EP0786705A1

EP0786705A1 - Electrostatic printing method and device with imaging head containing contact bristles

Info

Publication number: EP0786705A1
Application number: EP97101331A
Authority: EP
Inventors: Manfred R. Dr. Kühnle; Hermann Dr. Statz
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1997-07-30
Also published as: AU1236497A; US5812170A; KR970058928A; DE19703187A1

Abstract

The image carrier has a surface (12a) to which electrostatic charges are transferred from the head via contact whiskers (46). The whiskers are of graphite or tungsten protruding from the conductive substrates (44a) of a row of cushions connected by conductive thin films (42) to a control unit (24). A pattern of rows and columns of conductive islands (68) is formed in each pixel region of an anisotropic dielectric layer. Preferably uncharged inks can then be drawn by dipolar forces from the recording surface and transferred to paper.

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen elektrothermisches Drucken und im besonderen ein Kontaktverfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer elektrostatischen Ladung auf einen Bildträger.The invention relates generally to electrothermal printing, and more particularly to a contact method and apparatus for applying an electrostatic charge to an image carrier.

Bei den in den US-Patenten Nr. 5,325,120 und Nr. 5,406,314 beschriebenen elektrothermischen Drucktechniquen, auf welche hier Bezug genommen wird, werden elektrostatische Ladungen auf die leicht farbabstoßende Aufzeichnungsfläche eines Bildträgers, um ein elektrostatisches Muster mit geladenen und ungeladenen Bereichen zu formen, das einem elektronischen Bild entspricht und in eine sichtbare Form auf einem Drucksubstrat umgesetzt wird. Durch die aufgebrachten Ladungen erzeugte elektrostatische Felder überwinden die farbabstoßende Eigenschalt der Aufzeichnungsfläche und ziehen Farbe auf die Aufzeichnungsfläche in Übereinstimmung mit dem elektrostatischen Muster an. An jeder Stelle des Musters steht die bereichspezifische Menge oder Dicke der von dem Farbreservoir auf die Aufzeichnungsfläche übertragenen Farbe im Verhältnis zur lokalen Feldstärke. Durch den Kontakt mit dem Drucksubstrat wird das entwickelte Bild vollständig von der Aufzeichnungsfläche auf dieses übertragen, und die Aufzeichnungsfläche ist bereit für erneutes Entwickeln oder Löschen des elektrostatischen Bildes.In the electrothermal printing techniques described in U.S. Patent Nos. 5,325,120 and 5,406,314, which are incorporated herein by reference, electrostatic charges are applied to the slightly ink-repellent recording surface of an image carrier to form an electrostatic pattern with charged and uncharged areas, which is one corresponds to the electronic image and is converted into a visible form on a printing substrate. Electrostatic fields generated by the applied charges overcome the ink repellency of the recording surface and attract color to the recording surface in accordance with the electrostatic pattern. At each point in the pattern, the area-specific amount or thickness of the color transferred from the color reservoir to the recording surface is related to the local field strength. Upon contact with the printing substrate, the developed image is completely transferred from the recording surface to it, and the recording surface is ready for the electrostatic image to be developed or erased again.

Die gesamten Aufzeichnungsflächen der Bildträger, die in der Technologie der oben genannten Bezugspatente verwendet wurden, bestehen aus dielektrischem Material. Die aufgebrachten elektrostatischen Ladungen erzeugen geladene, pixelspezifische Bereiche auf solchen Flächen. Eine andere Art Bildträger, die in den US-Anmeldungen Nr. 08/467,200 und 08/469,323 beschrieben ist und auf welche hier Bezug genommen wird, weist eine anisotropische Aufzeichnungsfläche auf, so daß aufgebrachte elektrostatische Ladungen ungleichförmige, einem Pixel entsprechende Felder über der örtlichen Aufzeichnungsfläche erzeugen. Die Verwendung von Mikroplasma-Aufzeichnung zur Bildung des bildgerechten elektrostatischen Ladungsmusters auf einem Bildträger ist mit jeder der beiden Arten von Aufzeichnungsfläche verträglich. Obschon die Mikroplasma-Aufzeichnung eine effektive und vielseitige Technique ist, bestehen bei ihrer Verwirklichung gewisse Nachteile. Hier sind einige Beispiele genannt: Es sind hohe Spannungen erforderlich, um die felderregenden Ionisierungselektroden zu aktivieren, die den Ionenstrom erzeugen, welcher das elektrostatische Muster bildet; besondere Vorkehrungen müssen getroffen werden, um Funkenerosion des Materials zu vermeiden, das für die Tunelle verwendet wird, in denen die felderregenden Elektroden untergebracht sind; die erregenden Elektroden benötigen Unterhaltenergie, um in Bereitschaft zu sein, auch wenn keine Bildübertragung stattfindet. Durch diese Faktoren steigern sich die Betriebskosten eines solchen Druckapparates.The entire recording surfaces of the image carriers used in the technology of the above-mentioned reference patents are made of dielectric material. The applied electrostatic charges create charged, pixel-specific areas on such areas. Another type of image carrier, which is described in U.S. Application Nos. 08 / 467,200 and 08 / 469,323, and which is incorporated herein by reference, has an anisotropic recording surface so that electrostatic charges applied are non-uniform, pixel-equivalent, fields over that generate local recording area. The use of microplasma recording to form the electrostatic charge pattern on an image carrier which is true to the image is compatible with either of the two types of recording surface. Although microplasma recording is an effective and versatile technique, there are certain disadvantages to its implementation. Here are some examples: high voltages are required to activate the field-exciting ionization electrodes that generate the ion current that forms the electrostatic pattern; special precautions must be taken to prevent spark erosion of the material used for the tunnels in which the field excitation electrodes are housed; the exciting electrodes require entertainment energy to be on standby even when there is no image transmission. These factors increase the operating costs of such a printing device.

Folglich ist es für einige Anwendungen wünschenswert, eine Bildaufzeichnungstechnique anzubieten, die keine felderregenden Ionisierungselektroden erfordert.Consequently, for some applications it is desirable to offer an imaging technique that does not require field excitation ionization electrodes.

Außerdem kann eine Direkt-Kontakt-Aufzeichnung mit elektrische Finger aufweisenden, freischwebenden, metallenen Kontaktelementen, wie in den oben genannten US-Anmeldungen '200 und '323 beschrieben, zu einer unvollkommenen Aufladung der Aufzeichnungsfläche führen, die mikroskopisch gesehen ziemlich rauh sein kann. Ein Grund hierfür ist, daß die steifen Kontaktelemente von der rauhen Fläche "abprallen" können und nicht rechtzeitig zurückspringen, um für die gewünschte elektrische Übertragung Kontakt herzustellen. Die darin beschriebenen metallenen Kontaktelemente sind auch relativ spröde und können deshalb bei langzeitiger Verwendung brechen.In addition, direct contact recording with electrical finger floating, metal contact elements as described in the above-referenced U.S. applications '200 and' 323 can result in imperfect charging of the recording surface, which can be quite rough microscopically. One reason for this is that the rigid contact elements can "bounce" off the rough surface and do not spring back in time to make contact for the desired electrical transmission. The metal contact elements described therein are also relatively brittle and can therefore break if used for a long time.

