DE3010981C3

DE3010981C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Tonerbildes auf der Oberfläche eines dielektrischen Aufzeichnungselementes

Info

Publication number: DE3010981C3
Application number: DE3010981A
Authority: DE
Inventors: George W Fabel; Richard W Lindahl
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2000-03-22
Also published as: JPS55127578A; AU5673080A; FR2451828A1; SE8002128L; SE444239B; IT8048233A0; IT1143123B; FR2451828B1; CA1142996A; DE3010981A1; AU531134B2; GB2045170A; GB2045170B; BR8001723A; JPH0145062B2; DE3010981C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tonerbildes auf der Oberfläche eines dielektrischen Auf zeichnungselementes unter Verwendung eines magnetisch anzieh baren und elektrisch leitfähigen Toners, in dem mindestens eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode beabstandet gegenüber angeordnet werden und dazwischen und relativ zu diesen das Aufzeichnungselement bewegt und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode gehalten wird und wobei der Toner gleichmäßig in den Bereich zwischen der ersten Elektrode und dem Aufzeichnungselement eingebracht wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der US-PS 38 16 840 geht ein elektrographisches Auf zeichnungsverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durch führung unter Verwendung von Stiftelektroden hervor, bei denen ein elektrisch leitfähiger Toner in einem Aufzeichnungs bereich zwischen eine Elektrode und die Oberfläche eines passiven dielektrischen Aufzeichnungselements gebracht wird, das in elektronischem Kontakt mit einer zweiten Elektrode steht. Ein Teil des Toners wird wahlweise als Bildtoner auf der Oberfläche des Aufzeichnungselementes entsprechend elektrischen Spannungssignalen abgelagert, die über die zwei Elektroden gelegt werden. Gemäß der US-PS 39 14 771 findet die Lehre nach der US-PS 38 16 840 unter Einsatz eines festen zylindrischen Mantels Verwendung, der eine drehbare Rolle umschließt, die eine Vielzahl mag netischer Polstücke enthält, die abwechselnd nord- und südgepolt um den Rollenumfang herum angeordnet sind. Die Magnetrolle wird gedreht, um eine magnetische Wechselkraft zu erzeugen, die sich zeitlich, in der Größe und in der Polarität an den Stiftspitzen ändert, die von einem dielek trischen Aufzeichnungselement beabstandet liegen. Die Bewe gung der Polstücke bewirkt, daß magnetisch anziehbarer und elektrisch leitfähiger Toner, der dem Mantel zugeführt wird, um den Mantel herum durch den Spalt zwischen den Stiftspitzen und dem Aufzeichnungselement sich bewegt. Ketten aus Tonerteilchen überbrücken regelmäßig den Spalt unter dem Einfluß des von der drehenden Magnetrolle erzeug ten zyklischen magnetischen Feldes, wobei ein elektronisch leitfähiger Weg zwischen den Stiftspitzen und dem dielek trischen Aufzeichnungselement entsteht. Elektronische Impulse werden an die Stifte gelegt und sind mit der Drehung jedes Polstücks so synchronisiert, daß sie angelegt werden, wenn ein Polstück so liegt, daß die Tonerteilchenkette den Aufzeichnungsspalt überbrückt und daher Toner auf das Aufzeichnungselement übertragen wird. Die praktisch maximale Druckgeschwindigkeit für eine gegebene Druckqualität (d. h. Aufzeichnungspunkte pro Zentimeter) dieser Drehmagnetmaschine wird begrenzt durch die Anzahl der Magnetpolstücke und der Drehgeschwindigkeit der Magnetrolle. Es ist weiterhin an erkannt, daß in einem Teil der Zeitspanne, während der ein Magnetpolstück der Magnetrolle an den Stiftspitzen vorbei dreht, ein elektronisch gut leitfähiger Pfad über den Toner nicht aufrechterhalten bleibt und sich deshalb eine kon tinuierliche Tonerlinie in der Richtung der Bewegung des dielektrischen Aufzeichnungselements von einem Schreibstift nach der Lehre der US-PS 39 14 771 nicht wirklich erreichen läßt.

Aus der US-PS 39 46 402 geht die Notwendigkeit hervor, die Tonerzufuhr in einen Spalt zwischen einer Stiftanordnung und einem dielektrischen Aufzeichnungselement zu steuern, wobei aber der gleiche Aufbau für die Stiftanordnung, einen ortsfesten Mantel, die Drehwalze und eine Vielzahl magnetischer Polstücke beibehalten wird, die die US-PS 39 14 771 offen bart, so daß eine Synchronisierung der angelegten elektronischen Impulse mit der Lage der Polstücke erforderlich wird. Während eine Steuerung der Tonerzufuhr in den Aufzeichnungsspalt erreicht wird, bleibt als Schwierigkeit, die Ansammlung von überschüssigem Toner im Aufzeichnungsspalt infolge der Unter schiede der Tonermenge, die für die sich ausbildenden Auf zeichnungsbilder erforderlich ist. Eine veränderliche Toner zufuhr am Aufzeichnungsspalt bewirkt Änderungen der Größe und des Auftrags des Toners auf dem Aufzeichnungselement am Stift unter dem Einfluß eines Aufzeichnungssignals.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß bei Gewährleistung der Aufrechterhaltung einer verhältnismäßig konstanten Tonermenge im Aufzeichnungsbereich sich eine hohe Bildgüte bei hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit erreichen läßt. Ferner soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit deren Hilfe dieses Aufzeichnungsverfahren einfach durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Magnetfeld ein konstantes Feld eines ortsfesten Magneten ist, und daß der an der Quelle des Magnetfeldes sich ansammelnde Toner mittels Unterdruck abgesaugt wird.

Vorzugsweise wird das Aufzeichnungselement mit einer Vorladung versehen und der Toner auf dem Aufzeichnungselement liegend in den Bereich zwischen den Elektroden herangeführt. Vorzugsweise wird ferner, entfernt vom Aufzeichnungsbereich, der nicht zur Herstellung des Tonerbildes vorgesehene ungeladene Toner durch ein Magnetfeld entfernt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die erste Elektrode ein permanent magnetisierbares Material aufweist.

Vorzugsweise ist zumindest auf einer Seite der ersten Elektrode eine Magnetfeldquelle derart angeordnet, daß zumindest auf einer Seite der ersten Elektrode eine Magnet feldquelle derart angeordnet ist, daß ihr einer Pol näher an der ersten Elektrode liegt, als ihr anderer Pol und daß die erste Elektrode entweder ein magnetisch permeables Material aufweist oder ein magnetisch nichtpermeables Material aufweist und mit einem magnetisch permeablem Material zumindest teilweise überzogen ist oder ein magnetisch nicht permeables Material aufweist und eine gesondert angeordnete magnetisch permeable Schicht zwischen der Magnetfeldquelle und der ersten Elektrode vorgesehen ist. Bevorzugt ist das Aufzeichnungselement auf einer Trommel angeordnet und besteht die erste Elektrode aus nebeneinander angeordneten Draht stiften oder Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung überwinden das Problem der Tonerüberschußan sammlungen im Aufzeichnungsspalt, das bei den herkömmlichen Anordnungen vorliegt, und benötigen außerdem keine drehenden Magnete am Aufzeichnungsspalt, so daß keine Notwendigkeit für die Synchronisierung der an die verschiedenen Elektroden stifte einer Stiftanordnung angelegten elektrischen Impulse besteht. Es wird somit eine optimale Ausbildung von Ketten aus elektrisch leitfähigem Toner im Aufzeichnungsbereich zwischen der Stiftanordnung und einem Aufnahmeelement erreicht und die Geschwindigkeitseinschränkungen vermieden, denen die herkömmlichen Anordnungen infolge der Anzahl der Magnet polstücke und deren Drehgeschwindigkeit unterliegen. Bei kontinuierlichem Anlegen eines elektrischen Potentials an einen Schreibstift ergibt sich die Ablagerung des Toners in einer echt kontinuierlichen Linie in Richtung der Bewegung des Aufzeichnungselements.

Eine Tonervorratseinrichtung ist vorgesehen, die den Toner in den Aufzeichnungsbereich mit regelmäßiger bzw. verhältnis mäßig gleichmäßiger Geschwindigkeit einführt, wo er auf dem dielektrischen Aufzeichnungselement als Bildtoner abgelagert werden soll. Eine krafterzeugende Einrichtung erzeugt eine zeitlich verhältnismäßig konstante Kraft, die auf den dem Aufzeichnungsbereich zugeführten Toner wirkt, um über den Toner zwischen der ersten Elektrode und dem Aufzeichnungs element einen elektronisch leitfähigen Pfad herzustellen, und erzeugt weiterhin eine zeitlich verhältnismäßig konstante Kraft, um einen Teil des Toners aus dem Aufzeichnungsspalt und aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner im Auf zeichnungsspalt zu entfernen. Mit einer Schaltungsanordnung können elektrische Aufzeichnungspotentialsignale an die erste relativ zur zweiten Elektrode angelegt werden, damit ein Teil des im Aufzeichnungsbereich vorhandenen Toners als Bildtoner auf dem Aufzeichnungselement abgelagert werden kann. Die tonerentfernende Kraft dient dazu, im Aufzeichnungs bereich eine verhältnismäßig konstante Tonermenge aufrecht zuerhalten, so daß bezüglich der elektronischen Pfade, die der den Spalt zwischen der ersten Elektrode und dem Auf zeichnungselement überbrückende Toner herstellt, gleichmäßige Verhältnisse herrschen.

