DE2110154C3 - Elektrostatische Druckeinrichöing - Google Patents

Description

demjenigen Teil des Gegenstandes zugewandt und Schicht 12 gezeichnet, gedruckt oder projiziert. Dies

die mindestens sei groß wie dieser Teil ist, welcher kann in beliebiger, geeignete Weise, beispielsweise

mit einer Flache der in dem jeweiligen Behälter ent- auf photogniphischem oder elektrostatischem Wege,

haltenen Partikelfarbe zu versehen ist, daß die Wan- durch Lichtprojektion oder durch einfaches Auf-

dungen jedes Behälters das Sieb berühren und einen 5 zeichnen des Bilds auf der Schicht 12 erfolgen,

in Abstand von dem Sieb endenden Metallteil sowie Nachdem die Umrisse 16 aufgebracht sind, wird

einen sich von dem Metallteil bis zum Sieb erstrek- mittels eines geeigneten Schneidewerkzeugs in die

kenden Kui.ststoffteil umfassen und daß Mittel vor- Schaumschicht 12 ein sich bis hinab zur Schicht 14

gesehen sind, die die elektroskopischen Partikel aus erstreckender Schnitt gelegt. Wie aus dem Quer-

den Behältern durch die öffnungen des Siebs in das io schnitt in F i g. 4 hervorgeht, wird danach ein dünnes

elektrische Feld fördern. Beilagematerial 18, dessen Dicke in der Größenord-

Durch die erfindungsgemäße Druckeinrichtung nung von 0,1 mm liegen kann, in den Schnitt einge-

wird ein wesentlich vereinfachtes Drucken ermög- steckt. Damit werden die jeweiligen Wandungen der

licht. Bei einer Einrichtung nach der Erfindung ist Behälter 20, 2.2, 24, 26, 28 für die verschiedenen

zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes, sei es auf 15 Farben von Farbstoffträgern gebildet, die bei dem

einer Druckplatte oder einem zu bedruckenden Bild- Druckvorgang erforderlich sind. Diese Behälterwan-

träger, lediglich ein einziges Sieb mit einer einzigen düngen werden von der Schaumschicht 12 gehalten,

elektrischen Spannungsquelle erforderlich. Dadurch Die genaue Stellung der Schnitte und der Teilstre^;fen

kann ein mehrfarbiges Bild in einem einzigen Ar- ist nur dann wichtig, wenn Jer Farbübergang eine

beitsgang hergestellt werden. Berücksichtigt n>an die 20 durchgehende Bildfläche teilt, in vielen Fällen sind

Tatsache, daß eine besondere Druckpia.ic nicht er- die in verschiedenen Farben darzustellenden Flächen

forderlich ist, so kann mit einer Einrichtung nach der nicht zusammenhängend, da verschiedene bildliche

Erfindung ein wesentlich schnelleres Drucken durch- oder typographische Elemente von nichtbedruckten

geführt werden, als dies bei einer Anordnung be- oder geschlossenen Flächen auf dem Sieb getrennt

kannter Art möglich ist. 25 sina. In diesen Fällen ist es lediglich nötig, daß der

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Teilstreifen an irgendeiner Stelle innerhalb der Gren-

Zeichnungen näher erläutert, in denen der Aufbau zen dieser geschlossenen Fläche untergebracht wird,

und die Verwendung eines Ausführungsbeispiels dar- Die in F i g. 6 dargestellten, Kammern bildenden

gestellt sind. Es zeigt Teilstreifen sind vorzugsweise so konstruiert, daß die

F i g. 1 einen mehrfarbigen Druck als Beispiel tür 3° obere, an dem Sieb anliegende Kante wesentlich dün-

ein Bild, das mit einer erfindungsgemäßen Druckein- ner als der Hauptteil des Streifens ist. Hierzu kann ein

richtung zu drucken ist, am Hauptteil befestigter Streifen aus Kunststoff, bei-

Fig. 2 bis 4 verschiedene Schritte beim Aufbau spielsweise ein Mylarstreifen von 0,05 mm Dicke,

der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung, dienen. Das Beilagematerial aus Metall gibt die nö-

F i g. 5 eine fertiggestellte Druckeinrichtung gemäß 35 tige mechanische Festigkeit, während die dünnere

der Erfindung, obere Kante jede sichtbare farbfre'e Fläche an der

F i g. 6 einen Querschnitt durch die Druckeinrich- Stoßlinie zweier aneinander grenzender Farbflächen

tung gemäß Fig. 5 entlang der Linie 6-6 bei der vermeidet. Die Teilerstreifen können auch sehr feine

