专利名称：场效应着色方法/装置的制作方法
商品化非击打式印刷系统通常采用将色料(液体或干粉)显象到用某种写装置产生的电或磁潜象上。通常与潜象的产生相关联的有成象滚筒、用于产生图象的某种装置及用于消除残留图象与清洗的相关修整装置。所有这些部件都会在系统操作中磨损而必须加在每一印刷页的成本上。色料本身(在1994年)每页花费0.0006至0.001美元左右。加上其余的消耗性部件，成本提高到每页0.0625至0.0065美元的范围内。潜象非击打式印刷带来可观的附加成象成本。诸如喷黑技术等直接在纸上成象系统只带来油墨成本；然而许多这些技术得不出象潜象系统那样的满意或快速或万能的成象。
尚未商品化但试图得到直接在纸上成象(即无潜象的)的另一种技术是美国专利3,816,840、4,402,000及4,464,672所例示的磁笔(magnetstylus)技术。该技术采用一种干性、磁吸引的导电色料，从原电极到次电极形成一条连接路径。色料的“写”条件便是有源电极条件而多余的色料是用磁场消除的。通常利用“写”条件的感应电荷，而次级电极则在其上面利用介电感受器。该技术尚未商品化，主要是因为成象与背景消除问题，以及将色料转移到基片的问题。
用于直接在纸上成象的另一种提出的技术称作直接静电印刷(DEP)，并由美国专利4,860,036与4,810,604所例示。该技术通常利用某种将色料移动通过由多个小孔构成的原电极的色料输送器，在其一侧包覆有带连续的金属导电层的电绝缘的基底部件，而在对侧为分段的导电层。色料通过小孔进入一块薄片，后者移动通过一个静止的底层电极或极靴，该电极能连接到电位源上来起动印刷或清除操作之一。DEP技术中的色料分发系统远未使人满意，而互相间隔一个绝缘件的双导电小孔则比所希望的更复杂。
按照本发明，提供了一种能以简单而高效的方式达到直接在纸上成象(即无需潜象)的方法与装置。本发明的技术可称作“场效应成象”。本发明使用并不从原到次级电极形成连接通路的非导电、非磁性色料，当原电极断电时具有“写”条件，用电场消除多余的色料，并不利用色料的感应电荷用于“写”条件”，以及使用简单的原电极，通常为配置在一个阵列中的针或笔形简单电极。在场效应方法中，只有静电附着力在“次级”电极上的色料的控制中起支配作用(次级电极通常为一个导电表面，它可以是带正或负电荷的，或者接地的，诸如带有导电表面的(滚筒)，而成象本质上是减色的(即原电极去掉非图象区中的色料)。
按照本发明的一个方面，提供了使用平均粒度为5-20微米的非导电、非磁性色料、至少一个第一移动导电件及一个原电极阵列，将色料图象施加在一块移动基片(通常为纸片)上的一种方法。该方法包括下述基本上接连与连续的步骤(a)将平均粒度为5-20微米的非导电、非磁性色料充电到至少大约8微库仑/克的电平。(b)将第一移动导电件带入与来自步骤(a)的带电色料的操作组合，使得色料粒附着在其上形成一层。(c)有选择地通电来自原电极阵列的单个原电极，导致它们在不写条件中的色料粒的层上作用电场，其中所作用的电场存在于大于该层中的色料粒的静电附着力的电平上，作用的电场乘以色料上的电荷大于Q2/(16*π*εo*r2)，其中Q为色料上的电荷，εo为介电常数，而r则为色料粒半径；或者有选择地断电原电极阵列中的单个原电极而导致它们在写条件中在色料粒层上不作用电场，其中的色料粒层只是通过原电极阵列而没有色料粒从层上消除。(d)将通过原电极阵列后遗留在第一导电件上的色料粒转移给移动基片。以及(e)将色料粒熔化在基片上。
