DE1194704B - Elektrographisches Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Elektrographisches Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Durchfuehrung

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DE1194704B
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DER24356A
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English (en)
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Chester F Carlson
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Xerox Ltd
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Rank Xerox Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/22Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
    • G03G15/34Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the powder image is formed directly on the recording material, e.g. by using a liquid toner
    • G03G15/344Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the powder image is formed directly on the recording material, e.g. by using a liquid toner by selectively transferring the powder to the recording medium, e.g. by using a LED array

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)

Description

  • Elektrographisches Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein elektrographisches Verfahren zur Herstellung von Bildern, bei dem ein Schichtträger mit einer Entwicklerschicht auf ein Bildempfangsmaterial gelegt und ein elektrisches Feld zwischen Schichtträger und Bildempfangsmaterial angelegt wird.
  • Es ist bekannt, ein Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial aus einem leitenden Schichtträger und einer isolierenden Schicht zu übertragen. Das die Übertragung bewirkende elektrische Feld ist homogen.
  • Dabei muß zur Erzeugung des Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger ein Ladungsbild erzeugt und letzteres entwickelt werden. Nach der übertragung muß das Aufzeichnungsmaterial gereinigt und mit einem neuen Tonerbild versehen werden.
  • Das homogene Feld wird beispielsweise zwischen einem Koronaentladungsgerät als eine Elektrode und dem leitenden Schichtträger des Bildempfangsmaterials als andere Elektrode erzeugt. Die Anwesenheit des sehr dünnen, nichtleitenden Tonerbildes zwischen dem leitenden Schichtträger des Aufzeichnungsmaterials und dem leitenden Schichtträger des Bildempfangsmaterials bewirkt keine Verteilung des elektrischen Feldes entsprechend dem Tonerbild. Es muß vielmehr die Stärke des Feldes so groß sein, daß es innere elektrostatische Felder zwischen dem Aufzeichnungsmaterial, dem Tonerbild und dem Bildempfangsmaterial überdeckt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrographisches Verfahren zur Herstellung von Bildern anzugeben, bei dem mehrere Bilder unmittelbar hintereinander von einem Schichtträger, z. B. einem Aufzeichnungsmaterial, auf Bildempfangsmaterialien übertragen werden können.
  • Der Gegenstand der Erfindung geht von einem elektrographischen Verfahren zur Herstellung von Bildern, bei dem ein Schichtträger mit einer Entwicklerschicht auf ein Bildempfangsmaterial gelegt und ein elektrisches Feld zwischen Schichtträger und Bildempfangsmaterial angelegt wird, aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld bildmäßig angelegt wird.
  • Bei diesem Verfahren wird eine aus einem Toner und gegebenenfalls aus einem Träger bestehende gleichmäßige Entwicklerschicht auf einen Schichtträger aufgetragen. Nur der im Bereich des elektrischen Feldes befindliche Toner wird auf das Bildempfangsmaterial übertragen. Dies hat zur Folge, daß stets der gleiche Schichtträger, welches Tonerbild auch immer übertragen wird, verwendet werden kann.
  • Die bildmäßige Verteilung des elektrischen Feldes erfolgt vorzugsweise mit einer bildmäßig geformten Elektrode, die mit einer Gegenelektrode zusammenwirkt. An die Elektroden werden vorzugsweise Spannungsimpulse gelegt.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird auf dem Bildempfangsmaterial gleichzeitig ein Ladungsbild erzeugt und mit dem Entwickler entwickelt. Dadurch ist das Verfahren für sehr schnell arbeitende elektrostatische Druckvorrichtungen, etwa bei Druckvorrichtungen zum Abdrucken der Ausgangssignale von Rechenmaschinen, verwendbar. Es werden dabei einfach diejenigen bildmäßigen Elektroden von den Ausgangssignalen ausgewählt, deren Bilder abzudrucken sind.