Verwendung, ₍ Einurikkuri&en aufweisen oder in feinen Wellen ver-

F i g. 7 in Explosionsdarstellung eine weitere erfin- 40 laufen, wobei die Wellenlinien bei Blick von der dungsgemäße Druckeinrichtung mit gegenüber den Schmalseite her sichtbar sind. Diese Wellenlinien F i g. 1 bis 6 veränderter Anordnung der Behälter für helfen bei dem erforderlichen B.egen der Streifen in das elektroskopische Pulver. Anpassung an die Formen der Farbflächen und bein F i g. 1 ist als Beispiel ein Vierfarbendruck an- wirken, daß die Biegelinien immer im rechten Winkel gedeutet, zu dessen Herstellung als Endprodukt bei *5 zur Längsausdehnung des Streifens verlaufen, so daß der bekannten Druckeinrichtung vier Farbaufträge dieser überall in einer senkrechten Stellung gegenmittels vier verschiedener Siebe erforderlich sind. über der waagerechten Ebene des Siebs gehalten Dabei hätte jedes Sieb öffnungen in Form eines wird.

Bilds für die jeweils aamit zu druckende Farbe. Der Jeder Behäher wird dann mit einer Mischung von Rest des Bilds wäre abgedeckt. Dabei mußte bei der 50 Pigment-Partikeln (Toner-Partikeln) 32 (F i g. 6) geseitherigen Druckvorrichtung sehr große Sorgfalt ringer Größe und Eisenfeilspänen 34 von demgegendarauf verwendet werden, die verschiedenen Siebe über größerer Abmessung gefüllt. Wie an sich aus bei der Herstellung des Vielfarbendrucks in ihrer der USA.-Patentschrift 3 202 092 bekannt, sind die Stellung genau auszurichten. Eisenfeilspäne so gewählt, daß ihre Abmessungen

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird bei der erfin- 55 größer als die öffnungen in dem leitenden Sieb 36 dungsgemäßen Druckeinrichtung ein Behälter ver- sind, währe:.d die Pigment-Partikel 32 eine solche wendet, der die Form des zu druckenden Farbbilds Größe haben, daß sie leicht durch die öffnungen in hat und der den elektroskopischen Farbstoffträger dem leitenden Sieb hindurchtreten können,
der jeweils zu druckenden Farbe enthält. Die Behäi- Nachdem die verschiedenen Behälter mit den jeter werden so zusammengesetzt, daß das mehrfarbige 60 weiligen pulveriörmigen Farbträgern gefüllt sind, Bild sofort gedruckt werden kann. wird, wie in Fig. S dargestellt, das Sieb 36 aufge-

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, wird zunächst eine setzt, das gestützt wird dadurch, daß es das Isolierschicht 12 aus einem weichen, etwas elastischen Ma- material 30 berührt, das die oberen Ränder der ver- ■ terial, beispielsweise aus Styroporschaum, mit einer schiedenen Behälter bildet. Das Sieb wird über die starren Trägerschicht 14 verbunden, die beispiels- 65 Behälter so gelegt, daß die zur Bildung eines Bilds weise aus einer ghisfaserverstärkten Epoxydharz- offene Fläche in ihrer Stellung übereinstimmt mit Karte besteht. Die Umrisse 16 des zu druckenden den entsprechenden Teilstreifen. Dadurch befindet Vielfarben-Bilds werden dann auf die Oberfläche der sich jetzt jeder der verschiedenen Farbträger in

einem Behälter, der elastisch gehaltene Wandungen aufweist und dessen offene Seite von dem Sieb bedeckt ist.

F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durcli die Druckeinrichtung gernäß Fig. 5, wobei als Gegenstand eine Unterlage 40, beispielsweise ein Blatt Papier, auf das ein Bild gedruckt werden soll, und eine Stützpiaitc 38 vorgesehen sind. Eine Spannungsc|uellc 42 ist mit der Stützplattc und dem Sieb verbunden, so daß bei geschlossenem Schaller 44 /wischen diesen ein elektrisches Feld anliegt. Ein Magnet 46 wird danach quer über die Rückseite der Stiilzplatte 38 bcwegl, wodurch die Eisenfcilspär!'' zum Sieb hin angehoben werden und die Partikel des Farbträgerpulvers durch die öffnungen in dem Sieb hindurchdrücken. Dadurch treten die Partikel des Farbträgerpulvers in das elektrische Feld ein und werden durch dieses zu dem Gegenstand 40 befördert, so daß auf diesen ein mehrfarbiges Bild gedruckt wird. Das Blatt 40 kann danach weggenommen werden, und das Bild kann durch Hitze oder in beliebiger anderer, an sich bekannter Weise fixiert werden.