步骤(c)通常实行为在不写条件中作用一个大于大约1.6伏/μM的电场。步骤(c)通常进一步实行为使得在不写条件中作用的电场的强度等于(V1-V2)/D，其中V1为原电极的电位，V2为第一导电表面上的电位，而D为原电极与第一导电表面之间的分隔距离，D大约为75-250微米。
本实行步骤(a)期间，色料通常在静电流化床中，诸如欧洲公布专利申请494454中所示的，并在实行步骤(b)中第一表面移动通过流化床，而在实行步骤(c)期间在不写条件中移动的色粒则返回到流化床中。原电极最好为针或笔，且第一导电表面为第一滚筒的外表面。在这一情况中步骤(d)是通过将第一滚筒的外表面带到与移动基片相接触，及通过将一转移电力(诸如在来自滚筒的移动纸片的对侧使用转移电晕放电)作用在第一滚筒的外表面上的色料上而导致色料从第一滚筒转移到基片上来实行的。作为替代也可设置一个具有第二导电外表面的第二滚筒，在这一情况中步骤(d)可通过将色料从第一滚筒电转移到第二滚筒，然后将第二滚筒的外表面带到与移动基片相接触，以及通过在第二滚筒的外表面上的色料上作用一个转移电力以导致色料从第二滚筒转移到基片上来实行。步骤(c)可通过利用配置在第一与第二滚筒之间或与远离第二滚筒的第一滚筒相关联的原电极来实行。当利用两个滚筒时，可通过将远离它们之间最靠近的邻接区的滚筒互相屏蔽而预防色料过早地从第一滚筒转移到第二滚筒。
步骤(c)通常通过用计算机控制电子开关将阵列的各原电极针或笔的连接电子开关到电位源来实行。也可在原电极阵列的第一滚筒的运动方向的紧靠下游处安装一个流体屏而使从第一滚筒清除的色料粒由于重力而落入它下面的流化床中。
按照本发明的另一方面，提供了包括下述部件的一种场效应成象装置一个非导电、非磁性色料粒的静电流化床。用于在其上安装施加色料的移动基片的装置。用于对流化床中的色料粒充电的装置。安装有一个导电的外表面的一个第一滚筒，用于邻接流化床转动以便在其表面上的一层中接受来自流化床的带电色料粒。一个原电极阵列。用于根据存在的是不写还是写条件而有选择地施加电位或者不施加电位到单个原电极上的装置。以及用于将色料从第一滚筒转移到由安装移动基片装置所安装的移动基片上的装置。
阵列最好包括针或笔形电极的阵列，阵列可以下述两种方式之一安装邻近第一滚筒但与之隔开且在流化床与基片之间(在这一情况中色料转移装置直接从第一滚筒将色料转移给移动基片)；或者可在第一滚筒与基片之间设置一个第二滚筒。在这一情况中，原电极可以与第一电极相关联，也可以配置在滚筒之间，从而只使“写”从色料第一滚筒转移到第二滚筒。
可将阵列针或笔安装成与第一滚筒或两个滚筒之间间隔大约75-250微米。可以设置一个流体屏使被原电极的不写条件所清除的色料落回到流化床中，以及第一与第二滚筒之间的一个屏障。用于对流化床中的色料粒充电的装置可以是浸在流化床中的一个带有许多电晕放电点的滚筒或者一条电晕放电线。
按照本发明的另一方面，提供了包括下述部件的一种场效应成象装置。用于安装移动基片的装置。带电色料粒源。具有一个导电外表面的第一滚筒，安装成靠近色料粒源转动而在其表面上的一层中接受来自该源的带电色料粒。一个针或笔形原电极阵列。用于根据存在的是不写还是写条件有选择地施加电位或者不施加电位到单个针或笔形原电极上的装置。以及用于将色料从第一滚筒转移到安装移动基片装置所安装的移动基片上的装置。
按照本发明的另一方面，提供了包括下述部件的一种场效应成象装置。用于安装移动基片的装置。带电色料粒源。具有一个导电外表面的第一滚筒，安装成靠近色料粒源转动而在其表面上的一层中接受来自该源的带电色料粒。一个针或笔形原电极阵列。用于根据存在的是不写还是写条件有选择地施加电位或者不施加电位到单个针或笔形原电极上的装置。以及用于将色料从第一滚筒转移到安装移动基片装置所安装的移动基片上的装置。
第一滚筒导电外表面可涂有或包括一个导电硬金属涂层；例如它可涂以硬铬、碳化钨、碳化硅或金刚石型毫微合成材料(Diamond-Like Nanocomposite)。
本发明的主要目的为提供一种简单而高效的直接在纸上成象系统及方法。本发明的“直接写”场效应着色方法及装置不需要处理潜象，所使用的滚筒是以不需要特殊修整的硬化表面导电的，成象(原)电极阵列不包含磨损件并且不与任何移动表面接触，并且一般说来唯一的消耗品是色料本身。从对本发明的详细描述的研读及从所附的权利要求书中，本发明的这一及其它目的将是十分清楚的。
图1A为展示按照本发明的场效应着色装置与方法的操作的示意性侧视图；图1B为图1A的装置的示意性俯视图；图2为展示在按照本发明的原电极的影响下所释放的色料的百分比随作用电场的增加的曲线表示；图3为按照本发明的示范性装置的较佳实施例的示意性侧视图；图4为图3的装置的原电极部分的详图；图5与图3相似，为按照本发明的装置的另一实施例的视图；图6与图3相似，为按照本发明的装置的又一实施例的视图；图7为图6的装置的原电极与相关部件的详细侧视图；以及图8与图3相似，为又一实施例的视图。
图1A与图1B设计成说明按照本发明的场效应着色技术的基本原理。该装置的基本部件包括示意性地用参照数字10示出的一个色料源(非导电、非磁性色料)；一块移动导电基片11，在其上面可能具有特别硬的导电涂层12(诸如由硬铬、碳化钨、碳化硅或金刚石型毫微合成材料)，它在方向13上移动；以及一个导电材料的原电极阵列14，通过利用电压源15及计算机17控制的高速开关电路16可将其电偏置成“写/不写”条件。在图1A中只示出了一个电极14，但在图1B中示出了电极的阵列型性质。电极14可以如图1B中用实线所示那样在阵列中排成单行，或者配置在一个二维阵列中，如考虑进去图1B中虚线电极14’时所指示的。图1B只示出两个电极14连接到电子开关16上，但应理解为所有电极都通过电子开关16连接在电位源15上。置的基本部件包括示意性地用参照数字10示出的一个色料源(非导电、非磁性色料)；一块移动导电基片11，在其上面可能具有特别硬的导电涂层12(诸如由硬铬、碳化钨、碳化硅或金刚石型毫微合成材料)，它在方向13上移动；以及一个导电材料的原电极阵列14，通过利用电压源15及计算机17控制的高速开关电路16可将其电偏置成“写/不写”条件。在图1A中只示出了一个电极14，但在图1B中示出了电极的阵列型性质。电极14可以如图1B中用实线所示那样在阵列中排成单行，或者配置在一个二维阵列中，如考虑进去图1B中虚线电极14’时所指示的。图1B只示出两个电极14连接到电子开关16上，但应理解为所有电极都通过电子开关16连接在电位源15上。
取决于特定的应用，可以认作次级电极的导电表面11可用电压源18偏置成电极化的或者保持在电接地上。将涂层12的外表面接地并抛光成4微英寸均方值的表面粗糙度或更好。
淀积在表面11、12上的色料层19通常具有厚度T；通常层19为大约20微米厚的双层色料。色料的最佳平均粒度直径为大约10.5微米，然而本工艺也能以大约5-20微米平均粒度的色料工作。层19中的色料通常充电到至少8μc/gm的电平(正或负)，而更典型地利用高电压电晕源场充电(Panthenier充电)充电到质量比10μc/gm。即供给的电压为大约7KV的数量级。
原电极14可以是任何数目的剖面形状的，诸如图1B中以实线示出的圆形，或图1B中以虚线在14’示出的平面多边形(诸如方形)。各电极14的面20最好是以针或笔的形式，如图1A与1B中示意性示出的一安装成与表面11、12间隔一个距离D。最佳距离D为大约75-250微米，并且在操作中色料不在电极14与表面/电极11、12之间建立任何电通路。
在不写条件中通电电极14，而在通电时在电极14所生成的电场的影响范围内的色料粒“跳”离表面11、12(色料粒上的电场力已超过了静电附着力)如图1A中B处所示。在“写”条件中通过电极14的阵列下方的色料图象22继续在箭头C所指的方向上前进到转移位置，在那里将图象转移给基片并用传统的方法(诸如加热)熔化。在“不写”条件中，将原电极14开关到电压源15提供的偏置电平上。这在原与次级电极之间形成一个电场。电场强度为E＝(V1-V2)/D其中V1为原电极14上的电位，V2为次级电极(11，12)上的电位而D则为电极之间的分隔距离。当色料粒上的电场力超过静电附着力时，色料层19便从这一条件下的次级电极11/12上分离，即FE＞Fad或Q*E＞Q2/(4*π*εo*r2)近似到第一数量级。Q为色料上的电荷，εo为介电常数而r则为色料粒半径。只用电场将分离的粒B从表面上清除并回收到色料源10(诸如静电流化床)。
在“写”条件中，用计算机17控制开关16断开电极14的偏压15，允许色料图象22继续前进并引导到转移位置，在那里将图象转移给基片(图1A与1B中未示出)，并用传统方法熔化。
由于色料源10中实际上包含大量大小不等的粒，并从而整体电荷量也不同，不是所有的色料粒都能以相同的作用电场从表面11、12上释放的。以变化的电荷及相等的直径，电场强度中存在着一个范围，在该范围内从表面11、12上释放色料粒，图2示意性地示出随作用电场的增加而释放的色料的百分比的典型曲线。色料的转移在一个低阈值电场23上开始并继续到通过一个总的转移电场强度24之后转移了全部色料粒为止。在实践中，这不是全部转移而大约为95％，可能是由于某些非常低充电的或错误电荷的色料粒引起的。为了保证图1A与1B的表面14、11/12之间的色料的全部转移，电场必须超过总转移强度24某一额定的量。实际总转移强度大约为1.6伏/μM。因此必须使用大于它的电场，在实际实践中采用大约2.2-2.4伏/μM范围内的电场。
由于色料源10中实际上包含大量大小不等的粒，并从而整体电荷量也不同，不是所有的色料粒都能以相同的作用电场从表面11、12上释放的。以变化的电荷及相等的直径，电场强度中存在着一个范围，在该范围内从表11、12上释放色料粒，图2示意性地示出随作用电场的增加而释放的色料的百分比的典型曲线。色料的转移在一个低阈值电场23上开始并继续到通过一个总的转移电场强度24之后转移了全部色料粒为止。在实践中，这不是全部转移而大约为95％，可能是由于某些非常低充电的或错误电荷的色料粒引起的。为了保证图1A与1B的表面14、11/12之间的色料的全部转移，电场必须超过总转移强度24某一额定的量。实际总转移强度大约为1.6伏/μA。因此必须使用大于它的电场，在实际实践中采用大约2.2-2.4伏/μA范围内的电场。
图3与4示意性地示出利用图1与2中所示的基本场效应着色原理的较佳装置。在本实施例中色料源包括配置在容器26内并具有多孔板27的色料粒(诸如具有大约5-20微米平均粒度)流化床25，空气增压室28供给的流化空气通过多孔板27。设置了装置用于充电床25中的色料粒。这些装置在图3中示意性地示出在29处，并包括一个在床25内转动并具有围绕其表面的电晕放电点(诸如四个等间隔的点的阵列)的圆柱体30。作为替代，这些装置可包括一条电晕放电线或用于将电荷给予床25内的非导电、非磁性色料粒的任何其它适当机构。充电装置29连接到图3中32处示意性地示出的电位源上。
布置在床25上方的为一个具有导电表面34的第一滚筒33。可将滚筒33连接到一个电位源35(正或负电位源)或接地。它通常安装成绕水平轴旋转并用传统的电机提供动力。与其在操作上关联的为图3中36处示意性地示出的一个原电极阵列。阵列36对应于图1A与1B中所示的阵列的原电极14、14’，而滚筒表面34则对应于图1A中的表面11/12。
图4中更详细地示出原电极36。各电极36通常包括一块偏置的屏蔽板37、一个绝缘层38及一个导电针或笔39的阵列。针39连接到计算机41控制的一个负脉冲电子开关40。在表面34与针39的最接近的邻接面之间存在着图4中尺度为“d”的间隙42，通常大约为75-250微米。
当计算机41通过与之关联的电子开关将一个针39通电时，便导致图4中43处示意性地指示的色料粒“跳”离表面34。这一“不写”条件主要清除表面34上的色料的“背景”区且构成它们的色料粒回收到流化床25中，流化床在电极36的正下方。如果想要，可在滚筒33的旋转方向45’上的原电极36的“下游”设置一个流体屏蔽物44之类来协助回收清除的色料43到流化床25中。
滚筒33上的色料通过原电极36之后，在表面34上将只留下图象(或将成为图象的)区域45。然后必须将这些图象色料区45转移到一块移动基片46(见图3)上，诸如一块纸片。基片46是用诸如滚子47等的滚子，或其它用于移动一块片通过一个转动的滚筒并与之接触的传统设备安装的。
在图3中所示的实施例中，图象区45的转移是利用具有导电的外表面49的一个第二滚子或滚筒48完成的。滚筒48通常也连接到一个电位源，诸如图3中示意性地示出的源50。将滚筒48安装成绕一根平行于滚筒33的转动轴的轴旋转，并将它们安装成使得它们之间的转移点51为一个小的间隙，在这一间隙处表面49、34紧密靠近。
滚筒33上的色料通过原电极36之后，在表面34上将只留下图象(或将成为图象的)区域45。然的必须将这些图象色料区45转移到一块移动基片46(见图3)上，诸如一块纸片。基片46是用诸如滚子47等滚子或其它用于移动一块片通过一个转动的滚筒并与之接触的传统设备安装的。
在图3中所示的实施例中，图象区45的转移是利用具有导电的外表面49的一个第二滚子或滚筒48完成的。滚筒48通常也连接到一个电位源，诸如图3中示意性地示出的源50。将滚筒48安装成绕一根平行于滚筒33的转动轴的轴旋转，并将它们安装成使得它们之间的转移点51为一个小的间隙，在这一间隙处表面49、34紧密靠近。
为了在色料图象45接近紧密靠近区51时防止色料图象45过早地在弱电场中从表面34转移到表面49，当图象在方向45’上向间隙51移动时，在图象45之间设置了电屏蔽物52。
滚筒33上的色料通过原电极36之后，在表面34上将只留下图象(或将成为图象的)区域45。然的必须将这些图象色料区45转移到一块移动基片46(见图3)上，诸如一块纸片。基片46是用诸如滚子47等滚子或其它用于移动一块片通过一个转动的滚筒并与之接触的传统设备安装的。
在图3中所示的实施例中，图象区45的转移是利用具有导电的外表面49的一个第二滚子或滚筒48完成的。滚筒48通常也连接到一个电位源，诸如图3中示意性地示出的源50。将滚筒48安装成绕一根平行于滚筒33的转动轴的轴旋转，并将它们安装成使得它们之间的转移点51为一个小的间隙，在这一间隙处表面49、34紧密靠近。
滚筒48在与方向45’相反的方向54上旋转。在滚筒48、33最接近的转移区51处，如上面指出的作用相同的电力，而导致图象色料45从表面34上转移到表面49上。然后滚筒48顺时针旋转到与纸片46的一个接触点上，在那里转移装置(诸如在基板46的滚动48的对侧的传统转移电晕56)起动色料图象从滚筒48到纸片46的转移。然后纸片46继续在方向57上移动到一个传统的熔化器58(诸如在色料上加热)，后者将色料熔化在基片46上。
为了从滚筒33、48上清除多余的色料，设置了传统的刮板59、60，清除的色料在重力下落入流化床25中。
图5示出按照本发明的另一示范实施例。在图5中，与图3与4中的实施例对等的部件用相同的参照数字示出。这一实施例与图3与4的实施例的不同之处仅在于只设置了单一的滚筒33，及在其表面34上的色料图象45是直接与移动基片46(它在图3中所示的反方向上移动)接触的。同时在这一特殊情况中滚筒33是接地的，如62处示意性地所示，而不是连接到一个电位源上。
在图6与7的实施例中，基本上与图3与4的实施例完全相同的部件用相同的参照数字示出，然而只是对等的部件则在相同的数字前面加一个“1”来表示。
在图6与7的实施例中，第一滚筒133在方向45’的反方向145’上旋转，并且没有原电极直接与之关联，而是如图6中136处示意性地所示及图7中更清楚地所见，原电极是安装在滚筒133、148之间的。当计算机141控制与各针或笔139相关联的电子开关140生成电场以产生图象时，使得图象145从滚筒133的表面134上升到滚筒148的表面149上，同时将“背景”色料留在表面134上，如图7中64处所示。用称为“ELECTRO”的一个有限元分析包对图6与7中所示的原电极136与滚筒133、148的配置进行过实际电场分析。分析表明电极136能在表面134上产生2.3伏/μM以上的电场，足以克服表面134上的色料粒上的静电附着力。一旦色料图象145转移到了表面149上，它们便以对图3描述的相同方式施加在纸片46上，只是方向154与方向54相反。
图8示出另一实施例，与图3中的实施例对等的部件用相同的参照数字示出。在这一实施例中没有针或笔型电极的阵列，而转移是在表面34、49之间的间隙70处基本上以大块提供的，控制电子开关71来有选择地将电压源50连接到滚筒48上以导致转移，或者断开它以防止转移。在要求转移时，便将图象(通常以线的形式)转移到表面49上，然后将它们带入与基片46接触。如果愿意，滚筒48可用由绝缘体分隔开的多个导电环(至少在其表面49上)构成，用不同的开关71与各环关联。
从而可知，按照本发明提供了用于场效应着色的一种优越方法与装置。本发明允许利用非常简单的部件直接在纸上成象，没有磨损部件，并且只消耗色料本身。虽然在这里以当前认为是本发明的最实际与最佳实施例示出与描述了本发明，本技术中的普通技术人员应清楚可以在本发明的范围内作出许多修正，这一范围与所附权利要求书的最广义解释一致，以便包罗所有的等价方法与装置。
权利要求
1.一种将色料图象施加在移动基片上的方法，使用平均粒度大约为5-20微米的非导电、非磁性色料、至少一个第一移动导电件及一个原电极阵列，包括下述基本上接连与连续的步骤(a)将平均粒度大约为5-20微米的非导电、非磁性色料充电到至少大约8微库仑/克的电平；(b)将第一移动导电件来入与来自步骤(a)的带电色料操作上相关联，使得色料粒附着在其上面形成一层；(c)有选择地通电原电极阵列中的单个原电极，以导致它们在不写条件中的色料粒层上作用电场来实现色料粒的清除，其中所作用的电场存在于大于该层中的色料粒上的静电附着力的电平上，所作用的电场乘上色料上的电荷大于Q2/(16*π*εo*r2，其中Q为色料上的电荷，εo为色料的介电常数，而r则为色料粒半径；或者有选择地断电原电极阵列中的单个原电极以导致它们在写条件中不作用电场在色料粒的层上，其中色料粒层只通过原电极的阵列而没有色料粒被从层上清除。(d)在第一导电件通过原电极阵列之后将遗留在第一导电件上的色料粒转移到移动基片上；以及(e)将色料粒熔化在基片上。
2.如权利要求1中所述方法，其中步骤(c)在不写条件中实行为作用一个大于大约1.6伏/μM的电场。
3.如权利要求2中所述方法，其中步骤(c)进一步实行为使得在不写条件中所作用的电场强度等于(V1-V2)/D，其中V1为原电极的电位，V2为第一导电表面上的电位，而D为原电极与第一导电表面之间的分隔距离，以及其中D等于大约75-250微米。
4.如权利要求1中所述方法，其中在实行步骤(a)期间，色料是在一个静电流化床中，及在实行步骤(b)中第一表面移动通过流化床，以及其中在实行步骤(c)期间，在不写条件中清除的色料返回到流化床中。
5.如权利要求1中所述方法，其中原电极为针或笔，及其中第一导电表面为第一滚筒的外表面；以及其中步骤(d)是通过将第一滚筒的外表面带入与移动基片接触，及通过作用一个转移电力到第一滚筒的外表面上的色料上以导致色料从第一滚筒转移到基片上而实行的。
6.如权利要求1中所述方法，其中原电极为针或笔，及其中第一导电表面为第一滚筒的外表面；及进一步利用包含一个第二导电外表面的第二滚筒；以及其中步骤(d)是通过将色料从第一滚筒电转移到第二滚筒上，然后将第二滚筒的外表面带入与移动基片相接触，及通过作用一个转移电力到第二滚筒的外表面上的色料粒上以导致色料从第二滚筒转移到基片上而实行的。
7.如权利要求6中所述方法，其中步骤(c)是用配置在第一与第二滚筒之间的一个针或笔型原电极阵列实行的。
8.如权利要求6中所述方法，其中步骤(c)是用与远离第二滚筒的第一滚筒关联的针或笔型原电极阵列实行的。
9.如权利要求5中所述方法，其中在实行步骤(a)期间色料是在一个静电流化床中，及在实行步骤(b)中第一滚筒外表面旋转通过流化床，以及其中在实行步骤(c)期间在不写条件中被清除的色料落回到流化床中；以及其中步骤(c)是用布置在流化床紧上方的针或笔型原电极阵列实行的。
10.如权利要求6中所述方法，还包括通过互相屏蔽滚筒上远离滚筒之间最接近的邻接区而防止色料过早从第一滚筒转移到第二滚筒的步骤。
11.如权利要求1中所述方法，其中原电极为针或笔，及其中步骤(c)是通过用计算机控制电子开关将阵列中的原电极针或笔的连接电子开关到电位源上而实现的。
12.一种场效应成象装置，包括一个非导电、非磁性色料粒的静电流化床；用于安装要在其上施加色料的移动基片的装置；用于充电流化床中的色料粒的装置；一个第一滚筒，安装有一个导电外表面，用于靠近流化床旋转以在其表面上的一个层中接受来自流化床的带电色料粒；一个原电极阵列；用于取决于存在的是不写还是写条件在所述单个原电极上有选择地作用电位或不作用电位的装置；以及用于将色料从所述第一滚筒转移到用所述用于安装移动基片的装置安装的一块移动基片上的装置。
13.如权利要求12中所述装置，其中所述阵列包括一个针或笔型电极的阵列，及其中所述阵列安装成邻近所述第一滚筒但与之隔开并且在所述流化床与所述用于安装移动基片的装置之间；以及其中所述色料转移装置包括用于将色料直接从所述第一滚筒转移到一块移动基片的装置。
14.如权利要求12中所述装置，其中用于将色料从所述第一滚筒转移到所述用于安装移动基片的装置所安装的移动基片上的所述装置包括一个具有导电外表面的第二滚筒。