Bei der vorliegenden Erfindung werden flexible, leitfähige "Kontaktborsten" ("whiskers") in dem Bebilderungskopf verwendet, die den Bildträger berühren und diesen aufladen, wobei das pixelgerechte elektrostatische Muster darauf entsteht. Der Bebilderungskopf der vorliegenden Erfindung ist der in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5,325,120 beschriebenen Mikroplasma-Aufzeichnungsvorrichtung ziemlich ähnlich, jedoch mit dem folgenden wesentlichen Unterschied. In dem genannten Patent ist ein eine Anzahl von Ionenstrahlensendern aufweisender Bebilderungskopf beschrieben, wobei jeder dieser Sender einen Pixelbereich auf der Aufzeichnungsfläche über einen Spalt hinweg auf der Basis einer Spannungsdifferenz zwischen Bildträger und Bebilderungskopf auflädt. Der Bebilderungskopf der vorliegenden Erfindung umfaßt jedoch eine Anordnung von Matrizen oder Polstern mit einer einzigen oder einer Vielzahl von darauf befindlichen Kontaktborste(n) , welche auf einem leitfähigen Substrat fixiert sind. Jede der Matrizen wird mit einer bildabhängigen Spannung beaufschlagt und überträgt die Ladung auf die Aufzeichnungsfläche durch Gleitkontakt mit dieser.In the present invention, flexible, conductive "contact bristles"("whiskers") are used in the imaging head, which touch and charge the image carrier, whereby the pixel-appropriate electrostatic pattern is formed thereon. The imaging head of the present invention is quite similar to the microplasma recording device described in the aforementioned U.S. Patent No. 5,325,120, but with that following essential difference. In the cited patent, an imaging head having a number of ion beam transmitters is described, each of these transmitters charging a pixel area on the recording surface across a gap based on a voltage difference between the image carrier and the imaging head. However, the imaging head of the present invention comprises an array of dies or pads with a single or a plurality of contact bristles (s) thereon which are fixed on a conductive substrate. Each of the matrices is subjected to an image-dependent voltage and transfers the charge to the recording surface by sliding contact with it.

Die Bedeutung des Begriffes "Kontaktborste" ("whisker") in diesem Dokument bezieht sich auf einen Strang sehr starkes, sehr hartes, normalerweise Einkristallmaterial. Eine Vielzahl von Kontaktborsten können in Verbindung mit gleichen, auf einem senkrecht verlaufenden leitfähigen Substrat parallel angeordneten Strängen gebildet werden Eine Matrize kann eine einzige Kontaktborste oder vorzugsweise - um innerhalb eines Pixelbereiches einen besseren Kontakt herzustellen - ein Bündel von Kontaktborsten besitzen. Angesichts einer typischen Kontaktborste mit einem Durchmesser von ca. 2 Mikrometer kann solch ein Bündel in einem Bereich oder auf einem Polster von 50 Mikrometer im Quadrat so viel wie 100 Kontaktborsten enthalten, was einem typischen Pixel auf der Aufzeichnungsfläche entsprechen würde. Die Kontaktborsten können mit einem beliebigen bekannten Verfahren auf dem Gebiet der Materialbearbeitung gebildet werden und aus einem von mehreren geeigneten Materialien, z. B. Wolfram oder Graphit, bestehen. Außer einer hinlänglichen elektrischen Leitfähigkeit müssen Kontaktborsten für einen Bebilderungskopf Flexibilität aufweisen und in ihrer chemischen Zusammensetzung stabil sein.The meaning of the term "contact bristle" ("whisker") in this document refers to a strand of very strong, very hard, usually single crystal material. A multiplicity of contact bristles can be formed in connection with identical strands arranged in parallel on a perpendicularly running conductive substrate. A matrix can have a single contact bristle or preferably - in order to establish better contact within a pixel area - a bundle of contact bristles. Given a typical contact bristle with a diameter of approximately 2 micrometers, such a bundle in an area or on a pad of 50 micrometers square can contain as many as 100 contact bristles, which would correspond to a typical pixel on the recording surface. The contact bristles can be formed by any known method in the field of material processing and from one of several suitable materials, e.g. B. tungsten or graphite exist. In addition to adequate electrical conductivity, contact bristles for an imaging head must have flexibility and be stable in their chemical composition.

Die Erfindung erweist sich in der Praxis als am vorteilhaftesten, wenn sie im Zusammenhang mit einem Bildträger verwendet wird, deren Aufzeichnungsfläche Bereiche von unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist, wie in den oben erwähnten US-Anmeldungen '200 und 323 beschrieben. Solch ein Bildträger kann eine Massenelektrode umfassen, die bedeckt ist von einer dünnen dielektrischen Schicht mit mehreren isolierten, leitfähigen Bereichen oder Inseln pro Pixelbereich auf der Fläche. Der Kontakt der Aufzeichnungsfläche durch ein aufladendes Element erfolgt aufgrund der Ungleichförmigkeit der Aufzeichnungsfläche und der Topografie der Kontaktborsten nur an wenigen Stellen, so daß im allgemeinen während der Kontaktzeit eine sehr geringe Ladung auf eine dielektrische Aufzeichnungsfläche von gleicher Gattung übertragen werden würde, und die zwischen den geladenen und den angrenzenden ungeladenen Bereichen erzeugten elektrischen Felder wären relativ schwach. Obschon eine Anordnung von vielen Kontaktborsten die Bereichsabdeckung verbessern würde, könnte die Wirksamkeit der Übertragung dieser schwachen Ladungen sogar für solch eine Konfiguration begrenzt sein. Wenn jedoch die Aufzeichnungsfläche des Bildträgers leitfähige Inseln umfaßt, ermöglicht selbst ein schwacher Kontakt nur einer Kontaktborste mit einer leitfähigen Insel die Aufladung der gesamten Insel entsprechend dem Potential der Kontaktborste nach einer Nanosekunden-Zeitskala. Auf solch einer Aufzeichnungsfläche werden starke, ungleichförmige, jede Pixelposition abdeckende elektrische Felder durch Randeffekte im Umkreis jeder leitfähigen Insel erzeugt. Diese Felder erstrecken sich über der Aufzeichnungsfläche, sie werden jedoch mit zunehmender Distanz von der Insel rasch schwächer. Die Feldstärke um jede Insel ist dann abhängig von der bildgemäßen Spannung der Kontaktborste, welche die Ladung auf diese Insel aufgebracht hat. Die bildgemäße Spannung für jede Kontaktborste ist so gewählt, daß die Ansammlung der Feldstärken um jede Insel eine makroskopische Feldstärke über dem Pixel ergibt, die eine der Graufstufenskala oder dem Farbwert entsprechende Gleichförmigkeit an der korrespondierenden Stelle in dem elektronischen Bild aufweist.In practice, the invention proves to be most advantageous when used in conjunction with an image carrier whose recording surface has areas of different conductivity, as described in the aforementioned '200 and 323 US applications. Such an image carrier can comprise a ground electrode which is covered by a thin dielectric layer multiple isolated conductive areas or islands per pixel area on the area. The contact of the recording surface by a charging element occurs due to the non-uniformity of the recording surface and the topography of the contact bristles only in a few places, so that generally a very small charge would be transferred to a dielectric recording surface of the same type during the contact time, and that between the charged electric fields and those generated in the adjacent uncharged areas would be relatively weak. Although an arrangement of many contact bristles would improve area coverage, the effectiveness of transferring these weak charges could be limited even for such a configuration. However, when the recording surface of the image carrier includes conductive islands, even weak contact of only one contact bristle with one conductive island enables the entire island to be charged according to the potential of the contact bristle on a nanosecond time scale. On such a recording surface, strong, non-uniform electric fields covering every pixel position are generated by edge effects in the periphery of each conductive island. These fields extend over the recording area, but they rapidly weaken as the distance from the island increases. The field strength around each island is then dependent on the image voltage of the contact bristle, which has applied the charge to this island. The image voltage for each contact bristle is selected so that the accumulation of the field strengths around each island results in a macroscopic field strength over the pixel, which has a uniformity corresponding to the grayscale scale or the color value at the corresponding point in the electronic image.