Die leitende Platte 38 sollte aus einem Material bestehen, das nicht als magnetische Abschirmung wirkt. So kann r.. B. Aluminium verwendet werden.

Das in Fig. 1 dargestellte mehrfarbige Bild ist von solcher ArI, daß die verschiedenen Farben aneinander angrenzen und sich teilweise umgeben. Daher muß hier Sorgfalt darauf verwandt werden, die Wände der meisten Behälter so zu setzen, daß sie den Formen des Bildes genau folgen. Wird dagegen ein Farbbild gedruckt, dessen Farbflächen untereinander durch nichtbedruckte Flächen getrennt sind, dann brauchen die Wandungen einige Behälter nur irgendwo innerhalb der nichtbedruckten Flächen angeordnet zu sein. Da nur die Bildflächen des Siebs öffnungen aufweisen, wird außerhalb von diesen in den nicht zu bedruckenden Flächen kein elcktroskopisches Pulver durch das Sieb hindurchtreten.

Fig. 7 zeigt in Explosionsdarstellung ein Sieb und Behälter, die für den Fall vorgesehen sind, daß die Behälterwandungen zum größten Teil nicht den Umrissen der verschiedenen Farbflächen eines Bilds folgen müssen. Ein Sieb 50 hat in Teilbildflächen öffnungen, die einem Vogel 52 einer Farbe, einer Sonne 54 einer anderen Farbe, einem Baum mit Blättern 56 einer dritten Farbe, einem Stamm 58 einer vierten Farbe und der Erde 60 einer fünften Farbe entsprechen. Die Behälter für die verschiedenen Farben sind unterhalb des Siebs 50 gezeigt und tragen die gleichen Bezugszeichen wie die jeweiligen Farbflächen, jedoch unter Hinzufügung des Buchstabens c.

Aus der Zeichnung ist erkennbar, daß es in diesem Fall nur zwei Stellen gibt, an denen die Behälierwandungen der Stoßlinie zwischen zwei Farben folgen müssen. Dies ist einerseits die Stoßlinie zwischen den Blättern des Baumes und dessen Stamm und andererseits die Stoßlinie zwischen dem Stamm und der Erde. Im übrigen können die Wandungen der Behälter jede beliebige einfache Form aufweisen, solange nur die Öffnungen der Behälter groß genug sind, um die ihnen jeweils gegenüber stehenden Farbflächen des Schirms zu überdecken. Die bildliche Information wird hiex von dem Schirm getragen.

Die beschriebene Druckeinrichtung, ist sowohl uls interessantes Spielzeug als auch für den industriellen Einsatz geeignet. Bei der Verwendung als Spielzeug können verschiedene Sätze von Behältern vorgesehen sein, mit denen das gleiche Bild mit verschiedenen Farben gedruckt werden kann. Audi können einzelne Behälter vorgesehen sein, deren Wandungen so geformt sind, daß die Behälter verschiedene Gegenstände darstellen. Diese einzelnen Behälter können

ίο dann auf einer Basis zusammengestellt und befestigt werden, wozu einfache mechanische Mittel genügen, und können dann zum Druck eines zusammengestellten Bilds mittels eines kein Bild tragenden, d. h. auf seiner gesamten Fläche öffnungen aufweisenden.

Siebs dienen.

Die vorgehende Bc-.chreibung des; tatsächlichen Druckvorgangs unter Verwendung magnetischer Partikel, die mit den clcktroskopischcn Farbträger-Partikcln vermischt sind, und unter Verwendung eines

ao Magnetfelds zur Einführung der Farbträgcr-Part.ikel in das elektrische Feld entspricht im wesentlichen einem Verfahren zum Einführen von Pulver in ein elektrostatisches Drucksystem, das aus der USA.-Patentschrift 3 202 092 bekannt ist. Es kann jedoch je-

des andere, beispielsweise in der genannten Patentschrift gezeigte Mittel zur Einführung des Pulvers aus den bei der Erfindung verwendeten Behältern durch die öffnungen des Siebs hindurch in das elektrische Feld verwendet werden. So kann beispiels-

weise an Stelle eines Permanentmagneten ein Elektromagnet eingesetzt werden, wobei erforderlichenfalls zusätzlich ein Magnet zur Erzeugung einer magnetischen Vorspannung auf der Behälterseite des Siebs vorgesehen sein kann, um die magnetischen

Partikel anzuziehen und zu halten, bis ein entgegengesetztes Magnetfeld erzeugt wird.

