DE4219324A1 - Drucksystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Drucksystem und insbesondere ein elektrografisches System und Vorrichtung. Diese Anmeldung ist eine Continuation in Part Anmeldung der US-Patentanmeldungen SN 07/5 10 067, angemeldet am 17. April 1990, und SN 07/6 25 299, angemeldet am 10. Dezember 1990.

Bei Abbildungsverfahren ist es bekannt, entweder fotoleitende Isolatoren oder dielektrische Materialien zu verwenden. Fotoleitende Materialien werden eine elektrische Ladung nur im Dunkeln halten, eine Tatsache, die sie besonders geeignet für Bürokopierer macht. Dielektrische Materialien werden jedoch eine elektrische Ladung in Gegenwart von sichtbarem Licht halten, eine Tatsache, die eine praktischere, kommerzielle Verwendung in geeigneten Herstellungsverfahren vorsieht.

In den anhängigen Anmeldungen SN 07/5 10 067 und 07/6 25 299 werden Systeme offenbart, die dielektrische Materialien verwenden, die eine wesentlich dickere Konfiguration als herkömmlicherweise in anderen Systemen verwendete aufweisen. Die dielektrische Schicht in diesen und in der vorliegenden Erfindung weist wenigstens eine Dicke von 0.2 mil auf und wird von dem System nach Abbilden und Entwicklung entfernt. In den anhängigen Anmeldungen SN 07/5 10 067 und SN 07/6 28 199 werden neuartige Systeme offenbart, wobei die dielektrische Schicht nach Entwicklung laminiert wird und mit einem durchsichtigen Material beschichtet wird. In der anhängigen Anmeldung SN 07/6 25 299 werden neuartige Systeme offenbart, wobei kein Laminat oder Beschichtung während des Verfahrens verwendet wird, aber, soweit erwünscht, nach dem Verfahren verwendet werden kann. In all diesen anhängigen Anmeldungen kann die abgebildete dielektrische Schicht später auf ein Substrat, wie z. B. eine Tapete oder Fliesenbasen angebracht werden. Während die Überlaminierung unter Umständen wünschenswert ist, wurde festgestellt, daß es für die offenbarten Verfahren nicht wesentlich ist.

Durch Steuern der Formulierung der Beschichtung und durch Verwenden von festeren dielektrischen Schichten kann das Schrumpfproblem, das in den Materialien der Anmeldungen SN 07/5 10 067 und SN 07/6 28 199 vorliegt, gelindert werden. Durch Steuern der Verfahrensbedingungen des Drucksystems kann Schrumpfen sowie Bildgröße effektiv gesteuert werden. Die Wahl eines leitenden Bandes, das dimensionsmäßig stabil ist, aber die dielektrische Schicht vorzugsweise anhaftet und sie auf Befehl freigeben wird, stellt eine wesentliche Verbesserung des ursprünglichen Drucksystems dar.

Dielektrische Schichten und/oder Formulierungen, die fester sind, sollten gewählt werden, welches die gewünschte dielektrische Schicht nach Trocknung zur Folge hat. Dies kann durch eine der folgenden Vorgehensweisen oder eine Kombination davon erreicht werden: Durch wesentliches Herabsetzen des in der Formulierung verwendeten Weichmachers, durch Auswählen von Harzen mit einem höheren Tg, durch Hinzufügen von Füllern, durch in-situ Polymerisieren, usw. Ein Fachmann kann irgendeine Anzahl von Materialien formulieren oder wählen, welches in dieser Erfindung verwendbare Schicht-Dielektrika zur Folge haben wird.

Wie in SN 07/6 25 299 anstelle von Laminierung offenbart, kann ein strukturelles Bild und Schichtstabilität folgendermaßen geschaffen werden: Verwendung einer festeren dielektrischen Schicht oder Beschichtungsformulierung und/oder durch Verwendung von Tönern, die Polymere umfassen, die wesentlich erhöhte Bindungseigenschaften aufweisen und die die Schicht durch eine normale Fixierungseinrichtung anhaften werden, durch Steuern des Aufwärmens und Abkühlens des leitenden Bandes während des Druckens, und durch Auswählen eines dimensionsmäßig stabilen Bandes. Wie oben schon angedeutet, kann jedoch, wenn eine Laminierung erwünscht ist, diese in einem nachträglichen oder anschließenden System-Schritt durchgeführt werden.

Markierungssysteme, die elektrografische Technologie verwenden, sind bekannt und sind verwendet worden. Diese Systeme verwenden ein Muster von elektrischen Ladungen, die einem gewünschten Bild entsprechen; dies ist als ein latentes elektrostatisches Bild oder Ladung bekannt. Diese Ladung wird im allgemeinen auf eine dielektrische Oberfläche einer Trommel oder eines Bandes aufgebracht. Diese Oberfläche, die das latente elektrostatische Bild trägt, wird durch eine Tönungs-Station bewegt, wo ein Tönungsmaterial einer entgegengesetzten Ladung an den geladenen Flächen der dielektrischen Oberfläche anhaftet, um ein sichtbares Bild herzustellen. Die Trommel oder das Band wird weiterbewegt und das getönte Bild wird entweder auf ein Aufnahmemedium übertragen oder direkt auf der geladenen Oberfläche verbunden. Nach der Verschmelzungsoperation in dem Übertragungssystem kann das Dielektrikum in verschiedener Vorgehensweise behandelt werden, um seine Oberfläche von Restladung oder Töner oder von beidem zu reinigen. Dieses Reinigen kann durch irgendein elektrostatisches und/oder mechanisches Reinigungsverfahren durchgeführt werden.

In elektrografischen Abbildungs- und Druckverfahren sind sowohl fotoleitende Isolatoren als auch Dielektrika verwendet worden; jedoch unterscheiden sie sich beträchtlich voneinander. Fotoleitende Isolatoren werden eine elektrische Ladung nur im Dunklen halten, eine Tatsache, die sie in einem begrenzten Anwendungsbereich, wie z. B. in Kopierern o. dgl. nützlich macht. Dielektrika können andererseits eine elektrische Ladung beim Vorliegen von sichtbarem Licht halten, eine Tatsache, die sie bei Verwendung in kommerziellen Herstellungsverfahren, wie z. B. in der vorliegenden Erfindung viel praktischer machen.

Außerdem sind zahlreiche elektrostatische Drucksysteme bekannt, wie z. B. diejenigen, die in den US-Patentnummern 30 23 731 (Schwertz); 37 01 996 (Perley); 41 55 093 (Fotland); 42 67 556 (Fotland); 44 94 129 (Gretchev); 45 18 468 (Fotland); 46 75 703 (Fotland); und 48 21 066 (Foote) beschrieben werden. All diese Systeme offenbaren anschlagfreie Drucksysteme unter Verwendung von elektrostatischen Bildern, die in einer oder mehreren Tönungs-Stationen sichtbar gemacht werden können. In diesen Systemen werden von einem Druckkopf, wie z. B. von Fotland im US-Patent 41 55 093 oder im US-Patent 42 67 556 beschrieben, Ionen von einer Ionenerzeugungseinrichtung auf die Oberfläche einer dielektrischen Schicht projiziert. Im allgemeinen umfaßt der Druckkopf einen Aufbau aus zwei von einem festen dielektrischen Element getrennten Elektroden, ein festes dielektrisches Element und eine dritte Elektrode zur Extraktion von Ionen. Die erste Elektrode ist eine Treiberelektrode und die zweite ist eine Steuerelektrode; Beide stehen mit der trennenden dielektrischen Schicht in Kontakt. Ein Luftraum existiert an einem Übergang der Steuerelektrode und des festen dielektrischen Elements. Eine Hochspannungs-Hochfrequenzentladung wird zwischen den zwei Elektroden angeregt, die einen Bestand von negativen und positiven Ionen in dem sich an die Steuerelektrode anschließenden Luftraum erzeugt. Die Ionen werden von einem zwischen der zweiten und dritten Elektrode gebildeten elektrostatischem Feld durch ein Loch in der dritten Elektrode extrahiert. In der Fotland 42 67 556 nimmt der bilderzeugende Ionengenerator die Form einer multiplexierten Matrix von Fingerelektroden und Wählstäben getrennt von einem festen dielektrischen Element an. Ionen werden an Öffnungen in den Fingerelektroden an Matrixkreuzungspunkten erzeugt und extrahiert, um ein Bild auf einem Aufnahmeelement zu bilden. Eine Grauskalasteuerung wird durch Impulsbreitenmodulation der zweiten (Finger) Elektrode, wie in Weiner 49 41 313 beschrieben, erreicht. Zusätzlich wird die Grauskala durch Ändern der Extraktionsspannung, wie in Thomson 49 92 807 beschrieben, erreicht. Während herkömmliche Ionen-Projizierungsköpfe bei vielerlei Anwendungen nützlich sind, eignen sie sich nicht zur Verwendung in Systemen, die eine relativ dicke und somit niedrig kapazitive dielektrische Bildschicht erfordern. Im allgemeinen verwenden Systeme unter Verwendung von Ionenprojizierungs-Drucktechnologie Pulvertöner. Bei der Elektrografie eignen sich flüssige Entwicklersysteme am besten zur genauen Wiedergabe von Grauskalabildern und zur Entwicklung mit hoher Auflösung. Die Komponenten von Tönersystemen können die Elektroden in herkömmlichen Ionenprojizierungsköpfen verunreinigen und können sie wesentlich außer Funktion setzen. Wenn flüssige Töner verwendet werden, ist das Problem einer Verunreinigung der Ionenprojizierungskartusche größer als bei der Verwendung von geläufigen Trockenpulvertönern. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Tönerpartikel in flüssigen Tönern wesentlich kleiner sind als in Trockenpulvertönern (z. B. ein Mikrometer im Gegensatz zu 25 Mikrometern) und außerdem darin, daß es eine flüssige Komponente gibt, die verdampft. Somit besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß der verbleibende Töner und/oder Lösungsmittel zu der Ionenprojizierungskartusche wandern werden, welches einen Verlust von Ionenemissionseffizienz oder einen Totalausfall von Emission bewirkt. Einbauen eines Luftmessers vor dem Ionenprojizierungskopf kann die Möglichkeit herabsetzen, daß der Kopf Verunreinigung ausgesetzt wird. Das Luftmesser wird verhindern, daß der Ionenprojizierungskopf den Tönerpartikeln und Lösungsmitteln in flüssigen Tönern ausgesetzt wird, indem der Raum um den Ionenprojizierungskopf mit lösungsmittelfreier Luft oder anderem Gas geklärt wird. Zusätzlich eignen sich die herkömmlichen Projizierungsköpfe nicht besonders zum Grauskaladruck. Verbesserte und neuartige Einrichtungen in diesem System zum Aufbringen eines elektrostatischen latenten Bildes würden erforderlich sein, um in Systemen unter Verwendung von flüssigen Entwicklungssystemen und für diejenigen, die auf eine akzeptable Grauskaladichte gerichtet sind, verbesserte Ergebnisse zu erreichen. Herkömmliche Ionenprojizierungsköpfe eignen sich nicht nur nicht besonders für Grauskaladruck, sondern besitzen wesentliche Einschränkungen bezüglich der Anzahl von Grauskalen, die erreicht werden können. Zum Beispiel können die meisten nur vier Grauskalen erreichen.

Zusätzlich zu den Unzulänglichkeiten in herkömmlichen Druckköpfen sind die bekannten Ionenprojizierungs-Drucksysteme nicht speziell ausgelegt, um Mehrfarben-Drucksysteme bei schnellen Geschwindigkeiten aufzunehmen. Während Ionenerzeugungssysteme unweigerlich zuverlässige Technologie verwenden, müssen deswegen mehrere wesentliche Verbesserungen gefunden werden, bevor diese Systeme verwendet werden können, um Mehrfarben-Endprodukte mit hoher Druckqualität und bei hohen Geschwindigkeiten zu erzeugen.

Somit ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein anschlagfreies Ionenerzeugungs-Drucksystem ohne die oben beschriebenen Nachteile zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein neuartiges Drucksystem unter Verwendung mehrerer alternativer Einrichtungen zu schaffen, um eine elektrostatische Ladung auf eine dielektrische Schicht direkt aufzubringen.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein anschlagfreies Drucksystem zu schaffen, das bei der Herstellung von relativ dicken Endprodukten verwendet werden kann.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein elektrografisches Drucksystem zu schaffen, das sich insbesondere für Hochgeschwindigkeits-Farbsysteme eignet.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein elektrografisches Drucksystem zu schaffen, das sich insbesondere für Hochgeschwindigkeits-Drucksysteme unter Verwendung von flüssigen Tönern eignet.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein elektrografisches Drucksystem zu schaffen, wobei wesentlich dickere dielektrische Schichten mit niedriger Kapazität verwendet werden können und genaue Übersetzungen von Grauskalabildern geschaffen werden können.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein neuartiges elektrografisches Drucksystem zu schaffen, das sich sowohl für Direkt- als auch Übertragungsabbildung eignet.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein anschlagfreies Drucksystem zu schaffen, das kontinuierliche Tönungsdrucke von Magazinqualität bei hohen Geschwindigkeiten erzeugen kann.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein neuartiges System und Vorrichtung zur Herstellung von Produkten zu schaffen, die farbige Bilder mit verbesserter Qualität, Dichte und Auflösung aufweisen.

Die obigen Aufgaben und andere werden entsprechend dieser Erfindung gelöst durch Schaffen eines Drucksystems, das dielektrische Schichten mit einer Dicke von bis zu ungefähr 10 mm oder mehr verwenden kann. In dem vorliegenden System werden diese dickeren dielektrischen Schichten unter Verwendung irgendeiner geeigneten Einrichtung, die ein elektrostatisches Bildmuster darauf aufbringen kann, elektrostatisch abgebildet. Diese Einrichtung schließt einen verbesserten ionengrafischen Druckkopf, Elektronenkanonen, Bild-Schablonen, eine Stiftmatrix, eine indirekte Ladungsübertragungseinrichtung und Kombinationen davon ein. Diese Einrichtungen werden später in dieser Offenbarung beschrieben.