Wenn eine derartig aufgeladene Aufzeichnungsfläche gegenüber einer Quelle eines dielektrischen Entwicklungsmediums, vorzugsweise nicht geladener Farbe, plaziert ist, erzeugen die elektrischen Felder durch dielektrische Polarisation ein elektrisches dipolares Moment in dem Medium, und das Medium wird von den geladenen Bereichen der Aufzeichnungsfläche dielektrophoretisch angezogen, und zwar in einer Menge, die proportional zu den Stärken der jeweiligen Felder ist. Somit sammelt sich das Entwicklungsmedium um jede Insel in einer Menge an, die sich gleichförmig mit der Feldstärke an dieser Stelle erhöht, wobei das auf dem Bildträger aufgezeichnete elektronische Bild entwickelt wird. Es können jedoch auch geladene Druckfarben verwendet werden, so daß die geladene Farbe von der Aufzeichnungsfläche nach dem Prinzip des Ladungsausgleichs angezogen wird. Obwohl es die Effektivität des elektrischen Kontaktes zwischen den Kontaktborsten und den metallisierten Bereichen auf der dielektrischen Fläche vermindern kann, können die dielektrischen wie auch die leitfähigen Bereiche des Bildträgers mit einer farbabhäsiven Beschichtung versehen sein, um zu gewährleisten, daß Farbe auf der Fläche in Übereinstimmung mit dem darauf aufgebrachten bildgemäßen elektrostatischen Muster haftet, was bei der Übertragung der Farbe auf das Drucksubstrat für eine scharfe Übersetzung des Bildes förderlich ist.When such a charged recording surface is placed against a source of a dielectric developing medium, preferably uncharged color, the electric fields create an electrical dipolar moment in the medium by dielectric polarization and the medium is dielectrophoretically attracted to the charged areas of the recording surface in an amount proportional to the strengths of each field. Thus, the development medium accumulates around each island in an amount which increases uniformly with the field strength at that point, the one recorded on the image carrier electronic image is being developed. However, loaded inks can also be used so that the loaded ink is attracted to the recording surface according to the principle of charge balance. Although it can reduce the effectiveness of the electrical contact between the contact bristles and the metallized areas on the dielectric surface, the dielectric as well as the conductive areas of the image carrier can be provided with an ink-abhesive coating to ensure that color on the surface matches adheres to the image-conforming electrostatic pattern applied thereon, which is conducive to a sharp translation of the image when the color is transferred to the printing substrate.

Die obigen Ausführungen zur vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend erklärten Zeichnungen, weiter verdeutlicht.The above embodiments of the present invention will be further clarified in the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings explained below.

Es zeigen:

Fig. 1: eine isometrische Ansicht eines Druckapparates mit einem Bebilderungskopf gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 2: eine Ansicht des Bodens des Bebilderungskopfes für das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel;
Fig. 3: eine Teilansicht entlang der Linie 5-5 in einem größeren Maßstab, die den Bebilderungskopf der Fig. 2 in Verbindung mit einem Bildträger zeigt;
Fig. 4: eine fragmentatische Teilansicht der bevorzugten Aufzeichnungsfläche;
Figuren 5A und 5B: isometrische Ansichten eines Teils einer anisotropischen Aufzeichnungsfläche mit leitfähigen Inseln, wobei Fig. 5B eine vereinfachte Darstellung des Bebilderungskopfes der Figuren 2 und 3 umfaßt.
Es wird darauf hingewiesen, daß aus darstellerischen Gründen diese Figuren nicht notwendigerweise nach Maßstab gezeichnet sind.

Show it:

Fig. 1: an isometric view of a printing apparatus with an imaging head according to the present invention;
Fig. 2: a view of the bottom of the imaging head for the embodiment shown in Fig. 1;
Fig. 3: a partial view taken along the line 5-5 on a larger scale, showing the imaging head of Figure 2 in conjunction with an image carrier.
Fig. 4: a fragmentary partial view of the preferred recording surface;
Figures 5A and 5B: FIG. 5B is a simplified representation of the imaging head of FIGS. 2 and 3 isometric views of a portion of an anisotropic recording surface with conductive islands includes.
It is pointed out that, for illustrative reasons, these figures are not necessarily drawn to scale.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Druckapparat mit einem drehbaren Papierzylinder 10 als Träger für ein Drucksubstrat, wie z. B. eine Papierbahn W. Parallel zum Zylinder 10 ist ein Bildträger 12 derart angeordnet, daß sich die Bahn W durch den zwischen dem Zylinder 10 und dem Bildträger 12 gebildeten Spalt bewegt. Am Umfang des Bildträgers 12 sind folgende Komponenten angeordnet: ein elektronischer Bebilderungskopf 14 mit Kontaktborsten enthaltenden Aufladeelementen, ein Farbkopf 16, der eine dielektrische, elektrisch neutrale Farbe auf den Bildträger 12 aufträgt, eine von dem Zylinderspalt zwischen dem Bildträger 12 und dem Farbkopf 16 gebildete Farbübertragstation 18, und einen Löschkopf 22, wobei die Funktionen all dieser Komponenten durch eine Steuereinheit 24 gesteuert werden.Fig. 1 shows the printing apparatus according to the invention with a rotatable paper cylinder 10 as a carrier for a printing substrate, such as. B. a paper web W. Parallel to the cylinder 10, an image carrier 12 is arranged such that the web W moves through the gap formed between the cylinder 10 and the image carrier 12. The following components are arranged on the periphery of the image carrier 12: an electronic imaging head 14 with charging elements containing contact bristles, a color head 16 which applies a dielectric, electrically neutral color to the image carrier 12, an ink transfer station formed by the cylinder gap between the image carrier 12 and the ink head 16 18, and an erase head 22, the functions of all these components being controlled by a control unit 24.

