DE4112444A1 - Drucksystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Drucksystem, insbesondere auf ein System und ein Gerät, das die Ionenprojektionstechnik verwendet. Die Anmeldung ist eine Continuation in Part der US-Patentanmeldungen SN 07/5 10 081 und SN 07/5 10 130, die beide am 17. Aprilil 1990 angemeldet worden sind.

In den schwebenden Basisanmeldungen SN 07/5 10 081 und SN 07/5 10 130 werden neuartige Drucksysteme und Geräte offenbart und beansprucht, bei denen die bildfixierten dielektrischen Schichten mit einem visuell klaren Material laminiert oder überzogen sind. Das Überziehen verleiht den abgebildeten dielektrischen Schichten eine strukturelle Stabilität und kapselt auch das getonte Bild ein, um es dauerhaft an Ort und Stelle zu fixieren. Ein weiteres Merkmal des Laminats besteht darin, daß es ein Schrumpfen der dielektrischen Schicht verhindert und der Schicht und dem Bild einen erhöhten Schutz in der Trennstation gewährt. In der Anmeldung SN 07/5 10 081 betrifft die Erfindung sowohl ein Verfahren, als auch ein Gerät zum Drucken eines Bildes auf einer beweglichen, dickeren, dielektrischen Schicht als üblicherweise in anderen Systemen benutzt wird. Die benutzte dielektrische Schicht ist mindestens 0.2 mils (1 mils = 10^-3 inch) dick und wird von dem System entfernt, nachdem sie bildentwickelt, fixiert und mit einer Schicht des gleichen Harztyps laminiert oder überzogen worden ist, wie der in der dielektrischen Schicht bzw. Schichten verwendete Typ. Die bildeingerägte überzogene Schicht kann später auf einem Substrat, wie etwa einer Fliese oder einer Tapetenunterlage aufgebracht werden. Wie zuvor bemerkt, verstärkt der bildeingeprägte Überzug, neben dem Überziehen des Bildes, die dielektrische Schicht erheblich. In der Anmeldung SN 07/5 10 130 betrifft die Erfindung einen anschlagfreien Drucker und ein entsprechendes Verfahren, bei dem zwei oder mehr Bildtonerstationen auf einer leitenden Trommel vorhanden sind. Durch Verwendung von mehreren Stationen mit getrennten Abbildungs- und Tonermitteln werden komplizierte Bildfarbdeckungstrukturen vermieden. Die dielektrische Schicht wird durch Bilderzeugungsmittel voranbewegt, welche an getrennten Stationen selektiv entwickelt und fixiert werden. Das farbige Endbild wird dann überzogen und die es enthaltende dielektrische Schicht wird dann von der Trommel abgelöst. Beide Basisanmeldungen unterstreichen die Notwendigkeit eines überziehenden oder einer laminierten oberen Schicht.

Es hat sich nun herausgestellt, daß in dem System der Laminierungs- oder Überziehungsschritt nicht wesentlich ist, weil er in einem späteren Systemschritt ausgeführt werden kann. Durch Steuern der Zusammensetzung des Überzugs und durch Verwenden steiferer, dielektrischer Filme stelltauch das bei den Materialien der Basisanmeldungen vorhandene Schrumpfungsproblem kein Problem mehr dar. Außerdem kann durch Steuern der Verfahrensbedingungen des Drucksystems sowohl die Schrumpfung, als auch die Bildgröße wirksam beeinflußt werden. Weiter kann die Wahl eines leitenden Bandes, das dimensionsmäßig stabil aber den dielektrischen Film vorteilhaft anbindet und durch Steuerbefehl freigibt, die ursprünglichen Drucksysteme bedeutend verbessern.

Steifere dielektrische Filme und/oder Zusammensetzungen, die nach dem Trocknen oder Härten zu dem gewünschten dielektrischen Film führen, können bereitgestellt werden. Dies kann auf eine Weise oder durch eine Kombination folgender Maßnahmen erreicht werden: durch erhebliche Reduzierung des in den Mischungen verwendeten Weichmachers, durch Auswahl von Harzen, die eine höhere Transformationstemperatur (Tg) besitzen, durch Hinzufügen von Füllstoffen, durch in-situ-Polymerisation, etc. Fachleute können ohne weiteres eine Vielzahl von Materialien angeben oder wählen, welche zu Filmdielektrika führen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind.

Somit kann die strukturelle Bild- und Schichtstabilität, statt durch Laminieren, auf folgende Weise erzielt werden: Verwendung steiferer dielektrischer Filme oder Überzugsmischungen und/oder Verwendung von Tonern mit Polymeren, die wesentlich erhöhte Bindungseigenschaften besitzen und durch normale Fixiermittel am Film haften, Steuerung der Beheizung und Kühlung des leitenden Bandes während des Druckens und Wahl eines dimensionsmäßig stabilen Bandes. Wie jedoch zuvor bemerkt, kann im Falle, daß ein Laminieren gewünscht wird, dieses in einem späteren oder nachgeschalteten Systemschritt erfolgen.

Weiter sind heute verschiedene Markierungssysteme bekannt und in Benutzung, die auf der Verwendung der elektrografischen Technik beruhen. Im allgemeinen verwenden diese Systeme ein Muster elektrischer Ladungen, das dem gewünschten Bild entspricht. Das Muster ist als latentes elektrostatisches Bild oder Ladungsmuster bekannt. Die Ladung wird im allgemeinen auf einer dielektrischen Oberfläche einer Trommel oder eines Bandes aufgebracht. Die das latente elektrostatische Bild tragende Oberfläche wird durch eine Tonerstation bewegt, in der sich ein Tonermaterial entgegengesetzter Ladung an den beladenen Bereichen der dielektrischen Oberfläche anheftet und ein sichtbares Bild erzeugt. Die Trommel oder das Band werden voranbewegt, wobei das Tonerbild entweder an ein aufnehmendes Medium übertragen oder direkt an der beladenen Oberfläche eingeschmolzen wird. Nach Beendigung der Schmelzoperation im Transfersystem kann das Dielektrikum auf verschiedene Weise behandelt werden, um seine Oberflächen von restlichen Ladungen oder Tonerrückständen oder von beiden zu reinigen. Die Reinigung kann durch irgendeine elektrostatische und/oder mechanische Reinigungsmethode erfolgen.

Bei elektrografischen Abbildungs- und Druckverfahren sind lichtleitende Isolatoren und Dielektrika benutzt worden, die sich jedoch stark voneinander unterscheiden. Lichtleitende Isolatoren halten eine elekrische Ladung nur im Dunkeln fest, was sie für begrenzte Anwendungen, wie beispielsweise in Kopierern und dergleichen, nützlich macht. Andererseits können Dielektrika eine elektrische Ladung in Gegenwart von sichtbarem Licht festhalten, was sie zur Verwendung in kommerziellen Herstellungsverfahren, wie etwa im Falle der vorliegenden Erfindung, wesentlich praktikabler macht.

Weiter sind viele elektrostatische Druckverfahren bekannt, wie etwa jene, die in den US-Patenten Nos. 30 23 731 (Schwertz); 37 01 996 (Perley); 41 55 093 (Fotland); 42 67 556 (Fotland); 44 94 129 (Gretchev); 45 18 468 (Fotland); 46 75 703 (Fotland); und 48 21 066 (Foote) beschrieben sind. Alle diese Systeme offenbaren nichtanschlagende Drucksysteme, die elektrostatische Bilder verwenden, die in einer oder mehreren Tonerstationen sichtbar gemacht werden können. In diesen Systemen werden aus Ionen erzeugenden Mitteln Ionen auf die Oberfläche einer dielektrischen Schicht mit Hilfe eines Druckkopfes projiziert, wie er etwa durch Fotland im US-Patent 41 55 093 oder 42 67 556 beschrieben ist. Im allgemeinen weist der Druckkopf eine Struktur aus zwei durch ein festes dielektrisches Element getrennten Elektroden, einem festen dielektrischen Element und einer dritten Elektrode für die Ionenextraktion auf. Die erste Elektrode ist eine Treiberelektrode, während die zweite eine Steuerelektrode ist. Beide stehen mit der trennenden dielektrischen Schicht in Berührung. In einer Übergangszone der Steuerelektrode und des festen dielektrischen Elementes gibt es einen Luftzwischenraum. Zwischen den beiden Elektroden wird eine hochfrequente Hochspannungsentladung ausgelöst, die einen Pool negativer und positiver Ionen in dem sich an die Steuerelektrode anschließenden Luftraum erzeugen. Die lonen treten mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes, das zwischen der zweiten und der dritten Elektrode besteht, durch ein Loch aus der dritten Elektrode aus. Gemäß dem Patent 42 67 556 von Fotland besitzt der bilderzeugende Ionengenerator die Gestalt einer Multiplexmatrix aus Fingerelektroden und Selektorstäben, die durch ein festes dielektrisches Element voneinander getrennt sind. Die Ionen werden an Öffnungen in den Fingerelektroden in den Matrixkreuzungspunkten erzeugt und extrahiert, um ein Bild auf einem Empfangselement zu erzeugen. Eine Graustufensteuerung wird durch Impulsbreitenmodulation an der zweiten (Finger)Elektrode durchgeführt, wie in US-Patent 49 41 313 von Weiner beschrieben ist. Obwohl Ionenprojektionsköpfe des Standes der Technik in vielen Anwendungen von Nutzen sind, sind sie nicht für eine Verwendung in Systemen geeignet, die eine relativ dicke dielektrische Abbildungsschicht mit entsprechend niedriger Kapazität erfordern. Im allgemeinen benutzen Systeme, die auf der Basis der Ionenprojektionsdrucktechnik arbeiten, pulverförmige Toner. In der Elektrografie sind Flüssigentwicklungssysteme am besten für eine exakte Wiedergabeschärfe von grau abgestuften Bildern und für eine hochauflösende Entwicklung geeignet. Die Bestandteile der Tonersysteme können die Elektroden der Ionenprojektionsköpfe des Standes der Technik verunreinigen und sie praktisch funktionsunfähig machen. Wenn flüssige Toner verwendet werden, stellt die Verunreinigung der Ionenprojektionskartusche ein größeres Problem dar als wenn traditionelle Trockenpulvertoner verwendet werden. Dies rührt daher, daß die Tonerpartikel in flüssigen Tonern erheblich kleiner als in Trockenpulvertonern sind (beispielsweise 1 Mikrometer gegenüber 25 Mikrometern), und daß es weiter eine flüssige Komponente gibt, die verdampft. Es besteht also eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß der restliche Toner und/oder die Lösungsmittel zur Ionenprojektionskartusche hinwandern und eine Abnahme des Ionenemissionswirkungsgrades oder einen Emissionstotalverlust verursachen. Der Einbau eines Luftmessers vor dem Ionenprojektionskopf kann die schädliche Einwirkung der Verunreinigung auf den Kopf reduzieren. Das Luftmesser verhindert die Exposition des Ionenprojektionskopfes gegenüber den in flüssigen Tonern enthaltenen Tonerpartikeln und Lösungsmitteln, indem es den Raum um den Ionenprojektionskopf mit lösungsmittelfreier Luft oder anderen Gasen ausbläst. Darüber hinaus sind Projektionsköpfe des Standes der Technik für das Drucken in Grauabstufungen nicht besonders wünschenswert. Es waren verbesserte und neuartige Ionenprojektionsköpfe erforderlich, um in Systemen mit Flüssigkeitsentwicklungssystemen und solchen, die nach akzeptablen Grauabstufungsdichten streben, bessere Ergebnisse zu erzielen. Ionenprojektionsköpfe gemäß dem Stande der Technik sind nicht nur nicht für das Drucken für Grauabstufungen besonders erwünscht, sondern weisen auch erhebliche Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Graustufen auf, die wiedergegeben werden können. Beispielsweise schaffen die Köpfe nur vier Grautöne.

