Warning: fopen(111data/log202007161544.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen Bildzylinder - Dokument DE10030163A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10030163A1 03.01.2002
Titel Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrostatischen Musters auf einen Bildzylinder
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Cormier, Steven, West Henrietta, N.Y., US;
Kostyk, Douglas, Victor, N.Y., US;
Lyness, Robert, Spencerport, N.Y., US
DE-Anmeldedatum 20.06.2000
DE-Aktenzeichen 10030163
Offenlegungstag 03.01.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2002
IPC-Hauptklasse B41J 29/377
IPC-Nebenklasse B41J 2/39   
Zusammenfassung Es wird eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders vorgeschlagen. Am Umfang des Bildzylinders ist mindestens eine Schreibleiste angeordnet, die eine Anzahl mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist. Die Aufzeichnungsvorrichtung (1) zeichnet sich durch eine der Schreibleiste (19) zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung aus.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, 8, 9 beziehungsweise 11.

Aus der EP 0 786 705 A1 geht Aufzeichnungsvorrichtung der hier angesprochenen Art hervor, die für ein aus der EP 0 713 155 A2 hervorgehendes neues Druckverfahren beziehungsweise Drucksystem einsetzbar ist. Die Aufzeichnungsvorrichtung umfasst einen Schreibkopf mit einer Schreibleiste, die eine Anzahl flexibler, elektrisch leitender Kontaktelemente aufweist. Mit Hilfe der Kontaktelemente werden elektrostatische Ladungen auf eine dielektrische Aufzeichnungsfläche eines rotierbaren Bildzylinders aufgebracht, um ein elektrostatisches Muster mit geladenen und ungeladenen Bereichen zu formen, das einem elektronischen Bild entspricht. Dazu werden die einzeln ansteuerbaren Kontaktelemente in Anlage mit der Aufzeichnungsoberfläche gebracht, die in einer Matrix angeordnete, elektrisch leitende Bildelemente aufweist und üblicherweise relativ gegenüber den Kontaktelementen verlagert wird. Das erzeugte Ladungsmuster wird im Folgenden durch eine Druckfarbe, beispielsweise Trockentoner, sichtbar gemacht, wobei die Druckfarbe sich an den aufgeladenen Bereichen der Aufzeichnungsoberfläche anlagert. Das durch die Druckfarbe sichtbar gemachte Bild wird dann vom Bildträger auf ein Drucksubstrat, wie zum Beispiel ein Papierbogen, übertragen.

Um sicherzustellen, dass ein einzelnes Kontaktelement nicht zwei benachbart angeordnete Bildelemente, die mit unterschiedlichen elektrostatischen Ladungen aufgeladen werden sollen, gleichzeitig kontaktiert, muss die Schreibleiste sehr präzise gefertigt werden. Ferner ist eine exakte Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber der Drehachse des Bildzylinders beziehungsweise - quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - den Reihen der Bildelementen-Matrix erforderlich, was sehr aufwendig ist. Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass trotz genauer Fertigung und Ausrichtung der Schreibleiste ein durch ein Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei Bildelementen nicht in allen Fällen vermieden werden kann, da auch die Bildelemente auf der Aufzeichnungsoberfläche Toleranzen aufweisen. Da der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktelementen nur wenige Mikrometer beträgt, können auch besonders hohe und/oder sehr niedrige Raumtemperaturen einen durch ein Kontaktelement verursachten Kurzschluss herbeiführen, weil die Längenänderung der Schreibleiste auch zu einer Änderung des Abstands zwischen den Kontaktelementen führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein durch ein Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei Bildelementen vermieden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Aufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese umfasst einen elektrografischen Schreibkopf, der mindestens eine Schreibleiste aufweist, an der eine Anzahl elektrisch leitender Kontaktelemente befestigt sind. Diese sind in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet, der an die Matrix von auf der Aufzeichnungsoberfläche des Bildzylinders vorgesehenen Bildelemente entsprechend angepasst ist, so dass zumindest jeweils ein Kontaktelement - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - jeweils einer Spalte der Bildelementenmatrix zugeordnet ist. Die Aufzeichnungsvorrichtung zeichnet sich durch eine der Schreibleiste zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung aus. Mittels der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung kann die Schreibleiste erwärmt oder abgekühlt werden, was zu einer Längenänderung der Schreibleiste und somit zu einer Änderung des Abstands zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen führt. Dadurch ist eine sehr exakte Ausrichtung der Kontaktelemente gegenüber der - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - jeweiligen Bildelementenspalte möglich, so dass ein durch ein Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei benachbarten, unterschiedlichen Spalten der Matrix angehörigen Bildelementen ausgeschlossen werden kann. Mittels der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung wird also der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen an den Abstand der zu kontaktierenden Bildelemente angepasst, so dass ohne weiteres auch größere Toleranzen bei der Fertigung des Bildzylinders und der Schreibleiste realisiert werden können. Dadurch ist eine Reduzierung der Herstellungs- und Betriebskosten der Aufzeichnungsvorrichtung möglich.

