DE1277875B - Elektrostatisches Druckverfahren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 41m

Deutsche Kl.: 15 k-7/05

Nummer: 1277 875

Aktenzeichen: P 12 77 875.5-45 (E 25952)

Anmeldetag: 3. Dezember 1963

Auslegetag: 19. September 1968

Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Druckverfahren, bei welchem eine stromleitende Schablone benutzt wird, die ein Muster von Öffnungen aufweist, die den Bereich bestimmen, der bedruckt werden soll, und ein elektrisches Feld zwischen der Schablone und einer Elektrode angelegt wird, und bei dem auf die Öffnungen in der Schablone ein Pulver gestreut wird.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein derartiges Verfahren so auszuführen, daß man in ein elektrisches Feld ein reibungselektrisches Pulver bringt, welches eine bestimmte Ladung aufweist. Bei der Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens besteht eine Elektrode, die das Feld erzeugt, aus einer stromleitenden Schablone, und das elektrische Feld wird dadurch erzeugt, daß man ein elektrisches Potential entweder an die Schablone und eine stromleitende Hinterplatte anlegt oder an die Stelle, an der das Material, das bedruckt werden sollte, eine ausreichende Stromleitfähigkeit aufweist, um als Elektrode für das elek- ao trische Feld zu dienen. Hierauf wird eine elektrische Spannung einerseits an die Schablone und andererseits an das zu bedruckende Material angelegt. Das Pulver, welches auf die Öffnungen in der Schablone gestreut wird, muß so beschaffen sein, daß es eine elektrische Ladung annehmen kann, so daß es beim Eintritt in das elektrische Feld von der Gegenelektrode angezogen wird. Ist die Gegenelektrode die Hinterplatte, dann wird das zu bedruckende Material in das elektrische Feld eingesetzt, so daß es das in das Feld eingeführte Pulver schneidet und die Gestalt der Öffnungen in der Schablone beibehält.

Es besteht natürlich häufig der Wunsch, mit mehr als einer Farbe zu drucken, so daß man bisher in diesem Fall Druckstellen benutzen mußte, an denen die unterschiedlich eingefärbten Pulver nacheinander auf das zu bedruckende Material gegeben wurden. Dies bedeutete natürlich bei zwei Farben eine Verdoppelung der üblichen Einrichtungen. Man könnte natürlich auch je eine besondere Druckvorrichtung für jede Farbe benutzen. Dies würde aber immer eine Reinigung der ganzen Vorrichtung von dem vorhergehenden Farbpulver bedeuten, eine Arbeitsweise, die natürlich erhebliche Umstände und Zeitverluste mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues elektrostatisches Druckverfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe mehrere Farbdruckverfahren mit unterschiedlichen Farben nacheinander durchgeführt werden können, ohne daß die dazugehörige Vorrichtung bei einem Farbwechsel gereinigt zu werden braucht.

Elektrostatisches Druckverfahren

Anmelder:

Electrostatic Printing Corporation of America,

San Francisco, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke

und Dipl.-Ing. H. Agular, Patentanwälte,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:

Clyde O. Childress, Palo Alto, Calif.;

Samuel E. Graf, Atherton, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1962
(245 321)

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst eine Mischung von Pulverteilchen aus mindestens zwei Arten von Pulvern mit entgegengesetzten reibungselektrischen Eigenschaften hinsichtlich ihrer Polarität bereitet wird und daß hierauf das elektrische Feld mit solcher relativen Polarität zur Anwendung gebracht wird, daß nur eines der beiden Pulver durch die Öffnungen der Schablone hindurch in das elektrische Feld gelangt. Dies geschieht vorzugsweise so, daß die relative Polarität des elektrischen Feldes umgekehrt wird, daß das andere der beiden Pulver durch die Öffnungen der Schablone hindurch in das elektrische Feld gelangen kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Anwendung mehrerer Schablonen, von denen jede mindestens einen stromleitenden Bereich aufweist und Öffnungen innerhalb eines Musters die gewünschte Druckform begrenzen und jede der Schablonen nach Maßgabe der Stellung gegenüber der Elektrode bewegt wird, um eine bestimmte Druckstellung einzunehmen und die Pulvermischung auf die Schablone aufgebracht wird, sobald sie sich in Druckstellung befindet, und daß ('as elektrische Feld an die Elek-