Nachdem das latente Bild auf der Oberfläche des Dielektrikums aufgebracht ist, wird ein neuartiger flüssiger Töner, umfassend im wesentlichen das gleiche Harz wie das in dem Dielektrikum verwendete, um ein sichtbares Bild zu bilden. Während das Verfahren der vorliegenden Erfindung für monochromatisches Drucken verwendet werden kann, eignet es sich insbesondere zur Verwendung in Mehrfarbensystemen. Außerdem kann das vorliegende neuartige System eine wesentliche Verbesserung bei Grauskalaübersetzung erreichen. Zum Beispiel kann es bis zu 128 Stufen auf der Grauskala schaffen. In einem Mehrfarbensystem läuft die abgebildete dielektrische Bildschicht weiter durch eine Reihe von Entwicklungsstationen, wobei jede einen geeigneten gefärbten Töner enthält. Diese Entwicklungsstationen können progressiv um ein leitendes Substrat, z. B. eine Trommel oder ein Endlosband, angeordnet werden. Der durchweg in dieser Offenbarung verwendete Ausdruck "leitendes Substrat" schließt Trommeln, Bänder, Folien, Endlosbänder oder Kombinationen davon ein. Unter Umständen können Kombinationen von leitenden Substraten in demselben System verwendet werden. Die Ausdrücke (A) Einrichtung zum "bildmäßigen Laden" und (B) "Einrichtung zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters" schließen jede geeignete Einrichtung, wie z. B. Elektronenkanonen oder Elektronenstrahlen, Druckköpfe, elektronische Schablonen oder geformte Masken, eine Stiftmatrix- oder Stiftfeld-Ionenerzeugungseinrichtungen und indirekte Ladungs-Übertragungseinrichtungen ein. Mit "direktem" Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters wird das Vermeiden der in herkömmlicher Xerografie oder Elektrofotografie verwendeten herkömmlichen gleichförmigen Ladungs- und Bildbelichtung verstanden. In dem vorliegenden System wird das latente Bildladungsmuster direkt auf ein Dielektrikum ohne irgendeine gleichförmige Ladung aufgebracht.

Die Verwendung eines Elektronenstrahls oder Elektronenkanonen zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes ist bekannt. Einzelheiten dieses Verfahrens werden in "The Fourth International Congress on Advances in Non-Impact Printing Technologies", 20.-25. März 1988, herausgegeben von SPSE - The Society for Imaging Science and Technology, Springfield, VA, in einem Beitrag mit dem Titel "A Novel Electron-Beam Printing Technique" von Michel Guillemot, Emile Pussier und Michel Roche, Commissariat a l′Energie Atomique, S.E.C.R., Centre d′Etudes de Valduc, 21120 Is-sur-Tille, Frankreich, offenbart.

Die Verwendung von geformten Masken zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes ist auch bekannt. Eine Anordnung verwendet eine geformte Maske, um ein latentes "Schatten"-Bildladungsmuster auf der dielektrischen Schicht zu erzeugen. Die Korona erzeugt einen Fluß von Ionen, die sich in dem elektrischen Feld zwischen der Korona und der hinteren Elektrode bewegen. Eine geformte Zeichenmaske, die sich in dem Ionenflußstrom befindet, wird an ein Vorspannpotential angeschlossen, um die Ionen entweder anzuziehen oder abzustoßen. Die resultierende Modulation des Ionenflusses produziert ein latentes Bildmuster auf dem dielektrischen Papier oder Schicht, das das Negativ des Bildes ist (die Ladung ist in der Bildfläche niedrig und in dem Hintergrundbereich hoch). Das Verfahren mit geformter Maske wird in "Principals of Non-Impact Printing" von Jerome L. Johnson, Palatino Press 1986, Seiten 44-46, beschrieben.

Gleichermaßen wird in derselben Veröffentlichung "Principals of Non-Impact Printing", auf Seiten 29-31, ausführlich eine Stiftanordnungs-Einrichtung definiert, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Ein Beispiel dieses Typs ist im US-Patent 49 77 416, Bibl Andreas et al (1990), angegeben.

Indirekte Ladungsübertragungsverfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer dielektrischen Schicht sind ebenso in der Veröffentlichung "Principals of Non-Impact Printing", wie oben angegeben, insbesondere auf den Seiten 182-186, beschrieben.

Weitere bekannte Verfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen Bildes, die verwendet werden können, wenn sie sich für das Verfahren dieser Erfindung eignen, sind in der oben angegebenen Veröffentlichung "Principals of Non-Impact Printing" überall offenbart.

Zusätzlich zu den polymerischen dielektrischen Schichten kann in der vorliegenden Erfindung dielektrisches Papier verwendet werden, einschließlich ungefülltem dielektrischem Papier. Endlosbänder, Spulen oder leitende Trommeln können als das leitende Substrat verwendet werden. Unter Umständen kann das mit dem Dielektrikum versehene leitende Substrat als das Endprodukt entfernt werden.

In dem vorliegenden System spricht jeder Töner auf selektive latente Bilder an, die dem Mehrfarbenbild in der gewünschten Endfarbbalance entspricht. Ausrichtung der resultierenden Farbbilder kann durch irgendeine bekannte Ausrichtungseinrichtung, beispielsweise diejenige, die im US-Patent Nr. 48 21 066 offenbart wird, erreicht werden. Die Genauigkeit der Ausrichtung kann von dem richtigen Erfassungsmechanismus gesteuert werden. Zusätzlich ist es für die vorliegende Erfindung wichtig, daß das geeignete Tönerpartikel verwendet wird, z. B. eines, das auf Druck-, Lösungsmittel-, Sprüh-, Wärme- oder anderer geeigneter Fixierung ohne irgendeine wesentliche Deformation des Tönerpartikels oder Herabsetzung des Durchmessers des Tönerpartikels anspricht. Ein wichtiger Aspekt dieser Erfindung ist, daß der Töner oder Tönungsmaterial dasselbe Harz wie das in der dielektrischen Schicht verwendete Harz enthält. Unter "gleich" wird entweder das identische Harz oder ein Harz der gleichen Familie, wie z. B. Polyvinylchlorid oder Copolymere von Vinylchlorid mit einem geringen Anteil von Vinylacetaten oder anderen Materialien usw., verstanden.

Die Ausdrücke "Dielektrikum" oder "dielektrische Schicht", die durchweg in der Offenbarung und den Ansprüchen verwendet werden, sollen Materialien mit einem spezifischen Widerstand von wenigstens 10¹², beispielsweise Schichten, Pulver, flüssige Formulierungen, beschichtete und unbeschichtete Papiere, Kombinationen davon oder irgendeine andere geeignete Form eines in dieser Erfindung nützlichen Dielektrikums, enthalten. Extreme Vorsicht muß vorherrschen, um Defekte in der dielektrischen Schicht zu vermeiden. Defekte, wie z. B. feine Löcher in der dielektrischen Schicht, können einen vollständigen Ausfall des Systems aufgrund von Ladungsleck, Ladungsschwund oder anderen elektrischen Imperfektionen, die mit der Integrität des latenten Bildes assoziiert sind, verursachen. Einige Dielektrika, die entweder auf die Trommel oder das Band oder auf beide aufgebracht werden können und in dem vorliegenden System brauchbar sind, schließen organische Harze, beispielsweise Acrylharze, wie Polymethylmethacrylat, polymerische Materialien auf Vinylbasis oder andere geeignete organische Harze einschließlich Polyamide, die in dieser Offenbarung später aufgelistet werden, ein. Außerdem dürfen die Abbildungseigenschaften der verwendeten Dielektrika nicht von irgendwelchen übermäßig erhöhten Temperaturen, die in dem Druckverfahren verwendet werden, oder von hoher Feuchtigkeit, beeinträchtigt werden. Zusätzlich müssen die Dielektrika eine beträchtliche dielektrische Stärke, hohe Ladungsakzeptanz und relativ niedrige Ladungsleckraten besitzen. Diese werden durch relative Feuchtigkeit (aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption von einigen Materialien) und Temperatur beeinflußt, weil einige dielektrische Materialien ihre dielektrischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen verlieren. Abbilden sollte unterhalb der Tg des Dielektrikums stattfinden. Wie oben erwähnt, muß es im wesentlichen frei von irgendwelchen Löchern sein und muß die richtigen eingebauten Haftungseigenschaften besitzen, um an Tönern, anderen Schichten oder anderen Basen zu haften. Dielektrika zur Verwendung in dieser Erfindung einschließlich den oben erwähnten müssen all die obigen dielektrischen und physikalischen Eigenschaften besitzen. Andere bekannte dicke, nicht organische dielektrische Materialien, wie z. B. Aluminiumoxid, Glasemaille oder dergleichen, sollten weitgehend vermieden werden, weil sie eine Tendenz besitzen, unter Spannung zu brechen, wodurch Brüche und Oberflächendefekte erzeugt werden. Aufgrund ihrer relativen Affinität zu Wasser könnten sie außerdem einen weiteren elektrischen Leckpfad verursachen und die Ionen zuführen, die dielektrische Absorption verursachen. Soweit geeignet, können jedoch einige anorganische Materialien mit den organischen Dielektrika dieser Erfindung kombiniert werden. Der spezifische Widerstand der dielektrischen Schicht der vorliegenden Erfindung sollte wenigstens 10¹² Ohm-Zentimeter betragen. Eine Vielfachschichtstruktur kann verwendet werden, um die dielektrische Schicht zu erzeugen, um die gewünschten, oben angegebenen Eigenschaften zu erhalten. Wie vorher erwähnt, ist es außerdem wichtig, daß die dielektrische Schicht, unabhängig, ob es sich um eine Einzelschicht oder eine Vielfachschicht handelt, eine hohe Ladungsakzeptanz und beträchtliche dielektrische Stärke besitzt.

Das Ladungsbild wird auf der dielektrischen Schicht, wie oben beschrieben, durch irgendeine geeignete Einrichtung erzeugt, die ein latentes elektrostatisches Ladungsmuster aufbringen kann, um insbesondere mit den dickeren dielektrischen Schichten dieser Erfindung zu arbeiten. Wie oben beschrieben, können existierende Druckköpfe in der vorliegenden Erfindung nicht verwendet werden, weil die pro RF-Zyklus aufgebrachte Anzahl von Ionen zu groß ist. Geeignete Einrichtungen werden benötigt, um die notwendigen Ladungs- und Bildeigenschaften zu schaffen, die in dem System dieser Erfindung erforderlich sind. Ganz allgemein unterscheidet sich ein neuartiger Druckkopf, der in der in dem vorliegenden System verwendeten Einrichtung enthalten ist, von typischen herkömmlichen Druckköpfen (beispielsweise demjenigen, der im US-Patent 41 60 257 offenbart wird) verwendet wird, in der folgenden Art und Weise: (1) Er besitzt einen größeren Abstand zwischen den Finger- und den Schirmelektroden, (2).

Hinzufügung einer zusätzlichen Schirmelektrode hinter der ersten, (3) Änderung des Durchmessers des Lochs in der Fingerelektrode und (4) irgendeine Kombination der obigen. Andere in der vorliegenden Erfindung verwendete Einrichtungen, um ein latentes elektrostatisches Ladungsmuster abzulagern, können selektiv in Abhängigkeit von dem gewünschten Ergebnis verwendet werden. Elektronenkanonen und andere Einrichtungen, beispielsweise diejenigen, die in "The Fourth International Congress on Advances in Non-Impact Printing Technologies" offenbart werden, können, soweit geeignet, verwendet werden. Natürlich kann jede von diesen Einrichtungen oder Kombinationen von diesen, soweit geeignet, verwendet werden.

Die Luftmesser können zusätzliche Öffnungen in der Nähe der Einrichtung zum Aufbringen einer Musterladung enthalten, um ein Edelgas, vorzugsweise Stickstoff, in die Umgebung der Einrichtung zur Aufbringung der latenten Musterladung einzuführen, um so exothermische chemische Reaktionen zu verhindern, die während einer Ionisation stattfinden können, wodurch die Betriebstemperatur der Einrichtung zur Aufbringung der latenten Bildladung wesentlich herabgesetzt wird.

In dem vorliegenden System wird flüssiger Töner dem trockenen Töner aufgrund der Grauskala-Eignung, der erhöhten Dichte, der Dichtesteuerung und der erreichbaren Auflösung vorgezogen. Die folgenden Betrachtungen sind beim Auswählen des flüssigen Töners dieser Erfindung wichtig: (1) Farbstabilität, wenn er ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, (2) Farbstabilität, wenn er in ein System mit Weichmacher eingebunden und erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird, (3) Farbspektrum, das mit den Tönern erreichbar ist, (4) die Fähigkeit, die gewünschte maximale optische Dichte, d. h. (1.7) zu erreichen, und (5) die Fähigkeit, die gewünschte optische Dichte über den in der Erfindung verwendeten Bereich von Dichten (q/m-Verhältnis) zu erhalten. Zusätzlich ist ein Auswählen der Harze des flüssigen Töners aufgrund der Anhaftung wichtig. Wenn eine durchschnittliche Anhaftung des dekorierten Bildes nur auf einer dielektrischen Oberfläche erforderlich ist, dann können insbesondere konventionelle Harzfamilien in dem Töner verwendet werden, die dem Dielektrikum ähnlich sind. Für diese Fälle, in denen größere Anhaftung erforderlich ist, beispielsweise, wenn hohe optische Dichten erforderlich sind, und wenn es gewünscht ist, Töner zwischen zwei Schichten anzuhaften, dann kann ein neuartiger Töner unter Verwendung anderer Anhaftungsförderer verwendet werden. Diese Förderer können entweder auf die Schichten vorher angebracht werden oder in die Töner selber eingebracht werden. Bei den Anhaftungsförderern kann es sich um ein festes Benetzungsmittel handeln, das eine Bindung zwischen nichtkompatiblen Materialien fördert. Es kann eine Bindung auch fördern, wenn es in Tönern mit hohem Pigment-zu-Bindungsmittel Verhältnissen verwendet wird.