Die Steuereinheit 24 empfangt Inputsignale in Form eines digitalen Datenstroms, welcher die Graustufenskala oder Farbwerte eines letztendlich auf der Bahn wiederzugebenden Bildes darstellt. Im Falle einer Mehrfarben-Druckmaschine stellt Fig. 1 ein Druckwerk zum Drucken einer Einfarben-Komponente oder Signatur eines Originaldokuments, d. h. der Cyan-Komponente dar. Für eine Vierfarben-Druckmaschine würden sich drei weitere Druckwerke stromabwärts des Zylinders 12 befinden, welche die anderen Farbkomponenten drucken, nämlich Magenta, Gelb und Schwarz, wie dies z. B. in dem US-Patent Nr. 4,792,860 gezeigt ist, aufwelches hier Bezug genommen wird. Alternativ könnte die Druckmaschine der Fig. 1 modifiziert sein und ein Mehrfarben-Farbwerk umfassen, das alle Vierfarben-Signaturen separat druckt, wie dies z. B. in dem oben genannten US-Patent Nr. 5,325,120 beschrieben ist.The control unit 24 receives input signals in the form of a digital data stream, which represents the gray scale or color values of an image that is ultimately to be reproduced on the web. In the case of a multicolor printing machine, FIG. 1 represents a printing unit for printing a single-color component or signature of an original document, i. H. the cyan component. For a four-color printing machine there would be three further printing units downstream of the cylinder 12, which print the other color components, namely magenta, yellow and black, as is shown, for example, in As shown in U.S. Patent No. 4,792,860, which is incorporated herein by reference. Alternatively, the printing machine of FIG. 1 could be modified and include a multi-color inking unit which prints all four-color signatures separately, as is shown, for example, in B. is described in the aforementioned U.S. Patent No. 5,325,120.

Die Daten, welche die verschiedenen Farbkomponenten eines farbigen Originals darstellen, werden dem Apparat fortlaufend in Gruppen zugeführt. Das System kann beispielsweise die Daten in der Reihenfolge von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz empfangen. Vorzugsweise ist der Steuereinheit 24 ein Massenspeicher 24a zugeordnet, um die für den Betrieb des Apparates benötigten, relativ umfangreichen Daten zu speichern.The data, which represent the different color components of a colored original, are continuously fed to the apparatus in groups. For example, the system can order the data in the order of cyan, magenta, yellow, and black receive. A mass storage device 24a is preferably assigned to the control unit 24 in order to store the relatively extensive data required for the operation of the apparatus.

Um auf die Bahn W zu drucken, steuert die Steuereinheit 24 den Bebilderungskopf 14 in einer Weise, daß während der Umdrehung des Bildträgers 12 der Bebilderungskopf 14 elektrostatische Bilder entsprechend mindestens einer der in dem Inputdatenstrom dargestellten Farbkomponenten auf die Aufzeichnungsfläche 12a des Bildträgers 12 aufzeichnet.In order to print on the web W, the control unit 24 controls the imaging head 14 in such a way that during the rotation of the image carrier 12 the imaging head 14 records electrostatic images corresponding to at least one of the color components shown in the input data stream on the recording surface 12a of the image carrier 12.

Der Farbkopf 16 kann dem in den oben genannten US-Patenten Nr. 4,792,860 und Nr. 5,325,120 beschriebenen ähnlich sein und trägt thermoplastische Farbe, die aus in einem Bindemittel dispergierten Pigmentpartikeln einer der vier Druckfarben besteht, in einem geschmolzenen Zustand auf. Die Aufzeichnungsfläche 12a des Bildträgers kann mit einem leicht farbabstoßenden Material dünn beschichtet sein, so daß die Farbe nicht die Neigung hat, auf der Oberfläche des Bildträgers zu haften, außer auf den Stellen, die durch den Bebilderungskopf 14 aufgeladen sind. Wenn z. B. ein Cyan-Bild auf den Bildträger 12 aufgezeichnet wird, wird der Farbkopf 16 Cyan-Farbe auftragen. Wenn sich also das elektrostatische Bild auf der Aufzeichnungsfläche 12a an dem Farbkopf 16 vorbeibewegt hat, dann wird die von dem Farbkopf 16 gespendete Cyan-Farbe 16 von den geladenen Bereichen dieses Bildes aufgenommen, so daß sich ein Cyan-Bild auf der Aufzeichnungsfläche 12a des Bildträgers 12 entwickelt. Wie in den oben genannten US-Patenten '860 und '120 beschrieben, wird der Bildträger 12 beheizt, um die Farbe in einem geschmolzenen Zustand auf der Aufzeichnungsfläche 12a zu erhalten, wo sie auf den geladenen Bereichen der Fläche haftet.The ink head 16 may be similar to that described in U.S. Patent Nos. 4,792,860 and 5,325,120 above and applies thermoplastic ink, which consists of pigment particles dispersed in a binder, to one of the four inks, in a molten state. The recording surface 12a of the image carrier may be thinly coated with a slightly ink-repellent material so that the color does not tend to adhere to the surface of the image carrier, except for the areas charged by the imaging head 14. If e.g. B. a cyan image is recorded on the image carrier 12, the color head 16 will apply cyan color. Thus, when the electrostatic image on the recording surface 12a has moved past the color head 16, the cyan color 16 donated by the color head 16 is taken up by the charged areas of this image, so that a cyan image is on the recording surface 12a of the image carrier 12 developed. As described in the aforementioned '860 and' 120 U.S. Patents, the image carrier 12 is heated to maintain the color in a molten state on the recording surface 12a where it adheres to the charged areas of the surface.

Wie im folgenden noch ausführlich beschrieben sein wird, sind die Mengen der durch die geladenen Bereiche auf der Aufzeichnungsfläche 12a aufzunehmenden Farbe proportional zu der Intensität der elektrischen Felder, die von diesen geladenen Bereichen ausgeht. Diese Variation der Feldintensität über dem Bild auf der Aufzeichnungsfläche 12a begünstigt die Wiedergabe einer vollen Graustufenskala.As will be described in detail hereinafter, the amounts of color to be recorded by the charged areas on the recording surface 12a are proportional to the intensity of the electric fields emanating from these charged areas. This variation in field intensity over the image on the recording surface 12a favors the reproduction of a full grayscale scale.

