DE1671527C3 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer Leitfähigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer Leitfähigkeit, bei dem ein Bereich dieser Unterlage, der größer als der zu bedruckende Teil ist, durch eine elektrische Ladung mit einer ersten Polarität auf ein elektrisches Potential gebracht und ein elektrisch mit einer anderen Polarität geladener Toner auf diesen zu bedruckenden Teil der. Bereiches der Unterlage aufgegeben wird, wobei diese durch weitere elektrische Ladung, die die durch Aulgeben des Toners entstandene Ladung kompensiert, etwa auf dem besagten elektrischen Potential gehalten wird, und bei dem dann der Toner an der Unterlage fixiert wird. Bei einer bekannten Vorrichtung (DT-PS 12 46 739), die nach einem derartigen Verfahren arbeitet, erzeugt der zuerst abgelagerte Toner ein elektrisches Feld, das dazu führt, die Ablagerung weiteren Toners zu erschweren, der die gleiche Polarität hat. Auf diese Weise ist es nach den bekannten Verfahren nicht möglich, größere mit Toner zu bedeckende Flächen einheitlich mit Farbe zu versehen. Vielmehr werden die Begrenzungen dßr größeren Flächen scharf ausgebildet sein, während zur Mitte der Fläche hin eine Verringerung der Tonerablagerung eintreten bzw. fast keine Färbung erfolgen wird.

Darüber hinaus besteht bei der bekannten Vorrichtung die Gefahr, daß dann, wenn die mit Toner beaufschlagte Unterlage aus der Einwirkung des elektrischen Feldes heraus zu einer Fixierstation für den Toner bewegt wird, ein Teil des Toners von der Unterlage nach dem Verlassen des elektrischen Feldes abgestoßen oder sich durch Erschüttern der Unterlage bei der Überführung zur Fixierstation von der Unterlage ablöst Bei der bekannten Vorrichtung dieser Art war somit weder ein Kopieren höchster Qualität, noch eine ausreichende

M Kopiergeschwindigkeit, insbesondere bei schlecht leitenden Werkstoffen, wie Papier, Pappe, Karton od. dgl., erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß selbst größere, mit Toner zu versehende Flächen gleichmäßig mit Toner versehen, also gleichmäßig stark gefärbt werden könneji und daß höhere Kopiergeschwindigkeiten von über 100 Abdrucken pro Minute bequem erreichbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer Leitfähigkeit gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Unterlage erst aufgeladen und dann in diesem Zustand einer Stelle zugeführt wird, an der der Toner aufgegeben und eine zusätzliche Ladung aufgebracht wird. Durch die zusätzliche Ladung verbleibt eine Restladung, wodurch ein Abfallen von Toner von der bedruckten Unterlage während des Überführens zu einer Fixierstation unmöglich ist

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sollte die Erstaufladung der Unterlage auf der Seite erfolgen, auf die der Toner aufgegeben werden soll, was unabhängig vom Werkstoff der Unterlage eine größere Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, da die Ladung das

*5 Material nicht durchdringen muß. Um bei großer Druckgeschwindigkeit ein Abfallen des Toners während der Weiterleitung von der Druckstation zur Fixierstation zu verhindern, soll, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Err,taufladung und die an der Stelle, an der der Toner aufgegeben wird, mit dem gleichen elektrischen Potential erfolgen.

Eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine Koronaquelle und zwischen dieser und der zu bedruckenden Unterlage ein Steuergitter umfaßt, ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Voraufladestation, deren Koronaquelle und deren Steuergitter über Drähte mit der Koronaquelle und dem Steuergitter der Druckstation verbunden sind, wobei die Steuergitter über einen die

so gleichzeitige Einstellung der Höhe des elektrischen Potentials beider Steuergitter ermöglichenden Spannungsteiler mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, das erforderliche Potential für beide Stationen in der erforderlichen Höhe gleichzeitig einzustellen.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens so zu gestalten, daß diese durch einen

