DE1671527B2 - Verfahren und vorrichtung zum elektrostatischen bedrucken einer unterlage geringer elektrischer leitfaehigkeit - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum elektrostatischen bedrucken einer unterlage geringer elektrischer leitfaehigkeitInfo
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- DE1671527B2 DE1671527B2 DE1968C0044692 DEC0044692A DE1671527B2 DE 1671527 B2 DE1671527 B2 DE 1671527B2 DE 1968C0044692 DE1968C0044692 DE 1968C0044692 DE C0044692 A DEC0044692 A DE C0044692A DE 1671527 B2 DE1671527 B2 DE 1671527B2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer
Leitfähigkeit, bei dem ein Bereich dieser Unterlage, der größer als der zu bedruckende Teil ist, durch eine
elektrische Ladung mit einer ersten Polarität auf ein elektrisches Potential gebracht und ein elektrisch mit
einer anderen Polarität geladener Toner auf diesen zu bedruckenden Teil des Bereiches der Unterlage
aufgegeben wird, wobei diese durch weitere elektrische Ladung, die die durch Aufgeben des Toners entstandene
Ladung kompensiert, eiwa auf dem besagten elektrischen Potential gehalten wird, und bei dem dann der
Toner an der Unterlage fixiert wird. Bei einer bekannten Vorrichtung (DT-PS 12 46 739), die nach einem
derartigen Verfahren arbeitet, erzeugt der zuerst abgelagerte Toner ein elektrisches Feld, das dazu führt,
die Ablagerung weiteren Toners zu erschweren, der die gleiche Polarität hat. Auf diese Weise ist es nach den
bekannten Verfahren nicht möglich, größere mit Toner zu bedeckende Flächen einheitlich mit Farbe zu
versehen. Vielmehr werden die Begrenzungen der größeren Flächen scharf ausgebildet sein, während zur
Milte der Fläche hin eine Verringerung der Tonerablagerung eintreten bzw. fast keine Färbung erfolgen wird.
Darüber hinaus besteht bei der bekannten Vorrichtung die Gefahr, daß dann, wenn die mit Toner beaufschlagte
Unterlage aus der Einwirkung des elektrischen Feldes heraus zu einer Fixierstation für den Toner bewegt wird,
ein Teil des Toners von der Unterlage nach dem Verlassen des elektrischen Feldes abgestoßen oder sich
durch Erschüttern der Unterlage bei der Überführung zur Fixierstation von der Unterlage ablöst. Bei der
bekannten Vorrichtung dieser Art war somit weder ein Kopieren höchster Qualität, noch eine ausreichende
Kopiergeschwindigkeit, insbesondere bei schlecht leitenden Werkstoffen, wie Papier, Pappe, Karton od. dgl.,
erreichbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß
selbst größere, mit Toner zu versehende Flächen gleichmäßig mit Toner versehen, also gleichmäßig stark
gefärbt werden können und daß höhere Kopiergeschwindigkeiten von über 100 Abdrucken pro Minute
bequem erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer
elektrischer Leitfähigkeit gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Unterlage erst aufgeladen und dann in
diesem Zustand einer Stelle zugeführt wird, an der der Toner aufgegeben und eine zusätzliche Ladung
aufgebracht wird. Durch die zusätzliche Ladung verbleibt eine Restladung, wodurch ein Abfallen von
Toner von der bedruckten Unterlage während des Überführens zu einer Fixierstation unmöglich ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sollte die Erstaufladung der Unterlage auf der Seite erfolgen,
auf die der Toner aufgegeben werden soll, was unabhängig vom Werkstoff der Unterlage eine größere
Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, da die Ladung das Material nicht durchdringen muß. Um bei großer
Druckgeschwindigkeit ein Abfallen des Toners während der Weiterleitung von der Druckstation zur Fixierstation
zu verhindern, soll, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Erstaufladung und die an der Stelle,
an der der Toner aufgegeben wird, mit dem gleichen elektrischen Potential erfolgen.
Eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine Koronaquelle und zwischen
dieser und der zu bedruckenden Unterlage ein Steuergitter umfaßt, ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet
durch eine Voraufladestation, deren Koronaquelle und deren Steuergitter über Drähte mit der
Koronaquelle und dem Steuergitter der Druckstation verbunden sind, wobei die Steuergitter über einen die
gleichzeitige Einstellung der Höhe des elektrischen Potentials beider Steuergitter ermöglichenden Spannungsteiler
mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, das erforderliche
Potential für beide Stationen in der erforderlichen Höhe gleichzeitig einzustellen.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens so zu gestalten, daß diese durch einen
Spannungsteiler zur separaten Einstellung des elektriichen
Potentials der Voraufladestation gekennzeichnet st. Eine derartige Anordnung wird man bei einer
vOrrichtung treffen, bei der die Erstaufladung der Unterlage auf der Seite erfolgt, auf die der Toner dann
lufgegeben werden soll. Bei einer derartigen Vorrich-[ung kann das elektrische Potential, das ?ur Erstaufla-Jung
der Unterlage verwendet wird, geringer sein, da die Ladung das Material der Unterlage nicht durchdringen
muß.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer
Vorrichtungen zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer
Leitfähigkeit dargestellt. Anhand dieser Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung, die eine Voraufladestation und eine Druckstation umfaßt, wobei die ein
Fixieren des aufgebrachten Toners an der Unterlage bewirkende und sich an die Druckstation anschließende
Station nicht dargestellt ist,
F i g. 2 eine schematische Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, bei der die
Auflage an der Seite aufgeladen wird, auf der der Toner in der Druckstation danach aufgebracht wird;
Fig.3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung;
Fig.4 eine schematische Perspektivansicht einer
anderen Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der ein Luftstrom benutzt wird, um Ionen in Kontakt mit der
Unterlage zu bringen, die aufzuladen ist;
Fig.5 eine der Fig.4 entsprechende schematische
Darstellung einer Vorrichtung, bei der die Unterlage auf der Seite aufgeladen wird, die bedruckt werden soll;
F i g. 6 eine grafische Darstellung, die qualitativ das Potential einer Karte bzw. einer Unterlage während des
Verfahrens, nämlich vor dem Bedrucken, während des Bedrückens, nach dem Bedrucken und nach der
Entnahme der Karte aus der Druckstation, veranschaulicht, wobei das Verfahren ein Aufladen der Karte
sowohl vor als auch während des Bedrückens umfaßt;
F i g. 6A eine grafische Darstellung, die qualitativ die Restladung einer Karte während des Druckverfahrens
veranschaulicht;
F i g. 7 eine der F i g. 6 entsprechende grafische Darstellung eines anderen Druckverfahrens, bei dem die
Karte nur vor dem Drucken aufgeladen wird;
F i g. 7A eine der F i g. 6A entsprechende grafische
Darstellung des in F i g. 7 grafisch dargestellten Druckverfahrens;
F i g. 8 eine der grafischen Darstellungen in F i g. 6 und 7 entsprechende Darstellung eines Druckverfahrens,
bei dem die Karte lediglich zwischen einer Schablone und einer Gegenelektrode eingelegt ist und
die Ablagerung des Toners während des Druckverfahrens eine Erhöhung der Aufladung der Karte bewirkt
und
F i g. 8A eine den grafischen Darstellungen in F i g. 6A
und 7A entsprechende Darstellung des in F i g. 8 veranschaulichten Druckverfahrens.
In F i g. 1 der Zeichnung ist schematisch eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt eine
Koronaquelle 82, die aus einem leitenden Plattenteil mit einer Anzahl davon vorspringenden Koronanadeln
besteht, einer Basiselektrode, die parallel zum leitenden Plattenteil der Koronaquelle verläuft und auf der Seite
der Koronanadeln ungeordnet ist, und ein Steuergitter 86, das zwischen die Basiselektrode und die Koronaquelle
82 geschaltet ist. Auf der Basiselektrode liegt ein Schablonensieb 88. das Öffnungen 90 aufweist, die der
zu bedruckenden Flache entsprechen. Eine zu bedrukkende Unterlage 100 wird zum Bedrucken zwischen das
von der Basiselektrode getragene Schablonensieb und das Steuergitter 86 gebracht. Außer dieser Station, in
der das Bedrucken erfolgt und die daher als Druckstation bezeichnet wird, ist eine Voraufladestation
vorgesehen. Diese umfaßt ebenfalls, wie auch die Druckslation, eine Koronaquelle oberhalb der Basiselektrode
und ein zwischengeschaltetes Steuergitter. Die Basiselektrode 80 der Voraufladestation ist bei
diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens durch einen Draht 81 mit der
Koronaquelle 82 der Druckstation verbunden. Desgleichen ist das Steuergitter der Voraufladestation über
einen Draht 85 mit dem Steuergitier 86 der Druckstation
verbunden. Die Basiselektrode erstreckt sich ununterbrochen über beide Stationen.