  • Beispielsweise wird ein isolierender Schichtträger aus Papier oder Kunststoff mit einem elektrisch geladenen schwarzen oder farbigen, feinzerteilten Toner bestäubt und einem Bildempfangsmaterial, z. B. einem Band oder einem Blatt Papier, gegenübergestellt. Eine Letter aus elektrisch leitendem Material wird hinter einer der Materialien angeordnet und ein Impuls eines elektrischen. Feldes oder eine Spannung zwischen Letter und einer geeigneten Elektrode, die sich hinter dem der Letter gegenüberstehenden Material befindet, angelegt. Die Polarität und die Spannungshöhe des Impulses werden derart bemessen, daß der Toner auf das Bildempfangsmaterial bewegt wird. Vorzugsweise wird ein elektrisches Ausgangspotential oder eine Ausgangsspannung unterhalb der Schwelle der Bildübertragung angewendet, so daß ein zusätzlicher relativ niedriger elektrischer Spannungsimpuls die Bildübertragung bewerkstelligt. Der elektrische Impuls kann also entweder von einer Letter hinter dem Schichtträger oder hinter dem Bildempfangsmaterial ausgehen. Nach einer bevorzugten Ausführungsforin wird jedoch die Letter hinter dem isolierenden Schichtträger angeordnet, wobei es möglich ist, schwach leitfähiges gewöhnliches Papier als Bildempfangsmaterial zu verwenden. Die Erfindung wird daher im folgenden in bezug auf einen isolierenden Schichtträger beschrieben, wobei jedoch zu bemerken ist, daß dies nur der Einfachheit der Darstellung dient, nicht aber eine Grenze des Erfindungsgedankens angeben soll.
  • Obwohl die Erfindung nicht auf eine spezielle Theorie der Wirkungsweise beschränkt ist, soll doch im folgenden eine kurze Erläuterung der derzeitigen Vorstellungen über die Wirkungsweise der Erfindung gegeben werden, da sie einer vollständigen Beschreibung dienlich sein kann. Es wird derzeit angenommen, daß es notwendig ist, ein hinreichend hohes elektrisches Potential zwischen der Letter und der Rückseite des Schichtträgers zu erzeugen, um einen tatsächlichen übergang von elektrischen Ladungen auf die Rückseite des Schichtträgers hervorzurufen. Die Ladungsübertragung wird durch eine lonisation der Luft, die wiederum durch die extrem hohe Geschwindigkeit, die einigen zufällig in der Atmosphäre vorhandenen Elektronen durch das angelegte Feld erteilt wird, verursacht. Die schnellen Elektronen kollidieren mit Gasmolekülen und erzeugen positive Ionen und zusätzliche Elektronen, so daß von einem ersten Elektron eine wachsende Anzahl von positiven Ionen erzeugt wird. Wenn die positiven Ionen die negative Elektrode bzw. die dazwischenliegende Rückseite des Schichtträgers erreichen, lösen sie weitere Elektronen aus dem Schichtträger, die den Prozeß fortsetzen. Die so entstehende elektrostatische Ladung in der Konfiguration der Letter auf der Rückseite des Schichtträgers bewirkt, daß der Toner bildmäßig von der Vorderseite des Schichtträgers auf das Bildempfangsmaterial übertragen wird. Der Luftspalt zwischen der Letter und der Rückseite des Schichtträgers muß daher hinreichend breit sein, um die Bildung von Elektronenlawinen durch wiederholte lonisationsstöße von Elektronen mit Atomen oder Molekülen zu ermöglichen. Unterhalb 2 lim Luftspaltbreite werden zu wenig Gasmoleküle von den Elektronen angestoßen. Um hinreichend Spiel zwischen den relativ gegeneinander bewegten Teilen zu erhalten, wird eine Luftspaltbreite zwischen 25 und 250 [tm gewählt. Zur Erzeugung bester Bilder sollte sie 125 jim nicht übersteigen, da oberhalb dieser Luftspaltbreite die Bilder auf Grund des Ausbreitens der Ladung in Form der Lichtenbergschen Figuren unscharf werden.
  • Ferner muß die Spannung des Impulses hinreichend groß sein, um ein elektrisches Feld in dem Luftspalt zu erzeugen, das eine Gasionisation und die Bildung einer Elektronenlawine in dem kurzen Zeitraum während des Impulses überhaupt ermöglicht. Die notwendige Spannung ist von der Luftspaltbreite, der Form des Impulses und der Impulsdauer abhängig. Je breiter der Luftspalt ist, desto höher muß die Gesamtspannung (zwischen den Elektroden) sein, aber die Feldstärke, die in dem Luftspalt erforderlich ist, wird desto niedriger. Beispielsweise ist für einen 125 [tm breiten Luftspalt mindestens eine Feldstärke von 6 Volt pro jim Luftspaltlänge erforderlich, wenn ein Rechteckimpuls einer Dauer einiger Mikrosekunden verwendet wird, während für einen 25 [im breiten Luftspalt mindestens eine Feldstärke von 20 Volt pro #tni Luftspaltlänge erforderlich ist. Die maximale Feldstärke ist doppelt so groß wie diese minimale. Die erforderliche Gesamtspannung ist von der Dicke und den dielektrischen Konstanten der Materialien, die sich zwischen den Elektroden befinden, abhängig und beträgt zwischen 600 und 2000 Volt.