Spannungsteiler zur separaten Einstellung des elektrischen Potentials der Voraufladestation gekennzeichnet ist Eine derartige Anordnung wird man bei einer Vorrichtung treffen, bei der die Erstaufladung der Unterlage auf der Seite erfolgt, auf die der Toner dann aufgegeben werden soll. Bei einer derartigen Vorrichtung kann das elektrische Potential, das zur Erstaufladung der Unterlage verwendet wird, geringer sein, da die Ladung das Material der Unterlage nicht durchdringen muß.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer Leitfähigkeit dargestellt Anhand dieser Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung, die eine Voraufladestation und eine Druckstation umfaßt, wobei die ein Fixieren des aufgebrachten Toners an der Unterlage bewirkende und sich an die Druckstation anschließende Station nicht dargestellt ist,

F i g. 2 eine sjchematische Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, bei der die Auflage an der Seite aufgeladen wird, auf der der Toner in der Druckstation danach aufgebracht wird;

F i g. 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung;

F i g. 4 eine schematische Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der ein Luftstrom benutzt wird, um Ionen in Kontakt mit der Unterlage zu bringen, die aufzuladen ist;

F i g. 5 eine der F i g. 4 entsprechende schematische Darstellung einer Vorrichtung, bei der die Unterlage auf der Seite aufgeladen wird, die bedruckt werden soll;

F i g. 6 eine grafische Darstellung, die qualitativ das Potential einer Karte bzw. einer Unterlage während des Verfahrens, nämlich vor dem Bedrucken, während des Bedrückens, nach dem Bedrucken und nach der Entnahme der Karte aus der Druckstation, veranschaulicht, wobei -as Verfahren ein Aufladen der Karte sowohl vor als auch während des Bedrückens umfaßt;

Fig.6A eine grafische Darstellung, die qualitativ die Restladung einer Karte während des Druckverfahrens veranschaulicht;

F i g. 7 eine der F i g. 6 entsprechende grafische Darstellung eines anderen Druckverfaiirens, bei dem die Karte nur vor dem Drucken aufgeladen wird;

Fig.7A eine der Fig.6A entsprechende grafische Darstellung des in Fig.7 grafisch dargestellten Druckverfahrens;

F i g. 8 eine der grafischen Darstellungen in F i g. 6 und 7 entsprechende Darstellung eines Druckverfahrens, bei dem die Karte lediglich zwischen einer Schablone und einer Gegenelektrode eingelegt ist und die Ablagerung des Toners während des Druckverfahrens eine Erhöhung der Aufladung der Karte bewirkt und

F i g. 8A eine den grafischen Darstellungen in F i g. 6A und 7A entsprechende Darstellung des in F i g. 8 ω veranschaulichten Druckverfahrens.

In Fig. 1 der Zeichnung ist schematisch eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt eine Koronaquelle 82, die aus einem leitenden Plattenteil mit einer Anzahl davon vorspringenden Koronanadeln besteht, einer Basiselektrode, die parallel zum leitenden Plattenteil der Koronaqufcile verläuft und auf der Seite der Koronanadeln angeordnet ist, und ein Steuergitter 86, das zwischen die Basiselektrode und die Koronaquelle 82 geschaltet ist. Auf der Basiselektrode liegt ein Schabionensieb 88, das öffnungen 90 aufweist, die der zu bedruckenden Fläche entsprechen. Eine zu bedrukkende Unterlage 100 wird zum Bedrucken zwischen das von der Basiselektrode getragene Schablonensieb und das Steuergitter 86 gebracht. Außer dieser Station, in der das Bedrucken erfolgt und die daher als Druckstation bezeichnet wird, ist eine Voraufladestation vorgesehen. Diese umfaßt ebenfalls, wie auch die Druckstation, eine Koronaquelle oberhalb der Basiselektrode und ein zwischengeschaltetes Steuergitter. Die Basiselektrode 80 der Voraufladestation ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens durch einen Draht 81 mit der Koronaquelle 82 der Druckstation verbunden. Desgleichen ist das Steuergitter der Voraufladestation über einen Draht 85 mit dem Steuergitter 86 der Druckstation verbunden. Die Basiselektrode erstreckt sich ununterbrochen über beide Stationen.