Eine Gleichstromquelle 92 ist mit ihrem Minuspol an die Basiselektrode und mit ihrem positiven Po! über
einen Schalter 98 an die Koronaquelle 82 angeschlossen. Durch den Draht 81 ist auch die Koronaquelle 80 der
Voraufladestation mit der Gleichstromquelle 92 verbunden. Zwischen die beiden Pole der Gleichstromquelle 92
ist ein Spannungsteiler 94 geschaltet, dessen Abgriff 96 mit dem Steuergitter 86 der Druckstation verbunden ist.
Über den Draht 85 steht somit auch das Steuergitter 84 mit dem Abgriff % des Potentiometers 94 in
Verbindung. Bei der in Fig. 1 der Zeichnung veranschaulichten
Darstellung befindet sich eine erste zu bedruckende Unterlage 100 in der Druckstation über
dem Teil des Schablonensiebes 88, der eine öffnung 90 zur Erzeugung des gewünschten Abbildes enthält, das
gedruckt werden soll. Eine weitere Unterlage 102 ist in der Voraufladestation dargestellt, die vor der Druckstation
liegt. Beide Unterlagen 100 und 102 bestehen bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
aus Pappe mit im Abstand voneinander liegenden Deckblättern 104 und 105 aus Papier, die durch eine
gewellte Zwischenlage 106 aus Papier getrennt sind. Die erste Unterlage 100 ist vorher in der Voraufladestation
aufgeladen worden, so daß beispielsweise positive Ionen gleichmäßig auf der Seite der Unterlage 100 verteilt
sind, die dem Schablonensieb 88 zugewandt ist. Nach Schließen des Schalters 98 wandert Toner durch die das
Abbild erzeugende öffnung 90 von der Basiselektrode und lagert sich auf der Unterseite der Unterlage 100 ab.
Gleichzeitig werden Ionen aus der Koronaquelle 82 emittiert, so daß das Steuergitter 86 die Ablagerung
weiterer Ionen auf der Unterlage 100 ermöglicht, um den Aufbau der Ladung zu neutralisieren, der durch die
Ablagerung des negativ aufgeladenen Toners auf der Unterlage hervorgerufen wird. Ebenfalls gleichzeitig
werden positive Ionen von der Koronaquelle 8C emittiert und unter aem Einfluß des Steuergitters 84 aul
die Oberseite der Unterlage 102 abgelagert. Nach Abschluß des Bedrückens der Unterlage 100 wird diese;
aus der Druckstation zu einer Fixierstation (nich dargestellt) überführt, während die Unterlage 102 in die
Druckstation wandert. Die für den ersten Drtickvorganj
erforderliche Zeit und die für die Bewegung de Unterlagen 100 und 102 erforderliche Zeit ist ausrei
chcnd groß, um eine gleichförmige Verteilung der Ionei
auf dem Deckblatt 105 und 104 zu bewirken. Ist die Zei zu kurz, hai das gedruckte Abbild einen Streifeneffek
an den Teilen der Wellen der gewellten Zwischenlage 106, die an dem Blatt 104 anliegen. Bei einer
ordnungsgemäßen Zeitfolge kann die Druckgeschwindigkeit verbessert werden, so daß Abdrücke von mehr
als hundert Unterlagen pro Minute erreicht werden können. Es ist festgestellt worden, daß die Aufladung
der Unterlagen in der Voraufladestation für bestimmte Toner ausreicht. In dieser Anordnung besteht die
einzige Funktion der Koronaquelle 82 darin, die Auflage auf dem Potential des Steuergitters 86 zu halten,
während der Toner abgelagert wird. Bei bestimmten Tonern ist die Größe der in den Tonern enthaltenen
Ladung ausreichend klein, so daß das Potential der Unterlage nicht nennenswert geändert wird. Bei
anderen Tonern ist die Koronaquelle 82 zweckmäßig, wenn ausgedehnte große Flächen mit einer großen
optischen Dichte bedruckt werden sollen. In diesem Falle kann eine erhebliche Änderung des Potentials der
Unterlage auftreten, und zwar wegen des relativ hohen Wertes der dem Toner zugeordneten Ladung.