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trode und an die Schablone angelegt wird, sobald Mischung zweier unterschiedlich gefärbter, fein ge-

sich die Schablone in der Druckstellung befindet. mahlener Kunstharze bestehen. Diese werden so

Das neue Verfahren hat in erster Linie den Vor- ausgewählt, daß die reibungselektrischen Wechselteil, daß es schneller arbeitet als die bekannten Ver- Wirkungen zwischen den beiden Kunstharzen, der fahren und wesentlich einfacher ist als die bisher 5 Bürste und der Schablone ausschließlich einem gebekannten Vielfach-Farbdruckverfahren, die nach färbten Harz eine Ladung mit einem bestimmten dem elektrostatischen Prinzip arbeiten; außerdem ist Vorzeichen erteilen und dem anderen gefärbten Harz der konstruktive Aufbau der Vorrichtungen zur Aus- eine Ladung mit entgegengesetztem Vorzeichen. Bei führung 1es Verfahrens nach der Erfindung einfacher einer praktisch hergestellten Ausführungsform des als derjenige der bekannten Vorrichtungen. io Erfindungsgegenstandes stand das Papier 14 in Bein der nun folgenden Beschreibung soll die Erfin- rührung mit einer Hinterplatte aus Metall und war dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im ein- von der Schablone 0,63 mm entfernt. Eine elektrische zelnen näher erläutert werden. In dieser ist Spannung in der Größenordnung von 1000 Volt lag

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Prin- zwischen Schablone und Hinterplatte. Eine rotierende zips, nach welchem das Verfahren nach der Erfin- 15 Bürste 20 aus neutralem Tierhaar oder einer syn-

dung arbeitet, thetischen Faser diente dazu, das Pulver aus dem

F i g. 2 die schematische Darstellung einer anderen Behälter 22 aufzunehmen und es auf das Druck-Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und element der Schablone aufzubürsten. Wurde das elek-

F i g. 3 bis 5 sind jeweils eine weitere Ausführungs- irische Feld zwischen Schablone und Hinterplatte so

form des Erfindungsgegenstandes. ao erzeugt, daß die Schablone positiv und die Hinter-

Fig.l zeigt die einfachste Ausführungsform der Vor- platte negativ war, wozu der Schalter 18 diente, dann richtung nach der Erfindung. Sie besteht im wesent- gelangte die blaue Farbstoffkomponente der Mischung liehen aus einer stromleitenden Hinterplatte 10, einem in das elektrische Feld und wurde auf das dazwischen-Druckelement 12 aus einem feinmaschigen, offenen gelegte Papier aufgedruckt. Die rote Komponente der Sieb aus stromleitendem Material oder einem Material, 35 Mischung wurde dagegen von dem elektrischen Feld welches stromleitend gemacht wird, in welchem die abgestoßen und₍von der Bürste zurückgehalten oder abdruckenden und die nicht druckenden Bereiche ent- blieb an der Schablone hängen,
sprechend abgedeckt sind. Bei diesem Ausführungs- Kehrte man nun durch Umschaltung die Polaritäten beispiel ist dieser Bereich durch das Bild einer von Schablone und Hinterplatte um, so daß die Flasche XlA gekennzeichnet. In einem bestimmten 30 Schablone negativ und die Hinterplatte positiv wurde, Abstand von dem Sieb oder der Schablone befindet dann gelangten die roten Farbstoffteilchen in das sich ein Bogen Papier 14, der bedruckt werden soll. elektrische Feld und wurden auf das zwischengeschal-Eine Gleichspannungsquelle 16 steht mit einem tete Papier aufgedruckt. Jetzt wurden die blauen Kommutator in Verbindung. Dieser Kommutator Farbteilchen von dem elektrischen Feld abgestoßen oder Stromwender ist so mit der stromleitenden 35 und blieben in der Bürste oder in der Schablone Hinterplatte 10 und der Schablone 12 verbunden, daß hängen. Die angegebenen Abmessungen und Farbin der einen Schalterstellung Platte und Schablone an stoffpulverarten sind hier nur beispielsweise erwähnt entgegengesetzten Klemmen der Stromquelle 16 liegen und sollen die Erfindung in keiner Weise einschrän- und bei der anderen Betriebsstellung des Umschalters ken. Außerdem kann bei dem neuen Verfahren auch die Polarität der Verbindungen von Hinterplatte und 40 eine Mischung trockener Tinte mit vielen Komponen-Schablone zu der Stromquelle 16 umgekehrt wird. ten benutzt werden, um andere Bilder mit unter-Der Umschalter 18 wirkt infolgedessen so, daß zwi- schiedlichen Farben zu drucken,
sehen der Hinterplatte und der Schablone ein elek- Während die Mischung aus Teilchen zweier betrisches Feld erzeugt wird, dessen Polarität aus- liebiger Stoffe verschiedener Zusammensetzung in schließlich durch die Stellung des Stromwenders 45 diesen Stoffen Ladungen hervorruft, deren Polaritäten bestimmt wird. entgegengesetzt gerichtet sind, reicht diese nicht aus,