Eine Gleichstromquelle 92 ist mit ihrem Minuspol an die Basiselektrode und mit ihrem positiven Pol über einen Schalter 98 an die Koronaquelle 82 angeschlossen. Durch den Draht 81 ist auch die Koronaquelle 80 der Voraufladestation mit der Gleichstromquelle 92 verbunden. Zwischen die beiden Pole der Gleichstromquelle 92 ist ein Spannungsteiler 94 geschaltet, dessen Abgriff 96 mit dem Steuergitter 86 der Druckstation verbunden ist. Über den Draht 85 steht somit auch das Steuergitter 84 mit dem Abgriff % des Potentiometers 94 in Verbindung. Bei der in F i g. 1 der Zeichnung veranschaulichten Darstellung befindet sich eine erste zu bedruckende Unterlage lOO in der Druckstation über dem Teil des Schablonensiebes 88, der eine öffnung 90 zur Erzeugung des gewünschten Abbildes enthält, das gedruckt werden soll. Eine weitere Unterlage 102 ist in der Voraufladestation dargestellt, die vor der Druckstation liegt. Beide Unterlagen 100 und 102 bestehen bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel aus Pappe mit im Abstand voneinander liegenden Deckblättern 104 und 105 aus Papier, die durch eine gewellte Zv/ischenlage 106 aus Papier getrennt sind. Die erste Unterlage 100 ist vorher in der Voraufladestation aufgeladen worden, so daß beispielsweise posi ti /e Ionen gleichmäßig auf der Seite der Unterlage 100 verteilt sind, die dem Schablonensieb 88 zugewandt ist. Nach Schließen des Schalters 98 wandert Toner durch die das Abbild erzeugende öffnung 90 von der Basiselektrode und lagert sich auf der Unterseite der Unterlage 100 ab. Gleichzeitig werden Ionen aus der Koronaquelle 82 emittiert, so daß das Steuergitter 86 die Ablagerung weiterer Ionen auf der Unterlage 100 ermöglicht, um den Aufbau der Ladung zu neutralisieren, der durch die Ablagerung des negativ aufgeladenen Toners auf der Unterlage hervorgerufen wird. Ebenfalls gleichzeitig werden positive Ionen von der Koronaquelle 80 emittiert und unter dem Einfluß des Steuergitters 84 auf die Oberseite der Unterlage 102 abgelagert. Nach Abschluß des Bedn;kens der Unterlage 100 wird dieses aus der Druckstation zu einer Fixierstation (nicht dargestellt) überführt, während die Unterlage 102 in die Druckstation wandert. Die für den ersten Druckvorgang erforderliche Zeit und die für die Bewegung der Unterlagen 100 und 102 erforderliche Zeit ist ausreichend groß, um eine feicichl'örmige Verteilung der Ionen auf dem Deckblatt 105 und 104 zu bewirken. Ist die Zeit zu kurz, hat das gedruckte Abbild einen Streifeneffekt

an den Teilen der Wellen der gewellten Zwischenlage 106, die an dem Blatt 104 anliegen. Bei einer ordnungsgemäßen Zeitfolge kann die Druckgeschwindigkeit verbessert werden, so daß Abdrücke von mehr als hundert Unterlagen pro Minute erreicht werden können. Es ist festgestellt worden, daß die Aufladung der Unterlagen in der Voraufladestalion für bestimmte Toner ausreicht. In dieser Anordnung besteht die einzige Funktion der Koronaquelle 82 darin, die Auflage aui dem Potential des Steuergitters 86 zu halten, während der Toner abgelagert wird. Bei bestimmten Tonern ist die Größe der in den Tonern enthaltenen Ladung ausreichend klein, so daß das Potential der Unterlage nicht nennenswert geändert wird. Bei anderen Tonern ist die Koronaquelle 82 zweckmäßig, wenn ausgedehnte große Flächen mit einer großen optischen Dichte bedruckt werden sollen. In diesem Falle kann eine erhebliche Änderung des Potentials der Unterlage auftreten, und zwar wegen des relativ hohen Wertes der dem Toner zugeordneten Ladung.