  • Weiterhin muß der Schichtträger ein Isolator sein. Bei Vorrichtungen, bei denen eine relative Bewegung zwischen der Letter und dem Schidlitträger stattfindet, muß der Impuls von hinreichend kurzer Dauer sein, so daß die Bewegung der Letter während der Impulsdauer nur einen Bruchteil, vorzugsweise weniger als 10 1/o der Höhe der Letter beträgt, um auf diese Weise die Erzeugung unscharfer Bilder zu vermeiden.
  • Durch das erfindungsgemäße elektrographische Verfahren wird erreicht, daß von einem Schichtträger mit einer Tonerschicht unmittelbar hintereinander mehrere Tonerbilder auf Bildempfangsmaterialien übertragen werden können.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen beschrieben.
  • F i g. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; F i g. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Aufzeichnungsapparates für die schnelle Aufzeichnung von Informationen auf ein bewegliches Band; F i g. 3 zeigt einen Querschnitt des Druckzylinders nach F i g. 2 mit den bildmäßig geformten Elektroden; F i g. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer von der F i g. 2 verschiedenen Druckvorrichtung für das Drucken mit hoher Geschwindigkeit; F i g. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Elektroden- und Schaltanordnung.
  • In F i g. 1 ist ein Aufzeichnungsapparat dargestellt, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
  • Das Bildempfangsmaterial 11 ist auf einer Elektrode 14 gelagert. Ein isolierender Schichtträger 12, der gleichmäßig mit einer elektrostatisch haftenden Entwicklerschicht 15 bedeckt ist, ist auf das Bildempfangsmaterial gelegt. Eine Drucktype oder Letter 13, vorzugsweise aus Metall oder ähnlich elektrisch leitendem Material, befindet sich in losem Kontakt oder in einem Abstand von einigen tausendstel Zentimetern mit der Rückseite des Schichtträgers 12. Bei losem Kontakt ruht die eine der Oberflächen leicht und lose in einem Abstand von etwa 2 Rin, mit Ausnahme einzelner Kontaktpunkte an der anderen. Diese Lagerung ist zu unterscheiden von gewöhnlicher Lagerung, bei der der Abstand etwa 1 [xm beträgt. Sie ist überdies zu unterscheiden von einer Lagerung mit Druck, bei der der Abstand ein Bruchteil von 1 #trn ist. Es hat sich als notwendig erwiesen, daß der Abstand zwischen den beiden Oberflächen um 2 #tni oder mehr beträgt. Vorzugsweise beträgt er zwischen 10 und 75 #tra.
  • Zur Durchführung elektrischer Impulse an die Drucktype sind zwei verschieden wirkende Schaltungskreise dargestellt, die entweder allein oder beide zur Aufzeichnung verwendet werden können. In dem ersten Schaltungskreis ist die Drucktype 13 mit dem Umschalter 9, wie gezeichnet, verbunden. Eine Batterie 16 liefert eine Vorspannung für die Drucktype, die sie negativ in bezug auf die Elektrode 14 macht, und zwar derart, daß das Feld nicht ausreicht, um den Entwickler von dem Schichtträger 12 auf das Bildempfangsmaterial 11 zu übertragen. Eine zweite Batterie 18 liegt über einen Schalter 17 parallel zu einem Widerstand 19 und in Serie mit der Batterie 16. Wenn der Schalter 17 geschlossen wird, wird das Potential der Batterie 18 zu dem Potential der Batterie 16 addiert, so daß sich ein Impuls zu dem Potential, das zwischen Drucktype 13 und Elektrode 14 liegt, addiert. Diese von den Batterien 16 und 18 erzeugten Potentiale sind derart gewählt, daß das Potential der Batterie 16 nicht ausreicht, um den Toner zu übertragen, sofern das Bildempfangsmaterial und der Schichtträger in losem Kontakt aneinanderliegen, daß aber das gesamte Potential der Batterien 16 und 18 ausreichend ist, um die übertragung des Toners zu bewirken. Potentiale von 300 Volt für die Batterie 16 und von 500 Volt für die Batterie 18 haben sich als zufriedenstellend erwiesen.
  • Mit dem zweiten Schaltungskreis wird ebenfalls ein Impuls auf die Drucktype 13 übertragen. Dieser Schaltungskreis liegt an der Drucktype 13, wenn der Umschalter 9 in der anderen Stellung steht. Der zweite Schaltungskreis enthält einen Transformator oder eine Zündspule 23 mit einer hohen Sekundärspannung, die zwischen Drucktype 13 und Erde und damit zwischen ihr und der ebenfalls geerdeten Elektrode 14 liegt. Der Primärkreis des Transformators enthält einen Umschalter 20 mit Ruhestromkreiskontakt, einen Kondensator 21 und eine Batterie 22. Der bewegliche Kontaktarm des Umschalters 20 ist mit einem Anschluß des Kondensators verbunden. Der andere Kondensatoranschluß ist mit dem einen Ende der Primärwindung des Transformators und mit einem Anschluß der Batterie 22 verbunden.
