volt angelegt werden muß, um die Ladung von der Gegenelek-

|5 trode auf den Aufzeichnungsträger zu übertragen. Dies deshalb, weil die Oberfläche der Gegenelektrode Unregelmäßigkeiten aufweist und rauh ist. Es sind somit Spalte von einigen Mikron zwischen der Gegenelektrode und dem Aufzeichnungsträger gegeben, so

daß die Ladungsübertragung durch '.-^:>ie Korona-Entladung bewirkt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß wegen der Korona-Entladungen erhöhte Sicherheitsanforderungen erfüllt werden müssen, so daß die Herstellung aufwendig ist. Zudem ist der Toleranzbereich der Korona-Entladungen groß und es lassen sich keine einwandfrei vorher bestimmbare Eigenschaften erzielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteh* darin, ein elektrografisches Aufzeichnungsgerät so jai verbessern, daß eine exakte Ladungsübertragung von der Gegenelektrode auf den Aufzeichnungsträger erzielt wird und die Ladungsübertragung mit geringer Spannung an der Gegenelektrode möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

J5 gelöst, daß eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, mit der kontinuierlich ein Leitmittel mit elektrischer Leitfähigkeit zwischen die Gegenelektrode und die andere Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers bringbar ist und daß überschüssiges elektrisches Leitmittel entfernbar ist.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht:

1. Durch das in den Spaltbereich zwischen der Gegenelektrode und dem Aufzeichnungsträger eingebrachte Leitmittel wird ein direkter, intensiver elektrischer Kontakt erzielt. Damit ist unter Vermeidung von Korona-Entladungen eine einwandfreie Ladungsübertragung von der Gegenelektrode auf den Aufzeichnungsträger gegeben.

2. Korona-Spannungserzeuger sind nicht erforderlieh und werden somit eingespart, wodurch eine günstige Herstellung des Aufzeichnungsgeräts erzielt wird.

3. Die durch das angetragene Leitmittel erzielte gute Leitungsübertragung ist mit geringen Spannungen durchführbar. Dadurch werden Einstreuungen hoher Spannungen in die mit Niederspannung arbeitende Elektrik des Aufzeichnungsgeräts vermieden.

4. Wegen der g< singen Spannung ist die Gefahrenklasse des Aufzeichnungsgeräts geringer und es ist eine größere Sicherheit für die mit dem Aufzeichnungsgerät arbeitende Bedienungsperson gegeben.

5. Durch das angetragene Leitmittel wird an der vi gegenüberlieguiden Seite an der Aufzeichnungselektrode der Toner besser am Aufzeichnungsträger gehalten, so daß eine intensivere Haftung und randschärfere Ausbildung des To-

nerbildes am Aufzeichnungsträger erzielt wird.

6. Aufgrund des angetragenen Leitmittels werden Beeinträchtigungen durch Unregelmäßigkeiten und rauhe Oberflächen an der Gegenelektrode weitgehend vermieden.

7. Das angetragene Leitmittel wirkt als Ausgleichspuffer zwischen der Oberfläche der Gegenelektrode und dem Aufzeichnungsträger, so daß die Genauigkeitsanforderungen an die Spalt-Bedingungen in diesem Bereich herabgesetzt werden können. Außerdem kann man leichter unterschiedlich dicke Aufzeichnungsträger verwenden, da durch das zugeführte Leitmittel ein selbsttätiger Spaltausgleich bei einem Wechsel von z. B. dickem Papier auf dünnes Papier erfolgt.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, durch deren Anwendung in vurieiihaiier Weise besonders wirksame Ubertragungsmöglichkeiten für das Leitmittel erzielt werden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,

Fig. 2 ein Schaubild der charakteristischen Eigenschaften des im Rahmen der Erfindung verwendeten leitenden Toners,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrografischen Aufzeichnungsgeräts,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrografischen Aufzeichnungsgeräts,

Fig. 6 die in dem Gerät gemäß Fig. 5 verwendeten Aufzeichnungselektroden in einer Ansicht von oben,

Fig. 7 und 8 weitere Ausführungsformen der Erfindung,

Fi e. 9 eine Seitenansicht eines Geräts, bei dem die Erfindung zum Drucken ausgenutzt ist,

Fig. 10 die bei dem Gerät gemäß Fig. 9 benutzten Elektroden in einer Ansicht von oben.

