DE2842823A1

DE2842823A1 - Elektrographisches drucksystem

Info

Publication number: DE2842823A1
Application number: DE19782842823
Authority: DE
Inventors: Ronald F Borelli; Kishor M Lakhani
Original assignee: Honeywell Information Systems Italia SpA
Current assignee: Bull HN Information Systems Inc
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2842823C2; FR2405508A1; FR2405508B1; US4165686A; JPS5455434A; CA1105982A; JPS6240708B2; AU521554B2; AU4031978A

Description

Die vor. liegende Krfindung bezieht sich auf ein elektrographisches Druoksystem nach dem Gattungsbegriff des Anspruches: 1. Sie betrifft insbesondere eine Einrichtung zum Drucken permanenter elcktrographinch erzeugter Bilder auf zwei Seiten einer Papierbahn _r wobei dies mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten erfolgt_f wie dies bei Ausgabc-einrichtungen für Computer erforderlich ist.

Ks ist seit langem bekannt _f daß Peripheriegeräte eines Computers _f insbesondere Ausgabeeinheiten, Schv/achstellen hinsichtlich der Gesamtleistung eines Computersystems bilden. Die Mehrheit der druckenden liusgabeeinrichtungen für CoMp-w.tersyst-.Oine besteht immer noch, aus Druckern, die den Ausdruck dv.rch Anschlctg mit Druckhämmern auf dem Papier· erzeugen. Die Bewegung derartiger Druckhammer beeinträchtigt nicht nur die GoKcliv.'indigke.it, mit der eine Datenausgabe erfolgen kann, sondern ist auch geräuschvoll und schwierig zu warten. Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, die Wartung zu erleichtern und trotzdem die Druckqualität aufrechtzuerhalten, ist ein System entwickelt worden, das von Honeywell Information Systems Ine. verbrieben wird und eine elektrographische Aufzeichnungr.techn.ik verwendet, urn den Druck anschlagfrei zu verwirklichen. Ein derartiges Drucksystem, das elektrographisch eine Seite von vorbehandeltem Papier bedruckt, ist in der US-PS 3 687 107 dargestellt und beschrieben. Weitere bekannte Systeme dieser Art können den US-Patentschriften 3 624 661, 3 958 251, 3 812 780, 3 839 071, 3 983-815 und einem Artikel "A Non-Impact Page Printing System" von R.F. Borelli, R.B. Bayless und E.IU Truax, veröffentlicht in Honeywell Computer Journal, Band 8, Nr. 2, Seiten 67-60 von 1974 entnommen werden.

Durch das in dem zuletzt genannten Artikel bekannte System wird die Druckgeschwindigkeit auf ungefähr 18.000 Zeilen pro Minute für einen anschlagfreien Seitendrucker gegenüber 1110 Zeilen pro Minute für einen Hochgeschwindigkeits-Aufschlagdrucker erhöht.

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BAD GRiSiNAL *

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der gedruckten.Anzahl von Zeilen pro Minute ohne Erhöhung der Geschwindigkeit der» Aufzeichnimgsrnediums kann durch einen gleichzeitigen Druck auf beide Seiten des Aufzeichnungsmediums erzielt werden. Um dies jedoch erfolgreich"ohne Beeinträchtigung der Druckgudiität au erzielen,, müssen verschiedene Probleme überwunden werden. Ein Problem liegt in der Zuführung und Beibehaltung der elektrischen Ladungen auf dem Aufzeichnungsmedium ohne Durchschlag der Luftlücke zwischen den Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des Mediums. Beim Druck von veränder~ Iieher Information auf irgendeiner Seite des AufzeichnungslTieäiuins int es beispielsweise im allgemeinen erforderlich, eine Formatinformation auf dem Aufzeichnungsmedium unterzubringen. Bei Verwendung von nur einer Seite des Aufzeichnung smediums ist dies relativ einfach, da die Durchschlagspannung der Luftlücke nicht überschritten wird. V7enn jedoch zwei Seiten des Aufzeichnungsmediums zum Druck benutzt werden, so kann die angelegte Gesamtepannung zwischen der Formattrommel und der Elektrodenanordnung die Durchbruchspannung der Luftlücke überschreiten und auf Grund der beiden Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des Papiers durchschlagen. Eine zu kleine Spannung liefert nicht die erforderliche Druckqualität. Die relative Anordnung und Größe der Formattrommeln und Elektroden und die relative Dicke der dielektrischen Schicht ebenso wie die Gesamtdicke des Aufzeichnung smediums sind demgemäß von äußerster Wichtigkeit.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein anschlagfreies, verbessertes elektrographisches Drucksystem anzugeben, mit dem beide Seiten des Aufzeichnungsmediums bedruckt werden und bei dem die Anordnung der Formattrommeln und Elektroden so getroffen ist, daß die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten umgangen werden. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

