DE3702130A1

DE3702130A1 - Method for direct image formation on printing substrates, in particular normal paper

Info

Publication number: DE3702130A1
Application number: DE19873702130
Authority: DE
Inventors: Heinz Joachim Schinke; Reinhold H Dr Epping
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-01-24
Filing date: 1987-01-24
Publication date: 1988-08-04

Abstract

In the method for generating image-like, electrostatic charge structures by means of unipolarly charged particles on an electrically non-conducting printing substrate, e.g. on normal paper, for the purpose of image formation the printing substrate is made conductive on one side while passing through ion sources and at the same time is electrostatically charged on the other side in an image-differentiating manner. In this case, it is expedient, for the purpose of generating the conductivity on the one side, to use a bipolar ion source which consists of electrode tips which are arranged in the shape of a grid.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung bildhafter, elektrostatischer Ladungsstrukturen und deren Sichtbarmachung durch unipolar aufgeladene Teilchen auf einem elektrisch nicht leitenden Bedruckstoff, insbesondere auf Normalpapier.The invention relates to a method for generating pictorial, electrostatic charge structures and their visualization by unipolar charged particles on an electrically not conductive printing material, especially on plain paper.

Bei den bisher bekannten indirekten Verfahrenstechniken, die eine Übertragung auf einen unbeschichteten Bedruckstoff z. B. auf Normalpapier ermöglichen, wird das bilddifferenzierende Ladungsbild auf einem Zwischenträger erzeugt.In the previously known indirect process technologies, the a transfer to an uncoated substrate z. B. enable on plain paper, the image differentiating Charge image generated on an intermediate carrier.

Die bekannteste indirekte Verfahrenstechnik findet man bei den sogenannten Normalpapier-Kopiergeräten und Druckern, die mit einem Fotohalbleiter arbeiten. Im ersten Verfahrensschritt wird hier der elektrofotografische Zwischenträger durch eine Korona unipolar geladen. Dann erfolgt eine bilddifferenzierende Belichtung oder eine elektrostatische Mustererzeugung mit Hilfe digitaler Signale. Die Umsetzung digitaler Signale kann hierbei mit Hilfe einer Schreibbrücke erfolgen, die aus ansteuerbaren Flüssigkeitskristallen und einer entsprechenden Zahl von Glas faseroptiken besteht. Das auf diese Weise auf dem Fotohalbleiter entstandene latente Ladungsbild wird durch Auftragen von To nerteilchen entsprechender Polarität entwickelt, d. h. sichtbar gemacht und dann in einem weiteren Verfahrensschritt mit Hil fe elektrostatischer Kräfte auf einen Bedruckstoff übertragen. Anschließend wird das Tonerbild z. B. durch Hitze oder Druck auf dem Bedruckstoff fixiert. Jetz müssen nur noch Resttoner und Restladung in weiteren Verfahrensschritten vom Zwischenträ ger entfernt werden, und der Vorgang kann von neuem ablau fen.The best known indirect process engineering can be found at the so-called plain paper copiers and printers, who work with a photo semiconductor. In the first step here the electrophotographic intermediate carrier is replaced by a Corona unipolar charged. Then there is an image differentiating Exposure or an electrostatic pattern generation with the help digital signals. The implementation of digital signals can with the help of a writing bridge that can be controlled from Liquid crystals and a corresponding number of glass fiber optics exists. This way on the photo semiconductor The latent charge image is created by applying To developed particles of appropriate polarity, d. H. visible made and then in a further step with Hil transfer electrostatic forces to a substrate. Then the toner image is z. B. by heat or pressure fixed on the substrate. Now you only need residual toner and residual charge in further process steps from the intermediate port can be removed and the process can be repeated fen.

Nicht weniger aufwendig und genau so zahlreich sind die Ver fahrensschritte bei der Erzeugung eines bilddifferenzierten La dungsbildes mit Hilfe einer dielektrischen Schicht als Zwischen träger. Auch bei diesem indirekten Verfahren dient eine Ionen quelle zum ersten Schritt der Bilderzeugung. In der Praxis benutzt man dazu Wechselstrom-Ionengeneratoren, wie sie bereits in US-PS 33 90 266 beschrieben sind. Ein computergesteuerter Matrix-Elektrodenraster sorgt dafür, daß die mit Hilfe eines Ionenextraktionspotentials abgezogenen Ionen auf der dielektri schen Haut eines leitfähigen Trägers ein elektrostatisch latentes Rasterbild erzeugen. Dieses Ladungsbild wird dann wie in Kopier geräten mit Hilfe von Tonerpartikeln entwickelt, auf einen Bedruck stoff transferiert und fixiert. Abschließend müssen auch hier Resttoner und Restladung von der dielektrischen Schicht entfernt werden.The Ver are no less complex and just as numerous Steps in generating an image-differentiated La formation image with the aid of a dielectric layer as an intermediate carrier. Ions are also used in this indirect process source to the first step of imaging. In practice one uses AC ion generators, as they already do are described in US-PS 33 90 266. A computer controlled Matrix electrode grid ensures that with the help of a Ion extraction potential of the stripped ions on the dielectri skin of a conductive carrier is an electrostatic latent Create raster image. This charge image is then as in copy devices developed with the help of toner particles on a print fabric transferred and fixed. In conclusion, here too Residual toner and residual charge removed from the dielectric layer will.

