DE2842779A1

DE2842779A1 - Elektrographisches drucksystem

Info

Publication number: DE2842779A1
Application number: DE19782842779
Authority: DE
Inventors: Kishor M Lakhani
Original assignee: Honeywell Information Systems Italia SpA
Current assignee: Bull HN Information Systems Inc
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2842779C2; FR2405507A1; US4161141A; AU521644B2; JPS6325353B2; CA1105071A; AU4035878A; JPS5455435A; FR2405507B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrographisches Druck sy stein nach dem Gattungsbegriff des Anspruches .1 . Sie betrifft insbesondere eine; Einrichtung zum Drucken permanenter elektrographisch erzeugter Bilder auf zwei Seiten einer Papierbahn_r wobei dies mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten erfolgt_r wie dies bei Ausgabeeinrichtungen für Computer erforderlich ist.

Es ist seit langem bekannt, daß Peripheriegerät.^ eines Computers, insbesondere Ausgabseinheiten._f Schwache teller» hinsichtlich der Gesamtleistung einen Computer ;-.yr>tems bilden. Die Mehrheit der druckenden Ausgabeeinrlohtungen für Computer systeme besteht ;aufa«r noch rug Dru..k;.-rn, die den Irisdruck durch Anschlag mit Druckhänunern auf dem Papier erzeugen. Die Bewegung derartiger Druckhammer beeinträchi .ujt. nicht mir die Geschwindigkeit, mit der eine DuU-^icusgabe erfolgen kann, sondern ist auch geräuschvoll und schwierig zu v/arten. Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, die Wartung zu erleichtern und trotzdem die Druckqualitc"t aufrechtzuerhalten, ist ein System entwickelt worden, das von Honeywell Information Systems Inc. vertrieben wird und eine elektrographische Auf-Zeichnungstechnik verwendet, um den Druck ansel·lagfrei zu verwirklichen. Ein derartiges Drucksystem, das elektrographisch eine Seite von vorbehandeltem Papier bedruckt, ist in der US-PS 3 687 107 dargestellt und beschrieben. Weitere bekannte Systeme dieser Art können den US-Patentschriften 3 624 661, 3 958 251, 3 812 780, 3 839 071, 3 983 815 und einem Artikel "A Non-Impact Page Printing System" von R.F. Borelli, R.B. Bayless und E.R. Truax, veröffentlicht in Honeywell Computer Journal, Band 8, Nr. 2, Seiten 67-80 von 1974 entnommen werden»

Durch das in dem zuletzt genannten Artikel bekannte System wird die Druckgeschwindigkeit auf ungefähr 18.000 Zeilen pro Minute für einen anschlagfreien Seitendrucker gegenüber 1110 Zeilen pro Minute für einen HochgeschwindigkeitD-Anfschlagdrucker erhöht.

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Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der gedruckten Anzahl, von Zeilen pro Minute ohne Erhöhung der Geschwindigkeit des Aufsoichnungsmediums kann durch einen gleichzeitigen Druck auf beide Seiten des Auf zeichnungsmediums erzielt werden. Um dies jedoch erfolgreich ohne Beeinträchtigung der Druckqualität zu erzielen, müssen verschiedene Probleme überwunden werden. Ein Problem liegt in der Zuführxing und Beibehaltung der elektrischen Ladungen auf dem Aufzeichnungsmedium ohne Durchschlag der Luftlücke zwischen den Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des Mediums. Bein Druck von veränderlicher Information auf irgendeiner Seite des Aufzeichnungsmediums ist es beispielsweise im allgemeinen erforderlich, eine Formatinformation auf dein Auf zeichnung sm-adlurti unterzubringen. Bei Verwendung von nur einer Seite des Aufzoiehnungsmediums ist dies relativ einfach,, da die Durchschlagspannung der Luftlücke nicht überschritten wird. Wenn jedoch zwei Seiten des Aufzeichnungsmediums zum Druck benutzt werden, so kcuui die angelegte Gesamtspannung zwischen der Formattrommel und der Elektrodenanordnung die Durchbruchspannung der Luftlücke überschreiten und auf Grund der beiden Elektroden auf gegenüberiiagenden Seiten des Papiers durchschlagen. Eine zu kleine Spannung liefert nicht die erforderliche Druckqualität. Die relative Anordnung und Größe der Froniattrommeln und !elektroden und die relative Dicke der dielektrischen Schicht ebenso wie die Gesamtdicke des Aufzeichnungsmediums sind demgemäß von äußerster Wichtigkeit* Ein weiteres Problem betrifft die Entwicklung und Fixierung latenter Bilder auf zwei Seiten des Aufzeichnungsm^diums anstatt auf einer.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein anschlagfreies, verbessertes elektrographisches Drucksystem anzugeben, mit dem beide Seiten des Aufzeichnungsmediums bedruckt werden können. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein vorbehandeltes Aufzeichnungsmedium eine elektrisch leitende Grundschicht auf, die eine plastische dielektrische Schicht auf beiden Seiten trägt. Das Aufzeichnungsmedium ist zwischen wenigstens zwei Elektrodenanordnungen angeordnet, wobei jede Anordnung aus einer Matrix von Nadeln besteht, denen eine veränderliche Information von einem Datenproiessor oder einer anderen Einrichtung zugeführt wird.. Diese Nadeln bilden die elektrischen Druckköpfe. Durch se.lskt.ive Aufladung mehrerer Druckköpfe wird ein latentes Bild alphanumerischer Zeichen oder ein anderes veränderliches Druckbild durclv elektrostatische Entladung auf dem Papier erzeugt, wobei das Entladebild auf der plastischen Beschichtung beibehalten wird. Das latente Bild wird sodann entwickelt, indem das Aufzeichnungsmedium geladenen Tonerpartikeln ausgesetzt wird, die in einer Trägerflüssigkeit gelöst sind. Das zurückbleibende elektrostatische Feld der dielektrischen Oberflächen auf jeder Seite dop Auf zeichnungsro.ediums zieht diese Partikel an und hält diese fest, wodurch die Bilder sichtbar werden. Eine nachfolgende Verdampfung der Trägerflüssigkeit läßt die Partikel zurück, die trocknen und eine permanente Verbindung mit der plastischen beschichteten Oberfläche bilden. Ferner sind Mittel vorgesehen, um selektiv elektrographische Bilder entweder auf beiden Seiten oder auf einer Seite des vorbehandelten dielektrischen Papiers zu entwickeln.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dacgestellten Ausführungsbeispielen sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein in typischer Weise beschichtetes Papier, das bei der Erfindung Verwendung findet.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Elektrodenmatrix zur Zuführung elektrischer Ladungen zu dem Aufzeichnungsträger.