In dieser Vorrichtung wird ein Farbstoffpulver ge- um das gewünschte Verhalten beim Erfindungseigneter Art und Farbe auf den offenen Bereich 12/4 gegenstand herbeizuführen. Viele Stoffpaare, die entder Schablone gegeben und unter dem Einfluß des gegengesetzte Ladungen im Verhältnis zueinander elektrischen Feldes auf die stromleitende Hinterplatte 50 annehmen und die auch entgegengesetzte Polaritäten gezogen. Dazwischen liegt aber der Bogen Papier 14, darbieten, wenn sie für sich allein in dem gleichen an welchem es in Gestalt des ausgesparten Bereichs Druckgerät verwendet werden, arbeiten dagegen ohne 12 A der Schablone 12 hängenbleibt. Der Bogen Unterschiede oder als wenig differenzierte Mischung, Papier kann dann zwischen Schablone und Hinter- wenn sie miteinander für die Zwecke des Drückens platte herausgezogen werden, und der Farbstoff kann 55 kombiniert werden. Obwohl dieses Verhalten sich durch Anwendung von Wärme oder durch Besprühen wissenschaftlich nicht einwandfrei erklären läßt, muß des aus Pulver besiehenden Bildes mit Hilfe eines angenommen werden, daß das Material, welches aus durchscheinenden Fixierungsmittels auf dem Papier einer Mischung besteht, mit der man das Druckverfestgehalten werden. fahren nach der Erfindung erfolgreich mit Farben

Das Einführen des Farbstoffpulvers in das elek- 60 ausführen kann, die nach Polarität voneinander

Irische Feld kann beispielsweise mit Hilfe einer unterschieden werden können, nicht nur entgegen-

Bürstc erfolgen, die bei dem hier erörterten Aus- gesetzte Ladungen relativ zu den einzelnen Kompo-

führungsbeispiel die Form einer rotierenden Bürste 20 nenten annehmen kann, sondern auch gegenüber den

aus normalem, neutralem Tierhaar oder aus einer kombinierten reibungselektrischen Wirkungen der

geeigneten synthetischen Faser haben kann, die beim 65 Materialien entgegengesetzt reagieren muß, welche

Rotieren durch Farbstoffpulverteiichen entsprechen- die Vorrichtung für die Pulverzuführung und die

der Rirbung hindurchgeht, die sich in dem Behälter Pulveranwendung sowie die Bildschablone umfassen.

22 befinden. Die Pulvertcilchen müssen aus einer Die Stoffe müssen daher auch unempfindlich gegen

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die Umkehrung der elektrischen Ladung sein, die dung, die ein Kontaktpaar 68 besitzt, das doppelpolig sich bei Berührung mit dem elektrischen Potential und für zwei Stellungen bestimmt ist. Die Kontakte 68 der stromleitenden Schablone ergibt, und müssen befinden sich normalerweise in der geschlossenen Indungen annehmen können, die nicht nur entgegen- Stellung, in der sie die positive Klemme einer Stromgesetztes Vorzeichen haben, sondern auch gleich groß 5 quelle für das Betriebspotential 70 an eine Kontaktsind, um zu verhindern, daß sie infolge der Wechsel- bürste 72 legen, und die negative Klemme des Bewirkung so aneinander gebunden werden, daß die triebspotentials wird mit der Hinterplate 44 verbun-TeUchen des Vorzeichens mit der kleineren Ladung den. Ist das Relais 66 durch einen dieser Schalter 56 an den Teilchen mit der größeren Ladung und dem bis 64 durch Schließung eines dieser Kontakte erregt entgegengesetzten Vorzeichen hängenbleiben und auf io worden und befindet sich das Zählwerk 54 in einer diese Weise als Einheiten zusammen übertragen wer- solchen Stellung, daß es seinen Ausgang über den den, deren genaue Ladung und folgerichtiges Ver- geschlossenen Schalter auf das Relais 66 geben kann, halten denjenigen des Materials entsprechen, welches dann kehrt der doppelpolige Kontakt 68 für zwei gerade die größere Ladung aufweist. Stellungen die Polarität der Spannung um, die an die

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Vor- 15 Hinterplatte 44 bzw. an die Kontaktbürste 72 gelegt

richtung zur Ausführung des Verfahrens nach der werden soll.