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BAD ORIGINAL

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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein vorbehande.ltes Aufzeichnungsmedium eine elektrisch leitende Grundschicht auf, die eine plastische dielektrische Schicht auf beiden Seiten trägt« Das Aufzeichnungsmedium ist zwischen wenigstens zwei Elektrodenanordnungen angeordnet, wobei jede Anordnung aus einer Matrix von. Nadeln besteht, denen eine veränderliche Information von einem Datenprosessor oder einer anderen Einrichtung zugeführt wird. Diese Nadeln bilden die elektrischen Druckköpfe, Durch selektive Aufladung mehrerer Druckköpfe wird ein latentes Bild alphanumerischer Zeichen oder ein anderes veränderliches Druckbild durch elektrostatische Entladung auf dem Papier erzeugt, wobei das Entladebild auf der plastischen Beschichtung beibehalten wird. Das latente Bild wird sodann entwickelt, indem das Aufzeichnungsmedium geladenen Tonerpartikeln ausgesetzt wird, die in einer Trägerflüssigkeit gelöst sind. Das zurückbleibende elektrostatische Feld der dielektrischen Oberflächen auf jeder Seite des Aufzeichnung sir.ediums zieht diese Partikel an und hält diese fest, wodurch die Bilder sichtbar werden. Eine nachfolgende Verdampfung der Trägerflüssigkeit läßt die Partikel zurück, die trocknen und eine permanente Verbindung mit der plastischen beschichteten Oberfläche bilden.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein in typischer Weise beschichtetes Papier, das bei der Erfindung Verwendung findet.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Elektrodenraatrix zur Zuführung elektrischer Ladungen zu dem Aufzeichnungsträger.

Fig. 2A eine schematische Darstellung einer Elektrodenanordnung mit wenigstens einem Druckkopf innerhalb einer Matrix von Druckköpfen.

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Fig. 2B eine schematisehe Darstellung einer typischen

Druckkopfanordnung.

. Fig. 2C eine scheniatische Darstellung eines chirch die Matrix erzeugten Zeichens.

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines anschlagfreien Drucksystems mit zweiseitiger Aufzeichnung.

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Formatiereinrichtung.

Fic. 4A eine erste Ausführungsform einer Formatierstation mit elektrischem Ersatzschaltbild,

Fig* 4B eine zweite vorteilhaft weitergebildete Ausführungsform einer Formatierstation mit elektrischem Ersatzschaltbild.

Fig, 5 ein äquivalentes Schaltungsdiagrairan für den zweiseitigen Ladeprozeß.

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiseitigen Tonerstation,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Tonervorganges.

Gemäß Fig. 1 ist ein Aufzeichnungsmedium schematisch dargestellt, das in einem zweiseitig druckenden anschlagfreien Drucksystein verwendet werden kann. Eine dielektrische Sandwichanordnung weist eine Dicke von ungefähr 0,08 mm aiif und besitzt eine leitende Grundschicht aus Papier 103 mit einer Dicke von ungefähr 0,07 ram. Auf jeder Seite der leitenden Grundschicht 103 befindet sich eine dielektrische Beschichtung 101 und 102, die jeweils eine Dicke von ungefähr 0,005mm aufweisen. Die leitende Grundschicht aus Papier wird unter Verwendung von leitenden Salzen, wie beispielsweise DOW-34, ECR oder CALGON-261 leitend gemacht. Der Widerstandswert der leitenden Grundschicht 103 liegt zwischen 5 und 50 MÄ , während der Widerstandswert der dielektrischen Schicht bei 200 bis 1000 M& liegt. Die Kapazität der dielektrischen Schicht beträgt ungefähr 400 bis 1000 pF/cm². Es ist lediglich erforderlich, die Leitfähigkeit der Grundschicht so

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einzustellen, daß sie einen gerade ausreichenden Träger strom·- durclifluß durch cliose Grundnehichfc gestattet, Dfs Aufzeichnungsmedium ist auf eine Vorratsrolle 306 (Fig. 3) aufgewickelt und wird durch verschiedene Stationen hindurchgeführt, wobei in diesen Stationen der elektrographische Aufdruck automatisch hergestellt wird.