Eine gewisse Tonermenge kann jedoch in den bildfreien (Hintergrund-)Bereichen des Tonerbildes auf dem Aufzeich nungselement zurückbleiben. Eine zweite tonerentfernende Kraft kann nun (in Bewegungsrichtung) hinter der ersten Elektrode aufgebracht werden, um den in einigen Ausführungs formen in den Hintergrundbereichen des Bildes vorliegenden Toner zu entfernen. Diese zweite tonerentfernende Kraft ist nicht unbedingt nötig, ermöglicht aber einen größeren Spiel raum hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften und der Anordnung der Komponenten, die zum Herstellen des Tonerbildes verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung gewährleisten hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Bildgüte für einen Drucker in Rechenanlagen, der entweder unmittelbar auf Papier druckt, oder gemeinsam mit einer Kamera und einer Verkleinerungsoptik als Mikrofilm-Auf zeichnungsvorrichtung. Infolge der erreichbaren hohen Ge schwindigkeit und Auflösung eignen sich das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung auch für den Photosatz, zur direkten Übertragung elektronischer Informationen auf Druckplatten sowie zur Erstellung eines Stiftdruckers, der sich leicht bei unterschiedlichen Ge schwindigkeiten betreiben läßt. Ein derartiger Stiftdrucker kann als Ausgabedrucker für bestimmte Faksimilegeräte ver wendet werden, die mit veränderbarer Geschwindigkeit arbeiten. Weiterhin ist die Erstellung einer Druckvorrichtung möglich, die bis zu 16 oder mehr unterschiedliche bzw. kontinuierliche Grauwerte bei variabler Grauskala (Gammacharakteristik) drucken kann und eine derartige Auflösung sowie Arbeits geschwindigkeit bietet, daß sie als Drucker in einem elek tronischen Kopiergerät verwendet werden kann, der mit elektrischen Potentialsignalen aus einem optoelektronischen Wandler angesteuert wird, der eine zu kopierende Vorlage abtastet.

Schließlich ist durch das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit der Schaffung eines vereinfachten Aufbaus der Stiftanordnung gegeben.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vor richtung und der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Zeichnungen. In diesen sind:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungs form der Vorrichtung;

Fig. 2 eine ausführlichere schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 3 eine Teilperspektivdarstellung einer für die Vor richtung einsetzbaren Stiftanordnung;

Fig. 4 eine schaubildliche Einzelheit einer auf die Vor richtung nach Fig. 2 anwendbaren Abänderung;

Fig. 5 eine schaubildliche Einzelheit einer weiteren, auf die Vorrichtung nach Fig. 2 anwendbaren Abänderung;

Fig. 6 eine schaubildliche Einzelheit einer weiteren auf die Vorrichtung der Fig. 2 anwendbaren Abänderung;

Fig. 7 eine Perspektivdarstellung einer mit der Vorrichtung nach Fig. 2 einsetzbaren Stiftanordnung; und

Fig. 8 eine Perspektivdarstellung einer weiteren Stift anordnung, die für die Vorrichtung der Fig. 2 geeignet ist.

Fig. 1 zeigt schematisiert eine Ausführungsform der Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens, die grundsätzlich eine Stift-Aufzeichnungselektrode 1 aufweist, die mit einem Teil - beispielsweise der Spitze 2 - von einem Aufzeichnungs element 3 geringfügig beabstandet ist. Das Aufzeichnungs element 3 weist eine elektrisch verhältnismäßig leitfähige Elektrode 4 sowie ein Aufnahme-Aufzeichnungselement 5 in elektronischem Kontakt mit der Elektrode 4 auf. Mit elek tronischer Kontakt ist eine Berührung bzw. ein Kontakt zwischen zwei Materialien gemeint, bei dem der Ladungs transport über die Grenzfläche zwischen den beiden Materialien hauptsächlich durch die elektronischen Eigenschaften der beiden Materialien, nicht durch andere zwischenliegende oder umgebende Materialien bestimmt wird. Das Aufnahme element 5 hat eine Aufzeichnungs- bzw. Aufnahmefläche 6, die verhältnismäßig gering von der Spitze 2 der Aufzeich nungselektrode 1 beabstandet ist, um einen Aufzeichnungs bereich herzustellen. Die kürzeste Distanz zwischen der Spitze 2 und der Fläche 6 ist in Fig. 1 als der Abstand D dargestellt, der die Breite des Aufzeichnungsspalts bezeich net. Es ist die Aufgabe der Elektrode 4, elektronischen Kontakt zu derjenigen Seite des Aufnahmeelements 5 herzu stellen, die von der Spitze 2 abgewandt ist, und zwar mindestens an einem Punkt bzw. Bereich, der allgemein in einer Linie mit der Spitze 2 liegt. Auf diese Weise läßt das Aufnahme-Aufzeichnungselement 5 sich als Bogen bzw. Blatt unter Relativbewegung zwischen dem Bogenmaterial und der Elektrode 4 vorsehen. Alternativ kann das Aufnahme element 5 als eine Materialschicht vorliegen, die auf der Elektrode 4 haftet, um die gewünschte elektronische Be rührung herzustellen. Eine Relativbewegung wird zwischen der Aufzeichnungselektrode 1 und dem Aufnahme-Aufzeichnungs element 5 erzeugt. Diese Bewegung ist mit dem Pfeil 7 ange deutet, der eine Bewegung des Aufnahme-Aufzeichnungselements nach links (in Fig. 1) zeigt. Eine verhältnismäßig konstante Kraft wird im Bereich zwischen der Spitze 2 der Elektrode 1 und der Aufzeichnungsfläche 6 mit einer krafterzeugenden Einrichtung 9 erzeugt; diese Kraft wirkt auf den elektronisch leitfähigen Toner 8, der dem Aufzeichnungsbereich aus einer Versorgungseinrichtung zugeführt wird, die schaubildlich durch den Toner bei 10 dargestellt ist, um einen elektro nisch leitfähigen Pfad zwischen der Elektrode 1 und dem Element 5 über den Toner herzustellen. Sind die Tonerteil chen 8 magnetisch anziehbar, kann es sich bei der kraft erzeugenden Einrichtung 9 um eine stationäre Magnetquelle handeln, die eine Kraft durch ein relativ konstantes Magnet feld erzeugt. Die stationäre Magnetfeldquelle 9 kann bei spielsweise ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet sein. Infolge der Wirkung dieses Magnetfeldes bilden Teilchen des magnetisch anziehbaren und elektronisch leitfähigen Toners 8, die während des Betriebs der Anordnung in den Aufzeich nungsbereich gebracht werden, kettenartige Tonerteilchen aggregate zwischen der Spitze 2 der Elektrode 1 und der Aufzeichnungsfläche 6, die ihrerseits einen elektronisch leitfähigen Pfad zwischen der Elektrode und der Oberfläche 6 herstellen. Während die Magnetkraftquelle 9 rechts von der Elektrode 1 gezeigt ist, kann sie beliebig so liegen, daß sie an der Spitze 2 eine starke magnetische Kraft ausübt. Vorzugsweise wird das verfügbare Magnetfeld an oder nahe der Spitze 2 der Elektrode 1 konzentriert. Zu diesem Zweck kann die Elektrode 1 vorzugsweise aus einem magnetisch permeablen Material bestehen, wenn eine von der Elektrode 1 separate Magnetkraftquelle 9 vorgesehen ist. Es ist auch möglich, eine Elektrode 1 zu verwenden, die permanent magnetisiert ist, um diese magnetische Kraft zu erzeugen. Die Tonerver sorgungseinrichtung 10 sorgt für eine regelmäßige bzw. gleichmäßige Zufuhr des Toners in dem Aufzeichnungsbereich. Die Tonerströmung in dem Aufzeichnungsbereich ist mit dem Pfeil A angedeutet. Für eine regelmäßige bzw. gleichmäßige Tonerzufuhr kann in beliebiger geeigneter Weise gesorgt werden.

Da eine kettenartige Aufhäufung des Toners 8, die von der Spitze 2 der Elektrode 1 zur Oberfläche 6 des Aufzeichnungs elements 3 verläuft, eine Vielzahl elektronisch leitfähiger Pfade zwischen der Spitze 2 und der Oberfläche 6 herstellt, bewirkt das Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen die Elektrode 1 und die Elektrode 4 einen elektronischen Stromfluß in einer Richtung über den Toner und damit eine Ansammlung elektrischer Ladung auf den Tonerteilchen an der Oberfläche 6, so daß eine Anziehungskraft zwischen diesen Tonerteilchen und der Oberfläche 6 wirkt, die höher sein kann als die auf die Tonerteilchen wirkende magnetische Kraft, so daß der geladene Toner auf einem Teil des Aufnahme elements 5 verbleibt und dort zur Abbildung beiträgt. Ein solches elektrisches Potential, das ausreicht, um Toner als Bildtoner abzulagern, soll im folgenden als elektrisches Aufzeichnungspotential bezeichnet werden. Der aus dem Auf zeichnungsspalt als Bildtoner herausgeführte Toner ist bei 22 mit dem Pfeil C gezeigt, der die Strömung des Bildtoners aus dem Aufzeichnungsspalt heraus andeutet. Eine ausführ lichere Darlegung der Ablagerung des Toners findet sich in der US-PS 38 16 840.

Das Anlegen eines elektrischen Aufzeichnungspotentials ist schematisiert in der Fig. 1 gezeigt; dabei ist die Elektrode 1 über eine Impedanz 11 an eine Seite einer elektrischen Potentialquelle gelegt, die als Batterie 12 dargestellt ist, deren andere Seite über eine als Schalter 13 gezeigte und mit der Impedanz 14 in Reihe liegende Schalteranordnung zur Elektrode 4 führt. Die Impedanzen 11, 14 sind hier nur zur Erläuterung der allgemeinen Form des Stromkreises angegeben; sie können zwar vorhanden sein, aber nicht un bedingt als konkrete Schaltungselemente. Wird der Stromkreis durch Umlegen des Schalters 13 geschlossen, fließt ein Strom in einer Richtung über den Toner im Aufzeichnungsspalt. Batterien, Schalter und dergleichen können als elektrische Einrichtungen zur Anlieferung der benötigten elektrischen Potentiale dienen.

Auch wenn nur eine einzelne Elektrode 1 gezeigt ist, so kann eine Vielzahl von gegeneinander isolierten Elektroden zu einer Stiftanordnung zusammengefaßt verwendet werden, wobei für jede Elektrode ein eigener Schalter vorgesehen ist, der an sie ein elektrisches Aufzeichnungspotential anlegt, sobald es erwünscht ist.