Gemäß Fig. 1 sind eine Aufzeicb>iungselektrode 14 und eine Gegenelektrode 15, die in einem lichten Abstand einander gegenüber angeordnet sind, mit dem Minus- bzw. dem Plus-Pol einer Spannungsquelle 16 verbunden und begrenzen dazwischen einen Auf-Zeichnungsbereich 10. Die Spannungsquel'e 16 wird dazu benutzt, gezielt eine Spannung an die Elektroden anzulegen. Diese kann einen Spannungsgenerator umfassen, der, wie in Fig. 1 dargestellt, entsprechend einem aufzuzeichnenden Bild eine Rechteckspannung erzeugt, oder eine Kombination einer Gleichspannungsquelle mit einem Schalter, der entsprechend dem aufzuzeichnenden Bild gesteuert ein- und ausgeschaltet wird. Ein blattförmiger Aufzeichnungsträger 13, der von einer Rolle abgewickelt werden kann, wird durch den Aufzeichnungsbereich 10 geführt. Gemäß der Erfindung ist es möglich, als Aufzeichnungsträger 13 Normalpapier mit einer Dicke von einigen 10 um zu verwenden. Über nicht dargestellte Zuführungseinrichtungen werden dünne Schichten eines leitenden Toners 11 und eines puiverförmigen Leitmitteis

12 in die Spalte zwischen dem Aufzeichnungsträger

13 und den Elektroden 14 und 15 gebracht. Der lei

tende Toner 11 besteht aus einem gefärbten Pulver mit einer Korngröße von einigen μίτι bis einigen ΙΟμιη. Ein solcher Toner 11 kann beispielsweise durch Mischen eines magnetischen Pulvers (Magdezit, Ferrit usw.) mit einem Epoxydharz, Pulverisieren der Mischung und Schwärzen des Pulvers mit Ruß hergestellt werden. Das Leitmittel 12 enthält einen pulverisierten elektrischen Leiter und hat eine Korngröße von einigen bis einigen hundert μιτι (etwa 300 μηι). Dieses Leitmittel 12 kann gefärbt sein oder auch nicht. Demgemäß kann auch der leitende Toner 11 als Leitmittel 12 benutzt werden.

Obwohl es genügt, wenn derToner 11 und das Leitmittel 12 lediglich elektrisch leitend sind, ist es bei Ausführungsformen der Erfindung, die im folgender noch beschrieben werden, vorteilhaft, wenn hierfüi elektrisch leitendes und magnetisches (magnetisch anziehbares) Material verwendet wird, damit es leichi auf die Oberflächen uc:> AüiiciCniiüi'igäif ägers 13 aufgebracht werden kann.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät arbeitet wie folgt Mittels der Spannungsquelle 16 wird an die einandei gegenüberstehenden Elektroden 14 und 15 eine Be triebsspannung angelegt. Es fließt dann ein Strorr durch den Toner 11 und das Leitmittel 12 und lädi die elektrostatische Kapazität des Aufzeichnungsträ gers 13 auf. Durch diesen Ladestrom werden die ar den Aufzeichnungsträger 13 angrenzenden Tonerteile 17 und Leitpulverteile 18 ebenfalls aufgeladen. Irr Beispiel gemäß Fig. 1 werden die Tonerteile 17 negativ und die Leitpulverteile 18 positiv aufgeladen.

Die mit entgegengesetzten Polaritäten aufgeladenen Tonerteile 17 und Leitpulverteile 18 ziehen sich durch Coulomb-Kraft gegenseitig an, so daß Teil« hiervon an den Oberflächen des Aufzeichnungsträger! 13 haften bleiben, nachdem der größte Teil des Toner; 11 und des Leitmittels 12 von den Oberflächen de; Aufzeichnungsträger 13 entfernt worden sind.

Wenn der leitende Toner 11 gefärbt ist, das Leit mittel 12 aber farblos ist oder dieselbe Farbe wie der Aufzeichnungsträger 13 aufweist, ist es möglich, eir sichtbares Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger 12 zu erzeugen, indem nach Maßgabe einer Bildinforma tion mittels der Spannungsquelle 16 gezielt eine Spannung an die Elektroden 14, 15 angelegt wird. Dei größte Teil des Toners 11 und des Leitmittels 12 können von den Oberflächen des Aufzeichnungsträger; 13 dadurch entfernt werden, daß dieser Ultraschallschwingungen ausgesetzt wird, wobei die nicht durch elektrostatische Kräfte angezogenen Pulverteile entfernt werden, oder dadurch, daß Druckluft geger die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 13 geblaser wird. Es ist also der Toner 11 aufgeladen, sobald da< elektrostatische Feld an die Tonerschicht und da: Leitmittel 12 angelegt ist, und es ist nicht notwendig hohe Spannungen einzusetzen, die dann erforderlich sind, wenn die Aufladung durch eine Koronaentla dung an Luft erzielt wird. Durch die Mitwirkung de: Leitmittels 12 wird die Größe der zur Aufzeichnunj erforderlichen angelegten Spannung herabgesetzt unt es ist möglich, direkt ein Tonerbild auf dem Auf zeich nungsträger 13 zu erzielen, ohne daß auf diesem zuvo: ein latentes Bild erzeugt werden muß.