Gemäß Fig. 3 wird ein Aufzeichnungsmedium 100 von einer Spindel 306 in der Papier-Vorratsstation abgewickelt und Über eine Führungsrolle 310 der Formatierstation Kr. 1 zugeführt. Das entsprechend behandelte Aufzeichnungsmedium läuft sodann über eine weitere Führungsrolle 310A und eine Laderolle 309 zu der Forinatierstation Nr. 2„ Die Formatierstation Nr. 1, die später anhand der Figuren 4A und 4B näher beschrieben wird, besteht hauptsächlich aus einer leitenden Rolle 307 und einer nachgiebigen, nicht-leitenden Stützrolle 308. Die Formatierstation Kr. 1 benutzt zusammen mit der Formatierstation Nr. 2 die Laderolle 309, die an ungefähr 1200 V liegt. Die Formatstation Nr. 2 zum Aufdruck eines Formates auf der anderen Seite des Aufzeichnungsmediums weist ebenfalls eine leitende Rolle 3O7A und eine nachgiebige nichtleitende Stützrolle 3O8A auf, und sie benutzt zusammen mit der Formatstation Nr. 1 die Laderolle 309, die an 1200 V gelegt ist. Jede leitende Rolle 307 und 3O7A besitzt auf ihrer Oberfläche das Format, das auf das behandelte Aufzeichnungsmedium zunächst als ein latentes Bild aufgedruckt wird und sodann später entwickelt und fixiert wird, um ein permanentes Format auf dem Aufzeichnungsmedium zu bilden. Nach der elektrischen Aufladung in den FormatierStationen 1 und 2 durchläuft das behandelte Aufzeichnungsmedium wenigstens zwei Elektrodenanordnungen 305 und 3O5A beidseits der Oberflächen des Aufzeichnungsmediums. Es versteht sich, daß irgendeine Anzahl von Elektrodenanordnungen in Abhängigkeit von der Breite des Aufzeichnungsmediums und der Anzahl der auf dieses Medium zu druckenden Zeichen verwendet werden kann. Jede Elektrodenanordnung besteht aus mehreren Schreibstiften, die in ein nicht-leitendes Medium eingebettet sind,

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das seinerseits von einem als Auffangelektrode bezeichneten leitenden Material umgeben ist. Die Elektrodenanordnung, die später näher beschrieben w.lrd_f erhält eine veränderliche Information von einem nicht dargestellten Datenprozessor oder anderen Geräten zugeführt, wobei durch selektive Erregung mehrerer Schreibstifte ein latentes Bild alphanumerischer Zeichen oder ein anderer veränderlicher Druck durch elek" trische Entladung auf dem Papier erzeugt und durch die dielektrische Schicht beibehalten wird.

Die nächste Station, die das vorbehandelte Papier durchläuft, ist die Toners tat lon 35O_f welche vom Iirimersionstyp ist* Ein flüssiger- Toner v;ird in den Behälter 35OC der Tonerstation über den Einlaß 35OA gepumpt. Überzählige Flüssigkeit kann durch den Auslaß 35OB entfernt werden. Das dielektrische Papier wird über eine Reihe von Rollen 312-314 auf beiden Seiten des behandelten Papiers durch die Tonerflüssigkeit geführt. Beim Austritt aus dem Behälter 35OC wird die überzählige Tonerflüssigkeit von dem dielektrischen Papier über Abstreifer 316 und 316A entfernt. Das dielektrische Papier wird sodann zwischen Trocknerrollen 317-317C hindurchgeführt. Jede Trocknerrolle ist mit einem Wischerblatt 320, 32OA, usw. ausgerüstet, um die überzählige Tonerflüssigkeit nach dem Verlassen einer jeden Trocknerrolle abzuwischen. Das behandelte Papier 100 wird sodann einer Trockenstation 318 züge-

führt, in der heiße Luft auf beide Seiten des behandelten Papiers 100 geblasen wird, wodurch die Trägerflüssigkeit verdampft und die'Tonerpartikel, eingebettet in das Papier, zurückbleiben. Die verdampfte Trägerflüssigkeit wird sodann einer hier nicht dargestellten Rückgewinnungsstation zugeleitet, in der sie durch Kondensation in die flüssige Form zurückgeführt wird, wodurch sie erneut benutzt werden kann. Eine Antriebsstation 319, die wenigstens zwei Metallrollen umfaßt, liefert die Antriebskraft, mit der das Papier durch die verschiedenen Stationen gezogen wird.