Obwohl die in Fig. I veranschaulichte Vorrichtung bereits wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Vorrichtungen erbringt, gibt es j°doch immer noch Situationen, in denen sich die Ladung auf der Fläche, auf der der Toner aufgebracht werden soll, nur langsam aufbaut, wenn die Ladung durch ein Material hindurchgehen muß, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Es ist möglich, eine Unabhängigkeit von der Leitfähigkeit des Materials zu erhalten, indem die Ionen direkt auf die zu bedruckende Fläche aufgebracht werden. Ein solches Verfahren arbeitet bei Material jeder Leitfähigkeit und mit einer Geschwindigkeit, die lediglich durch die Geschwindigkeit begrenzt ist, mit der die Unterlagen gehandhabt und bedruckt werden können. Die Zeit, die erforderlich ist, um die auf der Unterlage bereits abgelagerte Ladung zu der zu bedruckenden Fläche gelangen zu lassen und dort gleichmäßig verteilt zu werden, kann als ein die Geschwindigkeit begrenzender Faktor ausgeschaltet werden. Eine Vorrichtung zur Ausübung eines solchen Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt Die Aufladung der Unterlage erfolgt nach dem gleichen Grundprinzip, das bereits beschrieben worden ist. Eine Gleichstromquelle ist über einen Schalter 112 mit der Gegenelektrode 114 und mit dem anderen Pol mit der Koronaquelle 116 verbunden. Ein Spannungsteiler 118 ist mit seinem Abgriff 120 mit dem Steuergitter 122 verbunden. Eine Unterlage 124 liegt im Abstand zwischen dem Steuergitter 122 und der Gegenelektrode 114. Nach Schließen des Schalters 112 werden positive Ionen aus der Koronaquelle ii6 emittiert und an der Unterseite der Unterlage 124 unter dem Einfluß des Steuergitters 122 abgelagert Die Unterlage 124 und Gegenelektrode bilden zusammen einen Kondensator mit parallelen Kondensatorplatten. Die Kapazität dieses Kondensators ist wesentlich größer als die einer isolierten Unterlage. Damit ist für jede bestimmte Ladungsgröße, die an der Unterlage benötigt wird, die Spannung, auf die die Aufladung erfolgen muß, geringer in Verbindung mit einer Gegenelektrode als ohne eine solche. Wenn die Kapazität des Kondensatorsystems C beträgt und das Potential, auf das die Aufladung erfolgt V ist dann ist in Verbindung mit der Ladungsgröße, die im Kondensator enthalten ist Q = CV. Wenn die Kapazität der isolierten Unterlage Cc ist und das Potential, auf das diese aufgeladen werden muß, um die gleiche Ladung zu erhalten wie sie oben angegeben wurde, Vc beträgt dann stehen diese Variablen in einer Beziehung zum vorerwähnten Kondensatorsystem die mit CV = CcVcbezeichnet wird.

