DE2523811C2

DE2523811C2 - Verfahren zum selektiven Auftragen von Farbpulver auf ein Aufzeichnungsmittel und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2523811C2
Application number: DE2523811A
Authority: DE
Inventors: George G. Saint Paul Minn. Lunde
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1975-05-27
Publication date: 1985-12-05
Also published as: FR2273310B1; CA1047846A; AU497033B2; IT1035857B; JPS6030940B2; DE2523811A1; GB1494798A; JPS513239A; AU8154675A; US3946402A; FR2273310A1

Description

a) zunächst ein elektrisch leitendes, magnetisch anziehbares Farbpulver gleichmäßig auf das Aufzeichnungsmittel aufgetragen wird, und daß

b) das Farbpulver in einem Aufzeichnungsbezirk zwischen den Elektroden durch ein Magnetfeld zur Reihe der ersten Elektroden hingezogen und beim Anlegen von Spannungsimpulsen zwischen den ersten Elektroden und der zweiten Elektrode zu dieser zurückgezogen und auf dem Aufzeichnungsmittel abgesetzt wird, und daß

c) das nicht abgesetzte Farbpulver von den ersten Elektroden kontinuierlich abgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich aus durch

a) eine Magnetanordnung, die von einem elektrisch nichtleitenden und unmagnetischen Mantel umgeben ist und sich an der ersten Elektrode vorbeibewegt,

b) eine Rolle zum Aufbringen des Farbpulvers auf das Aufzeichnungsmittel, die in einer von der ersten Elektrode entfernten Lage und gegenüber dem Aufzeichnungsmittel im Abstand von diesem angeordnet ist, bestehend aus

b.l innen angeordneten, abwechselnd polarisierten Permanentmagnetsektoren,

b.2 einem elektrisch leitenden, die Magnetsektoren umgebenden Mantel, wobei der Mantel und die Magnetsektoren relativ zueinander bewegbar sind, wobei

bJ der Mantel mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht der das elektrisch leitende und magnetisch anziehbare Farbpulver enthält, und durch

c) eine regelbare Spannungsquelle, die zwischen der zweiten Elektrode und dem Mantel geschaltet ist

Die das Farbpulver auf das Aufzeichnungsmittel aufbringende Rolle ist verstellbar, so daß die Dichte der auf dem Aufzeichnungsmittel abgesetzten Farbpulverschicht verändert werden kann. Dem Aufzeichnungsbezirk wird daher eine genau abgemessene und günstigste Menge des Farbpulvers zugeführt so daß Farbstoffabbildungen mit hoher Güte erzeugt werden. Die genaue Menge des auf dem Aufzeichnungsmittel abgesetzten Farbpulvers ist jedoch unabhängig von Dosierungsspaltcn oder -öffnungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sorgt für zuverlässiges und genaues Arbeiten, bei dem die günstigste Menge eines Farbpulvers zu einer Aufzeichnungselektrode eines elektrografischen Aufzeichnungsgerätes befördert wird, so daß Farbstoffabbildungen mit hoher Güte und mit hoher Auflösung erzeugt werden können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen sind:

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektrografischen Aufzeichnungsgerätes, das mit der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet ist,

F i g. 2 ein vergrößert gezeichneter Ausschnitt aus einer Darstellung eines Teiles der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Aufzeichnungsgerät 1, in dem eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum selektiven Auftragen eines Farbpulvers vorgesehen ist. Das Aufzeichnungsgerät 1 ist mit einer zylindrischen Entwicklungsrolle 3 und mit einem drehbaren Aufzeichnungsglied 4 ausgestattet.