Bei weiterer Umdrehung des Bildträgers 12 bewegt sich der entwickelte Teil des Bildes auf der Aufzeichnungsfläche 12a zur Farbübertragstation 18 fort, die von dem Spalt zwischen den Zylindern 10 und 12 gebildet wird. Die Steuereinheit 24 steuert die Position des Bildes aufdem Bildträger 12, so daß, wenn dieses Bild entwickelt ist und sich durch den Spalt fortbewegt hat, es auf die entsprechende Stelle auf der Bahn W übertragen wird. Die Übertragung der Farbe von der Aufzeichnungsfläche 12a zur Bahn W an der Übertragstation 18 ist total, weil die Übertragung thermodynamisch durch Phasenumwandlung erfolgt, d. h. die Farbe verändert sich von einem flüssigen Heißschmelzzustand in einen festen Zustand an der Kontaktlinie der Aufzeichnungsfläche 12a mit der relativ kühlen Bahn W.With further rotation of the image carrier 12, the developed part of the image moves on the recording surface 12a to the ink transfer station 18, which is formed by the gap between the cylinders 10 and 12. The control unit 24 controls the position of the image on the image carrier 12 so that when this image is developed and has moved through the nip, it is transferred to the corresponding location on the web W. The transfer of the color from the recording surface 12a to the web W at the transfer station 18 is total because the transfer is thermodynamically carried out by phase change, i. H. the color changes from a liquid hot melt state to a solid state at the line of contact of the recording surface 12a with the relatively cool web W.

Die geladenen Bereiche der Aufzeichnungsfläche 12a, welche jetzt ohne Farbe sind, werden an der Löschstation 22 vorbeibewegt. Diese Station enthält eine Einrichtung, wie z. B. ein ultraviolettes Licht, um die Aufzeichnungsfläche 12a leitfähig zu machen, so daß sich die darauf aufgebrachten Ladungen zerstreuen. Somit ist die Aufzeichnungsfläche 12a vollständig entladen, wenn sie die Station 22 verläßt und auf erneute Bebilderung durch den Bebilderungskopf 14 bei der nächsten oder folgenden Umdrehung des Bildträgers 12 vorbereitet. Mittlerweile wird ein eine Farbkomponente darstellendes Bild, z. B. die Cyan-Komponente des Originalbildes, auf die Bahn W gedruckt sein.The loaded areas of the recording surface 12a, which are now without color, are moved past the erasing station 22. This station contains equipment such. An ultraviolet light to make the recording surface 12a conductive so that the charges thereon dissipate. Thus, the recording surface 12a is completely discharged when it leaves the station 22 and is prepared for renewed imaging by the imaging head 14 on the next or subsequent rotation of the image carrier 12. In the meantime, an image representing a color component, e.g. B. the cyan component of the original image, printed on the web W.

Der in Fig. 1 gezeigte Apparat unterscheidet sich von den in den oben angeführten Patenten beschriebenen Druckapparaten hauptsächlich durch zwei seiner Bestandteile, nämlich den Bebilderungskopf 14 und den Bildträger 12. Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt der Bebilderungskopf 14 eine Reihe von Kontaktborsten-Matrizen (Aufladeelementen) mit jeweils mindestens einer Kontaktborste, die so angeordnet sind, daß sie die Aufzeichnungsfläche 12a des Bildträgers 12 federnd kontaktieren. Die Steuereinheit 24 veranlaßt das Aufbringen von bildabhängigen Spannungen auf die verschiedenen Kontaktelemente in dem Moment, wenn sie sich gegenüber jeweiligen Pixelbereichen der Aufzeichnungsfläche befinden.The apparatus shown in Fig. 1 differs from the printing apparatus described in the above-mentioned patents mainly by two of its components, namely the imaging head 14 and the image carrier 12. In the present invention, the imaging head 14 comprises a series of contact bristle matrices (charging elements) each with at least one contact bristle, which are arranged so that they contact the recording surface 12a of the image carrier 12 resiliently. The control unit 24 causes image-dependent voltages to be applied to the various contact elements at the moment when they are located opposite respective pixel areas of the recording surface.

Die Figuren 2 und 3 Zeigen den Kontaktborsten-Bebilderungskopf 14 im Detail. Eine Unterlage 40 aus Isoliermiaterial erstreckt sich entlang der vollen Breite des Bildträgers 12. Auf der Unterlage 40 sind eine Reihe distinkter, leitfähiger, dünner Zuleitungsfilme 42 aufgebracht, wobei jeder als Spannungsleitung zur Steuereinheit 24 für eine Matrize oder ein Polster 44 leitfähiger Kontaktborsten 46 dient; somit ist eine Einrichtung zur Aufladung der Matrize 44 in Übereinstimmung mit dem elektronischen Bild geschaffen. Diese Filme können z. B. durch Ätzen einer auf die Isolierunterlage 40 aufgebrachten kontinuierlichen Metallschicht gebildet werden. Jede Kontaktborsten-Matrize 44 umfaßt ein leitfähiges Substrat 44a, das mit seinem jeweiligen Zuleitungsfilm 42 und einer Anordnung von daran gebildeten Kontaktborsten 46 in elektrischer Verbindung steht. Der Fußabdruck einer jeden Kontaktborstenanordnung entspricht der Fläche eines Pixelbereiches und wird von diesem in dem Bild bestimmt. Der Teil eines Zuleitungsfilms 42, welcher nicht von einem Substrat bedeckt ist, wird durch eine Isolierschicht 48 geschützt. Die durch die Umdrehung des Bildträgers 12 auf dem Bebilderungskopf 14 entstandene Gleitkraft wird durch einen Gleitschuh 50, der während eines Bebilderungsvorgangs auf der Aufzeichnungsfläche 12a des Bildträgers 12 entlanggleitet, absorbiert.Figures 2 and 3 show the contact bristle imaging head 14 in detail. A base 40 of insulating material extends along the full width of the image carrier 12. A number of distinct, conductive, thin feeder films 42 are applied to the base 40, each serving as a voltage line to the control unit 24 for a die or a pad 44 of conductive contact bristles 46; thus, means for charging the die 44 in accordance with the electronic image is provided. These films can e.g. B. are formed by etching a continuous metal layer applied to the insulating pad 40. Each bristle die 44 includes a conductive substrate 44a that is in electrical communication with its respective lead film 42 and an array of bristles 46 formed thereon. The footprint of each contact bristle arrangement corresponds to the area of a pixel area and is determined by this in the image. The part of a lead film 42 that is not covered by a substrate is protected by an insulating layer 48. The sliding force resulting from the rotation of the image carrier 12 on the imaging head 14 is absorbed by a sliding shoe 50 which slides along the recording surface 12a of the image carrier 12 during an imaging process.