Da Cc viel kleiner als C ist, muß Vc viel größer als V sein. In der Praxis sind jedoch höhere Spannungen schwieriger zu erreichen und auch aufrechtzuerhalten. Um diese zu erreichen, muß eine Stromquelle hoher Spannung vorhanden sein. Um die hohen Spannungen aufrechtzuerhalten, kann eine Stromquelle großer Leistung erforderlich sein. Dieser letzte Punkt ist möglicherweise nicht sofort erkennbar. Der obere Grenzwert des Potentials, auf den ein Objekt in Luft gehalten werden kann, hängt in großem Maße von der Ableitungsgeschwindigkeit der Ladung vom Objekt als Folge des Druchschlags der Luft ab. Dieser Durchschlag und das anschließende Ableiten der Ladung erfolgt hauptsächlich an Stellen mit kleinen Radien. Um diese Stellen bzw. Punkte herum hat die Feldstärke den höchsten Wert, den sie in der Nähe des Objekts erlangt. Diese Punkte sind die Abweichungen von einer im Idealfall vollkommen glatte Fläche, die in der Praxis jedes Objekt hat. Diese Fehlstellen sind so winzig, daß sie praktisch immer gegen in der Nähe liegenden Flächen isoliert sind, beispielsweise Gegenelektroden oder Ladequellen. Damit ist das elektrische Feld um einen gegebenen Punkt herum eine Funktion seines Radius und der elektrischen Spannung. Es ist nicht eine Funktion des Abstandes solcher Fehlstellen von Objekten die in der Nähe liegen. Diese Fehlstellen können Entladungen hervorrufen, die kontinuierlich sind und die mitunter durch eine Stromquelle aufrechterhalten werden können, die eine angemessene Leistung hat. Jeder Versuch die Spannung über diesen Bereich hinaus zu erhöhen, führt jedoch zu einer Zwangsentladung zu einem in der Nähe des Punktes liegenden Objekt. Damit läßt sich im allgemeinen die höchste Aufladung des Objektes durch die Verwendung eines Systems hoher Kapazität und relativ geringer Spannung erreichen. Spannungen im Bereich von 3 bis 5 kV sind üblich.

Auf der Unterseite der Unterlage 124 werden positive Ionen abgelagert, wenn der Schalter 112 geschlossen wird. Die Unterlage 124 kann dann sofort durch bekannte Fördereinrichtungen in die Druckstation über das Schablonensieb 130 gebracht werden, während die zuvor bedruckte Unterlage 132 aus dieser Station entnommen wird. Mit einer derart ausgebildeten Vorrichtung lassen sich besondere Druckgeschwindigkeiten im Vergleich zu der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung erreichen.

Bei der in Fig.3 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Toner durch eine KoronaEüiordnung 142 aufgeladen und aus Rohren 144 ausgestoßen, um durch öffnungen 146 in einem Schablonensieb, das in Form eines endlosen Bandes ausgebildet ist, aul einer Unterlage 150 abgelagert zu werden, wodurch das gewünschte Abbild erzeugt wird Die Unterlage 15« wird von einer leitenden Fördereinrichtung 152 getragen, die über eine Stromquelle 156 und einer Schalter 158 mit einer Koronaquelle 154 verbunden ist Dabei bewirken elektrische Kontakte 160, daß die Fördereinrichtung 152 als Gegenelektrode in einei Weise fungiert, die der der Gegenelektrode 114 ir F i g. 2 entspricht Aus der Koronaquelle 154 werder positive Ionen emittiert, die auf der Fläche dei Unterlage 150 abgelagert werden, auf der der Toner ii der Druckstation 140 aufgebracht wird. Es versteht sich daß ein Spannungsteiler und ein Steuergitter in de gleichen Weise angewandt werden, wie dies in

Zusammenhang mit der Ausführungsform nach F i g. 2 beschrieben worden ist.

Die vorbeschriebenen verschiedenen Vorrichtungen betrafen alle die elektrostatische Ablagerung von Ionen, die in einer Koronaentladung erzeugt werden. Das elektrische Feld zwischen dem Steuergitter und der Koronaquelle und entweder der Gegenelektrode oder dem Irrenden Schablonensieb lagert die bei der Koronaentladung erzeugte Ladung auf der zu bedrukkenden Unterlage ab. Die Ablagerung braucht jedoch nicht elektrostatisch bewirkt zu werden. Die Ladung kann auch von einer Koronaentladung zu einer zu bedruckenden Unterlage durch einen sich bewegenden Luftstrom übertragen werden. Eine nach einem solchen Verfahren wirkende Vorrichtung ist in Fig.4 der Zeichnung dargestellt. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom vorbeschriebenen nur gering. Die Auflage wird geladen, und zwar vor dem Bedrucken vollkommen. Die Ladung geiangi zu der zu bedruckenden Oberfläche und verteilt sich dort gleichmäßig vor dem Drucken. Während des Drückens werden Ionen an der Unterlage abgelagert, um einen Ausgleich für die vom Toner aufgebrachte Ladung zu bilden und halten die Unterlage auf einem konstanten Potential. Nach dem Bedrucken behält die Unterlage eine Restladung, die das Tonerbild in seiner Lage hält, bis der Toner permanent mit der Unterlage verbunden ist. Diese Form der Ablagerung kann anstelle einer elektrostatischen Ablagerung in jedem der vorbeschriebenen Verfahren treten.

Eine oder mehrere Koronakammern 170 sind aus ersten leitenden Endteilen 172 gebildet und weisen mindestens eine öffnung 174 in diesen auf. Die zweiten leitenden Endteile 176 liegen in einem Abstand von den Endteilen 172 und sind durch eine Isoliermanschette 178 miteinander verbunden, um eine hohle Kammer 180 zu bilden. Eine Gleichstromquelle 182 und ein Schalter 184 sind an die ersten und zweiten leitenden Endteile 172 und 176 angeschlossen. Eine Koronaentladeeinrichtung, beispielsweise Nadeln 186, springen von den Endteilen 176 vor, um eine Ionenquelle zu bilden. Es versteht sich -to dabei, daß die Endteile 176 und die Nadeln 186 durch eine andere Ausführung einer Koronaentladungseinrichtung ersetzt werden können, beispielsweise durch feine Drähte. Ein Luftstrom wird durch eine Rohrleitung 190 in die hohlen Kammern 180 eingeleitet.

Über einem mit öffnungen 196 versehenen Schablonensieb 194 ist eine Unterlage 192 angeordnet. Nach Schließen des Schalters 184 werden Ionen durch die Koronanadeln 186 emittiert, während Luft, die durch die hohlen Kammern 180 fließt, die Ionen durch die so öffnungen 174 in den Endteilen 172 nach außen trägt und zwar derart, daß die Ionen auf der Oberseite der Unterlage 192 abgelagert werden. Dies erfolgt so lange, bis die Unterlage ausreichend aufgeladen worden ist und neuankommende Ionen abstößt Nach einer geeigneten Verweilszeit zur Ermöglichung einer gleichförmigen Verteilung der Ionen auf der Unterlage 192 wird Toner durch die Öffnungen 196 in dem Schablonensieb geführt, der sich in dem gewünschten Abbild auf der Unterseite der Unterlage 192 ablagert Gemäß der Darstellung emittiert die Koronaanordnung 186 positive Ionen. Bei einer solchen Anordnung wird ein negativ geladener Toner verwendet, um das gewünschte Abbild zu erzeugen. Mit dem Anziehen des eeladenen Toners an die Unterlage 192 und mit dessen Ablagerung auf dieser werden weitere positive Ionen auf der Unterlage 192 abgelagert Nach dem Bedrucken wird die Unterlage 192 in eine Fixierstation gefördert, in der ein festes Verbinden des Toners mit der Unterlage erfolgt.

Das in F i g. 5 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem in Fig.3 veranschaulichten insofern ähnlich, als eine Unterlage 200 in einer Voraufladestation aufgeladen wird, ehe diese über das Schablonensieb 202 gelangt. Außerdem werden entsprechende Ladungen auf der Oberfläche der Unterlage 200 abgelagert, auf der das Tonerbild entstehen soll. Entsprechend werden schnellere Druckgeschwindigkeiten erreicht, weil es nicht erforderlich ist, eine Wartezeit einzulegen, um eine gleichmäßige Verteilung der Ladung auf der Unterlage zu ermöglichen. Ferner spielt eine geringere Leitfähigkeit der Unterlage keine Rolle.

Auch hier besteht eine Koronakammer 204 aus leitenden Teilen 206 und 208, die durch eine Isoliermanschette 210 miteinander verbunden sind, um eine hohle Kammer 212 zu bilden. Vom Endteil 208 ist eine KuiUMHiiauei 214 igeiiageii, um iuiieii iii die iiüi'iic Kammer 212 zu emittieren. Eine Gleichstromquelle 216 ist über einen Schalter 218 an die beiden Endteile 206 und 208 geschaltet und zwar derart, daß nach dem Schließen des Schalters 218 eine Koronaentladung innerhalb der hohlen Kammer 212 erfolgt. Durch ein Rohr 220 strömende Luft trägt die Ionen aus der hohlen Kammer 212 durch die öffnung 224 im Endteil 206 aus der Kammer heraus. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, eine Gegenelektrode 230 vorzusehen, die bei 232 geerdet sein kann. Die Funktion der Gegenelektrode 230 besteht darin, das abstoßende Feld zu reduzieren, das auf der Unterlage 200 bereits angesammelte Ladungen auf später ankommende Ionen ausüben. Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfüllt das leitende Schablonensieb 194 die gleiche Funktion.

In der Zeit, in der ein Tonerbild auf einer Unterlage 233 abgelagert wird, wird die Unterlage 200 aufgeladen. Anschließend wird die Unterlage 233 aus der Druckstation entnommen und einer Fixierstation zugeführt, während die Unterlage 200 über das Schablonensieb 202 bewegt wird. Das Potential der Unterlage in der Druckzone gegenüber dem leitenden Schablonensieb 202 ist das gleiche, wie das der Unterlage 200 gegenüber der Gegenelektrode 230.

F i g. 6 ist eine grafische qualitative Darstellung des Potentials an der Unterlage bzw. der Karte, und zwar in den Arbeitsperioden 1 vor dem Bedrucken, 2 während des Bedrückens, 3 nach dem Bedrucken und 4 nach der Entnahme der Karte aus der Druckstation. Das Potential ist bei dem in Fig.6 veranschaulichten Druckverfahren, bei dem die Karte von einer Koronaquelle voraufgeladen wird, sowohl vor als auch während des Druckes etwa gleich. Ist die Karte einmal auf ein gegebenes Potential aufgeladen, das in der Zeichnung positiv dargestellt ist, werden negative Ladungen, die während des Aufbringens des Toners auf die Karte durch Hinzufügen positiver Ladung von der Koronaentladung ausgeglichen. Nach dem Bedrucken und nach der Entnahme der Karte aus der Druckstation bleibt das Potential das gleiche, da es wegen des zwischen den positiven Ladungen von der Koronaentladung und den negativen Ladungen des Toners im Gleichgewicht gehalten wird.

In Fig.6A ist die Restladung auf der Karte bei Anwendung des gleichen Druckverfahrens wie in F i g. 6 dargestellt Vor dem Druck erzeugen die positiven Ladungen von Koronaentladung eine Ladung, die während des eigentlichen Drückens, nach dem Drucken

6 71

ίο

und nach der Entnahme der Karte aus der Druckstation konstant bleibt. Die Restladung ist somit gleich der Aufladung.

In Fig. 7 und 7A sind die gleichen Arbeitsperioden wie in Fig.6 und 6A dargestellt, außer daß die Karte nur vor dem Drucken aufgeladen worden ist und während des Drückens keine neue Ladung zugeführt wird, außer durch den geladenen Toner. Es versteht sich, daß das Potential und die positive Aufladung während des Drückens geringer wird, dann aber nach Abschluß des Drückens und der Entnahme der Karte aus der Druckstation konstant bleibt. Die einem ersten Toner zugeordnete Ladung ist weniger negativ als diejenige, die einem zweiten Toner zugeordnet ist. Das Potential und die Restladung der Karte sind jedoch beide stark abhängig von der Tonercharakteristik.