Mit Ausnahme des an der Spitze 2 konzentrierten Magnet feldes sorgt die bislang beschriebene Anordnung nicht für eine zwangsweise Steuerung des in den Aufzeichnungsbereich gebrachten Toners. Die bisher im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebene Anordnung entspricht insbesondere der in Fig. 15 der US-PS 38 16 840 gezeigten Ausführungsform, die für das Ablagern von Tonerbildern auf der Aufzeichnungs fläche 6 entsprechend den zwischen die Elektrode 1 und die Aufzeichnungselektrode 4 gelegten elektrischen Auf zeichnungspotentialen sorgt, während dem Aufzeichnungs bereich Toner zugeführt wird. Die Gleichmäßgkeit bzw. Reproduzierbarkeit des Aufzeichnungsbildes läßt sich für ein gegebenes elektrisches Aufzeichnungspotential erheblich verbessern, wenn eine verhältnismäßig konstante Kraft vor gesehen wird, die auf die Toneraggregate 8 im Aufzeichnungs bereich wirkt, um Toner aus diesem zu entfernen und so im Aufzeichnungsbereich eine konstante Tonermenge aufrechtzu erhalten, wobei die Tonerabfuhr so erfolgt, daß der abgeführte Toner nicht in elektronischen Kontakt mit dem Toner im Aufzeichnungsbereich steht.

Die Wichtigkeit dieser Tonerabführkraft läßt sich einsehen, wenn die Entstehung des Tonerbildes ohne eine solche Kraft betrachtet wird. Da die Tonerbildbildung im allgemeinen voraussetzt, daß elektrische Aufzeichnungspotentiale zu verschiedenen Zeitpunkten an die Elektroden 1, 4 gelegt werden, ändert sich entsprechend auch die mit dem Pfeil C gezeigte Tonermenge, die aus dem Aufzeichnungsbereich auf die Aufnahmefläche 6 fließt und dort das Aufzeichnungsbild 22 bildet. Da die Strömungsrate des mit dem Pfeil A gezeigten Toners in den Aufzeichnungsbereich nicht der zeitlichen Bildtonermenge 22 entspricht, die zum Aufbau des Aufzeich nungsbildes erforderlich ist (d. h. A≠C), bleibt die Toner menge in den in elektrischer Berührung mit der Elektrode 1 stehenden und den Raum zwischen dieser und der Aufnahme fläche 6 überbrückenden kettenartigen Ansammlungen 8 während des Ablaufs des Aufzeichnungsvorgangs nicht konstant. Diese Schwankungen der Menge der Toneraggregate 8 bewirkt Schwankungen der elektronischen Kontaktfläche der Toner aggregate auf der Elektrode 1 und in der Größe der Kontakt fläche zwischen der Aufnahmefläche 6 und den Toneraggregaten 8 sowie Schwankungen der vom Toner hergestellten elektronischen Pfade. In Ausführungsformen mit einer Vielzahl von Stift elektroden 1 ändern sich auch die elektrischen Leitungspfade zwischen nebeneinanderliegenden Stiften durch die Toner aggregate 8 im Aufzeichnungsspalt mit der Tonermenge in den den Spalt überbrückenden Toneraggregaten. Die Menge und räumliche Anordnung der Tonerteilchen auf der Aufnahmefläche 6 beim Anliegen eines gegebenen elektrischen Aufzeichnungs potentials und folglich die Gleichmäßigkeit bzw. Reproduzier barkeit des Aufzeichnungsbildes für das gegebene elektrische Aufzeichnungspotential ändern sich also mit Ungleichmäßig keiten der mit den Pfeilen A und C gezeigten Tonerströme. U. a. aus diesen Gründen ist ersichtlich, daß die Erzeugung von Aufzeichnungsbildern mit gegebenen elektrischen Auf zeichnungspotentialen bei hoher Bildgüte möglich ist, wenn eine konstante Tonermenge im Aufzeichnungsbereich aufrecht erhalten wird, um für einen elektronischen Kontakt zwischen der Elektrode 1 und der Oberfläche 6 des Aufzeichnungs elementes 5 während des Aufzeichnungsvorgangs zu sorgen, d. h. die Tonermenge im Aufzeichnungsbereich im Gleich gewicht hält.

Die bereits erwähnte Tonerabführkraft dient dazu, eine konstante Tonermenge im Aufzeichnungsbereich aufrechtzu erhalten, indem sie Toner aus dem Aufzeichnungsbereich entfernt, der sich dort über diese konstante Menge hinaus infolge von Änderung der Strömung A in den Aufzeichnungs bereich hinein und Änderungen der Strömung C aus dem Auf zeichnungsbereich hinaus in Form der Tonerbilder ansammelt. Die Bewegung des Toners unter der Einwirkung der Toner abführkraft ist in Fig. 1 mit dem Pfeil B dargestellt, wobei der Ursprung der Tonerabführkraft bei 15 und der abgeführte Toner bei 50 gezeigt sind. Die Tonerabführein richtung 15 kann auf einer oder auch beiden Seiten der Elektrode 1 angeordnet werden.

Die Zufuhr des Toners in den Aufzeichnungsbereich, die Wirkung der magnetischen Kraft an der Spitze 2 der Elektrode 1, die Ablagerung des Toners unter der Wirkung des angelegten elektrischen Aufzeichnungspotentials sowie die auf die im Aufzeichnungsbereich auf die Toneraggregate 8 wirkende Tonerabführkraft ergeben im stetigen Zustand ein Gleichgewicht der Tonerströmung, die sich symbolisch zu A = B+C ausdrücken läßt, so daß eine ausreichende und konstante Menge der kettenartigen Aggregate 8 in elek tronischem Kontakt mit der Elektrode 1 unabhängig von der Strömung C bleibt. Dieser stetige Zustand wird fast sofort erreicht, wenn Toner mit der Strömung A in den Aufzeichnungs bereich einströmt, und bleibt während des Aufzeichnungs vorgangs erhalten, sofern die Bildungsrate des Aufzeichnungs bildes und dessen Herausnahme aus dem Aufzeichnungsbereich als Tonerströmung C geringer oder gleich der Tonerströmung A in den Aufzeichnungsbereich hinein ist, d. h. CA. Die Differenz zwischen den Tonerströmen A und C ist der Überschuß der Tonermenge im Aufzeichnungsbereich über die konstante Menge hinaus, die im Aufzeichnungsbereich aufrechterhalten werden soll, und wird aus dem Aufzeichnungsbereich und aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner im Aufzeichnungs bereich durch die Tonerabführkraft herausgeführt, wie der Tonerstrom B zeigt, d. h. B = A-C. Auf diese Weise wird eine Steuerung des in den Aufzeichnungsbereich gebrachten Toners während des gesamten Ablaufs des Aufzeichnungsvor gangs erhalten. Es ist lediglich erforderlich, daß eine ausreichende Tonermenge (vgl. den Pfeil A) die Elektrode 1 erreicht, damit Toner kontinuierlich abgelagert werden kann, sofern ein elektrisches Aufzeichnungspotential anliegt.

Die Tonerabführkraft kann mit einem magnetischen Feld erzeugt werden, wenn ein magnetisch anziehbarer Toner eingesetzt wird; dieses Magnetfeld kann einer ortsfesten Magnetfeld quelle 9, einer separaten Magnetfeldquelle, wie mit der Tonerabführeinrichtung 15 angedeutet, oder einer Kombination aus Magnetfeldquellen entstammen. Anstelle einer Magnet feldquelle zur Erzeugung der Tonerabführkraft kann eine Unterdruckquelle verwendet werden, die an eine nahe dem Aufzeichnungsbereich mündenden Kanal angeschlossen ist. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß sich die Tonerabführkraft, die zum Aufrechterhalten einer im stetigen Zustand ausreichenden Tonermenge im Aufzeichnungsbereich dient, über einen breiten Bereich variieren läßt, ohne die Qualität des im Aufzeichnungsbereich bei angelegten elek trischen Potentialsignalen erzeugten Tonerbildes wesentlich zu beeinflussen. Vermutlich ist diese starke Schwankung der nutzbaren Tonerabführkraft möglich infolge der starken Konzentration des Magnetfeldes an der Spitze 2 der Elektrode 1, die das Vorliegen einer ausreichenden Tonermenge im Auf zeichnungsbereich zur einwandfreien Ablagerung des Toners auf der Oberfläche 6 gewährleistet, wobei die Tonerabführ kraft jedoch nur überschüssige Toneransammlungen aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner im Aufzeichnungs bereich löst.

Wo die Magnetfeldquelle 9 auch dazu dient, die gewünschte Tonerabführkraft zu erzeugen, zieht das Magnetfeld, das nun nicht über die Elektrode 1 in den Aufzeichnungsbereichen eintritt, den Tonerüberschuß zur Magnetfeldquelle 9 hin. Das an den Kanten und Ecken der Anordnung vorliegende Feld kann dazu ausgenutzt werden, um Tonerüberschuß zur Magnetfeld quelle 9 hin und aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner im Aufzeichnungsbereich zu bringen. Typische Konfigurationen und Anordnungen der Magnetfeldquelle 9 und der Tonerabführ einrichtung 15 werden im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsformen erläutert.

Eine geeignete Tonerabführeinrichtung 15 kann eine Toner abführkraft aufbringen, die nichtmagnetisch ist - beispiels weise eine Luftströmung, die mit einer Unterdruckquelle erzeugt wird, die an der Elektrode 1 im Aufzeichnungsbereich liegt. Weiterhin kann die Tonerabführeinrichtung 15 durch mehrere Abführkräfte dargestellt sein, die gemeinsam wirken.

Nunmehr sollen Einzelheiten bezüglich der Eigenschaften geeigneter Materialien und Strukturen für das Aufnahme- Aufzeichnungselement 5 den Toner und die Stiftelektroden 1 betrachtet werden, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind.