Fig. 2A eine schematische Darstellung einer Elektrodenanordnung mit wenigstens einem Druckkopf innerhalb einer Matrix von Druckköpfen.

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Fig. 2B eine schema tische Darstellung einer typischen Druckkopfanordnung,

Fig. 2C eine scheiuatische Darstellung eines durch dia Matrix erzeugten Zeichens,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines anschlagfreien Dri'cksystems mit zweiseitiger Aufzeichnung.

Fig. 4 eine scherFiatische Darstellung der Forinatierein*· richtung.

Fig. 4A eine erste Ausführengsform einer Formatiersttition mit elektrischem Ersatzschaltbild.

Fig. 4B eine zweite vorteilhaft weitergebildtite Äusführungsforra einer Formatier st ation mit elektrischem Ersatzschaltbild.

Fig. 5 ein äquivalentes Schal tungücliagranan für den zweiseitigem Ladiproieß,

Fig. 6 eine schei~t.iti.sche Darstellung einer zweiseitigen TonerstaLion.

Fig. 7 eine schema tische Darstellung des Tonervorganget?.

Gemäß Fig. 1 ist ein Aufzcxchnurii-sipediuia schematisch dargestellt, das in einem zweiseitig druckenden anschlagfreien Brucksysfcein verwendet werden kann. Eine dielektrische Sandwichanordnung weist eine Dicke von ungefähr 0,03 ιγ,γλ auf und besitzt eine leitende Grundschicht, aus Papier 103 ndt einer Dicke von ungefähr 0,07 mm. Auf jeder Seite der leitenden Grunäuchicht 103 befindet sich eine dielektrische Beschichtung 101 und 102, die jeweils eine Dicke von ungefähr 0,005mn aufweisen. Die leitende Grundschicht aus Papier wird unter Verwendung von leitenden Salsen, wie beispielsweise DOW-34, ECR oder CALGON-261 leitend gemacht. Der Widerstandswert der leitenden Grvindschicht 103 liegt zwischen 5 und 50 MÄ , während der Widerstandswc-rt der dielektrischen Schicht bei 200 bis 1000 ΚζΙ liegt, Dia Kapazität der dielektrischen Schicht beträgt ungefähr 400 bis 1000 pF/cm². Es ist lediglich erforderlich, die Leitfähigkeit der Grundschicht so

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einzustellen, daß sie einen gerade ausreichenden TrägerstroiT\- durchfluß durch diese Grundschicht gestattet» Das Aufzeichnungσ medium ist auf eine Vorratsrolle 306 (Fig. 3) aufgewickelt und wird durch verschiedene Stationen hindurchgeführt, wobei in diesen Stationen der eiektrographisebe Aufdruck automatisch hergestellt wird.