  • Wenn der Umschalter 20 betätigt wird, wird ein Ladestromkreis geschlossen, der den Kondensator 21 aus der Batterie 22 auflädt. Wird der Umschalter wieder auf Ruhestromkreiskontakt gelegt, wird der Ladestromkreis geöffnet und ein Entladungsstromkreis des Kondensators 21 durch die Primärwindung geschlossen. Die Entladung des Kondensators durch die Primärwindung induziert einen hohen Spannungsimpuls in der Sekundärwindung und der der Drucktype 13 zugeführt wird. Die Polarität der Batterie 22 ist derart gewählt, daß ein negativer Impuls an der Drucktype 13 entsteht, wenn die Tonerschicht 15 eine negative Ladung aufweist. Auf Grund der Dämpfung erreicht nur der erste Impuls von dem Transformator eine hinreichend hohe Spannungsspitze, um die Tonerbildübertragung zu bewirken. Die folgenden Impulse alternierender Polarität sind unwirksam, da die Spannungsspitzen rapide absinken. So ist die Spannungsspitze schon des zweiten Impulses, der eine dem ersten Impuls entgegengesetzte Polarität aufweist, so niedrig, daß kein Toner zurückübertragen wird.
  • Es wurde sogar gefunden, daß selbst eine vollständige Umkehr des Feldes zur Maximalspannung nicht allen Toner zurücküberträgt. Eine Tonerbildübertragung, die durch einen Impuls einer Dauer von einigen Mikrosekunden bewirkt wird, liefert Tonerbilder guter Qualität.
  • Der Schichtträger 12 besteht aus einem isolierenden Material, wie trockenem Gewebe, getrocknetem Papier oder bandförinigem Kunststoff, z. B. Polystyrol, ZeHuloseazetat oder Polyterephthalsäureäthylenglykolester. Die aufgeladene Entwicklerschicht wird durch Aufbürsten oder Aufschütten eines Toners oder eines mit einem Träger gemischten Toners, wie in der USA.-Patentschrift 2 08 416 angegeben, auf den Schichtträger aufgebracht. Es kann Toner positiver oder negativer Polarität, wie er in der USA.-Patentschrift 2 638 416 beschrieben ist, verwendet werden.
  • Ist die Leitfähigkeit des Schichtträgers hinreichend, um eine Ausbreitung der Ladung vor der Trennung des Bildempfangsmaterials 11 vom Schichtträger 12 zu ermöglichen, kann sich ein Verlust an Schärfe der Tonerbilder ergeben. Daher wird es vorgezogen, einen Schichtträger 12 zu wählen, der hinreichend isolierend ist, um ein scharf begrenztes Ladungsbild auf ihm zu erhalten, bis das Bildempfangsmaterial vom Schichtträger getrennt ist. Diese Zeit hängt von den Arbeitsbedingungen ab und kann von einem Bruchteil einer Sekunde bis zu mehreren Sekunden bei verschiedenen Anordnungen variieren.
  • In F i g. 2 ist ein Aufzeichnungsapparat: dargestellt, der geeignet ist, mit hoher Geschwindigkeit ein Tonerbild als Ergebnis eines zeitlich bemessenen, kodierten, von einer Impulsquelle gelieferten Eingangssignals zu erzeugen. Der Aufzeichnungsapparat kann von einer Rechenmaschine, einem Signalsendekreis oder einer Speichervorriehtung, beispielsweise einem Magnetband, betätigt werden. Die dargestellte Schaltung gibt jedoch nur ein Ausführungsbeispiel wieder. Andere Schaltungen in Zusammenhang mit dem offenbarten mechanischen System können verwendet werden.
  • Die Aufzeichnungsmittel des bilderzeugenden Teiles bestehen aus einem drehbaren, leitenden Druckzylinder 30, der auf seinem Mantel erhabene Lettern aufweist.