Die Entwicklungsrolle 3 weist eine innere Magnetanordnung 5 und einen zylindrischen Mantel 6 auf, der elektrisch nichtleitend und unmagnetisch ist Die Magnetanordnung 5 besteht aus einem zylindrischen Magnetabstützungskern 7 und aus eine ■ Vielzahl von Permanentmagnetsektoren 8, die an der zylindrischen Außenseite des Ker"ns 7 angeordnet sind und eine Fläche mit einander abwechselnder magnetischer Nord- und Südpole bilden. Die Entwicklungsrolle 3 ist an einer Achse 9 angebracht und so ausgestaltet, daß die Magnetanordnung 5 sich im Uhrzeigergegensinne dreht, während der Mantel 6 von der Magnetanordnung 5 einen Abstand aufweist und vorzugsweise ortsfest ist

Auf einer zum Kern 7 paralle¹ verlaufenden Linie ist eine Vielzahl einzelner, auf Abstand stehender erster Elektroden 10 angeordnet von denen nur eine Elektrode dargestellt ist und die vom Umfang des Mantels 6 aus vorstehen, jedoch auch in den Mantel G eingebettet sein können, so daß die Außenenden der ersten Elektroden ίο 10 mit der Außenseite des Mantels 6 fluchtea

Jede Elektrode 10 ist magnetisch permeabel und führt einen starken, von den Permanentmagnetsektoren 8 der Entwicklungsrolle 3 ausgehenden Magnetfluß, so daß die Entwicklungsrolle 3 als ein Kraftmittel dient und einen Magnetfluß mit einer verhältnismäßig hohen Dichte an den Außenenden der ersten Elektroden 10 erzeugt Jede Elektrode 10 dient zum Drucken eines Punktes, der definiert wird von dessen Gestalt der Dichte und der Dichteverteilung, wobei die ersten Elektroden 10 normalerweise als Druckmatrize dienen. Die Anzahl der verwendeten ersten Elektroden 10 hängt von dem Verwendungszweck ab, für den die Matrize benutzt werden soll. Bei einer normalen Computerausgangszeilenbreite von einhundertsechsunddreißig 5 · 7 Punkte umfassenden Matrizenzeichen werden nahezu tausend erste Elektroden 10 verwendet Eine Spannungsquelle 11 versorgt die ersten Elektroden 10 mit Aufzeichnungsspannungsimpulsen in einer Weise und für einen Zweck, wie später noch beschrieben wird.

Das Aufzeichnungsglied 4 ist an einer Achse 12 angebracht die parallel zur Entwicklungsrolle 3 verläuft die im Uhrzeigergegensinne angetrieben wird und sich daher in demselben Sinne dreht wie Magnetanordnung 5 der Entwicklungsrolle 3. Das Aufzeichnungsglied 4 ist von den ersten Elektroden 10 unter Bildung eines schmalen Aufzeichnungsbezirkes 15 beabstandet und weist eine elektrisch leitende zylindrische zweite Elektrode 13 und ein endloses Aufzeichnungsmittel 14 auf, das auf der zylindrischen Außenseite der zweiten Elektrode 13 gelegen ist. Die zweite Elektrode 13 wird vorzugsweise elektrisch geerdet, wobei das Aufzeichnungsmittel 14 aus eloxiertem Aluminium besteht.

Außer den genannten Bauteilen weist das Aufzeichnungsgerät 1 eine Rolle 16 zum Aufbringen eines Farbpulvers 22 auf das Aufzeichnungsmittel 14 auf, die auf einer Achse 17 drehbar gelagert ist Die Rolle 16 weist den gleichen Abstand vom Aufzeichnungsglied 4 wie die erste Elektrode 10 auf. Die Rolle 16 weist den gleichen Aufbau wie die Entwicklungsrolle auf und besteht aus einem elektrisch leitenden Mantel 18 und einer inneren Magnetanordnung 19 mit einer Vielzahl von Permanentmagnetsektoren 20, die auf einem Magnetabstützkern 21 ruhen. Jedoch unterscheidet sich die Rolle 16 von der Entwicklerrolle 3 insofern, als sich der Mantel 18 dreht während die Magnetanordnung 19 unbewegt bleibt Dreht sich der Mantel 18 im Uhrzeigersinn, so wird auf dem Mantel 18 eine gleichförmige Schicht des Farbpulvers 22 abgelagert, das in einem an der Entwicklungsrolle 16 angeordneten Vorratsbehälter 23 enthalten ist