Gemäß Fig. 3 wird ein Aufzeichnungsmedium 100 von einer Spindel 306 in der Papier-Vorrat.«station abgewickelt und über eine Führungsrolle 310 der Forru, ·; j er station Nr. 1 zugeführt. Das entsprechend behar.-üelte Aul'r-ieichnunosjv.edium 1uQ läuft sodann über eine weitere y'öhrupg.^r;r^l3e 310Λ und eino Laderolle 309 au der Formatier: i-cat ion Nr. 2. Die Formatierstation Nr. 1 , die später anhand der ric^furen 4A und 4B näher beschrieben wird, besteht hauptsächlich ?us einer, leitenden Rolle 3Ο7 und einer nachgiebigen, nie"·L- leitend;·u Stützrolle-SOS. Die Formatier station Kr. 1 benut: t xu^ainjion rt.it der Formatierstation Nr. 2 die Laderolle 309, die on urjqefähr 1200 V liegt. Die Formatstation Kr. 2 mint Aiii rl ruck eines Formates auf der anderen Seite ues Aui^eiclmungsivediums weint ebenfalls eine leitende Rolle 3O7A und eine nachgiebige nichtleitende Stützrolle 3Ο3Λ auf, und sie benutzt zusr^uaen mit der Formatstation Nr. 1 die Lr.derolle 309, die an 1 ?00 V gelegt ist. Jede leitende Rolle 3O7 und 3O7A benitv.t auf ihrer Oberfläche das Format, das auf dac behandelte Aufzeichnungsmedium zunächst als ein latentes Bild aufgedruckt wird und sodann später entwickelt und fixiert wird, um ein permanentes Format auf dem Aufzeichnungsmedium üu bilden. Nach der elektrischen Aufladung in den Formatierstationen 1 und 2 durchläuft das behandelte Aufzeichnungsmedium wenigstens zwei Elektrodenanordnungen 305 und 3O5A beidseits der Oberflächen des Aufzeichnungsmediums. Es versteht sich, daß irgendeine Anzahl von Elektrodenanordnungen in Abhängigkeit von der Breite des Aufzeichnungsmediums und der Anzahl der auf dieses Medium zu druckenden Zeichen verwendet werden kann. Jede Elektrodenanordnung besteht aus mehreren Schreibstiften, die in ein nicht-leitendes Medium eingebettet sind,

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das κ ein err ei tr. von einer.i s.l.s /vuf fangelektrode bezeichneten loiter.·''!·;.·!> i'.;>terial urr.gob'in ist. Die Elcktroäenaricreuung, Civ. später näher beschrieben γ/ird, erhält eine verändc-rl.1 ehe J:?-· f orina t \ on von ein chi niche dargestellten !'utcnpro?i"r; or 00-·:·; anderen Geraten zugeführt, wobei durch selektive IJr; ^gunc? mehrerer Schreibstifte ein latente.« Bild BJphamnnv-'-Äeche.r Zeichen oder ein anderer veränderlicher Dn>c]: durch elektrische Entladung auf dr-ri¹ Papier erzeugt und durch die dielektrische Schicht beibehalten wird.

Die nöchste Station, die das vorbehandelt-;= Papier cir'chl.-V. i£t die Tenor ü\ ation 350, v.'clche ν·.·;α Iinr.tcji «-'.Oiistyp irrt. Γ,..·· flvrcUjcr 'J'oMei \;ird in den BehSlt;_-r 35OC der Ton-rt t-atic:; über den Einlaß 35ΟΛ gepumpt. Überzählige FHüsüigk-'-;- * ka.··;. durch den iUu.Ja·} 35OB eniiernt ve;:Jen. Dan cti.elekv:--j.&ch«- Papier v/ird über eine Reihe von Rollen 3K:~314 auf ί.·;.:1ΰ.::. Seiten des behandelten 1-,*γ>ΐ(ΐΧ8 durch die Tonurf li";·..·.-: i.gkei igeführt. Bei in Austritt ans dem behälter 3 5OC wird djo ü.¹:- ·- zälilige Toner!ί üssigkei '·:. von dem dielektrischen Parier ül·- y Abstreifer 316 und 3167i entfernt. Das dielektrische Papic^:- wird sodann zv.'isehen Trccknerrollcn 317-317C hind«i:cchgei iiS-r Jede Trocknerrolle ist mit einem Wischerblatt 320, 32ΟΛ, urv. ausgerüstet, urn die überzählige Tonorflüssigkeit nach öf.ru Verlassen einer jeden Troeknerrolle abzuwischen. Das behandelte Papier 100 wird sodann einer Trockenstation 318 zugeführt, in der heiße Luft auf beide Seiten des behandelter; Papiers 100 geblasen wird, wodurch die Trägerflüssigkeit verdampft und die Tonerpartikel, eingebettet in das Papier,. zurückbleiben. Die verdampfte Trägerflüssigkeit wird sodanu einer hier nicht dargestellten Rückgewinnungsstation zugeleitet, in der sie durch Kondensation in die flüssige Form zurückgeführt wird, wodurch sie erneut benutzt werden kann. Eine Antriebsstation 319, die wenigstens zwei Metallrollen umfaßt, liefert die Antriebskraft, mit der das Papier durch die verschiedenen Stationen gezogen wird.