Die Flexibilität der Kontaktborsten 46 gewährleistet einen sanften mechanischen Kontakt mit der Aufzeichnungsfläche, wenn der Bildträger sich an dem Bebilderungskopf 14 vorbeibewegt. Experimente mit Kontaktborsten aus Graphit haben gezeigt, daß eine starke elektrostatische Anziehung zwischen einer Kontaktborste und der Aufzeichnungsfläche 12a eines Bildträgers, der eine im folgenden beschriebene Grundlage aufweist, herrscht. Vorausgesetzt, daß die Aufzeichnungsfläche 12a frei von Staub oder chemischen Rückständen oder dicken Isolierfilmen ist, werden die Kontaktborsten nicht abprallen und auch nicht verfehlen, einen engen Kontakt mit der Aufzeichnungsfläche herzustellen. Die durch die auf die Aufzeichnungsfläche 12a aufgebrachten Aufladungen auf eine flexible Kontaktborste ausgeübte elektrostatische Anziehungskraft biegt die Kontaktborste in Richtung der Aufzeichnungsfläche ab, wodurch der elektrische Kontakt gefördert wird.The flexibility of the contact bristles 46 ensures smooth mechanical contact with the recording surface when the image carrier moves past the imaging head 14. Experiments with graphite contact bristles have shown that there is a strong electrostatic attraction between a contact bristle and the recording surface 12a of an image carrier which has a basis described below. Provided that the recording surface 12a is free of dust or chemical residues or thick insulating films, the contact bristles will not bounce off and will not fail to make close contact with the recording surface. The electrostatic attractive force exerted by the charges applied to the recording surface 12a on a flexible contact bristle bends the contact bristle in the direction of the recording surface, whereby the electrical contact is promoted.

Die Kontaktborsten, bestehend aus einem starken, sehr harten, normalerweise Einkristall-Material, erstrecken sich gewöhnlich senkrecht von dem leitfähigen Substrat 44a herab, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Kontaktborsten können mit beliebigen bekannten Verfahren auf dem Gebiet der Materialbearbeitung gebildet sein, einschließlich der Verfahren, die z. B. in D. Stewart und P. Wilson, "Recent developments in broad area field emission cold cathodes", Vacuum, Vol. 30 No. 11/12, und H. E. Cline, "Multineedle Field Emission from the Ni-W Eutectic", Journal of Applied Physics, Vol. 41, No. 1 (Jan. 1970), beschrieben sind, worauf hier Bezug genommen wird. Die Kontaktborsten können aus einem beliebigen geeigneten Material, wie z. B. Wolfram oder Graphit bestehen. Außer einer hinreichenden elektrischen Leitfähigkeit müssen Kontaktborsten zur Verwendung in einem Bebilderungskopf Flexibilität aufweisen und in ihrer chemischen Zusammensetzung stabil sein.The contact bristles, made of a strong, very hard, normally single crystal material, usually extend perpendicularly from the conductive substrate 44a, as shown in FIG. 3. The contact bristles can be formed by any known method in the field of material processing, including the methods which, for. B. in D. Stewart and P. Wilson, "Recent developments in broad area field emission cold cathodes", Vacuum , Vol. 30 No. 11/12, and HE Cline, "Multineedle Field Emission from the Ni-W Eutectic", Journal of Applied Physics , Vol. 41, No. 1 (Jan. 1970), to which reference is made here. The contact bristles can be made of any suitable material, such as. B. tungsten or graphite. In addition to sufficient electrical conductivity, contact bristles for use in an imaging head must have flexibility and their chemical composition must be stable.

Im Gegensatz zu den in den oben genannten US-Patenten Nr. 5,325,120 und Nr. 5,406,314 beschriebenen Bildträgern, weist der Bildträger 12 eine anisotropische Aufzeichnungsfläche 12a auf, so daß sich die von dem Bebilderungskopf 14 während eines Bebilderungsvorgangs empfangenen elektrischen Ladungen auf der Aufzeichnungsfläche 12a ungleichförmig verteilen und dabei die elektrischen Felder bilden, welche sich über der Aufzeichnungsfläche des Bildträgers erstrecken. Wenn also der Bildträger 12 gedreht wird, um die ungleichförmig geladenen Bereiche gegenüber dem Farbkopf 16 zu positionieren, nehmen diese durch den Prozeß der Dielektrophorese Farbe von dem Farbkopf 16 auf. Das heißt, daß die Farbpartikel durch die ungleichförmigen Felder aufder Aufzeichnungsfläche 12a polarisiert und von den Bereichen auf der Zylinderfläche 12a angezogen werden, in denen die Felder am stärksten sind, und zwar in sich gleichförmig mit den Feldstärken in diesen geladenen Bereichen erhöhenden Mengen.In contrast to the image carriers described in the above-mentioned U.S. Patents No. 5,325,120 and No. 5,406,314, the image carrier 12 has an anisotropic recording surface 12a so that the electrical charges received by the imaging head 14 during an imaging process are non-uniform on the recording surface 12a distribute and thereby form the electrical fields which extend over the recording surface of the image carrier. Thus, when the image carrier 12 is rotated to position the non-uniformly charged areas against the color head 16, they take up color from the color head 16 through the process of dielectrophoresis. That is, the color particles are polarized by the non-uniform fields on the recording surface 12a and attracted to the areas on the cylindrical surface 12a where the fields are strongest, in uniform amounts increasing with the field strengths in these charged areas.

Wie am besten in den Figuren 1 und 4 dargestellt, besitzt der Bildträger 12 einen starten Kern 60, der aus Stahl oder Aluminium sein kann. Vorzugsweise ist der Kern geschlitzt, wie gezeigt, um sein Gewicht zu vermindern und zur Kühlung des Kerns Luft durch diesen zirkulieren zu lassen. Der Kern 60 ist von einer Hülse 62 umgeben, die aus einem Material besteht, das ein guter Wärme- und elektrischer Isolator ist, wie z. B. Keramik. Auf die Oberfläche der Hülse 62 ist eine Schicht 64 von leitfähigem Material, wie z. B. Kupfer, aufgebracht. Diese leitfähige Schicht dient als Grundlage für den Bildträger 12.As best shown in FIGS. 1 and 4, the image carrier 12 has a starting core 60, which can be made of steel or aluminum. Preferably, the core is slotted as shown to reduce its weight and to allow air to cool the core to let this circulate. The core 60 is surrounded by a sleeve 62 made of a material which is a good thermal and electrical insulator, such as. B. ceramics. On the surface of the sleeve 62 is a layer 64 of conductive material, such as. B. copper applied. This conductive layer serves as the basis for the image carrier 12.