Die zuletzt beschriebene Verfahrenstechnik, bei der die Bild erzeugung mit Hilfe eines Ionenschreibkopfes auf einer Trom mel mit dielektrischer Haut erfolgt, wird als Computer-Ausdruck zukünftig an Bedeutung gewinnen. Erste Konstruktionen haben bewiesen, daß sich Ausgabeleistungen von 60 Seiten pro Minute realisieren lassen. Matrix-Elektrodenraster sind auch grafikfähig und können verschiedene Zeichensätze darstellen. Die indirekte Drucktechnik erfordert allerdings teure, aufwendige Geräte und verhindert die optimale Ausnutzung der Schreibgeschwindigkeit der Ionenquelle.The last described process engineering, in which the picture generation with the help of an ion print head on a drum mel with dielectric skin is called computer expression gain in importance in the future. First constructions proved that output rates of 60 pages per minute let it be realized. Matrix electrode grids are also graphics-capable and can represent different character sets. The indirect Printing technology, however, requires expensive, complex equipment and prevents the optimal use of the writing speed the ion source.

Alle indirekten Verfahrenstechniken haben darüber hinaus den Nachteil, daß weder Koronaentladungen noch Übertragungswal zen - mit entsprechend angelegten Potentialen - oder gar hoher Druck ausreichen, um eine optimale Übertragung des Druckbildes vom Zwischenträger auf das Bildempfangsmaterial zu gewähr leisten. Die Reinigungsstationen, mit denen die Restbilder von den Zwischenträgern entfernt werden müssen, machen das sehr deutlich.All indirect process technologies also have the Disadvantage that neither corona discharges nor transfer whale zen - with correspondingly created potentials - or even higher Sufficient pressure to ensure optimal transfer of the print image to guarantee the image receiving material from the intermediate carrier Afford. The cleaning stations with which the remaining images of the intermediate beams have to be removed do that a lot clear.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe be steht darin, die für die Bilderzeugung auf einem Bedruckstoff, insbesondere Normalpapier, notwendigen Verfahrensschritte zu verringern, die Bildqualität zu verbessern und den schnellen digitalen Bildaufbau mit Hilfe einer Ionenquelle in entsprechende Druckleistung umzusetzen, d. h. mit preiswerten, einfachen Geräten die heute erzielbaren Ausdruckgeschwindigkeiten zu vervielfachen.The problem underlying the present invention be it says that for imaging on a substrate, in particular plain paper, necessary procedural steps reduce the picture quality and improve the fast digital image construction with the help of an ion source in corresponding Implement printing performance, d. H. with inexpensive, simple devices to multiply the print speeds that can be achieved today.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bedruckstoff, insbesondere zu bedruckendes, unbeschichtetes Normalpapier, zur Bilderzeugung beim Passieren von Ionenquel len einseitig leitfähig gemacht und zugleich auf der anderen Seite bilddifferenzierend elektrostatisch aufgeladen wird. Dabei werden bilddifferenzierende, elektrische Entladungen in Luft direkt auf einen Bedruckstoff, insbesondere Papier, gelenkt, in dem der Bedruckstoff z. B. in den Wirkungsbereich einer bipolaren Ionenquelle (Wechselspannung) kommt, welche ihn auf der einen Seite während der Bilderzeugung leitfähig macht, wobei auf der anderen Seite des Bedruckstoffes gleichzeitig durch eine unipolare Ionenquelle (Schreibkopf) die bilddifferenzie rende, elektrostatische Ladung entsteht.This object is achieved in that the Substrate, especially uncoated to be printed Plain paper, for imaging when passing ion sources len made on one side and at the same time on the other Page is electrostatically charged to differentiate the image. Image-differentiating, electrical discharges in Direct air directly onto a printing material, especially paper, in which the substrate z. B. in the scope of a bipolar ion source (AC voltage) comes which it on the one hand, makes conductive during imaging, being on the other side of the substrate at the same time the image difference through a unipolar ion source (write head) electrostatic charge arises.