Obwohl die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung bereits wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten
Vorrichtungen erbringt, gibt es jedoch immer noch Situationen, in denen sich die Ladung auf der Fläche, auf
der der Toner aufgebracht werden soll, nur langsam aufbaut, wenn die Ladung durch ein Material hindurchgehen
muß, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Es ist möglich, eine Unabhängigkeit von der
Leitfähigkeit des Materials zu erhalten, indem die Ionen direkt auf die zu bedruckende Fläche aufgebracht
werden. Ein solches Verfahren arbeitet bei Material jeder Leitfähigkeit und mit einer Geschwindigkeit, die
lediglich durch die Geschwindigkeit begrenzt ist, mit der die Unterlagen gehandhabt und bedruckt werden
können. Die Zeit, die erforderlich ist, um die auf der Unterlage bereits abgelagerte Ladung zu der zu
bedruckenden Fläche gelangen zu lassen und dort gleichmäßig verteilt zu werden, kann als ein die
Geschwindigkeit begrenzender Faktor ausgeschaltet werden. Eine Vorrichtung zur Ausübung eines solchen
Verfahrens ist in F i g. 2 dargestellt. Die Aufladung der Unterlage erfolgt nach dem gleichen Grundprinzip, das
bereits beschrieben worden ist. Eine Gleichstromquelle ist über einen Schalter 112 mit der Gegenelektrode 114
und mit dem anderen Pol mit der Koronaquelle 116 verbunden. Ein Spannungsteiler 118 ist mit seinem
Abgriff 120 mit dem Steuergitter 122 verbunden. Eine Unterlage 124 liegt im Abstand zwischen dem
Steuergitter 122 und der Gegenelektrode 114. Nach Schließen des Schalters 112 werden positive Ionen aus
der Koronaquelle 116 emittiert und an der Unterseite der Unterlage 124 unter dem Einfluß des Steuergitters
122 abgelagert. Die Unterlage 124 und Gegenelektrode bilden zusammen einen Kondensator mit parallelen
Kondensatorplaiten. Die Kapazität dieses Kondensators ist wesentlich größer als die einer isolierten
Unterlage. Damit ist für jede bestimmte Ladungsgröße, die an der Unterlage benötigt wird, die Spannung, auf
die die Aufladung erfolgen muß, geringer in Verbindung mit einer Gegenelektrode als ohne eine solche. Wenn
die Kapazität des Kondensatorsystems C beträgt und das Potential, auf das die Aufladung erfolgt, V ist, dann
ist in Verbindung mit der Ladungsgröße, die im Kondensator enthalten ist, Q = CV, Wenn die Kapazität
der isolierten Unterlage Cc ist und das Potential, auf das diese aufgeladen werden muß, um die gleiche
Ladung zu erhalten wie sie oben angegeben wurde, Vc beträgt, dann stehen diese Variablen in einer Beziehung
zum vorerwähnten Kondensatorsystem die mit CV = CcVcbezeichnet wird.
Da Cc viel kleiner als C ist, muß Vc viel größer als V
sein. In der Praxis sind jedoch höhere Spannungen schwieriger zu erreichen und auch aufrechtzuerhalten.