Die elektronischen Eigenschaften des Aufnahmeelements 5 beeinflussen das Verfahren und die Funktionsweise der Vor richtung zu seiner Durchführung, wobei die Einschränkungen, denen diese Eigenschaften unterliegen, von der jeweiligen Ausführungsform der Vorrichtung abhängen. Das Produkt des spezifischen Widerstands und der Permittivität (d. h. die dielektrische Relaxationszeit) des Aufnahmeelements 5 sollte hoch genug sein, daß Ladung von dem auf dem Aufnahme element 5 abgelagerten geladenen Toner abfließt und die elektrische Kraft zwischen dem Toner und dem Aufnahmeelement 5 unter denjenigen Wert abfällt, der erforderlich ist, um die auf den im Aufzeichnungsbereich befindlichen Toner wirkende Magnetkraft zu überwinden. Die zulässige dielek trische Relaxationszeit des Aufnahmeelements 5 hängt im Einzelfall von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit ab und sollte mindestens 10^-6 s sein. Das Aufnahmeelement 5 sollte dick genug sein, daß es dem während des Vorgangs auftreten den elektrischen Potential widerstehen kann; eine Dicke von mindestens 10^-5 mm ist im allgemeinen akzeptabel. Die maximale Dicke des Aufzeichnungselements 5 wird von der im Aufzeichnungsvorgang auftretenden maximalen Spannung und von der für das Tonerbildmuster maximal gewünschten Auf lösung bestimmt. Im allgemeinen können dickere Materialien höhere Spannungen und/oder niedrigere spezifische Widerstände fordern. Alternativ kann die erforderliche effektive dielek trische Relaxationszeit aus der elektronischen Kontakt barriere an der Grenzfläche zwischen einem geladenen Tonerteilchen und der Oberfläche 6 des Aufnahmeelements 5 bestimmt werden. In diesem Fall wird der Ladungsaustausch zwischen den Tonerteilchen und dem Aufnahmeelement 5 voll ständig oder teilweise von dieser Kontaktbarriere gesteuert, so daß ein Aufnahmeelement 5 eingesetzt werden kann, das elektronische Eigenschaften ähnlich denen hat, die unten für die Aufzeichnungselektrode 1 beschrieben werden sollen.

Das Aufnahme-Aufzeichnungselement 5 kann aus einer breiten Vielfalt von Materialien hergestellt sein - einschließlich dielektrisch beschichtetem Papier, Polymerisatfolien und insbesondere Polyesterfolien, Glas, organischen Epoxybe schichtungen oder dielektrischen Belägen, wie aus Aluminium oxid, Tanataloxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Zinkoxid und dergleichen. Weiterhin kann das Aufnahmeelement 5 aus einem photoleitfähigen Material allein oder in einem isolie renden Bindemittel aufgebaut sein - beispielsweise Arsen selenid, Titandioxid, Selen, Cadmiumsulfid und organischen Photoleitern wie Poly-N-vinylcarbazol, und zwar allein, sensibilisiert oder in Kombination mit Trinitrofluorenon. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß das Aufnahmeelement 5 ein irgendwie geartetes latentes oder anderes Informations muster trägt und daß in diesem Sinn das Aufnahmelement 5 als elektrisch passiv betrachtet wird. Typische Informations muster, die auf einem Aufnahmeelement 5 auftreten können, sind das elektrostatische Ladungsmuster gemäß der US-PS 31 21 006 und ein Leitfähigkeitsmuster gemäß der US-PS 35 63 734. Bei diesen möglichen Mustern handelt es sich jedoch nicht um das Informationsbild, das mit dem Verfahren hergestellt werden soll.

Der verwendete elektronisch leitfähige Toner muß leitfähig genug sein, daß Strom über den im Aufzeichnungsspalt vor handenen Strom fließen und somit eine wesentliche elek trische Ladung und folglich ein wesentliches elektrisches Potential sich auf dem Toner am Aufnahmeelement 5 aufbauen kann, wenn ein elektrisches Aufzeichnungspotential an die Elektrode 1 gelegt wird und auf den Toner eine elektrische Kraft wirkt, die vorzugsweise um den Faktor zwei oder mehr jede Kraft übersteigt, die der Ablagerung des Toners auf dem Aufnahmeelement 5 entgegenwirkt. Dieser Stromfluß hängt nicht nur vom Widerstand des Toners, sondern auch von anderen Impedanzen ab, die in der Schaltung vorliegen können, so daß die obere Grenze des spezifischen Widerstands des Toners von der jeweiligen Ausführungsform der Vorrichtung abhängt. Der Widerstand des Tonerpfades ist insgesamt der bestimmende Faktor, so daß auch die Dicke, Länge und der Dichtezustand des Tonerpfades berücksichtigt werden müssen. Der Toner muß einen derart ausreichenden spezifischen Widerstand haben, daß gemeinsam mit dem spezifischen Widerstand des Aufnahme elements 5 die erforderliche krafterzeugende Ladung auf den die Oberfläche 6 des Aufnahmeelementes 5 berührenden Tonerteilchen nicht in das Aufnahmeelement 5 abfließt, während die elektrische Kraft zur Ablagerung des Toners sich aufbaut. Da der Widerstand des Aufnahmeelements 5 im allgemeinen hoch ist im Vergleich mit dem Widerstand des vom Toner gebildeten Stromflußwegs, ist das Aufnahmeelement 5 bei diesem Ladungsaustausch der begrenzende Faktor und der Toner kann einen sehr geringen spezifischen Widerstand haben, wenn er mit einem Aufnahmeelement 5 mit verhältnismäßig hohem spezifischen Widerstand zusammen eingesetzt wird.

Ein bevorzugter leitfähiger und magnetisch anziehbarer Toner geht aus der US-PS 36 39 245 hervor. Derartige Toner sind wärmeschmelzbar, haben, allgemein kugelige Teilchen mit einem verhältnismäßig isolierenden Kern und einer elektronisch verhältnismäßig leitfähigen Mantelfläche und sind magnetisch anziehbar. Der elektronische spezifische Widerstand des Toners sollte geringer als etwa 10¹⁰ Ohm · cm und vorzugsweise geringer als 10⁸ Ohm · cm, gemessen in einem elektrischen Feld von 100 V/cm, sein. Die Hauptabmessung der Tonerteilchen kann im Bereich von weniger als einem Mikrometer bis etwa 300 µm, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30 µm liegen. Kugel förmige Teilchen sind bevorzugt. Toner mit ähnlichen Eigen schaften, die druckfixierbar sind, wie sie aus den US-PS 39 25 219 und 39 65 022 hervorgehen, sind ebenfalls geeignet. Diese Toner sind nur Beispiele für zahlreiche geeignete Toner.

Die Stift-Aufzeichnungselektrode 1 und die Aufzeichnungs elektrode 4 der Vorrichtung setzen sich jeweils aus mindestens einem Teil zusammen, der elektronisch leitfähig ist. Die elektronisch leitfähigen Teile der Elektroden sollten eine Zeitkonstante (spezifischer Widerstand multipliziert mit der absoluten Dielektrizitätskonstanten) haben, die wesent lich geringer als die Zeitkonstante des Aufnahme-Aufzeich nungselements 5 und der kettenartigen Toneraggregate im Aufzeichnungsbereich ist. Die geeignete Zeitkonstante für diese leitfähigen Teile hängt von der jeweiligen Ausführungs form der Vorrichtung ab und beträgt im allgemeinen weniger als 10^-3 s, vorzugsweise weniger als 10^-6 s. Der spezifische Widerstand dieser leitfähigen Teile sollte geringer als etwa 10¹⁰ Ohm · cm, vorzugsweise weniger als etwa 10⁷ Ohm · cm sein.

Die Stift-Aufzeichnungselektrode 1 kann in verschiedenen Gestalten und Formen vorgesehen sein. In den meisten Aus führungsformen handelt es sich um eine lineare Gruppenan ordnung von Elektroden, die einen Stiftkopf bildet, in dem jede Stiftelektrode einzeln unmittelbar oder über eine Impedanz an ein schaltergesteuertes elektrisches Auf zeichnungspotential gelegt ist, wie in Fig. 1 schemati siert gezeigt. Die Stiftelektroden sind allgemein recht winklig zur Richtung der Relativbewegung zwischen der Stiftelektrode 1 und dem Aufnahme-Aufzeichnungselement 5 angeordnet. Die Anzahl der Stiftelektroden pro Längeneinheit in dieser Richtung bestimmt mindestens teilweise die Auf lösung des Tonerbildes in dieser Richtung. Für die meisten Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung läßt die Bildauflösung sich darstellen mit der Anzahl der Stiftelektroden pro Zentimeter oder alternativ als Anzahl der Linienpaare pro Millimeter, wobei letztere typischerweise der halben Anzahl der Stiftelek troden pro Millimeter entspricht. Die Anzahl der Stift elektroden pro Längeneinheit variiert mit dem Aufbau der Stiftelektrode und hängt von der gewünschten Auflösung ab. Die Anzahl pro Längeneinheit kann auch in Längsrichtung der Stiftelektrodengruppe unterschiedlich sein. Stiftanordnungen von einer bis 200 Stiftelektroden pro Zentimeter sind ein gesetzt worden. Die im Aufzeichnungsbereich befindlichen Spitzen der Stiftelektroden können gleich oder unterschied lich ausgestaltet bzw. geformt sein; dieser Punkt hängt mindestens teilweise von dem herzustellenden Bildmuster ab.