Zusätzlich zu den Mängeln der Druckköpfe des Standes der Technik sind die bekannten Ionenprojektionsdrucksysteme nicht speziell daraufhin konstruiert, Mehrfarbendrucksysteme bei hohen Geschwindigkeiten zu versorgen. Darum müssen, obwohl die Ionen erzeugenden Systeme eine inhärent funktionsfähige Technik verwenden, mehrere größere Verbesserungen erfolgen, ehe diese Systeme zur Erzeugung mehrfarbiger Endprodukte hoher Druckqualität bei schnellen Geschwindigkeiten verwendet werden können.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein nichtanschlagendes Drucksystem mit Ionenerzeugung zu schaffen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Drucksystems, das ein leitendes Substrat verwendet, auf dem eine dielektrische Schicht bildeingeprägt wird, wobei das System Bilder von Magazinqualität und gleichmäßigem Farbton liefern kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines nicht anschlagenden Drucksystems, das zur Herstellung relativ dicker Endprodukte eingesetzt werden kann.

Darüber hinaus ist es ein Ziel der Erfindung, ein elektrografisches Drucksystem zu schaffen, das besonders für Hochgeschwindigkeitsfarbsysteme geeignet ist. Zudem ist es ein Ziel der Erfindung, ein elektrografisches Drucksystem zu schaffen, das besonders für Hochgeschwindigkeitsfarbsysteme mit Verwendung flüssiger Toner geeignet ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrografischen Drucksystems, bei dem wesentlich dickere dielektrische Schichten niedriger Kapazität benutzt werden, die eine akurate Wiedergabeschärfe der Grauabstufungsbilder besitzen.

Ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines neuartigen elektrografischen Drucksystems, das sowohl für die direkte, als auch für die Transferbildeinprägung geeignet ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines nicht anschlagenden Drucksystems, das Druckerzeugnisse von Magazinqualität und gleichmäßigem Farbton bei hohen Geschwindigkeiten erzeugen kann.

Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, ein neuartiges System und Gerät zur Herstellung von Produkten zu schaffen, die farbige Bilder verbesserter Qualität, Dichte und Auflösung tragen.

Die genannten Ziele sowie weitere Ziele werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch Schaffung eines Drucksystems erreicht, das organische dielektrische Schichten bis zu einer Dicke von 10 oder mehr mils verwenden kann. Bei dem hier vorliegenden System werden diese dickeren dielektrischen Schichten unter Verwendung eines neuartigen Druckkopfes elektrostatisch bildgeprägt. Nachdem der neuartige Druckkopf das latente Bild auf der Oberfläche des Dielektrikums aufgebracht hat, wird ein neuartiger flüssiger Toner, der im wesentlichen das gleiche Harz besitzt wie das im Dielektrikum verwendete, benutzt, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Wenngleich der durch die vorliegende Erfindung geschaffene Fortschritt für das monochromatische Drucken benutzt werden kann, ist er besonders für Mehrfarbensysteme geeignet. Weiter bringt das vorliegende neuartige System eine substantielle Verbesserung der Grautonwiedergabeschärfe mit sich. Es kann beispielsweise bis zu 128 Stufen der Grautonskala liefern. Beim Mehrfarbensystem durchläuft die bildgeprägte dielektrische Abbildungsschicht nacheinander eine Reihe von Entwicklungsstationen, von denen jede den geeigneten Farbtoner enthält. Die Entwicklungsstationen können nacheinander um ein leitendes Substrat herum angeordnet sein, beispielsweise um eine Trommel oder um ein endloses Band. Das dielektrische Material wird auf dem leitenden Substrat aufgebracht. Der in dieser Beschreibung benutzte Ausdruck "leitendes Substrat" umfaßt Trommeln, Bänder, endlose Bänder oder Kombinationen davon. In einigen Fällen können im gleichen System ein Band und eine Trommel verwendet werden. Jeder Toner spricht auf selektive Latenzbilder entsprechend dem Mehrfarbenbild mit dem gewünschten endgültigen Farbgleichgewicht an. Die Farbdeckung der gewünschten Farbbilder kann durch irgendein bekanntes Farbdeckungsmittel erreicht werden, wie etwa das im US-Patent 48 21 006 offenbarte Mittel. Die Genauigkeit der Farbdeckung kann durch einen geeigneten Sensor kontrolliert werden. Zusätzlich ist es bei der vorliegenden Erfindung wichtig, daß das geeignete Tonerpartikel verwendet wird, d. h. ein solches, das auf Druck, Lösungsmittel, Sprühen, Wärme oder andere geeignete Fixierungsmittel ohne wesentliche Verformung oder Verringerung des Durchmessers der Tonerpartikel anspricht. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß der Toner oder das Tonermaterial das gleiche Harz wie das in der dielektrischen Schicht benutzte Harz aufweisen. Der Ausdruck "gleich" bedeutet entweder das identische Harz oder ein Harz des gleichen Verbindungstyps, wie etwa Polyvinylchlorid und Copolymere von Vinylchlorid mit geringeren Anteilen an Vinylazetat oder anderen Stoffen, etc.

Die in der Beschreibung und in den Ansprüchen benutzten Begriffe "Dielektrikum" oder "dielektrische Schicht" umfassen Filme, Pulver, flüssige Mischungen, beschichtetes und unbeschichtetes Papier, Mischungen davon oder jede andere geeignete Form eines im Rahmen der vorliegenden Erfindung brauchbaren Dielektrikums. Es muß äußerste Sorgfalt auf die Vermeidung von Fehlern in der dielektrischen Schicht verwendet werden. Fehler wie etwa Nadellöcher in der dielektrischen Schicht können einen totalen Zusammenbruch des Systems durch Ladungsleckage, Ladungsabfluß oder andere elektrische Unzulänglichkeiten, die die Unversehrtheit des Latenzbildes betreffen, verursachen. Zu den Dielektrika, die entweder nur auf der Trommel oder dem Band, oder auf beiden aufgebracht werden könnnen und für das vorliegende System geeignet sind, gehören organische Harze, beispielsweise Acrylverbindungen wie Polymethylmethakrylat, Polymermaterialien auf Vinylbasis, und andere geeignete organische Harze einschließlich der in dieser Beschreibung später aufgeführten Polyimide. Weiter dürfen auch die Abbildungseigenschaften der verwendeten Dielektrika nicht durch irgendwelchen exzessiven, im Druckprozeß verwendeten hohen Temperaturen oder durch hohe Feuchtigkeit beeinträchtigt werden. Zusätzlich muß das Dielektrikum eine beträchtliche dielektrische Durchschlagsfestigkeit, hohe Ladungsakzeptanz und relativ niedrige Ladungsleckraten besitzen. Diese Eigenschaften werden durch eine gewisse Feuchtigkeit (wegen der Feuchtigkeitsabsorption einiger Materialien) und durch Wärme beeinflußt, denn einige dielektrische Materialien verlieren ihre dielektrischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen. Die Bildeinprägung sollte unterhalb der Transformationstemperatur Tg des Dielektrikums erfolgen. Wie weiter oben bemerkt, muß das Dielektrikum möglichst ganz frei sein von irgendwelchen Nadellöchern sein, und es muß die geeigneten inhärenten Adhäsionseigenschaften besitzen, um sich an Toner, andere Schichten oder Unterlagen zu binden. Die im Rahmen dieser Erfindung zu verwendenden Dielektrika einschließlich der oben aufgeführten besitzen alle die oben genannten dielektrischen und physikalischen Eigenschaften. Andere bekannte dicke, nichtorganische, dielektrische Materialien wie Aluminiumoxid, Glasemaille und ähnliche Stoffe, sollten sorgfältig vermieden werden, weil sie unter Spannung zum Reißen neigen und dadurch Risse und Oberflächendefekte erzeugen. Auch dürften sie aufgrund ihrer relativen Affinität zu Wasser neue elektrische Leckagewege bilden und Ionen liefern, die eine dielektrische Absorption verursachen. Sollten sie sich jedoch als geeignet erweisen, können einige anorganische Materialien mit den organischen Dielektrika dieser Erfindung kombiniert werden. Die Widerstandsfähigkeit der dielektrischen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung sollte mindestens 10¹² Ohm×cm betragen. Zur Erzeugung der dielektrischen Schicht kann auch eine mehrschichtige Struktur verwendet werden, um die oben erwähnten gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Wie früher bemerkt, ist es ebenfalls wichtig, daß die dielektrische Schicht, ob es sich nun um eine Einzelschicht oder um eine Mehrfachschicht handelt, eine hohe Ladungsakzeptanz und eine beträchtliche dielektrische Durchschlagsfestigkeit besitzt.

Wie oben erwähnt, wird das Ladungsbild auf der dielektrischen Schicht durch einen neuartigen Druckkopf erzeugt, der speziell so verändert ist, daß er bei den dickeren dielektrischen Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung funktioniert. Im allgemeinen erzeugt der in ionografischen Systemen verwendete Kopf relativ hochfrequente Hochspannungsentladungen, die zwischen zwei Elektroden herbeigeführt werden. Die Entladung erzeugt einen Pool negativer und positiver Ionen in dem an die Fingerelektroden angrenzenden Luftraum. Die negativen Ionen werden durch ein positives Feld beschleunigt, was zum Aufbringen einer Ladung auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht führt, wodurch das latente Bild erzeugt wird. Wie vorher erläutert, sind die derzeit existierenden Druckköpfe bei der vorliegenden Erfindung nicht brauchbar, weil die Anzahl der pro Hochfrequenzperiode aufgebrachten Ionen zu groß ist. Es wird ein neuer Druckkopf benötigt, um die erforderliche Ladung und die erforderlichen Bildeigenschaften im System der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Im allgemeinen unterscheidet sich dieser neue Druckkopf von typischen bekannten Druckköpfen (wie beispielsweise dem im US-Patent Nr. 41 60 257 offenbarten), und zwar in folgender Hinsicht: (1) der Kopf weist einen größeren Abstand zwischen dem Finger und den Schirmelektroden auf, (2) es ist eine zusätzliche Schirmelektrode jenseits der ersten angebracht, (3) der Durchmessser des Loches in der Fingerelektrode ist geändert, und (4) jede beliebige Kombination der vorgenannten Maßnahmen ist möglich.