Gemäß Fig. 2 steht der Durchgangswiderstand de: leitenden Toners 11 im umgekehrten Verhältnis zun elektrischen Feld. Demgemäß hat die Ladung, di< dem Tonerteil 17 und dem Leitpulverteil 18 mittel: einer an die Aufzeichnungselektrode 14 und die Ge

genelektrodc 15 angelegte impulsförmigen Signalspannung zugeführt worden ist, die Tendenz, nach dem Ende des Spinnungssignals allmählich wieder abzunehmen. Aufgrund der Tatsache aber, daß der Durchgangswiderstand der Tonerschicht ansteigt, wenn das elektrische Feld abnimmt, bleiben die in dem Tonerte!¹17 und dem Leitpulverteil 18 gespeicherten Ladungen mit nur geringfügiger Abnahme bestehen. Da der Tonerteil 17 und der Leitpulverteil 18 bestimmten Mindestwiderstand haben, ist der Strom, der parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 12 fließt, klein, so daß eine Minderung der Bildauflösung vernachlässigbar klein ist.

Bisher ist davon ausgegangen worden, daß das Leitmittel 12 farblos ist oder dieselbe Farbe hat wie der Aufzeichnungsträger 13. Wenn aber das Leitmittel 12 gefärbt ist, beispielsweise wenn der Toner 11 und das Leitmittel 12 aus demselben Material hergestellt sind, dann wird beim Fixieren des Tonerbildes das als Leitmittel 18 wirkende Material schwächer fix.ert als das als Toner 11 benutzte Material, damit man das als Leitmittel 18wirkende Material entfernen kann. Alternativ kann das als Leitmittel 18 wirkende Material auf dem Aufzeichnungsträger 13 auch zurückgehalten werden, so daß man das Tonerbild auf einen anderen Aufzeichnungsträger umdrucken kann.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektrografischen Aufzeichnungsgeräts, das nach dem in Fig. 1 dargestellten Prinzip aufgebaut ist. Das Gerät gemäß Fig. 3 umfaßt einen von einer Rolle abwickelbaren Aufzeichnungsträger 300, einen Tonerbehälter 301, eine oberhalb des Aufzeichnungsträgers 300 angeordnete Aufzeichnungselektrode 302, einen unterhalb des Aufzeichnungsträgers 300 angeordneten Behälter 303, der ein elektrisch leitendes und magnetisches Leitpulver 312 enthält, eine Ultraschallstation 304 zur Entfernung überschüssigen Pulvers, einen Sammelbehälter 305 für rückgewonnenen Toner 320 und eine als Elektroheizung ausgebildete Fixierstation

306. In dem das leitende und magnetische Leitmittel ill ~~tu„n„_,<„_ d„u^i.„- int -:—j „:_„ „u t„;*o_nAor ted Electrographic Recording and Developing Stylus Assembly« hat, bekannte Vorrichtung verwendet werden. Als Spannungsquelle 318 kann ein Impulsgenerator oder eine Kombination einer Gleichspannungsquelle mit einem periodisch betätigten Schalter benutzt werden. Der negative Pol der Spannungsquelle 318 ist mit der Aufzeichnungselektrode 302 verbunden, die über einen geeigneten, nicht dargestellten Isolator an dem Toner-Behälter 301 befestigt ist, während der positive Pol der Spannungsquelle 318 geerdet ist. Der drehbare Hohlzylinder 310 ist mittels eines Bürsten-Gleitkontaktes geerdet. Der drehbare Hohlzylinder 310 und das leitende Band 307 bilden eine der Aufzeichnungselektrode 302 gegenüberstehende Gegenelektrode.

Bei dieser Ausführungsform wird der von einer Rolle abgewickelte Aufzeichnungsträger 300 mittels einer Aufnahmewalze 330, die mit von einem Elektromotor 331 angetrieben ist, über ein Führungswaizenpaar 319 durch den Aufzeichnungsbereich gezogen.

Das in Fig. 3 dargestellte Gerät arbeitet wie folgt: Der in dem Tonerbehälter 301 enthaltene leitende Toner 320 tritt durch einen Spalt 301' mit einer Weite von etwa 0,1 mm aus und bildet auf dem Aufzeichnungsträger 300 eine dünne Tonerschicht 314. Die Aufzeichnungselektrode 302 steht in leitendem Kontakt mit der Tonerschicht 314 und führt die Quellenspannung zu. Die Folge davon ist, daß die Tonerschicht 314 und die leitende und magnetische Schicht 313 durch die Signalspannung aufgeladen werden, wodurch ein Tonerbild 316 entsteht. Danach wird mit Hilfe der Ultraschallstation 304 überschüssiges Tonermaterial entfernt und das Tonerbild 316 mit der Fixierungseinrichtung 306 fixiert, um eine dauerhafte Aufzeichnung zu erzielen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufzeichnungsgeräts ist in der Fig. 4 dargestellt, in der einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig. 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist unmittelbar neben der Aufzeich-