Nach einer ersten Ausführungsvariante der Schreibleiste ist vorgesehen, dass deren Länge bei Raumtemperatur, beispielsweise bei 20°C, um ein bestimmtes Maß kürzer ist als die Länge der Aufzeichnungsoberfläche und dass der Abstand zwischen den Kontaktelementen kleiner ist als der Abstand zwischen den Bildelementen auf der Aufzeichnungsoberfläche. Vor dem Aufzeichnen des elektrostatischen Musters auf die Aufzeichnungsoberfläche wird zunächst die Schreibleiste mittels der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung erwärmt, was zu einer Längendehnung der Schreibleiste und somit auch zu einer Vergrößerung des Abstands zwischen den Kontaktelementen führt. Die Temperatur der Schreibleiste wird soweit erhöht, bis der Abstand zwischen den Kontaktelementen auf ein gewünschtes Maß vergrößert ist und vorzugsweise gleich groß ist, wie der Abstand der Bildelemente voneinander.

Bei einer anderen Ausführungsform der Aufzeichnungsvorrichtung weist die Schreibleiste bei Raumtemperatur eine größere Länge auf als die Aufzeichnungsoberfläche, das heißt, der Abstand zwischen den Kontaktelementen ist um ein bestimmtes Maß größer als der Abstand zwischen den zugeordneten Bildelementen auf der Aufzeichnungsoberfläche. Hier muss die Schreibleiste vor dem Aufzeichnen des elektrostatischen Musters auf den Bildzylinder mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung zunächst auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt werden, was zu einer Verkürzung der Schreibleistenlänge und somit zu einer Verkleinerung des Abstands zwischen den Kontaktelementen führt.

Beiden Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass durch eine definierte Temperaturänderung der Schreibleiste der Abstand der daran angeordneten Kontaktelemente in gewünschter Weise verändert wird, um eine exakte Einstellung des Abstands der Kontaktelemente zueinander und Ausrichtung gegenüber den Bildelementen auf der Aufzeichnungsoberfläche vorzunehmen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schreibleiste entweder nur eine Heizeinrichtung oder nur eine Kühleinrichtung oder eine Heiz- und eine Kühleinrichtung zugeordnet ist, so dass entweder nur eine Längenausdehnung oder nur eine Längenreduzierung oder eine Längenausdehnung und eine Längenverkürzung der Schreibleiste herbeiführbar ist. Für die Schreibleiste wird vorzugsweise ein Material gewählt, das bei einer relativ geringen Temperaturänderung in Bezug auf die Raumtemperatur, die beispielsweise im Bereich von 15°C bis 35°C liegt, eine Längenänderung erfährt, die im Bereich von 1 µm bis 5 mm, vorzugsweise von 20 µm bis 80 µm, liegt.

Bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, bei dem zur Steuerung oder Regelung der Temperatur der Schreibleiste eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, die mit der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung gekoppelt ist. Um die Schreibleistentemperatur auf einem gewünschten Wert zu halten, wird mit Hilfe mindestens eines Sensors, beispielsweise Temperaturfühler, die Schreibleistentemperatur überwacht. Sollte eine Abweichung der Schreibleistentemperatur von einem gewünschten Sollwert auftreten, wird die Wärmezufuhr beziehungsweise die Kühlung der Schreibleiste entsprechend angepasst.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung mindestens ein Heizelement, vorzugsweise mehrere Heizelemente auf, die über die gesamte Schreibleiste verteilt angeordnet sind. Dadurch ist eine sehr schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Schreibleiste und somit eine exakte Einstellung des Abstands zwischen jeweils benachbart angeordneten Kontaktelementen möglich. Das mindestens eine Heizelement ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel von einem an sich bekannten Peltier-Element gebildet, mit dessen Hilfe die Schreibleiste sowohl definiert erwärmt als auch abgekühlt werden kann.

Bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, bei dem eine der Schreibleiste zugeordnete Messeinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Abstand zwischen mindestens zwei Kontaktelementen ermittelbar ist. Die Messeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Abstand zwischen allen Kontaktelement-Paaren gemessen wird. Es ist auch möglich, dass lediglich an einigen Stellen der Schreibleiste, beispielsweise an ihren Endbereichen und/oder im mittleren Bereich an einer Stelle oder an mehreren Stellen der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen gemessen wird. Die mit Hilfe der Messeinrichtung ermittelte(n) Information(en) wird/werden vorzugsweise an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung übermittelt, die dann die erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung entsprechend ansteuert, um die Schreibleiste weiter zu erwärmen oder abzukühlen. Mit Hilfe der Messeinrichtung ist eine exakte Regelung der Schreibleistentemperatur realisierbar, so dass auch bei einer deutlichen Änderung der Raumtemperatur mit großer Sicherheit ein Kurzschluss zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelementen vermieden werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Aufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass dem Bildzylinder eine zweite Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur Einstellung der Aufzeichnungsoberflächen- Temperatur zugeordnet ist. Durch eine Erwärmung oder Abkühlung der Aufzeichnungsoberfläche oder des gesamten Bildzylinders kann der Abstand zwischen den Bildelementen in gewünschter Weise verändert, das heißt vergrößert oder verkleinert werden. Durch die - quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - Längendehnung oder Längenverkürzung der Aufzeichnungsoberfläche können Toleranzen bei der Herstellung der Aufzeichnungsoberfläche, insbesondere der Bildelemente, und der an der Schreibleiste angeordneten Kontaktelemente so ausgeglichen werden, dass ein durch ein einzelnes Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelementen sicher ausgeschlossen werden kann.

In bevorzugter Ausführungsform wird zur Steuerung/Regelung der Aufzeichnungsoberflächen-Temperatur eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen, die mit der zweiten Heiz- und/oder Kühleinrichtung und gegebenenfalls - soweit eine der Schreibleiste zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung vorgesehen ist - mit der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung verbunden ist. Selbstverständlich können die ersten und zweiten Heiz- und/oder Kühleinrichtungen auch jeweils eine separate Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aufweisen. In bevorzugter Ausführungsform ist zur Ermittlung des Abstands zwischen den Bildelementen eine der Aufzeichnungsoberfläche zugeordnete Messeinrichtung vorgesehen, die mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden sein kann, so dass in Abhängigkeit des ermittelten Abstands zwischen den Bildelementen die Aufzeichnungsoberflächen- Temperatur entsprechend anpasst werden kann.