In dem vorliegenden System kann das getönte Bild durch eine herkömmliche Einrichtung, wie z. B. Wärme, Lösungsmittel, Druck, Sprühfixierung oder anderen geeigneten Fixierungseinrichtungen, befestigt werden. Typische Fixierungseinrichtungen sind im US-Patent Nr. 42 67 556; 45 18 468 und 44 94 129 definiert. Da die dielektrische Schicht von dem leitenden Substrat bei der Beendigung des Verfahrens dieser Erfindung entfernt wird, ist ein Reinigen von Restladung und Verunreinigung nicht erforderlich.

Das Dielektrikum kann von irgendeiner geeigneten Ausgabeeinrichtung für Dielektrikum auf ein leitendes Substrat aufgebracht werden, die eine im wesentlichen defektfreie freiliegende Oberfläche schafft. Wie oben überall in dieser Offenbarung angedeutet, wird ein leitendes Substrat verwendet. In den offenbarten Beispielen wird eine leitende Trommel oder Endlosband verwendet. Jedoch ist beabsichtigt, daß Systeme unter Verwendung von sowohl einem Band als auch einer Trommel miteingeschlossen werden sollen. Es gibt Situationen, bei denen sowohl eine Trommel als auch ein Band in vorteilhafter Weise in derselben Vorrichtung und System verwendet werden können. Wenn entweder eine Trommel oder ein Band alleine verwendet wird, ist außerdem beabsichtigt, daß das andere oder irgendein anderes geeignetes Substrat eingeschlossen werden soll, nachdem sie für Zwecke dieser Erfindung äquivalent sind. Der Ausdruck "Substrat" soll Bänder, Trommeln und/oder irgendwelche andere Einrichtungen enthalten, auf die die dielektrische Schicht aufgebracht, transportiert und von denen sie schließlich getrennt wird, und durch die ein elektrischer Rückweg an ein bekanntes Potential geschaffen wird. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine flüssige dielektrische Formulierung auf die Oberfläche einer leitenden Trommel oder eines kontinuierlichen Bandes aufgebracht. Es gibt Situationen, bei denen sowohl eine Trommel als auch ein Band vorteilhafterweise in der gleichen Vorrichtung und System verwendet werden können. Wenn entweder "Trommel" oder "Band" allein verwendet wird, ist außerdem beabsichtigt, daß das jeweils andere eingeschlossen ist, da sie für die Zwecke dieser Erfindung äquivalent sind. Außerdem soll der Ausdruck "Substrat" Bänder oder Trommeln und dergleichen einschließen, auf die die dielektrische Schicht aufgebracht und von denen sie schließlich getrennt wird.

Nach Aufbringung des Dielektrikums durch die dielektrische Ausgabeeinrichtung für Dielektrikum wird die dielektrische Schicht durch eine Einrichtung geführt, um die Flüssigkeit oder das Lösungsmittel zu härten und zu entfernen, wodurch eine kontinuierliche dielektrische Schicht auf dem Band hergestellt wird. Obwohl Harze aus Lösungsmitteln, Aufschlämmungen, Dispersionen und Koloiden nach einer Lösungsmittelverdampfung eine von feinen Löchern freie dielektrische Schicht zur Folge haben können, können trockene Harze auf das leitende Substrat gebracht und geschmolzen werden, um dieselbe Art von dielektrischer Schicht zu bilden. Außerdem können härtbare Harze als wesentlich höhere Festkörper und als fotopolymerisierte und/oder quervernetzte angebracht werden, um außerdem das gewünsche Dielektrikum auf dem leitenden Substrat zu bewirken oder zu bilden. Diese kontinuierliche Schicht muß nach dem Trocknen eine latente elektrostatische Ladung empfangen und halten können. Die dielektrische Schicht ist vorzugsweise ungefähr 0.2 bis ungefähr 1.5 mm dick, aber, wenn nötig, kann sie ungefähr 1 mm dick sein. Einer Trommel wird unter Umständen ein endloses Band aufgrund von Raumbetrachtungen, Gleichförmigkeit der Prozedur und Toleranzen, bessere Kontrolle der dielektrischen Schicht, wenn sie als Flüssigkeit aufgebracht wird, Leichtigkeit der Trennung eines Produkts und um ein System mit höherer Energieeffizienz zu schaffen, vorgezogen.

Ein weiteres Verfahren der Herstellung einer dielektrischen Schicht auf dem leitenden Substrat besteht in der Verwendung einer vorgeformten dielektrischen Schicht. Diese Schicht wird gewöhnlicherweise von einer Spule oder einer anderen Ausgabeeinrichtung einem Endlosband zugeführt. Sie wird auf das leitende Substrat abgewickelt, um einen sehr engen und sicheren Kontakt mit dem Substrat einzugehen. Einige Dielektrika, wie z. B. eine starre PVC-Schicht und Polyesterterephthalat, können direkt auf das leitende Band oder Trommel nur unter Verwendung von Wärme und Druck angebracht werden. Alternativ kann ein dünnes permanentes Dielektrikum Teil der leitenden Trommel oder des Endlosbandes gemacht werden und von irgendeiner standardmäßigen Einrichtung auf ein bekanntes Potential geladen werden. Die vorgeformte dielektrische Schicht kann entgegengesetzt geladen sein und dann auf die geladene dielektrische Seite der leitenden Trommel oder des Endlosbandes angebracht werden, wodurch ein elektrostatisches Feld erzeugt wird und somit eine Kraft, die die vorgeformte dielektrische Schicht stark an die leitende Trommel oder das Endlosband anzieht. Der Kontakt muß fest genug sein, um zu erlauben, daß die dielektrische Schicht weiterbewegt wird und durch jede Station geführt wird, aber so, daß sie an der Abtrennstation letztlich entfernbar ist. Sobald die dielektrische Schicht auf dem leitenden Band oder Trommel gebildet ist, wird sie von einer herkömmlichen Einrichtung entladen, um eine elektrisch saubere, nicht verunreinigte Oberfläche zu schaffen, die eine scharfe bildmäßige ionische Ladung annehmen kann. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Wärmelaminierungsschritt ausreichend, um sie auf das leitende Substrat zu binden und die Schicht zu entladen. In einigen Fällen wird jedoch eine geringe Vorspannung auf die dielektrische Schicht vor dem Bild-Laden angelegt, um Hintergrundfarbe auf denjenigen Bereichen der abgebildeten Schicht zu beseitigen, in denen keine Farbe erwünscht ist. Die Spannung ist minimal und wird gewöhnlicherweise nur für die erste Farbe von dem Tönersystem verwendet. Sie kann vor jeder Einrichtung zur Aufbringung des latenten Bildes eingebaut werden. Es wurde festgestellt, daß die Verwendung einer Entladungskorona, die elektrisch gesteuert wird, um eine positive Gleich(DC)-Spannung an das Dielektrikum anzulegen, sehr hilfreich ist, um Hintergrundfarbe in Bereichen zu kontrollieren, in denen keine Farbe erwünscht ist. Unerwünschte Hintergrundfarbe ist das Ergebnis von vielerlei Faktoren und deren Kontrolle ist wichtig für Drucke, die offene Bildentwürfe und leichte Farbschattierungen, wie z. B. beige, besitzen. Außerdem kann dann für diejenigen Situationen, bei denen Wärme nicht verwendet wird, um die Schicht auf dem leitenden Substrat zu befestigen, eine Entladungskorona vor der Bild-Ladungseinrichtung verwendet werden. Nach Aufbringung des latenten Bildes auf die dielektrische Schicht läuft das Endlosband oder Trommel und die abgebildete dielektrische Schicht durch eine Entwicklungsstation, wo das Dielektrikum unter Verwendung eines neuartigen flüssigen Töners getönt wird. Dieser flüssige Töner enthält ein Harz aus derselben Familie, wie in dem Dielektrikum verwendet, d. h. aus den Vinyl-, Acrylat- oder Polyesterfamilien. Die gewählte Harzfamilie ist nicht nur eine Funktion von ihrer Fähigkeit, den dielektrischen Film zu binden, der abgebildet wird, sondern auch von der Temperatur, die beim Fixieren des Töners verwendet wird. In einigen Fällen ist lediglich die zur Verdampfung des Isopar erforderliche Temperatur notwendig, um das getönte oder entwickelte Bild zu fixieren. Sobald das Bild getönt ist, wird die Trommel oder Band/Dielektrikum-Zusammensetzung über eine aufgewärmte Platte oder durch einen Heißlufttrockner geführt. Dieser Schritt verdampft den Isopar-Träger und fixiert den Töner auf dem dielektrischen Substrat oder haftet ihn an. Andere geeignete Trocknungs- und Fixierungseinrichtungen können verwendet werden, wie z. B. eine IR-Wärme-Druckfixierung, Sprühfixierung oder Kombinationen davon. Sprühfixieren wird durch die Verwendung eines Lösungsmittelsprays oder Dunst erreicht, welches die vom Harz eingekapselten Pigmentpartikel zusammen auflöst.

Töner, die sowohl Färbemittel als auch Pigmente umfassen, können in dieser Erfindung als Färbemittel verwendet werden. Deren Auswahl hängt hauptsächlich von der Endverwendung ab. Für den Fall eines Vierfarb-Drucksystems werden in dieser Erfindung Pigmente verwendet, um ein volles Farbspektrum zu jeder der Hauptfarben und Schwarz zu erzeugen. Für den Fall von Erzeugen eines wärmeübertragbaren Bildes werden sublimierbare Färbemittel, oft Dispersionsfärbemittel, verwendet. Durch die richtige Verwendung von Färbemittel und Material können dekorierte Bilder Teil der dielektrischen Schicht gemacht werden oder an ein weiteres Material wärmeübertragen werden, nachdem das Fixieren bei niedrigerer Temperatur beendet ist.

Sobald das Bild auf dem Dielektrikum befestigt ist, wird es abgekühlt und von dem Band entfernt und kann in einem darauffolgendem Verfahren weiter auf eine dickere Basisstruktur aufgebracht werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein weißer oder klarer dielektrischer Film, beispielsweise starres PVC, auf die Trommel aus rostfreiem Stahl oder Band laminiert, ionengrafisch abgebildet und mit flüssigen Tönern getönt. Die Temperatur der getönten Schicht und Trommel oder Band wird angehoben, um das Isopar zu verdampfen und die Töner aneinander und an die dielektrische Schicht zu haften. Nach dem Abkühlen wird die abgebildete Schicht von der Trommel oder Band entfernt und wieder aufgewickelt.

Für Anwendungen, die eine größere Anhaftung erfordern, können ein oder mehrere Haftungsmittel auf eine oder beide Seiten des Dielektrikums und/oder auf die Trommel oder das Band vor der Laminierung des Dielektrikums auf das Band oder in irgendeiner Kombination davon vorher angebracht werden. Dies schafft einen höheren Haftungsgrad der Töner an das Dielektrikum und der abgebildeten dielektrischen Schicht an andere Substrate für diejenigen Produkte, die eine aufwendigere und permanentere Art von Haftung erfordern.

Zum Beispiel wird bei der Herstellung eines Bodenfliesenprodukts vorher zur größeren Haftung der Töner an dem abgebildeten Dielektrikum ein dünnes acrylisches Haftungsmittel auf eine PVC-dielektrische Schicht und auf eine weitere klare PVC-Schicht angebracht, die nachher auf sie zum Bodenschutz des Bildes auflaminiert wird. In diesem Fall ist ein Haftungsmittel zwischen dem leitenden Band und der PVC-dielektrischen Schicht nicht erforderlich, um eine permanente Verbindung zwischen ihm und einer mit Kalkstein gefüllten PVC-Fliesenbasis bei Operationen nach Laminierung zu bilden.

Das abgebildete Endprodukt umfaßt eine dielektrische Schicht, vorzugsweise ein klares oder weißes Dielektrikum, ungefähr 0.5 bis 4 mm dick. Dieses Produkt kann bei der nachfolgenden Herstellung von Postern, fotografischen Simulationen, Wandbedeckungen und Boden- und Deckenfliesen verwendet werden. Wenn es erwünscht ist, einen Mehrfarbendruck mit einer Tiefenwirkung herzustellen, kann eine Schicht aus einem dünnen klaren Film an eine vorabgebildete Schicht zugeführt werden, deren Kombination unter Verwendung der vorher beschriebenen Vorgehensweise gedruckt werden kann. Dieses Verfahren kann für jede Anzahl von Schichten und verschiedenen Farben wiederholt werden. Diese dünnen klaren Schichten sind ungefähr 2.5 mm dick, aber sie können irgendeine geeignete Dicke in Abhängigkeit von dem gewünschten Ergebnis besitzen. Wenn eine Illusion einer Bildtiefe erwünscht ist, ist die erste dielektrische Schicht vorzugsweise weiß reflektierend und die nachfolgenden dielektrischen Schichten sind farblos. All die dielektrischen Schichten können jedoch farblos sein, wenn dies die gewünschten Ergebnisse verstärkt. Der Ausdruck "dielektrische Schicht" überall in dieser Offenbarung und in den Ansprüchen soll eine oder viele Schichten eines dielektrischen Materials einschließen. Es gibt verschiedene Versionen der vorliegenden Verfahren, insbesondere solche, die nachfolgende oder anschließende System-Behandlungen umfassen. Zum Beispiel kann in einer Nachbehandlungsprozedur irgendein Substrat beispielsweise solche, die in Tapetenbasen, Fliesenbasenstrukturen oder irgendeinem anderen dekorativen Teil verwendet werden, mit der abgebildeten dielektrischen Schicht kombiniert werden.

Die folgende Prozedur ist typisch für das System unter Verwendung eines Laminierungs-Beschichtungsschrittes. Wie oben erwähnt, ist dieser Schritt in der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, nachdem unlaminierte oder nach dem Verfahren laminierte Produkte verwendet werden können. Ein ionografischer Druckkopf wird in dieser typischen Prozedur verwendet, aber es versteht sich von selbst, daß eine oben erwähnte bildmäßige Ladungseinrichtung anstelle eines ionografischen Druckkopfes verwendet werden kann.