n*» Tnn*»r-Rürlf opu/innunocvnr-

Band ausgebildete Gegenelektrode 307 und eine Übertragungseinrichtung 308 angeordnet, die eine an dem nicht dargestellten Gerätegestell gelagerte Magnetrolle 309 und einen die Magnetrolle 309 konzentrisch umschließenden drehbaren Hohlzylinder 310 umfaßt, der geerdet ist. Der drehbare Hohlzylinder 310 wird mittels einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in Richtung eines Pfeils 317 angetrieben und fördert dadurch das magnetische Leitmittel 312 in einen Spalt zwischen dem Band 307 und dem Aufzeichnungsträger 300, wobei eine Schicht 313 aus dem magnetischen Leitmittel 312 gebildet wird. In elektrisch leitendes Pulvermaterial ist magnetisches Pulvermaterial wie Eisen eingebettet, so daß das Leitmittel 312 unter der Wirkung des magnetischen Feldes der Magnetrolle 309 an die Oberfläche des drehbaren Hohlzylinders 310 herangezogen wird.

Vorteilhaft ist es, wenn das leitende Band 307 eine Mischung aus einem Silikon-Harz und einem Silberpulver wie das von der Firma Chomerics, USA, verkaufte CHO-Seal enthält. Als Fördervorrichtung, mit der das magnetische Pulver durch Relativbewegung des drehbaren Hohlzylinders 310 und der Magnetwalze 309 gefördert wird, kann eine aus dem vorerwähnten US-Patent Nr. 3 816 810 und dem US-Patent Nr. 3879737 vonLundeetal,das den Titel »Integrarichtung 400 angeordnet. Der Aufbau der Toner-Rückgewinnungsvorrichtung 400 ist ähnlich dem der

4i Übertragungseinrichtung 308, d. h. sie umfaßt eine stationäre Magnetwalze 301 und einen drehbaren, die Magnetwalze 401 konzentrisch umschließenden Hohlzylinder 402. Oberhalb der Aufzeichnungselektrode 302 ist ein in Richtung auf den Tonerbehälter 301 geneigtes Führungsglied 403 befestigt. Der den drehbaren Hohlzylinder 402 berührende Teil des Führungsgliedes 403 besteht aus einem geschmeidigen Material wie Filz. Durch diese Vorrichtung wird leitendes und magnetisches Tonermaterial, das den Aufzeichnungsbereich passiert hat und von dem Aufzeichnungsträger 300 relativ schwach angezogen wird, mittels der Magnetwalze 401 abgezogen und durch den sich drehenden Hohlzylinder 402, der von einem (nicht dargestellten) Antrieb in Richtung des Pfeils 404 angetrieben ist, entlang seines Umfangs zu dem Führungsglied 403 transportiert und dadurch in den Tonerbehälter 301 zurückgeleitet. Auf diese Weise wird der Toner für eine Wiederverwendung zurückgewonnen. Da der drehbare Hohlzylinder 402 der ^oner-Rückgewinnung&vorrichtung 400 nicht eine Aufzeichnungselektrode bildet, ist es nicht notwendig, daß er elektrisch leitend ist. Eine unterhalb des Aufzeichnungsträgers 300 angeordnete Übertragungseinrich-

tung 405 umfaßt eine ortsfest angeordnete Magnetrolle 407 und einen drehbaren Hohlzylinder 408, in Richtung des Pfeils 409 angetrieben ist, um elektrisches und magnetisches Leitmittel 406 zur Unterseite des Aufzeichnungsträgers 300 hin zu transportieren. Ein Vorratsbehälter 410 für das magnetische Leitmittel 406 ist nahe des Umfangs des Hohlzylinders 408 befestigt, so üaß zwischen diesen ein Spalt 410' frei bleibt. Alternativ dazu kann auch der Hohlzylinder 408 fest angeordnet und die Magnetrolle 407 in der zur Richtung des Pfeils 409 entgegengesetzten Richtung rotierend angetrieben sein, um das Pulver in Richtung des Pfeils zu befördern.

Verwendet man als Aufzeichnungselektrode 302 eine einzelne Nadel, die mit hoher Geschwindigkeit quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 300 bewegt wird, so kann mit den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Geräten ein zweidimensionales Bild erzeugt werden. Zur Erzielungeines zweidimensionalen Bildes ist es auch möglich, als Aufzeichnungselektrode 302 eine Mehrfach-Aufzeichnungselektrode zu verwenden, in der eine Reihe einzelner Aufzeichnungselektroden 302 vorgesehen sind, denen die Signalspannung über elektronische Schaltglieder sequenziell zugeführt ist.