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Anhand der Figuren 2, 2A und 5 sei nun die Erzeugung eines Drucke« beschrieben. Eine typische Elektrodenanordnung besteht gemäß Fig. 2A aus Kupfer von einer Unze, doppelseitig beschichtet mit einem Teflonsubstrat von 216 /am, wobei diese Anordnung in ein isolierendes Medium 206 eingebettet ist, das seinerseits von zwei Auffangelektroden 204 und 2O4A umcjeben ist. Dip Auffeuigelektroden befinden sich auf einem Potential von ungefähr 700 V* Eine typische Druckkopfanordnung , die einen doppelseitig bedruckten Schaltkreis verwendet, ist in Tig. 2B dargestellt. Die Druckkopfanordnung besteht aus einem "i'oflonsubstrat von 21G ,um Dicke _f das beidseitig mit Kupfer von einer Unze beschichtet ist. Die Leiter 225A und 225B bilden zwei Reihen von versetzten Drucknadeln, die an der Basis der Elektrodenanordnung an 24 Verbinder mit 88 Stiften angeschlossen sind. Verbindungsstecker v/erden sodann benutzt, um die Ansteuerelektronik für die Hochspannung an die Druckkopfanordnung anzuschließen. Die einzelnen Leitungen in der Druckkopfanordnung sind mit einem Material hoher Dielektrizitätskonstante verbunden, um einen Spannungsdurchbruch zwisehen den Elektroden zu verhindern. Zwei Tragblöcke, die mit jeder Seite des gedruckten Schaltkreises am Ende der Drucknadeln verklebt sind, vervollständigen die Anordnung.

Die Abtastzeile eines jeden durch die Matrix abzubildenden Zeichens wird durch zwei Reihen von Elektrodenstiften gebildet, die auf der dielektrisch beschichteten Papieroberfläche quadratische Bilder mit einer Seitenlänge von 127/im erzeugen. Die zwei Reihen der versetzten Drucknadeln dienen der Eliminierung von Leerstellen, die meist bei dem punktförmigen Druck von Zeichen durch eine Matrix vorgefunden werden. Der Schaltungsweg bei der Abbildung verläuft durch das Papier zwischen zwei leitenden Stangen 261 und 261A und den Auffangelektroden 204 und 2O4A, wie dies aus Fig. 2A hervorgeht. Die leitenden Stangen werden ebenfalls als Auffangelektroden bezeichnet. Die Stangen erzeugen eine hohe Spannung auf der den punktförmigen Bildern gegenüberliegenden dielektrischen Seite. Die zwei Reihen von Drucknadeln

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sind als ungerade und gerade Reihen bezeichnet. Die ungerade Reihe von Drucknadeln wird benutzt, um die \:ngerade bezifferten Abtastzeilenpunkte zu erzeugen, und die gerade Zeile von Drucknadeln erzeugt die gerade bezifferten Abtastzeilenpunkte. Die vertikale Bewegung des Papiers erfolgt synchronisiert mit einer vertikalen Abtastung der Drucknadeln zwecks Zeichenbildung. Die Elektroden mit einer Dicke von 38 pin bilden quadratformige Bilder mit einer Seitenlänge von 127 Lim, indem dem Papier gestattet wird, sich um eine kurze Strecke zu bewegen, während der Schreibstift erregt bleibt. Während der Schreibstift erregt bleibt, wird das Papier hinter dem Druckkopf hindurchgezogen, wobei ein Bild erzeugt wird, das unabhängig von der genauen Dicke des Schreibstiftes ist.

Fig. 2C veranschaulicht im Wege eines Beispieles die Bildung eines Matrixzeichens durch den Druckkopf. Zur Veranschaulichmtg ist nur ein Zeichen "E" in dieser Figur dargestellt, aber es sei darauf verwiesen, daß alle Zeichen einer einzigen Zeile zur gleichen Zeit gebildet werden. Das dargestellte Zeichen wird unter Verwendung einer Matrix mit 13x15 Schreibstiften gebildet. Die zeitliche Folge der Zeichenbildung wird durch die Bezeichnung der erzeugten Punkte mit den Angaben t.. bis t<_ veranschaulicht. Die Punkte mit niedriger Ziffer v/erden zuerst gebildet.. Wenn das Papier die ungerade Reihe von Elektroden passiert, so werden die ungeraden Stellen der ersten Abtastzeile abgebildet, indem die geeigneten Schreibstifte in der ungeraden Elektrodenreihe erregt werden. Diese Elektroden bleiben erregt, bis der Papiervorschub punktförmige Bilder mit einer Höhe von 127 um erzeugt hat. Die so gebildeten Punkte sind mit t₁ in Fig. 2C bezeichnet. Als nächstes wird die ungerade Elektrodenreihe erneut erregt, wobei aber nun jene Schreibstifte aktiviert werden, die zur Bildung der Punkte in der zweiten Abtastzeile erforderlich sind. Die Ansteuerung erfolgt erneut und das quadratische Bild mit einer Seitenlänge von 127 um wird hinsichtlich der zweiten Abtastzeile geschaffen. Diese Punkte sind mit ty bezeichnet.