Die Luftmesser können zusätzliche Offnungen in der Nähe des Ionenprojektionskopfs einbringen, um ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, in die Nähe des Ionenprojektionskopfes zu leiten, um exothermische chemische Reaktionen zu vermeiden, die während der Ionisation stattfinden können, wodurch die Betriebstemperaturen des Ionenprojektionskopfes erheblich herabgesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung bevorzugt in hohem Maße flüssige Toner gegenüber trockenen Tonern, und zwar wegen des Grauabstufungsvermögens, der erhöhten Dichte, der Dichtesteuerung und der erzielbaren Auflösung. Folgende Überlegungen sind bei der Auswahl des flüssigen Toners im Rahmen dieser Erfindung wichtig: (1) Farbstabilität, wenn der Toner ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, (2) Farbstabilität, wenn der Toner in einem System mit Weichmachern gebunden ist und erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist, (3) erzielbarer Farbtonumfang der Toner, (4) Fähigkeit, die gewünschte maximale optische Dichte zu erreichen, das heißt, (1.7) und (5) Fähigkeit, die gewünschte optische Dichte über den im Rahmen der Erfindung benutzten Dichtebereich (q/m-Verhältnis) zu erzielen. Darüber hinaus ist die Auswahl der Harze für den flüssigen Toner aus Gründen der Adhäsion wichtig. Insbesondere wenn eine durchschnittliche Haftung des verzierten Bildes auf nur einer einzigen dielektrischen Oberfläche verlangt wird, können konventionelle Verbindungsgruppen von Harzen für den Toner verwendet werden, die dem des Dielektrikums ähnlich sind. In jenen Fällen, in denen eine größere Haftung verlangt wird, wie etwa dann, wenn hohe optische Dichten gefordert werden und es erwünscht ist, die Toner zwischen zwei Filmen anzuheften, kann ein neuartiger Toner mit anderen Adhäsionspromotoren verwendet werden. Diese Promotoren können entweder vorher auf den Filmen aufgebracht werden, oder in den Toner selbst eingebracht sein. Die Adhäsionspromotoren können aus einem festen Benetzungsagens bestehen, das die Bindung zwischen nicht kompatiblen Materialien begünstigt. Sie begünstigen die Bindung ebenfalls, wenn sie in Tonern mit hohen Pigment/Binder-Verhältnissen verwendet werden.

Bei dem vorliegenden System kann das Tonerbild durch konventionelle Mittel wie Wärme, Lösungsmittel, Druck, Sprühfixieren, oder anderen geeigneten Fixiermitteln fixiert werden. Typische Fixiermittel werden in den US-Patenten Nr. 42 67 556, 45 18 468 und 44 94 129 spezifiziert. Da die dielektrische Schicht vom leitenden Substrat am Ende des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung abgelöst wird, ist ein Entfernen der Restladung oder von Verunreinigungen nicht erforderlich.

Das Dielektrikum kann auf einem leitenden Substrat durch irgendein geeignetes dielektrisches Sendermittel aufgebracht werden, das eine im wesentlichen fehlerfreie Bildeinprägungsoberfläche liefert. Wie zuvor im Verlaufe dieser Beschreibung angegeben, wird ein leitendes Substrat benötigt. Bei den offenbarten Ausführungsbeispielen wird eine leitende Trommel oder ein endloses Band benutzt. Es sollen aber auch Systeme einbezogen werden, die sowohl ein Band, als auch eine Trommel verwenden. Es gibt Fälle, in denen beide, eine Trommel und ein Band, vorteilhaft im gleichen Gerät und System eingesetzt werden können. Auch wenn nur die Trommel oder nur das Band verwendet werden, soll das andere oder irgendein anderes geeignetes Substrat einbezogen sein, da sie für die Zwecke dieser Erfindung äquivalent sind. Auch soll der Ausdruck "Substrat" Bänder, Trommeln und/oder irgendwelche andere Mittel umfassen, auf denen die dielektrische Schicht aufgebracht, transportiert und im passenden Zeitpunkt entfernt wird, und durch die ein elektrischer Rückweg zu einem bekannten Potential geschaffen ist. Bei einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung wird eine flüssige dielektrische Mischung auf der oberen Oberfläche einer leitenden Trommel oder eines kontinuierlichen Bandes aufgebracht.

Nach der dielektrischen Auftragung durch die dielektrischen Ausgabemittel läuft die dielektrische Schicht durch Mittel zum Härten und Entfernen der Flüssigkeit oder des Lösungsmittels, wobei eine kontinuierliche dielektrische Schicht auf dem Band entsteht. Obwohl Harze aus Lösungsmittellösungen, Schlämmen, Dispersionen und Kolloiden nach der Lösungsmittelverdampfung zu nadellochfreien dielektrischen Filmen führen, können trockene Harze auf dem leitenden Substrat aufgebracht und zur Bildung des gleichen dielektrischen Filmtyps eingeschmolzen werden. Weiter können härtbare Harze als im wesentlichen höhermolekulare Festkörper aufgebracht und fotopolymerisiert und/oder kreuzvernetzt werden, um das gewünschte Dielektrikum auf dem leitenden Substrat anzubringen oder auch zu bilden. Diese kontinuierliche Schicht muß nach dem Härten in der Lage sein, eine latente elektrische Ladung aufzunehmen und festzuhalten. Die elektrische Ladung ist vorzugsweise 0,2 bis etwa 1.5 mils dick, kann aber bis zu 10 mils dick sein, falls zweckmäßig. In einigen Fällen wird ein endloses Band gegenüber einer Trommel bevorzugt, und zwar aus Platzüberlegungen aus Gründen der Gleichmäßigkeit des Verfahrens und der Toleranzen, besserer Kontrolle der dielektrischen Schicht, wenn sie als Flüssigkeit aufgetragen wird, Leichtigkeit der Ablösung des Produktes, und Herbeiführung eines energieeffizienteren Systems.

Eine weitere Methode zur Schaffung einer dielektrischen Schicht auf dem leitenden Substrat besteht in der Verwendung eines vorgeformten dielektrischen Films. Dieser Film wird gewöhnlich von einer Spule oder einem anderen Spendersystem in ein endloses Band überführt. Es wird auf das leitende Substrat abgewickelt und thermisch laminiert, um einen sehr engen und sicheren Kontakt mit dem Substrat zu erzielen. Einige Dielektrika, wie etwa ein steifer PVC-Film und Polyesterterephthalat können direkt auf das leitende Band oder die Trommel allein durch Wärme und Druck aufgebracht werden. Alternativ kann ein dünnes Permanentdielektrikum zum Bestandteil der leitenden Trommel oder des endlosen Bandes gemacht und durch jedes Standardmittel auf ein bekanntes Potential gebracht werden. Der vorgeformte dielektrische Film kann mit entgegengesetzter Polarität geladen und dann auf die geladene dielektrische Seite der leitenden Trommel oder des endlosen Bandes aufgebracht werden, wodurch ein elektrostatisches Feld und somit eine Kraft geschaffen wird, die den vorgeformten dielektrischen Film stark gegen die leitende Trommel oder das endlose Band zieht. Der Kontakt muß genügend sicher sein, um die dielektrische Schicht voranzubewegen und durch jede Station zu behandeln, aber letztlich von der Trennstation ablösbar zu sein. Sobald die dielektrische Schicht auf dem leitenden Band oder der Trommel gebildet ist, wird sie durch konventionelle Mittel entladen, um eine elektrisch saubere, von Verunreinigungen freie Oberfläche zu schaffen, die scharfe bildspezifische Ionenladungen übernehmen kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform reicht der thermische Laminierungsschritt aus, um das Band an das leitende Substrat zu binden und den Film zu entladen. In einigen Fällen jedoch wird eine geringe Vorspannung vor der Bildbeladung durch den ionografischen Kopf an dem dielektrischen Film angelegt, um Hintergrundfarben von jenen Bereichen des bildgeprägten Films zu beseitigen, in denen keine Farbe gewünscht wird. Diese Spannung ist minimal und wird gewöhnlicherweise nur bei der ersten Farbe des Tonersystems eingesetzt. Sie kann vor jedem ionografischen Druckkopf angeordnet werden. Es hat sich herausgestellt, daß eine Koronaentladung, die elektronisch zum Anlegen einer positiven Gleichspannung an das Dielektrikum gesteuert wird, zur Steuerung der Hintergrundfarbe in Bereichen sehr hilfreich ist, in denen keine Farbe gewünscht wird. Unerwünschte Hintergrundfarbe ist die Folge vieler Faktoren, und diese zu kontrollieren ist bei Druckerzeugnissen wichtig, die freiliegende Flächendesigns und leichte Färbungen wie beispielsweise Beige aufweisen. Auch in jenen Fällen, in denen zur Befestigung des Films auf dem leitenden Substrat keine Wärme angewandt werden kann, kann eine Koronaentladung vor der ionografischen Druckkartusche angewandt werden. Nachdem der neuartige Druckkopf der vorliegenden Erfindung zur Aufbringung des latenten Bildes auf der dielektrischen Schicht eingesetzt worden ist, läuft das endlose Band oder die Trommel und die bildgeprägte dielektrische Schicht durch eine Entwicklungsstation, wo das Dielektrikum durch Verwendung eines neuen flüssigen Toners gefärbt wird. Dieser flüssige Toner enthält ein Harz, das dem gleichen Verbindungstyp angehört wir das im Dielektrikum verwendete, das heißt, einer Vinyl-Acrylat- oder Polyesterfamilie. Der gewählte Harzverbindungstyp ist nicht nur Funktion seiner Fähigkeit, mit dem bildgeprägten dielektrischen Film eine Bindung einzugehen, sondern such der Temperatur, die zur Fixierung des Toners angewandt wird. In einigen Fällen wird nur die zur Verdampfung des Isopar erforderliche Temperatur verlangt, um den Toner oder das entwickelte Bild zu fixieren. Wenn das Bild eingefärbt ist, läuft die Trommel- oder Band/Dielektrikum-Kombination über eine beheizte Platte oder durch einen heißen Lufttrockner. Dieser Schritt verdampft den Isopar-Träger und heftet oder fixiert den Toner an das dielektrische Substrat. Es können auch andere geeignete Trocknungs- und Fixierungsmittel verwendet werden, wie beispielsweise die thermische Hochfrequenzdruckfixierung, die Sprühfixierung und Kombinationen davon. Die Sprühfixierung wird durch Verwendung eines Lösungssprays oder -nebels bewirkt, welcher die im Harz eingekapselten Pigmentpartikel mit auflöst.

Im Rahmen der Erfindung werden Toner mit Farbstoffen und Pigmenten als Färbemittel verwendet. Ihre Wahl hängt in erster Linie von den Endverbrauchsanwendung ab. Im Falle eines Vierfarbendrucksystems werden bei der Erfindung Pigmente verwendet, um jeder der Primärfarben und der Farbe Schwarz einen vollen Tonumfang zu verleihen. Im Falle der Schaffung eines durch Wärme übertragbaren Bildes können sublimierbare Farben, oft auch Dispersionsfarben, verwendet werden. Bei richtigem Gebrauch der Farbe und des Materials können verzierte Bilder als Teil der dielektrischen Schicht erzeugt oder durch Wärme auf andere Materialien übertragen werden, nachdem die Fixierung bei niedrigerer Temperatur beendet ist.

Wenn das Bild auf dem Dielektrikum fixiert ist, wird es abgekühlt und vom Band entfernt und kann in einem anschließenden Verfahren auf einer dickeren Basisstruktur befestigt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein weißer oder durchsichtiger dielektrischer Film, beispielsweise steifes PVC, auf eine Trommel aus rostfreiem Stahl oder ein Band laminiert, ionografisch bildgeprägt und mit flüssigen Tonern gefärbt. Die Temperatur des gefärbten Films und der Trommel oder des Bandes wird angehoben, um das Isopar zu verdampfen und die Toner aneinander und an den dielektrischen Film zu heften. Nach dem Kühlen wird der bildgeprägte Film von der Trommel oder dem Band abgelöst und wieder aufgewickelt.

Bei Anwendungen, die eine stärkere Haftung erfordern, kann ein einzelnes oder können mehrere Haftmittel vor dem Festwalzen des Dielektrikums auf dem Band auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Dielektrikums und/oder der Trommel oder des Bandes oder auch Kombinationen davon aufgebracht werden. Dies ergibt einen höheren Haftungsgrad des Toners am Dielektrikum und des bildgeprägten dielektrischen Films auf anderen für diese Erzeugnisse bestimmten Substraten, die eine anspruchsvollere und dauerhaftere Art der Adhäsion verlangen.