Erfindung, die weitgehend automatisch arbeitet. Hier Die Kontaktbürste 72 steht in elektrischem Kontakt

sind drei Druckschablonen 30, 32 und 34 und andere, mit stromleitenden Zungen beispielsweise der Zunge

nicht dargestellte Schablonen auf einem endlosen 32/4, welche die elektrische Verbindung mit einer der

Band 36 angeordnet. Das endlose Band wird durch ao Schablonen 30, 32, 34 des endlosen Bandes herstellt.

zwei Walzen 38, 40 angetrieben, die ihren Antrieb Auf diese Weise dienen die Bürste 72 und die Kon-

von einem Elektromotor 42 her erfahren. Das endlose taktzunge 32/4 nicht nur dazu, das Betriebspotential

Band mit den Schablonen läuft über die beiden Wal- an der Schablone anzulegen, sondern auch dazu, das

zen, um sich drehen zu können, sobald die Walzen Potential nur dann anzulegen, wenn sich die

ihrerseits Drehbewegungen ausführen. »5 Schablone an der richtigen Schreib- bzw. Druckstelle

In einem bestimmten Abstand von dem endlosen gegenüber der Hinterplatte 44 befindet. Die richtige Band mit den Schablonen befindet sich die Hinter- Übertragung von Farbpulver erfolgt nur dann, wenn platte 44. Das Band 46, auf welchem der Druckvor- die Spannung an Schablone und Hinterplatte angang vorgenommen werden soll, liegt zwischen der gelegt wird. Diese wird angelegt und bleibt angelegt, Hinterplatte 44 und dem endlosen Band mit den 30 sobald die Bürste 72 und die Kontaktzunge 32/1 mit-Schablonen. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist einander in Berührung kommen und solange sie in von dem Band 46 nur ein kleines Stück gezeichnet. Berührung bleiben.

Selbstverständlich wird bei dem normalen Ablauf des Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es,

Druckvorgangs das Band 46 zwischen die Hinter- die Polarität des Feldes zu steuern, welches zwischen

platte 44 und das endlose Band 36 mit den Schablonen 35 Schablone und Hinterplatte aufgebaut werden soll,

geschoben. Die Figuren oder Muster der Aus- so daß dadurch die Farbe des Pulvers, welches auf

nehmungen in der Schablone können komplementär der Bahn 46 niedergeschlagen werden soll, selektiv

in dem Sinn angeordnet sein, daß beispielsweise die ausgewählt wird. Weist also z. B. die Schablone 32,

Schablone 32 in der Mitte des zu druckenden Musters wie F i g. 2 zeigt, das mittlere Muster der gewünschten

liegt und die Schablone 30 den Rahmen rings um das 40 und zu druckenden Figuren auf und steht das Zähl-

mittlere Muster herum bildet. Auf diese Weise kann werk in seiner ersten Zählstellung, dann wird bei

man z. B. das mittlere Muster in einem Farbton und offenem Schalter 56 das Relais 66 nicht erregt und

den Rahmen in dem zweiten Farbton drucken. Ein das zentrale Muster mit einem gefärbten Pulver auf

zweifarbiges Farbstoffpulver und eine Aufgabevor- die Papierbahn 46 gedruckt, welches eine negative

richtung 48, wie sie bei der Schilderung von F i g. 1 45 reibungselektrische Ladung aufweist. Dreht sich das

erläutert worden sind, werden so angeordnet, daß endlose Band 36 nun weiter, dann gelangt die Scha-

die Farbstoffpulver auf die Schablone aufgetragen bione 30 in ihre Betriebsstellung. Diese Schablone hat

werden, die sich gerade in der Schreibstellung gegen- öffnungen, die ein Randmuster begrenzen. Unmittel-

fiber der Hinterplatte 44 befindet. bar bevor die Schablone die Druckstellung erreicht,