Es wird deutlich, dass zur exakten Ausrichtung der Kontaktelemente und der jeweiligen - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - Spalte der Bildelementen- Matrix zueinander entweder der Abstand zwischen den Kontaktelementen oder der Abstand zwischen den Bildelementen oder der Abstand zwischen den Kontaktelementen und den Bildelementen so verändert wird, dass das jeweilige Kontaktelement - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - fluchtend mit der zugehörigen Bildelementenspalte angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin eine Aufzeichnungsvorrichtung vorgeschlagen, die die Merkmale des Anspruchs 9 aufweist. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Schreibleiste um eine in senkrechter Richtung zur Drehachse des Bildzylinders verlaufende Vertikalachse schwenkbar ist. Dadurch ist eine exakte Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber den quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche verlaufenden Reihen der Bildelemente möglich, so dass ein durch ein einzelnes Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Bildelementen ausgeschlossen werden kann.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen jeweils benachbarten Kontaktelementen um ein geringes Maß größer ist als der Abstand der den Kontaktelementen zugeordneten Bildelemente. Dadurch kann bei einem geringen - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - seitlichen Versatz von zumindest einem Kontaktelement gegenüber der zugeordneten Bildelementenspalte, wodurch das Kontaktelement keinen Kontakt zu dem zu kontaktierenden Bildelement aufweist, durch ein Verschwenken der Schreibleiste und den daran angeordneten Kontaktelementen die Überdeckungsposition des Kontaktelements mit dem Bildelement hergestellt werden. Bei den Kontaktelementen, die vor dem Verschwenken der Schreibleiste das zugeordnete Bildelement bereits kontaktiert haben, verändert sich lediglich die Position der jeweiligen Kontaktfläche zwischen dem Kontaktelement und dem Bildelement. Der elektrische Kontakt bleibt also aufrechterhalten.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich durch eine erste Stelleinrichtung zur Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber der Drehachse des Bildzylinders und/oder eine zweite Stelleinrichtung zur Ausrichtung der Drehachse des Bildzylinders gegenüber der Schreibleiste aus. Die Schreibleiste ist also mittels der ersten Stelleinrichtung gegenüber dem Bildzylinder so verlagerbar, dass eine gewünschte Lagegenauigkeit der Kontaktelemente gegenüber den Bildelementen erzielt wird. Dabei verläuft bei einem besonders präzisen Aufbau der Aufzeichnungsvorrichtung und Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber dem Bildzylinder die Längsmittelachse der Schreibleiste parallel oder im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Bildzylinders. Um die Kontaktelemente und die Bildelemente in gewünschter Weise zueinander auszurichten, kann auch der Bildzylinder mit Hilfe der zweiten Stelleinrichtung gegenüber der Schreibleiste verlagert werden. Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zur gegenseitigen Ausrichtung sowohl die Schreibleiste als auch der Bildzylinder bewegt werden. Dadurch kann die Verlagerungsstrecke für die Schreibleiste und die für den Bildzylinder sehr klein gehalten werden. Die ersten und zweiten Stelleinrichtungen können derart ausgebildet sein, dass die Schreibleiste und/oder der Bildzylinder translatorisch verlagerbar und/oder um mindestens eine Achse schwenkbar sind.

Aufgrund der obenstehenden Ausgestaltung der Aufzeichnungsvorrichtung ist eine sehr exakte Ausrichtung des Bildzylinders gegenüber der Schreibleiste und/oder der Schreibleiste gegenüber dem Bildzylinder möglich und somit eine gewünschte Lagegenauigkeit der Bildelemente gegenüber den Kontaktelementen erzielbar, so dass ein Tandemaufbau für Farbdrucke geschaffen werden kann. Bei einer Breite der Lücke zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelementen von 50 µm ist ein Lagegenauigkeitsfehler quer zur Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche von ± 25 µm möglich. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen ersten Stelleinrichtung und/oder der zweiten Stelleinrichtung sind ohne weiteres auch Lagegenauigkeiten kleiner ± 25 µm zu erreichen.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung werden für die mechanische Ausrichtung der Schreibleiste gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche beziehungsweise der Drehachse des Bildzylinders mindestens ein präziser Servomotor oder Piezomotor und/oder eine Codiereinrichtung eingesetzt, um gewünschte Lagegenauigkeit der Bildelemente gegenüber den Kontaktelementen zu erzielen. Hierzu kann die Schreibleiste in Richtung der Drehachse des Bildzylinders gekippt oder um eine andere Achse verschwenkt werden.

Die Codiereinrichtung ist vorzugsweise an einem Endbereich des Bildzylinders angeordnet und umfasst beispielsweise eine Doppelreihe Bildelemente, die - in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche gesehen - beispielsweise 5 µm lang und in regelmäßigem Abstand über den Umfang des Bildzylinders angeordnet sind. Die Lage dieser Prüfelemente gegenüber den Kontaktelementen an der Schreibleiste gibt Aufschluss darüber, wie groß die Schräglage der Schreibleiste gegenüber den Bildelementenreihen ist. Diese Information kann dazu benutzt werden, die Schreibleiste entsprechend zu verlagern oder das Schreibsignal, das von dem jeweiligen Kontaktelement auf das entsprechende Bildelement übertragen werden soll, bei sehr kleinen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit des Bildzylinders oder bei Fehlern der Bildelementenmatrix in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsoberfläche, zu ändern.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels eines elektrografischen Schreibkopfes und