Ein anderes Verfahren zum Ausbringen des Pulvers aus den es enthaltenden Behältern durch die öffnungen in dem Sieb hindurch in das elektrische Feld ist aus der USA.-Patcntschrift 3 218 967 bekannt. Hierbei erfolgt das Drucken unter Verwen dung der Auswirkungen der Schwerkraft. Die in die scm Fall mit den Pulvcrpartikcln vermischten Partikel, deren Abmessungen größer als die öffnungen

des Siebs sind, müssen nicht notwendigerweise magnetisch sein, haben jedoch vorzugsweise eine gewisse Masse. Zum Drucken werden die Behälkr und das Sieb schnell auf das zu bedruckende Blatt oder einen anderen Gegenstand zu bewegt, und diese Be-

wegung wird dann plötzlich unterbrochen. Die Trägheit der Partikel innerhalb des Pulvers bewirkt dann, daß diese das Pulver durch die öffnungen in dem Sieb hindurch in das elektrische Feld Ihineindrücken. das sie dann in Form des Bildes auf den zu bedrukkenden Gegenstand transportiert.

Um das in den Behältern verbrauchte Pulver wieder aufzufüllen, kann natürlich das Sieb abgenommen werden, und die verschiedenen Behälter können mit den verschieden farbigen Pigmeiatpulver-Parti-

kein wieder aufgefüllt werden. Diese Behälter können jedoch erforderlichenfalls auch durch normalerweise verstopfte öffnungen auf ihren Seitenflächen oder auch auf ihrer Bodenseite gefüllt werden, wobei der Farbstoff mit einem Kolben, einer Leitschraube

oder in Form einer PuIverwoTke eingefüllt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. 2 I 10

   Patentansprüche:

   I. Elektrostatische Druckeinrichtung zum Erzeugen eines aus unterschiedlich gefärbten Flächen bestehenden Bilds auf einem Gegenstand, wobei ein Sieb öffnungen entsprechend der Form des gewünschten Bilds zum Durchtritt elektroskopischer Partikel aufweist und zwischen dem Sieb und dem Gegenstand ein elektrisches Feld herrscht, welches einen Transport der Partikel auf den Gegenstand bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß für jede zu druckende Farbe ein auf der dem Gegenstand (40) abgewandten Seite des Siebes (36; 50) angeordneter Behälter (20, 22, 24, 26, 28; 52 c, 54 c, 56 c, 58 i\ 60 c) für elektroskopische Partikel dieser Farbe vorgesehen ist, der jeweils Wandungen (18, 30) aufweist, die eine öffnung begrenzen, welche demjenigen Teil (52, 54, 56, 58, 60) des Gegenstandes (40) zugewandt und die mindestens so groß wie dieser Teil ist (52, 54, 56, 58, 60). we! eher mit einer Fläche der in dem jeweiligen Behälter (20, 22, 24, 26, 28; 52 c, 54 c, 56 c, 58 c, 60 c) enthaltenen Partikelfarbe zu versehen ist, daß die Wandungen (18, 30) jedes Behälters (20, 22, 24, 26, 28; 52 c, 54 c, 56 c, 58 c, 60 c) das Sieb (36; 50) berühren und einen in Abstand von dem Sieb engenden Metallteil (18) sowie einen sich von dem Metallteil bis zum Sieb erstreckenden Kunststoffteil (30) umfasr-n und daß Mittel (34, 46) vorgesehen sinrl, die die elektroskopischen Partikel aus den Behälter (20, 22, 24, 26. 28; 52 c, 54 c, 56 c, 58 c, 60 c) durch die öffnungen des Siebs (36; 50) in das elektrische Feld fördern.
2. 2. Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (18, ,30) jedes Behälters an einem Ende derart getragen sind, daß die Kunststoffteile (30) elastisch an dem Sieb (36) anliegen.
3. 3. Druckeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (18, 30) jedes Behälters entsprechend der Form desjenigen Teils (52, 54, 56, 58, 60) des Bilds (10) geformt sind, der in der Farbe zu färben ist, die der in dem jeweiligen Behälter enthaltene Farbträger hat.
4. 4. Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Förderung dcr Partikel eine Vielzahl von mit den elektroskopischen Partikeln vermischte magnetische Partikel (34), die größer als die öffnungen des Siebs (36) sind, und einen Magneten (46) umfassen, der die magnetischen Partikel zum Sieb hin anzieht, wobei diese die elektroskopischen Partikel, die sich zwischen ihnen und dem Sieb befinden, durch dessen öffnungen hinausdrücken.
5. 5. Druckeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (18, 30) durch eine Schicht (12) aus einem Schaummaterial getragen werden, die ihrerseits auf einer festen Schicht (14) liegt.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Druckeinrichtung zum Erzeugen eines aus unterschiedlich gefärbten Flächen besiehenden Bilds auf einem Gegenstand, wobei ein Sieb öffnungen entsprechend der Form des gewünschten Bilds zum Durchtritt elektrosküpischer Partikel aufweist und zwischen dem Sieb und dem Gegenstand ein elektrisches Feld herrscht, welches einen Transport der Partikel auf den Gegenstand bewirkt,
   ίο Eine Druckeinrichtung dieser Art ist z.B. durch die USA.-Patentschrift 3 081 698 bekannt, wobei die öffnungen des Siebs außerhalb des auf diesem gebildeten Bilds blockiert s.nd. Zur Bildung des elektrischen Felds wird eine Spannungsquelle an das Sieb und an den Gegenstand angelegt, falls letzterer elektrisch genügend leitend ist. Andernfalls wird eine leitende Platte hinter dem Gegenstand angeordnet. Die von dem elektrischen Feld auf dem Gegenstand in Form des Bilds abgelagerten Partikel werden dort