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Wenn die ungeraden Punkte der zweiten !abtastzeile gebildet worden Bind _t s-.o sind die geraden Punktpositionen der ersten Abtastzeile in Bezug auf die gerade Elektrodenreihe ausgerichtet und für die Abbildung bereit. Die Abbildung der geraden Punkte in der ersten Abtastzeile tritt während des nächsten Zeitiutervalles auf. Diese Punkte sind mit t₃ bezeichnet» Dienes Verfahren setzt sich fort, bis das gesamte Zeichen abgebildet worden ist. Die geraden Punkte für die letzten beiden iAbtastzeilen werden abgebildet, ohne daß irgendeine ungerade Elektrode erregt wird, um die Auswirkung der Abbildung der anfänglichen ungeraden Punkte vor der Aktivierung irgendeiner geraden Elektrode auszugleichen. Das resultierende Zeichen ist frei von unerwünschten Leerstellen.

Der Druckkopf besitzt typischerweise 2112 Schreibstifte in zwei Reihen von jeweils 1056 Schreibstiften für eine effektive Zeichenbildung über eine Länge von 268,2 mm. Hierdurch werden 132 kleine Zeichen in einer einzelnen Zeile (3 Stellen für den Zwischenraum) oder 105 große Zeichen (12 Stellen für den Zwischenraum) ermöglicht. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten sei auf die zuvor erwähnte US-PS 3 624 661 verwiesen.

Fig. 2 zeigt schematisch die Lage der Elektrodenanordnungen 200 und 200A in einer typischen verschobenen Art auf jeder Seite des behandelten Papieres 100. Ferner sind in Fig. 2 typische Stromflüsse I₁ und i₂ innerhalb der leitenden Grundschicht des behandelten Papieres 100 dargestellt, die dazu dienen, elektrische Ladungen auf der dielektrischen Schicht 207 und 2O7A zu plazieren. Ein Verständnis des Stromflusses kann aus dem vereinfachten Ladekreis gemäß Fig. 5 hergeleitet werden.

Fig. 5 zeigt das äquivalente Schaltungsdiagramm für die zweiseitige Aufladung in der Formatstation 501 und der Station für den veränderlichen Druck. R, - repräsentiert den Widerstand

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der Papier-Grnnäschicht des Auf zeichnungsmediuins gegenüber Erde. C... und Q... stellen die Kapazitäten an der Kontaktstelle 701 und 701A der Forraattrornmel mit der· dielektrischen Schicht des Aufxeichnungamodiums 100 dar. R^₁ und R^₉ veranschaulichen die VJi der stände de3: Papier-Grund schicht zwischen den Fooiatelektroden 307, 309 und 307A. V_f stellt das an die Rolle 309 -angelegte Formatpotential dar. C ., und C₂ stellen die veränderlichen Kapazitäten der Schreibnarleln des; Elektrodenkopfe:} dar.

Anhand der Figuren 4, 4A und 4B sei nunmehr der Ladeprozeß für das Format näher beschrieben. Fig. 4 zeigt schematisch eine detailliertere Ausbildung der Formatierstation. Das dielektrische Papier 100 bewegt sich zwischen der leitenden Formatrolle 422A und einer nicht-leitenden nachgiebigen Stützrolle 423 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung. Jeder leitenden Rolle 422h und 422B ist eine nicht-leitende nachgiebige Rolle 423 und 423A entsprechend zugeordnet. Ferner ist die Geschwindigkeit jeder leitenden Rolle 422A und 422B synchroni-' siert, so daß die auf jeder Seite des Papiers abgebildeten Formate einander überlagert sind. Die Rolle 4 24 ist eine nichtleitende Führungsrolle zum Zuführen des dielektrischen Papieres 100 zu der Laderolle 425. Die Laderolle 425 liegt auf einem Potential von ungefähr 1200 V bezogen auf die Formatrollen 422A und 422B. Es sei darauf verwiesen, daß die Laderolle 425 einen Ladestrom für jede der Formatrollen 422A und 422B entsprechend erzeugt. Während der Ladeoperation werden negative Ladungen auf der dielektrischen Seite A abgelagert, da die Formatrolle 422A auf Erdpotential gehalten wird. Demgemäß werden positive Ladungen in der Papier-Grundschicht auf Grund der kapazitiven Kopplung induziert. Diese positiven Ladungen können entweder durch die Laderolle oder durch den tatsächlichen Stromfluß induziert werden, der durch die Undichtigkeit der dielektrischen Seite B des Papieres hervorgerufen wird. Wenn die Laderolle unmittelbar gegenüber der Formatrolle 422A angeordnet ist, so ist die Kapazität zwischen dem dielektrischen Papier 100 und