Das Farbpulver 22 ist magnetisch anziehungsfähig und elektrisch leitend. Der Vorratsbehälter 23 ist mit einem verstellbaren Abstreicher 24 versehen, mit dessen Hiiie das Farbpulver 22 dosiert und auf den Mantel 18 der Rolle 16 in Form einer gleichmäßig dünnen Schicht aufgetragen werden kann. Als Folge der von den Magnetsektoren 20 erzeugten Magnetfelder wird das Farbpulver 22 auf dem Mantel 18 zu Farbpulverketten 26

angeordnet. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, werden bei der Drehung des Mantels 18 die Farbpulverketten 26 in einen Spalt 27 hineinbefördert, der vom Abstand des Aufzeichnungsgliedes 4 von der Rolle 16 gebildet wird. Bei der Bewegung der Farbpulverketten 26 durch den Spalt 27 gelangen Endteile gewisser Partikelketten 26 mit dem Aufzeichnungsmittel 14 in Berührung. Liegt am Mantel 18 und der zweiten Elektrode 13 eine genügend hohe Spannung, so werden die mit dem Aufzeichnungsmittel 14 in Berührung stehenden Teile der Partikelketten 26 auf dem Aufzeichnungsmittel 14 in einer gleichförmigen Schicht 29 abgelagert. Die für diesen Zweck geeignete Spannung kann von einer regelbaren Spannungsquelle 30 erzeugt werden. Die Spannungsquelle 30 kann daher so geregelt werden, daß die Spannungsdifferenz zwischen dem Mantel 18 und der zweiten Elektrode 13 erhöht oder vermindert wird, wobei entsprechend die Dichte des auf dem Aufzeichnungsmittel 14 in der Schicht 29 abgelagerten Farbpulvers erhöht oder vermindert wird. Auf diese Weise kann die Dichte des Färbpulvers 22 in der Schicht 29 auf dem Aufzeichnungsmittel 14 genau bestimmt werden, so daß den ersten Elektroden 10 die günstigste Menge Farbpulver zugeführt wird mit der Folge, daß die ersten Elektroden 10 Daten mit hoher Güte ausdrucken.

Zum Verteilen des Farbpulvers 22 auf dem Aufzeichnungsmittel 14 in Form einer genau bestimmten gleichförmigen Schicht können vielfältige Mittel vorgesehen werden. Wichtig dabei ist, daß eine genau bestimmte gleichförmige Farbpulverschicht 29 auf dem Aufzeichnungsmitiel 14 aufgetragen wird. Es ist daher auch die Verwendung einer magnetisch regulierbaren magnetisierten Folie unter dem Aufzeichnungsmittel 14 möglich, die entsprechende Teile der Farbpulverketten 26 zum Aufzeichnungsmittel 14 magnetisch anziehen kann.

Die Farbpulverschicht 29 wird nach dem Absetzen auf dem Aufzeichnungsmittel 14 auf diesem locker bei der Beförderung zum Aufzeichnungsbezirk 15 festgehalten. Hierbei gerät die Farbpulverschicht 29 unter den Einfluß der Magnetfelder aus der Entwicklungsrolle 3 an den Außenenden der ersten Elektroden 10 und wird hierbei von der Oberfläche des Aufzeichnungsmittels 14 aus in den Aufzeichnungsbezirk 15 hinein angezogen, wobei sich Farbpulverkeiten 3ί bilden. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, überbrücken die Farbpulverketten 31 den Zwischenraum zwischen den ersten Elektroden 10 und dem Aufzeichnungsmittel 14.

Die Spannungsquelle 11 führt den Elektroden Aufzeichnungsspannungsimpulse zu, wobei zwischen den ersten Elektroden 10 und der geerdeten zweiten Elektrode 13 eine Spannungsdifferenz erzeugt wird, die zu einem Absetzen des Farbpulvers der Farbpulverketten 31 auf dem Aufzeichnungsmitte! 14 führt. Die ersten Elektroden 10 werden von der Spannungsquelle 11 wahlweise gepulst, um das abgelagerte Farbpulver zu veranlassen, auf dem Aufzeichnungsmittel 14 Farbstoffabbildungen zu erzeugen. Derjenige Teil des Farbpulvers 22, der auf dem Aufzeichnungsmittel 14 in Form von Farbpulverabbildungen abgesetzt wird, weist eine verhältnismäßig hohe Ladung auf und wird am Aufzeichnungsmittel 14 von der Spannungsdifferenz zwischen dem aufgeladenen Farbpulver 22 und der geerdeten zweiten Elektrode 13 festgehalten. Die Ladung auf dem abgesetzten Farbpulver 22 fließt jedoch rasch ab, so daß bei Bewegung des abgesetzten Farbpulvers 22 mit dem Aufzeichnungsmittel 14 von dem Aufzeichnungsbezirk 15 zu dem Spalt 27 das Farbpulver 22 von den Magneten der Rolle 16 leicht vom Aufzeichnungsmittel 14 hinweg angezogen wird.