Sobald die Walzen 38, 40 umlaufen, betätigen sie 50 gibt der Impulsgenerator 50 seinen zweiten Impuls einen elektromechanischen Impulsgenerator 50. an das Zählwerk 54. Nunmehr wird der zweite Dieser wird über eine Welle 52 angetrieben. Die Schalter 58 geschlossen und infolgedessen das Relais Welle kann beispielsweise ein Rad mit Magneten am 66 erregt. Dadurch können die Relaiskontakte 68 die Umfang sein, die an einer Abnahmespule vorbei- Polarität der Spannung zwischen der Schablone 30 laufen, wenn das Rad umläuft, um Spannungen in der 55 und der Hinterplatte 44 umkehren. Infolgedessen Abnahmespule zu erzeugen. Diese Spannungen kön- geht das Farbpulver durch die Öffnungen in der Schanen dann verstärkt und in die geeignete Form ge- blone durch und wird auf der Papierbahn 46 niederbracht werden, damit sie auf ein zyklisch wirkendes geschlagen. Es ist also jetzt eine Abbildung bzw. ein Zählwerk 54 gegeben werden können, um dessen Druck mit zwei Farben erzeugt. Die Papierbahn rückt mechanisches Zählwerk vorzurücken. Jeder einzelne 60 nun weiter vor, damit das nächste Muster gedruckt Ausgang des Zählwerks 54 steht in Verbindung mit wenden kann. Die Programmierung für die Polarität, einem der Schalter 56, 68, 60, 62 bzw. 64. Die Schal- die zwischen Schablone und Hinterplatte angelegt ter sind einzeln einstellbar, um sie nach Bedarf werden soll, erfolgt mit Hilfe eines Zählwerks 54, den schließen oder öffnen zu können, um die Polaritäten Schaltern 56 und mit Hilfe des Relais 66.
der Spannung zu programmieren, die zwischen die 65 Während die F i g. 2 eine Druckvorrichtung zeigt. Schablonen auf dem endlosen Band 36 und die bei der eine Mischung von zwei Farbpulvern zur Hinterplatte 44 gelegt werden müssen. Alle diese Anwendung gelangt, die reibungselektrische Eigen-Schalter stehen mit einer Relaisspule 66 in Verbin- schäften entgegengesetzter Polarität aufweisen, ist es

mit der Vorrichtung nach F i g. 3 möglich, mehr als nur ein Bild zu drucken. Zu diesem Zweck muß das endlose Band 36 natürlich mehr als eine Schablone, nämlich die Schirme 74A, 74B, 76A, 76B, ISA, 785 bzw. SOA, SOB in einer Richtung aufweisen, die quer zu der Vorschubrichtung verlaufen. Es sind hier beispielsweise zwei Schablonen gezeigt. Die Bahn 46, auf welcher sich der Druckvorgang abspielt, ist nur bruchstückweise angedeutet. Für jede Schablone ist in der Druckstellung eine Hinterplatte 82/4 bzw. S2B vorgesehen. Jede dieser Schablonen 74A bis 80,4 und 74 B bis 80 B besitzt ihre eigene stromleitende Anschlußzunge 84/4, 84 B, 86A, 86 B, SSA, SSB, 9OA, 9OB, die von der Schablone aus auf die Kante des endlosen Bandes zu bis zu einer Stelle verläuft, an der Zungen A und B mit den Bürsten 92A, 92 B Kontakt machen können.

Jede einzelne Bürste 92/4, 92 B ist mit einem besonderen Stromkreis für die Programmierung der Polarität 94/4, 94 B verbunden. Jeder einzelne Programmierstromkreis besteht aus einem besonderen Bereich einstellbarer Schalter, und es wird jeweils ein Schalter in jedem Bereich an denselben Ausgang eines gemeinsamen zyklisch wirkenden Zählwerks 96 angeschlossen. Außerdem enthält jeder einzelne dieser Polaritäts-Programmierungskreise einen Satz von Schaltern56 bis 64, wie dies Fig. 2 zeigt, ein Relais 66, 68, welches an eine Stromquelle 70 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist der Aufbau der Polaritäts-Programmierkreise S4A, 54B identisch mit den in F i g. 2 gezeigten und dient ebenfalls dazu, die Polaritäten der entsprechenden Spannungen zu programmieren, die zwischen der Hinterplatte S2A und einer der mit A bezeichneten Schablonen angelegt werden, einerseits und zwischen der Hinterplatte 82 B und jeder beliebigen der B-Schablone,' welche die Druckstellung erreicht, andererseits.