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der For>.iatrolle 4 2221 ziemlich klein und die Wahrscheinlichkeit eines Sparmungsüber schlag.·» durch die Luft ist groß. Um diesen Zustand zu veranschaulichen, sei Bezug auf Fig. 4A genommen, in der die FormatLroiamel 401 direkt gegenüber der Laderolle 402 eingeordnet ist, wobei sich das dielektrische Papier dazwischen befindet. Das entsprechende Schal tungsdiagrainm bei dieser /mordnung der Rollen und des dielektrischen Papiers ist ebenfalls dargestellt. Die Kapazität der Luftlücke zwischen der Rolle 402 und der dielektrischen Seite 1 des Papieres ist mit C_i bezeichnet. Eine ähnliche Kapazität zwischen der Formatti'oi.miel 403 und der dielektrischen Seite 2 das Papieres 100 ist mit C ρ bezeichnet. Weiterhin sind die Kapazitäten der dielektrischen Schichten des Papieren für die beiden Seiten rait C,j und C,2 bezeichnet. Der Widerstand der leitenden Papier-Grund schicht weisL den Wert R, auf. Die zwischen der Laderolle 402 und der Formatrolle 401 angelegte Gesamtspannung beträgt 1200 V. Es sei diesem Schaltungsdiagramm entnommen, daß die Luft-Durchschlegskapazität C ₁ kleiner als die Luft-Durchschlagskupazität C_ ~ ist. Dies ist notwendigerweise so, da die Forr.iattrommel 401 größer als die Laderolle 402 sein muß, da deren Aufbau durch die Art des auf das Papier zu druckenden Formates bestimmt ist. Dementsprechend ist leicht ersichtlich, daß der Spannungsdurchschlag durch die Luftlücke auf der dielektrischen Seite 1 erfolgen wird, wodurch positive Ladungen auf der dielektrischen Seite 1 abgelagert werden. Diese Ladung behindert nicht nur die Aufprägung eines latenten variablen Bildes auf der dielektrischen Seite 1, sondern wird ebenfalls als Hintergrund in der Tonerstation entwickelt. Um einen Spannungsüberschlag durch die Luftlücke auf der positiven Seite der Formatierstationen zu verhindern, wird die Laderolle 402 von der Kontaktstelle mit der Formattrommel verschoben. Diese Anordnung ist in Fig. 4B dargestellt.

Gemäß Fig. 4B ist ersichtlich, daß die Formattrommel 407 in Bezug auf die Laderolle 409 versetzt angeordnet ist·. Einenicht-leitende nachgiebige Rolle 408 ist hinzugefügt worden,

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um den geeigneten Druck auf die das Format druckende Trommel auszuüben. Nunmehr ist festzustellen, daß der relative Wert der Luft-Durchschlagskapazität C * viel größer als der Wert der Luft-Durchschlagskapazität C^₂ ist, In gleicher Weise ist die dielektrische Kapazität C,.. auf der dielektrischen Seite 1 verglichen mit der dielektrischen Kapazität C^₂ der dielektrischen Seite 2 des Aufzeichnungsmediums viel größer_c Dementsprechend werden durch diese Anordnung negative Ladungen auf der Oberfläche der dielektrischen Seite 2 abgelagert und posi~ tive Ladungen zwischen der dielektrischen Seite 2 und der leitenden Papier-Grundschicht induziert,. Es werden keine Ladungen auf der dielektrischen Seite 1 des Aufzeichnungsmediums induziert bis dieses die Formatierstation Nr. 2 erreicht, die in Fig. 4B nicht dargestellt ist, sondern nur in Fig. 3. In der Formatierstation Nr. 2 werden durch das gleiche Verfahren negative Ladungen auf der dielektrischen Seite 1 erzeugt.