In F i g. 8 und 8A ist ein Verfahren dargestellt, bei dem die Karte lediglich zwischen ein Schablonensieb und eine Gegenelektrode gelegt worden ist, ohne daß der Km ie vuN einer Koronaeniiadung irgendeine zusätzii- ^u ehe Ladung aufgegeben wird. Die Karte wird unter einem Potential gehalten, da:S durch das elektrostatische Feld bestimmt ist, das der Druckvorrichtung zugeordnet ist. Beim Aufgeben von geladenem Toner während des Drückens nimmt das Potential der Karte und damit deren Restladung ab. Das Potential und die Restladung bleiben nach dem Druck konstant. Das Potential nimmt jedoch sofort nach Entnahme der Karte aus den zugehörigen elektronen Feldern ab, während die Restladung an ihrem kleinsten Wert konstant bleibt.

Es versteht sich, daß zweckmäßigerweise die Unterlage vor dem Drucken vollkommen aufgeladen sein soll. Darüber hinaus ist während des Drückens eine weitere Ladung auf die Unterlage aufzugeben. Ein Teil dieser Ladung ist die, die vom Toner aufgetragen wird, während der Rest derjenige sein sollte, der von der Koronaentladung stammt, um die Karte auf dem gleichen Potential wie das Steuergitter zu halten, und zwar trotz der Ablagerung des Toners. Wenn keine Abladung der Ladung von der Unterlage erfolgt, ist die Zufuhr an Ladung während des Drückens in der Nähe von Null. Nach dem Drucken wird die Unterlage der Druckstation entnommen und die angesammelte Ladung soll ohne Ableitungen konstant bleiben. Diese Ladung trägt dazu bei, daß das Tonerbild auf der Unterlage aufrechterhnlten bleibt, bis eine Fixierung bzw. ein Aufschmelzen des loners aut der Unterlage erfolgt. Nach dem Aufschmelzen bzw. dem festen Verbinden kann diese Ladung in bekannter Weise neutralisiert werden. Das elektrische Potential der Unterlage vor, während und nach dem Drucken soll das gleiche sein, wie das des .Steuergitters, wenn eine Ableitung vermieden wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum elektrostatischen Bedrucken einer Unterlage geringer elektrischer Leitfähigkeit, bei dem ein Bereich dieser Unterlage, der größer als der zu bedruckende Teil ist, durch eine elektrische Ladung mit einer ersten Polarität auf ein elektrisches Potential gebracht und ein elektrisch mit einer anderen Polarität geladener Toner auf diesen zu bedruckenden Teil des Bereiches der Unterlage aufgegeben wird, wobei diese durch weitere elektrische Ladung, die die durch Aufgeben des Toners entstandene Ladung kompensiert, etwa auf dem besagten elektrischen Potential gehalten wird, und bei dem dann der Toner an der Unterlage fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage erst aufgeladen und dann in diesem Zustand einer Stelle zugeführt wird, an der der Toner aufgegeben und eine zusätzliche Ladung aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ersiaufladung der Unterlage auf der Seite erfolgt, auf die der Toner aufgegeben werden soll.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstaufladung und die an der Stelle, an der der Toner aufgegeben wird, aufgebrachte zusätzliche Ladung mit dem gleichen elektrischen Potential erfolgen.

4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis j, mit einer Koronaquelle und einem zwischen diese, und die «u bediuckende Unterlage geschalteten Steuergitter, gekennzeichnet durch eine Voraufladestation, deren Kon -iaquelle (80) und deren Steuergitter (84) über Drähte (81 bzw. 85) mit der Koronaquelle (82) und dem Steuergitter (86) der Druckstation verbunden sind, wobei die Steuergitter (84, 86) über einen die gleichzeitige Einstellung der Höhe des elektrischen Potentials beider Steuergitter ermöglichenden Spannungsteiler (94, 96) mit einer Spannungsquelle (92) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Potentiale in der Vorauflade- und der Druckstation gleichzeitig einstellbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Spannungsteiler (118) zur separaten Einstellung des elektrischen Potentials der Voraufladestation.