Über der Schicht 64 befindet sich eine dünne Schicht 66, z. B. mit einer Dicke von 1µ, aus einem dielektrischen Material mit einer sehr hohen elektrischen Widerstandsfähigkeit, wie z. B. Stickstoffsilicid oder Aluminiumoxid. Die dielektrische Schicht 66 wird anisotropisch gemacht, indem ein Muster leitfähiger Inseln 68 darauf geformt wird. Diese Inseln sind von der leitfähigen Schicht 64 und voneinander elektrisch isoliert. Die Inseln 68 können als auf die Flächen der dielektrischen Schicht 66 aufgebrachte winzige leitfähige Punkte, Drähte oder Pfade ausgebildet sein. Es sind auch andere Verfahren möglich, um die Schicht 66 anisotropisch zu machen, z. B. durch Einbetten von Metall in die dielektrische Schicht, solange die Oberfläche Bereiche von unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist. Obschon der Kontaktborsten-Bebilderungskopf vorzugsweise für eine anisotropische Oberfläche verwendet wird, kann dieser auch Vorteile erbringen, z. B. eine erhöhte Lebensdauer gegenüber einem Metallkontakt-Bebilderungskopf haben, wenn er nur für eine einfache homogene dielektrische Oberfläche verwendet wird. In Fig. 4 ist auch gezeigt, daß der Bildträger 12 mit einer sehr dünnen Außenbeschichtung 72 eines abhäsiven Materials, wie z. B. Polytetrafluorethylen (Teflon) - das farbabweisend ist - versehen sein kann. Diese abhäsive Oberflächenbeschichtung 72 verhindert, daß Farbe auf nicht geladenen Bereichen der Zylinderoberfläche 12a haftet und minimiert auch Farbabschmierung auf dieser Oberfläche, sie kann jedoch die gewünschte Ladungsübertragung von den Kontaktborsten zur Bildträger-Oberfläche verringern.There is a thin layer 66, e.g. B. with a thickness of 1µ, made of a dielectric material with a very high electrical resistance, such as. B. nitrogen silicide or aluminum oxide. The dielectric layer 66 is made anisotropic by forming a pattern of conductive islands 68 thereon. These islands are electrically isolated from the conductive layer 64 and from each other. The islands 68 may be formed as tiny conductive dots, wires, or paths applied to the surfaces of the dielectric layer 66. Other methods are also possible to make layer 66 anisotropic, e.g. B. by embedding metal in the dielectric layer, as long as the surface has areas of different conductivity. Although the contact bristle imaging head is preferably used for an anisotropic surface, it can also bring advantages, e.g. B. have a longer life than a metal contact imaging head when used only for a simple homogeneous dielectric surface. In Fig. 4 it is also shown that the image carrier 12 with a very thin outer coating 72 of an abhesive material, such as. B. polytetrafluoroethylene (Teflon) - which is color-resistant - can be provided. This adhesive surface coating 72 prevents paint from adhering to uncharged areas of the cylinder surface 12a and also minimizes paint smear on that surface, but it can reduce the desired charge transfer from the contact bristles to the image carrier surface.

Fig. 5A zeigt die folgende mögliche Anordnung der Inseln 68 in einem Pixelbereich 70, d. h. eine Anordnung in Spalten und Reihen als ein geradliniges Muster, z. B. 2 x 2 Inseln pro Pixelbereich 70. Zum Zweck der besseren Darstellung sind diese Inseln 68 in den Figuren relativ groß und weit voneinander beabstandet gezeigt. In Wirklichkeit können die Inseln kleiner als 1µ im Durchmesser und nur einige Mikrometer voneinander beabstandet sein. Selbstverständlich können auch andere Muster verwendet werden. Die Inselmuster für jeden Pixelbereich können regelmäßig wiederkehrend oder gänzlich willkürlich angelegt sein. Jedoch sollten die Inseln 68 im Vergleich zu den Bebilderungskopf-Kontaktborsten 46 von hinreichender Größe sein, um bei der Bewegung des Bebilderungskopfes über jeden Pixelbereich 70 den erforderlichen Kontakt zwischen den Kontaktborsten und der Aufzeichnungsfläche zu gewährleisten. Fig. 5A zeigt die Zylinderoberfläche 12a ohne eine abhäsive Beschichtung.FIG. 5A shows the following possible arrangement of the islands 68 in a pixel area 70, ie an arrangement in columns and rows as a linear pattern, e.g. B. 2 x 2 islands per pixel area 70. For the purpose of better illustration, these islands 68 are shown in the figures to be relatively large and far apart. In reality, the islands can be smaller than 1µ in diameter and only a few micrometers apart be spaced. Of course, other patterns can also be used. The island patterns for each pixel area can be regularly recurring or completely arbitrary. However, the islands 68 should be of sufficient size compared to the imaging head contact bristles 46 to ensure the required contact between the contact bristles and the recording surface as the imaging head moves over each pixel area 70. 5A shows the cylinder surface 12a without an adhesive coating.

Somit wird durch den Kontakt der gleitenden Kontaktborsten des Bebilderungskopfes 14 ein elektronisches Bild direkt auf eine anisotropische Aufzeichnungsfläche 12a des Bildträgers 12 in der im folgenden beschriebenen Weise aufgezeichnet. Durch die an die Kontaktborsten 46 angebrachten bildabhängigen werden die leitfähigen Inseln 68 der Pixelbereiche 70 in Übereinstimmung mit den elektronischen Bildern aufgeladen. Fig. 5B stellt das pixelgemäße Funktionieren des in den Figuren 2 und 3 gezeigten Kontaktborsten-Bebilderungskopfes dar. Eine jeweilige Kontaktborste 46 kann ziemlich klein sein, weil sie nur die korrespondierende Insel 68 für eine sehr kurze Zeit (im Bereich von Nanosekunden) an einem Punkt zu kontaktieren braucht, um die leitfähige Insel entsprechend der Spannung der korrespondierenden Kontaktborste 46 vollständig aufzuladen. Von den Punkten aus bilden sich Feldlinien F in Querrichtung und ziehen Farbe um die Punkte herum an. Das Bestehen der Inseln begünstigt somit die Effektivität des Bildträgers 12 sehr, weil damit stärkere Felder erzeugt werden können als jene, die durch schmale Linienkontakte 30 auf einer dielektrischen Oberfläche erzeugt werden. Die Spannung um jeden Punkt herum liegt näher bei der Grundspannung (was für die Erzeugung von Feldern mit hoher querlaufender Spannung wünschenswert ist), je dünner die dielektrische Schicht 66 ist.Thus, by contact of the sliding contact bristles of the imaging head 14, an electronic image is recorded directly on an anisotropic recording surface 12a of the image carrier 12 in the manner described below. The image-dependent ones attached to the contact bristles 46 charge the conductive islands 68 of the pixel regions 70 in accordance with the electronic images. Fig. 5B illustrates the pixelated operation of the contact bristle imaging head shown in Figs. 2 and 3. A respective contact bristle 46 can be quite small because it only touches the corresponding island 68 for a very short time (in the nanosecond range) at one point needs to contact to fully charge the conductive island according to the voltage of the corresponding contact bristle 46. Field lines F form transversely from the points and attract color around the points. The existence of the islands thus favors the effectiveness of the image carrier 12 very much because it can produce stronger fields than those generated by narrow line contacts 30 on a dielectric surface. The voltage around each point is closer to the base voltage (which is desirable for generating high transverse voltage fields) the thinner the dielectric layer 66 is.

Wenn also die geladenen Bereiche des Bildträgers 12 an dem Farbkopf 16 vorbeibewegt werden, so polarisieren die ungleichförmigen elektrischen Felder das Entwicklungsmedium an jeder Punktposition und ziehen durch Dielektrophorese Farbpartikel auf die Zylinderoberfläche 12a an, und zwar in einer sich mit der Ladung an jedem Punkt gleichförmig erhöhenden Menge.Thus, when the charged areas of the image carrier 12 are moved past the ink head 16, the non-uniform electric fields polarize the development medium at each point position and, by dielectrophoresis, attract color particles onto the cylinder surface 12a in a manner which increases uniformly with the charge at each point Amount.