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, der von einer Schreibleiste eines elektrografischen Schreibkopfes kontaktiert wird.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels einer Aufzeichnungsvorrichtung 1, die zum Erzeugen eines elektrostatischen Musters, das einem aufzuzeichnenden elektronischen Bild entspricht, eine Aufzeichnungsoberfläche 3 eines hier rein beispielhaft von einem um seine Längsmittelachse rotierbaren Bildzylinder 5 gebildeten Bildträgers dient. Die Aufzeichnungsoberfläche 3 ist hier vom Mantel des Bildzylinders 5 gebildet, dessen Bewegungsrichtung 7 bei Rotation des Bildzylinders 5 mit einem Pfeil dargestellt ist.

Der Bildzylinder 5 kann so ausgebildet sein, wie in der EP 0 713 155 A2 beschrieben, deren Inhalt zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht wird. Im Folgenden wird daher nur kurz auf den Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Bildzylinders 5 näher eingegangen.

Der antreibbare Bildzylinder 5, von dem in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab ein Teil seines Mantels 9 im Querschnitt dargestellt ist, weist üblicherweise einen aus Stahl oder Aluminium bestehenden Kern auf, um den herum eine als Masseebene dienende, elektrisch leitende erste Schicht 11 vorgesehen ist. Um die Lage 11 herum ist eine zweite Schicht 13 angeordnet, die aus einem thermisch und elektrisch gut isolierenden Material, wie zum Beispiel Keramik, besteht. Auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 sind eine Vielzahl von leitfähigen Bereichen, die im Folgenden als Bildelemente 15 Pixel) bezeichnet werden, in einer rechtwinkligen Matrix angeordnet. Die elektrisch leitenden Bildelemente 15 sind mit der elektrisch leitfähigen ersten Schicht 11 nicht verbunden und bilden mit dieser jeweils einen Kondensator, wobei die Bildelemente 15 mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen aufladbar sind. Die Bildelemente 15 sind bei diesem Ausführungsbeispiel in das Dielektrikum eingebettet, so dass die Aufzeichnungsoberfläche 3 insgesamt sehr glatt ist. Das Material der zweiten Schicht 13 und das der Bildelemente 15 ist vorzugsweise verschleißbeständig, so dass eine aggressive Reinigung der Aufzeichnungsoberfläche 3 möglich ist.

Bei einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bildzylinder 5 eine äußere, farbabstoßende Beschichtung auf, die zumindest die dielektrische Hülse 13 bedeckt. Allen Ausführungsbeispielen des Bildzylinders 5 ist gemeinsam, dass dessen Aufzeichnungsoberfläche 3 mit einem elektrostatischen Muster mit geladenen und ungeladenen Bereichen versehen werden kann.

Die Vorrichtung 1 umfasst ferner einen am Umfang des Bildzylinders 5 angeordneten elektrografischen Schreibkopf 17, der eine sich über die gesamte Länge des Bildzylinders 5 erstreckende Schreibleiste 19 aufweist, an der eine Anzahl fingerförmige Kontaktelemente 21 angeordnet sind. Die Kontaktelemente 21 sind - quer zur Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - in einer Reihe und in einem bestimmten regelmäßigen Abstand voneinander angeordnet. Die Kontaktelemente 21 sind hier von flexiblen, elektrisch leitenden Kontaktzungen 23 gebildet, die mit ihrem einen Ende die Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 5 federnd kontaktieren. Jedes der Kontaktelemente 21 ist - in Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 5 gesehen - jeweils einer Spalte der Bildelementenmatrix zugeordnet. Mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuer-/Regelungsvorrichtung können die Kontaktelemente 21 einzeln angesteuert, das heißt mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle, vorzugsweise einer Gleichspannungsquelle verbunden werden, so dass mit jedem der Kontaktelemente 21 ein gewünschtes elektrisches Potential auf die Aufzeichnungsoberfläche 3 beziehungsweise auf das vom jeweiligen Kontaktelement 21 kontaktierte Bildelement 15 übertragen werden kann.