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Anhand der Figuren 2, 2A und 5 sei mm die Urzeugung tlnus Driickes beschrieben. Eine typische Llck-hrodoii'-mordnun-j besteht gemäß Fig. 2A aus Kupfer von einrr Orr.se, doppelseitig beschichtet mit einem TefloncvibstrrvL von 21;" /.·■..·"!, wobei dlesf-Anordnung in ein isolierendem Medium 2OG eingebet-Let .int., das seinerseits von z.wei Aufiangeleklroden ?..)'i xuiö 204 Δ unigeben ist c Die Auf f angelektrociön bef r.r-fkm sich auf einem Potential von ungefähr 700 V. Eine 'vpj sehe Druokkop.t:iir;o'.clnung, die einen doppelseitig bedruckten SchalLkreis ν'.:.·-.'·;·ϊκν.ί·,-, ist. in Ficf, 2B dargestellt. Die Drucl ":opfanordrung l·.·.: ':. i't aus einem Teflonsubstrcit von 216 μη Dichn, das; beidiieiti.:; m;^; ;. Kupfer von einer Unze beschichtet i.-.Ί _r Die Leii·or 22¹!>Ί\ und 225B biidün zwei Reihen von ^erset^te.j Druckn;:deln_f c.!.f.· an der Basis der Elektrodenanordnung ar. 2* Verlsinder mi. L IiΠ Stiften angeschilosfsen sind^ Verbinciuno-^steckci; v^vdcn :,;>:.lann benutzt, xnw die Ansteuerelektroriik ft'·;- die liociiüp.aiiiiv·."'.«:. ;:·.η die Druckkopf anordnung anzuschließei;- I)Ie einzelnen l..n i.urigei., in der Druckkopf anordnung sind mit e.innin Mater;, öl hoher Dielektri·/.itätskon?rtante verbunden, m·· einen rpannurigr^v·..: einbruch zv7isehen den Elektroden zu verhindern. Zvei Tragblocke, die mit jeder Seite des gedruckten Schaltkreises am ):nü<: der Drucknadeln verklebt sind, vervollständigen die Anordnung.

Die Abtastzeile eines jeden durch die Matrix r.-.bzubi]der;dc-n Zeichens wird durch zwei Reihen von Flektrodenstiften gebildet/ die auf der dielektrisch beschichteten Papier-oberfläche quadratische Bilder mit einer Foitenlänge von 127 /im erzeugen. Die zv/ei Reihen der versetzten Drucknadeln dienen der Eliminierung von Leerstellen, die meist bei dem punktförmigen Druck von Zeichen durch eine Matrix vorgefunden werden. Der Schaltungsweg bei der Abbildung verläuft durch das Papier zwischen zwei leitenden Stangen 261 und 261A und den Auffangelektroden 204 und 2O4A, wie dies aus Fig. 2A hervorgeht. Die leitenden Stangen werden ebenfalls als Auffangelektroden bezeichnet. Die Stangen erzeugen eine hohe Spannung auf der den punktförmigen Bildern gegenüberliegenden dielektrischen Seite. Die zwei Reihen von Drucknadeln

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sind als ungerade und gerade Reihen bezeichnet. Die ungerade Reihe von Drucknadeln wird benutzt, um die ungerade bezifferten Abtastzeilenpunkte zu erzeugen, und die gerade Zeile von Drucknadeln erzeugt die gerade bezifferten Abtastzeilenpunkte. Dia vertikale Rev/egung des Papiers erfolgt synchronisiert mit einer vertikalen Abtastung der Drucknadeln zwecks Zeichenbildung. Die Elektroden mit: einer Dicke von 38 fim bilden quadratförmige Bilder mit einer Seitenlänge von 127 ^um, indem dem Papier gestattet wird, sich um eine kurze Strecke zu bewegen, während der ,Schreibstift erregt bleibt. Während der Schreibstift erregt bleibt, wird das Papier hinter dem Druckkopf hindurchgezogen, wobei ein Bild erzeugt wird, das unabhängig von der genauen Dicke des Schreibstiftes ist.