Beispielsweise wurde eine 1.5 mm starre weiße Polyvinylchlorid-Dielektrikum-Schicht, hergestellt von der Orchard Corp., St. Louis, Mo., auf das 3 mm dicke Band aus rostfreiem Stahl unter Verwendung einer dielektrischen Vinylbeschichtung, hergestellt aus einer Formulierung, bestehend aus 20% Festkörpern aus VAGH-Harz, hergestellt von Union Carbide in einem Methyl-Isobutylketon-Lösungsmittel (MIBK), angehaftet. Bevor der VAGH-Überzug vollständig getrocknet war und sich auf einer Oberflächentemperatur von 250°F auf dem Band befand, wurde in diesem Fall die 1.5 mm weiße Schicht angebracht. Die Schicht enthielt eine 0.2 mm Beschichtung desselben VAGH-Harzes, das auf die Schicht unter Verwendung einer herkömmlichen Zylindertiefdruckeinrichtung vorher angebracht wurde. Nach dem Abkühlen wurde sie korona-entladen und elektrografisch unter Verwendung eines S3000 ionografischen Druckkopfes, hergestellt von Delphgax Systems, Mississauga, Kanada, in Kombination mit einer Stickstoffumgebung, abgebildet. Der Kopf befand sich ungefähr in einem Abstand von 10 mm über der Oberfläche des dielektrischen Überzugs. Der Stickstoff bildete eine neutrale und kühlende Decke zwischen dem unteren Schirm des Druckkopfes und der dielektrischen Beschichtung. Pulsbreitenmodulation des Kopfes, die von einer getrennten elektronischen Vorrichtung zugeführt wurde, änderte sich zwischen 0.8 und 2.2 Mikrosekunden in 16 Inkrementen mit gleichen Zeitabständen. Die Ladung wurde auf die dielektrische Beschichtung in der Form eines schachbrettartigen Musters mit verschiedenen Ladungsstufen angebracht. Dann wurde das Dielektrikum mit einem flüssigem Cyantöner (CPA-04), der von den Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, geliefert wurde, getönt. Der Töner besaß eine 4% Konzentration von Isopar G. Das verwendete Entwicklungssystem war ein Dreiwalzentyp, das von der Savin Corp., Stamford, Conn., in dem 7450 Kopierer verwendet wird und für diesen Zweck angepaßt wurde. Nach Verdampfung des Isopar wurde das getönte Bild in einem Befestigungsspalt einer Stahl-über-Gummi-Walze bei einer Oberflächentemperatur von 200°F fixiert. Die Fixierungswalze befand sich auf 125°F, um zu verhindern, daß sich der Töner von der dielektrischen Oberfläche abhebt, so wie er durch den Spalt durchtritt. Das getönte Bild wurde dann einer Haftungsmittel- Beschichtungsoperation zugeführt, wo VAGH-Harz von einer 20%igen Festkörperlösung angebracht und getrocknet wurde. Die sich ergebende Struktur wurde dann auf eine 3 mm dicke starre klare Polyvinylchloridschicht unter Verwendung von Wärme und Druck in einem Laminator auflaminiert. Diese überlaminierte Struktur wurde zur Trennung von dem Band weitertransportiert und gekühlt. Die resultierende Schicht zeigte deutliche Blöcke von Cyanfarbe, die auf der dielektrischen Schicht positioniert waren und verschiedene optische Dichten hatten, und zeigte die Erzielung von 16 Graustufen.

Die resultierende Struktur wurde von dem Band bei Umgebungstemperaturen entfernt und auf eine 60 mm dicke Fliese angehaftet, um eine Bodenfliesenstruktur zu bilden.

Die nun folgenden Beispiele sind Beispiele des spezifischen anschlagfreien Druckverfahren der vorliegenden Erfindung, die einen getrennten Laminierungsschritt nicht benötigen.

Beispiel #1

Eine 1.5 mm starre weiße PVC-Dielektrikum-Schicht, hergestellt von der Orchard Corp., wurde mit einer 18.5% Festkörperbeschichtung aus VAGH-Harz eines geeigneten Lösungsmittels vorbeschichtet. Die Beschichtung wurde bei einer Rate von 0.3 bis 0.4 g/sq.ft. unter Verwendung einer Klingenbeschichtungsvorrichtung angebracht. Die Oberfläche der getrockneten Beschichtung war kontinuierlich, lochfrei und glatt. Die beschichtete Schicht wurde von einem Abwickelstand zugeführt und auf ein Band aus rostfreiem Stahl unter Verwendung von Wärme und Druck in Kombination mit einem aufgewärmten Dreiwalzen-Spalt angehaftet. Nach Binden der Schicht auf das Band hatte die Schicht eine Temperatur von 90 bis 100°C. Die angehaftete Schicht einschließlich Band wurden unter eine AC-Entladungskorona geführt, um die Oberfläche der dielektrischen Schicht zu neutralisieren. Ein S3000 ionografischer Druckkopf, hergestellt von Delphax System, Mississauga, Ontario, Kanada, in Kombination mit einer Stickstoffumgebung wurde verwendet, um auf die dielektrische Schicht eine Ladung anzubringen. Der Kopf wurde 10 mm über der Oberfläche des dielektrischen Films positioniert. Der Stickstoff bildete ein Neutralisierungs- und Kühlsystem für den Druckkopf und die dielektrische Schicht.

Pulsbreitenmodulation des Kopfes, die von einer separaten elektronischen Vorrichtung zugeführt wurde, variierte zwischen 0.8 und 2.2 Mikrosekunden in Inkrementen von 16 gleichen Zeitstufen. Die Ladung wurde auf die dielektrische Beschichtung in Form eines Schachbrettmusters mit verschiedenen Ladungspegeln aufgebracht. Das Dielektrikum wurde dann mit einem flüssigem Cyantöner (Serie 100), geliefert von der Hilord Chemical Corporation, Hauppauge, New York, getönt. Der Töner besaß ein 4% Konzentration von ISOPAR G. Das verwendete Entwicklungssystem war ein Dreiwalzentyp, verwendet von der Savin Corporation, Stamford, Conn., in dem 7450 Fotokopierer, und wurde für dieses Verfahren angepaßt. Das ISOPAR G wurde aus der getönten Oberfläche der Schicht verdampft, während sie noch auf dem Band angehaftet war, wobei die Temperatur erhöht wurde, um die Töner auf die VAGH-Beschichtung zu bringen. Nach Erwärmen auf eine Temperatur von ungefähr 70 bis 100°C wurde sie auf Umgebungsbedingungen abgekühlt und leicht von dem Band aus rostfreiem Stahl entfernt. Die Kombination von: Verwendung einer vorbeschichteten starren weißen PVC-Schicht, Erwärmen des getönten Bildes plus Schicht auf eine Temperatur, die die Töner an die mit Haftungsmittel beschichtete dielektrische Schicht anhaftet und bei der die Schicht gut auf dem Band verankert ist, wodurch die Stabilität des Films während des Wärmefixierens beibehalten wird, und Kühlen der getönten Schicht, ausreichend, um es von dem Band zu trennen, ermöglicht, daß diese Verbesserung eintritt, welches Rollen oder Blätter von abgebildetem und getöntem Dielektrikum zur Folge hat, die keinen Überlaminierungsschritt erfordern, um Schrumpfen zu verhindern. In einer einem Druck folgenden System-Operation, um das getönte Bild mit besserer Abreib-Widerstandsfähigkeit zu versehen, wurde der Töner durch Sprühen desselben Harzes aus einer mehr verdünnteren Lösung (16.7%) desselben VAGH-Harzes mit einem dünnen schützenden Überzug versehen. Eine Lösungsmittelmischung aus MIBK und MEK wurde in der Sprühmischung verwendet. Das sprühbeschichtete Bild wurde dann luftgetrocknet. Nach Trocknung konnte das Bild nicht von der Oberfläche des dielektrischen Films abgerieben werden. Die resultierende Schicht zeigte deutliche Blöcke von Cyanfarbe, die zwischen den zwei VAGH-Beschichtungen auf der dielektrischen Schicht mit verschiedenen optischen Dichten eingelegt ist und zeigte die Erzielung von 16 Graustufen. Außerdem kann die elektrografisch abgebildete Struktur weiter verarbeitet werden, indem die nicht abgebildete Seite des Dielektrikums auf eine 10 mm dicke vinylbeschichtete Platte unter Verwendung einer herkömmlichen Laminierungsvorrichtung angehaftet wurde, die in der Industrie erhältlich ist.

Beispiel #2

Das abgebildete Dielektrikum aus Beispiel #1 wurde in ein Bodenfliesenmaterial unter Verwendung herkömmlicher anschließender Bindungstechniken weiterverarbeitet. Ausgehend von dem abgebildeten Dielektrikum aus Beispiel #1, das abgekühlt worden war, von dem Band getrennt worden war und auf einer Rolle aufgewickelt worden war, wurde dieses Material auf eine 80 mm dicke Fliesenbasis, bestehend aus Kalkstein, Füllern und Vinyl: Stabilisatoren, Bindungsmitteln und Weichmachern, wärmegebunden. Ein Fachmann kann entweder eine Roll- oder Flachbett-Bindungstechnik verwenden. Zusätzlich wurde während der gleichen Basisbindungsoperation anschließend zum Drucken ein klarer schützender Überzug auf die abgebildete Oberfläche des Dielektrikums gebunden. Diese Schicht bestand aus einer 3 mm klaren starren PVC-Schicht, geliefert von Klockner Pentaplast of America, Gordonville, Va.

In einer getrennten Beschichtungsoperation wurde eine Seite dieser klaren Schicht mit einem VAGH-Harz aus einem 20% Festkörper Keton-Lösung bei einer Rate von 0.3 bis 0.4 g/sq.ft. trocken vorbeschichtet. Die VAGH-beschichtete Seite der 3 mm klaren Schicht wurde während des Überziehens mit dem getönten Bild des Dielektrikums in Kontakt gebracht. Bindungsbedingungen in der aufgewärmten Presse waren: 320°F, 20 sec und 80 psi.

Nach Abkühlen auf Umgebungsbedingungen in der Presse besaß die resultierende Struktur eine permanente Bindung zwischen allen Schichten einschließlich des elektrografischen Bildes, und die Oberfläche des Bildes ist durch die 3 mm klare starre Vinylabnutzungsschicht gut von Fußverkehr geschützt. Zusätzlich wurde diese Struktur wiederum unter Verwendung herkömmlicher Embossierungstechniken embossiert, um auf der Oberfläche der Fliese Dreidimensionalität einzubauen, wodurch die visuelle Ästhetik des dekorierten Oberflächenproduktes weiter verbessert wurde.

Beispiel #3

Die gleiche weiße starre PVC-dielektrische Schicht aus Beispiel #1, aber mit einer Dicke von 2.7 mm, wurde auf das Band aus rostfreiem Stahl gebunden. Jedoch wurde in diesem Fall die VAGH-Beschichtung aus Beispiel #1 nicht auf die weiße Schicht in einem getrennten Schritt vor dem Zuführen der Schicht in das Drucksystem aufgebracht. Die gleiche ionografische Kopfkonfiguration und Verfahren, die in Beispiel #1 verwendet worden waren, wurden in diesem Beispiel verwendet, um das geladene Dielektrikum abzubilden. In diesem Fall wurde das geladene Dielektrikum unter Verwendung von Cyantöner 48T, geliefert von der Hilord Chemical Corporation, bei 1% Konzentration getönt. Dieser Töner besitzt einen Anhaftungs-Förderer, der in die Formulierung eingebaut ist, und die Haftungsmittel-Vorbeschichtung auf der dielektrischen Schicht war nicht erforderlich. Während Isopar-Verdampfung, während die Schicht immer noch auf dem Band angehaftet war, betrug die Oberflächentemperatur innerhalb des Trocknungsabschnitts ungefähr 100°C. Nach Abkühlen auf Umgebungsbedingungen wurde die Schicht von dem Band ohne irgendein Dehnen oder wahrnehmbare Größenänderung entfernt. Die resultierende Schicht zeigte die Erzielung einer Vielzahl von Graustufen und eines getönten Bildes, das eine hervorragende Haftungsfähigkeit auf dem Dielektrikum besitzt. Das getönte Bild konnte nicht von der Oberfläche des Dielektrikums abgerieben werden, nachdem es abgekühlt und von dem Band getrennt worden war.

Diese verbesserte Haftungsfähigkeit beruht teilweise auf: der Verwendung von dielektrischen Materialien, die weniger Weichmacher enthalten, der Verwendung von neuen Arten von Tönern, und den verschiedenen Verbesserungen des Drucksystems. Die Verwendung der neuartigen flüssigen Töner, die den Haftungsfähigkeit-Förderer enthalten, wird nur mit Wärme direkt auf das Dielektrikum gebunden. Die dielektrische Schicht haftet außerdem nach Tönerentwicklung und während Wärmebefestigung gut auf dem leitenden Substrat, wodurch ermöglicht wird, daß das getönte Bild ohne widrige Effekte auf das Bild während einer Berarbeitung erwärmt werden kann. Nach Kühlen des getönten Bildes auf dem Band löste sich die abgebildete Schicht ohne nennenswerte Größenänderung durch Schrumpfen und/oder Dehnen leicht von dem Band.