In den Fig. 5, 7 und 8 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind Elemente der vorgenannten Ausführungsbeispiele entsprechende Elemente in diesen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist oberhalb des Aufzeichnungsträgers 300 eine magnetische Bürste 502 vorgesehen, die einen stationären Hohlzylinder 504 mit inneren und äußeren Mantelflächen und eine in dem Hohlzylinder 504 drehbar angeordnete Magnetwalze 503 aufweist, die sich in Richtung des Pfeils 508 dreht, wenn der in einem Vorratsbehälter 510 enthaltene elektrisch leitende und magnetische Toner 501 in Richtung eines Pfeils 511 zu einem Aufzeichnungsbereich 509 transportiert wird. Fig. 6 zeigt in einer abgewickelten Ansicht eine Reihe von Aufzeichnungseiekiroden äüö, die elektrisch gegeneinander isoliert parallel zur Achse des Hohlzylinders 504 an der Innenseite seiner äußeren Mantelfläche angeordnet sind. Um ein sich über die Breite des Aufzeichnungsträgers 300 erstreckendes zweidimensionales Tonerbild 505 zu erzeugen, wird die Betriebsspannung sequenziell an die Elektroden angelegt. Eine solche Elektrodenanordnung ist beispielsweise in der US-PS 3879737 offenbart. Wie man unmittelbar der vorstehenden Beschreibung entnehmen kann, fördert die magnetische Bürste 502 den Toner 501 nicht nur in den Aufzeichnungsbereich 509, sondern nimmt überschüssigen Toner 501 auch wieder weg. Die zu den einzelnen Elektroden führenden (nicht dargestellten) Leitungsdrähte sind mit einer nicht dargestellten Treibschaltung verbunden und in einem Spalt 512 zwischen der Mangetwalze 503 und dem Hohlzylinder 504 verlegt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind an einander gegenüberliegenden Seiten des Aufzeichnungsträgers 300 oben eine magnetische Bürste 502 und unten eine Übertragungseinrichtung 405 angeordnet und fördern den elektrisch leitenden und magnetischen Toner 501 bzw. das magnetische Leitmittel 406 in den Aufzeichnungsbereich. Bsi diesem Ausführungsbeispiel wird der Toner 501, wie schon in Verbindung mit den F i g. 5 und 6 erläutert, dadurch auf den Aufzeichnungsträger 300 gebracht, daß die Magnetwalze 503 und der magnetischen Bürste 502 rotierend angetrieben wird, und er wird durch die an die Aufzeichnungselektroden 500 angelegte Spannung aufgeladen. Die Übertragungseinrichtung 405 fördert das Leitmittel 406 dadurch zur Unterseite des Aufzeichnungsträgers 300, daß entweder der Hohlzylinder 408 oder wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die Magnetrolle 407 rotierend angetrieben wird.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem anstelle eines elektrisch leitenden Pulvers eine leitende Flüssigkeit verwendet wird. Die Leitflüssigkeit 801 befindet sich in einem Flüssigkeitsbehälter 805 und wird mittels einer in Richtung eines Pfeils 803 rotierend angetriebenen, geerdeten, leitenden Walze 802 zur unteren Bandfläche des Aufzeicr.-nungsträgers 300 gefördert. Ein Tonerbild 804 wird auf dem Aufzeichnungsträger 300 durch Anlegen einer Signalspannung an die Aufzeichnungselektroden 500 und die leitende Walze 802 erzielt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Toner 501 durch die elektrostatische Anziehungskraft zwischen der Ladung des Toners 501 selbst und der mittels der Leitflüssigkeit 801 auf dem Aufzeichnungsträger 300 gebildeten elektrischen Ladung angezogen. Als Leitflüssigkeit 801 können Wasser oder Alkohole verwendet werden. Auf die mit der Leitflüssigkeit 801 in Kontakt kommende Seite des Aufzeichnungsträgers 300 kann ein für Flüssigkeiten undurchdringlicher Film aufgebracht sein. Als Aufzeichnungsträger 300 kann beispielsweise ein Polyesterfilm verwendet werden.