Die gesamte Menge des Farbpulvers 22, die zum Aufzeichnungsbezirk 15 auf dem Aufzeichnungsmittel 14 befördert und vom an der Entwicklungsrolle 3 bestehenden magnetischen Feld angezogen wird, kann nicht nochmals auf dem Aufzeichnungsmittel 14 in Form von aufgezeichneten Farbpulverabbildungen durch Aufzeichnungsspannungsimpulse abgesetzt werden. Nicht wieder abgesetztes Farbpulver 22 wird zum Mantel 6 der Entwicklungsrolle 3 angezogen und im Uhrzeigersinne um die Außenseite des Mantels 6 herum als Folge der Drehung der Magnetanordnung 5 transportiert, bis das Farbpulver eine Gleitrinne 32 erreicht. An einem Ende steht die Gleitrinne 32 mit der Außenseite der Entwickiungsroiie 3 in Berührung, um die Partikel des Farbpulvers 22 abzuführen, die aus dem Aufzeichnungsbezirk 15 ankommen und aufgrund der Eigenschwerc zur Außenseite der Rolle 16 befördert werden, von wo sie hierauf von der Rolle 16 zum Vorratsbehälter 23 zurückbefördert werden. Die Gleitrinne 32 dient zusammen mit der Rolle 16 als Farbpulvertransportmittel, das das Farbpulver 22 von der Entwicklungsrolle 3 aus zum Vorratsbehälter 23 leitet.

Die Beförderung einer genau abgemessenen und geeigneten Menge des Farbpulvers zum Aufzeichnungsbezirk 15 ist somit gewährleistet, so daß diese Genauigkeit nicht von der Benutzung von Dosierungsspalten oder -öffnungen abhängig ist, bei denen die Gefahr einer Verstopfung rnii dem Farbpulver besteht. Die Verwendung der Rolle 16 zum Aufbringen des Farbpulvers 22 auf das Aufzeichnungsmittel 14 bewirkt, daß diesem eine genau abgemessene Menge Farbpulver 22 zugeführt wird, so daß vom Farbpulver 22 die günstigste Menge in den Aufzeichnungsbezirk 15 befördert wird, damit dichte und gut abgegrenzte Abbildungen erzeugt werden können. Weiterhin dient die Rolle 16 als ein Mittel zum nachfolgenden Löschen der Farbpulverabbildungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum selektiven Auftragen von Farbpulver auf ein Aufzeichnungsmittel in einer nach dem elektrografischen Aufzeichnungsprinzip arbeitenden Aufzeichnungsvorrichtung, wobei das Aufzeichnungsmittel zwischen einer Anzahl erster Elektroden und einer diesen gegenüberliegenden zweiten Elektrode vorbeigeführt ist und mit der zweiten Elektrode in elektrischem Kontakt steht, und wobei die Elektroden mit einer Spannungsquelie verbunden sind, dadurchgekennzeichnet, daß

a) zunächst ein elektrisch leitendes, magnetisch anziehbares Farbpulver (22) gleichmäßig auf das Aufzeichnungsmittel (14) aufgetragen wird, und daß

b) das Farbpulver (22) in einem Aufzeichnungsbezirk (15) zwischen den Elektroden (10,13) durch ein Magnetfeld zur Reihe der ersten Elektroden (10) hingezogen und beim Anlegen von Spannungsimpulsen zwischen den ersten Elektroden und der zweiten Elektrode (10 bzw. 13) zu dieser zurückgezogen und auf dem Aufzeichnungsmittel (14) abgesetzt wird, und daß

c) das nicht abgesetzte Farbpulver (22) von den ersten Elektroden (10) kontinuierlich abgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