Beispiel #4

Eine weiße dielektrische Beschichtung, hergestellt aus 38% Festkörper, umfassend A21-Harz, geliefert von Rohm & Haas, Philadelphia, Pa., und TiO₂-Pigment wurde in einem Ketonlösungsmittel auf ein Band aus rostfreiem Stahl unter Verwendung einer Klingenbeschichtungsvorrichtung aufgebracht. Nach Lösungsmittelverdampfung und Ofentrocknen besaß die getrocknete Schicht eine Dicke von 1.5 mm. Die Tg (Glasumwandlungstemperatur) dieses Materials war 105°C und das Material ist bei Raumtemperatur sehr starr und stabil und stellt ein hervorragendes Dielektrikum zum Abbilden dar. Zusätzlich macht das weiße dielektrische Material, wenn es auf die während des Druckens erforderliche Verarbeitungstemperaturen aufgewärmt wird, dieses Material ideal für die Erfindung. Das Material wird flexibel, weil es gut auf dem leitenden Band anhaftet und es bleibt während der Verarbeitung sogar nach Kühlen und Trennung von dem Band stabil.

Die weiße dielektrische (oder farblose) Schicht, die nun auf dem leitenden Band anhaftete, wurde dann auf dem Drucksystem unter Verwendung des in Beispiel #1 beschriebenen Abbildungssystems, verarbeitet und der angebrachte Töner war schwarzer DPB-1 Töner, geliefert von der Hilord Chemical Corp. Nach Trennen von dem Band enthielt die Schicht Cyanbilder, die verschiedene Grauschattierungen zeigten, die nicht verschmiert oder abgerieben werden konnten. Die Schicht wurde dann auf eine 1.5 mm dicke starre PVC-Schicht anschließend gebunden, die uv-Stabilisatoren enthielt, welches Wetterfestigkeit im Freien schuf. Um eine festere Struktur zu schaffen, könnte zusätzlich die Rückseite des weißen Dielektrikums oder deren nicht abgebildete Oberfläche nochmals anschließend gebunden werden, aber auf eine vinyl-latex-beschichtete Posterplatte.

Beispiel #5

Eine 1.5 mm weiße starre PVC-dielektrische Schicht, hergestellt von der Orchard Corp., St. Louis, MO., wurde mit A21 acrylischem Harz, geliefert von der Rohm & Haas, Philadelphia, PA., vorbeschichtet. Sie wurde bei einer Rate von 0.3-0.4 Gramm/sq.ft. aus einer 20% Festkörperbeschichtung von einer Keton- und Acetatlösung aufgebracht. Die beschichtete Schicht wurde unter Verwendung des Verfahrens aus Beispiel #3 auf das Band aus rostfreiem Stahl aufgebracht. Nach Wärmebinden der Schicht auf das Band betrug die Temperatur der Schicht 90-100°C. Die Schicht und das Band wurden elektrisch entladen und auf 50°C abgekühlt. Ein geladenes Bild wurde auf die entladene Schicht unter Verwendung eines Impulsbreitenmodulationssystems, ähnlich wie das in Beispiel #1 verwendete, aufgebracht. Die erste aufgebrachte Farbe war gelber Töner Y3, geliefert von der Hilord Chemical Corporation, aus ISOPAR G bei einer 1% Konzentration. Überflüssiges Isopar wurde von der Oberfläche unter Verwendung des Walzen-Entwicklungssystems, ähnlich wie dasjenige aus Beispiel #1, entfernt. 100% Ladungslöschung wurde nach Entwicklung des gelben Töners erreicht. Das übrige Isopar wurde verdampft und Wärmefixieren des Töners auf der Schicht wurde wie in Beispiel #3 aufgeführt. Der fixierte Töner konnte sogar nach dem Kühlen auf Umgebungsbedingungen nicht von der Oberfläche der vorbeschichteten weißen PVC-Schicht abgerieben werden.

Die zweite Farbe eines Mehrfarbendrucksystems, Magenta, wurde auf die gleiche dielektrische Schicht, die den fixierten gelben Töner enthielt, aufgebracht, indem die noch angehaftete dielektrische Schicht unter dieselbe ionografische Druckeinheit geführt wurde, sie einer zweiten Pulsbreitenmodulationsladung ausgesetzt wurde, und indem sie unter Verwendung des gleichen Tönerentwicklungssystems, aber mit Magenta-Töner, entwickelt wurde. Die Schicht wurde bei Raumtemperatur noch ausreichend auf dem Band gehalten, aber ihre Haftungsfähigkeit kann durch Verwendung von etwas Wärme vor dem Abbilden, soweit für nötig befunden, verbessert werden. In diesem Fall wurde keine Wärme verwendet und die Schicht löste sich nicht von dem Band während der Schritte von: Abbilden, Töneraufbringung und Entwicklung des Magenta-Bildes. Eine 50/50-Mischung von Magenta-M10 und M12, geliefert von der Hilord Chemical Corporation bei einer 1%-Konzentration von ISOPAR G, wurde zur Entwicklung des Bildes verwendet. Isopar-Verdampfung und Magenta-Töner-Wärmefixieren waren identisch wie die für den gelben Töner verwendeten. Abermals wurde eine 100%-Ladungslöschung auf allen geladenen Bereichen der dielektrischen Schicht erreicht. Außerdem wurde kein gelber Töner zurück in das Magenta-Reservoir getragen und genauso wurde kein Magenta-Töner auf irgendeine der ungeladenen Bereiche des Dielektrikums aufgebracht. Nach Abkühlen wurde eine hervorragende Haftungsfähigkeit zwischen den gelben und Magenta-Tönern mit exzellenten Musterdefinitionen der Magenta-Farbe auf den vorher gelb getönten Musterbereichen erreicht. Das gelbe Bild wurde beim Durchführen durch das Walzenentwicklungssystem während einer Magenta-Töner-Aufbringung und Entwicklung nicht gestört.

Zwei zusätzliche Farben wurden in einer ähnlichen Art und Weise auf die immer noch auf dem Band angehaftete Schicht aufgebracht. Cyantöner 48T und scharzer Töner DPB 1, geliefert von der Hilord Chemical Corporation und bei einer 1%-Konzentration wurden jeweils auf geladene Bilder auf der dielektrischen Schicht aufgebracht, die nun gelbe und Magenta-Farben aufweist, die auf der ursprünglichen weißen PVC-Schicht gut anhaften. Nachdem der schwarze Töner auf der weißen PVC-Schicht fixiert war, die nun die drei Farben plus Weiß enthielt, wurde die Schicht auf Umgebungsbedingungen abgekühlt und von dem leitenden Band entfernt. Das resultierende Bild war stabil, es gab keine Schrumpfung der Schicht während der Trennung und die vier Töner konnten durch Reiben der Oberfläche weder voneinander noch von dem ursprünglichen weißen vorbeschichteten PVC-Dielektrikum entfernt werden. Die Anbringung von jedem aufeinanderfolgenden Töner beeinflußte keinen der vorher angebrachten Töner und keine Musterverzerrung trat nach der Endtrennung von dem Band auf.

Beispiel #6

Eine 1.5 mm starre weiße dielektrische PVC-Schicht, hergestellt von der Orchard Corporation, St. Louis, Mo., wurde mit einer 18.5% Festkörperbeschichtung aus VAGH-Harz, zugeführt von einer geeigneten Lösungsmittel, vorbeschichtet. Die Beschichtung wurde bei einer Rate von 0.3 bis 0.4 g/sq.ft. unter Verwendung einer Klingenbeschichtungsvorrichtung aufgebracht. Die Oberfläche der getrockneten Beschichtung war kontinuierlich, lochfrei und glatt. Die beschichtete Schicht wurde von einem Abwickelstand zugeführt und auf ein Band aus rostfreiem Stahl unter Verwendung von Wärme und Druck in Kombination mit einem Dreiwalzen-Spalt angehaftet. Nach Binden der Schicht auf das Band war die Temperatur der Schicht 90 bis 100°C. Die angehaftete Schicht plus Band wurden auf ungefähr 50°C oder weniger abgekühlt und unter einer AC-Ladungskorona zugeführt, um die Oberfläche der Schicht auf +20 Volt vorzuspannen.

Eine Elektronenfluß-Druckvorrichtung wurde verwendet, um Ladung auf das Dielektrikum anzubringen, als es darunter bei einer geradlinigen Geschwindigkeit von 6 bis 12 feet pro Minute geführt wurde. Diese Vorrichtung bestand aus: einer Elektronen-Erzeugungskorona, einem Schirm aus geätztem rostfreien Stahl zur Schaffung der Muster, und einer mit dem Schirm verbundenen Zeitgeberschaltung, die verschiedene Muster mit verschiedenen Grauskalen produzierte. Die Elektronen-Erzeugungseinrichtung bestand aus einem Wolframdraht von 2 mm Durchmesser, der an eine 3500 Volt (DC)Hochspannungsenergieversorgung elektrisch angeschlossen war. Der Draht wurde in einer Entfernung von 1/8 inch über dem Schirm befestigt. Der Schirm aus rostfreiem Stahl war einem S3000 ionografischen Kopf, hergestellt von Dephax Systems, Mississauga, Ontario, Kanada, ähnlich. Er war 1 mm dick, enthielt 300 dpi und wurde bei einer festen Entfernung von 15 mm über der Oberfläche des Dielektrikums plaziert. Der Schirm wurde durch eine Zeitgeberschaltung mit zwei variablen (dc) Gleichspannungsenergieversorgungen verbunden, jede mit einem Bereich von Null (0) bis 300 Volt (+ oder - Polarität). Die Zeitgeberschaltung wurde verwendet, um den Schirm zwischen 0 und 150 Millisekunden zu pulsen. Durch Wahl der Schirmspannung und der Zeitgeberschaltungsbedingungen wurden Muster, bestehend aus starken Farben bis zu feinen Punkten, mit wenigstens 32 Grauskalastufen einer (-) Ladung auf das Dielektrikum angebracht. Ein typischer Satz von Bedingungen für die Zeitgeberschaltung würde aus 32 gleich beabstandeten Ladungsstufen von (+) 50 Volt bis minus 250 Volt bestehen, und einer Zeitgeberbedingung von 50 Millisekunden (ein) mit 150 Millisekunden (aus). Das resultierende geladene Dielektrikum bei einer geradlinigen Geschwindigkeit von 12 ft/min würde als feine Reihe von Punkten erscheinen, wobei jede Reihe von Punkten eine der 32 Graustufen nach Entwicklung mit einem flüssigen Töner zeigen.

Der während einer typischen Walzenentwicklung verwendete Töner war Cyantöner C19 bei 1% Konzentration von ISOPAR G, geliefert von der Hilord Chemical Corporation, Hauppauge, New York. Das verwendete Entwicklungssystem war ein Vielfachwalzentyp, ähnlich wie derjenige, der von der Savin Corporation, Stamford, Conn. in dem 7450 Fotokopierer verwendet wurde und für dieses Verfahren angepaßt wurde. Das ISOPAR G wurde von der getönten Oberfläche verdampft und die Temperatur der Schicht wurde erhöht, während sie immer noch auf dem Band anhaftete, um die Töner auf die VAGH-Beschichtung einzustellen. Nach Abkühlen des Bandes und der Schicht auf Umgebungsbedingungen wurde die getönte und abgebildete Schicht, die das Muster mit 32 Graustufen enthielt, leicht von dem Band aus rostfreiem Stahl entfernt.

In einer Operation nach einem Drucken, um das getönte Bild mit besserer Reibwiderstandsfähigkeit zu versehen, wurde der Töner durch Sprühen desselben Harzes aus einer verdünnteren Lösung (16.7%) desselben VAGH-Harzes mit einem dünnen schützenden Überzug versehen. Eine Lösungsmittelmischung aus MIBK und MEK wurde in der Sprühmischung verwendet. Das sprühbeschichtete Bild wurde dann luftgetrocknet. Nach Trocknung konnte das Bild nicht von der Oberfläche des dielektrischen Films gerieben werden. Ebenso kann die elektrografisch abgebildete Struktur weiter verarbeitet werden, indem die nicht abgebildete Seite des Dielektrikums auf eine 10 mm dicke vinylbeschichtete Platte, unter Verwendung einer herkömmlichen Beschichtungsvorrichtung, die leicht in der Industrie erhältlich ist, angehaftet wird.

Beispiel #7

Ein 2.4 mm dickes dielektrisches Papier, bezeichnet als Versatec CE 4036 R1, wurde von einem Abwickelstand abgeführt und von einem Band aus rostfreiem Stahl transportiert. Die Spannung des Papiers gegen das zwangsläufig angetriebene Band gewährleistete engen Kontakt zwischen der Rückseite des Papiers und dem sich bewegenden Band, das auf Massepotential gelegt war. Das dielektrische Papier plus Band wurde unter eine (ac)-Entladungskorona zugeführt, die die Oberfläche des Papiers neutralisierte und eine positive Ladung anbrachte, um einen Hintergrund in den nicht abgebildeten Bereichen zu beseitigen. Ein neuartiger ionografischer Druckkopf, hergestellt von der Delphax Systems Inc., wurde verwendet, um auf das dielektrische Papier Ladung anzubringen. Er wurde von einer elektronischen Vorrichtung betrieben, die eine rf-Ansteuerschaltung, die in Bowers, US-Patent 50 25 273 beschrieben wird, und ein Grauskala-Digitalsteuersystem umfaßt, das in der am 18.06.1990 eingereichten anhängigen Anmeldung SN 07/540 029 beschrieben wird.

Der ionografische Druckkopf wurde in einem Abstand von 10 mm über der Oberfläche des dielektrischen Papiers positioniert. Daten wurden dem Druckkopf von einem Bildbuffer zugeführt, der eine digitale Darstellung des auf die Papieroberfläche elektronisch abzubildenden Musters enthielt. Unter Verwendung von Pulsbreitenmodulationstechniken wurden Bursts von negativer Ladung in Form des ursprünglichen Testbildes mit 127 Stufen von Ladungssteuerung aufgebracht. Impulsbreitenmodulation des ionografischen Kopfes hatte zur Folge, daß sich auf der dielektrischen Oberfläche des Papiers negative Ladung in Form von gleichen und schmalen Bändern von negativer Ladung zwischen Null (0) und 350 Volt befand.