Fig. 9 zeigt eine Anwendung im Rahmen einer Druckmaschine, die eine Aufzeichnungselektroden-Trommel 900, eine Wählelektroden-Trommel 901 und ortsfest angeordnete Magnetwalzen 902 und 903 umfaßt. Die Aufzeichnungselektroden-Trommel 900 ist von einem drehbaren isolierenden Hohlzylinder 904 umgeben, in dem eine Mehrzahl von Zeichen-Elektroden 905 eingebettet sind. Die Ztichen-Elek-

~_ D..»k.lnU_nn ^rIn- ir.

deren Symbolen und sind gehärtet. Ähnlich wie die Aufzeichnungselektroden-Trommel 900 umfaßt auch die Wählelektroden-Trommel 901 einen isolierenden Hohlzylinder 908, in den eine Mehrzahl von Wählelektroden 909 eingebettet sind. Die Aufzeichnungselektroden-Trommel 900 und die Wählelektroden-Trommel 901 drehen sich mit derselben Umfangsgeschwindigkeit um die Magnetwalzen 902 und 903, die mit alternierend angeordneten N- und S-Magneten f lüden Transport elektrisch leitender und magnetischer Toner 906 und Leitmittel 906' zu Aufzeichnungsbereichen 907 und 910 an den einander gegenüberliegenden Flächen des Aufzeichnungsträgers 300 versehen sind.

Das in Fig. 9 dargestellte Gerät arbeitet wie folgt: Durch Anlegen einer Spannung an eine Zeichenelektrode 905a und eine Wählelektrode 909a, die sich im Aufzeichnungsbereich 907,910 gegenüberstehen, wird nach dem in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Prinzip gezielt der elektrisch leitende und magnetische Toner 906 in dem Aufzeichnungsbereich 907 mit der Form der Zeichenelektrode 9G5a aufgeladen. Wenn sich der Aufzeichnungsträger 300 in Richtung des Pfeils 911 aus dem Aufzeichnungsbereich 907 herausbewegt, wird überschüssiger Toner 906 durch die

Aufzeichnungselektroden-Trommel 900 und die Wählelektroden-Trommel 901 enifernt und es entstehen Tonerbilder 912, die sodann, um dauerhafte Aufzeichnungen zu erhalten, mit Hilfe einer Fixierstation fixiert werden.

Die Zeichenelektroden 905 und die Wählelektroden 909 sind in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise mit gleichem Abstand auf den Oberflächen der Aufzeichnungselektroden-Trommel 900 und der Wählelektroden-Trommel 901 angeordnet. Wenn eine zum Drucken vorgesehene Zeichenelektrode 905 durch Rotation der Zeichenelektroden-Trommel 900 in den Aufzeichnungsbereich 907 gebracht worden ist, so wird mittels der Spannungsquelle 915 ein Impuls an eine entsprechende Wählelektrode 909 angelegt und das Zeichen auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 300 gedruckt. Da alle zu druckenden Zeichen entlang des Umfangs auf der Aufzeichnungselektroden-Trommel 900 angeordnet sind, ist nach einem vollständigen Umlauf derselben eine Zeile vollständig gedruckt. D?vs Anlegen der Spannung an die Wählelektroden-Trommel 901 erfolgt über Bürsten, die zur Kontaktierung der Wählelektroden in einem Spalt 913 zwischen der Wählelektroden-Trommel 901 und der Magnetwalze 903 angeordnet sind, und die in dem Spalt 913 angeordneten und mit diesen Bürsten verbundenen Leitungen werden im Bereich der seitlichen Stirnfläche der Wählelektroden-Trommel 901 herausgeführt. Wenn der Aufzeichnungsträger 300 zwei voneinander lösbare Bahnen umfaßt, ist es möglich, nach dem Fixieren gleichzeitig zwei Aufzeichnungen zu erhalten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Beispiele näher spezifiziert:

Beispiel 1

Normalpapier mit einer Dicke von 50 μίτι und einem spezifischen Widerstand von 10² Ohm · cm wurde mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/sec gefördert, und es wurden auf beiden Seiten des Papiers Schichten eines leitenden Toners mit den in Fig. 2 dargestellten charakteristischen Eigenschaften mit einer Dicke von jeweils 0,1 mm aufgebracht. Zur Erzielung eines sichtbaren Bildes wurde eine Impulsspannung mit einer Impulshöhe von 200 Volt und einer Impulsbreite ■ von 50 m/sec an die Tonerschicht angelegt.

Beispiel 2

Der gemäß Beispiel 1 nicht in Kontakt mit der Aufzeichnungselektrode stehende Toner (der dem elektrisch leitenden Pulver 12 gemäß Fig. 1 entspricht) wurde durch einen Toner mit geringerem spezifischem Widerstand ersetzt und man erhielt ein im Vergleich zum Beispiel 1 klareres und satteres Bild. Die auf das Papier aufgebrachte Tonermenge mit erniedrigtem

i> Widerstand war kleiner als im Beispiel 1.

Beispiel 3

Als Aufzeichnungsträger wurde ein Polyesterfilm mit einer Dicke von 25 μΐη benutzt und zwischen der Aufzeichnungseiektrode und dem Aufzeichnungsträger wurde eine Tonerschicht mit einer Dicke von 0,5 mm gebildet. Zwischen die einander gegenüberliegenden Flächen des Aufzeichnungsträgers und der Gegenelektrode wurde Leitungswasser gebracht und

2> zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes wurde an die einander gegenüberliegenden Elektroden eine Impulsspannung mit einer Impulshöhe von 200 Voit und einer Impulsbreite von 5 m/sec angelegt.