Das auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 aufgebrachte elektrostatische Muster entspricht einer gewünschten Bildinformation, die in bekannter Weise auf ein Drucksubstrat, beispielsweise ein Papierbogen übertragen wird.

Auf die ungleichmäßig aufgeladenen Bereiche der Aufzeichnungsoberfläche 3 wird mit Hilfe einer - in Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 gesehen - dem Schreibkopf 17 nachgeordneten Auftragseinrichtung (nicht dargestellt) eine Druckfarbe, beispielsweise Flüssigtoner oder Trockentoner, in bekannter Weise zugeführt. Die Druckfarbe ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel von einem Trockentoner gebildet. Das Druckfarbenpulver ist vorzugsweise elektrisch geladen und weist bei einer vorteilhaften Ausführungsform eine mittlere Partikelgröße von 10 µm auf. Die Druckfarbenpartikel bestehen im Wesentlichen aus einem Pigment-Polymer-Gemisch. Die Druckfarbenpartikel lagern sich an den unterschiedlich aufgeladenen Bildelementen 15 ab, wobei die an den Bildelementen 15 abgeschiedenen Mengen der Druckfarbenpartikel/des Toners monoton mit den Feldstärken in diesen geladenen Bereichen zunehmen.

Anschließend wird das mit den Druckfarbenpartikeln (Flüssig- oder Trockentoner) sichtbar gemachte Muster auf dem Bildträger in bekannter Weise auf ein Drucksubstrat, zum Beispiel einen Papier- oder Kartonbogen oder dergleichen, übertragen. Bezüglich der Zusammensetzung, der Eigenschaften und der Übertragsvarianten und -formen der für die Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzten, vorzugsweise von einem Flüssigtoner oder Trockentoner gebildeten Druckfarbe wird unter anderem auf die Literaturstelle "Electrophotography and Development Physics" von L.B. Schein, Springer Verlag 1992, ISBN 3-540-55858-6 verwiesen, deren Inhalt zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht wird.

Die Schreibleiste 19 ist mit Hilfe einer nicht dargestellten ersten Stelleinrichtung vorzugsweise in Bewegungsrichtung 7 der Aufzeichnungsoberfläche 3 und quer dazu translatorisch verlagerbar und um mindestens eine Achse schwenkbar ausgebildet, so dass sie unter anderem gegenüber der Aufzeichnungsoberfläche gekippt werden kann. Durch diese Maßnahmen kann die Schreibleiste mit den daran angeordneten Kontaktelementen 21 exakt gegenüber der Bildelementenmatrix auf der Aufzeichnungsoberfläche 3 ausgerichtet werden, so dass - wie bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen und in Fig. 1 dargestellt - jeweils eines der Kontaktelemente 21 einer Bildelementenspalte der Bildelementenmatrix zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es ohne weiteres auch möglich, dass zum selben Zweck der Bildzylinder 5, beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten zweiten Stelleinrichtung bewegbar, also translatorisch verlagerbar und/oder um wenigstens eine Achse verschwenkbar ist.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsoberfläche 3 des Bildzylinders 5, die von den Kontaktelementen einer Schreibleiste 19 kontaktiert wird. Die Schreibleiste 19 ist tun eine senkrecht zur Aufzeichnungsoberfläche 3, also senkrecht zur Bildebene der Fig. 2, verlaufende Vertikalachse 25 verschwenkbar, wie mit einem Doppelpfeil 27 angedeutet. Von den Kontaktelementen der Schreibleiste 19 sind in der Darstellung gemäß Fig. 2 lediglich die Kontaktelemente 21/1, 21/2 und 21/3 erkennbar, mit deren Hilfe die Bildelemente 15/1, 15/2 beziehungsweise 15/3 mit gleichen oder unterschiedlichen elektrischen Ladungen aufgeladen werden sollen.