Um diese zu erreichen, muß eine Stromquelle hoher Spannung vorhanden sein. Um die hohen Spannungen
aufrechtzuerhalten, kann eine Stromquelle großer Leistung erforderlich sein. Dieser letzte Punkt ist
Ό möglicherweise nicht sofort erkennbar. Der obere Grenzwert des Potentials, auf den ein Objekt in Luft
gehalten werden kann, hängt in großem Maße von der Ableitungsgeschwindigkeit der Ladung vom Objekt als
Folge des Druchschlags der Luft ab. Dieser Durchschlag und das anschließende Ableiten der Ladung erfolgt
hauptsächlich an Stellen mit kleinen Radien. Um diese Stellen bzw. Punkte herum hat die Feldstärke den
höchsten Wert, den sie in der Nähe des Objekts erlangt. Diese Punkte sind die Abweichungen von einer im
Idealfall vollkommen glatte Fläche, die in der Praxis
jedes Objekt hat. Diese Fehlstellen sind so winzig, daß sie praktisch immer gegen in der Nähe liegenden
Flächen isoliert sind, beispielsweise Gegenelektroden oder Ladequellen. Damit ist das elektrische Feld um
einen gegebenen Punkt herum eine Funktion seines Radius und der elektrischen Spannung. Es ist nicht eine
Funktion des Abstandes solcher Fehlstellen von Objekten die in der Nähe liegen. Diese Fehlstellen
können Entladungen hervorrufen, die kontinuierlich sind und die mitunter durch eine Stromquelle aufrechterhalten
werden können, die eine angemessene Leistung hat. Jeder Versuch die Spannung über diesen
Bereich hinaus zu erhöhen, führt jedoch zu einer Zwangsentladung zu einem in der Nähe des Punktes
liegenden Objekt. Damit läßt sich im allgemeinen die höchste Aufladung des Objektes durch die Verwendung
eines Systems hoher Kapazität und relativ geringer Spannung erreichen. Spannungen im Bereich von 3 bis
5 kV sind üblich.
Auf der Unterseite der Unterlage 124 werden positive Ionen abgelagert, wenn der Schalter 112 geschlosser
wird. Die Unterlage 124 kann dann sofort durch bekannte Fördereinrichtungen in die Druckstation übei
das Schablonensieb 130 gebracht werden, während die zuvor bedruckte Unterlage 132 aus dieser Statior
entnommen wird. Mit einer derart ausgebildeter Vorrichtung lassen sich besondere Druckgeschwindig
keiten im Vergleich zu der in F i g. 1 dargestellter Vorrichtung erreichen.
Bei der in Fig.3 der Zeichnung dargestellter Ausführungsform wird der Toner durch eine Koronaan
Ordnung 142 aufgeladen und aus Rohren 144 ausgesto Ben, um durch öffnungen 146 in einem Schablonensieb
das in Form eines endlosen Bandes ausgebildet ist, au einer Unterlage 150 abgelagert zu werden, wodurch da
gewünschte Abbild erzeugt wird. Die Unterlage 151 wird von einer leitenden Fördereinrichtung 15:
getragen, die über eine Stromquelle 156 und cinci Schalter 158 mit einer Koronaquelle 154 verbunden isi
Dabei bewirken elektrische Kontakte 160, daß dl· Fördereinrichtung 152 als Gegenelektrode in eine
Weise fungiert, die der der Gegenelektrode 114 ii
Fig. 2 entspricht. Aus der Koronaqucllc 154 werdci
positive Ionen emittiert, die auf der Fläche de Unterlage 150 abgelagert werden, auf der der Toner i
der Druckstation 140 aufgebracht wird. Es versteht siel
daß ein Spannungsteiler und ein Steuergitter in de gleichen Weise angewandt werden, wie dies ir
Zusammenhang mit der Ausführungsform nach F i g. 2 beschrieben worden ist.
Die vorbeschriebenen verschiedenen Vorrichtungen betrafen alle die elektrostatische Ablagerung von Ionen,
die in einer Koronaentladung erzeugt werden. Das elektrische Feld zwischen dem Steuergitter und der
Koronaquelle und entweder der Gegenelektrode oder dem leitenden Schablonensieb lagert die bei der
Koronaentladung erzeugte Ladung auf der zu bedrukkenden Unterlage ab. Die Ablagerung braucht jedoch
nicht elektrostatisch bewirkt zu werden. Die Ladung kann auch von einer Koronaentladung zu einer zu
bedruckenden Unterlage durch einen sich bewegenden Luftstrom übertragen werden. Eine nach einem solchen
Verfahren wirkende Vorrichtung ist in Fig.4 der is
Zeichnung dargestellt. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom vorbeschriebenen nur gering. Die Auflage wird
geladen, und zwar vor dem Bedrucken vollkommen. Die Ladung gelangt zu der zu bedruckenden Oberfläche und
verteilt sich dort gleichmäßig vor dem Drucken. Während des Drückens werden Ionen an der Unterlage
abgelagert, um einen Ausgleich für die vom Toner aufgebrachte Ladung zu bilden und halten die Unterlage
auf einem konstanten Potential. Nach dem Bedrucken behält die Unterlage eine Restladung, die das Tonerbild
in seiner Lage hält, bis der Toner permanent mit der Unterlage verbunden ist. Diese Form der Ablagerung
kann anstelle einer elektrostatischen Ablagerung in jedem der vorlbeschriebenen Verfahren treten.