  • Der Druckzylinder 30 umfaßt eine Mehrzahl von Ringen mit Lettern, die eine Zeichenfolge, z. B. die Ziffern 0 bis 9 oder eine Folge von Buchstaben nach dem Alphabet od. ä. darstellen. Die Letterringe sind längs der Achse des Zylinders entsprechend der Länge einer zu druckenden Zeile angeordnet. Beispielsweise kann jeder Letterring mechanisch, gegebenenfalls auch elektrisch, mit dem benachbarten Letterring gekuppelt sein. Alle Letterflächen liegen auf einer imaginären zylindrischen Fläche etwas oberhalb des Zylindermantels und haben den gleichen Abstand von einer Achse, um die der Druckzylinder gedreht werden kann.
  • Der Druckzylinder 30 ist innerhalb eines unabhängig drehbaren isolierenden Zylinders 32, z. B. aus trockenem Papier oder einem Kunststoff, angeordnet. Der isolierende Zylinder 32 ist auf frei drehbaren Scheiben 33 (F i g. 3) in einem Abstand von einigen tausendstel Zentimetern oberhalb den Lettern gelagert. Der isolierende Zylinder 32 kann geglättet sein, jedoch ist es vorzuzidhen, ihn mit einer gekörnten oder faserigen Oberfläche zu versehen, um das Haften des Entwicklers zu verbessern. Ferner sind Zuführungseinrichtungen, die ein band- oder blattförmiges Bildempfangsmaterial 11 aus trockenem Papier oder einem anderem isolierendem Material gegen den Zylinder führen-, vorgesehen. Derartige Zuführungseinrichtungen können eine Vorratsrolle 42 umfassen, von der aus ein Bildempfangsmaterial 11 entweder zu einer Aufnehmerolle oder um eine Antriebsrolle 48 geführt ist, von der es auf eine Aufnehmerolle oder zu einer Verteilungsstelle (nicht dargestellt) geleitet wird. Führungsrollen 26 bringen das sich bewegende Bildempfangsmaterial in Kontakt mit dem Zylinder. Eine Rolle 26B drückt das Bildempfangsmaterial gegen die Antriebsrolle 48, um einen Schlupf zu vermeiden. Eine elektrisch erhitzte Platte 43 berührt die Rückseite des Bildempfangsmaterials zwischen dem Druckylinder und der Antriebsrolle 48, um die Tonerbilder durch Schmelzen zu fixieren.
  • Wo das Bildempfangsmaterial den Zylinder 32 mit der Entwicklerschidlit berührt, ist unmittelbar hinter dem Bildempfangsmaterial 11 eine gekrümmte Elektrodenanordnung 36 angeordnet.
  • Sie liegt über ein verstellbares Potentiometer an einer Batterie 16 und hat ein Potential etwas unterhalb des für die Bildübertragung erforderlichen Potentials. Die Polarität der Elektrodenanordnung ist der Polarität der aufgeladenen Entwicklerschicht auf dem Zylinder 32 entgegengesetzt. In F i g. 2 hat der Entwickler eine negative Ladung und die Elektrodenanordnung ein positives Potential in bezug auf Erde. Der negative Anschluß der Batterie 16 ist über den Widerstand 118 geerdet. Ein Kondensator 117 ist parallel zum Potentiometer 116 geschaltet.
  • Eine Triode 119 ist mit ihrer Kathode an den Widerstand 118 und über den Kondensator 117 an die Elektrode 36 geschaltet. Ihre Anode ist über die Batterie 120 an Erde gelegt, so daß dann, wenn die Triode 119 leitfähig gemacht wird, das Potential der Batterie 120 den Widerstand 118 überbrückt und sich zu dem ständigen Potential, das an der Elektrodenanordnung 36 durch die Batterie 16 liegt, addiert. Somit wird ein elektrisches Feld, das hinreichend groß ist, um ein Tonerbild der Letter auf das Bildempfangsmaterial zu übertragen, zwischen der Elektrodenanordnung 36 und einer Letter des Druckzylinders 30 erzeugt.
  • Das Gitter der Triode 119 ist derart vorgespannt, daß die Triode sperrt. Diese Vorspannung wird für kurzer Zeit vermindert, wenn ein Aufzeichnungssignal von der Signalquelle empfangen wird. Die Bewegung des Druckzylinders 30 innerhalb dieser kurzen Zeit ist unzureichend, um ein Verwischen während der Dauer der Aufzeichnungssignale zu verursachen. Bei schnell aufzeichnenden Aufzeichnungsapparaten darf die Dauer eines Aufzeichnungssignals nur einige Mikrosekunden betragen.