Wie in Fig. 2 erkennbar, ist die mit durchgezogener Linie dargestellte Schreibleiste exakt parallel zu der Bildelementenreihe 29 parallel angeordnet, jedoch weist sie gegenüber der Spalten der Bildelementenmatrix einen seitlichen Versatz auf, der bei diesem Ausführungsbeispiel dazu führt, dass das erste Kontaktelement 21/1 keinen elektrischen Kontakt zu dem Bildelement 15/1 aufweist und seitlich versetzt dazu angeordnet ist, während die Kontaktelemente 21/2 und 21/3 - wie gewünscht - das Bildelement 15/2 beziehungsweise 15/3 kontaktieren. Durch ein Verschwenken der Schreibleiste 19 um die Vertikalachse 25, hier im Uhrzeigersinn, werden die an der Schreibleiste 19 befestigten Kontaktelemente 21/1 bis 21/3 mitverschwenkt, was dazu führt, dass das erste Kontaktelement 21/1 nun in Kontakt mit dem Bildelement 15/1 gelangt, während der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktelementen 21/2, 21/3 und den Bildelementen 15/2, 15/3 aufrechterhalten bleibt. Bei den Bildelementen 15/2, 15/3 findet also lediglich eine Verlagerung/Positionsänderung der zwischen den Kontaktelementen und den Bildelementen bestehenden Kontaktfläche statt. In Fig. 2 ist die Schreibleiste 19 mit gestrichelter Linie in ihrer neuen Stellung nach dem Verschwenken dargestellt. Es wird ohne weiteres deutlich, dass durch das Verschwenken der Schreibleiste 19 der seitliche Versatz der Kontaktelemente 21 gegenüber der Matrix der Bildelemente ausgeglichen werden kann. Es kann daher eine hohe Kontaktsicherheit gewährleistet werden.

Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass die jeweilige Kontaktfläche der die Aufzeichnungsoberfläche des Bildzylinders kontaktierenden Kontaktelemente deutlich kleiner ist als die Fläche der Bildelemente. Vor allem ist die Breite der Kontaktfläche deutlich kleiner als die der Bildelemente. Vorteilhaft hierbei ist, dass bei einem relativ kleinen seitlichen Versatz der Kontaktelemente gegenüber den Bildelementen es nicht sofort zu einem Kurzschluss zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelemente kommt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Breite der Kontaktfläche auch - hier rein beispielhaft deutlich - kleiner als der Breite der Lücke zwischen zwei benachbart angeordneten Bildelementen, so dass eine durch einen seitlichen Versatz der Kontaktelemente gegenüber den Bildelementen verursachter Kurzschluss zwischen benachbarte Bildelementen ausgeschlossen werden kann.

Die anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtungen 1 können jeweils eine erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung aufweisen, die der Schreibleiste 19 zugeordnet ist und mit deren Hilfe Schreibleiste 19 definiert erwärmt oder abgekühlt werden kann. Durch die Steuerung oder Regelung der Schreibleistentemperatur kann die Länge der Schreibleiste und somit auch der Abstand zwischen den Kontaktelementen exakt eingestellt werden, was eine sehr exakte Ausrichtung der Kontaktelemente gegenüber den Spalten der Bildelementenmatrix ermöglicht.

Des weiteren können die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtungen 1 - alternativ oder zusätzlich zu der ersten Heiz- und/oder Kühleinrichtung - eine dem Bildzylinder zugeordnete zweite Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur Einstellung der Aufzeichnungsoberflächen-Temperatur aufweisen, mit deren Hilfe die Aufzeichnungsoberfläche oder der gesamte Bildzylinder definiert erwärmt und abgekühlt werden kann. Aufgrund der temperaturabhängigen Dehnung der Aufzeichnungsoberfläche ist daher eine genaue Einstellung des Abstands der Bildelemente voneinander einstellbar, was eine fluchtende Ausrichtung der Bildelemente gegenüber den Kontaktelementen der verlagerbaren oder ortsfest angeordneten Schreibleiste ermöglicht.

Zur Steuerung oder Regelung der Aufzeichnungsoberflächentemperatur und/oder der Schreibleistentemperatur ist mindestens eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen, die mit der die ersten und zweiten Heiz- und/oder Kühleinrichtungen gekoppelt sind.