Eine oder mehrere Koronakammern 170 sind aus 3n ersten leitenden Endteilen 172 gebildet und weisen
mindestens eine öffnung 174 in diesen auf. Die zweiten leitenden Endteile 176 liegen in einem Abstand von den
Endteilen 172 und sind durch eine Isoliermanschette 178 miteinander verbunden, um eine hohle Kammer 180 zu
bilden. Eine Gleichstromquelle 182 und ein Schalter 184 sind an die ersten und zweiten leitenden Endteile 172
und 176 angeschlossen. Eine Koronaentladeeinrichtung, beispielsweise Nadeln 186, springen von den Endteilen
176 vor, um eine Ionenquelle zu bilden. Es versteht sich dabei, daß die Endteile 176 und die Nadeln 186 durch
eine andere Ausführung einer Koronaentladungseinrichtung ersetzt werden können, beispielsweise durch
feine Drähte. Ein Luftstrom wird durch eine Rohrleitung 190 in die hohlen Kammern 180 eingeleitet. «5
Über einem mit öffnungen 1% versehenen Schablonensieb
194 ist eine Unterlage 192 angeordnet. Nach Schließen des Schalters 184 werden Ionen durch die
Koronanadeln 186 emittiert, während Luft, die durch die
hohlen Kammern 180 fließt, die Ionen durch die so öffnungen 174 in den Endleilcn 172 nach außen trägt
und zwar deirart, daß die Ionen auf der Oberseite der Unterlage 192 abgelagert werden. Dies erfolgt so lange,
bis die Unterlage ausreichend aufgeladen worden ist und neuankommende Ionen abstößt. Nach einer S5
geeigneten Verweilszeit zur Ermöglichung einer gleichförmigen Verteilung der Ionen auf der Unterlage 192
wird Toner durch die öffnungen 196 in dem Schabloncnsicb geführt, der sich in dem gewünschten
Abbild auf der Unterseite der Unterlage 192 ablagert. «>
Gemäß der Darstellung emittiert die Koronaanordnung 186 positive Ionen. Bei einer solchen Anordnung wird
ein negativ geladener Toner verwendet, um das gewünschte Abbild zu erzeugen. Mit dem Anziehen des
geladenen Toners an die Unterlage 192 und mit dessen t>r>
Ablagerung auf dieser werden weitere positive Ionen auf der Unterlage 192 abgelagert. Nach dem Bedrucken
wird die Unterlage 192 in eine Fixierstation gefördert, in der ein festes Verbinden des Toners mit der Unterlage
erfolgt.
Das in Fig.5 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
ist dem in Fig.3 veranschaulichten insofern ähnlich, als eine Unterlage 200 in einer
Voraufladestation aufgeladen wird, ehe diese über das Schablonensieb 202 gelangt. Außerdem werden entsprechende
Ladungen auf der Oberfläche der Unterlage 200 abgelagert, auf der das Tonerbild entstehen soll.
Entsprechend werden schnellere Druckgeschwindigkeiten erreicht, weil es nicht erforderlich ist, eine Wartezeit
einzulegen, um eine gleichmäßige Verteilung der Ladung auf der Unterlage zu ermöglichen. Ferner spielt
eine geringere Leitfähigkeit der Unterlage keine Rolle.
Auch hier besteht eine Koronakammer 204 aus leitenden Teilen 206 und 208, die durch eine
Isoliermanschette 210 miteinander verbunden sind, um eine hohle Kammer 212 zu bilden. Vom Endteil 208 ist
eine Koronanadel 214 getragen, um Ionen in die hohle Kammer 212 zu emittieren. Eine Gleichstromquelle 216
ist über einen Schalter 218 an die beiden Endteile 206 und 208 geschaltet und zwar derart, daß nach dem
Schließen des Schalters 218 eine Koronaentladung innerhalb der hohlen Kammer 212 erfolgt Durch ein
Rohr 220 strömende Luft trägt die Ionen aus der hohlen Kammer 212 durch die öffnung 224 im Endteil 206 aus
der Kammer heraus. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, eine Gegenelektrode 230 vorzusehen, die
bei 232 geerdet sein kann. Die Funktion der Gegenelektrode 230 besteht darin, das abstoßende Feld
zu reduzieren, das auf der Unterlage 200 bereits angesammelte Ladungen auf später ankommende Ionen
ausüben. Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfüllt das leitende Schablonensieb 194 die
gleiche Funktion.