Fig. 2C veranschaulicht im Wege eines Beispieles die Bildung eines Matrixze.i chens durch den Druckkopf. Zur Veranschaulichung ist nur ein Zeichen "E" in dieser Figur dargestellt, aber es sei darauf verwiesen, daß alle Zeichen einer einzigen Seile zur gleichen Zeit gebildet werden. Das dargestellte Zeichen wird unter Verwendung einer Matrix mit 13 χ 15 Schreibstiften gebildet. Die zeitliche Folge der Zeichenbildung wird diirch die Bezeichnung der erzeugten Punkte mit den Angaben t- bis t,~ veranschaulicht. Die Punkte mit niedriger Ziffer werden zuerst gebildet. Wenn das Papier die ungerade Reihe von Elektroden passiert, so v/erden die ungeraden Stellen der ersten Abtastzeile abgebildet, indem die geeigneten Schreibstifte in der ungeraden Elektrodenreihe erregt werden. Diese Elektroden bleiben erregt, bis der Papiervorschub punktförmige Bilder mit einer Höhe von 127 um erzeugt hat. Die so gebildeten Punkte sind mit t.. in Fig. 2C bezeichnet. Als nächstes wird die ungerade Elektrodenreihe erneut erregt, wobei aber nun jene Schreibstifte aktiviert werden, die zur Bildung der Punkte in der zweiten Abtastzeile erforderlich sind. Die Ansteuerung erfolgt erneut und das quadratische Bild mit einer Seitenlänge von 127 um wird hinsichtlich der zweiten Abtastzeile geschaffen. Diese Punkte sind mit t- bezeichnet.

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Wenn die ungeraden Punkte der zweiten Abtastzeile gebildet worden sind, so sind die geraden Punktpositionen der ersten Abtastzeile in Bezug auf die gerade Elektrodenrcihe ausgerichtet und für die Abbildung bereit. Die Abbildung der geraden Punkte in der ersten Abtastzeile tritt während des nächsten Zeitintervalles auf. Diese Punkte sind mit t, bezeichnet. Dieses Verfahren setzt sich fort, bis das gesamte Zeichen abgebildet worden ist. Die geraden Punkte für die letzten beiden Abtastzeilen werden abgebildet, ohne daß irgendeine ungerade Elektrode erregt wird, um die Auswirkung der Abbildung der anfänglichen ungeraden Punkte vor der Aktivierung irgendeiner geraden Elektrode auszugleichen. Das resultierende Zeichen ist frei von unerwünschten Leerstellen.

Der Druckkopf besitzt typischerweise 2112 Schreibstifte in zwei Reihen von jeweils 1056 Schreibstiften für eine effektive Zeichenbildung über eine Länge von 268,2 iron. Hierdurch wfcidon 132 kleine Zeichen in einer einzelnen Zeile (3 Stellen für den Zwischenraum) oder 105 große Zeichen (12 Steilem für den 5svischenraum) ermöglicht. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten sei auf die zuvor erwähnte US-PS 3 624 661 verwiesen.

Fig. 2 zeigt schematisch die Lage der Elektrodcnanordnungen 200 und 200A in einer typischen verschobenen Axt auf jeder Seite des behandelten Papieres 100. Ferner sind in Fig. 2 typische Stromflüsse i., und i₂ innerhalb der leitenden Gruncl·- schicht des behandelten Papieres 100 dargestellt, die dazu dienen, elektrische Ladungen auf der dielektrischen Schicht 207 und 2O7A zu plazieren. Ein Verständnis des Stroiaf Iusrce kann aus dem vereinfachten Ladekreis gemäß Fig. 5 hergeleitet werden.

Fig. 5 zeigt das äquivalente Schaltungsdiagramm für die zweiseitige Aufladung in der Formatstation 501 und der Station für den veränderlichen Druck. R, .. repräsentiert den Widerstand

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dor Paoj or-Gj: uridschicht des AurV.ei chnungcirediums gegenüber ij;:O.c, C,-.. uij'l C_r, st elj en die Kapazitäten απ der Kontaktstelle 701 υ-,Ci 7C17¹ d^r Forwattroinmel mit der dielektrischen Schicht C''..:;; /,i'irzcichmmvi.'iiiiediuiYis 100 dar, R... und E^.„ veran- «chiiuliclivii fi'i.c V'iderrstänrle der Pospier-Grundschicht zwischen dv,n LOrmatvI^treden 307, 3OS und 3Ο7Λ. V_f stellt das an die Roll-'- 309 £^i:_ \^Ί egto roriiiutpotentj al dar, C , und C- stellen c'l;.e voräii.".'2.L.l.^; c,hcn Kaoo^it."te:'j ci.;:r Schrei bnadeln des Elektrodenkopi'p.s dar,

^n}j.'::.jjiri dc? !M qu..:p η A_r -*L und 4B t:ei nunn-ciir der Ledeprozeß für dar. Format ·?Γ-;.>ο>.γ bechrieben. Fig. 4 zejgt schematisch eine cli't.-.i.j.lie.'--: ;/■"."; /iusiiildUiig der Foriitahier.station«. Das dielektrjrche ίν·ρ:;--.x 100 bcv.vit sich κνπ.sehen der leitenden Format" rolXf- A?.'.i'i. T-r.0 eine.-: :..icht-leitenden nar:lj.gie.bigen Stützrolle Λ'/'ό in ac.r c^roh den Pfyil ang^ciouteten Richtung. Jeder leit.endt·:; KoIIf: ''-'::^::i and 422b i&t eine nicht-leitende nachgiebige Ri'i.ie 423 \..i:v ·*23λ. ciil-.;:;p.rechend zugeordnet. Ferner ist die C'-i^c)v-iin:^{-U])ci.t jeder leitenden Rolle 422Λ und 422B synchronisiert, so daß die auf jeder Sej te des Papiers abgebildeten Forjii".te eJiianäcr üb^-rlciMert sind. Die Rolle 424 ist eine nichtleitende ruhrungsroijο sum Zuführen des dielektrischen Papieres 100 ?,u der Lr.dtrolle 42!>_t Die Laderolle 425 liegt em£ einem rott.-ntial vc:i ungefähr 1200 V bezogen auf die Formatrollen 422Λ. und ·;22Β« ür; :.:ai dai auf verwiesen, daß die Laderolle 425 einen Ladestrom für jede der Formatrollen 422Λ und 422B entsprechend ert.f-ugt. V.'ährond der Ladeoperation werden negative Ladungen auf der dielektrischen Seite Λ abgelagert, da die Formatrolle 422Λ auf Erdpotential gehalten v.'ird. Demgemäß werden positive Ladungen in der Papier-Grundschicht auf Grund der kapazitiven Kopplung induziert. Diese positiven Ladungen können entweder durch die Laderolle oder durch den tatsächlichen Stromfluß induziert worden, der durch die Undichtigkeit der dielektrischen Seite B des Papieres hervorgerufen wird. Wenn die Laderolle unmittelbar gegenüber der Formatrolle 422A angeordnet ist, so ist die Kapazität zwischen dem dielektrischen Papier 100 und

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der Formatrolle. 422A ziemlich klein und die eines Spannung silber schlage durch die Luft ist groH. Um Zustand zn veranschaulichen, sei Bezug auf Fig. in der die Format.trommel 401 direkt gegenüber der Lnuerojje 402 angeordnet ist, wobei sich das dielektrische Pap.Ur dazwischen befindet ο Das entsprechende Schal Lungsdir:";;:a:am bei dieser Anordnung der Rollen und dos dielektrischen ^.:rior;· ist ebenfalls dargestellt.. Die Kapazität der Luftlücce "virchon. der Rolle 402 und dar dielektrischen Seite 1 des Pop.i.ere.- 'OC ist mit C , bezeichnet. Eine ähnliche Kapazität ?.w.^; ■ :hen 0--r Fcrinattroranel 403 und der dielektrischen Seite 2 ö^-j i⁵ap.!-ü.·^ 100 ist mit C „ bezeichnet. Weiterhin sind die K^r--.¹''. I t äter- S.c-y dielektrischen Schichten des Ps.pie.res für die be:!c^:-;i Se:! v.c-i- ,..i..t C-J₁ und C,₂ bezeichnet. Der Widerstand der leitei;.jcp Papjk:-·:- Grundschicht v/eist den Wort R, auf. Die zwischen cer Laotrc.ίκ; 402 und der Formatrolle 401 angelegte Ges&ratspanrv^ig bet?.c.vr. 1200 V. Es sei diesem SchaltungEuiagramni entnomrai:_lf α .2 S U:.c Luft-Durchschlagskapazität C. ₁ kleiner als die Luft-Diircb·- schlagskapazitMt C. _? ist. Dies ist notwendlgerv;ei;»e so, da die Formattrorcmel 401 größer als die Laderolle 402 sein rnoi, da deren Aufbau durch die Art des. auf das Papier zu druck·:.η:lcvi Formates bestimmt ist. Dementsprechend ist leicht ersieht!:! eh., daß der Spannungsdurchschlag durch die Luftlücke au.f: der äj οIf-A" trischen Seite 1 erfolgen wird, wodurch positive Ladungen avS. der dielektrischen Seite 1 abgelagert werden. Diec?o Ladung behindert nicht nur die Aufprägung eines latenten variablen Bildes auf der dielektrischen Seite 1, sondern wird ebenfalls als Hintergrund in der Tonerstation entwickelt. Um einen Spannungsüberschlag durch die Luftlücke auf der positiven Seite der Formatierstationen zu verhindern, wird die Laderolle 402 von der Kontaktstelle mit der Formattrommel verschoben. Diese Anordnung ist in Fig. 4B dargestellt.

Gemäß Fig. 4B ist ersichtlich, daß die Formattrommel 407 in Bezug auf die Laderolle 409 versetzt angeordnet ist. Eine nicht-leitende nachgiebige Rolle 408 ist hinzugefügt worden,

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um den geeigneten Druck auf die das Format druckende Trommel auszuüben. Nunmehr ist festzustellen, dal¹ der relative Wert der Luft-Durchschlagskapazität C .. viel größer als der Wert der Luft-Durchschlagskapazität C „ ist. In gleicher Weise ist die dielektrische Kapazität C-,.. auf der dielektrischen Seite 1 verglichen mit der dielektrischen Kapazität C,- der dielektrischen Seite 2 des AufZeichnungsmediums viel größer. Dementsprechend werden durch diese Anordnung negative Ladungen auf der Oberfläche der dielektrischen Seite 2 abgelagert und positive Ladungen zwischen der dielektrischen Seite 2 und der leitenden Papier-Grundschicht induziert. Es werden keine Ladurqen auf der dielektrischen Seite 1 des Auf zeichnungsniediums induziert bis dieses die Formatierstation Kr. 2 erreicht, die in Fig. 4B nicht dargestellt ist, sondern nur in Fig. 3. In der Formatierstation Nr. 2 werden durch das gleiche Verfahren negative Ladungen auf der dielektrischen Seite 1 erzeugt.

Gemäß Fig. 6 tritt das dielektrische Papier 100, das Ladungen entsprechend einem Format und eines variablen Druckbildes auf beiden Seiten aufweist, über eine nicht-leitende Führungsrolle 640 in eine Tonerstation 600 ein. Die Tonerflüssigkeit besteht aus einem positiv geladenen Kohlenkolloid, das in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit auf Petroleurn/Kerosinbasis gelöst ist. Eine solche Trägerflüssigkeit ist beispielsweise durch die unter dem Warenzeichen der Firma Exxon vertriebene Flüssigkeit Isopar-L vorgegeben. Die Trägerflüssigkeit wird über den Einlaß 660 zugeführt und an dem Auslaß 661 abgeführt. Um Bilder auf beiden Seiten des dielektrischen Mediums 50 zu entwickeln, wird Tonerflüssigkeit C bis zu einem durch die gestrichelte Linie A dargestellten Pegel eingeführt, während bei einer Entwicklung von latenten Bildern nur auf einer Seite des dielektrischen Mediums die Tonerflüssigkeit C nur bis zu dem Pegel B eingeführt wird, so daß die Zuführrollen 643, 643A und 643B teilweise eingetaucht sind und die Zuführrollen 641, 641A, 641B und 641C sich vollständig außerhalb der Tonerflüssigkeit C befinden. Das Aufzeichnungsmedium wandert zwischen den als Entwicklerelektroden wirkenden Rollen 641A, 6<ΠΒ, 643, 643A und 643B hindurch.

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Die Rollen 641 und 641C sind Führungsrollen und dienen der Richtungsänderung des Aufzeichnungsmediums. Obgleich nur 5 Entwicklungselektroden in Form von Rollen dargestellt sind, kann irgendeine beliebige Anzahl Verwendung finden. Es besteht, die Regel, daß die Druckqualität umso besser ist, je mehr Elektrodenro.llen verwendet werden.

In Fig. 7 ist ein Aufzeichnungsträger 100 aus Papier mit dielektrischen Schichten 751 und 752 zwischen Entwicklungselektrcden 741A und 7 43 dargestellt. Es besteht eine Lücke zwischen den Entwicklungselektrode!! und dem 7ui£zeichnungsträger. Die Lücke ist: erforderlich, um einen Fluß der Tonerflüssigkeit zwischen den als Ent.\7ick3.ungselektroden arbeitenden Zuführrollen 74IA und 743 und dem Papier zu gewährleisten. Die dielektrischen Oberflächen 751 und 752 des Aufzeichnungsträgers werden nun negativ mit latenten Bildern geladen, wobei Tonerpartikel η angezogen werden, die positiv geladen sind. Das zwischen dem Aufzeichnungsträger und den Entwicklungselektroden in der Lücke bestehende elektrische Feld ist durch den Wert V/ vorgegeben, v/obei V der Spannungsdifferenz zwischen der leitenden Grundschicht 100 und den Entv.'icklungselektroden 741A und 744 entspricht und g den Abstand dazwischen repräsentiert. Die positiv geladenen Tonerpartikel η wandern unter dem Einfluß des elektrischen Feldes E, , wobei eine Anziehung nur an den Stellen erfolgt, wo ein latentes Bild vorhanden ist. Das elektrische Feld F, ist hierbei so gerichtet, daß die Tonerpartikel von den Bereichen der dielektrischen Oberfläche weggestoßen werden, wo keine latenten Bilder vorliegen. Im Ladungsbereich ist das induzierte elektrische Feld E dem Wert ][ = E, äquivalent. Hierbei

entspricht I der Ladungsdichte des Bildes, g der Abstandslücke und c der Kapazität pro Flächeneinheit der dielektrischen Schicht. Diese Richtung des elektrischen Feldes ist dergestalt, daß die Tonerpartikel in Richtung auf das latente Bild angezogen werden.

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Das don Tonerbehälter verlassende Aufzeichnungsmedium isrL nunmehr entwickelt, d. h. die Tonerpartikel sind von dem geladenen Teil dos Aufzeichnungsträgers angezogen worden, um auf diese Weise die latenten Bilde): sichtbar zu machen. Der Aufzeichnungsträger weist zusammen mit den Tonerpartikeln noch überschüssige Trägerflüssigkeit auf, in der die Tonerpartikel gelöst waren. Es ist erforderlich, diese durch den /vufzeichnungstrelger herausgeführte Trägerflüssigkeit zu entfernen. Der Aufzeichnungsträger läuft daher über /ibstreifer 644 und 644A und über eine Gruppe von TrocknerroJlen 645, 645A, 645B und 6 45C. Jede der Tx'ocknerrollen ist mit Wischerblättern f>4G_r 646A-G46C ausgestattet. Durch Abwischen und Ausquetschen des Aufzeichnungsträgers wird die überschüssige Flüssigkeit auf ein Minimum reduziert und schließlich vollständig in der Trocknerstation 318 gemäß Fig. 3 verdampft. Obgleich 4 Trocknarrollen dargestellt sind, kann irgendeine beliebige Anzahl Verwendung finden. Je mehr Trocknerrollen verwendet werden, umso besser wird die herausgeführte Trägerflüssigkeit reduziert.

Vorstehend wurde nur ein 7vusführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann sowohl bei einem einseitigen, als auch bei einem zweiseitigen Aufzeichnungsträger Verwendung finden. Bei Verwendung eines einseitig beschichteten Aufzeichnungsträgers ist selbstverständlich nur ein Druck auf einer Seite möglich. Hierbei wird die Aufladung auf eine Seite beschränkt und eine Elektrodenanordnung und eine Formatierstation wird gesperrt. Ferner wird der Pegel der Tonerflüssigkeit innerhalb der Tonerstation abgesenkt, so daß die Benetzung mit Tonerflüssigkeit nur auf einer Seite erfolgt.

909816/0734

Claims

HONEYWELL INFORMATION SYSTEMS INC.

Smith Street 5305?69 Go

Waltham, Mass., USA

Elektrographisches Drucksystem

Patentansprüche:

/ 1. jElektrographisches Drucksystem, in walchem auf einem bew ^-—■'Aufzeichnungsmedium - bestehend aus einer elektrisch leitenden Papier-Grundschicht mit einer plastischen dielektrischen Beschichtung auf beiden Seiten - elektrographische Bilder erzeugt werden, indem selektiv ein hohes Potential über rteiv. Aufzeichnungsmedium angelegt wird, wobei die latenten B.i?.der nachfolgend durch Zuführung eines Toners zu dem Aufzeichnungsmedium sichtbar gemacht werden, gekennzeichnet durch

eine Elektrodenanordnung auf jeder Seite des Aufseichnungsmediums in Nachbarschaft der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsmediums mit mehreren im Abstand angeordneten Elektrodenrcihen, wobei aufeinanderfolgende Elektroden in jeder der Reihen voneinander einen Abstand aufweisen und die Elektroden aufeinanderfolgender Reihen versetzt angeordnet sind? erste Mittel zum selektiven Ansteuern jeder der Elektroden, wodurch latente elektrographische Bilder selektiv und im wesentlichen gleichzeitig auf jeder Seite des Aufzeichrmngsmediums gebildet werden; und

eine Toner-Zuführstation für zwei Seiten zur im wesentlichen gleichzeitigen Entwicklung der auf jeder Seite des Aufzeichnungsmediums gebildeten latenten Bilder durch im wesentlichen gleichzeitige Zuführung von Tonerlösung zu beiden Seiten des Aufzeichnungsmediums.

909316/0734

ORIGINAL INSPECTED
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweiseitige Toner-Zufuhr ε ta tion zweite Mittel zur Umwandlung der zweiseitigen Toner-3uführ~ station in eine einseitige Toner-Zuführstation zwecks Entwicklung latenter elektrographischer Bilder auf nur einer Seite des Aufzaichnungsmediums aufweist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Toner-Zuführstation einen eine Tonerlösung enthaltenden Behälter aufweist, wobei der Pegel ausreichend ist, beide Seiben des; Aufzeichnungsmediuips zu benetzen.
4. System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Führungsrollen in der zweiseitigen Toner™ Zuführstation, um das Aufzeichnungsmedium in der Tonerlösung eingetaucht zu halten, wenn es entlang seiner Bewegungsbahn fortschreitet.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Tonerlösung ein positiv geladenes Kohlenkolloid, gelöst in einer nicht-leitenden Trägerflüssigkeit aus Petroleum/Kerosen, aufweist.
6. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine elektrographische Formatierstation zum Aufbringen eines latenten Bildes mit bestimmtem Format auf wenigstens einer Seite des Aufzeichnungsmediums.

909816/0734