Das dielektrische Papier wurde dann mit flüssigem Cyantöner C49, wie von der Hilord Chemical Corporation geliefert, getönt. Der Töner besaß eine 1% Konzentration von ISOPAR G Träger. Das verwendete Vielfach-Walzen-Entwicklungssystem resultierte in vollständiger Entwicklung des Vielfach-Grauskala-Musters in Cyanfarbe. Nach Entwicklung wurde das ISOPAR G von der getönten Oberfläche verdampft und das Bild unter Verwendung herkömmlicher Töner-Bindungs-Techniken gebunden. Das getönte und abgebildete Papier wurde dann neu gerollt. Optische Dichtemessungen des sich ergebenden Druckes wurden durchgeführt und in einem Bereich von einem niedrigen Wert von 0.00 bis zu einem Sättigungswert von 1.30 in gleichen Schritten gefunden, eine Tatsache, die klar zeigt, daß Drucken von kontinuierlichen Tönen unter Verwendung dieser Erfindung vollständig erzielbar ist. Messungen von optischer Dichte wurden unter Verwendung eines X-Rite Densitometers, Modell 404, hergestellt bei X-Rite, Grandville, MI, durchgeführt.

Zum zusätzlichen Schutz der abgebildeten und getönten Muster auf dem dielektrischen Papier kann in einem Schritt anschließend einem Drucken eine klare dünne Kunststoffüberlaminierungsschicht angebracht werden, die ein klares druckempfindliches Haftungsmittel enthält. Derartige Schichten sind mit einer angebrachten Loslöseeinlage bereits erhältlich und es gibt die Schichten in einer Vielzahl von Materialien. Verschiedene Arten von Schichten, die druckempfindliche Haftungsmittel enthalten, umfassen: Vinyl, Polycarbonat, Polyester und Acrylsäureschichten, um nur einige wenige zu nennen. Die druckempfindliche Haftungsschicht kann ein Haftungsmittel auf Acrylsäurebasis sein, aber andere klare "Kontakttypen" können genauso zum Binden des Papiers verwendet werden. Außerdem kann sie wärme-, chemisch-, licht-, druck- und/oder zeitreaktiv gemacht werden, falls eine permanentere Bindung zwischen dem gedruckten Papier und der Überzugsschicht erwünscht ist.

Beispiel #8

Eine Elektronenkanone in einer Kathodenstrahlröhre des Typs, beschrieben von Guillemot, Poussier und Roche in dem oben erwähnten Artikel, projiziert einen Elektronenstrahl auf ein Dielektrikum, das auf einem leitenden Substrat angebracht ist. Der Elektronenstrahl wird in einer Richtung orthogonal zu der Bewegung des PVC-Dielektrikums, wie in Beispiel #1 beschrieben, ausgerichtet. Der Elektronenstrahl wird moduliert, um selektive Ladung in die gewünschten Positionen auf dem Dielektrikum aufzubringen, wodurch das gewünschte bildmäßige elektrostatische Muster auf dem Dielektrikum erzeugt wird.

Der Elektronenstrahlstrom und die Verweilzeit pro Einheitsbereich werden so ausgewählt, daß eine maximale erscheinende Oberflächenspannung von -250 Volt auf dem Dielektrikum erzeugt wird, welches eine 1.5 mm dicke PVC-Schicht ist. Die Oberfläche des Dielektrikums befindet sich 4 mm vor dem Folienfenster der Kathodenstrahlröhre, um ein Anwachsen des von dem Elektronenstrahl bedeckten Punktes zu verhindern. Das so bildmäßig geladene Dielektrikum wird unter Verwendung irgendeiner der vorher angeführten Töner in den oben erwähnten Beispielen entwickelt.

Beispiel #9

Ein elektrostatischer Schreibkopf vom Spitzen-Typ wird verwendet, um das latente elektrostatische Bild auf dem Dielektrikum aus Beispiel #6 zu schaffen. Ein Schreibkopf vom 400 dpi-Typ, der alternierende Anordnungen von Schreibspitzen verwendet und von Rastergraphics, Inc., Sunnyvale, CA., hergestellt ist, wird in dieser Erfindung verwendet. Unter Verwendung des 400 dpi elektrostatischen Kopfes zur Anbringung des geladenen Musters auf die 1.5 mm PVC-dielektrische Schicht werden Spannungen im Bereich von 0 bis -75 Volt aufgebracht. Wenn das latente elektrostatische Bild entsprechend den Bedingungen aus Beispiel #7 und unter Verwendung eines C49 Hilord Töners bei 1%-Konzentration ISOPAR G entwickelt wird, wird außerdem eine 100% Ladungslöschung mit voller Musterentwicklung erreicht. Nach ISOPAR-Entfernung und Tönerbefestigung kann die abgebildete und getönte Schicht von dem Band aus rostfreien Stahl entfernt werden.

Beispiel #10

Eine herkömmliche fotoleitende Trommel von dem Typ, der in xerographischen Fotokopierern verwendet wird, wird vorgeladen und optisch abgebildet, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche der fotoleitenden Trommel erzeugt wird. Die Trommel wird mit einer dielektrischen Schicht in Kontakt gebracht (1.5 mm dickes PVC), die auf ein leitendes Substrat aufgebracht ist, wodurch ein Teil der Ladung des latenten elektrostatischen Bildes auf der fotoleitenden Trommel mittels Kontakt oder Zusammenbruch des mikroskopischen Luftspaltes zwischen ihnen auf die dielektrische Schicht übertragen wird, wodurch ein indirektes Ladungsübertragungsbild auf der dielektrischen Schicht erzeugt wird. Dieses auf der dielektrischen Schicht erzeugte resultierende latente elektrostatische Bild wird danach mit irgendeinem der vorher angeführten Töner entwickelt. Die Ladung auf dem latenten elektrostatischen Bild auf der übrigen fotoleitenden Trommel wird gelöscht, indem es gleichmäßig beleuchtet wird.

Die fotoleitende Oberfläche der fotoleitenden Trommel umfaßt Kadmiumsulfid-Selenid. Das Herstellungsverfahren der Trommel ist von Fotland and Carrish im US-Patent 41 95 927 beschrieben. Der Fotoleiter wird mit einer herkömmlichen Korona auf -450 Volt vorgeladen und bildmäßig mit einer Abtast-Laserlichtquelle belichtet, deren Intensität entsprechend der gewünschten Dichte des Bildes an dem abgetasteten Punkt moduliert wird. Die metallische Basis der fotoleitenden Trommel und das leitende Substrat, auf das das Dielektrikum angebracht ist, werden auf dasselbe elektrische Potential eingestellt. Spezielle Vorkehrungen sind getroffen, um sicherzustellen, daß kein Verrutschen zwischen der dielektrischen Schicht und der fotoleitenden Trommel während der Übertragung des latenten elektrostatischen Bildes auftritt, um reibungselektrisches Laden der dielektrischen Schicht zu verhindern. Übertragung des latenten elektrostatischen Bildes von dem Fotoleiter hat ein indirekt ladungsübertragenes latentes elektrostatisches Bild zur Folge, das auf dem Dielektrikum mit einem maximalen erscheinenden Oberflächenpotential von -250 Volt gebildet wird.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Drucksystems dieser Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Drucksystems dieser Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Drucksystems der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Drucksystems dieser Erfindung, die eine Vielzahl von duplizierten Stationen verwendet; und

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des neuartigen Drucksystems dieser Erfindung, das eine Trommel als das leitende Substrat verwendet.

Zum Zwecke der Übersichtlichkeit in den Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung unter Verwendung eines Druckkopfes beschrieben und erläutert. Jedoch kann, wie vorher bemerkt, jede geeignete bildmäßige Ladungseinrichtung anstelle des dargestellten Druckkopfes verwendet werden.

In Fig. 1 ist ein Drucksystem mit einem endlosen, aus rostfreiem Stahl oder anderem leitenden Gewebe oder Band 1 gezeigt, das von einer geeigneten Energieeinrichtung angetrieben wird. Dieses Band 1 wird um eine Reihe von Hauptwalzen 2 und anderen geeigneten Halte- und Führungsstrukturen geführt. Das Band 1 wird durch eine Reihe von elektrografischen Stationen geführt, die im wesentlichen ähnlich zu denjenigen sind, die in herkömmlicher Elektrografie oder Xerografie verwendet werden, d. h. Ladungs-, Entwicklungs- und Fixierstationen. Jedoch wird in dem vorliegenden Verfahren ein wesentlich dickeres dielektrisches Material verwendet und kann auf dem Band 1 von einer Lösung, von einem Pulver oder flüssiger Formulierung beschichtet werden. Während das dielektrische Material beschreiben wird, so wie es von einer Lösung beschichtet wird, kann, soweit erforderlich, das Dielektrikum als eine härtbare dielektrische Formulierung oder als ein wie oben definiertes Dielektrikum hinzugefügt werden. Diese Beschichtung wird an einer Ablagerungs-Beschichtungsstation 3 durchgeführt. Bei der Station 3 kann es sich um irgendeine geeignete Ausgabeeinrichtung für Dielektrikum handeln, die irgendeine Form eines für das Verfahren dieser Erfindung geeigneten Dielektrikums bereitstellen kann. Nach Lösungsaufbringung an Station 3 wird das Band 1 mit der flüssigen dielektrischen Formulierung darauf durch eine Verdampfungskammer 4 geführt, wo die Flüssigkeit oder Lösungsmittel der dielektrischen Formulierung entfernt wird, wobei eine weiße oder farblose dielektrische Schicht 5 auf dem Band 1 zurückbleibt. Um sicherzustellen, daß die Schicht 5 eine von Defekten freie Oberfläche besitzt, kann wenigstens eine zusätzliche dünne klare oder weiße oder andere farbige dielektrische Schicht 10 an einer Walzenstation 6 für Dielektrikum angebracht werden. Das an Station 3 aufgebrachte Dielektrikum 5 und die an Station 6 zugeführte dielektrische Schicht 10 soll nun eine dielektrische Endschicht mit einer Dicke von bis zu ungefähr 10 mm schaffen. Auf dem Band 1 liegt nun ein Zweischicht-Dielektrikum-Material vor, das eine an Station 3 aufgebrachte dielektrische Schicht 5 und eine an Schichtstation 6 aufgebrachte dielektrische Schicht 10 enthält. Die Schicht aus Dielektrikum 10 kann ein eingebautes Haftungsmaterial besitzen, das von einer Aufwärmvorrichtung an Schichtstation 6 aktiviert werden kann. Wie unten in Fig. 2 und 3 beschrieben werden wird, können Stationen 3 und 6 in dem vorliegenden System zusammen oder getrennt voneinander verwendet werden. Sobald dielektrische Schichten 5 und 10 mit defektfreien Oberflächen auf dem Band 1 aufgebracht sind, wird die kombinierte dielektrische Schicht von einer Korona-Entladungseinrichtung 7 entladen, um ein elektrisch sauberes Dielektrikum sicherzustellen, das die latente Bildladung aufnehmen und halten kann. Wenn auf die "dielektrische Schicht" in dieser Fig. 1 Bezug genommen wird, soll sie die Schichten 5 und 10 enthalten. Sobald die dielektrische Schicht von irgendeiner geeigneten Einrichtung entladen worden ist, wird sie betriebsmäßig durch Bildstation 8 geführt, die eine bildmäßige Ladungsvorrichtung zum Erzeugen von geladenen Partikeln in Bildkonfiguration umfaßt. Diese Ionen in bildmäßiger Konfiguration werden von dem Druckkopf (oder einer anderen geeigneten bildmäßigen Ladungseinrichtung) an Station 8 extrahiert, um das latente elektrostatische Bild auf den kombinierten dielektrischen Schichten 5 und 10 zu bilden. Der neuartige, in dieser Erfindung verwendete Druckkopf wird in einer Stickstoff- oder anderen Edelgasatmosphäre verwendet, in der exothermische chemische Reaktionen verhindert werden, wodurch die Betriebstemperatur des Druckkopfs wesentlich herabgesetzt wird. Dies erhöht die Lebensdauer des Druckkopfes und schafft verbesserte Arbeitsweise. Außerdem wird mit dem Ionenprojizierungskopf ein Luftmesser verwendet, das verhindern wird, daß der Ionenprojektionskopf Tönerpartikeln und/oder Lösungsmitteln in flüssigen Tönern ausgesetzt wird, indem der Raum um den Ionenprojektionskopf herum mit lösungsmittelfreier Luft oder anderen Gasen gereinigt wird. Die das latente Bild enthaltende dielektrische Schicht wird dann durch einen flüssigen Töner an Entwicklungsstation 9 geführt, wo das latente Bild darauf sichtbar gemacht wird. Vorzugsweise umfaßt der in der vorliegenden Erfindung verwendete neuartige flüssige Töner ein Harz derselben Familie wie das in dielektrischen Schichten 5 und 10 verwendete Harz. Unter Verwendung der gleichen Familie von Harzen in sowohl dem Töner als auch dem Dielektrikum existiert eine größere Haftung der Tönerpartikel an der dielektrischen Schicht. Das getönte Bild wird dann unter eine aufgewärmte Platte 10 geführt, um das ISOPAR und/oder andere Lösungsmittel aus dem flüssigen Töner zu verdampfen. ISOPAR ist ein eingetragenes Warenzeichen von EXXON. Die dielektrische Schicht kann dann über Wärme oder Druckfixierungshaltewalzen 12 geführt werden, wo das getönte Bild auf das Dielektrikum gesetzt oder fixiert wird. Das in dem Töner verwendete Haftungsharz trägt zusätzlich zu dem obigen Zweck dazu bei, die getönten Partikel aneinander und an die dielektrische Schicht 10 zu haften. In einem Farbsystem wird das obige Verfahren mit aufeinanderfolgenden Farbstationen wiederholt, bis das gewünschte farbige Bild erhalten und fixiert ist. Die sich ergebende dielektrische Schicht kann als ein Endprodukt verwendet werden oder kann nach Abtrennstation 19 mit anderen Basen in Schritten anschließend an das Verfahren kombiniert werden. Zum Beispiel können dickere Basen, wie z. B. Fliesen, Tapeten, Stoffe oder dergleichen, an die untere Oberfläche (nicht abgebildete Oberfläche) der dielektrischen Schicht angehaftet werden. Die sich ergebende kombinierte Schicht wird durch eine Temperatursteuerkammer 18 geführt, die erwärmt oder abgekühlt werden kann, oder durch eine kombinierte Aufwärm-Abkühlkammer, mit der 11 das ISOPAR verdampft, den Töner fixiert und die kombinierte Struktur abkühlt. Die dielektrische Schicht kann dann durch Druckfixierwalzen 17 geführt werden, um ein Fixieren des Töners an das Dielektrikum weiter zu unterstützen. An temperaturgesteuerten Abtrennwalzen 19 wird das Endprodukt von dem Band 1 getrennt. Das Endprodukt 20, das aus Schichten 5 und 10 besteht, wird von dem Band 1 durch Abkühlen oder durch irgendeine andere geeignete Einrichtung zu dessen Abtrennung vom Band 1 getrennt. Dies findet im allgemeinen bei 38°C oder weniger statt, wenn die Materialien dieser Erfindung verwendet werden. Ein Fachmann kann andere Formulierungen verwenden, die die Abtrenneigenschaften von dem Band beeinflussen, so daß sich Loslösetemperaturen in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien ändern werden. Außerdem ist es für einen Fachmann naheliegend, daß für höhere Vorschubgeschwindigkeiten, wie z. B. diejenigen, die größer als 30 ft/min sind, ISOPAR-Verdampfung über eine längere Zeitperiode stattfinden kann. Die Abkühlkammer 18 kann so modifiziert werden, daß sie sowohl eine Aufwärm- als auch eine Abkühlkammer ist und zusammen mit aufgewärmten Platten 11 kann sämtliches ISOPAR von der Oberfläche des dielektrischen Substrates 10 verdampft werden. Für diesen Fall können Druckfixierungshaltewalzen 12 geöffnet werden und Druckfixierungshaltewalzen 17 können ihre Stelle einnehmen. Außerdem kann eine teilweise Fixierung unter Verwendung zweier Sätze von Druckwalzen oder irgendeine Kombination von Fixierungsschritten unter Verwendung von 11, 12, 18 und 17 stattfinden. Das Endprodukt 20 wird vom Band 1 von einer Temperatursteuereinrichtung oder irgendeiner anderen geeigneten Einrichtung getrennt, um es von dem Band 1 zu trennen. Für Materialien, die formuliert sind, um danach wärmereaktivierte Typen von sowohl Haftungsmitteln als auch Dielektrika zu sein, kann eine Trennung vom Band 1 durch die Verwendung von dünnen Loslösebeschichtungen, beispielsweise Teflon* FEP, verbessert werden, die ein permanenter Teil der oberen Oberfläche des leitenden Bandes sind. Es versteht sich, daß Teflon ein eingetragenes Warenzeichen von DuPont ist. Diese Materialien enthalten nicht-poröse Vinylmaterialien, umfassend Polyvinylchlorid, Copolymere aus Vinylchlorid mit kleineren Anteilen von anderen Materialien, beispielsweise Vinylacetat, Vinylidenchlorid und andere Vinylester, beispielsweise Vinylproprionat, Vinylbutyrat sowie Alkyl substituierte Vinylester. Obwohl die Dielektrika aus Polyvinylchlorid bevorzugt werden, besitzt die Erfindung eine breite Anwendung für andere polymerische Materialien, bestehend aus: Polyäthylenen, Polyacrylaten (z. B. Polymethylmethacrylat), Copolymere von Methylmethacrylat, beispielsweise Methyl/n-Butylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polybutylacrylat, Polyurethan, Polyamid, Polyester, Polystyrol und Polycarbonaten. Außerdem können Copolymere von irgendwelchen der Vorangegangenen oder Mischungen der Vorangegangenen verwendet werden. Diese Materialien können für das Dielektrikum 5 oder die dielektrische Schicht 10 verwendet werden und sie können die gleichen oder verschiedenen sein. Wie oben bemerkt, kann das getönte Bild durch Druck-, Wärme-, Sprüh- oder andere geeignete Fixierungsverfahren an Station 12 fixiert werden. Bei allen diesen Fixierungsverfahren, insbesondere in einem Mehrfarbensystem, müssen die Tönerpartikel befestigt werden ohne die Tönerpartikel oder den Durchmesser der Tönerpartikel wesentlich zu verzerren. Dies ist wichtig, um eine optimale Farbqualität und Auflösung des Endfarbbildes beizubehalten.