In der Zeit, in der ein Tonerbild auf einer Unterlage 233 abgelagert wird, wird die Unterlage 200 aufgeladen.
Anschließend wird die Unterlage 233 aus der Druckstation entnommen und einer Fixierstation zugeführt,
während die Unterlage 200 über das Schablonensieb 202 bewegt wird. Das Potential der Unterlage in der
Druckzone gegenüber dem leitenden Schablonensieb 202 ist das gleiche, wie das der Unterlage 200 gegenüber
der Gegenelektrode 230.
F i g. 6 ist eine grafische qualitative Darstellung des Potentials an der Unterlage bzw. der Karte, und zwar in
den Arbeitsperioden 1 vor dem Bedrucken, 2 während des Bedrückens, 3 nach dem Bedrucken und 4 nach der
Entnahme der Karte aus der Druckstation. Das Potential ist bei dem in F i g. 6 veranschaulichter
Druckverfahren, bei dem die Karte von einer Korona quelle voraufgeladen wird, sowohl vor als auch währcnc
des Druckes etwa gleich. Ist die Karte einmal auf cir gegebenes Potential aufgeladen, das in der Zeichnunj
positiv dargestellt ist, werden negative Ladungen, di< während des Aufbringcns des Toners auf die Karle
durch Hinzufügen positiver Ladung von der Koronaent ladung ausgeglichen. Nach dem Bedrucken und nach de
Entnahme der Karte aus der Druckstation bleibt da Potential das gleiche, da es wegen des zwischen dei
positiven Ladungen von der Koronaentladung und dei negativen Ladungen des Toners im Glcichgewich
gehalten wird.
In Fig.6A ist die Restladung auf der Karte bc
Anwendung des gleichen Druckverfahrens wie in F i g. I dargestellt. Vor dem Druck erzeugen die positivci
Ladungen von Koronaentladung eine Ladung, dii während des eigentlichen Drückens, nach dem Druckci
und nach der Entnahme der Karte aus der Druckstation konstant bleibt. Die Restladung ist somit gleich der
Aufladung.
In Fig.7 und 7A sind die gleichen Arbeitsperioden
wie in F i g. 6 und 6A dargestellt, außer daß die Karte nur vor dem Drucken aufgeladen worden ist und
während des Drückens keine neue Ladung zugeführt wird, außer durch den geladenen Toner. Es versteht sich,
daß das Potential und die positive Aufladung während des Drückens geringer wird, dann aber nach Abschluß
des Drückens und der Entnahme der Karte aus der Druckstation konstant bleibt. Die einem ersten Toner
zugeordnete Ladung ist weniger negativ als diejenige, die einem zweiten Toner zugeordnet ist. Das Potential
und die Restladung der Karte sind jedoch beide stark abhängig von der Tonercharakteristik.
In F i g. 8 und 8A ist ein Verfahren dargestellt, bei dem die Karte lediglich zwischen ein Schablonensieb und
eine Gegenelektrode gelegt worden ist, ohne daß der Karte von einer Koronaentladung irgendeine zusätzliche
Ladung aufgegeben wird. Die Karte wird unter einem Potential gehalten, das durch das elektrostatische
Feld bestimmt ist, das der Druckvorrichtung zugeordnet ist. Beim Aufgeben von geladenem Toner während des
Drückens nimmt das Potential der Karte und damit deren Restladung ab. Das Potential und die Restladung
bleiben nach dem Druck konstant. Das Potential nimmt jedoch sofort nach Entnahme der Karte aus den
zugehörigen elektrischen Feldern ab, während die Restladung an ihrem kleinsten Wert konstant bleibt.