Gemäß der Erfindung wird die Aufladung des Toners nicht mittels einer elektrischen Entladung in Luft erzielt, sondern mittels eines Spannungssignals, das zur Erzeugung des sichtbaren Bildes an ein Elektrodenpaar angelegt wird, wobei es möglich ist, mit einer relativ niedrigen Spannung auf billigem Normalpapier

υ eine dauerhafte Aufzeichnung zu erzielen. Weiter ist es praktisch gleichzeitig mit dem Anlegen des Spannungssignals möglich, den Inhalt der Bildinformation zu erkennen. Wenn die Erfindung mit einem Faksimile-Gerät oder einer Druckmaschine eingesetzt wird, ist es möglich, eir.t niedrige Aufzeichnungsspannung zu verwenden und billiges Normalpapier.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrografisches Aufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungselektrode und einer Gegenelektrode, durch die ein dazwischenliegender Aufzeichnungsbereich definiert ist, mit einer Spannungsquelle zum Anlegen einer Signalspannung an das Elektrodenpaar, mit einer Einrichtung zum Durchführen eines Aufzeichnungsträ- gers durch den Aufzeichnungsbereich, mit einer Tonerzuführungs-Vorrichtung, mit der kontinuierlich ein elektrisch leitender Toner zwischen die Aufzeichnungselektrode und die eine Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers bringbar ist, is mit einer Station, mit der, nachdem der Aufzeichnungsträger durch den Aufzeichnungsbereich hindurchgetreten ist, überschüssiger Toner entfernbar ist und mit einer Fixierstation für das Tonerbild, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungseinrichtung (308, 405) vorgesehen ist, mit der kontinuierlich ein Leitmittel (12, 312,406) mit elektrischer Leitfähigkeit zwischen die Gegenelektrode (15, 307) und die andere Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) bringbar ist und daß überschüssiges elektrisches Leitmittel (12, 312, 406) entfernbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Leitmittel (12, 312, 406) ein magnetisch anziehbares Pulver inkorporiert ist.

3. Gerät :<ach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführungsvorrichtung unmittelbar neben, der Aufzeichnungselektrode (302,500,900) angeordnet ist daß die Übertragungseinrichtung (308) für das Leitmittel (312) J5 eine magnetische Bürste ist und einen Behälter (303) für das Leitmittel (312) eine Magnetrolle (309) und einen die Magnetrolle (309) konzentrisch umgebenden Hohlzylinder (310), die in einer Drehbewegung relativ zueinander versetzbar sind, sowie ein um den Hohlzylinder (310) und eine Führungswalze (311) verlaufendes, elektrisch leitendes Band aufweist, daß das elektrisch leitende Band die Gegenelektrode (307) mitbildet, wobei durch die Relativ-Drehbewegung Leitmit- -r> tel (312) aus dem Behälter (303) zur anderen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) gefördert wird.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetrolle (309) drehbar gela- gert und der leitfähige Hohlzylinder (310) stationär angeordnet ist.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in den Toner (320) als auch in das Leitmittel (312) « ein magnetisch anziehbares Pulver inkorporiert ist.

6. Gerät nach Anspruch S₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführungsvorrichtung unmittelbar neben der Aufzeichnungselektrode t,o (302) angeordnet ist, daß die Übertragungseinrichtung (405) für das Leitmittel (406) einen Vorratsbehälter (410) für dieses Leitmittel (406) sowie einen die Magnetrolle (407) konzentrisch umgebenden, elektrisch leitenden, die Gegen- ^ elektrode bildenden, drehbaren Hohlzylinder (408) aufweist, bei dessen Rotation das Leitmittel (406) zur anderen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) transportiert wird, daß weiter eine unmittelbar an die Aufzeichnungselektrode (302) und die eine Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) angrenzend angeordnete Tonerrückgewinnungs-Vorrichtung (400) vorgesehen ist, mit einer stationären Magnetwalze (401), einem die Magnetwalze (401) konzentrisch umgebenden drehbaren Hohlzylinder (40^) und mit einem den Hohlzylinder (402) an seinem Außenumfang berührenden Führungsglied (403), das den Toner (320) von dem drehbaren Hohlzylinder (402) abnimmt un din den Tonerbehälter (301) zurückleitet, wobei durch die Drehbewegung des Hohlzylinders (402) der Tonerrückgewinnungs-Vorrichtung (400) auf der einen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) vorhandenes überschüssiges Tonermaterial entfernt wird.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführungsvorrichtung einen ersten Vorratsbehälter (510) und eine erste unmittelbar an den Vorratsbehälter (510) angrenzend angeordnete magnetische Bürste (502) aufweist, die eine drehbare Magnetwalze (503) und einen die Magnetwalze (503) konzentrisch umgebenden, gerätefest angeordneten Hohlzylinder (504) umfaßt, wobei durch die Drehbewegung der Magnetwalze (503) Toner (501) aus dem ersten Vorratsbehälter (510) entlang des Außenumfangs des stationären Hohlzylinders (504) zu der einen Oberflächensejte des Aufzeichnungsträgers (300) gefördert wird, daß die Aufzeichnungselektrode (500) an dem gerätefesten Hohlzylinder (504) befestigt ist, und daß die Übertragungseinrichtung (308) für das Leitmittel einen Behälter (303) für dieses Material, eine zweite magnetische Bürste, die eine gerätefeste Magnetwalze (309) und einen diese konzentrisch umgebenden Hohlzylinder (310) umfaßt und ein um diesen Hohlzylinder (310) umlaufendes, elektrisch lt£endes Band aufweist, das zusammen mit der zweiten magnetischen Bürste die Gegenelektrode (307) bildet, wobei durch die Rotation des Hohlzylinders (310) der zweiten magnetischen Bürste das Leitmittel (312) aus dem zweiten Behälter (303) zu der anderen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) transportiert wird.