Das an Station 19 entfernte Endprodukt 20 umfaßt eine dielektrische Schicht 5 und eine zweite dielektrische Schicht 10. Die kombinierte Dicke von Schichten 5 und 10 beträgt zwischen 0.2 bis ungefähr 10.0 mm.

In Fig. 2 wird eine dielektrische Lösung oder dielektrische flüssige Formulierung an Station 29 auf ein endloses leitendes Band 1 aufgebracht. Die flüssige Formulierung wird so kontrolliert, daß beim Verdampfen des Lösungsmittels oder Flüssigkeit davon eine dielektrische Schicht 23 mit einer Enddicke von ungefähr 0.2 bis ungefähr 10.0 mm auf dem Band 1 verbleibt und die Oberfläche der dielektrischen Schicht frei von Defekten ist. Das Lösungsmittel oder die Flüssigkeit wird entfernt, indem die dielektrische Lösung oder Formulierung durch eine Verdampfungskammer 21 geführt wird. Sobald die 0.2 bis ungefähr 10.0 mm dielektrische Beschichtung erreicht ist, wird die Oberfläche durch Verwendung einer Entladungskorona 22 oder einer anderen geeigneten Einrichtung elektrisch entladen. Nachdem sie entladen worden ist, wird die dielektrische Schicht 23 in einer Bildkonfiguration an Station 30 durch die gleiche Einrichtung, wie bezüglich Fig. 1 beschrieben, geladen. Mit dem Fortschreiten der dielektrischen Schicht 23, die auf sich das latente Bild trägt, wird sie durch eine Entwicklerstation 24 geführt, wo das latente Bild getönt und sichtbar gemacht wird. Die Flüssigkeit von dem Töner wird entfernt und das getönte Bild kann durch irgendeine geeignete Einrichtung, wie z. B. Druck-, Wärme- oder Sprühfixierung, an einer Fixierungseinrichtung 25 fixiert werden. Eine Temperatursteuerkammer 26, die eine kombinierte Aufwärm-Abkühlkammer sein kann, kann die Verdampfung des ISOPAR und Fixierens des Töners an das Dielektrikum ersetzen oder unterstützen und kann Schritte 24a und 25 ersetzen oder unterstützen. Nachdem es durch die Kammer 26 geführt worden ist, wird das getönte abgebildete Dielektrikum 23 durch Fixierungswalzen 34 geführt. Die abgebildete fixierte dielektrische Schicht wird an Kühlwalzen 32 und 33 geführt und danach als das abgebildete fixierte Endprodukt 28 von der Abtrennwalze entfernt.

Das Endlosband 1 wird dann kontinuierlich an eine geeignete Reinigungsstation 35 bewegt, um irgendwelche Reste zu entfernen und ist nun bereit, um eine weitere Schicht von Dielektrikum an Beschichtungsstation 29 zu empfangen.

In Fig. 3 wird nach der gleichen Abfolge von Schritten verfahren wie in Fig. 2 beschrieben, außer daß anstelle der bei 29 in Fig. 2 auf das Endlosband 1 in Fig. 3 aufgebrachte dielektrische Lösung eine Spule 36 mit einem Schichtdielektrikum-Materials die dielektrische Schicht 37 an die Oberfläche von Band 1 zuführt. Diese Schicht 37 kann ebenso eine Dicke von 0.2 bis 10.0 mm besitzen und ist vorzugsweise 0.2 bis 1.5 mm dick. Die Schicht 37 wird auf dem Band 1 durch irgendeine geeignete Einrichtung angehaftet und die Schicht wird an Station 38 elektrisch entladen. Die Schicht 37 kann gegebenenfalls ein darauf angebrachtes Haftungsmittel aufweisen. Die dielektrische Schicht 37 wird dann an Station 39 (mit demselben Verfahren wie in Fig. 1 und 2) bildmäßig geladen, an Entwicklerstation getönt oder entwickelt, und ein Töner kann an Fixierungswalzen oder Station 41 fixiert werden. Die Schicht wird dann weiterbewegt und durch Station 42, 43 und 47 in einer ähnlichen Art und Weise, wie in Fig. 1 und 2, geführt. Die Schicht wird dann an Abkühlwalze 48 und Abtrennungswalze 49 weiterbewegt, wo das Endprodukt 50 vom Band 1 entfernt wird. Das Endlosband kann durch eine Reinigungsklinge oder andere Einrichtung 51 gereinigt werden und ist zum Annehmen einer weiteren Beschichtung von dielektrischem Material und zum Umlauf durch einen weiteren "Abbildungszyklus", d. h. Abbilden, Entwickeln, Fixieren und Entfernungszyklus, bereit.

In all den beschriebenen Figuren können Einrichtungen verwendet werden, um die dielektrische Schicht an dieselbe bildmäßige Ladungseinrichtung für wenigstens ein zweites Abbilden an einem Punkt nach dem ersten Bildfixieren zurückzuführen. Dieses Ausführungsbeispiel würde anstelle des in Fig. 4 gezeigten Vielfachstationensystems angewendet werden. Somit kann jedes der in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Systeme irgendeine herkömmliche Einrichtung besitzen, um die dielektrische Schicht (nach einem ersten Bildfixieren) durch dieselben Stationen, d. h. Abbildungsstationen, Entwicklerstationen, Entwickler- oder Tönerflüssigkeits-Entfernungsstation und Tönerfixierungsstation, zurückzuführen.

Fig. 4 zeigt ein Abbildungs- oder Drucksystem ähnlich zu demjenigen in Fig. 2 beschriebenen, außer daß in Fig. 4 eine Vielzahl von Abbildungs- und Tönungs- oder Entwicklungsstationen gezeigt sind. In Fig. 4 wird ein flüssiges Dielektrikum auf ein Endlosband 1 an Beschichtungsstation 52 aufgeschichtet und die Flüssigkeit an Trockenkammer 53 verdampft. Eine dielektrische Schicht 54 nach Endbearbeitung von bis zu ungefähr 10.0 mm verbleibt nun auf Band 1. Diese Schicht 44 wird dann an Entladungsstation 55 oberflächenentladen und am Druckkopf oder einer anderen bildmäßigen Ladungseinrichtung 56 bildgeladen. Das bei 56 gebildete latente Bild wird dann an eine erste Entwicklerstation 57 geführt, wo ein flüssiger Töner einer ersten Farbe angebracht wird. Die Flüssigkeit von diesem Töner wird an Trocknungseinrichtung 58 entfernt und das resultierende getönte Bild an Fixierungswalzen oder Walzen 59 oder 66 fixiert. Eine Temperatursteuerkammer 64, die eine kombinierte Aufwärm-Abkühlkammer sein kann, kann die Verdampfung des ISOPAR und Fixieren des Töners auf dem Dielektrikum 54 ersetzen oder unterstützen und kann Schritte 58 und 59 ersetzen oder unterstützen. Das Bild kann an Fixierungswalzen 59 oder Walzen 66 fixiert werden. Die abgebildete dielektrische Schicht 54 wird dann durch Entladungsstationen 55 und Druckköpfe oder andere bildmäßige Ladungseinrichtungen 71, 72 und 73 geführt, die farbmäßig latente Bilder erzeugen und durch Entwicklerstationen 60, 61 und 62, wo verschiedene gefärbte Töner aufgebracht werden und jedes an Fixierungswalzen 59 fixiert wird. Jeder Töner an Stationen 57, 60, 61 und 62 wird auf von Druckköpfen 56, 71, 72 und 73 auf der dielektrischen Schicht 54 erzeugten selektiven latenten Bildern selektiv ansprechen. Eine Abkühlwalze 67 entfernt mögliche Wärme von der resultierenden abgebildeten geschichteten Struktur und diese resultierende Struktur wird an Abkühl-Trennwalzen 68 geführt, wo ein Produkt 69 vom Band 1 entfernt wird. Band 1 wird dann gereinigt und für einen weiter 08529 00070 552 001000280000000200012000285910841800040 0002004219324 00004 08410en Durchlauf oder Zyklus vorbereitet.

Zum Zwecke der Übersichtlichkeit sind mehrere Komponenten des Systems bezüglich des gesamten Systems nicht proportional dargestellt. Außerdem sind unwesentliche Teile nicht gezeigt, damit die Hauptkomponenten klar beschrieben werden können.