Es versteht sich, daß zweckmäßigerweise die Unterlage vor dem Drucken vollkommen aufgeladen sein soll. Darüber hinaus ist während des Drückens eine weitere Ladung auf die Unterlage aufzugeben. Ein Teil dieser Ladung ist die, die vom Toner aufgetragen wird, während der Rest derjenige sein sollte, der von der Koronaentladung stammt, um die Karte auf dem gleichen Potential wie das Steuergitter zu halten, und zwar trotz der Ablagerung des Toners. Wenn keine Abladung der Ladung von der Unterlage erfolgt, ist die Zufuhr an Ladung während des Drückens in der Nähe von Null. Nach dem Drucken wird die Unterlage der Druckstation entnommen und die angesammelte Ladung soll ohne Ableitungen konstant bleiben. Diese Ladung trägt dazu bei, daß das Tonerbild auf der Unterlage aufrechterhalten bleibt, bis eine Fixierung bzw. ein Aufschmelzen des Toners auf der Unterlage erfolgt. Nach dem Aufschmelzen bzw. dem fester Verbinden kann diese Ladung in bekannter Weise neutralisiert werden. Das elektrische Potential dei Unterlage vor, während und nach dem Drucken soll da; gleiche sein, wie das des Steuergitters, wenn eins Ableitung vermieden wird.
Es versteht sich, daß zweckmäßigerweise die Unterlage vor dem Drucken vollkommen aufgeladen sein soll. Darüber hinaus ist während des Drückens eine weitere Ladung auf die Unterlage aufzugeben. Ein Teil dieser Ladung ist die, die vom Toner aufgetragen wird, während der Rest derjenige sein sollte, der von der Koronaentladung stammt, um die Karte auf dem gleichen Potential wie das Steuergitter zu halten, und zwar trotz der Ablagerung des Toners. Wenn keine Abladung der Ladung von der Unterlage erfolgt, ist die Zufuhr an Ladung während des Drückens in der Nähe von Null. Nach dem Drucken wird die Unterlage der Druckstation entnommen und die angesammelte Ladung soll ohne Ableitungen konstant bleiben. Diese Ladung trägt dazu bei, daß das Tonerbild auf der Unterlage aufrechterhalten bleibt, bis eine Fixierung bzw. ein Aufschmelzen des Toners auf der Unterlage erfolgt. Nach dem Aufschmelzen bzw. dem fester Verbinden kann diese Ladung in bekannter Weise neutralisiert werden. Das elektrische Potential dei Unterlage vor, während und nach dem Drucken soll da; gleiche sein, wie das des Steuergitters, wenn eins Ableitung vermieden wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum elektrostatischen Γ! ' cken
einer Unterlage geringer elektrischer Lei! gkeit, bei dem ein Bereich dieser Unterlage, der g; oßer als
der zu bedruckende Teil ist, durch eine elektrische Ladung mit einer ersten Polarität auf ein elektrisches
Potential gebracht und ein elektrisch mit einer anderen Polarität geladener Toner aui diesen zu
bedruckenden Teil des Bereiches der Unterlage aufgegeben wird, wobei diese durch weitere
elektrische Ladung, die die durch Aufgeben des Toners entstandene Ladung kompensiert, etwa auf
dem besagten elektrischen Potential gehalten wird, und bei dem dann der Toner an der Unterlage fixiert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage erst aufgeladen und dann in diesem
Zustand einer Stelle zugeführt wird, an der der Toner aufgegeben und eine zusätzliche Ladung
aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstaufladung der Unterlage auf
der Seite erfolgt, auf die der Toner aufgegeben werden soll.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstaufladung und die an der Stelle,
an der der Toner aufgegeben wird, aufgebrachte zusätzliche Ladung mit dem gleichen elektrischen
Potential erfolgen.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, mit einer Koronaquelle und einem
zwischen diese und die zu bedruckende Unterlage geschalteten Steuergitter, gekennzeichnet durch
eine Voraufladestation, deren Koronaquelle (80) und deren Steuergitter (84) über Drähte (81 bzw. 85) mit
der Koronaquelle (82) und dem Steuergitter (86) der Druckstation verbunden sind, wobei die Steuergitter
(84, 86) über einen die gleichzeitige Einstellung der Höhe des elektrischen Potentials beider Steuergitter *o
ermöglichenden Spannungsteiler (94, 96) mit einer Spannungsquelle (92) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrischen Potentiale in der Vorauflade- und der Druckstation gleichzeitig
einstellbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Spannungsteiler (118) zur separaten
Einstellung des elektrischen Potentials der Voraufladestation.
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