Bei den bisher beschriebenen Vorrichtungen war angenommen, daß das Material, auf welchem sich der Druckvorgang abspielt, in ausreichendem Maß stromleitend war, um ein elektrisches Feld aufzubauen, wenn eine Spannung an die Bahn angelegt wurde; in diesem Fall kann die Hinterplatte natürlich entbehrt werden, und das Bahnmaterial selbst kann als eine Elektrode der elektrischen Feldanordnung dienen. Dementsprechend besteht in F i g. 4 eine Bahn 98, welche das Material darstellt, auf welchem sich das elektrostatische Druckverfahren abspielt, aus einem stromleitenden Werkstoff. Ein elektrischer Kontakt wird hier unmittelbar mit Hilfe einer Bürste 100 herbeigeführt, die an einen Stromkreis 102 für die Programmierung der Polarität angeschlossen ist. Die Schaltanordnung, die durch das Kästchen 102 schematisch dargestellt ist, ist die gleiche wie in Fig. 2; sie enthält die Schalter 56 bis 64 und das Umkehrrelais 66, 68 sowie die Stromquelle 70. In F i g. 4 tragen die übrigen Teile die gleichen Bezugsziffern wie diejenigen in F i g. 2, weil ihre Wirkungsweise praktisch identisch ist.

Bei der Erläuterung der F i g. 3 ist bereits gesagt worden, daß es möglich ist, gleichzeitig von zwei Schablonen aus zu drucken und dabei ein einziges Zählwerk zu benutzen, welches zwei Stromkreise für die Polaritäts-Programmierung steuert. Diese Anzahl, die nur beispielsweise genannt ist, soll keineswegs als Einschränkung aufgefaßt werden, weil es natürlich ohne weiteres möglich ist. mehr als zwei Stromkreise zu verwenden.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, die dazu dient, gleichzeitig mit zwei Farben und nach dem Grundprinzip der Erfindung zu drucken. Eine Stromquelle 110 besitzt einen Mittelabgriff, der an die stromleitende Hinterplatte 112 (oder das Material auf welchem man zu drucken wünscht, wenn dieses als eine Elektrode zur Erzeugung des elektrischen Feldes dienen kann) angeschlossen ist. Die Hinterplatte kann eine einzelne stromleitende Folie oder ein Blatt sein oder sie kann zwecks Beseitigung möglicher Auswirkungen eines unterbrochenen Feldes infolge der Aufteilung der Schablone 114 aus zwei stromleitenden Teilen 112/4 und 112 S bestehen, die durch einen isolierenden Teil 113 voneinander getrennt sind. Der elektrische Anschluß erfolgt von dem Mittelabgriff der Stromquelle 110 an beide Teile 112A, 112 B.

Die Schablone 114 besteht aus zwei stromleitenden

ao Teilen 114A bzw. 114 B, die durch einen isolierenden Teil 116 voneinander getrennt sind. Der stromleitende Teil 114 ist an die negative Klemme der Stromquelle mit Mittelabgriff und der stromleitende Teil 114/4 an die positive Klemme dieser Stromquelle

as angeschlossen. Die beiden Teile 112A, 112 B sind vorzugsweise gegenüber den Teilen 114A, 114B angeordnet.

Das Pulver in dem Behälter 118 wird mit Hilfe einer Auftragsbürste 120 auf den gesamten Schirm gegeben. Die zu bedruckende Bahn 121 liegt zwischen der Hinterplatte und der Schablone 114.

Die stromleitende Hinterplatte 112 befindet sich auf negativem Potential relativ zu dem äußeren Teil 114/4 der Schablone 114, und infolgedessen weisen die Pulverteilchen negative reibungselektrische Ladungen auf und werden durch die Schablonenöffnungen in dem äußeren Teil hindurchgezogen, um auf der Bahn 121 niedergeschlagen zu werden. Die stromleitende Hinterplatte ist positiv gegenüber dem mittleren Teil 114 B, der zu der Schablone 114 gehört, und deshalb werden diejenigen Pulverteilchen, deren Ladung eine Anziehung auf die relativ zu ihnen positiv vorgespannte Hinterplatte ausüben, durch die Öffnung in die Mitte der Schablone auf die Bahn 121 gezogen. Hieraus geht hervor, daß man gleichzeitig mit zwei verschiedenen Farben arbeiten und einen Schirm mit Schablonen verwenden kann, deren öffnungen sich an verschiedenen Stellen des Schirms befinden und die voneinander isoliert sind.