Zur Herstellung der Stiftelektrodengruppen läßt sich eine Vielfalt von Werkstoffen und Aufbauarten verwenden - bei spielsweise Eisendraht, Nickeldraht, in Metallfolien ein geätzte dünne Linie, elektrisch ausgebildete Nickellinien, galvanisierte, ausgeätzte Leitungswege, Laminate aus Metall und Isolierstoff usw. Werden magnetische Kräfte eingesetzt, wird mit magnetisch permeablen Werkstoffen für die Elektrode 1 ein besserer Durchgang der Magnetlinien vom das Magnetfeld erzeugenden Element 9 zum Aufzeichnungsbereich zwischen der Spitze der Elektrode 1 und der Oberfläche 6 des Aufnahme elements 5 erhalten. Ist die Stiftelektrode 1 aus mag netisch nichtpermeablem Werkstoff hergestellt, kann sie nahe einem körperlich getrennten permeablen Material so angeordnet werden, daß sich das erwähnte Magnetfeld im Aufzeichnungsbereich ergibt. Indem die Gestalt und Lage der Magnetfeldquelle 9 sorgfältig ausgewählt wird, kann das erforderliche Magnetfeld im Aufzeichnungsbereich auf gebaut werden, ohne zur Unterstützung separates permeables Material verwenden zu müssen.

Wird eine Stiftelektrodenanordnung verwendet, so wird typischerweise die Anordnung fest mit einem starren Substrat verbunden, so daß ein Aufzeichnungskopf entsteht, der sich leicht handhaben läßt und dauerhaft ist. Die je weilige Gestalt dieses Aufzeichnungskopfes ist nicht kritisch.

Aus Fig. 2 geht eine Ausführungsform des elektrographischen Aufzeichnungsverfahrens und der Vorrichtung zu dessen Durch führung mit einem Aufnahme-Aufzeichnungselement 5 hervor, das als Belag aus einem dielektrischen Material auf der Außenfläche einer elektronisch leitfähigen Trommel 4 vor liegt, die in Fig. 2 im Uhrzeigersinn um ihre Achse drehbar gelagert ist; den Antrieb besorgt ein nicht gezeigter Elektromotor. Die Anordnung der Fig. 2 ist verwendbar mit einem magnetisch anziehbaren und elektronisch leit fähigen Toner.

Die Stiftelektrode 1 nach Fig. 2 ist eine einer Gruppe aus beabstandeten parallelen Elektroden, die ausführlicher die Fig. 3 zeigt, in der die Elektroden 1 in ein Epoxyharz eingegossen und zwischen zwei Elementen 27, 28 aus elektrisch isolierendem Werkstoff eingeklebt sind. Die Elektroden 1 sind aus magnetisch permeablem Material hergestellt. Die Stiftgruppe liegt allgemein rechtwinklig zu und verhältnis mäßig gering beabstandet von der Aufzeichnungsfläche 6 der Fig. 2, wobei die Spitzen 2 der Stiftelektroden parallel zur Aufzeichnungsfläche 6 liegen. Der Aufzeichnungsspalt d. h. der kürzeste Abstand zwischen den Stiftelektroden spitzen 2 und der Aufzeichnungsfläche 6 sollte minimal gleich dem Durchmesser des größten Tonerteilchens des einzusetzenden Toners sein. Praktisch sollte der Spalt vorzugsweise groß genug sein, daß eine Vielzahl von Tonerteilchen, die mindestens ein langgestrecktes kettenartiges Toneraggregat bilden, im Spalt unterkommen können, so daß ein geeigneter elektronisch leitfähiger Pfad zwischen den Spitzen 2 und der Oberfläche 6 gewährleistet ist. Ein geeigneter Abstands bereich für den Spalt reicht von 5 bis 5000 µm, vorzugsweise von 50-700 µm. Je geringer in einem gegebenen Fall der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Stiftelektroden, um die erreichbare Bildauflösung zu verbessern, desto kleiner sollten im allgemeinen die Tonerteilchen und desto schmaler der Aufzeichnungsspalt sein.

Eine ortsfeste Magnetfeldquelle 9 in der Form von zwei Elektromagneten oder Permanentmagneten, die starr an und auf gegenüberliegenden Seiten des Aufzeichnungskopfes angeordnet sind, erzeugt die gewünschte hohe magnetische Kraft an der offenliegenden Spitze 2 jeder der Stiftelektroden. In dieser Ausführungsform erzeugen die Elektro- bzw. Permanentmagneten als Magnetfeldquelle 9 auch die Tonerabführkraft in Form einer schwächeren magnetischen Kraft am Aufzeichnungsbereich, die überschüssigen angesammelten Toner aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner im Aufzeichnungsbereich entfernt und damit die erforderliche Gleichgewichtsmenge des Toners im Aufzeichnungsbereich aufrechterhält, während frischer Toner in den Aufzeichnungsbereich regelmäßig bzw. gleichmäßig eingeführt wird. Der von der Magnetfeldquelle 9 gesammelte Tonerüberschuß kann mit einem an der Quelle 9 vorgesehenen Saugsystem abgeführt werden. Zwei Leitungen 16 (vgl. Fig. 2), die an eine Unterdruckquelle (nicht gezeigt) angeschlossen sind, können so angeordnet werden, daß sie in geringem Abstand von den die Magnetfeldquelle 9 darstellenden zwei Magneten münden, um den Tonerüberschuß sofort aufzunehmen, während er sich ansammelt. In der bevorzugten Ausführungs form dient also die Magnetfeldquelle 9 auch als Tonerabführ einrichtung 15.

Wie bereits erwähnt, lassen sich für die Elektrode 1 magnetisch permeable Werkstoffe einsetzen. Indem das für die Elektrode 1 eingesetzte Material permanent magnetisiert wird, braucht kein separates, ein Magnetfeld erzeugendes Element 9 verwendet zu werden. In diesem Fall kann der Unterdruck an den Leitungen 16 sowie die Lage deren Mündungen so eingestellt werden, daß sie die Tonerabführeinrichtung bilden.

Die Tonerzufuhreinrichtung 10, die der Aufzeichnungsfläche 6 eine gleichmäßige bzw. regelmäßige Schicht aus trockenem magnetisch anziehbaren und elektronisch leitfähigem Toner 8 zuführt, weist ein Tonerauftragselement in Form einer magnetischen Walze auf, bei der ein elektronisch leitfähiger Mantel 17 innen mit einer oder mehreren ortsfesten Magneten 18 versehen ist. Der Mantel 17 wird im Uhrzeigersinn schnell genug gedreht, um Toner zuzuführen, während der Toner 8 mit einer Rakel 19 aus einem Tonervorratstrichter 20 dosiert auf den Mantel gegeben wird. Der Mantel 17 ist elektrisch an eine Gleichspannungsquelle 21 angeschlossen, deren Ausgangsspannung hoch genug ist, daß der Toner elek trisch aufgeladen wird und auf der Aufzeichnungsfläche 6 haftet, die dann durch die Drehung der Trommel 4 im Uhr zeigersinn den Toner in den Aufzeichnungsbereich an den Spitzen 2 der Stiftelektroden trägt. Die Ladung auf dem Toner nimmt infolge gesteuerter Leckabströmung in das Auf nahmeelement 5 ab, während der Toner sich zum Aufzeichnungs bereich an der Elektrode 1 bewegt. Im Aufzeichnungsbereich wird im wesentlichen der gesamte Toner von der Aufzeichnungs fläche 6 hinweg durch die im Aufzeichnungsbereich vorliegende magnetische Kraft bewegt, wobei sich kettenartige Aggregate aus Toner bilden, die den Aufzeichnungsspalt überbrücken. Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 dargelegt worden ist, sind die Stiftelektroden wahlweise einzeln an Quellen elek trischer Aufzeichnungspotentiale anschaltbar, die Spannungs impulse geeigneter Amplitude und Dauer entsprechend einem gewünschten Tonerbild liefern können. Es wird Toner auf die Aufnahme-Aufzeichnungsfläche 6 bildmäßig gegenüber den Spitzen derjenigen Stiftelektroden abgelagert, an die ein elektrisches Aufzeichnungspotential bezüglich der Aufnahme elektrode 4 angelegt worden ist. Bildtoner wird am Aufnahmeelement 5 festgehalten durch elektrische Kräfte, die die oben erwähnten magnetischen Kräfte im Aufzeichnungs bereich übersteigen. In diesem Sinn ist dieser Toner wieder dem Aufnahmeelement 5 zugeordnet und bewegt sich aus dem Aufzeichnungsbereich infolge der weiteren Drehbewegung der Aufzeichnungstrommel, wie bei 22 angedeutet. Erhält eine Stiftelektrode kein elektrisches Aufzeichnungspotential, wird auch kein Toner in den dieser Elektrode gegenüberliegen den Bereich der Aufzeichnungsfläche abgelagert, d. h. der Toner haftet magnetisch weiter an dieser Elektrode. Toner ketten an inaktiven Stiftelektroden erfordern keine weitere Tonerzufuhr; der dennoch zufließende Toner schafft einen Tonerüberschuß, der aus dem Aufzeichnungsbereich und aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner im Spalt durch eine Tonerabführkraft gezogen wird, die in Fig. 2 durch die magnetische Anziehungskraft dargestellt ist, die die Magnetfeldquelle 9 erzeugt. Auf diese Weise wird ein Toner aufzeichnungsbild ausgebildet, wenn ein elektrisches Auf zeichnungspotential anliegt, während überschüssiger Toner, d. h. Toner, der nicht zum Ausbilden des Aufzeichnungsbildes oder zum Auffüllen der Tonerketten benötigt wird, aus dem Aufzeichnungsbereich herausgezogen wird, so daß eine kon stante Tonermenge im Aufzeichnungsbereich vorliegt. Dieser abgeführte Tonerüberschuß kann dann in den Trichter 20 für die Auftragswalze zurückgeführt und erneut verwendet werden. Beispielsweise kann der Tonerüberschuß von der Magnetfeld quelle 9 mit dem mit den beiden Saugleitungen 16 teilweise angedeuteten Absaugsystem entfernt werden.

Wahlweise kann eine zweite Tonerabführeinrichtung verwendet werden. Wie Fig. 2 zeigt, wird der auf der Aufzeichnungs fläche 6 im Aufzeichnungsbereich gehaltene Bildtoner durch die vorerwähnten elektrischen Kräfte auf der Aufzeichnungs fläche gehalten und dieser bei 22 gezeigte Bildtoner läuft dann mit der Aufzeichnungsfläche 6 aus dem Aufzeichnungs bereich hinaus. Eine verhältnismäßig sehr kleine Menge des nicht bildbildenden bzw. Hintergrundtoners kann auf der Aufzeichnungsfläche 6 nach dem Durchlauf durch den Auf zeichnungsbereich zurückbleiben. Dieser Hintergrundtoner wird während des Aufzeichnungsvorgangs nicht geladen und haftet folglich wesentlich schwächer auf der Aufzeichnungs fläche als der Bildtoner 22. Die zweite Tonerabführeinrichtung 23, die an der Aufzeichnungsfläche 6 in Bewegungsrichtung hinter dem Aufzeichnungsbereich liegt, liefert eine Kraft, mit der dieser nicht bildbildende bzw. Hintergrundtoner ent fernt werden kann; vgl. Fig. 2. Ein ortsfester Mantel 24 liegt dabei an der Aufzeichnungsfläche 6, wobei ein oder mehrere Magneten 25 drehbar im Mantel 24 angeordnet sind und ein Magnetfeld auf dessen Außenseite erzeugen. Eine nicht gezeigte geeignete Antriebseinrichtung zum Drehen der Magnete 25 und ein Behälter 26, der mit einer Kante nahe der Manteloberfläche angeordnet ist, sind ebenfalls vorge sehen. Der locker haftende Hintergrundtoner wird durch das Magnetfeld von der Oberfläche 6 abgezogen und infolge des drehenden Magneten 25 auf dem Mantel aus dem Bereich zwischen dem ortsfesten Mantel und der Aufzeichnungsfläche zum Be hälter 26 geführt. Die Kante des Behälters 26, die sich un mittelbar am Mantel befindet, hebt den Toner von diesem ab und führt ihn in den Behälter. Ist der Behälter 26 so ange ordnet, wie es Fig. 2 zeigt, werden die Magneten im Gegen uhrzeigersinn gedreht, damit der Toner infolge des magnetischen Effekts im Uhrzeigersinn um den Mantel 24 läuft.

Nachdem der Toner 22 gegebenenfalls an der wahlweise einge setzten zweiten Tonerabführeinrichtung 23 vorbeigelaufen ist, kann er auf dem Aufnahmeelement 5 direkt oder auf ein zweites Substrat fixiert oder noch weiter geführt werden. Alternativ kann der Toner 22 eine zeitweilige Bilddarstellung entweder auf dem Aufnahmeelement oder einem anderen Substrat bilden, die dann mit anderen Mitteln wie Kameras, magnetischen Ein richtungen, Photozellen, dem menschlichen Auge oder anderen Mitteln, die die An- oder Abwesenheit des Toners erfassen können, betrachtet bzw. festgehalten werden kann. Falls er wünscht, kann das Aufnahmeelement 5 erneut benutzt werden. In diesen Fällen wird das Tonerbild 22 vom Aufnahmeelement 5 mit einer Bürste oder mit einer magnetischen Einrichtung entfernt, die eine stärkere Kraft ausübt als die, die den Bildtoner 22 auf dem Aufnahmeelement 5 hält. Ist das Auf nahmeelement 5 fest mit einer Elektrode zu einer Einheit verbunden, kann das Löschen bzw. Entfernen des Toners mit derjenigen Einrichtung erfolgen, mit der die Gegenkraft gegen die anfängliche Ablagerung des Toners auf dem Element 5 erzeugt wurde, sofern die Tonerhaltekraft unter denjenigen Wert abgesunken ist, die diese Einrichtung ausübte - beispiels weise durch Ladungsabfluß in das Aufnahmeelement 5 oder auf andere Weise.

Das permanente Fixieren des Tonerbildes auf einem Substrat kann auf herkömmliche Weise erfolgen - beispielsweise mit Druck, Wärme oder Kombinationen von beiden sowie mit chemischen Bindemitteln oder durch Aufbringen einer Folie auf die das Tonerbild tragende Fläche. Das gewählte Fixier verfahren kann auch von den Eigenschaften des im Einzelfall verwendeten Toners abhängen.

Da eine konstante Tonermenge kontinuierlich im Aufzeichnungs bereich aufrecht und in elektronischem Kontakt mit den Stift- Aufzeichnungselektroden und der Oberfläche 6 des Aufnahme elements 5 gehalten wird, und da die einzelnen Stift elektroden mit beliebiger Geschwindigkeit und für die gewünschte Dauer angesteuert werden können, können mit dem Verfahren sehr hohe Geschwindigkeiten in der Größen ordnung von 200 cm/s und mehr erreicht werden. Das Ver fahren läßt sich weiterhin an das Aufzeichnen mit unter schiedlichen Geschwindigkeiten anpassen und erlaubt, bei den vorerwähnten hohen Geschwindigkeiten eine hohe Auflösung zu erreichen - beispielsweise entsprechend 10 Linienpaaren pro Millimeter oder besser.

Fig. 4 zeigt eine Modifikation der Vorrichtung nach Fig. 2, bei der zur Zufuhr einer gleichmäßigen bzw. regelmäßigen Tonermenge 8 in den Aufzeichnungsbereich eine andere Toner zufuhreinrichtung 10 eingesetzt ist. Nach Fig. 4 weist die Tonerzufuhreinrichtung 10 einen Vorratsbehälter 29 für Toner auf, der über dem Aufzeichnungsbereich liegt, wobei ein Toner aufnehmendes Element 30 winklig liegt und Toner aus dem Behälter 29 aufnehmen kann und diesem erlaubt, gleichmäßig auf der Oberfläche des Elements 30 entlang in den Aufzeichnungsbereich zwischen der Oberfläche 6 des Auf nahmeelements 5 und der Spitze 2 der Stift-Aufzeichnungs elektrode 1 zu fließen. In diesem Fall wird ein einzelner, in Bewegungsrichtung hinter der Elektrode liegender Magnet als Magnetfeldquelle 9 verwendet, die das erforderliche Magnetfeld im Aufzeichnungsbereich sowie das Magnetfeld zum Abziehen des Tonerüberschusses aus dem Aufzeichnungs bereich und aus dem elektronischen Kontakt mit dem Toner in diesem erzeugt.

Fig. 5 zeigt eine weitere Modifikation der Anordnung nach Fig. 2, bei der die Tonerzufuhrvorrichtung 10, die für eine gleichmäßige bzw. regelmäßige Tonerzufuhr 8 in den Auf zeichnungsbereich sorgt, anders ausgebildet ist. Wie in der Fig. 2 weist die Anordnung der Fig. 5 eine Tonerauftrags einrichtung in Form einer Magnetwalze mit einem drehenden, elektronisch leitfähigen Mantel 17 sowie einem oder mehreren ortsfesten Magneten 18 in dem Mantel sowie den Vorratsbe hälter 20 mit der Rakel 19 auf. In diesem Fall ist der Mantel 17 an Masse gelegt und in Bewegungsrichtung vor der Tonerauftragswalze befindet sich eine GS-Koronaquelle 36, die auf das Aufnahmeelement 5 eine elektrische Ladung auf bringt. Da dann auf dem Aufnahmeelement 5 eine Ladung vor liegt, wird der dem Aufnahmeelement 5 von der Auftragswalze während des Vorbeilaufs des Aufnahmeelements 5 an ihr zuge führte Toner 8 infolge der dem Toner 8 selbst eingeprägten Ladung angezogen, so daß sich aus dem Aufnahmeelement 5 bis zur Stiftelektrode 1 eine gleichmäßige Tonerschicht ausbildet.

Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation der Vorrichtung der Fig. 2 bezüglich der wahlweisen zweiten Tonerabführein richtung 23. In der Fig. 6 liegt die zweite Tonerabführ einrichtung 23 als Luftleitung 37 vor, die an eine Luft versorgung (nicht gezeigt) angeschlossen ist und einen stetigen Luftstrom auf die Oberfläche des Aufnahmeelements 5 richtet, der stark genug ist, um die Hintergrundtonerteilchen vom Aufnahmeelement 5 zu lösen. Eine in kurzer Entfernung vom Aufnahmeelement 5 liegende Magnetfeldquelle 35 dient dazu, den abgelösten Hintergrundtoner aufzufangen. Die Magnetfeldquelle 35 kann ein Permanentmagnet sein. Der auf gefangene Toner kann abgesaugt und dann der Tonerzufuhrvor richtung 10 erneut zugeführt werden.

Die in Verbindung mit der Anordnung der Fig. 2 beschriebene Stiftelektrode wurde als aus magnetisch permeablem Material bestehend bezeichnet. Die Elektrode 1 kann auch aus nicht permeablem Material bestehen, wobei ein permeables Material stück nahe der Elektrode angeordnet ist, wie die US-PS 38 79 737 lehrt. Ein dieser Konstruktion entsprechender Auf zeichnungskopf mit einer Drahtstiftanordnung ist in Fig. 7 gezeigt und kann anstelle der Stiftanordnung der Fig. 3 verwendet werden, wo die Elektroden aus magnetisch permeablem Material bestehen. Wie die Fig. 7 zeigt, weist die Draht stiftanordnung eine Vielzahl eng beabstandeter nichtpermeabler Elektroden 31 auf, die nach herkömmlichen Lichtätzverfahren ausgebildet wurden, um Teile der Kupferkaschierung von einem flexiblen Isolierstoffbogen zu entfernen. Nach dem Ausbilden der Elektroden 31 wird ein weiterer Isolierstoffbogen 33, auf den eine Schicht 34 aus magnetisch permeablem Material fest aufgetragen ist, mit einem isolierenden Kleber 44 als Schicht auf die Kupferelektroden 31 aufgebracht. Der isolie rende Kleber 44 füllt dabei den Raum zwischen den Elektroden 31 auf. Wird die Stiftanordnung der Fig. 7 mit der Anordnung der Fig. 2 verwendet, so wird der Bogen 34 aus magnetisch permeablem Material der Tonerzufuhrvorrichtung 10 zuge wandt angeordnet.

Fig. 8 zeigt einen weiteren Aufbau für eine Stiftanordnung, in der jeder Stift aus nichtpermeablem Material besteht. Wie im Fall des Aufbaus der Fig. 7 wird eine Vielzahl eng beabstandeter nichtpermeabler Elektroden 41 ausgebildet, indem Teile der Kupferfolie auf einem flexiblen Isolier stoffbogen 42 entfernt werden. Magnetisch permeables Material für jede Elektrode wird bereitgestellt, indem ein Belag 43 aus magnetisch permeablem Material - beispiels weise Eisen - auf die Elektroden 41 beispielsweise galvanisch aufgebracht wird. Der als Aufzeichnungskopf zu verwendende Teil der Gruppe kann dann, falls erwünscht, in ein geeignetes Epoxyharz eingegossen werden, um dem Aufzeichnungskopf die erforderliche Steife zu erteilen.

In den folgenden Beispielen sind die erwähnten Gleich spannungen - sofern nichts anderes angegeben ist - gegen Masse gemessen und können positiv oder negativ sein.

Beispiel 1

Ein Beispiel der Arbeitsbedingungen und der Leistung des Festmagnetverfahrens mit einer Anordnung der zur Fig. 2 beschriebenen Art ist wie folgt: Die elektronisch leitfähige Aufzeichnungstrommel 4 hatte einen Durchmesser von 250 mm und eine Breite von 250 mm. Wie in Fig. 2 gezeigt, war sie um ihre Achse im Uhrzeigersinn mit einer Oberflächengeschwin digkeit von etwa 400 mm/s drehbar gelagert. Die Trommel stellte die leitfähige Elektrode 4 dar. Das Aufnahmeelement 5 war dabei ein etwa 2 µm dicker Belag oder Film aus Titan epoxysilan der in der US-PS 40 42 749 beschriebenen Zusammen setzung, der auf die Trommel 4 aufgebracht war. Eine Toner auftragsstation 10 gemäß der US-PS 34 55 276 führte der Aufnahmefläche Toner zu. Der leitfähige Mantel 17 war an eine Spannungsquelle 21 angeschlossen, die eine Gleich spannung von etwa 15 V lieferte und wurde mit einer Ober flächengeschwindigkeit von etwa 100 mm/s um seine Achse gedreht. Vier ortsfeste Magnetabschnitte 18 aus in ein flexibles Polymerisat eingegossenem Bariumferritpulver erzeugten an der Außenfläche des Mantels 17 ein Magnetfeld von etwa 4·10^-2 T. Das Tonerpulver 8 nach der US-PS 36 39 245 hatte eine statische Leitfähigkeit von etwa 3·10^-4 (Ohm·cm)^-1 in einem angelegten Feld von etwa 100 V/cm und wurde auf den drehenden Mantel 17 bei etwa 1 mm Abstand der Rakel 19 dosiert aufgegeben. Der Mantel 17 lag etwa 1 mm vom Silanepoxy-Aufnahmeelement 5 entfernt. Bei am Mantel 17 anliegenden 15 V erhielt man auf der Auf zeichnungsfläche eine verhältnismäßig gleichmäßige Toner schicht. Die Anordnung der Stift-Aufzeichnungselektroden 1 bestand aus einer linearen Gruppierung von 3400 elektronisch leitfähigen Drahtstiften mit einem Durchmesser von etwa 30 µm bei einem Mittenabstand von etwa 65 µm. Die Draht stifte bestanden aus einer magnetisch permeablen Legierung (49% Fe, 49% Co, 2% V), während die Anordnung in ein Epoxyharz eingegossen und dann zur leichteren Handhabbarkeit und besseren Dauerhaftigkeit auf ein hartes elektrisch isolierendes Substrat wie beispielsweise aus einem Poly carbonatmaterial aufgeklebt wurde. Die Spitzen 2 der Stift elektroden lagen parallel ausgerichtet mit der Aufnahme fläche 6 in einem Abstand von etwa 150 µm zu dieser, wobei die Drahtachsen etwa rechtwinklig zur Aufnahmefläche 6 ver liefen. Ein Magnetfeld von etwa 1·10^-1 T wurde an den Stiftspitzen 2 mit zwei Permanentmagneten 9 aus gesintertem Strontiumferrit einer Länge von etwa 250 mm erzeugt, die parallel zur Aufzeichnungsfläche 6 und in einem Abstand von etwa 10 mm zu dieser verliefen. Die Stift-Elektrodendrähte 1 waren einzeln an eine nicht gezeigte Vielzahl von elek trischen Aufzeichnungspotentialquellen angeschlossen, die die Stiftelektrodendrähte etwa auf Massepotential hielten, aber einen Spannungsimpuls einer Amplitude von etwa 30 V gegen die auf Masse liegenden Trommeln und einer Dauer von etwa 150 µs anlegen konnte, wenn Toner auf das Aufnahmeelement aufgetragen werden sollte. Normalerweise kann die Polarität der Signalspannung beliebig sein. Der von den Permanentmagneten 9 abgezogene Tonerüberschuß wurde durch die Leitungen 16 abgesaugt und dem Vorratsbehälter 20 wieder zugeführt. Der auf der Aufnahmefläche 6 im Aufzeichnungs spalt abgelagerte Toner wurde wie oben erläutert auf dem Aufnahmeelement 5 mittels elektrischer Ladungen festge halten, und dieser Bildtoner 22 lief mit der Aufzeichnungs fläche 6 aus dem Aufzeichnungsspalt hinaus. Störender Hintergrundtoner auf der Aufzeichnungsfläche 6 wurde ent fernt, während die Aufnahmefläche 6 an der zweiten Toner abführeinrichtung 23 vorbeilief, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. Der ortsfeste, elektronisch leitfähige Mantel 24 war ein Rohr aus rostfreiem Stahl (Normart 304) und lag etwa 3 mm von der Aufnahmefläche 6 entfernt. Acht Abschnitte aus Permanentmagneten 25 in diesem Mantel waren aus gesintertem Strontiumferrit-Magnetmaterial hergestellt und erzeugten ein Magnetfeld von etwa 5·10^-2 T auf der Außenfläche des Mantels. Diese Magnetanordnung wurde mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 2000 mm/s gedreht.

Das Nachrichten- bzw. Zeichenmuster, das der Bildtoner 22 darstellte und das auf der Aufzeichnungsfläche haften blieb, nachdem dieser am zweiten Abführelement vorbeigelaufen war, wurde ausgebildet durch wahlweises Ansteuern einzelner Stift elektroden mit Spannungsimpulsen aus der elektronischen Informationsquelle. Im vorliegenden Beispiel erfolgte die Bildaufzeichnung mit etwa 165 Punkten/cm in der Bewegungs richtung der Trommel, während der Stiftabstand etwa 154 Punkte/cm parallel zur Aufnahmetrommelachse ergab. Damit ist ein qualitativ hochwertiger Druck von beispielsweise alphanumerischen Zeichen mit einer Auflösung von etwa 8 Zeilenpaaren pro Millimeter möglich. Das auf diese Weise ausgebildete Bild wurde durch geeignete Mittel von der Aufzeichnungsoberfläche 6 auf einfaches Schreibpapier über tragen und bildete dort einen dauerhaften Ausdruck der elektronischen Information. Auf diese Weise lassen sich qualitativ hochwertige Bilder erzielen.

Beispiel 2

Die Vorrichtung des Beispiels 1 wurde verwendet, wobei jedoch die Einrichtung 23 zum Entfernen von Hintergrundtoner weg gelassen wurde. Der Aufzeichnungsspalt wurde auf etwa 75 µm verringert und die das Magnetfeld erzeugenden Elemente 9 in eine Lage etwa 6 mm beabstandet von der Aufzeichnungsfläche 6 gebracht. In diesem Beispiel dienen die Magnetelemente 9 dazu, das die Magnetkraft erzeugende Magnetfeld an den Spitzen 2 der Stiftelektroden aufzubauen und den Tonerüberschuß aus dem Aufzeichnungsspalt sowie Hintergrundtoner von der Oberfläche 6 zu entfernen. Der geringere Abstand der Elektrodenspitzen 2 und der Magnet elemente 9 zur Aufzeichnungsfläche 6 war erforderlich, um ein einwandfreies Abführen des Hintergrundtoners von der Aufzeichnungsfläche zu gewährleisten.

Beispiel 3

Es wurde die Anordnung des Beispiels 1 verwendet; jedoch wurde das Aufnahmeelement 5 aus einem Titanepoxysilanbelag durch eine Polyesterfolie in einer Dicke von etwa 25 µm ersetzt, die einseitig mit Aluminium metallisiert war. Die Polyesterfolie wurde auf der Aufzeichnungstrommel auf geeignete Weise mechanisch festgespannt, wobei die aluminium beschichtete Seite elektrischen Kontakt zur leitfähigen Aufzeichnungstrommel 4 hatte. Eine Gleichspannung von 60 V (anstelle 15 V) wurde an den leitfähigen Mantel 17 gelegt, um Toner auf die Aufnahmefläche 6 aufzutragen; die an die Stiftelektroden 1 gelegten elektrischen Aufzeichnungsimpulse hatten eine Amplitude von 50 V anstelle 30 V.

Beispiel 4

Die Anordnung des Beispiels 4 wurde verwendet, wobei das Aufnahmeelement 5 aus einem Titanepoxysilanbelag durch ein dielektrisch beschichtetes Papier einer Dicke von etwa 75 µm ersetzt war. Dieses Papier wurde auf geeignete mechanische Weise auf die Aufzeichnungstrommel aufgespannt, wobei die dielektrisch beschichtete Seite als Aufnahmeelement nach außen gewandt war. Die unbeschichtete Seite des Papiers wurde mit der mechanischen Befestigungseinrichtung in elektronischen Kontakt mit der Aufzeichnungstrommel 4 ge halten.

Beispiel 5

Die Anordnung des Beispiels 1 wurde verwendet, wobei jedoch die Permanentmagnetelemente 9 durch einen Elektromagneten ersetzt wurden, dessen Spule auf die Stiftanordnung aufge wickelt worden war, so daß ein Elektromagnet entstand, dessen Achse parallel zu den Achsen der Stifte der Elektrode 1 ver lief. Die Spule bestand dabei aus 900 Windungen Magnetdraht eines Durchmessers von 1,3 mm; ein Gleichstrom von etwa 7 A durch die Spule ergab ein Feld von etwa 10^-1 T an den Stift spitzen 2. Die dem Aufnahmeelement 5 zugewandte Spulenstirn fläche lag in einem Abstand von etwa 10 mm von der Aufzeich nungsfläche 6. Tonerüberschuß wurde aus dem Aufzeichnungsbe reich zur Innenkante der Spule gezogen.

Beispiel 6

Es wurde die Anordnung des Beispiels 1 verwendet, wobei jedoch die Drahtstift-Elektrodenanordnung durch eine Stift anordnung entsprechend der Fig. 8 ersetzt wurde. Die licht geätzte Anordnung aus Kupferstiften 41 einer Dicke von etwa 10 µm und einer Breite von etwa 20 µm bei einem Mittenabstand von etwa 65 µm war in einer Dicke von etwa 10 µm mit Eisen 43 beschichtet. Diese Anordnung war in ein Epoxyharz (wie im Beispiel 1) eingegossen, um einen Aufzeichnungskopf auszubilden.

Beispiel 7

Die Anordnung des Beispiels 1 wurde verwendet, wobei jedoch die Tonerzufuhreinrichtung 10 der Fig. 2 durch die in Fig. 4 gezeigte Schüttanordnung mit einem einzelnen Permanentmagne ten 9 an der Elektrode 1 Verwendung fand.

Beispiel 8

Die Anordnung des Beispiels 1 wurde verwendet, aber mit der Abänderung der Anordnung nach Fig. 2 entsprechend der Fig. 5. Wie in der Fig. 5 war der Mantel 17 der Tonerzufuhr einrichtung 10 auf Nullpotential gelegt und durch das Auf nahmeelement (Titanepoxysilan) mit einer Gleichspannungs koronaquelle 36 auf etwa 50 V geladen. Die Koronaquelle war dabei ein etwa 35 µm starker vergoldeter Wolframdraht sowie eine geerdete Abschirmung in herkömmlichem Aufbau. Der Draht wurde auf einem Potential von etwa 5 kV gehalten und der Gesamtladestrom betrug etwa 30 µA. Diese Korona quelle wurde etwa 10 mm von der Aufzeichnungsfläche und 50 mm von der Auftragswalze entfernt angeordnet.

Beispiel 9

Die Anordnung des Beispiels 1 wurde verwendet, wobei jedoch die zweite Tonerabführeinrichtung der Fig. 2 ersetzt wurde durch die zweite Tonerabführeinrichtung 23 der Fig. 6. Die Leitung 37 richtete Luft aus einer nicht gezeigten Quelle auf die Aufzeichnungsfläche mit etwa 0,5 l/s. Die Magnet feldquelle 35 war ein Permanentmagnet, der etwa 10 mm von der Aufzeichnungsfläche 6 und in Richtung der Luftströmung lag. Ein Absaugsystem diente dazu, dieses magnetische Element sauber zu halten; der aufgesammelte Toner wurde zur erneuten Verwendung der Auftragswalze zugeführt.

Beispiel 10

Es wurde die Anordnung nach Beispiel 1 verwendet, wobei jedoch die Spannungsquelle 21 an den leitfähigen Mantel 17 der Walze keine Gleichspannung, sondern etwa 20 V Wechsel spannung einer Frequenz von etwa 200 Hz legte. Auf das Auf nahmeelement 5 wurde vom Mantel 17 der Tonerzufuhreinrichtung 10 her Streifen abwechselnd positiver und negativer geladenen Toners aufgebracht. Der Ladungsabfluß von aufgetragenem Toner während des Umlaufs von der Auftragswalze bis zum Auf zeichnungsbereich erfolgte seitlich auf der Oberfläche des Aufzeichnungselements zwischen abwechselnd geladenen Streifen zusätzlich zum oben bereits erwähnten Abfluß durch das Aufnahmeelement 5 hindurch zur leitfähigen Aufzeichnungs trommel 4 in Fig. 2. Obgleich der Toner den Elektroden spitzen 2 nicht kontinuierlich zugeführt wurde, erfolgte die Zufuhr so regelmäßig, daß die Stiftspitzen eine aus reichende Tonermenge erhielten, so daß die Zufuhr gemittelt werden konnte über die Streifendurchlaufhäufigkeit von etwa 5 Streifen/cm.

Beispiel 11

Die Vorrichtung des Beispiels 1 wurde eingesetzt, aber der Aufzeichnungskopf mit einer Gruppierung von Drahtstiften er setzt durch eine Anordnung nichtpermeabler Stifte der zur Fig. 7 beschriebenen Art. Die Anordnung aus nichtpermeablen Stiften wurde aus flexiblem Grundmaterial für gedruckte Schaltungen hergestellt, d. h. aus etwa 8 µm dicker Kupfer folie, mit der eine etwa 75 µm dicke Polyimidfolie kaschiert war. Die geätzte Anordnung aus Kupferstiften bestand aus parallelen Kupferelektroden 31 einer Breite von etwa 150 µm und einem Abstand von etwa 150 µm. Eine 150 µm dicke Folie 32 dieses Polyimidmaterials wurde auf die Kupfer elektroden 31 und dann eine 80 µm dicke Folie aus magnetisch permeablem Eisen 34 auf diese Schicht aufgelegt, so daß sie die in Fig. 7 dargestellte Schichtanordnung ergab. Die permeable Eisenfolie mit den beiden Permanentmagneten 9 stellte dabei die magnetisch wirkende Einrichtung dar, die die zuströmenden Tonerteilchen von der Aufzeichnungsfläche abzieht und für die Zufuhr des Toners in elektronischen Kontakt mit den elektronisch angesteuerten Kupferstiften der Elektrodenanordnung sorgt.

Beispiel 12

Die Vorrichtung des Beispiels 1 wurde verwendet, aber der Aufzeichnungskopf mit Drahtstiften und die Magnetfeldquelle 9 der Fig. 2 waren durch einen Aufzeichnungskopf mit Draht stiften, in dem die Stiftdrähte permeable und permanent in einem Feld von etwa 2 T magnetisiert waren, wobei die Mag neten 9 entfielen. Die Remanenz der Drahtstifte war höher als 1 T, um das erforderliche Magnetfeld an den Stiftspitzen zu erzeugen. Zum Drucken nicht erforderlicher überschüssiger Toner wurde mit einer Saugleitung abgeführt, wie sie in Fig. 2 für die Magneten 9 verwendet wurde und entlang des Stiftkopfes verlief.

Beispiel 13

Es wurde die Anordnung des Beispiels 1 verwendet, wobei jedoch das aus einem Titanepoxysilanbelag bestehende Aufnahmeelement 5 ersetzt wurde durch eine etwa 200 µm dicke Aluminiumplatte, die auf einer Seite säureeloxiert worden war, um ein geeig netes Aufnahmeelement 5 herzustellen. Die Aluminiumplatte wurde dazu in einer 10%igen Lösung von Ammoniumtartrat bei Raumtemperatur und einer Spannung von etwa 150 V etwa 40 Sekunden lang eloxiert, so daß sich eine Oxidschicht von etwa 0,1 µm Dicke ergab. Die Aluminiumplatte wurde auf die Aufzeichnungstrommel mit geeigneten mechanischen Mitteln auf gespannt und nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ein Tonerbild auf die Oxidoberfläche aufgebracht. Nach dem Abbilden wurde die eloxierte Aluminiumplatte von der Trommel abgenommen und so stark erwärmt, daß das Tonerbild ein schmolz. Die resultierende Platte ließ sich dann als Druck platte für eine herkömmliche Offsetpresse verwenden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Tonerbildes auf der Oberfläche eines dielektrischen Aufzeichnungselementes unter Verwendung eines magnetisch anziehbaren und elektrisch leitfähigen Toners, in dem mindestens eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode einander beabstandet gegenüber angeordnet und dazwischen und relativ zu diesen das Aufzeichnungselement bewegt und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode gehalten wird und wobei der Toner gleichmäßig in den Bereich zwischen der ersten Elektrode und dem Aufzeichnungselement eingebracht wird, ein Magnetfeld auf den in dem Bereich befindlichen Toner einwirkt und beim Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen den gegenüberliegenden Elektroden der Toner derart aufgeladen wird, daß er auf dem Aufzeichnungselement verbleibt, während der nicht aufgeladene Toner vom Magnetfeld angezogen und aus diesem Bereich entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld ein konstantes Feld eines ortsfesten Magneten ist, und daß der an der Quelle des Magnetfeldes sich ansammelnde Toner mittels Unterdruck abgesaugt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungselement (3) mit einer Vorladung versehen wird und der Toner (8), auf dem Aufzeichnungselement (3) liegend, in den Bereich zwischen den Elektroden (1, 4) herangeführt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner (8) entlang eines gesonderten Elementes in den Bereich zwischen den Elektroden (1, 4) herangeführt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, entfernt vom Aufzeichnungsbereich, der nicht zur Herstellung des Tonerbildes vorgesehene ungeladene Toner (8) durch ein Magnetfeld entfernt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (1) ein permanent magnetisierbares Material aufweist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens auf einer Seite der ersten Elektrode (1) eine Magnetfeldquelle (9) derart angeordnet ist, daß ihr einer Pol näher an der ersten Elektrode (1) liegt, als ihr anderer Pol, und daß die erste Elektrode (1) entweder ein magnetisch permeables Material aufweist oder ein magnetisch nichtpermeables Material aufweist und mit einem magnetisch permeablen Material zumindest teilweise überzogen ist, oder ein magnetisch nicht permeables Material aufweist und eine gesondert angeordnete, magnetisch permeable Schicht zwischen der Magnetfeldquelle (9) und der ersten Elektrode (1) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungselement (3) auf einer Trommel angeordnet ist und die erste Elektrode (1) aus nebeneinander angeordneten Drahtstiften oder Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung besteht.