Es ist auch möglich, eine sich ungleichförmig verteilende Ladung auf die Aufzeichnungsfläche 12a aufzubringen, und zwar indem innerhalb der Verweilzeit des Aufzeichnungskopfes 14 in einem individuellen Pixelbereich die Aufzeichnungsspannung zwischen Null und dem gewünschten Spannungsniveau durch mehrere Impulsgaben angebracht wird. Eine bei 300 Hz angebrachte Wechselstromspannung bei einer Bewegung der Bildträgeroberfläche mit einer Geschwindigkeit von 1 m/Sekunde wäre geeignet, diese Impulse zu erzeugen.It is also possible to apply a non-uniformly distributed charge to the recording surface 12a by applying the recording voltage between zero and the desired voltage level by several pulses within the dwell time of the recording head 14 in an individual pixel area. An AC voltage applied at 300 Hz when moving the image carrier surface at a speed of 1 m / second would be suitable to generate these pulses.

Ein Druckorgan mit einer geladenen anisotropischen Oberfläche, wie oben beschrieben, kann mit einem dielektrischen Medium oder einem beliebigen dielektrischen Material, das eine dielektrische Konstante von > 1 aufweist, zusammenwirken. Obschon die vorliegende Erfindung als in einem Druckapparat mit einer Druckstation, die thermoplastische Farben zuführt, zu verwendende Erfindung beschrieben ist, können die beschriebenen Druckkomponenten auch zur Aufnahme von nicht geladenen dielektrischen Farben in festem Zustand und geladenen und nicht geladenen Tonern, die als lose Ladung oder als Aerosol zugeführt werden, verwendet werden.A pressure member with a charged anisotropic surface as described above can interact with a dielectric medium or any dielectric material that has a dielectric constant of> 1. Although the present invention is described as the invention to be used in a printing apparatus having a printing station that supplies thermoplastic inks, the described printing components can also be used to receive non-charged dielectric inks in a solid state and charged and uncharged toners, which can be used as a loose charge or can be used as aerosol.

Somit kann erkannt werden, daß die obigen Ausführungen einen sehr vorteilhafter Schritt für die Entwicklung und Herstellung von Farben für elektrothermisches Drucken darstellen. Wie oben erwähnt, ist es denkbar, daß der Kontaktborsten-Bebilderungskopf auch in Verbindung mit einem Bildträger, der eine einfache, gleichförmige dielektrische Oberfläche aufweist, verwendet wird.It can thus be seen that the above explanations represent a very advantageous step for the development and production of colors for electrothermal printing. As mentioned above, it is conceivable that the contact bristle imaging head can also be used in connection with an image carrier which has a simple, uniform dielectric surface.

LISTE DER BEZUGSZEICHENLIST OF REFERENCES

1010th: Zylindercylinder
1212th: BildträgerImage carrier
12a12a: AufzeichnungsflächeRecording area
1414: BebilderungskopfImaging head
1616: FarbkopfColor head
1818th: FarbübertragstationInk transfer station
2222: LöschkopfExtinguishing head
2424th: SteuereinheitControl unit
24a24a: MassenspeicherMass storage
3030th: schmale Linienkontaktenarrow line contacts
4040: IsolierunterlageInsulation pad
4242: Zuleitungsfilme / AufladeelementeInlet films / charging elements
4444: Matrize, PolsterMatrix, upholstery
44a44a: leitfähiges Substratconductive substrate
4646: KontaktborstenBristles
4848: IsolierschichtInsulating layer
5050: GleitschuhSliding shoe
6060: Kern des Bildträgers 12Core of the image carrier 12
6262: HülseSleeve
6464: leitfähige Schichtconductive layer
6666: dünne Schicht aus dielektrischem Materialthin layer of dielectric material
6868: leitfähige Inselnconductive islands
7070: PixelbereichPixel area
7272: abhäsive Oberflächenbeschichtungabhesive surface coating
FF: FeldlinienField lines
WW: Bahntrain

Claims

Apparatus for recording an electrostatic pattern corresponding to an electronic image, comprising the following features:
an image carrier (12) having a recording surface (12a), and an imaging head (14) for transferring electrostatic charges to the recording surface (12a), the imaging head (14) having a plurality of contact bristles (46) for contact with the recording surface (12 ) having.

Device according to claim 1,
characterized,
that the device comprises a color transfer station (18) for transferring color to the image carrier (12).

Device according to claim 2,
characterized,
that the color is an uncharged color.

Device according to claim 1,
characterized,
that the image carrier (12) comprises a conductive layer (64), a dielectric layer (66) attached over the conductive layer, and conductive islands (68) attached on the dielectric layer (66).

Device according to claim 1,
characterized,
that the recording surface (12a) is an anisotropic dielectric surface.

Device according to claim 1,
characterized,
that the recording surface (12a) is a simple dielectric surface.

Device according to claim 1,
characterized,
that the imaging head (14) comprises a series of conductive pads (44) each having at least one contact bristle (46) formed thereon.

Device according to claim 7,
characterized,
that each pad (44) has a plurality of contact bristles (46).

Device according to claim 7,
characterized,
that each pad (44) corresponds to a pixel to be recorded on the recording surface (12a).

Device according to claim 1,
characterized,
that the contact bristles (46) consist of graphite or tungsten.

Device according to claim 1,
characterized,
that the imaging head (14) comprises a slide shoe (50) for contacting the recording surface (12a).

Apparatus for recording an electrostatic pattern corresponding to an electronic image, comprising the following features:
an image carrier (12) with a recording surface (12a), and one An imaging head (14) for transferring electrostatic charges to the recording surface (12a), the imaging head (14) for recording on the recording surface (12a) comprising a series of charging elements (42) each having at least one contact bristle (46) formed thereon .

Device according to claim 12,
characterized,
that the device comprises a color transfer station (18) for transferring color to the image carrier (12).

Device according to claim 13,
characterized,
that the color is an uncharged color.

Device according to claim 12,
characterized,
that the image carrier (12) comprises a conductive layer (64), a dielectric layer (66) attached over the conductive layer (64), and conductive islands (68) attached on the dielectric layer (66).

Device according to claim 12,
characterized,
that the recording surface (12a) is an anisotropic dielectric surface.

Device according to claim 12,
characterized,
that the recording surface (12a) is a simple dielectric surface.

Device according to claim 12,
characterized,
that each charging element (42) has a plurality of contact bristles (46).

A method of recording an image on a recording surface, comprising the following steps: a) the creation of digital data corresponding to an image which is ultimately to be displayed visually on a printing substrate;

b) charging an imaging head (14) which has a plurality of charging elements (42) with at least one contact bristle (46), the imaging head being charged on the basis of the digital data; and

c) the application of the charges on the charging elements (42) to the recording surface (12a) by contacting the recording surface (12a) by means of the contact bristles.

The method of claim 18, further comprising the steps of applying color to the recording surface (12a) after the charges are applied.