Diese verschiedenen Bereiche müssen natürlich mit verschiedenen Polaritäten gegenüber der Gegenelektrode vorgespannt sein, die zum Aufbau des elektrischen Feldes benutzt wird.

F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des elektrostatischen Druckverfahrens auf eine Bahn 122, bei der sich zwei Polarisierungsschablonen 124, 126 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Gewebebahn befinden. Jede der beiden Schablonen hat einen äußeren stromleitenden Teil 124/4 bzw. 126/4 und einen inneren stromleitenden Schablonenteil 124B bzw. 126B. Diese stehen in elektrischer Verbindung mit Bürsten, welche die stromleitende Verbindung mit einem Programmierungsstromkreis 128 für die Polaritäten herstellen. Die beiden Behälter 130, 132 für die zwei verschiedenen Farbpulver sind in der oben beschriebenen Art angeordnet, um den entsprechenden Schablonen reibungselektrische Pulverteilchen zuführen zu kön-

; die; weshselsejitig entgegengesetzt polarisierte Ladungen aufweisen. ·, _:

,,Ein elektrisches Feld wird zwischen den Schabionenteilen 124 B Wd 126 B aufgebaut, und die öähn,, die zwischen, den beiden Schablonenteilen liegt, wird auf beiderx.Seiten mit einem Pulvermuster bedruckt, dessen Form den offenen oder ungedeckten Teilen der betreffenden Schablone entspricht. In diesem Fall wird natürlich jeweils ein anderes Farbpulver auf den gegenüberliegenden Seiten der Papierbahn niedergeschlagen. Auf ähnliche Weise erfolgt das Bedrucken durch die offenen Teile der Schablonenteile 124 A und 126^4 mit entgegengesetzt gefärbten Farbpulvern.