Gemäß Fig. 6 tritt das dielektrische Papier 100, das Ladungen entsprechend einem Format und eines variablen Druckbildes auf beiden Seiten aufweist, über eine nicht-leitende Führungsrolle 64O in eine Tonerstation 600 ein. Die Tonerflüssigkeit besteht aus einem positiv geladenen Kohlenkolloid, das in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit auf Petroleurn/Kerosinbasis gelöst ist. Eine solche Trägerflüssigkeit ist beispielsweise durch die unter dem Warenzeichen der Firma Exxon vertriebene Flüssigkeit Isopar-L vorgegeben. Die Trägerflüssigkeit wird über den Einlaß 660 zugeführt und an dem Auslaß 661 abgeführt. Das Aufzeichnungsmedium wandert zwischen den als Entwicklerelektroden wirkenden Rollen 641A, 641B, 643, 643A und 643B hindurch. Die Rollen 641 und 641C sind Ftihrungsrollen und dienen der Richtungsänderung des Aufzeichnungsmediums. Obgleich nur 5 Entwicklungselektroden in Form von Rollen dargestellt sind, kann irgendeine beliebige Anzahl Verwendung finden. Es besteht die Regel, daß die Druckqualität umso besser ist, je mehr Elektrodenrollen verwendet werden.

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Ir; Fig. 7 isL ein AufÄCichnuny.sti'äger 100 aus Papier mit di.'j c'ktviMcheii Schichten 751 und 7 52 zvixsehen Entv/icklungs-elcktroden 7·'IA und 743 dargestellt. Ek besteht eine Lücke £v?:i r.c-Jien den Entwicklungselektrode?! und dem Aufzeichnungsträger, Die Lücke ist erforderlich, um einen Fluß der Tonerflüssigkeit awisch.cn den als F,ntv;icklungseiektroden arbeiten" dc!) "u führ ..öl lan 74Ih und 743 und dem Papier zu gewährleisten, Dxü dielektrischen Oberflächen 751 und 752 des AufEeichnungs·- trägern v/erocn nun neyf~tiv mit latenten Bildern geladen, wobei Tonerpartikel η angezogen worden, die pocitiv geladen sind» Das z\?j sehen dein Aufzeichnungsträger und den EntvjicJilungi'elektroden in der Lücke bestehende elektrische l''eld ist durch ärn Wert V/g vorgegeben, wobei V der Spannungsdifferenz zvrischen dor leitenden Grundschicht 100 und den EntvickluiKjr.olektroäen 741A und 743 entspricht und g den Abstand dazwischen rep.räsentie:.:t. Die positiv gelci.denen Tonerpartikei η v/an de· r η unter dem Einfluß des elektrischen. Feldes E, , viobai eine Anziehung nur* an ö.e.n Stellen erfolgt, wo ein latentes Bild vorhanden ic-t. Das elektrische Feld E, ist hierbei so gerichtet, daß die Tonerpartikel von den Bereichen der dielektrischen Oberfläche v?eggestoßen werden, v/o keine latenten Bilder vorliegen. Im Ladungsbereich ist das induzierte elektrische Feld E dem Wert I = E₁ äquivalent.

ic ^b Hierbei entspricht I der Ladungsdichte des Bildes, g der Abstandslücke und c der Kapazität pro Flächeneinheit der dielektrischen Schicht. Diese Richtung des elektrischen Feldes ist dergestalt, daß die Tonerpartikel in Richtung auf das latente Bild angezogen v/erden.

Das den Tonerbehälter verlassende Aufzeichnungsmedium ist nunmehr entwickelt, d. h. die Tonerpartikel sind von dem geladenen Teil des Aufzeichnungsträgers angezogen worden, um auf dicp.e Weise die latenten Bilder sichtbar zu machen. Der Aufzeichnungsträger weist zusammen mit den Tonerpartikel noch überschüssige Tragerflüssigkeit auf, in der die Tonerpartikel gelöst v/aren. Es ist erforderlich, diese durch den

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Aufzeichnungsträger- herausgeführte Trügerflüsüigkeit zu entfernen. Der "Aufzeichnungsträger liiufL daher über Abstreifer 64 4 und 644A und über eine Gruppe von Trocknerrollen 645, 645A, 645B und'64TiC₄ Jede der Trockn.?.crollen ist mit Wischerblättern 646, 64GA--646C auixiestattet,. Durch Abwi sehen ν ηά Auüquetschen des Aufzeichnungsträgers wird die übernchüsniye FlÜGsigkeat auf ein Minimum reduziert und schließlich vollständig in der Trocknerctation 318 gemäß Fig. 3. verdampft. Obgleich 4 Trocknerrollen dargestellt sind, kann irgendeine beliebige Anzahl Verwendung finden. Je mehr Trocknerrol3.en verwendet werden, umso besser wird die herausgeführte Trägerflüssigkeit reduziert.

Vorstehend wurde nur ein ÄuKführungsbeispiel der Erfindung beschrieben* Die erfindungsgemäße Einrichtung kann sovohl bei einem einseitigen, al» auch bei einem zweiseitigen Aufzeichnungsträger Verwendung finden.. Bai Verwendung einer, einseitig beschichteten Auf?.:3ichnung.^[;trägers ist selbstverständlich nur ein Druck auf einer Seite möglich. Hierbei wird die Aufladung auf eine Seite beschränkt und eine Elektrodenanordnung und eine Formatierstation wird gesperrt. Ferner wird der Pegel der Tonerflüssigkeit innerhalb der Tonerstation abgesenkt, so daß die Benetzung mit Tonerflüssigkeit nur auf einer Seite erfolgt.

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BAD

- 48 - Leerseite

Claims

? 9. Sep. 1978

;>00 Si»5.i".h street 53054G& Ge

Walthau', Masii. , USh

Slektrographic^hos Druckt system

Patentoiit

EIc-Li:rogj'yphiüohers Drucksyetem, in welchem cvaf einenv bewegten ivuf zeichnuxigsntedium ~ bestehend aus einer elektrisch leitenden Papier-Grniidachicht mit einer plastischen dielektrischen Beschichtung auf baiden Seiten - eloktxographi;;cha Bilder erzeugt werden, indem selektiv ein hohes Potential über dem Aufzeichnungsmedium angelegt wird, wobei die latenten Bilder nachfolgend durch Zuführung eines Toners zu dem Aufzeichnungsmedium sichtbar gemacht werden, gekennzeichnet durch eine Elektrodenanordnung auf jeder Seite des Aufzeichnungamediunis in Nachbarschaft der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsmediums mit mehreren im Abstand angeordneten Elektroder.-reihen,-wobei aufeinanderfolgende Elektroden in jeder der Reihen voneinander einen Abstand aufweisen und die Elektroden aufeinanderfolgender Reihen vorsetzt angeordnet sind? erste Mittel zum selektiven Ansteuern der Elektroden; und zweite Mittel, um die Ansteuerung der ausgewählten Elektroden kontinuierlich aufrechtzuerhalten und längliche latente Bilder im wesentlichen gleichzeitig auf dem Aufzeichnungsmedium zu bilden, wobei die Bildlänge wesentlich länger als die Ausdehnung der Elektroden in Bewegungsrichtung des Aufzeichnung sraediums ist.

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2. Elektrographisches Drucksystem nach Anspruch 1, d a du j: ch gekennzeichnet, daß jede Elektrode in Bewegungsrichtung des Mediums eine kleinere Ausdehnung als quer zu dieser Bevregungsrichtung besitzt.
3. Elektrographisches Drucksystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine eleki.rographi sehe Formatier station zum Aufbringen eines latenten Bildes vorbestimmten Formates auf jeder Seite des Aufzeichnungsmediums.
4. Elektrographisches Drucksystern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrographische Formatierstation wenigstens eine Laderolle auf einer Seite des Aufzeichnungsmediums und wenigstens eine Forn?trolle auf jeder Seite des Aufzeichnungsmediuiüs aufweist, wobei die Forixintrollen zueinander und in Bezug auf die Laderoile in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums versetzt sind.
* Elektrographisches Drucksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrographische Formatierstation aus wenigstens zwei Rollongruppen besteht, wobei die Gruppen in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums im Abstand angeordnet sind und wenigstens eine Rollengruppe mit einem bestimmten Format versehen ist, und daß die Formatierstation ferner eine Laderolle auf einer Seite des Aufzeichnungsmediums, versetzt zu den Rollengruppen, aufweist.
6. Elektrographisches Drucksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rollengruppe eine Formatrolle und eine Stützrolle auf gegenüberliegenden Seiten des Aufzeichnungsmediums aufweist, wobei die Formatrolle das vorbestimmte Format besitzt.

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7. Elolttrographinches Drucksystem nach Anspruch.6, d a ·- durch gekennzeichnet, daß an die Laderolle eine typische Spannung von 1200 V angelegt ist.
8. Elektrographisches Drucksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle aus nachgiebigem nicht-leitendem Material besteht.
9. Elektrographisches Drucksystesr. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrocjraphische Station wenigstens zwei. Formatrollen mit ejner Formatrolle auf jeder Seite den Aufzeichnungsmediums und in Bewegungsrichtung des Aufzeichnuiigsnieäitmi zueinander versetzt aufweist und daß eine Laderolle auf wenigstens einer Seite des Aufzeichnungnmediums angeordnet ist, die in Bezug auf die Formatrollen in Bewegungsrichtung des /uifzeichnungsmcdiums versetzt ist.
10. Elektrographisches Drucksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formatierstation ferner wenigstens zwei nachgiebige nicht-leitende Stützrollen auf jeder Seite des Aufzeichnung smediums aufweist, die gegenüber den Formatrollen an geordnet sind»

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