Beispielsweise wird bei der Herstellung eines Bodenziegelproduktes ein dünner Acrylhaftstoff auf einen dielektrischen Film aus PVC zur besseren Haftung der Toner am bildgeprügten Dielektrikum sowie an einem anderen klaren PVC-Film voraufgebracht, der dann auf das Dielektrikum zur Erzielung eines Fluorschutzes für das Bild nachträglich laminiert wird. In diesem Falle ist das Vorhandensein eines Haftstoffes zwischen dem leitenden Band und dem dielektrischen PVC-Film zur Erzeugung einer permanenten Bindung bei den späteren Laminierungsoperationen zwischen ihm und einem mit Kalkstein versetzten PVC-Ziegelträger nicht erforderlich.

Das bildgeprägte Endprodukt besteht aus einer dielektrischen Schicht, vorzugsweise einer klaren oder weißen dielektrischen Schicht von ungefähr 0.5 bis 4 mils Dicke. Das Produkt kann bei der späteren Herstellung von Postern, fotografischen Simulationen, Wandüberzügen, und Boden- und Deckenziegel verwendet werden. Soll ein mehrfarbiger Druck mit dem Eindruck von Tiefe hergestellt werden, kann eine Schicht aus einem dünnen durchsichtigen Film über einen mit dem Bild vorgeprägten Film aufgebracht werden, wobei die entstehende Kombination unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens gedruckt werden kann. Dieses Verfahren kann für jede beliebige Anzahl von Schichten und unterschiedlichen Farben wiederholt werden. Die dünnen durchsichtigen Filme sind ungefähr 2.5 mils dick, können aber jede geeignete Dicke je nach gewünschtem Resultat besitzen. Wenn der Eindruck von Bildtiefe gewünscht wird, ist die erste dielektrische Schicht vorzugsweise weiß reflektierend, während die anschließende dielektrische Schicht farblos ist. Alle dielektrischen Schichten können aber farblos sein, falls dies das gewünschte Ergebnis unterstützt. Der in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen benutzte Ausdruck "dielektrische Schicht" soll eine oder mehrere Schichten dielektrischen Materials umfassen. Es gibt verschiedene Varianten des vorliegenden Verfahrens, insbesondere solche, die anschließende oder spätere Systembehandlungen einbeziehen. Beispielsweise kann in einem Nachbehandlungsverfahren jedes beliebige Substrat, wie beispielsweise die bei Tapetenträgern, Plattenträgerstrukturen oder anderen dekorativen Artikeln verwendeten Substrate mit der bildgeprägten dielektrischen Schicht kombiniert werden.

Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist für das in den Basisanmeldungen SN 07/5 10 081 und SN 07/5 10 130 beschriebene System typisch, das einen Laminierüberzugsschritt vorsieht. Dieser Schritt ist bei der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.

Als Beispiel wurde ein steifer, weißer, dielektrischer Film aus Polyvinylchlorid von 1.5 mils Dicke, hergestellt von der Orchard Corp., St. Louis, Mo., mit dem 3 mils dicken Band aus rostfreiem Stahlband unter Verwendung einer dielektrischen Vinylbeschichtung verbunden, der aus einer Mischung von 20% festen VAGH-Harzes, hergestellt von Union Carbide, in einer Methylisobutylketonlösung (MIBK) bestand. Im vorliegenden Falle wurde, ehe der VAGH-Überzug völlig getrocknet war, und bei einer Oberflächentemperatur von 250°F auf dem Band, der 1.5 mils weiße Film aufgebracht. Der Film besaß eine 0.2 mils dicke Beschichtung aus dem gleichen VAGH-Harz, das auf den Film unter Verwendung der konventionellen Tiefdruckmittel voraufgebracht wurde. Nach dem Abkühlen wurde der Film mit einer Koronaentladung behandelt und in Kombination mit einer Stickstoffatmosphäre elektrografisch unter Verwendung eines ionografischen Druckkopfes S3000, hergestellt von der Fa. Delphax Systems, Mississauga, Kanada, bildgeprägt. Der Kopf befand sich in einem Abstand von ungefähr 10 mils oberhalb der Oberfläche des dielektrischen Überzugs. Der Stickstoff bildete eine inerte und kühlende Decke zwischen dem Bodenschirm des Druckkopfes und dem dielektrischen Überzug. Die Impulsbreitenmodulation des Kopfes, die durch Anschluß an einen getrennten Elektronikteil durchgeführt wurde, schwankte zwischen 0.8 und 2.2 Mikrosekunden innerhalb von sechzehn gleich langen inkrementalen Abschnitten. Die Ladung wurde in Gestalt eines Schachbrettmusters mit unterschiedlichen Ladungspegeln auf den dielektrischen Überzug aufgebracht. Das Dielektrikum wurde dann mit einem flüssigen Cyantoner (CPA-04) der Firma Research Labs of Australia, Adelaide, Australien gefärbt. Der Toner besaß eine Konzentration von 4% in ISOPAR G. Das benutzte Entwicklungssystem war ein Dreirollentyp der Fa. Savin Corp., Stamford, Conn. im Fotokopierer 7450, das für das vorliegende Verfahren angepaßt worden war. Nach dem Verdampfen des ISOPAR wurde das Tonerbild im Fixierspalt einer mit Stahl-über-Gummi bestückten Walze bei einer Temperatur von 200°F fixiert. Die Fixierrolle befand sich auf einer Temperatur von 125°F, um den Toner am Abheben von der dielektrischen Oberfläche zu hindern, wenn diese den Spalt passierte. Das Tonerbild wurde dann einer Behandlung zum Aufbringen des Haftstoffes unterzogen, wobei VAGH-Harz in einer 20%igen Feststofflösung aufgebracht und getrocknet wurde. Die so erhaltene Struktur wurde dann in einem Laminator unter Anwendung von Wärme und Druck gewalzt. Die gewalzte Struktur wurde zum Trennen vom Band weiterbefördert und abgekühlt. Der entstandene Film zeigte unterschiedliche Cyanfarbblöcke auf dem dielektrischen Film und besaß unterschiedliche optische Dichten, wobei er die Erzielung von sechzehn Graustufen erkennen ließ.

Die gewonnene Struktur wurde bei Raumtemperatur vom Band abgelöst und auf einer Fliese von 60 mils Dicke zur Bildung einer Bodenfliesenstruktur angeheftet.

Nachfolgend werden Beispiele bevorzugter Ausführungsgformen des spezifischen anschlagfreien Druckverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, die keinen getrennten Laminationsschritt erfordern.

Beispiel #1

Ein steifer weißer dielektrischer PVC-Film von 1.5 mils Dicke der Firma Orchard Corporation wurde mit einem Überzug von VAGH-Harz mit 18.5% Festanteil aus einer geeigneten Lösungsmittellösung vorbeschichtet. Der Überzug wurde in einer Menge von 0.3-0.4 g/sq.ft unter Verwendung eines Glättschabers aufgebracht. Die Oberfläche des getrockneten Überzuges war gleichmäßig, nadellochfrei und glatt. Der beschichtete Film wurde von einem Abwickelgestell geliefert und unter Anwendung von Wärme und Druck in Verbindung mit einem beheizten Dreiwalzenspalt auf einem rostfreien Stahlband angeheftet. Nach dem Anbinden des Films an das Band besaß der Film eine Temperatur von 90 bis 100°C. Der angeheftete Film mit dem Band wurde unter einer Wechselstromentladungskorona entlanggeführt, um die Oberfläche des dielektrischen Filmes zu neutralisieren. Es wurde ein ionografischer Druckkopf vom Typ S3000 der Fa. Delphax System, Mississauga, Ontario, Kanada, in einer Stickstoffatmosphäre benutzt, um Ladung auf den dielektrischen Film zu bringen. Der Kopf stand 10 mils über der Oberfläche des dielektrischen Films. Der Stickstoff bildete ein inertes und kühlendes System für den Druckkopf und den dielektrischen Film. Das Dielektrikum wurde dann mit einem flüssigen Cyantoner (Serie 100) der Fa. Hilord Chemical Corporation Hauppauge, New York, gefärbt. Der Toner besaß eine Konzentration von 4% in ISOPAR G. Das verwendete Entwicklungssystem war ein Dreirollensystem der Fa. Savin Corporation, Stamford, Conn., im Fotokopierer 7450, und war für dieses Verfahren angepaßt worden. Das ISOPAR G wurde von der gefärbten Oberfläche abgedampft, wahrend die Temperatur des Films bei noch bestehender Haftung des Films am Band erhöht wurde, um die Toner am VAGH-Überzug festzubinden. Nach Erwärmen auf eine Temperatur von über 70 bis 100°C wurde der Überzug auf Umgebungstemperatur abgekühlt und leicht vom Band aus rostfreiem Stahl abgelöst. Die Kombination von: Verwendung eines vorüberzogenen steifen weißen PVC-Films; das Erwärmen des mit dem Toner behandelten Bildes und des Filmes auf eine Temperatur, das die Toner an den mit Haftstoff beschichteten dielektrischen Film anbindet und bei der der Film gut am Band verankert ist, um so die Stabilität des Films während der Wärmefixierung zu sichern; und das ausreichende Abkühlen des gefärbten Films zum Ablösen vom Band ermöglichen das Zustandekommen dieser Verbesserung, die eine Rolle oder eine Bahn bildgeprägten und getonten Dielektrikums zum Ergebnis hat, das zur Verhinderung der Schrumpfung keinen Laminierschritt erfordert.

In einer nachträglichen Operation des Drucksystems wurde der Toner zur Erzielung einer besseren Reibwiderstandsfähigkeit des getonten Bildes mit einer dünnen Schutzdeckschicht versehen, und zwar durch Aufsprühen desselben Harzes aus einer verdünnten Lösung (16.7% des gleichen VAGH-Harzes). In der Sprühmixtur wurde eine Lösungsmittelmischung aus MIBK und aus MEK verwendet. Dann wurde das sprühmittelbedeckte Bild luftgetrocknet. Nach dem Trocknen konnte das Bild nicht von der Oberfläche des dielektrischen Films abgerieben werden. Der entstandene Film zeigte verschiedene cyanfarbige Blöcke, die zwischen den beiden VAGH-Überzügen eingebettet waren, unterschiedliche optische Dichten besaßen und die Erzielung von sechzehn Graustufen deutlich machten. Die elektrografisch bildgeprägte Struktur kann weiter in der Weise verarbeitet werden, daß die bildfreie Seite des Dielektrikums an einer vinylbeschichteten Platte von 10 mils Dicke unter Benutzung einer konventionellen Laminierausrüstung angeheftet wird, die in der Industrie verfügbar ist.

Beispiel #2

Das bildgeprägte Dielektrikum des Beispiels #1 wurde weiter in ein Bodenfliesenmaterial unter Verwendung konventioneller Nachanbindungstechniken verarbeitet. Ausgegangen wurde vom bildgeprägten Dielektrikum des Beispiels #1, das abgekühlt, vom Band abgelöst und auf eine Rolle aufgewickelt worden war. Dieses Material wurde auf einer Fliesenplatte von 80 mils Dicke durch Wärme gebunden, wobei die Platte aus Kalk, Füllstoffen und Vinyl, Stabilisierern, Bindern und Weichmachern bestand. Der Fachmann kann entweder Roll- oder Flachbettbondingtechniken anwenden. Zusätzlich wurde während der gleichen nach dem Drucken stattfindenden Trägerbondierung eine durchsichtige Schutzdeckschicht mit der bildgeprägten Oberfläche des Dielektrikums bondiert. Diese Schicht bestand aus einem durchsichtigen, steifen PVC-Film von 3 mils Dicke der Fa. Klockner Pentaplast of America, Gordonville, Va.

In einer getrennten Beschichtungsoperation wurde eine Seite des durchsichtigen Films mit einem VAGH-Harz aus einer 20%igen Feststoffketonlösung mit einer Menge von 0.3-0.4 g/sq.ft trocken vorbeschichtet. Die VAGH-beschichtete Seite des 3 mils dicken durchsichtigen Films wurde während der Überbeschichtung in Kontakt mit dem getonten Bild des Dielektrikums gebracht. Die Bindungsgbedingungen der beheizten Presse waren folgende: 320°F, 20 Sekunden und 80 pse.

Nach dem Abkühlen in der Presse auf Umgebungsbedingungen wies die entstandene Struktur eine permanente Bindung zwischen allen Schichten einschl. des elektrografischen Bildes auf, wobei die Oberfläche des Bildes gegen Beschädigung durch Fußtritt durch die 3 mils dicke durchsichtige, steife Vinylabreibschicht gut geschützt ist. Darüber hinaus wurde die Struktur mit einer Hohlprägung versehen, wobei wieder konventionelle Prägetechniken zur Erzeugung dreidimensionaler Konturen der Oberfläche der Fliesenplatte angewandt wurden, wodurch die äußere Schönheit des verzierten Oberflächenproduktes verstärkt wurde.

Beispiel #3

Der gleiche weiße, steife, dielektrische PVC-Film des Beispiels #1, allerdings mit einer Dicke von 2.7 mils, wurde mit dem rostfreien Stahlband verbunden. Im vorliegenden Falle wurde jedoch der VAGH-Überzug des Beispiels #1 nicht in einem getrennten Schritt vor dem Heranführen des Films an das Drucksystem auf den weißen Film aufgebracht. Bei diesem Beispiel wurde die gleiche ionografische Kopfkonfiguration und das gleiche Verfahren wie im Falle des Beispiels #1 zur Bildeinprägung des geladenen Dielektrikums angewandt. Dabei wurde das geladene Dielektrikum unter Verwendung des Cyantoners 48T der Firma Hilord Chemical Corporation mit einer Konzentration von 1% getont. Der Toner besitzt einen in die Mischung eingebauten Adhäsionspromotor, so daß der Haftvorüberzug auf dem dielektrischen Film nicht benötigt wurde. Während der Verdampfung des ISOPAR, bei der der Film nach wie vor am Band haftete, wurde die Oberflächentemperatur im Trocknungsabschnitt mit etwa 100°C gemessen. Nach dem Abkühlen auf Umgebungsbedingungen wurde der Film ohne Streckung oder nennenswerte Formatänderung vom Band abgelöst. Der entstandene Film zeigte viele Grauabstufungen sowie ein getontes Bild, das eine hervorragende Haftung am Dielektrikum besaß. Das getonte Bild konnte von der Oberfläche des Dielektrikums nach dem Abkühlen und Trennen vom Band nicht abgerieben werden.

Die verbesserte Haftung ist zum Teil auf die Verwendung dielektrischer Materialien mit geringerem Weichmacheranteil, auf die Anwendung neuer Tonertypen, und auf verschiedene Verbesserungen des Drucksystems zurückzuführen. Die Verwendung der neuartigen flüssigen Toner, die die Haftpromotoren enthalten, haften direkt allein durch Wärme am Dielektrikum. Weiter ist der dielektrische Film nach der Tonerentwicklung und während der Wärmebehandlung gut an das leitende Substrat geheftet, so daß das getonte Bild ohne nachteilige Einwirkungen auf das Bild während der Verarbeitung erwärmt werden kann. Nach dem Abkühlen des getonten Bildes auf dem Band löste sich der bildgeprägte Film ohne nennenswerte Formänderung durch Schrumpfen und/oder Strecken leicht vom Band ab.

Beispiel #4

Ein weißer dielektrischer Überzug mit 38% Festanteilen, bestehend aus A21-Harz der Fa. Rohm & Haas, Philadelphia, Pa., und Ti02-Pigment in einer Ketonlösungsmittellosung wurde unter Verwendung eines Glättschabers auf einem rostfreien Stahlband aufgebracht. Nach Verdampfen des Lösungsmittels und nach Ofentrocknung besaß der trockene Film eine Dicke von 1.5 mils. Die Transformationstemperatur Tg dieses Materials betrug 150°C, wobei das Material bei Raumtemperatur sehr steif und stabil ist und zum Abbilden ein ausgezeichnetes Dielektrikum darstellt. Weiter wird das weiße dielektrische Material nach dem Erwärmen auf die während des Druckens benötigten Verarbeitungstemperaturen zu einem für die Erfindung ideal geeigneten Material. Das Material wird flexibel, haftet aber gut am leitenden Band und bleibt während der Verarbeitung auch nach dem Abkühlen und Ablösen vom Band stabil.

Der nun am leitenden Band angeheftete weiße dielektrische Film wurde im Drucksystem unter Verwendung des in Beispiel #1 beschriebenen Bildeinprägsystem bearbeitet, wobei der aufgebrachte Toner der von der Fa. Hilord Chemical Corporation gelieferte Schwarztoner DPB-1 war. Nach dem Abtrennen vom Band enthielt der Film Cyanbilder, die verschiedene Grauschattierungen zeigten, welche weder abgerieben, noch verschmiert werden konnten. Der Film wurde dann zu einem 1.5 mils dicken steifen PVC-Film nachbondiert, welcher UV-Stabilisatoren enthielt, die eine Freiluftwetterfestigkeit bewirken. Zusätzlich könnte zur Schaffung einer steiferen Struktur die Rückseite des weißen Dielektrikums bzw. ihre nichtbildgeprägte Oberfläche erneut nachbondiert werden, jedoch an einer mit Vinyllatex beschichteten Posterplatte.

Beispiel #5

Der von der Fa. Orchard Corp., St. Louis, MO. hergestellte weiße, steife, dielektrische PVC-Film von 1.5 mils Dicke wurde mit Harz von der Fa. Rohm & Haas, Philadelphia, PA., vorüberzogen. Der Überzug wurde in einer Menge von 0.3- 0.4 g/sq.ft. mit einem Überzug mit 20% Festanteilen aus einer Keton-Azetatlösung bedeckt, die auf dem rostfreiem Stahlband unter Verwendung des Verfahrens des Beispiels #3 aufgetragen wurde. Nach dem Wärmebondieren des Films am Band betrug die Filmtemperatur 90 bis 100°C. Der Film und das Band wurden elektrisch entladen und auf 50°C abgekühlt. Auf dem entladenen Film wurde unter Einsatz des Impulsbreitenmodulationssystems entsprechend dem in Beispiel #1 verwendeten System ein Ladungsbild auf dem entladenen Film aufgebracht. Die erste aufgebrachte Farbe war der von der Fa. Hilord Chemical Corporation gelieferte Gelbtoner Y3 von ISOPAR G in einer Konzentration von 1%. Das überschüssige ISOPAR wurde von der Oberfläche durch das dem Beispiel #1 entsprechende Walzenentwicklungssystem entfernt. Nach der Entwicklung des Gelbtoners ergab sich eine 100%ige Ladungslöschung. Das verbleibende ISOPAR wurde verdampft, und dann wurde eine Wärmefixierung des Toners am Film wie im Falle des Beispiels #3 ausgeführt. Der fixierte Toner konnte von der Oberfläche des weißen PVC-Films auch nach dem Abkühlen auf Umgebungsbedingungen nicht abgerieben werden.

Die zweite Farbe eines Mehrfarbendrucksystems, Purpurrot, wurde auf dem gleichen, den fixierten gelben Toner enthaltenden dielektrischen Film aufgebracht, und zwar durch Weiterbewegen des noch angehefteten dielektrischen Films unterhalb der gleichen ionografischen Druckeinheit. Dabei wurde auf den Film ein zweite impulsbreitenmodulierte Ladung aufgebracht, und sie wurde unter Verwendung des gleichen Tonerentwicklungssystems entwickelt, jedoch mit Hilfe des Purpurrottoners. Der Film haftete bei Raumtemperatur immer noch ausreichend fest am Band, doch kann die Haftung durch Anwendung von etwas Wärme vor der Bildeinprägung verstärkt werden, falls nötig. Im vorliegenden Falle wurde keine Wärme angewandt und der Film löste sich während der Schritte der Bildeinprägung, der Toneraufbringung und der Entwicklung des Purpurfarbbildes vom Band nicht ab. Zur Entwicklung des Bildes wurde eine 50/50-Mischung aus Purpurrot M10 und M12 von der Firma Hilord Chemical Corporation in einer Konzentration von 1% in ISOPAR G verwendet. Die ISOPAR-Verdampfung und die Wärmefixierung des Purpurrottoners erfolgten in der gleichen Weise wie im Falle des Gelbtoners. Wiederum wurde eine 100%ige Ladungslöschung auf allen Beladungsbereichen des dielektrischen Films erzielt. Auch wurde kein Gelbtoner zurück in die Purpurrot-Reserve befördert, und ebenso wurde kein Purpurrottoner auf irgendeine der ungeladenen Bereiche des Dielektrikums aufgebracht. Nach dem Abkühlen entstand eine ausgezeichnete Haftung zwischen dem Gelbtoner und dem Purpurrottoner, bei ausgezeichneter Musterschärfe der Purpurrotfarbe auf der Oberfläche der zuvor gelb getonten Musterbereiche. Das gelbe Bild wurde während der Aufbringung des Purpurrottoners und der Entwicklung beim Durchlauf durch das Walzenentwicklungssystem nicht verzerrt.

In gleicher Weise wurde zwei zusätzliche Farben auf dem immer noch am Band haftenden Film aufgebracht. Der von der Fa. Hilord Chemical Corporation gelieferte Cyantoner 48D sowie der Schwarztoner DPB1 mit einer Konzentration von 1% wurden jeweils auf Ladungsbilder des dielektrischen Films aufgebracht, der nunmehr gut am ursprünglich weißen PVC-Film haftende gelbe und purpurrote Farben aufwies. Nach Fixieren des Schwarztoners am weißen PVC-Film, der nun drei Farben plus weiß enthielt, wurde der Film auf Umgebungsbedingungen abgekühlt und vom leitenden Band abgelöst. Das entstandene Bild war stabil. Es gab keine Schrumpfung des Films während der Ablösung, und die vier Toner konnten weder voneinander, noch vom ursprünglichen weißen, vorüberzogenen dielektrischen PVC durch Reiben der Oberfläche entfernt werden. Die Aufbringung jedes der nacheinander eingesetzten Toner beeinträchtigte keinen der zuvor aufgebrachten Toner und es ergab sich nach der endgültigen Abtrennung vom Band keine Verzerrung.

Nunmehr soll der Gegenstand der Zeichnung kurz beschrieben werden.

Fig. 1 stellt eine schematische Seitenansicht des Drucksystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 2 stellt eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Drucksystems der Erfindung dar;

Fig. 3 stellt eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Drucksystems der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 4 stellt eine Seitenansicht des Drucksystems der Erfindung unter Verwendung einer Vielzahl von Doppelstationen dar; und

Fig. 5 stellt eine schematische Seitenansicht des neuartigen Drucksystems der vorliegenden Erfindung dar, das eine Trommel als leitendes Substrat verwendet.

Der Klarheit halber sind in den Figuren einige Stationen disproportional im Verhältnis zum gesamten System dargestellt. Weiter sind unbedeutende Teile nicht dargestellt.

Fig. 1 veranschaulicht ein Drucksystem mit einem endlosen rostfreiem Stahlband oder einem anderen leitenden Band oder Gewebe 1, das durch eine geeignete Kraftquelle angetrieben wird. Das Band wird um eine Reihe von Primärrollen 2 und in weitere geeignete Träger- und Führungsstrukturen herumbewegt. Das Band 1 läuft weiter durch eine Reihe von elektrografischen Stationen, die im allgemeinen den in der konventionellen Elektrografie oder Xerografie verwendeten Stationen, das heißt den Lade-, Entwicklungs- und Fixierungsstationen, gleichen. Beim vorliegenden Verfahren wird jedoch ein wesentlich dickeres dielektrisches Material verwendet, das auf dem Band 1 durch eine Lösung, ein Pulver oder eine flüssige Mischung aufgebracht wird. Wenngleich das dielektrische Material als ein durch eine Lösung überzogenes Material beschrieben wird, kann das Dielektrikum auch als härtbare dielektrische Mischung oder als ein Dielektrikum der oben definierten Art hinzugefügt werden. Dieser Überzug wird in der Beschichtungsstation 3 aufgebracht. Bei der Station 3 kann es sich um irgendeine geeignete dielektrische Abgabeeinrichtung handeln, die jede beliebige Form eines für das Verfahren gemäß der Erfindung geeigneten Dielektrikums liefern kann. Nach der Lösungsbeschichtung in Station 3 läuft das mit der flüssigen Dielektrikumsmischung belegte Band 1 durch eine Verdampfungskammer 4, in welcher die Flüssigkeit oder das Lösungsmittel der dielektrischen Mischung entfernt wird, unter Belassung einer weißen oder durchsichtigen dielektrischen Schicht 5 auf dem Band 1. Um sicherzustellen, daß die Schicht 5 eine von Defekten freie Oberfläche besitzt, kann in der dielektrischen Walzenstation 6 mindestens noch ein zusätzlicher dünner, durchsichtiger oder weißer oder anders gefärbter dielektrischer Film 10 aufgebracht werden. Es wird angestrebt, daß das in der Station 3 aufgebrachte Dielektrikum 5 und der in der Station 6 gelieferte dielektrische Film 10 eine endgültige dielektrische Schicht mit einer Dicke von bis zu 10.0 mils ergibt. Auf dem Band 1 ist somit ein zweischichtiges dielektrisches Material vorhanden, das eine in der Station 3 aufgebrachte dielektrische Schicht 5 und einen in der Station 6 aufgebrachten dielektrischen Film 10 umfaßt. Der dielektrische Film 10 kann ein eingebrachtes Adhäsionsmaterial enthalten, das durch einen Heizer in der Filmstation 6 aktiviert werden kann. Wie weiter unten in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 beschrieben wird, können die Stationen 3 und 6 im vorliegenden System gemeinsam oder getrennt betrieben werden. Wenn die defektfreien dielektrischen Schichten 5 und 10 auf dem Band 1 aufgebracht worden sind, wird die kombinierte dielektrische Schicht durch eine Tonerentladung 7 entladen, um eine elektrisch gereinigtes Dielektrikum zu schaffen, das die Latenzbildladung aufnehmen und festhalten kann. Wenn in Fig. 1 eine "dielektrische Schicht" angesprochen wird, so sind damit die Lagen 5 und 10 gemeint. Wenn die dielektrische Schicht durch jedes geeignete Mittel von der Ladung befreit ist, wird es durch die Bildstation 8 geleitet, die ein Gerät zur Erzeugung geladener Partikel in Bildkonfiguration umfaßt. Die betreffenden Ionen in bildmäßiger Konfiguration werden aus dem Druckkopf der Station 8, zur Erzeugung es elektrostatischen Bildes auf den kombinierten dielektrischen Schichten 5 und 10, extrahiert. Der bei dieser Erfindung verwendete neuartige Druckkopf wird in einer Stickstoff- oder einer anderen Inertatmosphäre eingesetzt, in welcher exothermische chemische Reaktionen vermieden werden, wodurch die Betriebstemperatur des Druckkopfes erheblich reduziert wird. Dies erhöht die Lebensdauer des Druckkopfes und ermöglicht ein verbessertes Leistungsvermögen. Weiter wird ein Luftmesser in Verbindung mit dem Ionenprojektionskopf verwendet, welches die Exposition des Ionenprojektionskopfes gegenüber den Tonerpartikeln und/oder den Lösungsmitteln in flüssigen Tonern durch Ausblasen des Raumes um den Ionenprojektionskopf mit lösungsmittelfreier Luft oder mit anderen Gasen verhindert. Die das latente Bild enthaltende dielektrische Schicht läuft dann durch einen flüssigen Toner der Entwicklungsstation 9, wo das latente Bild auf der Schicht sichtbar gemacht wird. Vorzugsweise soll der im Rahmen der Erfindung verwendete neue Flüssigkeitstoner ein Harz der gleichen Verbindungsgruppe enthalten wie das in den dielektrischen Schichten 5 und 10 verwendete Harz. Durch Verwendung der gleichen Harzgruppe sowohl im Toner, als auch im Dielektrikum entsteht eine stärkere Haftung der Tonerpartikel an der dielektrischen Schicht. Das getonte Bild wird dann unter einer beheizten Platte 11 entlanggeführt, um das ISOPAR und/oder ein anderes Lösungsmittel des flüssigen Toners zu verdampfen. ISOPAR ist ein eingetragenes Warenzeichen der Fa. EXXON. Die dielektrische Schicht kann dann durch eine mittels Wärme und Druck fixierende Spalte der Walzen 12 hindurchgeführt werden, wo das getonte Bild am Dielektrikum angebunden bzw. fixiert wird. Das im Toner zusätzlich zum oben genannten Zweck verwendete haftende Harz unterstützt das Anhaften der getonten Partikel aneinander und an der dielektrischen Schicht 10. Bei einem Farbsystem wird das obige Verfahren in aufeinanderfolgenden Farbstationen solange wiederholt, bis das gewünschte Farbbild erhalten und fixiert ist. Die entstehende dielektrische Schicht kann als Endprodukt verwendet werden, oder sie kann hinter der Trennstation 19 in nachträglichen Verarbeitungsschritten mit anderen Trägern kombiniert werden. Beispielsweise können dickere Träger wie Fliesenplatten, Tapeten, Tuch, oder dergleichen, an der Unterseite (der nicht bildgeprägten Oberfläche) der dielektrischen Schicht angeheftet werden. Die entstehende kombinierte Schicht läuft durch eine Temperaturkontrollkammer 18, bei der es sich um eine beheizte oder gekühlte Kammer oder um eine kombinierte Wärme-Kühlkammer handelt, die das ISOPAR verdampft, den Toner fixiert und die kombinierte Struktur kühlt. Die dielektrische Schicht kann dann durch Druckfixierungsrollen 17 geführt werden, um die Fixierung des Toners am Dielektrikum weiter zu unterstützen. An den temperaturgesteuerten Trennwalzen 19 wird das Endprodukt vom Band 1 abgelöst. Das Endprodukt 20 bestehend aus den Lagen 5 und 10 wird vom Band 1 durch Abkühlen oder irgendein für die Abtrennung vom Band geeigneten Mittel abgelöst. Dies geschieht allgemein bei 38°C oder darunter, wenn Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Fachleute werden andere Mischungen verwenden können, die die Ablöseeigenschaften vom Band derart beeinflussen, daß die Ablösungstemperaturen entsprechen den verwendeten Materialien schwanken. Weiter liegt es für Fachleute nahe, daß bei höheren Bandgeschwindigkeiten als 30 ft/min die ISOPAR-Verdampfung eine längere Zeitdauer beansprucht. Die Kühlkammer 81 kann so verändert werden, daß sie sowohl eine Wärmekammer, als auch eine Kühlkammer bildet, und daß in Verbindung mit der beheizten Platte 11 das gesamte ISOPAR von der Oberfläche des elektrischen Substrates 10 abgedampft werden kann. Für diesen Fall können die Druckfixierungsspaltwalzen 12 geöffnet werden und stattdessen die Druckfixierungsspaltwalzen 17 deren Funktion übernehmen. Weiter kann unter Heranziehung beider Druckwalzensätze oder irgendeiner Kombination der die Komponenten 11, 12, 18 und 17 einbeziehenden Fixierungsschritte ein teilweises Fixieren durchgeführt werden. Das Endprodukt 20 wird durch ein Temperatursteuermittel oder durch irgendwelche anderen zur Abtretennung vom Band geeigneten Mittel vom Band 1 abgelöst. Bei Materialien einer Struktur, die anschließend mit Wärme zu reaktivierende Haftmitteltypen bzw. Dielektrika sind, kann die Ablösung vom Band 1 durch Verwendung dünner Ablöseüberzüge, wie etwa Teflon* FEP verstärkt werden, die ein bleibender Bestandteil der oberen Oberfläche des leitenden Bande sind. Es sei bemerkt, daß Teflon ein eingetragenes Warenzeichen der Firma DuPont ist. Die genannten Materialien umfassen nichtporöse Vinylmaterialien, die Polyvinylchlorid, Copolymere von Vinylchlorid mit geringeren Anteilen anderer Materialien wie Vinylazetat, Vinylidinchlorid und andere Vinylester, wie beispielsweise Vinylproprionat, Vinylbutyrat und auch alkylsubstituierte Vinylester. Obgleich die auf Polyvinylchlorid basierenden Dielektrika bevorzugt werden, kann die Erfindung auch in weitem Umfange mit anderen Polymermaterialien verwendet werden, die aus Polyäthylenen und Polyakrylaten (z. B. Polymethylmethakrylat), Copolymeren von Methylmethakrylat, wie etwa Methyl/n-Butylmethakrylat, Polybutylmethakrylat, Polybutylakrylat, Polyurethan, Polyamide, Polyester, Polystyren und Polykarbonate bestehen. Weiter können Copolymere von beliebigen der vorgenannten Verbindungen oder Mischungen derselben verwendet werden. Die genannten Materialien können für das Dielektrikum 5 oder für den dielektrischen Film 10 verwendet werden, und es kann sich um den gleichen oder um verschiedene Stoffe handeln. Wie früher bemerkt, kann das getonte Bild in der Station 2 durch Druck, Wärme, Sprühen oder andere geeignete Fixierungsmethoden fixiert werden. Bei jeder dieser Fixierungsmethoden müssen die Tonerpartikel, insbesondere bei einem Mehrfarbensystem, ohne wesentliche Verformung der Partikel oder der Durchmesser der Partikel, fixiert werden. Dies ist zur Gewährleistung der optimalen Farbqualität unter Auflösung des endgültigen Farbbildes wichtig.

Das in der Station 19 beseitigte Endprodukt 20 umfaßt eine dielektrische Schicht 5 und eine zweite dielektrische Schicht 10. Die kombinierte Dicke der Schicht 5 und 10 variiert zwischen 0.2 und etwa 10.0 mils.