Der physikalische Vorgang, durch welchen den Pulverteilchen eine elektrische Ladung erteilt wird, ist nicht vollständig geklärt. Auch die reibungselektrischen Ladungsvorgänge, die sich abspielen, wenn ein einziges Kunstharzpulver an einem anderen Material gerieben wird, sind nicht eindeutig zu erklären (so bestehen z. B. Unklarheiten hinsichtlich der Ladungsverteilung durch das ganze Volumen der Masse eines Kunstharzteilchens). Andererseits ist es bekannt, daß bei Verwendung zweier ungleicher Kunstharze, einer Bürste aus Fasermaterial, einer Schablone aus Metall und einer Abdeckung in dem Aufladungssystem die reibungselektrischen Wechselwirkungen außerordentlich kompliziert werden. Die eigentliche Reaktion scheint sich zwischen den beiden Kunstharzpulvern abzuspielen. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß bei Verwendung jedes einzelnen pulverförmigen Kunstharzes in getrenntem Gebrauch für das elektrostatische Druckverfahren dieses Harz mit jeder beliebigen Polarität druckt, obwohl es natürlich besser wäre, mit der einen oder anderen Polarität zu drucken, in Abhängigkeit von dem reibungselektrischen Verhältnis zwischen dem Fasermaterial der Bürste und dem Farbstoff. Ein weiterer Hinweis darauf, daß die primäre Reaktion zwischen den beiden gefärbten Kunstharzen auftritt, ergibt sich aus der Tatsache, daß beide Kunstharze selektiv drucken, wenn sie aus einem geerdeten Metallbehälter unmittelbar auf eine in Vibrationsschwingungen versetzte Schablone aufgetragen werden. Allerdings bleibt dann die Tatsache noch ungeklärt, daß die beiden Pulver reibungselektrisch eine solche Wechselwirkung aufeinander ausüben, daß sie Ladungen mit entgegengesetzten Vorzeichen annehmen, so daß sie in Abhängigkeit von der Polarität eines elektrischen Feldes selektiv aufgedruckt werden können, welches zwischen dem aufgeladenen Druckelement und einer stromleitenden Hinterplatte aufgebaut worden ist, die natürlich auch aus dem Material hergestellt sein kann, auf welches aufgedruckt wird, wenn es selbst stromleitend ist. Der Begriff stromleitend ist hier bei serner Anwendung auf eine Schablone, eine Hinterplatte oder auf ein Material, auf welchem sich der Druckvorgang abspielt, so zu verstehen, daß die Schablone, die Hinterplatte oder das Material nur insoweit stromleitend zu sein brauchen, wie es für eine Elektrode erforderlich ist, um als Elektrode zum Aufbau eines elektrischen Feldes zu dienen, mit dessen Hilfe das Verfahren zum elektrostatischen Drucken nach der Erfindung durchgeführt werden kann.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß auf die Flächen, die bedruckt werden sollen, kein Druck ausgeübt zu werden braucht. Mit dem neuen Verfahren kann man außerdem auf sehr einfache und verhältnismäßig billige Weise ein Vielfachj-Farbdruckverfahren mit Hilfe einer Farbpuivermischung dadurch ausführen, daß man die Polaritäten der anzulegenden Spannungen in der richtigen Weise auswählt. Bei den gezeigten Ausführungsbeispieleil·:gelangten ebene. Schablonen zusammen mit ebenen, Hinterplatten und Druckbahnen zur Anwendung; diese Beispiele sollen aber die Erfindung in keiner Weise einschränken, weil im Bedarfsfall nicht nur die Form des Materials, welches bedruckt werden soll, sondern auch die Schablone und die Hinterplatte gebogen sein können, um sich der gebogenen Fläche anpassen zu können, auf die gedruckt werden soll. Möchte man beispielsweise die gekrümmte Fläche einer Glasflasche bedrucken oder die gekrümmte Oberfläche einer Frucht oder eine gekrümmte Holz- oder Keramikfläche, dann kann die Schablone ihrerseits auch gekrümmt sein, um einen praktisch gleichförmigen Abstand zwischen Schablone und Material aufrechterhalten zu können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrostatisches Druckverfahren, bei welchem eine stromleitende Schablone benutzt wird, die ein Muster von öffnungen aufweist, die den Bereich bestimmen, der bedruckt werden soll, und ein elektrisches Feld zwischen der Schablone und einer Elektrode angelegt wird, und bei dem auf die öffnungen in der Schablone ein Pulver gestreut wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Mischung von Pulverteilchen aus mindestens zwei Arten von Pulvern mit entgegengesetzten reibungselektrischen Eigenschaften hinsichtlich ihrer Polarität bereitet wird und daß hierauf das elektrische Feld mit solcher relativen Polarität zur Anwendung gebracht wird, daß nur eines der beiden Pulver durch die Öffnungen der Schablone hindurch in das elektrische Feld gelangt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schablonen verwendet werden, von denen jede mindestens einen stromleitenden Bereich aufweist und Öffnungen innerhalb eines Musters die gewünschte Druckform begrenzen und jede der Schablonen nach Maßgabe der Stellung gegenüber der Elektrode bewegt wird, um eine bestimmte Druckstellung einzunehmen, und die Pulvermischung auf die Schablone aufgebracht wird, sobald sie sich in Druckstellung befindet, und daß das elektrische Feld an die Schablone angelegt wird, sobald sich die Schablone in der Druckstellung befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schablonen einer stromleitenden Hinterplatte gegenübergestellt wird, zu welcher die Elektrode gehört, und ein elektrisches Potential an die Schablone und an die Hinterplatte angelegt wird, um das elektrische Feld zwischen diesen beiden Teilen aufzubauen, und daß die Schablone und die Hinterplatte abwechselnd an verschiedene Pole der Potentialquelle angelegt werden, um ihre Polaritäten gegeneinander ändern zu können.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schablonen verwendet werden, die zwei verschiedene stromleitende Bereiche aufweisen, die durch einen isolierenden Bereich voneinander getrennt sind, und daß jeder dieser

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stromleitenden Bereiche eine Anzahl von Öffnungen im Rahmen eines zu druckenden Musters aufweist und daß zunächst ein erstes Potential an den ersten stromleitenden Bereich der Schablone und dann ein zweites Potential an den zweiten stromleitenden Bereich und schließlich ein drittes Potential, dessen Große zwischen dem ersten und zweiten Potential.liegt, an die Elektrode angelegt

wird, daß hierauf die Mischung von Pulvern auf die ersten und zweiten Bereiche der Schablone aufgebracht wird, derart, daß nur das eine der Pulver durch die Öffnungen hindurch in einen der Bereiche des elektrischen Feldes gelangt und nur das andere Pulver durch die Öffnungen hindurch und in den anderen der beiden Bereiche in das elektrische Feld gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen