DE1808146A1

DE1808146A1 - Printing or copying processes and devices for its implementation

Info

Publication number: DE1808146A1
Application number: DE19681808146
Authority: DE
Inventors: Schleifstein Harvey G; J Lennon Donald J; Haeberle Robert W
Original assignee: Carters Ink Co
Current assignee: Carters Ink Co
Priority date: 1967-12-27
Filing date: 1968-11-09
Publication date: 1969-07-10
Also published as: FR1591044A; DE1808146C3; DE1808146B2; GB1244357A; US3550153A

Description

ΟΙ».-IN·. DI^C-IN·. M.SC. DIPC.-PHYS. DR. DIPL-PKYS.ΟΙ ».- IN ·. DI ^ C-IN ·. M.SC. DIPC.-PHYS. DR. DIPL-PKYS.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKERHÖGER - LEGAL RIGHTS - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWALT! IN STUTTGARTPATENT ADVOCATE! IN STUTTGART

A. 36 830 bA. 36 830 b

3..11-.19683..11-.1968

The Carter's Ink Company 239 First StreetThe Carter's Ink Company 239 First Street

Cambridge _y Massachusetts, U.S.A. Cambridge _y Massachusetts, USA

DRUCK- ODER KOPIERVERFAHREN UND VORRICHTUNGEN ZU SEIEER DURCHFÜHRUNGPRINTING OR COPYING PROCEDURES AND DEVICES TO SEE IMPLEMENTATION

Die Erfindung betrifft ein Druck- oder Abbildungs-Verfahren zur Erzeugung eines abzubildenden Symbols auf einem insbesondere blattförmigen Empfänger, bei dem dem letzteren benachbart ein ebenfalls insbesondere blattförmiger Pigmentgeber angeordnet wird.The invention relates to a printing or mapping method for generating a symbol to be mapped on a particular sheet-shaped receiver, in which the latter has a likewise in particular sheet-shaped pigment donor adjacent to the latter is arranged.

Es sind Verfahren dieser Art bekannt geworden, beispielsweise durch die US-Patente 3 145 156 und 3 257 222 bei denen Druckpartikel (Toner) erst auf einem Geberblatt verteiltMethods of this type have become known, for example by US Patents 3,145,156 and 3,257,222 in which print particles (toner) are only distributed on a donor sheet

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k-b
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werden, wonach der Teil an Partikeln der das Drucksymbol darstellt, durch Anlgung eines elektrostatischen Feldes übertragen wird. Dabei werden zwei Schritte vollzogen, wovon der erste Schritt eine Voraufladung der Partikel auf dem Geberblatt, und der zweite Schritt die Anlegung eines elektrostatischen Feldes zur Entwicklung der für die Übertragung der so aufgeladenen Partikel zu einem Empfängerblatt notwendigen Kräfte darstellt. Der gemäß der zweiten Druckschrift eingeschlagene Weg zeigt eine Variante dergestalt, daß das Druckbild durch die Form der beim ersten Schritt verwendeten Elektrode bestimmt wird. Es wird ein trockener Toner auf dem Geberblatt benutzt. Im erstgenannten Patent dagegen wird das Druckbild durch die Form der im zweiten Schritt verwendeten Elektrode bestimmt, in dem auch eine Schablone über eine solche Elektrode gelegt werden kann. Bei diesem Verfahren werden bewegliche, geladene Partikel in einer flüssigen Phase benutzt. In beiden bekannten Verfahren werden alsare, according to which the part of particles that represents the print symbol, transferred by the application of an electrostatic field will. Two steps are carried out, the first of which is a pre-charging of the particles on the donor blade, and the second step is the application of an electrostatic field to develop the for the transmission of the so charged particles to a receiver sheet represents necessary forces. According to the second document The path taken shows a variant in such a way that the print image is due to the shape of the used in the first step Electrode is determined. A dry toner is used on the donor sheet. In the first-mentioned patent, however, is The print image is determined by the shape of the electrode used in the second step, in which a stencil is also over such an electrode can be placed. In this process, moving, charged particles are converted into a liquid Phase used. In both known methods, as

Druckpartikel über ein Geberblatt verteilt, v/ie dies beim Kohlenstoff auf einem üblichen Kohlepapier der Fall ist; beide Verfahren sind durch einen Gebrauch entsprechend den zu druckenden Zeichen gestalteter Elektroden gekennzeichnet.Pressure particles distributed over a donor sheet, v / ie this is the case with carbon on ordinary carbon paper; both procedures are by a use corresponding to the to be printed characters of designed electrodes marked.

Andere Verfahren benutzen ein Blatt, das gemäß der zu druckenden Zeichrform selektiv aufgeladen ist, dann zu einer Quelle vorabaufgeladener Druckpartikel (Toner) geführt wird, wobei letztere einen Sprühregen loser Partikel gleichen kann. Dabei erfolgt nur an den geladenen Stellen eine Anlagerung der Partikel. Solche Verfahren arbeiten mit zv/ei öder drei verschiedenen Schritten, normalerweise ist das so aufgeladene BlattOther methods use a sheet that is selectively charged according to the character shape to be printed, then to a source precharged print particles (toner) is performed, the latter can be like a spray of loose particles. Included the particles only accumulate at the charged points. Such methods work with two or three different methods Steps, usually the sheet is so charged

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nur ein Zwischenblatt und bildet einen Teil der Druckvorrichtung selbst; damit aber werden drei Schritte durchgeführt :only an interleaf and forms part of the printing device self; but with this three steps are carried out:

1. das selektive Aufladen des Zwischenblatts;1. the selective charging of the interleaf;

2. die Kaskaden-Entwicklung (oder entsprechend eine Schleifen-Entwicklung, Pulverstaubentwicklung, Bürstenentwicklung oder magnetische Entwicklung) und2. the cascade development (or correspondingly a loop development, Powder dust development, brush development or magnetic development) and

3. die Übertragung der auf dem Zwischenblatt befindlichen Partikel auf ein Empfängerblatt.3. The transfer of the particles on the interleaf to a receiver sheet.

Bei einer vereinfachten Anordnung fällt der letzte Schritt weg, indem ein Empfängerblatt aus Papier das Zwischenblatt ersetzt.In a simplified arrangement, the last step is omitted in that a paper receiver sheet replaces the interleaf.

Im US-Patent 2 951 443 wird ein Drei-Schritt-Verfahren aufgezeigt, worin in ersten Schritt die Photoleitfähigkeit eines Zwischenblatts zur Erzeugung eines latenten Bilds aus elektrischen Ladungen benutzt wird. (Durch optische Projektion wird dieses belichtet. Das US-Patent 3 093 039 ähnelt dem letzteren Verfahren, benutzt jedoch Kontaktdruck. Das US -Patent 2 953 470 zeigt die Variante, daß in einem ersten Schritt das Zvischenblatt nit einer das Druckbild darstellenden Schablone abgedtckt wird, worauf eine Sprühentladung über das von der Schablone abgedeckte Zwischenblatt ein' dem Druckbild entsprechendes ladungsbild erzeugt.
" '■■■■ -4-US Pat. No. 2,951,443 shows a three-step process in which the photoconductivity of an interleaf is used in the first step to generate a latent image from electrical charges. (This is exposed by optical projection. US Pat. No. 3,093,039 is similar to the latter process, but uses contact printing. US Pat. No. 2,953,470 shows the variant that in a first step the interleaf is covered with a stencil representing the printed image , whereupon a spray discharge over the intermediate sheet covered by the stencil generates a charge image corresponding to the print image.
"'■■■■ -4-

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Die Fachteile des derzeitigen Stands der Technik sind, daß mehrere Schritte hintereinander zur Durchführung solcher Verfahren erforderlich waren, was einen relativ hohen apparativen Aufwand bedingte und die Druckgaschwiridigkeit begrenzte.The skill parts of the current state of the art are that several successive steps were required to carry out such processes, which required a relatively high level of apparatus Effort-related and limited the pressure gas turbidity.

Die Aufgabe der Erfindung ist also, ein vereinfachtes Bildverfahren zu entwickeln, das durch geringeren apparativen Aufwand störungsfreier und.infolge einer Durchführung einer Abbildung in nur einem Schritt schneller arbeiten kann.The object of the invention is therefore to provide a simplified image method to develop, which is more trouble-free and due to the lower expenditure of equipment and as a result of an implementation of an image can work faster in just one step.

Die Aufgabe wird - ausgehend von den obengenannten Druck- oder Abbildungsverfahren zur Erzeugung eines abzubildenden Symbols - gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch die Verwendung eines Pigmentgebers, der an seiner Oberfläche eine Matrix aus einem isolierenden Werkstoff aufweist, in der bewegliche und elektrisch leitende Pigmentteilchen dispergiert sind, sowie durch die kurzzeitige Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen Pigmentgeber und Empfänger, das in seiner räumlichen Form dem abzubildenden Symbol entspricht und so stark ist, daß durch einen Ladungstransport die Pigmentteilchen so stark aufgeladen werden, daß sie sich vom Pigmentgeber zum Empfänger bewegen.The task is based on the above-mentioned printing or mapping processes for generating a symbol to be mapped - Solved according to the present invention by the use of a pigment donor, which has a on its surface Has matrix made of an insulating material, in the movable and electrically conductive pigment particles are dispersed, as well as by the momentary generation of an electrical Field between pigment donor and receiver, which corresponds in its spatial form to the symbol to be depicted and so on What is strong is that the pigment particles are charged so strongly by a charge transport that they are removed from the pigment donor move to the receiver.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß damit ein kontaktloses Drucken bei Computer-on-line-Betrieb sowie eine Faksimile-Übertragung und andere Abbildungsmöglichkeiten schnell, billig und wartungsarm durchgeführt' werden können. •Die bisherigen Vorteile elektrostatischer DrucktechnikenThe invention has the advantage that it enables contactless printing in computer-on-line operation as well facsimile transmission and other imaging options can be carried out quickly, cheaply and with little maintenance. • The previous advantages of electrostatic printing techniques

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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wie hohe Wiedergabetreue, gleichmäßige hohe Druckdichte und der mögliche Gebrauch "billigen Papiers werden ergänzt durch die Vorteile relativer Einfachheit, und hoher Schnelligkeit.such as high fidelity, uniform high print density and the possible use of "cheap paper" is complemented by the advantages of relative simplicity and high speed.

Das Drucken erfolgt durch Anlegung eines entsprechend geform- ™ ten elektrischen Felds in Form eines kurz dauernden Impulses zwischen einem Geberblatt und einem dicht dabei liegenden Empfängerblatt. Dabei befinden sich an der Oberfläche des Geberblatts elektrisch leitende Partikel eines Druckmaterials oder Pigments, das in oder an einem hochohmigen Medium dis-Printing is carried out by applying a correspondingly shaped- ™ th electric field in the form of a brief pulse between a donor sheet and one close to it Recipient sheet. There are electrically conductive particles of a printing material on the surface of the donor sheet or pigments that dissolve in or on a high-resistance medium

pergiert ist. Das elektrische PeId verursacht nun einen Ladungsfluß zu dem Druckmaterial, wodurch sich letzteres im elektrischen Feld zum Empfängerblatt hin bewegt. Auf dem Empfängerblatt erfolgt eine Adhäsion der so bev/egten Druckpartikel, deren Anordnung dem Druckbild entspricht, das durch entsprechende Formung des elektrischen Felds bestimmt wurde.is pergated. The electrical PeId now causes a flow of charge to the printing material, whereby the latter moves in the electric field towards the receiver sheet. On the On the receiver sheet, there is an adhesion of the print particles moved in this way, the arrangement of which corresponds to the print image that is transmitted through corresponding shaping of the electric field was determined.

Die Erfindung beschreibt ein einfaches, einschrittiges Verfahren für ein schnelles, kontaktloses Drucken durch selektives Aufladen bildbestimmender Pigmentpartikel auf einem Geberblatt und deren Übertragung auf ein Empfängerblatt. Typisch für das Verfahren ist, daß derselbe Feldimpuls die Partikel auflädt und gleichzeitig vom Geberblatt zum Empfängerblatt hinbewegt. Weiter ist kennzeichnend, daß der Impuls eine äußerst kurze Dauer aufweist. Schließlich kann eine Vorrichtung zur Verhinderung eines Feldzusammenbruchs oder einer Entladung zwischen Geberblatt und Empfängerblatt vorgesehen sein, da ein solcher Feldzusammenbruch zwar noch einenThe invention describes a simple, one-step method for rapid, contactless printing by selective Charging of image-determining pigment particles on a donor sheet and their transfer to a receiver sheet. It is typical of the method that the same field impulse the Particle charges and at the same time moved from the donor sheet to the receiver sheet. It is also characteristic that the impulse has an extremely short duration. Finally, a device for preventing a field breakdown or a discharge between donor sheet and receiver sheet, since such a field breakdown is still a

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a 56 830 t ■ * " ■ ■ 1808H8 a 56 830 t ■ * "■ ■ 1808H8

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Ladungs transport, jedoch keine Pigment "bewegung mehr verursachen könnte.Charge transport, but no longer cause pigment movement could.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung können den beigefügten Ansprüchen und/oder der folgenden Beschreibung ♦ entnommen werden, die der Erläuterung in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele der Erfindung dient. Es zeigenFurther details and features of the invention can be found in the appended claims and / or the following description ♦ can be taken from the explanation shown in the drawing Embodiments of the invention is used. Show it

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer vereinfachten Anordnung aus Elektroden, Pigmentgeber und Empfängerblatt als einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,1 shows a schematic sectional illustration of a simplified one Arrangement of electrodes, pigment donor and receiver sheet as a first embodiment the invention,

Fig. 2 die Darstellung einer Variante der Fig.1, ohne Spalt oder Isolator;FIG. 2 shows a variant of FIG. 1, without a gap or isolator;

Fig. 3 die Darstellung einer v/eiteren Variante der Fig.1, bei der dicht benachbarte Zeichen gedruckt werden,FIG. 3 shows a further variant of FIG. 1, in which closely adjacent characters are printed,

Fig. 4 die Darstellung einer Variante der Fig.1, bei der ein Zeichen gleichzeitig auf zwei Empfängerblätter gedruckt wird;4 shows the representation of a variant of FIG. 1, in which a character is simultaneously displayed on two recipient sheets is printed;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer möglichen Ausführungsform eines Pignentgebers, und FIG. 5 shows a sectional illustration of a possible embodiment of a bond dispenser, and FIG

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer möglichen Ausführungsform einer entsprechend dem abzubildenden Symbol geformten Elektrode.6 shows a sectional illustration of a possible embodiment one shaped according to the symbol to be depicted Electrode.

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Alle Zeichnungen sind schematische und in mancher Hinsicht vergrößerte Darstellungen. Die gezeigten Anordnungen sind also nicht maßstäblich. So können ein Pigmentgeber- und Empfängerblatt mehr oder weniger dicht beisammen liegen, d.h.All drawings are schematic in some respects enlarged representations. The arrangements shown are therefore not to scale. So can a pigment donor and receiver sheet are more or less close together, i.e.

einander berühren oder mit einem kleinen Zwischenraum zwischen sich angeordnet sein, wie auch das Verhältnis von Elektroden zu diesen Blättern in Grenzen variieren kann. Im allgemeinen wird angenommen, daß ein luft-oder Vakuumspalt zwischen Elektroden und Blättern wie zwischen den Blättern selbst liegt. Ebenso öoII die Darstellung eines Impulses als Rechteckimpuls nur beispielhaft sein, da die Funktionsfähigkeit erfindungsgemäßer Vorrichtungen nicht von der Form der Impulse abhängt.touch each other or be arranged with a small space between them, as well as the ratio of Electrodes for these sheets can vary within limits. In general it is assumed that an air or vacuum gap between electrodes and leaves as between the leaves themselves. Likewise, the representation of an impulse as Square pulse should only be an example, since the functionality inventive devices does not depend on the shape of the pulses.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in vereinfachter. Form durch Fig. 1 dargestellt. Zwischen einem Paar gegeneinander gerichteter, metallischer Elektroden 12 und 14 liegt eine Blätteranordnung 16. Diese setzt sich aus drei Blättern zusammen, nämlich einem Rückenteil oder blattförmigen Isolator 18 zur Entladungsunterdrückung, der gewöhnlich als Film aus Mylar-Polyester, einem Polyäthylen-Terephthalat-Harz und ähnlichem gefertigt ist, weiter aus einem blattförmigen Pigmentgeber 20, der aus einem Gewebeträger bestehen kann, der mit beweglichen Teilchen eines harzigen isolierenden Bindemittels oder einer Katrix aus isolierendem V/erkstoff impräg niert oder beschichtet sein kann, in den elektrisch leitende Pigmentteilchen eingelagert sind, und schließlich aus einem Empfängerblatt 22, das normalerweise gewöhnliches Papier ist, ,das z.B. aus Lumpen hergestellt wurde, bzw. ein Zeitungs-An embodiment of the invention is simplified. Shape represented by FIG. 1. Between a couple against each other directed, metallic electrodes 12 and 14 is a leaf arrangement 16. This consists of three leaves together, namely a back part or sheet-shaped insulator 18 for discharge suppression, usually as a film made of Mylar polyester, a polyethylene terephthalate resin and the like is made, further from a sheet-shaped pigment donor 20, which can consist of a tissue carrier, impregnated with movable particles of a resinous insulating binder or a matrix of insulating material can be nated or coated, in which electrically conductive pigment particles are incorporated, and finally from a Receiving sheet 22, which is normally ordinary paper, made e.g. from rags, or a newspaper

909828/U02 ~⁸"909828 / U02 ~ ⁸ "

A 36 830 b QA 36 830 b Q

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papier (all rag carbonizing tissue or news stock). Ein Papier mit glatter und harter Oberfläche sollte vorzugsweise nicht benutzt werden, da es den Teilchen zu wenig Haftmöglichkeit bietet.paper (all rag carbonizing tissue or news stock). A paper with a smooth and hard surface should be preferred cannot be used as it does not allow the particles to adhere well.

Die Elektrode 14 hat eine glatte, flache Oberfläche, die den ' blattförmigen Isolator 18 berührt. Die einen Druckkopf bildende Elektrode 12 ist in diesem Ausführungsbe-ispiel entsprechend dem abzubildenden Symbol geformt und trägt ein Reliefzeichen 24 des zu druckenden Sjonbols; das Zeichen 24 ist dem Empfängerblatt 22 zugewendet. Ein Spalt 26 kann das Zeichen 24 vom Empfängerblatt 22 trennen, er wird jedoch vorzugsweise nur so breit gewählt, als unbedingt notwendig, um einen Zusammenbruch des elektrischen Feldes bei Anlegen eines elektrischen Druckimpulses 28 an Anschlüsse 30 und 32 zu verhindern.The electrode 14 has a smooth, flat surface that defines the ' sheet-shaped insulator 18 touches. The electrode 12 forming a print head is corresponding in this exemplary embodiment shaped like the symbol to be depicted and bears a relief mark 24 of the sjonbol to be printed; the sign 24 is the recipient sheet 22 facing. A gap 26 may, but preferably only, separate the indicia 24 from the receiver sheet 22 chosen as broadly as absolutely necessary in order to avoid a collapse of the electric field when an electric field is applied To prevent pressure pulse 28 at connections 30 and 32.

Ein Spalt an dieser Stelle ist in solchen Geräten praktisch notwendig, bei denen die entsprechend dem abzubildenden Symbol geformte Elektrode 12 auf einer sich schnell drehenden Trommel angeordnet ist, wie dies bei Schnelldruckern erforderlich wäre. Ebenso kann zwischen der Elektrode 14 und dem blattförmigen Isolator 18 sowie zwischen den beiden Blättern ein Spalt vorgesehen sein.A gap at this point is practically necessary in devices with which the corresponding to the symbol to be displayed shaped electrode 12 is arranged on a rapidly rotating drum, as required in high-speed printers were. Likewise, between the electrode 14 and the sheet-shaped insulator 18 and between the two sheets a gap may be provided.

In Fig. 6 wird ein abgewandelter Druckkopf 12a dargestellt, der für solche Zwecke ebenso geeignet ist; er wird gezeigt, wie er vom Erapfängerblatt 22 aus gesehen erscheint. Der Buchstabe C ist als metallisches Reliefbild auf einem mit ihm einstückigen Elektrodenkörper sichtbar. Eine Lage aus Isolier-In Fig. 6 a modified print head 12a is shown, which is also suitable for such purposes; it is shown as it appears when viewed from the catcher leaf 22. The letter C is visible as a metallic relief image on an electrode body that is integral with it. A layer of insulating

9 0 9 8 2 8/14029 0 9 8 2 8/1402

BAD ORIGINÄRBATH ORIGINARY

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material 33 füllt den Teliefraum aus und ist mit der Reliefbildoberfläche planeben. Sie kann durch gleichförmiges Überziehen der Elektrode mit einem isolierenden plastischen Material erzeugt werden, das nach seiner Verfestigung von seiner Oberfläche her so weit abgeschliffen wird, bis die Oberfläche des metallischen Reliefzeichens freigelegt ist. Diese abgewandelte Form für einen Druckkopf kann in jeder der noch zu besprechenden Ausführungsformen verwendet werden.material 33 fills the tele space and is with the relief image surface flat. It can be achieved by uniformly coating the electrode with an insulating plastic material be generated, which is sanded off from its surface so far after its solidification until the surface of the metallic relief mark is exposed. These Modified form for a printhead can be used in any of the embodiments yet to be discussed.

Der blattförmige Pigmentgeber 20 hat bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel einen relativ hohen Widerstandswert und
wird wie folgt hergestellt:The sheet-shaped pigment donor 20 has in a preferred one
Embodiment a relatively high resistance value and
is made as follows:

1. Zusammensetzung:1. Composition:

Kohlenstoffcarbon

PolystyrolPolystyrene

scharzer Iosol Farbstoff
gelber Iosol Farbstoff
roter Iosol Farbstoff
Toluolblack Iosol dye
yellow Iosol dye
red Iosol dye
toluene

in Gewichtprozentenin weight percent 0,8$$ 0.8 BezugsquelleSource of supply 6$$ 6 0,8$$ 0.8 Cabot.Corp."MogulA"Cabot.Corp. "MogulA" 0,8$$ 0.8 flockiger Typflaky type 3*3 * OQ CrJ
OO , O p OQ CrJ
OO, O p Dow Chemical Corp.Dow Chemical Corp. PS-3PS-3 offoff National AnilineNational aniline ff National AnilineNational aniline National AnilineNational aniline

100100

Die vorstehende Zusammensetzung soll jedoch nur als Beispiel dienen. Der Kohlenstoff ist in einer Lösung des Harzes undHowever, the above composition is only intended to serve as an example. The carbon is in a solution of the resin and

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A 36 830 b /A 36 830 b /

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der Farbstoffe dispergiert, und zwar durch Benutzung der "bekannten Sandmühlentechnik. Die resultierende Aufschlämmung wird getrocknet und der Rückstand gemahlen. Mit dem Granulat der gemahlenen Teilchen wird in einer Sandmühle ein nylongewobenes G-ewebeblatt imprägniert. Das so imprägnierte Blatt kann die Form eines Farbtuches, Farbbandes oder eine andere geeignete Form haben.the dyes dispersed using the "known Sand mill technology. The resulting slurry is dried and the residue ground. The granulate of the ground particles is used to create a nylon-woven fabric in a sand mill Impregnated G-weave sheet. The sheet so impregnated can die In the form of a colored cloth, ribbon or other suitable shape.

Der spezifische Widerstand des blattförmigen Pigmentgebers 20 wird gewöhnlieh so gemessen, daß der Isolator 18 und das Empfängerblatt 22 entfernt werden und gegen den Pigmentgeber 20 ein Paar Prüfelektroden gelegt werden, um damit den Gleichstromwiderstand der Pigmentgeberstrecke zwischen den Elektroden zu messen; die einander gegenuberliegenden, identischen Prüfelektroden sind rund mit einer flachen Oberfläche von etwa 6 mm Durchmesser. Dieser Widerstandswert kann durch eine Änderung des Verhältnisses des leitenden Farbstoffes zum isolierenden Harz variiert werden. Das Polystyrolharz ist zwar bekannt als isolierendes Material, in der besagten Anwendung jedoch leicht leitend durch die Gegenwart von im Harz gelösten oder dispergierten Farbstoffen. Es sollte beachtet v/erden, daß die bei den früheren elektrostatischen Druckverfahren allgemein benutzten Toner eine zu geringe Leitfähigkeit für den Gebrauch in erfindunggenäßen. Verfahren aufweisen.The resistivity of the sheet-shaped pigment dispenser 20 is usually measured so that the insulator 18 and the Receiver sheet 22 are removed and a pair of test electrodes are placed against the pigment generator 20 in order to determine the direct current resistance measure the pigment donor path between the electrodes; the opposite, identical ones Test electrodes are round with a flat surface about 6 mm in diameter. This resistance value can be through a Change in the ratio of the conductive dye to the insulating resin can be varied. The polystyrene resin is known as an insulating material, but in the application in question it is slightly conductive due to the presence of im Resin dissolved or dispersed dyes. It should be noted that the earlier electrostatic Printing processes generally use toner that has a conductivity that is too low for use in the invention. procedure exhibit.

Benutzt man das Ausführungsbeispiel gemäß Zusammensetzung in der Anordnung von Fig. 1, wo der Pigmentgeber 20 einen Wider-If the exemplary embodiment is used according to the composition in the arrangement of FIG. 1, where the pigment dispenser 20 has a reflector

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BAD ORIQJNAtBAD ORIQJNAt

k-b ■ MM kb ■ MM

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standswert von 2.10 ohm cm hat, bei einem Spalt 26 von ungefähr 50 μ und mit einem Isolator 18 aus Mylar von 8 μ Dicke, so erhält man eine Abbildung des Zeichens 24 als Druck auf dem Empfängerblatt 22 durch Anlegung eines Impulses 28 von 1 300 Volt über die Zeit von 150 lianoSekunden. Dieses außerordentlich kurze Zeitintervall ist kennzeichnend für die große Druckgeschwindigkeit des erfindungsgeraäßen Verfahrens.has a stand value of 2.10 ohm cm, with a gap 26 of approximately 50 μ and with an insulator 18 made of Mylar 8 μ thick, an image of the character 24 is obtained as a print the receiver sheet 22 by applying a pulse 28 of 1,300 volts over a period of 150 liano seconds. This extraordinary short time interval is characteristic of the high printing speed of the method according to the invention.

Der angelegte Spannungsimpuls ruft im Material des Pigmentgebers 20 zwei Erscheinungen hervor: erstens in Gegenwart des elektrischen Feiu. einen Strom durch die Matrix des hochohmigen Bindemittels, was eine elektrische Aufladung des Färb- und Kohlenstoff enthaltenden Granulats auf oder nahe der Oberfläche des Pigmentgebers zur Folge hat, und zweitens die Ablösung einer ausreichenden Anzahl so aufgeladener Granulatteilchen vom Pigmentgeber 20 und deren V/an-' derung zum Empfängerblatt 22.The applied voltage pulse causes two phenomena in the material of the pigment donor 20: first, in the presence of electric feiu. a current through the matrix of the high-resistance binder, creating an electrical charge of the color and carbon-containing granules on or near the surface of the pigment donor result, and secondly, the detachment of a sufficient number of so charged granulate particles from the pigment donor 20 and their V / an- ' change to recipient sheet 22.

Das nun am blattförmigen Empfänger 22 haftende Granulat kann - falls gewünscht oder notwendig - daselbst fixiert werden, beispielsweise durch Einwirkung von Hitze, falls die Teilchen schmelzbar sind, oder mittels Lösungsmittel, lacken oder in anderer geeigneter ^T7eise.The now adhering to the sheet receiver 22 granules can - if desired or necessary - are there fixed, for example by exposure to heat if the particles are melted, or by means of solvents, varnish or other suitable ^T 7eise.

Das genäS Fig. 1 besprochene Verfahren kann nun in mehreren Punkten erweitert; bzw. geändert werden. Beispielsweise kann das Gewebe des Fignentgebers 20 aus einem anderen Katerial hergestellt bzw. durch ein anderes Ilaterial ersetzt werden, wie durch Fapior oder einen Flsstikfilm. 3s könnte teilweiseThe method discussed in FIG. 1 can now be carried out in several ways Points expanded; or changed. For example, can the fabric of the Fignentgeber 20 made of a different Kmaterial manufactured or replaced by another material, like by Fapior or a liquid film. 3s could be partially

9 0 9 8 2 8 / U ü 2 ~^{1 <?}~9 0 9 8 2 8 / U ü 2 ~ ^{1 <?} ~

BAD ORIQINALBATH ORIQINAL

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oder ganz das hochohmige Medium enthalten, in dem die Druckteilchen dispergiert oder gebunden sind, und durch, die der Strom fließt. Ebenso können bekannte Techniken zum Anfärben und Beschichten von Farbtüchern Verwendung finden. Die hoch-A ohmige Matrix, die die leitenden Teilchen enthält, kann ebenso als Imprägnierung wie als Oberflächenüberzug angewandt werden, wie Pig. 5 zeigt. Hier wird ein Kunststoffilm-Trägerblatt 34 aus einem Material hohen elektrischen Widerstands, beschichtet oder getränkt mit einem harzigen Bindemittel oder einer Matrix 36 aus isolierendem Werkstoff dargestellt, in dem bewegliche und elektrisch leitende Pigmentteilchen 38 dispergiert sind.or completely contain the high-resistance medium in which the pressure particles dispersed or bound, and by that of the Electricity flows. Known techniques for dyeing and coating color cloths can also be used. The high-A Ohmic matrix containing the conductive particles can be used as an impregnation as well as a surface coating be like Pig. 5 shows. Here becomes a plastic film carrier sheet 34 made of a material of high electrical resistance, coated or impregnated with a resinous binder or a matrix 36 made of insulating material, in which movable and electrically conductive pigment particles 38 are dispersed.

Das beschriebene Verfahren kann in allen hier aufgeführten Varianten sowohl bei Vakuum, beispielsweise unter 4x10"" Torr, wie auch "bei atmosphärischem Druck und in Luft oder in Gegenwart anderer Gase durchgeführt werden.The method described can be used in all the variants listed here both in a vacuum, for example below 4x10 "" Torr, as well as "at atmospheric pressure and in air or in the presence of other gases.

Der Spalt 26 dient zusammen mit dem blattförmigen Isolator der Verhinderung einer Bogenentladung oder einer teilweisen oder Nebenschlußentladung des Ladungsbetrags der Pigmentteilchen 38; durch eine solche teilweise Entladung könnte das elektrische PeId nicht die zum Transport der Partikel 38 zum Enpfängerblatt 22 erforderlichen Kräfte entwickeln. Unter bestimmten Bedingungen jedoch können- der Spalt 26 oder der . Isolator 18 oder beide wegfallen. In Pig. 2 sind beide weggelassen, wobei ein Impuls 40 eine geringere Amplitude alsThe gap 26 serves together with the sheet-shaped insulator the prevention of an arc discharge or a partial or shunt discharge of the amount of charge on the pigment particles 38; by such a partial discharge, the electrical PeId could not be used to transport the particles 38 to the Enpfängerblatt 22 develop required forces. Under certain conditions, however, the gap 26 or the . Isolator 18 or both are omitted. In Pig. 2 are both omitted, wherein a pulse 40 has a lower amplitude than

-13-9 0 982 8/-U-D 2 -13- 9 0 982 8 / -UD 2

A 36 830 b ΙΛA 36 830 b ΙΛ

*-* jn * - * jn

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der Impuls 28 aufweist, was hier zur Auslösung des Druckvorgangs genügt. Hier wird ein "blattförmiger Pigmentgeber von relativ niederem Widerstandswert "benutzt; er weist fol-' gende Zusammensetzung auf:the pulse 28 has what is here to trigger the printing process enough. Here a "sheet-like pigment donor of relatively low resistance" is used; he shows fol- ' the following composition:

Composition 2

in Gewichtsprozentenin percent by weight BezugsquelleSource of supply Kohlenstoffcarbon 5*5 * Cabot Corp."MogulA"Cabot Corp. "MogulA" flockiger Typflaky type Alkoholalcohol 95*
too* 95 *
too * Shell Corp. »Shellacol».Shell Corp. "Shellacol".

Der Kohlenstoff ist im Alkohol dispergiert, und mit der Dispersion wird in e.iner Sandmühle ein Mylongewebe als Träger imprägniert. Das Farbtuch wird getrocknet und seine Oberfläche mechanisch in einer Sandmühle teilweise abgetragen. Hier bildet der faserige Träger anstelle einer Kunststoffbeschichtung das hochohmige Matrixmaterial, in dem bei Stromdurchfluß die Kohlenstoffteilchen aufgeladen werden.The carbon is dispersed in the alcohol, and with the dispersion a mylon fabric is used as a carrier in a sand mill impregnated. The paint cloth is dried and its surface is partially removed mechanically in a sand mill. Here, instead of a plastic coating, the fibrous carrier forms the high-resistance matrix material in which when current flows through it the carbon particles are charged.

Bei Benutzung der Zusammensetzung 2, bei der der blattförmige Pigmentgeber 42 einen Widerstandswert von 5x10 Ohm · cm auweist, wurde mit der Einrichtung nach Pig. 2 mit dem Reliefzeichen 24 ein Symbol auf dem Empfängerblatt 22 bei einer Impulsdauer von 30 ITanosekunden und einer Spannung von 250 Volt des Impulses 40 ausgedruckt. Auch ohne Spalt erhielt man zufriedenstellende Resultate mit 40 ITanosekunden Impulsdauer und 250 Volt.When using composition 2, in which the sheet-shaped pigment donor 42 has a resistance value of 5 × 10 ohm · cm, the Pig. 2 with the relief mark 24, a symbol is printed on the receiver sheet 22 with a pulse duration of 30 ITanoseconds and a voltage of 250 volts of the pulse 40. Even without a gap, satisfactory results were obtained with a pulse duration of 40 ITanoseconds and 250 volts.

-14-90 98 2 8/U02-14 -90 98 2 8 / U02

A 36 830 b JtfA 36 830 b Jtf

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Mit einem Farbtuch von 5 χ 10 Ohm·cm Widerstandswert, kann ohne Isolator 18 mit höheren Impulsamplituden gearbeitet werden", falls ein Spalt ähnlich dem der 3?ig.1 benutzt wird. Beispielsweise ist ein Drucken möglich mit 25 u Spalt, bei 500 Volt Pulsamplitude und 40 lanoSekunden Pulsdauer.With a color cloth of 5 χ 10 ohm · cm resistance value, can can be used without isolator 18 with higher pulse amplitudes ", if a gap similar to that of FIG. 3? ig.1 is used. For example, printing is possible with a 25 µ gap, with a pulse amplitude of 500 volts and a pulse duration of 40 lano seconds.

In Fig. 3 wird eine grundsätzliche Anordnung zum Ausdrucken eines Zeichens 44 und eines benachbarten Zeichens 46 auf das Empfängerblatt 22 dargestellt. Beide reliefartigen Zeichen befinden sich auf einer Elektrode 48, der gegenüber eine ebene Elektrode 50 und eine weitere ebensolche Elektrode 52 angebracht sind. Zwischen letzteren ist ein Zwischenraum 53 von 50 μ vorgesehen. Ein blattförmiger Isolator 54 findet hier ebenfalls Verwendung. Ein selektives Drucken der Zeichen 44 oder 46 kann durch Anlegen eines elektrischen Impulses 56 an die Leitungen 30, 32 bzw. 30, 31 erfolgen. Mit einem Spalt 58 von 50 ρ zx^isciien den Reliefoberflächen der Zeichen 44 und 46 einerseits und dem Empfängerblatt 22 andererseits, mit einem Pigmentgeber 20 mit einem Widerstandswert von 1.8 χ 10 0hm»cm . und einem Impuls von 1000 Volt bei 150 Nanosekunden Dauer kann ein selektives Drucken erfolgreich durchgeführt werden; ebenso mit einem Pigmentgeber von 2 χ 0hm »cm Vi de rs tandswert und einem Impuls von 1 300 Volt bei 150 ITanosekunden Dauer.In Fig. 3 is a basic arrangement for printing of a character 44 and an adjacent character 46 shown on the receiver sheet 22. Both relief-like characters are located on an electrode 48, opposite a flat electrode 50 and a further electrode 52 of the same type are attached. A gap 53 of 50 μ is provided between the latter. A sheet-shaped insulator 54 is found also used here. Selective printing of characters 44 or 46 can be achieved by the application of an electrical pulse 56 to lines 30, 32 and 30, 31, respectively. With a gap 58 of 50 ρ zx ^ isciien the relief surfaces of the characters 44 and 46 on the one hand and the receiver sheet 22 on the other hand, with a pigment donor 20 with a resistance value of 1.8 χ 10 0hm »cm. and a pulse of 1000 volts at 150 Nanosecond duration, selective printing can be performed successfully; also with a pigment of 2 χ 0hm »cm resistance value and a pulse of 1,300 volts with a duration of 150 ITanoseconds.

Den gleichen Erfolg hatte man bei niedereren Spannungen (750 Volt) und einen Pignentgeber von 4 χ 10 0hm*cm; dabei entfielen der Spalt 58 sowie der blattförmige Isolator 54.The same success was achieved with lower voltages (750 volts) and a Pignentgeber of 4 χ 10 0hm * cm; were omitted the gap 58 and the leaf-shaped insulator 54.

909 828/U02909 828 / U02

■ ' 1808H6■ '1808H6

A 36 830 b
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Pig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Hier wird gleichzeitig auf zwei Empfängerblätter 22a und 22b gedruckt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der blattförmige Pig-Pig. 4 shows a further embodiment. Here, printing is carried out on two receiver sheets 22a and 22b at the same time. In the embodiment shown, the sheet-shaped pig-

θ ΓΙθ ΓΙ

mentgeber 42 relativ niederohmig; an den Leitung 30 und 32 liegt ein Impuls 60 von 400 Volt Amplitude und 110 Fano-Sekunden Impulsbreite. Durch Anlegen des Impulses wird das Druckgranulat in oder nahe der oberen Oberfläche des blattförmigen Pigmentgebers 42 mit der einen Polarität aufgeladen und zum Empfängerblatt 22a hin bewegt, während gleichzeitig das Granulat in oder nahe der unteren Oberfläche des Pig-' mentgebers mit der entgegengesetzten Polarität aufgeladen und zum Empfänger 22b geführt wird.ment sensor 42 relatively low resistance; on lines 30 and 32 is a pulse 60 with 400 volts amplitude and 110 Fano seconds Pulse width. By applying the pulse, the pressure granules are in or near the top surface of the sheet-shaped Pigment donor 42 charged with one polarity and moved towards the receiver sheet 22a while simultaneously placing the granules in or near the lower surface of the pig- ' Mentgebers charged with the opposite polarity and led to the receiver 22b.

Wie gemäß Pig. 4 vorgeschlagen, ist es auch in den Ausführungsformen der Pig. 1 bis 3 möglich, daß die Reliefzeichen 24, 44, 46 sich an einer der beiden Elektroden befinden; das bedeutet, daß der Druckkopf am Pigmentgeber oder Empfängerblatt liegen kann; in jedem Falle muß er das elektrische PeId gemäß dem zu druckenden Zeichen gestalten. 7/elche Seite gewählt wird, entscheidet ganz einfach die Druckq.ualität des erzielten Druckbildes. Die Anbringung eines Reliefzeichens auf jeder der zwei Elektroden eines Elektrodenpaares ist demnach ebenso möglich. Ansonsten können die Oberflächen der einander . gegenüberlxegenaen Elektrode¹¹ flach sein, wobei dann das gedruckte Zeichen den Umrissen der Elektrodenoberfläche gleicht.As per Pig. 4, it is also proposed in the embodiments of the Pig. 1 to 3 possible that the relief marks 24, 44, 46 are located on one of the two electrodes; this means that the printhead can be on the pigment donor or receiver sheet; in any case, he must design the electrical panel according to the character to be printed. 7 / which side is selected, the print quality of the print image achieved is a very simple decision. The application of a relief mark on each of the two electrodes of an electrode pair is accordingly also possible. Otherwise, the surfaces of each other. opposite electrode ^{11 may be} flat, in which case the printed character resembles the outlines of the electrode surface.

In der Praxis erweist es sich als notwendig, daß das elektrische PeId in seiner Form über den ganzen Abstand von Elektrode zu Elektrode, insbesondere in dem Zwischenraum zwischen Pig-In practice it turns out to be necessary that the electrical PeId in its shape over the entire distance from electrode to electrode, especially in the space between pig-

"909828/1402 -16-"909828/1402 -16-

A 36 830 b JL A 36 830 b JL

k-b A v kb A v

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mentgeber und Empfänger, dem auszudruckenden Zeichen gleicht. Eine solche Forderung kann die.Materialwahl für das Träger-"blatt 34 des Pigmentgebers 20 in einigen Fällen einengen, da eine zu hohe Leitfähigkeit dieses Trägerblatts zum Ausgleich des elektrischen Potentials an Punkten innerhalb des Trägerblatts und damit zu einer Zerstörung der gewünschten Feldstruktur führt. Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 braucht diesem Gesichtspunkt keine Beachtung geschenkt zu werden, da das Trägerblatt nicht in dem oben beschriebenen kritischen Bezirk des elektrischen Felds liegt. Jn den Ausführungsformen der Fig. 4 dagegen trifft dies zu; das Trägerblatt des Pigmentgebers 42.liegt zwischen dem Reliefzeichen 24 und der Oberfläche des Empfängerblatts 22b, so daß ein Druckvorgang auf letzteres nur dann erfolgreich abläuft, wenn das Trägerblatt ausreichend hochohmig ist.mentor and recipient, is the same as the character to be printed out. Such a requirement can die.Materialwahl for the carrier "sheet 34 of the pigment dispenser 20 in some cases, because the conductivity of this carrier sheet is too high to compensate of the electrical potential at points within the carrier sheet and thus to a destruction of the desired field structure leads. In the embodiments of FIGS. 1 to 3 No attention needs to be paid to this point because the carrier sheet is not in that described above critical area of the electric field. In the embodiments of FIG. 4, however, this is the case; the carrier sheet of the pigment donor 42. lies between the relief mark 24 and the surface of the receiver sheet 22b, so that a Printing on the latter is only successful if the carrier sheet has a sufficiently high resistance.

Die vorliegende Erfindung eignet sich zum Ausdruck von Symbolen, beispielsweise binären Codes, wie auch von alphanumerischen Zeichen oder anderen Konfigurationen; es ist ebenso möglich, im Halbton zu drucken, wie auch der Ausdruck von Blöcken und Linien.The present invention is suitable for expressing symbols such as binary codes as well as alphanumeric characters or other configurations; it is also possible to print in halftone, as well as printing blocks and lines.

Die erfindungsgemäß verwendeten leitenden Farbpartikel können verschiedene Form haben und aus verschiedenartigem Material bestehen, sie können sich beispielsweise aus pulverisierten Metallen wie Messing zusammensetzen, oder aus Metalloxyden, beispielsweise Bleidioxyd. Hoch andere Färbstoffarten,The conductive paint particles used in the present invention can have different shapes and consist of different types of material, for example they can be powdered Compose metals such as brass, or from metal oxides, such as lead dioxide. Highly other types of dyes,

909828/1402 -17-909828/1402 -17-

1806H61806H6

'3.11.1968'3.11.1968

Lösungen und Harze mit hohen Dielektrizitätskonstanten können aber gleichfalls benutzt werden.However, solutions and resins with high dielectric constants can also be used.

Durch das Beispiel der Fig. 4 wird angedeutet, daß eine mehr Schichten aufweisende Anordnung mit mehreren "blattförmigen Pigmentgebern und dazwischen "befindlichen, blattförmigen Empfängern nach Art des konventionellen Drucks von Durchschlagen möglich ist; stets vorausgesetzt "wird, daß alle Blätter ausreichend hpchohmig sind, damit die Form des elektrischen Feldes gewahrt bleibt und keiner Verzerrung unterliegt. The example of FIG. 4 indicates that a multi-layer arrangement with several "sheet-shaped Pigment donors and sheet-like receivers located in between, in the manner of conventional printing of carbon copies is possible; It is always assumed "that all sheets are sufficiently resistive so that the shape of the electrical field is preserved and is not subject to any distortion.

-18--18-

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Claims

Λ 36 830.00

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1. Printing or imaging process for generating an image to be imaged Symbol on a particularly sheet-shaped receiver, in which the latter is also adjacent in particular sheet-like pigment dispenser is arranged, characterized by the use of a pigment dispenser, which has a matrix of an insulating material on its surface, in the movable and electrical conductive pigment.particles are dispersed, as well as through the short-term generation of an electrical field between pigment donor and receiver, which is in its spatial Shape corresponds to the symbol to be depicted and is so strong that the pigment particles are so are strongly charged that they move from the pigment donor to the recipient.

2. The method according to claim 1, characterized by the comparison, expression of pigment particles are uncharged before applying the electric field substantially.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that that the electric field is generated by means of two electrodes, between which the pigment donor and the Recipients lie.

909828 / U02 "" ¹⁹ ~

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1808H6

4. The method according to claim 3, characterized by the use at least one electrode shaped according to the symbol shown.

5. The method according to claims 3 or 4, characterized by using an insulator between an electrode and the pigment donor or receiver.

6. The method according to one or more of claims 3 to 5, characterized in that the electrical IPeId over a gap is created.

7. pigment donor for carrying out the method according to any one of the preceding claims with a carrier sheet made of a material of high electrical resistance, characterized in that the surface of the carrier sheet is provided with Λ small, finely divided and electrically conductive pigment particles which easily adhere to the carrier sheet. t

8. Pigment donor according to claim 7, characterized in that the pigment particles are at least essentially made of carbon exist.

9. Pigment donors for carrying out the method according to a or more of Claims 1 to 6 with a carrier sheet, characterized in that a binding agent is present on the carrier sheet high specific resistance is provided, which in finely divided form the electrically conductive pigment

"contains particles.

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A 36 830 b QO

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10. pigment donor according to claim 9> characterized in that that the carrier sheet is coated with the binder.

11. Pigment donor according to claim 9, characterized in that that the carrier sheet is fibrous and with the individual

α particles composite binder-impregnated.

12. pigment donor according to claim 9, characterized in that the pigment particles at least substantially Consist of carbon.

13. Pigment donor according to claim 9, characterized in that the pigment particles are metallic.

14. Pigment donor according to claim 9, characterized in that the binder consists of resinous particles.

15. Pigment donor according to claim 9 »characterized by a ^ Dye that is dispersed or dissolved in the binder.

16. Pigment donor according to claim 9 »characterized in that the binder is at least essentially a dye-impregnated Is polystyrene plastic.

17. Device for performing the method according to a or more of Claims 1 to 6 with a pigment donor which is an electrically non-conductive carrier sheet as well as finely divided pigment particles which easily adhere to the surface of the carrier sheet and disperse over it

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■■■ χ. · ■■■

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one

are divided, as well as with / Smpfängerblatt, characterized by that the pigment particles are electrically conductive, that the pigment donor and receiver sheet between two electrodes are arranged, of which at least one is designed so that the spatial shape of the electric field between the electrodes corresponds to the symbol to be displayed, and that a pulse generator is attached to the electrodes Delivery of such measured pulses is connected that the pigment particles from the pigment donor to the receiver sheet be transported.

18. The device according to claim 17, characterized in that that the carrier sheet has a back part on which a binding agent is arranged which has a high resistance value and contains the pigment particles.

19. The device according to claim 17, characterized in that

that at least the conductive surface of one electrode has an outline shaped according to the image to be printed.

20. Apparatus according to claim 17, characterized in that next to one of the two electrodes a third electrode is arranged for the selective expression of two symbols and so on is designed that the field generated by it corresponds in its shape to the second symbol.

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L e e r s e i t eL e r s e i t e