15.如权利要求14中所述装置，其中所述阵列包括一个针或笔型电极的阵列，安装成邻近但隔开所述第一滚筒且远离所述第二滚筒，使得写与不写条件与所述第一滚筒关联存在。
16.如权利要求14中所述装置，其中所述阵列包括一个针或笔型电极的阵列，及其中所述阵列安装在所述第一与第二滚筒之间并定位成使得当色料正在所述第一与第二滚筒之间转移时存在着写与不写条件。
17.如权利要求12中所述装置，其中所述有选择地作用装置包括与各原电极关联且由计算机控制的电子开关。
18.如权利要求12中所述装置，其中用于将色料从所述第一滚筒转移到移动基片的所述装置包括用于将色料直接从所述第一滚筒转移到一块移动基片的装置。
19.如权利要求18中所述装置，其中所述用于转移色料的装置还包括安装在移动基片的所述第一滚筒对侧上的一个转移电晕。
20.如权利要求12中所述装置，其中所述阵列包括一个针或笔的阵列；及其中所述阵列的所述针或笔安装成使它们与所述第一滚筒相距大约75-250微米。
21.如权利要求12中所述装置，还包括一个流体屏蔽物，用于导致被所述原电极的不写条件所清除的色料落回到所述流化床中。
22.如权利要求12中所述装置，其中用于充电流化床中的色料粒的所述装置包括一个带有多个电晕放电点并浸入所述流化床中的转动圆柱体。
23.一种场效应成象装置，包括用于安装移动基片的装置；一个带电色料粒源；一个第一滚筒，具有一个导电外表面，安装为用于邻近所述源旋转以在其表面上的一个层中接受来自所述源的带电色料粒；一个针或笔型原电极的阵列；用于根据所存在的是不写还是写条件有选择地作用或不作用电位到所述单个针或笔型原电极上的装置；以及用于将色料从所述第一滚筒转移到由所述用于安装移动基片的装置所述安装的一块移动基片上的装置。
24.如权利要求23中所述装置，其中所述阵列的所述针或笔安装成使它们与所述第一滚筒相距大约75-250微米。
25.如权利要求23中所述装置，其中用于将色料从所述第一滚筒转移到所述用于安装移动基片的装置所述安装的一块移动基片的所述装置包括一个具有导电外表面的第二滚筒。
26.如权利要求25中所述装置，其中所述针或笔型电极的阵列是安装成邻近但隔开所述第一滚筒且在所述第一与第二滚筒之间的，使得写与不写条件与所述第一滚筒关联存在。
27.如权利要求23中所述装置，其中所述第一滚筒导电外表面涂覆有或包含一个导电硬金属涂层。
28.如权利要求27中所述装置，其中所述第一滚筒的所述外表面为一个硬铬、碳化钨、碳化硅或金刚石型毫微合成材料的涂层。
29.如权利要求25中所述装置，还包括定位在所述第一与第二滚筒之间远离它们之间的最紧密邻接区的电屏蔽物，用于防止色料过早地从所述第一滚筒转移到所述第二滚筒。
全文摘要
提供了用于诸如纸片等移动基片的“场效应成象”方法与装置。将平均粒度为大约5-20微米的非导电、非磁性色料充电到至少大约8微库仑/克的电平，然后将一个带有导电表面的第一滚筒带入与带电色料操作关联使得色料粒附着在其表面上。色料粒最好保持在一个静电流化床中，并用床中的一个电晕放电元件充电。用计算机将电极开关成操作连接到一个电位源上而有选择地分别通电或断电一个针或笔型原电极的阵列以提供不写或写条件。色料粒从第一滚筒直接转移到基片上(通过原电极之后)或者首先转移到一个第二滚筒，然后将色料粒带入与基片接触。如果使用第二滚筒，原电极与可与第一滚筒相关联，或在第一与第二滚筒之间，用于只转移“写”色料到第二滚筒。
文档编号G03G17/00GK1141090SQ95191645
公开日1997年1月22日 申请日期1995年12月5日 优先权日1994年12月15日
发明者奥林·D·克里斯蒂 申请人:穆尔商用表格有限公司