  • Die Eingangsschaltung für die Aufzeichnungssignale, die das Gitter der Triode 119 steuert, ist bekannt Ein binäres Signal, das z. B. den Buchstaben D repräsentiert, wird über einen Eingangskreis 121 aufgenommen und in einer geeigneten Lage in der Schaltung 122 gespeichert. Eine Eisenscheibe 35, die auf der gleichen Welle wie der Druckzylinder 30 befestigt ist, weist Schlitze rund um ihren Rand auf, und zwar in Abständen, die den Lettern entsprechen. Ein stationärer Magnetabnehmer 125 ist vor dern Rand der Eisenscheibe angebracht und gibt dann, wenn ein Schlitz den Magnetabnehmer 125 passiert, einen Impuls über die Leitungen 123 in die Schaltung 122. Ist ein binäres Signal über den Eingangskreis 121 in der Schaltung 122 gespeichert, so werden die Impulse über die Leitung 123 durch die Schaltung 122 gezählt, bis bei synchronlaufendem Druckzylinder und Eisenscheibe die entsprechende Letter der Elektrodenanordnung 36 gegenübersteht. In diesem Augenblick wird das Gitterpotential der Triode 119 durch die Schaltung 1.22 vermindert, wodurch, wie beschrieben, ein elektrisches Feld für die Bildübertragung erzeugt wird.
  • Ein zweiter Magnetabnehmer 127 ist derart angeordnet, daß er einen Impuls in den Kreis 128 gibt, wenn der Spalt 126 den Magnetabnehmer 127 passiert, d. h., wenn jeweils eine Drehung um 3601 des Druckzylinders 30 erfolgt ist. Dadurch wird die Speicherung eines anderen binären Signals in der Schaltung 22 ausgelöst.
  • Neben dem isolierenden Zylinder 30 befindet sich eine Einrichtung zum Erzeugen einer Entwicklerschicht, beispielsweise eine rotierende Bürste. Ein Toner 27 befindet sich in einem Schüttgutbehälter 29 und wird mittels einer sich langsam bewegenden Zuführungstrommel 29 zur Bürste 40 gefördert. Die Zuführungstrommel wird durch einen Motor 50 über ein Schneckengetriebe 49 angetrieben, wobei vorzugsweise die gleiche Antriebswelle auch die Bürste 40 antreibt.
  • Vorzugsweise auf dem Druckzylinder befindet sich eine Neutralisierungseinrichtung, wie beispielsweise ein Draht 38, von dem eine Koronaentladung ausgeht. Der Draht 38 ist hierzu an eine Hochspannungsquelle geschaltet und so ausgebildet, daß er die innere Oberfläche des isolierenden Zylinders 32 gleichmäßig auflädt, so daß jedwede restlichen Ladungsbilder auf dieser Oberfläche entfernt werden.
  • Wie in F i g. 3 dargestellt, ist der Druckzylinder 30 unabhängig vom isolierenden Zylinder 32 drehbar. Der Druckzylinder kann jedoch synchron mit dem isolierenden Zylinder durch einen Motor angetrieben werden. Der isolierende Zylinder läuft in Lagern 31 und wird vorzugsweise durch das Bildempfangsmaterial 11 mitgeschleift. In einer bevorzugten Betriebsweise wird der Druckzylinder 30 in der Zeit, in der sich das Bildempfangsmaterial 11 um eine Zeile weiterbewegt, einmal um sich selbst gedreht.
  • In F i g. 4 ist eine abgeänderte Druckvorrichtung dargestellt, in der ein bestäubter Schichtträger 52 vorgesehen ist, der von einer Zuführungsrolle 53 rund um einen mit dem Druckzylinder der F i g. 3 vergleichbaren Druckzylinder 30 geführt wird. Dieser bestäubte Schichtträger kann aus isolierendem Papier oder einem vorzugsweise gekörnten oder gefaserten Kunststoff bestehen und wird vor dem Einsetzen in die Druckvorrichtung mit einem aufgeladenen Toner bestäubt. Der Schichtträger passiert zunächst eine Reinigungs- und Entladungsbürste 54, die seiner rückwärtigen Oberfläche anliegt, und läuft dann zwischen einer eine Koronaentladung erzeugenden Elektrode 55 und einem geerdeten Lagerschuh 57 hindurch. Dann läuft der Schichtträger um den Druckzylinder 30, wobei seine Ränder auf den Scheiben 33 ruhen, wodurch er im Abstand von einigen tausendstel Zentimetern an den Lettern vorbeibewegt wird. Schließlich wird der Schichtträger auf eine Aufnehmerolle 56 aufgewickelt, die fortwährend eine leichte Spannung auf den Schichtträger 52 ausübt.
  • Die bilderzeugenden Einrichtungen bestehen aus einer Elektrodenanordnung, die in F i g. 4 mit 36 bezeichnet ist. Zwischen dem Schichtträger 52 und dieser Elektrodenanordnung ist ein Bildempfangsmaterial 58 vorzugsweise von einer Vorratsrolle 59 über die Führungsrollen 60 geführt. Nachdem das Bildempfangsmaterial 58 den Zylinder passiert hat, kann es, wie in F i g. 2 gezeichnet, mittels eines Schmelzofens 43 behandelt werden und dann über eine Antriebsrolle weitergezogen werden.
  • In F i g. 5 sind verschiedene Elektroden- und Schaltanordnungen dargestellt, die vorzugsweise zusammen mit einem Aufzeichnungsapparat oder einer Druckvorrichtung für das Drucken mit hoher Geschwindigkeit, wie sie in den F i g. 2 bzw. 4 dargestellt sind, benutzt werden. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, weist ein drehbarer Zylinder ähnlich dem Druckzylinder in F i g. 2 eine Mehrzahl von Ringen mit erhabenen Lettern auf. An den Enden des Zylinders 61 sind zwei Markierungsseheiben 63 und 65 befestigt. Die Markierungsscheibe 63 an dem einen Ende weist einzelne magnetische Flecke 64 auf, die die Lage des Zylinders und auch die Anzahl seiner Umdrehungen anzeigen. Die Markierungsscheibe 65 am anderen Ende trägt eine Mehrzahl magnetischer Flecke 64 a, die die Lettem innerhalb einer Umdrehung anzeigen. Jeweils ein solcher Fleck 64 a, der den Ort einer Letter anzeigt, ist in der Letterzeile angeordnet. Ein die Umdrehungen ablesender Kopf 79 ist neben der Bahn des magnetischen Flecks 64 und ein zweiter die Lettern zähender Kopf 80 ist neben der Bahn der magnetischen Flecke 64a angeordnet.
  • Dem Zylinder 61 stehen als Impulsgeber eine Mehrzahl von Elektroden 66 gegenüber, die der Elektrodenanordnung 36 in F i g. 2 und 4 entsprechen. Jeweils eine dieser Elektroden 66 ist gegenüber einem Letternring gelagert und ist zur Inbetriebnahme mit einer elektronischen Schaltung verbunden, die Spanungsimpulse dann erzeugt, wenn ein Bild aufzuzeichnen ist. Ein Bildempfangsmaterial 55 und ein Schichtträger 58 oder alternativ der isolierende Zylinder 32 nach F i g. 2 sind zwischen den Zylinder 61 und die Elektrodenanordnung geführt.
  • Um die bestimmten Letterringe und die bestimmte Letter auszuwählen, ist die Technik digitaler Rechenmaschinen erforderlich. Eine bevorzugte Form einer solchen Technik gibt F i g. 5 an: Der Eingang von der Rechenmaschine ist an ein Letterregister 71 gelegt und dann an einen Vergleichskreis 72, der von einem Letterzähler 73 gesteuert wird. Ein Umdrehungszähler 74 steuert eine Zeilenauswählmatrix 75 in Koordination mit einem Signal von dem Vergleichskreis 72. Jeder Elektrode 66 ist ein Spannungsverstärker 77 zugeordnet, dem über ein Schalttor 78, das selektiv durch den Vergleichskreis 72 und die Zeilenauswahlmatrix 75 gesteuert wird, Energie zugeführt wird.
  • Auf den Elektroden wird einzeln auf Grund des Signals von dem Uradrehungszähler -und dem Letterzähler in Kombination mit dem Eingangssignal von der Rechenmaschine ein Impuls erzeugt. Der Vergleichskreis und der Umdrehungszähler betätigen also zusammen die Schalttore 78, wodurch der Impuls auf der entsprechenden Elektrode 66 erzeugt wird.
  • Der Umdrehungszähler öffnet nacheinander die Schalttore. Dabei sind die Letterringe und, wenn notwendig, auch die Elektroden untereinander zu koppeln, um die kontinuierliche Bewegung des Bildempfangsmaterials zu korrigieren. Eine derart gekoppelte Einrichtung ist in der USA.-Patentschrift 2 776 618 beschrieben. Die Elektrodenanordnung kann jedoch auch zusammen mit einem geeigneten linearen Speicherwerk mit Verzögerungsleitung verwendet werden, um eine zeilenweise Bildaufzeichnung zu erreichen. In diesem Fall ist eine Kopplung nicht notwendig. Es kann eine viel höhere Druckgeschwindigkeit erreicht werden, jedoch auf Kosten einer viei komplizierteren Schaltung.