   ίο durch Hitze, Dampf oder ein anderes geeignetes Mittel befestigt. Um ein Bild mit mehr als einer Farbe zu drucken, muß bei der bekannten Druckeinrichtung für jede Farbe ein anderes Sieb verwendet werden, wie dies auch bei den Siebdruck-Naßverfahren der

   =5 Fall ist. Jedes dieser Siebe weist öffnungen in den Flächenbereichen der jeweiligen Farbe auf, die mit ihm gedruckt werden soll. Nachdem eine Farbe mit einem Sieb gedruckt ist, wird ein zweites Sieb mit einem zweiten farbigen Farbstoffträger mit dem soweit gedruckten Bild in Deckung gebracht, um die zweite Farbe zu drucken, und dieses Verfahren wird erforderlichenfalls in entsprechender Weise weitergeführt. Die Anwendung von Siebschablonen ist für das elektrostatische Drucken auch durch die deutsehe Auslegeschrift 1 277 875 und die deutsche Aus-'.cgeschrift 1 203 808 bekannt.

   Mit der bekannten Druckeinrichtung ist das Drukken eines mehrfarbigen Bilds zwa ■ möglich, erfordert jedoch einen großen Arbeitsaufwand.

   Die deutsche Auslegeschrift 1 496 602 beschreibt ein Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen, wobei eine besondere Druckplatte verwendet wird, die das zu druckende Bild bereits tragen muß, bevor es abgedruckt wird. Über die Art der Erzeugung dieses Bildes auf der Druckplatte ist lediglich ausgeführt, daß sie in mehreren Bilderzeugungsgängen durchzuführen ist, wobei jeweils eine der Grundfarben aufgebracht wird. Es sind für jede Grundfarbe eine separate Verfahrensstation und jeweils eine

   Vorrichtung zum Aufbringen der Farbe erforderlich, wodurch ein zeitraubendes und kostspieliges Verfahren entsteht. Außerdem bestehen beachtliche Schwierigkeiten darin, die Farbmasken für die einzelnen Farbauszüge so genau übereinander auszurichten, daß keine Verschiebungen der unterschiedlich gefärbten Bildflächen gegeneinander auftreten.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein mehrfarbiges Bild erzeugt wird, wenn der zu bedruckende Gegenstand dem Sieb ein e'nziges Mal ausgesetzt wird.

   Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Druckeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß für jede zu druckende Farbe ein auf der dem Gegenstand abgewandten Seite des Siebes angeordneter Behälter für elektroskopische Partikel dieser Farbe vorgesehen ist, der jeweils Wandungen aufweist, die eine öffnung begrenzen, weiche