a) eine Magnetanordnung (5), die von einem elektrisch nichtleitenden und unmagnetischen Mantel (6) umgeben ist und sich an der ersten Elektrode (10) vorbeibewegt,

b) eine Rolle (16) zum Aufbringen des Farbpulvers (22) auf das Aufzeichnungsmittel (14), die in einer von der ersten Elektrode (10) entfernten Lage und gegenüber dem Aufzeichnungsmittel (14) im Abstand von diesem angeordnet ist, bestehend aus

b.l innen angeordneten, abwechselnd polarisierten Permanentmagnetsektoren (20),

b.2 einem elektrisch leitenden, die Magnetsektoren (20) umgebenden Mantel (18), wobei der Mantel (18) und die Magnetsektoren (20) relativ zueinander bewegbar sind, wobei

b3 der Mantel (18) mit einem Vorratsbehälter (23) in Verbindung steht, der das elektrisch leitende und magnetisch anziehbare Farbpulver (22) enthält, und durch

c) eine regelbare Spannungsquelle (30), die zwischen der zweiten Elektrode (13) und dem Mantel (18) geschaltet ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Auftragen von Farbpulver auf ein Aufzeichnungsmittel in einer nach dem elektrografischen Aufzeichnungsprinzip arbeitenden Aufzeichnungsvorrichtung, wobei das Aufzeichnungsmittel zwischen einer Anzahl erster Elektroden und einer diesen gegenüberliegenden zweiten Elektrode vorbeigeführt ist und mit der zweiten Elektrode in elektrischem Kontakt steht, und wobei die Elektroden mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 29 32 54S bekannt

Es ist auch bekannt (DE-OS 21 37 371), einen entsprechenden Elektrodenaufbau bei einem Verfahren zum Herstellen eines Schreibkopfes mit Drahtschreiberelek troden zu verwenden.

Bekannt ist weiterhin ein elektrografisches Aufzeichnungsverfahren (DE-OS 24 19 595), bei dem in einem Aufzeichnungsbezirk Ketten von Farbpulverteilchen ausgebildet werden, wobei das Farbpulver mittels einer Magnettrommel direkt an den Aufzeichnungsbezirk herangeführt wird. Dort wird das Farbpulver bereits durch die Elektroden, die von der Spannung beaufschlagt werden, am Aufzeichnungsglied abgelagert Bekannt ist schließlich ein Verfahren ähnlicher Art (US-PS 34 55 276), bei dem zum Einbringen des Farbpulvers in einen Aufzeichnungsbezirk ein einen magnetischen Rotor umschließender Zylinder Verwendung findet, bei dessen Drehung das Farbpulver in den Aufzeichnungsbezirk hineinbefördert wird.

Nachteilig erweist sich hierbei, daß das Farbpulver nicht in genau bemessenen Mengen in den Aufzeichnungsbezirk befördert wird. Es ist schwierig, das Farbpulver in Form einer gleichmäßig dünnen Schicht in den Aufzeichnungsbezirk zu befördern, ohne daß die Dosie rungsöffnungen oder die Abstreicherspalte von Zusam menballungen des Farbpulvers gelegentlich verstopft werden. Wird in den Aufzeichnungsbezirk eine zu große Menge Farbpulver transportiert so suchen die Farbpulverabbildungen sich auszubreiten und weisen daher kei- ne scharf begrenzten Konturen auf. Auch bei Verwendung von plastisch verformbaren Farbstoffmaterialien, wie thermoplastische Harze, kam durch eine übermäßig große Menge des Farbpulvers im Aufzeichnungsbezirk der von der Aufzeichnungselektrode und dem Aufzeich nungsmittel auf das Farbpulver ausgeübte Druck so hoch werden, daß sich auf der Aufzeichnungselektrode als Folge einer Druckverschmelzung allmählich das Farbpulver ansammelt Wird in den Aufzeichnungsbezirk ein ungeeigneter Farbstoff befördert so verlieren die Farbstoffabbildungen an Dichte und werden hell oder verschwinden überhaupt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß eine Aufzeichnung mit hohem Auflösungsver- mögen und mit hoher Bildgüte erstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß