-
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.