Gemäß Fig. 2 wird eine dielektrische Lösung oder eine dielektrische Lösungsmischung in Station 29 auf ein endloses leitendes Band 1 aufgetragen. Die flüssige Mischung ist so gewählt, daß nach dem Verdampfen des Lösungsmittels oder der Flüssigkeit eine dielektrische Schicht 23 mit einer Enddicke von ungefähr 0.2 bis etwa 10.0 mils auf dem Band 1 verbleibt und die Oberfläche der dielektrischen Schicht keine Defekte aufweist. Das Lösungsmittel oder die Flüssigkeit werden beim Durchtritt der dielektrischen Lösung oder Mischung durch die Verdampfungskammer 21 beseitigt. Wenn eine Dicke von 0.2 bis 10.0 mils der dielektrischen Beschichtung erreicht ist, wird die Oberfläche durch Anwendung einer Koronaentladung 22 oder eines anderen geeigneten Mittels elektrisch entladen. Nach dem Entladen wird die dielektrische Schicht 23 in der Station 30 mit Hilfe der gleichen Mittel wie in Fig. 1 mit der Bildkonfiguration beladen. Im Verlaufe der Vorwärtsbewegung der dielektrischen Schicht 23 mit dem latenten Bild passiert die Schicht eine Entwicklerstation 24, in welcher das latente Bild getont und sichtbar gemacht wird. Die Flüssigkeit des Toners wird entfernt, und das getonte Bild kann durch irgendein geeignetes Mittel wie etwa Druck, Wärme oder Aufsprühfixierung in der Fixierungseinrichtung 25 fixiert werden. Die Temperaturkontrollkammer 26, bei der es sich um eine kombinierte Wärme-Kühlkammer handelt, kann die Verdampfung des ISOPAR und die Fixierung des Toners ersetzen oder unterstützten, und sie kann die Stufen 24A und 25 unterstützen oder ersetzen. Nachdem sie die Kammer 26 durchlaufen hat, basiert das getonte bildgeprägte Dielektrikum 23 die Fixierrollen 34. Die bildgeprägte fixierte dielektrische Schicht läuft weiter durch die Kühlwalzen 32 und 33 und wird anschließend als bildgeprägtes fixiertes Endprodukt 28 durch die Trennwalze 33 entfernt.

Das endlose Band 1 wird dann kontinuierlich durch eine geeignete Reinigungsstation geführt, um irgendwelche Überreste zu beseitigen, so daß es in der Beschichtungsstation 29 wieder zur Aufnahme einer weiteren dielektrischen Schicht bereit ist.

In Fig. 3 wird die gleiche Schrittfolge abgewickelt wie im Falle der Fig. 2, mit der Ausnahme, daß statt der in der Einrichtung 29 der Fig. 2 auf das endlose Band aufgebrachten dielektrischen Lösung in Fig. 3 eine Spule 36 mit einem dielektrischen Filmmaterial die dielektrische Schicht 37 auf die Oberfläche des Bandes 1 aufbringt. Dieser Film 37 kann ebenfalls eine Dicke von 0.2 bis 10.0 mils, vorzugsweise zwischen 0.2 und 1.5 mils besitzen. Der Film 37 wird auf dem Band 1 durch jedes geeignete Mittel angeheftet, und in Station 38 wird der Film elektrisch entladen. Der Film kann gewünschtenfalls ein aufgetragenes Haftmittel besitzen. Der dielektrische Film 37 wird dann in der Station 39 mit dem Bild beladen (durch das gleiche Verfahren wie in den Fig. 1 und 2); er wird in der Entwicklerstation 40 getont oder entwickelt, wobei der Toner durch Fixierwalzen oder in der Station 41 fixiert werden kann. Der Film wird danach weiterbewegt und läuft durch die Stationen 42, 43 und 47, wie im Falle der Fig. 1 und 2. Der Film wird dann zur Kühlwalze 48 und zur Trennwalze 49 weiterbefördert, wo das Endprodukt 50 vom Band 1 abgenommen wird. Das endlose Band 1 kann dann durch ein Reinigungsmesser oder durch andere Mittel 51 gereinigt werden und wird so wieder für die Aufnahme einer neuen Filmbeschichtung aus dielektrischem Material und zum Durchlaufen eines neuen "Bildeinprägungszyklus" verfügbar, d. h. für einen Abbildung-, Entwicklungs-, Fixierungs- und Beseitigungszyklus.

Bei allen beschriebenen Figuren können Mittel zum Rücktransport der dielektrischen Schicht an den gleichen Druckkopf verwendet werden, um mindestens eine zweite Bildeinprägung an einer Stelle nach der ersten Bildfixierung durchzuführen. Diese Ausführungsform der Erfindung wurde anstelle des in Fig. 4 dargestellten Multistationssystem angewendet. Daher kann jedes der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Systeme beliebige konventionelle Mittel zur erneuten Durchleitung der dielektrischen Schicht (nach der ersten Bildfixierung) durch die gleichen Stationen aufweisen, d. h. durch die Abbildungsstation bzw. den Druckkopf, die Entwicklerstation, den Entwickler- bzw. die Beseitigungsstation für den flüssigen Toner, und die Tonerfixierstation.

Fig. 4 veranschaulicht ein Abbildungs- und Drucksystem entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten System, mit der Ausnahme, daß in Fig. 4 eine Vielzahl von Abbildungs- und Toner- oder Entwicklungsstationen dargestellt ist. Gemäß Fig. 4 wird ein flüssiges Dielektrikum in der Beschichtungsstation 52 auf das endlose Band 1 aufgebracht, während in der Trockenkammer 53 die Flüssigkeit abgedampft wird. Damit bleibt eine endgültige dielektrische Schicht 54 von bis zu 10.0 mils Dicke auf dem Band 1 zurück. Diese Schicht wird dann in der Entladungsstation 65 an der Oberfläche von Ladungen befreit und durch den Druckkopf 56 mit einem Bild beladen. Das durch den Kopf 56 gebildete latente Bild läuft dann durch eine erste Entwicklerstation 57, wo ein flüssiger Toner einer ersten Farbe aufgebracht wird. Die Flüssigkeit dieses Toners wird in der Trockeneinrichtung 58 entfernt, und das entstandene getonte Bild wird im Fixierspalt bzw. zwischen den Rollen 59 oder 66 fixiert. Die Temperaturkontrollkammer 64, bei der es sich um eine kombinierte Wärme-Kühlkammer handelt, kann die Verdampfung des ISOPAR und das Fixieren des Toners am Dielektrikum 54 ersetzen oder untestützen, und sie kann die Stufen 58 und 59 ersetzen. Das Bild kann im Fixierwalzenspalt 59 oder 66 fixiert werden. Die bildgeprägte dielektrische Schicht 54 läuft dann durch die Entladungsstationen 55 und unter den Druckköpfen 71, 72 und 73 entlang, welche latente Bilder nach der jeweiligen Farbe erzeugen; und sie läuft weiter durch die Entwicklerstation 60, 61 und 62, wo die verschiedenen Farbtoner aufgebracht und durch Fixierwalzen 29 fixiert werden. In den Stationen 57, 60, 61 und 62 spricht jeder Toner selektiv auf die von den Druckköpfen 56, 71, 72 und 73 auf der dielektrischen Schicht 54 erzeugten Latentbilder an. Eine Kühlwalze 67 beseitigt die von der entstandenen bildgeprägten Schichtenstruktur abgegebene Wärme, und die Struktur passiert dann Kühl-Trennwalzen 68, wo das Produkt 69 vom Band 1 getrennt wird. Das Band wird dann gereinigt und für einen neuen Durchlauf bzw. Zyklus vorbereitet.

Der Klarheit halber sind in der Figur mehrere Komponenten des Systems im Verhältnis zum gesamten System disproportioniert dargestellt. Weiter sind unbedeutende Teile nicht dargestellt, damit die Hauptkomponenten klarer hervortreten.

Gemäß Fig. 5 ist ein leitendes Aluminiumsubstrat, das hier eine Trommel 74 ist, mit einer geeigneten Kraftquelle ausgestattet, um es auf Wunsch in Drehung zu versetzen. Wie bereits bemerkt, kann das leitende Substrat 74 jedes geeignete Substrat sein, wie etwa eine leitende Trommel oder ein endloses Band, das um eine Trommel läuft, oder ein leitendes Substrat der früher definierten Art, je nach Eignung. Ein Vorrat 75 des dielektrischen Films ist in einer geeigneten Zufuhrbeziehung zur Trommel 74 angeordnet, wobei der Film auf die Trommel durch ein Filmabgabemittel oder eine ähnliche geeignete Versorgungseinrichtung aufgebracht wird. Der dielektrische Film 76, der vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 0.5 bis 3.0 mils besitzt, wird um die angetriebene Filmrolle 77 und über die Oberfläche der Trommel 74 geführt. Der benutzte dielektrische Film ist ein weißes Dielektrikum, das aus Poly(vinylchlorid) besteht; jedoch kann jedes andere der oben aufgeführten dielektrischen Materialien benutzt werden, falls es geeignet oder für den Zweck passender ist. Wenn sich der dielektrische Film 76 der Stationseinheit A nähert, wird seine Oberfläche durch eine Entladeeinrichtung 78 entladen, um eine elektrisch saubere dielektrische Schicht 76 zu gewährleisten, die die latente elektrostatische Ladung aufnehmen und festhalten kann. Vor jeder Station A bis D des vorliegenden Systems können die Entladeeinrichtungen 78, 83, 88 und 93 verwendet werden, falls dies wünschenswert ist. Wenn die dielektrische Schicht 76 entladen ist, wird sie betriebsmäßig an die Station A herangeführt, wo ein Ionendruckkopf 79 eine erste Ladung in Bildkonfiguration auf die Schicht aufbringt. Während es sich noch in der Station A befindet, wird das latente Bild mit einem Schwarztonermaterial aus dem Tonerreservoir 80 in Kontakt gebracht, wobei dieser Toner von der Firma Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, unter der Bezeichnung BPA-06 hergestellt wird. Nachdem der flüssige Schwarztoner vom ersten Latentbild angezogen worden ist, beseitigt ein flüssiges Entfernungs- oder Verdampfungsmittel 81 die flüssige Komponente des flüssigen Schwarztoners, und der Toner wird auf dem ersten Latentbild bzw. dem ersten Bild in der Bildfixierungseinrichtung 82 fixiert. Die Station A umfaßt die Komponenten 78, 79, 80, 81 und 82. In der Fixierungseinrichtung 82 können konventionelle Fixierungsmethoden wie Druckfixieren, Sprühfixieren, Wärmefixieren und Kombinationen dieser Methoden oder irgendwelche anderen geeigneten Fixierungsmittel angewandt werden. Wenn das erste Bild fixiert worden ist, wird der dielektrische Film 76 zur Stationseinheit 5 weiterbewegt, wo ein zweiter Druckkopf 84 ein zweites latentes elektrostatisches Bild auf der dielektrischen Schicht 76 aufbringt. Dieses zweite latente elektrostatische Bild auf der dielektrischen Schicht 76 wird dann an ein zweites Tonerreservoir 85 herangeführt, das einen flüssigen Cyantoner enthält. Der zweite Toner besteht aus einem von der Firma Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, hergestellten Toner unter der Bezeichnung CPA-04. Nachdem der flüssige Cyantoner das latente Bild kontaktiert und die im Toner enthaltenen Partikel auf das zweite latente Bild gezogen hat, wird die flüssige Komponente des flüssigen Cyantoners in der Einrichtung 86 zur Beseitigung der Flüssigkeit entfernt, und der verbleibende Toner wird durch die Fixiereinrichtung 87 auf dem zweiten latenten (oder jetzt getonten bzw. entwickelten) Bild fixiert. Die Station B umfaßt die Elemente bzw. Komponenten 83, 84, 85 und 86, 87, wobei alle nachfolgenden Stationen aus den gleichen Komponenten bestehen. In der Stationseinheit C werden die erste und die zweite bildgeprägte dielektrische Schicht 76 durch einen dritten Ionenprojektionskopf 89 unter Schaffung eines dritten latenten elektrostatischen Bildes beladen. Dieses dritte Bild wird an einen dritten flüssigen Entwickler bzw. Tonerreservoir 90 herangeführt, das einen purpurrotfarbenen Toner enthält. Der Toner wird unter der Bezeichnung MPA-02 von der Firma Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, hergestellt. Nachdem der purpurfarbene Toner vom dritten Latentbild angezogen worden ist, wird der flüssige Anteil des Toners durch Verdampfen bzw. durch Mittel zur flüssigen Beseitigung 91 entfernt und der verbleibende Purpurrottoner in der Fixierreinrichtung 92 fixiert. Die bildgeprägte dielektrische Schicht 76 wird dann zur Stationseinheit D weiterbewegt, wo ein viertes latentes elektrostatisches Bild durch die Ionenprojektionskartusche bzw. den Projektionskopf 94 auf die Schicht aufgebracht wird. Wie im Falle der vorhergehenden Stationen wird die bildweise Information elektrisch an jeden Druckkopf übertragen, der dann mit der entsprechenden Bildaufbringung durch die Ionen auf der dielektrischen Schicht 76 reagiert. Das vierte Latenzbild wird an ein viertes Reservoir 95 mit flüssigem Toner herangeführt, in welchem ein unter der Bezeichnung YPA-03 von der Firma Research Labs of Australia, Adelaide, Australien, hergestellter Gelbtoner in der vierten bildgemäßen Konfiguration auf der dielektrischen Schicht 76 aufgebracht wird. Der flüssige Entwickler wird dann in der Einrichtung 96 zur Beseitigung der Flüssigkeit getrocknet, und anschließend wird das vierte Bild in der Fixiereinrichtung 97 fixiert. Die entstehende bildgeprägte Filmschicht 76 kann dann als Produktschicht 105 weiterbewegt, in der Trocknerstation 99 getrocknet und in der Trennstation 100 vom System abgelöst werden.

Bei dem Verfahren und dem Gerät der vorliegenden Erfindung können auch mehr als eine einzige Stationsseinheit verwendet werden. Ein wichtiges Merkmal besteht in der Schaffung eines Systems zur Farbdarstellung, bei der die Farbabdeckung einfach und wirksam ist. Dies kann beim vorliegenden System mit zwei oder mehreren Bildern geschehen. Im vorliegenden System kann auch ein zusätzlicher auf die Lufttrocknung in der Trocknungsstation 99 folgender Schritt vorgesehen werden, also im Falle, daß ein dickeres Substrat an der Unterseite der Produktschicht 105 befestigt wird. Bei diesem Substrat kann es sich um eine Trägerschicht handeln, die beispielsweise bei Fliesenplatten, Tapeten, Deckenprodukten, Flurprodukten und dergleichen verwendet wird. Diese Stufe ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da diese und viele andere nachträgliche Verfahrensschritte dazu benutzt werden können, die Produktschicht 105 mit einer Vielzahl von anderen Materialien oder Gegenständen zu kombinieren. Zur Erleichterung der Handhabung besitzt der im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzte dielektrische Film vorzugsweise eine Dicke von 0.5 bis 3.0 mils; jedoch kann jede andere gewünschte oder passende Dicke verwendet werden. Gewünschtenfalls kann ein nachträglicher Laminierungsschritt vorgesehen werden, falls eine laminierte Produktschicht 105 gewünscht wird.

Die bevorzugten und die als optimal bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden mit dem Zweck beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien zu veranschaulichen. Es wird aber davon ausgegangen, daß zahlreiche Abänderungen und Verzweigungen vorgenommen werden können, ohne Geist und Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (28)

1. Anschlagfreier Drucker, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Komponenten: einem Spendermittel für das Dielektrikum, einem leitenden Substrat, mindestens einem Druckkopf, mindestens einer Entwicklerstation, mindestens einer Tonerfixierstation, und einer Trennstation, die in Kombination ein Drucksystem schaffen, wobei die Spendermittel für das Dielektrikum Mittel zur Anbringung eines Dielektrikums auf dem leitenden Substrat einer Stelle im System vor dem Druckkopf aufweisen, und die Trennstation im Anschluß an die Tonerfixierstation Mittel zum Ablösen des Dielektrikums vom leitenden Substrat aufweist.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System ein monochromatisches System ist.

3. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System ein Multicolorsystem ist.

4. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spendermittel für das Dielektrikum Mittel zur Lieferung des Dielektrikums in einer Dicke von mindestens 0.2 mils aufweisen.

5. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spendermittel für das Dielektrikum Mittel zur Lieferung des Dielektrikums in einer Dicke zwischen etwa 0.2 mils bis 10.0 mils aufweisen.

6. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spendermittel für das Dielektrikum Mittel zum Aufbringen eines Dielektrikums auf das leitende Substrat in flüssiger Mischung aufweisen, wobei der Drucker Mittel zum Umsetzen der flüssigen Mischung in einen Zustand aufweist, in welchem sie ein zum Aufnehmen und festhalten eines latenten elektrostatischen Bildes fähiges Dielektrikum bildet.

7. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum durch ein Filmspendemittel auf das leitende Substrat geliefert wird.

8. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System mindestens ein Mittel zur Fixierung der Bilder nach jeder Bildentwicklungsstation aufweist.

9. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System Mittel zur Durchführung mindestens eines zusätzlichen Bildeinprägungszyklus im Anschluß an die Abtrennung des Dielektrikums vom leitenden Substrat aufweist.

10. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im System im Anschluß an die Tonerfixierstation Mittel zum Binden einer Unterlage oder eines Trägers an eine bildlose Oberfläche des Dielektrikums vorgesehen sind.

11. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Filmspendemittel zur Lieferung des Dielektrikums auf die Oberfläche des leitenden Substrats an einer Stelle im System vor dem Druckkopf vorgesehen sind.

12. Nichtanschlagender Drucker mit einem leitenden Substrat, mindestens einem Dielektrikum auf dem leitenden Substrat, mindestens einem Druckkopf zum bildweisen Beladen des Dielektrikums, mindestens eine Bildentwicklungsstation, mindestens einer Station zur Beseitigung des flüssigen Entwicklers, mindestens eine Tonerfixierstation, und einer Trennstation, die in Kombination ein Drucksystem schaffen, und mit Mitteln zum Aufbringen mindestens eines ersten Dielektrikums auf das leitende Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum eine im wesentlichen gleichmäßige Oberfläche besitzt, die ein elektrostatisch latentes Bild aufnehmen und festhalten kann, und daß dem leitenden Substrat folgende Einrichtungen zugeordnet sind: Mittel zum Fortbewegen des Substrates durch jede der Stationen, Mittel zum erneuten Durchleiten des Dielektrikums unter einem Druckkopf für eine mindestens zweite Bildbeladung, Mittel zum kontinuierlichen Weiterbewegen über die letzte Trennstation hinaus, Mittel an dieser Endstation zum Entfernen des im wesentlichen gesamten ersten Dielektrikums vom leitenden Substrat, Mittel zum Voranbewegen des leitenden Substrats über die Trennstation hinaus zu Mitteln die in der Lage sind, mindestens ein zweites Dielektrikum auf das leitende Substrat aufzubringen, und Mittel zum Vorwärtsbewegen des zweiten Dielektrikums zum Druckkopf und kontinuierlich weiter durch die nachfolgenden Stationen.

13. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vielzahl von Tonerentwicklungsstationen aufweist.

14. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vielzahl von Druckköpfen aufweist, die in Laufrichtung des Substrates vor den Entwicklungstationen angeordnet sind.

15. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Aufbringen eines Haftmittels auf dem Dielektrikum in Bewegungsrichtung desselben vor einer Tonerfixierstation und nach der Bildeinprägung des Dielektrikums angeordnet sind.

16. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Lieferung einer Basis bzw. eines Trägers für das Dielektrikum vorgesehen sind, wobei diese Mittel im System hinter der Trennstation angeordnet sind.

17. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das System nacheinander mindestens eine Komponente von jeder der nachfolgenden Komponenten aufweist:
eine erste Spenderstation für das Dielektrikum,
eine Entladestation für das Dielektrikum,
eine Druckkopfbildeinprägestation,
eine Bildentwicklungsstation,
eine Flüssigkeitsverdampfungsstation,
eine Bildfixierungsstation,
eine Haftstoffaufbringungsstation,
eine Substratspendestation und eine Trennstation,
wobei der Drucker Mittel zur Wiederholung der Vorwärtsbewegung des leitenden Substrats in mehreren Durchläufen durch die Stationen aufweist.

18. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dielektrika eine Dicke von mindestens 0.2 mils besitzen.

19. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dielektrika eine Dicke im Bereich von etwa 0.2 mils bis etwa 10.0 mils besitzen.

20. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dielektrika auf dem leitenden Substrat als flüssige Mischung aufgebracht werden und Mitteln zum anschließenden Entfernen des flüssigen Anteils zugeordnet sind, um ein Dielektrikum zu erzeugen, das ein latentes elektrostatisches Bild aufnehmen und festhalten kann.

21. Elektrografisches Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine Behandlungsfolge aufweist, die folgende Schritte umfaßt: Aufbringen eines Dielektrikums auf die Oberfläche eines leitenden Substrates, elektrisches Entladen mindestens einer Oberfläche des Dielektrikums, Aufbringen einer bildweisen Ladung auf die zuvor entladene Oberfläche des Dielektrikums, anschließendes Durchleiten des Dielektrikums durch eine Entwicklungsstation und durch eine Station zur Beseitigung der Entwicklerflüssigkeit, wobei die bildweise Ladung in ein sichtbares Bild überführt und das sichtbare Bild auf der Oberfläche des Dielektrikums fixiert wird, um ein bildgeprägtes Dielektrikum zu schaffen, Ablösen des bildgeprägten Dielektrikums vom leitenden Substrat, Reinigen des leitenden Substrates und kontinuierliches Wiederholen der Schritte zur Gewinnung des gewünschten Produktes.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum der Oberfläche des leitenden Substrates durch Aufbringen einer das Dielektrikum enthaltenden Flüssigkeit auf die Oberfläche zugeführt wird, mit anschließendem Verdampfen des flüssigen Anteils unter Bildung eines Dielektrikums mit den geeigneten elektrografischen Eigenschaften.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum der Oberfläche des leitenden Substrates durch ein Spendemittel für den dielektrischen Film zugeführt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum nacheinander in einer Vielzahl von Durchläufen vor der Abtrennung mit dem Bild geprägt, entwickelt und fixiert wird.

25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Reinigen des leitenden Substrates das Dielektrikum erneut nacheinander in einer Vielzahl von Durchläufen vor der Abtrennung vom leitenden Substrat mit einem Bild geprägt, entwickelt und fixiert wird.

26. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Basisträgerstation eine dickere Unterlage auf einer der bildgeprägten Oberfläche des Dielektrikums gegenüberliegenden Oberfläche angebracht wird, wobei die Basisträgerstation im Verfahrensablauf vor dem Ablösen des bildgeprägten Dielektrikums vom leitenden Substrat angeordnet ist.

27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht eines dielektrischen Materials in einer Dicke von 0.2 mils bis 10.0 mils auf die Oberfläche des leitenden Substrats aufgebracht wird.

28. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum kontinuierlich im Anschluß an die Reinigung auf das leitende Substrat aufgebracht wird.