Mit Hilfe der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist es möglich, eine hohe Auflösung bzw. scharfe Bildkonturen zu erzielen. Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Zeichnung verwiesen, die schematisch eine Vor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.,With the help of the configuration according to claim 3, it is possible to achieve a high resolution or sharp image contours. To explain the method according to the invention is on the drawing referenced schematically a front direction for performing the method according to the invention represents.,

Diese Vorrichtung besteht im wesentlich aus einem unipolaren Ionenschreibkopf 1 und einer bipolaren Ionenquel le 2, die in einem so geringen Abstand voneinander angeordnet sind, daß ein Bedruckstoff 3, der beispielsweise aus unbeschichte tem Normalpapier besteht, zwischen diesen beiden in geringen Abständen von beiden hindurchgeführt werden kann. Außerdem ist die Vorrichtung mit einer Toner- oder Farbquelle 5 verse hen, die die Form einer Walze aufweist und Tonerteilchen, die unipolar geladen sind, an die bilddifferenzierend geladenen Stellen der Oberseite des Bedruckstoffes 3 abgibt. Zur Erläuterung der Funktionsweise ist der sich über der bipolaren Ionenquelle 2 befindende Abschnitt des Bedruckstoffes 3 im Schnitt dargestellt, um aufzuzeigen, daß die untere Hälfte der Dicke des Bedruckstoffes 3, d. h. die untere Seite, in dem schrägschraffierten Bereich durch die bipolare Ionenquelle 2 leitfähig gemacht wird, während die obere Hälfte mit bilddifferenzierenden, elektrostatischen Ladungen 6 versehen ist, die vom unipolaren Schreibkopf 1 erzeugt worden sind. In der Zeichnung sind diese Strukturen durch "+" und "-" gekennzeichnet. Wenn diese bilddifferenzie renden Ladungsstrukturen 6 die Toner- oder Farbquelle passieren, lagern sich auf ihnen entsprechende Farb- oder Tonerteilchen ab, die die Strukturen sichtbar machen und die auf irgend eine herkömmliche an sich beliebige Weise, z. B. Wärme, fixiert werden um ein permanentes Schriftbild darzustellen.This device consists essentially of a unipolar ion writing head 1 and a bipolar ion source 2 , which are arranged at such a small distance from one another that a printing material 3 , which consists, for example, of uncoated normal paper, is passed between them at short intervals between the two can. In addition, the device is provided with a toner or ink source 5 , which has the shape of a roller and releases toner particles that are unipolarly charged to the image-differentially charged locations on the upper side of the printing material 3 . To explain the mode of operation, the section of the printing material 3 located above the bipolar ion source 2 is shown in section to show that the lower half of the thickness of the printing material 3 , ie the lower side, is made conductive in the obliquely hatched area by the bipolar ion source 2 is, while the upper half is provided with image-differentiating, electrostatic charges 6 , which have been generated by the unipolar write head 1 . In the drawing, these structures are identified by "+" and "-". When these image differentiating charge structures 6 pass through the toner or color source, corresponding color or toner particles are deposited on them, which make the structures visible and which can be used in any conventional manner, e.g. B. heat, are fixed to represent a permanent typeface.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, unmittel bar auf einem unbeschichteten Normalpapier bzw. beliebigen Bedruckstoff nicht leitender Art, Druckbilder ohne Zwischenträ ger direkt zu erzeugen, wodurch nicht nur der maschinelle Aufwand für die Bilderzeugung wesentlich verringert, sondern auch die Arbeitsleistung wesentlich erhöht werden kann.The method according to the invention makes it possible to immediately cash on an uncoated plain paper or any Printing material of a non-conductive type, printed images without intermediate supports generate directly, which means not only the machine Image creation effort significantly reduced, but work performance can also be increased significantly.

Claims

1. A process for the production of pictorial electrostatic charge structures and their visualization by unipolar charged particles on an electrically non-conductive printing material, in particular on plain paper, characterized in that the printing material, in particular to be printed on, uncoated normal paper, for image formation when passing ion sources ( 1, 2 ) made conductive on one side and at the same time electrostatically charged on the other side to differentiate the image.

2. The method according to claim 1, characterized in that the generation of the one-sided conductivity of the printing material ( 3 ) by a bipolar ion source ( 2 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the printing material ( 3 ) in the work area with the aid of an ion source consisting of grid-shaped electrode tips ( 2 ) is made conductive on one side.