In Fig. 5 ist ein leitendes Aluminiumsubstrat, das in dieser Figur eine Trommel 74 ist, mit irgendeiner geeigneten Energieeinrichtung versehen, um es bei Bedarf zu drehen. Wie durchweg angegeben, kann das leitende Substrat 74 irgendein beliebiges Substrat sein, wie z. B. eine leitende Trommel oder ein Endlosband, das um eine Trommel geführt wird, oder ein wie oben definiertes leitendes Substrat, welches auch immer geeignet ist. Eine Quelle einer dielektrischen Schicht 75 befindet sich in Fließbeziehung zur Trommel 74 und wird darauf durch eine Schichtzuführeinrichtung oder irgendeine geeignete Quelle 75 zugeführt. Eine dielektrische Schicht 76 mit einer bevorzugten Dicke von ungefähr 0.5 bis ungefähr 3.5 mm wird um eine die Schicht mitnehmende Walze 77 und über die Oberfläche der Trommel 74 geführt. Die verwendete dielektrische Schicht ist ein weißes Dielektrikum, zusammengesetzt aus Poly(vinylchlorid), jedoch kann irgendeines der oben erwähnten dielektrischen Materialien, falls geeignet oder zweckmäßiger, verwendet werden. Sowie sich die dielektrische Schicht 76 Einheitsstation A nähert, wird sie von einer Entladungseinrichtung 78 oberflächenentladen, um eine elektrisch saubere dielektrische Schicht 76 zu gewährleisten, die die latente elektrostatische Ladung annehmen und beibehalten kann. Eine Entladungseinrichtung 78, 83, 88 und 93 kann gegebenenfalls in dem System vor jeder Station A-D verwendet werden. Sobald die dielektrische Schicht 76 entladen ist, wird sie betriebsmäßig an Station A fortgeführt, wo ein Ionendruckkopf oder eine andere bildmäßige Ladungseinrichtung 79 eine erste Ladung darauf in Bildkonfiguration aufbringt. Während es sich noch an Station A befindet, wird das latente Bild mit einem schwarzen Tönermaterial von Tönerreservoir 80 in Kontakt gebracht, wobei es sich bei dem Töner um BPA-06, hergestellt von den Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, handelt. Nachdem der schwarze flüssige Töner auf das erste latente Bild angezogen wurde, entfernt eine Flüssigkeitsentfernungs- oder Verdampfungseinrichtung 81 die flüssige Komponente aus dem schwarzen flüssigen Töner und der Töner wird auf dem ersten latenten Bild oder dem ersten Bild an Bildfixierungseinrichtung 82 fixiert. Station A umfaßt Komponenten 78, 79, 80, 81 und 82. Herkömmliche Fixierungsverfahren, beispielsweise Druckfixierung, Sprühfixierung, Wärmefixierung, Kombinationen von diesen oder irgendeine andere geeignete Fixierungseinrichtung, können an Fixierungseinrichtung 82 verwendet werden. Sobald das erste Bild fixiert worden ist, wird die dielektrische Schicht 76 an Einheitsstation B weitergeführt, wo ein zweiter Druckkopf oder andere bildmäßige Ladungseinrichtung 84 ein zweites latentes elektrostatisches Bild auf die dielektrische Schicht 76 aufbringt. Dieses zweite latente elektrostatische Bild auf der dielektrischen Schicht 76 wird dann an ein zweites Tönerreservoir 85 weiterbewegt, das einen flüssigen Cyantöner enthält. Dieser zweite Töner besteht aus einem Töner, der als CPA-04, hergestellt den Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, identifiziert ist. Nachdem der flüssige Cyantöner das latente Bild kontaktiert und die Tönerpartikel darin an das zweite latente Bild angezogen werden, wird die flüssige Komponente des flüssigen Cyantöners an einer Flüssigkeits-Entfernungseinrichtung 86 entfernt und der übrige Töner von einer Fixierungseinrichtung 87 auf das zweite latente (oder nun getönte oder entwickelte) Bild fixiert. Station B umfaßt Elemente oder Komponenten 83, 84, 85, 86 und 87 und alle aufeinanderfolgenden Stationen werden aus ähnlichen Komponenten aufgebaut. An Einheitsstation C wird die erste und zweite abgebildete dielektrische Schicht 76 von einem dritten Ionenprojizierungskopf oder anderer bildmäßigen Ladungseinrichtungen 89 bildgeladen, um ein drittes latentes elektrostatisches Bild zu schaffen. Dieses dritte Bild wird an einen dritten flüssigen Entwickler oder Tönerreservoir 90, bestehend aus einem Magenta-Farbtöner, weitergeführt. Bei diesem Töner handelt es sich um MPA-02, hergestellt von den Research Labs of Australia, Adelaide, Australien. Nachdem der Magenta-Töner auf dem dritten latenten Bild angebracht ist, wird der flüssige Teil des Töners an Verdampfungs- oder Flüssigkeits-Entfernungseinrichtung 91 entfernt und der übrige Magenta-Töner an Fixierungseinrichtung 92 fixiert. Die abgebildete dielektrische Schicht 76 wird dann an eine Einheitsstation D weiterbewegt, wo ein viertes latentes elektrostatisches Bild durch eine Ionenprojizierungskartusche oder -Kopf oder anderen bildmäßigen Entladungseinrichtungen 94 darauf aufgebracht wird. Wie in den vorangegangenen Stationen, wird die bildmäßige Information an jeden Druckkopf oder andere bildmäßige Ladungseinrichtung elektrisch zugeführt, die dann der entsprechenden Bildablagerung von Ionen auf der dielektrischen Schicht 76 entspricht. Dieses vierte latente Bild wird an ein viertes flüssiges Tönerreservoir 95 bewegt, wo ein gelber Töner, der als YPA-03 identifiziert ist und von den Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, hergestellt wird, in vierter bildmäßiger Konfiguration auf die dielektrische Schicht 76 aufgebracht wird. Der flüssige Entwickler wird dann an Flüssigkeitsentfernungseinrichtungen% getrocknet und das vierte Bild wird an Fixierungseinrichtungen 97 fixiert. Die sich ergebenden abgebildeten Schichten 76 können dann als Produktschicht 105 weiterbewegt, an Trocknungsstationen 99 getrocknet und von dem System an Abtrennstation 100 entfernt werden.

Irgendeine Anzahl von Einheitsstationen größer als eins kann in dem Verfahren und Vorrichtung dieser Erfindung verwendet werden. Ein wichtiges Merkmal ist, ein System zum Farbabbilden zu schaffen, in dem die Ausrichtung einfach und effektiv ist. Dies kann in dem vorliegenden System mit zwei oder mehreren Bildern gemacht werden. Ein zusätzlicher Schritt nach dem Lufttrocknen an Trocknungsstation 99 kann in dem vorliegenden System verwendet werden; das bedeutet, wo ein dickeres Substrat an die (nicht abgebildete) Unterseite von Produktschicht 105 aufgebracht wird. Dieses Substrat kann eine z. B. in Fliesen, Tapeten, Deckenprodukten oder Bodenprodukten und dergleichen, verwendete Basisschicht sein. Dieser Schritt ist in der Zeichnung nicht gezeigt, nachdem er und viele andere Schritte anschließend an das Verfahren verwendet werden können, um Produktschicht 105 mit einer Vielzahl von anderen Materialien oder Gegenständen zu kombinieren.

Zur Einfachheit der Behandlung beträgt die Dicke des in dieser Erfindung verwendeten dielektrischen Schicht vorzugsweise ungefähr 0.5 bis ungefähr 3.5 mm, jedoch kann irgendeine erwünschte oder geeignete Dicke verwendet werden. Wenn erwünscht, kann ein anschließender System-Beschichtungsschritt durchgeführt werden, falls eine laminierte Produktschicht 105 wünschenswert ist.

Die bevorzugten und optimal bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben worden und sind in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt, um die grundlegenden Prinzipien der Erfindung zu erläutern, aber es versteht sich von selbst, daß zahlreiche Modifikationen und Abänderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Grundgedanken und Umfang dieser Erfindung abzuweichen.

Claims (28)

1. Neuartiger Drucker, umfassend eine Ausgabeeinrichtung (3) für Dielektrikum, ein leitendes Substrat (1), wenigstens eine Einrichtung (7, 8) zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters, wenigstens eine Entwicklerstation (9), wenigstens eine Töner-Fixierungsstation (12) und eine Abtrennstation (19), die in Kombination dadurch ein Drucksystem schaffen, wobei die Ausgabeeinrichtung (3, 4, 6) für Dielektrikum eine Einrichtung (6) besitzt, um ein dielektrisches Material (5, 10) auf das leitende Substrat (1) an einem Punkt in dem System vor der Einrichtung (7, 8) zum Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters besitzt, und die Abtrennstation (19) eine Einrichtung nachfolgend der Töner-Fixierungsstation besitzt, um das Dielektrikum (5, 10) von dem leitenden Substrat (1) zu trennen.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens einen Druckkopf als die Einrichtung zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters enthält.

3. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens eine elektronische Schablone als die Einrichtung zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters enthält.

4. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens eine Stiftanordnung als die Einrichtung (7, 8) zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters enthält.

5. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens eine Elektronenkanone als die Einrichtung (7, 8) zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters enthält.

6. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens eine indirekte Ladungsübertragungseinrichtung zum direkten Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters enthält.

7. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung (3, 4, 6) für Dielektrikum eine Einrichtung besitzt, um das Dielektrikum bei einer Dicke von ungefähr 0.2 mm bis ungefähr 10.0 mm zuzuführen.

8. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung (3, 4, 6) für Dielektrikum eine Einrichtung (29) besitzt, um ein Dielektrikum (5, 10) auf das leitende Substrat in einer flüssigen Formulierung aufzubringen, wobei der Drucker eine Einrichtung besitzt, um die flüssige Formulierung in einen Zustand zu bringen, um ein Dielektrikum (5, 10) zu bilden, das ein latentes elektrostatisches Bild aufnehmen und halten kann.

9. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (5, 10) an das leitende Substrat (1) durch eine Schichtausgabeseinrichtung zugeführt wird.

10. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens eine Einrichtung (12) zum Fixieren von Bildern nach jeder Bildentwicklungsstation (9) enthält.

11. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System wenigstens einen zusätzlichen Abbildungszyklus vor Abtrennung des Dielektrikums (5, 10) von dem leitenden Substrat (1) enthält.

12. Drucker nach Anspruch 1, der eine Einrichtung in dem System nachfolgend der Tönerfixierungsstation (12) besitzt, um eine Basis oder Träger an einer nicht abgebildeten Oberfläche des Dielektrikums (5, 10) anzubringen.

13. Drucker nach Anspruch 1, der eine Schichtzuführungseinrichtung (6) besitzt, um das Dielektrikum (10) an die Oberfläche des leitenden Substrats (1) an einem Punkt in dem System vor der Einrichtung (7, 8) zum Aufbringen eines latenten elektrostatischen Ladungsmusters zuzuführen.

14. Anschlagfreier Drucker, umfassend ein leitendes Substrat (1), wenigstens ein Dielektrikum (23) auf dem Substrat (1), wenigstens eine Einrichtung (22, 30) zum bildmäßigen Laden des Dielektrikums (23), wenigstens eine Bildentwicklerstation (24), wenigstens eine Entwicklerflüssigkeits-Entfernungsstation (21), wenigstens eine Töner-Fixierungsstation (25) und eine Abtrennstation (33), um in Kombination ein Drucksystem zu schaffen, eine Einrichtung (30), um wenigstens ein erstes Dielektrikum auf dem leitenden Substrat (1) aufzubringen, wobei das Dielektrikum eine im wesentlichen kontinuierliche Oberfläche besitzt, die ein elektrostatisches latentes Bild empfangen und halten kann, wobei das leitende Substrat (1) eine Einrichtung besitzt, um es durch jede der Stationen weiterzubewegen, eine Einrichtung, um das Dielektrikum an eine Einrichtung zum bildmäßigen Laden für wenigstens ein zweites bildmäßiges Laden zurückzuführen, und eine Einrichtung zum kontinuierlichen Weiterbewegen hinter einer letzten Abtrennstation, eine Einrichtung an der Abtrennstation, um im wesentlichen das gesamte erste Dielektrikum von dem leitenden Substrat (1) zu entfernen, eine Einrichtung, um das leitende Substrat weiter als die Abtrennstation an eine Einrichtung weiterzubewegen, die wenigstens ein zweites Dielektrikum auf das leitende Substrat (1) aufbringen kann, und eine Einrichtung, um das zweite Dielektrikum an die Einrichtung zum bildmäßigen Laden und kontinuierlich durch nachfolgende Stationen zu transportieren.

15. Drucker nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Töner-Entwicklerstationen.

16. Drucker nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Einrichtungen zum bildmäßigen Laden, die vor den Entwicklerstationen positioniert sind.

17. Drucker nach Anspruch 14, mit einer Einrichtung zum Anbringen eines Haftungsmittels auf das Dielektrikum vor einer Töner-Fixierungsstation und nach einem Abbilden des Dielektrikums.

18. Drucker nach Anspruch 14, mit einer Einrichtung zum Bereitstellen einer Basis oder eines Trägers für das Dielektrikum, wobei die Einrichtung in dem System nachfolgend der Abtrennstation positioniert ist.

19. Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum bildmäßigen Laden einen Druckkopf umfaßt.

20. Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum bildmäßigen Laden eine Elektronenkanone umfaßt.

21. Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum bildmäßigen Laden eine elektronische Schablone umfaßt.

22. Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum bildmäßigen Laden wenigstens eine Stiftanordnung umfaßt.

23. Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum bildmäßigen Laden eine indirekte Ladungsübertragungseinrichtung umfaßt.

24. Elektrografisches Verfahren, das wenigstens eine Abfolge der folgenden Schritte umfaßt: Zuführen eines Dielektrikums an die Oberfläche eines leitenden Substrats (1), Entladen wenigstens einer Oberfläche des Dielektrikums, Schaffen einer bildmäßigen Ladung auf der vorher entladenen Oberfläche des Dielektrikums (1), danach Führen des Dielektrikums durch eine Entwicklerstation und eine Entwicklerflüssigkeit-Entfernungsstation, wobei die bildmäßige Ladung in ein sichtbares Bild gewandelt wird, Fixieren des sichtbaren Bildes auf der Oberfläche des Dielektrikums, um ein abgebildetes Dielektrikum zu bilden, Entfernen des abgebildeten Dielektrikums von dem leitenden Substrat (1), Reinigen des leitenden Substrates und kontinuierliches Wiederholen der Schritte um ein gewünschtes Produkt zu erhalten.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum an die Oberfläche des leitenden Substrats zugeführt wird, indem eine das Dielektrikum enthaltende Flüssigkeit auf die Oberfläche aufgebracht wird, der flüssige Teil verdampft wird und dadurch ein Dielektrikum mit geeigneten elektrografischen Eigenschaften gebildet wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Substrat mit dem abgebildeten Dielektrikum als ein Endprodukt entfernt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das abgebildete Dielektrikum nur als ein Endprodukt entfernt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum an die Oberfläche des leitenden Substrats zugeführt wird, indem eine Pulver-Formulierung auf die Oberfläche aufgebracht wird und dadurch ein Dielektrikum mit geeigneten elektrografischen Eigenschaften gebildet wird.