  • Es ist zu bemerken, daß in F i g. 1 das Bildempfangsmaterial 11 von einer geerdeten Elektrode 14 gestützt ist und daß der Impuls der Letter 13 zugeführt wird. Es ist jedoch nur notwendig, daß der die Entwicklerschicht tragende Schichtträger aus Isoliermaterial ist, um das elektrische Feld von der Letter auf die Entwicklerschicht zu übertragen. Das Bildempfangsmaterial 11 kann entweder isolierend oder leitfähig sein. Bei den Elektrodenanordnungen nach den F i g. 2 und 5 wird jedoch der Impuls der Elektrodenanordnung 36, die sich, bedingt durch das Bildempfangsmaterial 11 und den die Entwicklerschicht tragenden Schichtträger 32, in einigem Abstand von der Letter befindet, zugeführt. Das Bildempfangsmaterial und der Schichtträger müssen daher isolierend sein.
  • Besteht das Bildempfangsmaterial 11 aus Papier, kann es vor der Verwendung dadurch aufbereitet werden, daß es einige Sekunden lang auf 150 bis 2000 C erwärmt wird. Dann kann in dem Aufzeichnungsapparat unmittelbar vor der Aufzeichnung erfolgen. Auch kann das Papier getrocknet, aufgewickelt und bis zur Verwendung in einem dichten Behälter bewährt werden. Mit Zelluloseazetat imprägnierte Papiere bedürfen solche Vorsichtsmaßnahmen nicht.
  • Das Bildempfangsmaterial und der Schichtträger können in ihrer Lage relativ zu der Letter bzw. zum Druckzylinder ausgetauscht werden. Die Polaritäten sind dann entsprechend zu wechseln. Die Anordnung der Lettern wird dann ebenfalls gewechselt, so daß sich ein lesbares Bild auf dem Bildempfangsmaterial ergibt. In Fig. 1 muß das Bildempfangsmaterial in diesem Fall natürlich isolierend sein, während der Schichtträger entweder leitend oder isolierend sein kann. In den F i g. 2 bis 5 müssen beide Schichten isolierend sein.
  • Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren sind vorzüglich zur Aufzeichnung von Ausgangssignalen von Rechenmaschinen geeignet. Das durch einen erfindungsgemäßen Apparat erzeugte Bild ist unmittelbar sichtbar und innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde nach der Erzeugung verfügbar. So können mit extrem hohen Geschwindigkeiten beispielsweise von n-ündestens zwanzig Schriftzeichen pro Sekunde Schriftzeichen erzeugt werden. Alle dieses Vorteile werden unter Verwendung verhältnismäßig einfacher elektronischer Schaltungen erzielt.
  • Es ist ersichtlich, daß jeweils für einen speziellen Zweck eine Vielzahl von Abänderungen und Modiflkationen der Verfahren und Vorrichtungen nach der Erfindung vorgenommen werden können. Die Erfindung ist daher nur anwendbar, aber nicht begrenzt auf die Ausführungsformen, die in dieser Beschreibung angegeben sind.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Elektrographisches Verfahren zur Herstellung von Bildern, bei dem ein Schichtträger mit einer Entwicklerschicht auf ein Bildempfangsmaterial gelegt und ein elektrisches Feld zwischen Schichtträger und Bildempfangsmaterial angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld bildmäßig angelegt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld impulsmäßig angelegt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld in einer Stärke zwischen 6 und 40 Volt pro [tm Abstand zwischen Schichtträger und Bildempfangsmaterial angelegt wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination einer bildmäßig geformten Elektrode (13, 30, 62), eines Schichtträgers (12, 32, 52, 55), einer Einrichtung zum Erzeugen einer Entwicklerschicht, eines Bildempfangsmaterials (11, 58) einer flächigen Elektrode (14, 36, 66) und einer Einrichtung zum Anlegen eines impulsmäßigen elektrischen Feldes zwischen den Elektroden nach Maßgabe eines elektrischen Eingangssignals. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die bildmäßig geformte Elektrode in einem Abstand zwischen 2 und 250 [tm von der entwicklerfreien Seite des Schichtträgers enthält. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere bildmäßig geformte Elektroden auf dem Mantel eines drehbaren Zylinders angeordnet enthält. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Schichtträger in Form eines drehbaren Zylinders enthält, der um einen Zylinder, auf dessen Mantel sich mehrere bildmäßig geformte Elektroden befinden, angeordnet ist und der mit diesem Zylinder koaxial drehbar ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine flädhige Elektrode mit einer konkaven Seite in Form eines Ausschnittes aus einem Zylindermantel enthält. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein bandförmiges Bildempfangsmaterial enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 813 359; deutsche Auslegesehrift Nr. 1046 478.
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