8. Gerät nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführungsvorrichtung einen ersten Vorratsbehälter (510) und eine erste unmittelbar an den Vorratsbehälter (510) angrenzend angeordnete magnetische Bürste (502) aufweist, die eine drehbare Magnetwalze (503) und einen die Magnetwalze (503) konzentrisch umgebenden gerätefest angeordneten Hohlzylinder (504) umfaßt, wobei durch die Drehbewegung der Magnetwalze Toner (501) aus dem ersten Vorratsbehälter (510) entlang des Außenumfangs des stationären Hohlzylinders (504) zu der einen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) gefördert wird, daß die Aufzeichnungselektrode (500) an dem gerätefesten Hohlzylinder (504) befestigt ist, und daß die Übertragungseinrichtung (405) für das Leitmittel (406) einen zweiten Vorratsbehälter (410) für dieses Leitmittel (406) aufweist, sowie eine zweite magnetische Bürste mit einem die Gegenelektrode bildenden, elektrisch leitenden Hohlzylinder (408) und mit einer konzentrisch in dem Hohlzylinder (408) angeordneten

Magnetrolle (407), die relativ zueinander verdrehbar ist, wobei durch die relative Drehbewegung das Leitmittel (406) aus dem zweiten Vorratsbehälter (410) zu der anderen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) transportiert wird.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetrolle (407) der Gegenelektrode (405) gerätefest angeordnet ist und der elektrisch leitende Hohlzylinder (408) drehbar angeordnet ist.

10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetrolle (407) der Gegenelektrode (405) drehbar und ihr elektrisch leitender Hohlzylinder (408) gerätefest angeordnet ist.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für eine Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufzeichnungselektroden-Tronunel (900) mit einem ersten isolierenden drehbaren HohlzyJinder (904), in dessen Außenumfangsbereich eine Anzahl von Zeichenelektroden (905) eingebettet sind, und mit einer konzentrisch in der Aufzeichnungselektroden-Trommel (900) angeordneten gerätefesten Magnetwalze (902) vorgesehen ist, daß gegenüber der Aufzeichnungselektroden-Trommel (900) eine Wählelektroden-Tronunel (901) angeordnet ist, wodurch ein zwischen den Trommeln (900, 901) liegender Aufzeichnungsbereich (967, 910) definiert ist, daß die Wählelektroden-Trommel (901) einen zweiten drehbaren Hohlzylinder

(908) aus isolierendem Material mit einer Anzahl in seinen Außenumfangsbereich eingebetteten Wählelektroden (909) und eine zweite, in der Wählelektroden-Trommel (901) konzentrisch angeordnete gerätefeste Magnetwake (903) umfaßt, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen Aufzeichnungsträger (300) durch den Aufzeichnungsbereich (907, 910) transportiert, daß eine Zuführu/igs-Vorrichtung vorgesehen ist, die elektrisch leitenden und magnetisch anziehbaren Toner (906) in den Bereich zwischen der Aufzeichnungselektroden-Trommel (900) und der einen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (300) transportiert, daß eine Zuführungs-Vorrichtung vorgesehen ist, die elektrisch leitendes und magnetisch anziehbares Leitmittel (906) in den Bereich zwischen der Wählelektroden-Trommel (901) und der anderen Oberflächenseite des Aufzeichnungsträgers (2(30) fördert, und daß eine Spannungsquelle (915) vorgesehen ist, mit der an Zeiches/elektroden (905) und Wählelektroden

(909) eine Betriebsspannung anlegbar ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Tonermaterial oder das Leitmittel gefärbt ist.