Zum Aufbau eines Regelkreises ist es erforderlich, die jeweilige Wärmedehnung der Schreibleiste und/oder der Aufzeichnungsoberfläche und/oder die Lage mindestens eines Referenzkontaktelements und/oder Referenzbildelements zu ermitteln und in Abhängigkeit dieser Information die Temperatur der Schreibleiste und/oder der Aufzeichnungsoberfläche entsprechend zu verändern. Zu diesem Zweck ist mindestens eine Meßeinrichtung vorgesehen, die der Schreibleiste oder der Aufzeichnungsoberfläche zugeordnet ist. Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, dass der Schreibleiste und der Aufzeichnungsoberfläche jeweils eine Meßeinrichtung zugeordnet ist.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass ein durch ein Kontaktelement verursachter Kurzschluss zwischen benachbart angeordneten Bildelementen bei den oben beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtungen sicher vermieden werden kann. Bei der Herstellung der Schreibleiste, der Kontaktelemente sowie der Bildelemente können größere Toleranzen realisiert werden, so dass die Kosten reduziert werden können.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder in den Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das/die Ausführungsbeispiel(e) der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen, in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und den Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am Umfang des Bildzylinders angeordneten Schreibleiste, die eine Anzahl mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist, gekennzeichnet durch eine der Schreibleiste (19) zugeordnete erste Heiz- und/oder Kühleinrichtung.
  2. 2. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung der Temperatur der Schreibleiste (19) eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Heiz- und/oder Kühleinrichtung verbunden ist.
  3. 3. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- und/oder Kühleinrichtung mindestens ein Heizelement, vorzugsweise mehrere Heizelemente, insbesondere Peltierelemente, aufweist, die in Längserstreckung der Schreibleiste (19) verteilt angeordnet sind.
  4. 4. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen (21) bei Raumtemperatur kleiner als der Abstand zwischen den den Kontaktelementen (21) zugeordneten Bildelementen (15) auf der Aufzeichnungsoberfläche (3) ist.
  5. 5. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen (21) bei Raumtemperatur gleich groß wie oder größer als der Abstand zwischen den den Kontaktelementen (21) zugeordneten Bildelementen (15) auf der Aufzeichnungsoberfläche (3) ist.
  6. 6. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Schreibleiste (19) zugeordnete Messeinrichtung, mit deren Hilfe der Abstand zwischen mindestens zwei benachbart angeordneten Kontaktelementen (21) ermittelbar ist.
  7. 7. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist.
  8. 8. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am Umfang des Bildzylinders angeordneten Schreibleiste, die eine Anzahl mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Bildzylinder (5) eine zweite Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur Einstellung der Aufzeichnungsoberflächen-Temperatur zugeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am Umfang des Bildzylinders angeordneten Schreibleiste, die eine Anzahl mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibleiste (19) um eine in senkrechter Richtung zur Drehachse des Bildzylinders verlaufende Vertikalachse (25) schwenkbar ist.
  10. 10. Aufzeichnungsvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen jeweils benachbarten Kontaktelementen (21) um ein geringes Maß größer ist als der Abstand der den Kontaktelementen (21) zugeordneten Bildelemente (15) auf der Aufzeichnungsoberfläche (3).
  11. 11. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines einem elektronischen Bild entsprechenden elektrostatischen Musters auf eine in einer Matrix angeordnete Bildelemente aufweisende Aufzeichnungsoberfläche eines Bildzylinders, mit mindestens einer am Umfang des Bildzylinders angeordnete Schreibleiste, die eine Anzahl mit der Aufzeichnungsoberfläche in Kontakt bringbare Kontaktelemente aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine erste Stelleinrichtung zur Ausrichtung der Schreibleiste (19) gegenüber der Drehachse des Bildzylinders (5) und/oder eine zweite Stelleinrichtung zur Ausrichtung der Drehachse des Bildzylinders (5) gegenüber der Schreibleiste (19).
  12. 12. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung mindestens einen Piezomotor oder Servomotor und/oder eine Codiereinrichtung aufweist.
  13. 13. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche der die Aufzeichnungsoberfläche kontaktierenden Kontaktelemente größer, vorzugsweise deutlich größer als die von zumindest einigen der Bildelemente, vorzugsweise von allen Bildelementen, ist.
  14. 14. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kontaktierfläche kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner, ist als die Breite des zwischen zwei Bildelementen befindlichen Freiraums und/oder der Bildelemente.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com