DE69616142T2

DE69616142T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Flüssigentwicklung und Übertragung

Info

Publication number: DE69616142T2
Application number: DE69616142T
Authority: DE
Inventors: Vittoria Castelli; Joannes N. Dejong; Gerald A. Domoto; John F. Knapp; Lloyd A. Williams
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2016-05-02
Also published as: EP0741340A1; DE69616142D1; EP0741340B1; US5619313A; JPH08305173A

Description

Diese Erfindung betrifft elektrostatische Druckmaschinen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes auf ein Zwischenübertragungsglied zur anschließenden Konditionierung darauf.
Eine typische elektrostatische Druckmaschine setzt ein photoleitfähiges Glied ein, das durch Aufladung auf ein im wesentlichen gleichmäßiges Potential sensibilisiert wird. Der geladene Abschnitt des photoleitfähigen Gliedes wird dem Lichtbild eines Dokuments ausgesetzt. Die Belichtung des geladenen photoleitfähigen Gliedes leitet selektiv die Ladung ab, um ein elektrostatisches latentes Bild aufzuzeichnen. Das elektrostatische latente Bild entspricht den Informationsbereichen des Dokuments. Das elektrostatische latente Bild, das auf dem photoleitfähigen Glied aufgezeichnet ist, wird durch Kontakt mit einem Entwicklermaterial entwickelt. Das Entwicklermaterial kann ein trockenes Material sein, das ein Trägergranulat mit anhaftenden Tonerteilchen umfasst. Das latente Bild zieht die Tonerteilchen von dem Trägergranulat an, um ein Tonerpulverbild auf der photoleitfähigen Oberfläche zu bilden. Das Tonerpulverbild wird dann übertragen und dauerhaft auf einen Kopierbogen geschmolzen.
Ein elektrostatisches latentes Bild kann auch mit einem flüssigen Entwicklermaterial entwickelt werden. In einem flüssigen Entwicklungssystem wird die photoleitfähige Oberfläche mit einem nichtleitenden flüssigen Träger in Kontakt gebracht, der dispergierte fein unterteilte Markierungsteilchen umfasst. Das elektrische Feld, das mit dem elektrostatischen latenten Bild verbunden ist, zieht die Markierungsteilchen an die photoleitfähige Oberfläche an, um ein sichtbares Bild zu bilden.
Abbildungsprozesse mit Flüssigentwicklung nutzen einen flüssigen Entwickler, der typischwerweise etwa 2 Gewichtsprozent eines feinen festen, aus Teilchen bestehenden Tonermaterial umfasst, das in einem flüssigen Träger dispergiert ist. Der flüssige Träger ist typischwerweise ein Kohlenwasserstoff. Im Entwicklungsprozess wird das Bild auf einen Empfänger übertragen der ein Zwischenband sein kann. Das Bild auf dem Photorezeptor enthält etwa 12 Gewichtsprozent aus Teilchen bestehenden Toner in einem flüssigen Kohlenwasserstoffträger. Um die Übertragungsqualität des entwickelten Bildes auf den Empfänger zu verbessern, sollte der Feststoffanteil in der Flüssigkeit auf etwa 25 Gewichtsprozent erhöht werden. Eine Erhöhung des Feststoffanteils kann erreicht werden, indem überschüssige Kohlenwasserstoffflüssigkeit entfernt wird. Jedoch muss überschüssige Kohlenwasserstoffflüssigkeit in einer Weise entfernt werden, die zu einer minimalen Verschlechterung des Tonerbildes führt.
Flüssigkeitsentwicklungssysteme des Stands der Technik arbeiten so, dass die Photoleiteroberfläche sich durch das Entwicklerbad dreht, um Kontakt mit dem Toner herzustellen. In diesen Systemen werden die Tonerteilchen an das latente elektrostatische Bild auf der Photoleiteroberfläche angezogen. Die Bewegung der Tonerteilchen in dem bildweisen elektrischen Feld wird im allgemeinen als Elektrophorese bezeichnet, und ist in der Technik wohlbekannt. Jedoch benetzt der flüssige Träger auch die Photoleiteroberfläche. Es ist sehr schwer, das Tonerbild auf Papier zu übertragen, ohne entweder zuerst den flüssigen Träger von der Photoleiteroberfläche zu entfernen oder den flüssigen Träger zu verwenden, um eine Übertragung auf das Papier zu ermöglichen, und anschließend den flüssigen Träger vom Papier zu entfernen. In beiden Fällen muss der flüssige Träger durch Prozesse entfernt werden, die die Verdampfung des flüssigen Trägers in die Luft umfassen, was eine Luftverschmutzung verursacht.
US-A-4, 707,112, von Hartmann, 17. November 1987, betrifft eine Vorrichtung zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung, um dem Bild in einer Entwicklungszone ein flüssiges Entwicklermaterial zuzuführen, und eine Einrichtung, um die Teilchen im wesentlichen gleichmäßig im flüssigen Träger des flüssigen Entwicklermaterials am Zugang in die Entwicklungszone zu verteilten, um Markierungsteilchen zu entflocken. Die Dispersionseinrichtung kann eine Einrichtung zur Erzeugung eines gepulsten elektrischen Feldes im Entwicklermaterial am Zugang in die Entwicklungszone umfassen, um eine Bewegung der Markierungsteilchen und des flüssigen Trägers zu induzieren. Die Erzeugungseinrichtung umfasst eine Elektrode, die am Zugang in die Entwicklungszone angeordnet ist, und eine Einrichtung zum Anlegen einer gepulsten Spannung an die Elektrode, um ein gepulstes elektrisches Feld im Entwicklermaterial zu erzeugen.
US-A-5233396 offenbart eine Vorrichtung zur Übertragung eines Bildes von einem elektrostatischen Abbildungsglied auf ein bildempfangendes Substrat über ein Zwischentransportglied.
EP-A-0584893 offenbart eine Vorrichtung zur Übertragung eines Bildes von einem elektrostatischen Abbildungsglied auf ein bildempfangendes Substrat über ein verformbares Zwischenglied.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flüssigkeitsbildentwicklung und -Übertragung bereitzustellen, die Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik bereitstellt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes bereitgestellt, wobei die Vorrichtung umfasst: ein bewegliches lichtempfängliches Glied, das eine ladungstragende Oberfläche auf einem ersten elektrischen Potential umfasst; und eine bildbildende Einrichtung zur elektrostatischen Bildung eines latenten Bildes auf der ladungstragenden Oberfläche, wobei die das latente Bild bildende Einrichtung eine Ladungsvorrichtung umfasst, um gleichmäßig eine Ladungsschicht auf der ladungstragenden Oberfläche anzuordnen; ein bewegliches Zwischenübertragungsglied, das auf ein zweites elektrisches Potential vorgespannt ist, wobei das Zwischenübertragungsglied eine Verarbeitungsberührungsstelle mit der ladungstragenden Oberfläche bildet; die bildbildende Einrichtung angepasst ist, um das latente Bild mit Bildbereichen, die jeweils ein drittes elektrisches Potential umfassen, und Hintergrundbereichen zu bilden, die jeweils das erste elektrische Potential der ladungstragenden Oberfläche umfassen; und
eine Zufuhreinrichtung zum Einleiten geladenen flüssigen Toners, der aus Tonerfeststoffen und einer Trägerflüssigkeit besteht, in die Verarbeitungsberührungsstelle, wobei der geladene flüssige Toner ein viertes elektrisches Potential umfasst, und der geladene flüssige Toner in einem elektrischen Feld, das in der Berührungsstelle durch das erste, das zweite und das dritte elektrische Potential gebildet wird, und zwischen der ladungstragenden Oberfläche und dem Zwischenübertragungsglied angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektrische Potential zwischen dem ersten elektrischen Potential und dem dritten elektrischen Potential liegt, um gleichzeitig ein Tonerbild des latenten Bildes auf dem Zwischenübertragungsglied zu entwickeln und zu übertragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes bereitgestellt, das umfasst: Bewegen eines lichtempfänglichen Gliedes, das eine ladungstragende Oberfläche aufweist, die ein erstes elektrisches Potential umfasst, Aufbringen einer gleichmäßigen Ladungsschicht, die ein drittes elektrisches Potential aufweist, auf die ladungstragende Oberfläche, und bildweises Ableiten von Ladung von ausgewählten Abschnitten auf der ladungstragenden Oberfläche, um elektrostatisch ein latentes Bild zu bilden, so dass die Abschnitte mit abgeleiteter Ladung der ladungstragenden Oberfläche das erste elektrische Potential der ladungstragenden Oberfläche umfassen; Bewegen eines Zwischenübertragungsgliedes, das auf ein zweites elektrisches Potential vorgespannt ist, in eine Berührungsstelle, die eine Beziehung mit dem bewegenden Abbildungsglied bildet, um eine Verarbeitungsberührungsstelle zu bilden, Einleiten eines geladenen flüssigen Toners, der ein viertes elektrisches Potential aufweist, in die Verarbeitungsberührungsstelle, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektrische Potential zwischen den ersten und dritten elektrischen Potentialen liegt, so dass flüssiger Toner, der in der Berührungsstelle eingeklemmt ist, gleichzeitig Bildabschnitte des latenten Bildes auf dem Zwischenübertragungsglied und Hintergrundabschnitte des latenten Bildes auf der ladungstragenden Oberfläche des Photorezeptors entwickelt.
Die vorliegende Erfindung wird weiter anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer herkömmlichen elektrophotographischen Flüssigkeitsentwicklungsvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsvorrichtung zur elektrophotographischen gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung;
Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung einer Verarbeitungsberührungsstelle zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung der Vorrichtung der Fig. 2;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Trennung der Bildabschnitte gegenüber den Hintergrundabschnitte eines in der Verarbeitungsberührungsstelle der Fig. 3 eingeklemmten geladenen flüssigen Toners;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Mehrfarb-Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsvorrichtung zur elektrophotographischen gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung; und
Fig. 6 eine Darstellung, teilweise im Schnitt, einer Einleitungsvorrichtung für flüssigen Toner zur Verwendung mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Zuerst auf Fig. 1 bezugnehmend, wird ein Beispiel des Stands der Technik einer herkömmlichen elektrophotographischeh Flüssigkeitsentwicklungsvorrichtung dargestellt und umfasst eine Trommel 10. Die Trommel 10 ist um eine Achse 12 in die Richtung eines Pfeils 14 drehbar. Die Trommel 10 umfasst eine photoleitfähige Oberfläche 16, auf der eine gleichmäßige Ladungsschicht, zum Beispiel eine positive Ladung durch eine Corona- Vorrichtung 18 aufgebracht wird. Wie wohlbekannt ist, wird die geladene Oberfläche 16 bildweise durch eine Belichtungseinrichtung belichtet, die eine Linse 20 aufweist, um ein latentes Bild auf der Oberfläche 16 zu bilden.
Eine fortgesetzte Umdrehung der Trommel 10 bringt des latente Bild in eine Entwicklungsbeziehung mit einer Flüssigkeitsentwicklervorrichtung 22, die einen flüssigen Entwickler hält. Die Vorrichtung 22 weist Entwicklungselektroden 24 zur Erzeugung eines gewünschten elektrischen Feldes für die Entwicklung des latenten Bildes auf. Anschließend an eine solche Entwicklung arbeitet eine sich drehende Walze 26, um die Flüssigkeitsmenge in dem entwickelten Flüssigkeitsentwicklerbild nun auf Oberfläche 16 zu dosieren, und vermindert sie teilweise. Als nächstes wird die Versteifungswalze 30 verwendet, um den flüssigen Entwickler, der das entwickelte Bild bildet, zu komprimieren und zu versteifen, und eine Abstreifwalze 32 wird verwendet, um überschüssige Flüssigkeit von dem entwickelten Bild vor der Bildübertragung zu entfernen.
Es ist dann ein Zwischenübertragungsglied 40 zur Aufnahme des versteiften flüssigen Bildes von der Oberfläche 16 zur anschließenden Übertragung auf ein aufnehmendes Bildsubstrat 42, wie ein Kopierbogen aus Papier vorgesehen. Anschließend an die Übertragung des Bildes von der Oberfläche 16 wird sie durch eine Walze 50 und ein Wischblatt 52 gereinigt, um zur Verwendung bei der Bildung eines weiteren Bildes bereit zu sein.
Nun auf Fig. 2 bezugnehmend, wird eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes dargestellt. Die Vorrichtung 100 weist ein bewegliches, das latente Bild tragendes Glied 110 auf, das eine ladungstragende Oberfläche 112 aufweist. Das bildtragende Glied 110 kann zum Beispiel eine Trommel sein, die in die Richtung des Pfeils 114, wie gezeigt, durch eine erste Antriebs- oder Bewegungseinrichtung M1 und mit einer erste Geschwindigkeit (V1) drehbar um eine Achse ist. Ebenso kann das das latente Bild tragende Glied 110 auch ein kontinuierliches flexibles Band sein, das über einer Reihe von Walzen aufgezogen ist und in dieselbe Richtung wie gezeigt beweglich ist. Erfindungsgemäß kann das das latente Bild tragende Glied 110 irgendein geeignetes eine Ladung und ein Bild tragendes Glied sein, sogar eines, das für die Bildung eines ionographischen latenten Bildes geeignet ist. In jedem Fall wird das Glied 110 auf einem ungeladenen, ersten elektrischen Potential gehalten, das als P1 gezeigt wird.
Die Vorrichtung 100 weist auch ein bewegliches, ein Zwischentonerbild aufnehmendes und übertragendes Glied 116 auf, das auf ein zweites elektrisches Potential P2 vorgespannt ist, das zum Beispiel als Erde 118 gezeigt wird. Wichtigerweise ist erfindungsgemäß ein Abschnitt des Zwischengliedes 116 über einen Abschnitt der ladungstragenden Oberfläche 112 gewickelt, um eine lange Verarbeitungsberührungsstelle 120 mit der ladungstragenden Oberfläche 112 des Glied 110 zu bilden. Das Zwischenglied 116 ist elektrisch leitfähig, oder es kann aus einem dielektrischen Substrat bestehen, das einen elektrisch leitfähigen Überzug aufweist. Erfindungsgemäß muss mindestens das das latente Bild tragende Glied 110 oder das Zwischenglied 116 flexibel sein, um die lange Wickelberührungsstelle 120 herzustellen. Folglich wird das Zwischenglied 116 als ein flexibles Band gezeigt, das zum Beispiel um eine Reihe Walzen R1, R2, R3 und R4 aufgezogen und in kontrollierter Spannung gehalten wird, und in die Richtung des Pfeils 122 durch einen zweite Antriebs- oder Bewegungseinrichtung M2 beweglich ist. Wie gezeigt, ist es wichtig, dass in der Verarbeitungsberührungsstelle 120 das Zwischenübertragungsglied 116 durch die zweite Bewegungseinrichtung M2 in dieselbe Richtung wie die ladungstragende Oberfläche 112 des Gliedes 110 und mit einer zweiten Geschwindigkeit (V2) bewegt wird. Die zweite Geschwindigkeit (V2) ist vorzugsweise gleich der ersten Geschwindigkeit (V1), um eine synchrone Bewegung der ladungstragenden Oberfläche 112 und des Zwischengliedes 116 durch die Verarbeitungsberührungsstelle 120 zu erreichen.
Vorzugsweise weist die lange Wickelverarbeitungsberührungsstelle 120 einen Krümmungsradius auf, und das bewegliche Zwischenglied 116 weist einen konkaven Weg durch die Krümmung der Berührungsstelle auf und folgt ihm, wie gezeigt. Als solche weist die das latente Bild tragende und photoleitfähige Oberfläche 112 des Gliedes 170 daher in der Verarbeitungsberührungsstelle 120 einen konvexen Weg auf und folgt ihm, wie gezeigt.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 100 auch eine Einrichtung zur elektrostatischen Bildung eines latente Bildes auf der ladungstragenden Oberfläche 112 auf. Die Einrichtung zur Bildung eines latenten Bildes kann ionographisch sein, oder wie gezeigt, kann sie elektrostatisch sein, und weist daher (a) eines Corona-erzeugende Vorrichtung 126 zum Aufbringen einer gleichmäßigen Ladungsschicht, die ein gewünschtes drittes elektrisches Potential P3 und eine gewünschte Polarität, zum Beispiel eine negative Polarität aufweist, auf die ladungstragende Oberfläche 112 des Gliedes 110 auf. Die Einrichtung zur elektrostatischen Bildung eines latenten Bildes weist auch eine Entladungseinrichtung 128 zur bildweisen Entladung von Abschnitten der gleichmäßig geladenen Oberfläche 112 auf, um ein gewünschtes latentes Bild zu bilden. Das latente Bild wird so gebildet, dass es zum Beispiel ungeladene Bildbereiche (wie in einem CAD-Prozess), die jeweils das dritte elektrische Potential P3 aufweisen, und entladene Hintergrundbereiche aufweist, die jeweils dasselbe elektrische Potential P1 wie das ungeladene Glied 110 aufweisen. Die ersten, zweiten und dritten elektrischen Potentiale P1, P2 und P3 werden so ausgewählt, dass P2, das Potential des Zwischengliedes 116, zwischen P1 und P3 des Gliedes 110 liegt, um sich mit dem geladenen flüssigen Toner zu kombinieren (wie unten beschrieben werden wird), um elektrische Felder in der Verarbeitungsberührungsstelle 120 zur erfindungsgemäßen gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung flüssiger Tonerbilder zu erzeugen.
Alternativ kann das latente Bild auch so gebildet werden, dass es zum Beispiel entladene Bildbereiche (wie in einem DAD-Prozess), die dasselbe elektrische Potential P1 wie das ungeladene Glied 110 aufweisen, und unentladene Hintergrundbereiche aufweist, die jeweils das dritte elektrische Potential P3 aufweisen. Als solche weisen die bildweise entladenen Abschnitte der ladungstragenden Oberfläche 112 die Bildbereiche des latenten Bildes auf, und die bildweise unentladenen Abschnitte der ladungstragenden Oberfläche 112 umfassen die Hintergrundbereiche des Latenten Bildes.
Ferner weist erfindungsgemäß die Vorrichtung 100 eine Einrichtung 130 zum Einleiten von geladenem flüssigen Toner 132 in die Verarbeitungsberührungsstelle 120 auf. Wie gezeigt, weist die Einrichtung 130 zum Beispiel eine Quelle 134 geladenen flüssigen Toners oder Tinte auf, die vorzugsweise einen Feststoffgehalt zwischen 2% - 25 Vol.% aufweist. In einem CAD-Prozess, d. h. einen Entwicklungsprozess geladener Bereiche, weist der geladene flüssige Toner 132 ein Potential PS und eine Polarität auf, die relativ dieselben wie jene des ersten, ungeladenen, elektrischen Potentials P1 der Oberfläche 112 sind, und die relativ entgegengesetzt zu jenen des dritten, geladenen elektrischen Potentials P3 der Oberfläche 112 sind.
Die Quelle 134 kann eine Flüssigkeitsentwicklereinheit sein, die ein Reinigungsblatt 135 und ein Dosierungsblatt 136 aufweist. Die Einrichtung 130 weist erfindungsgemäß auch das Zwischenglied 116 auf, das durch den Flüssigkeitsentwicklereinheit 134 bewegt wird, um eine gleichmäßig beschichtete Schicht aus flüssigen Toner zum Transport durch die Verarbeitungsberührungsstelle 120 aufzunehmen. Folglich weist die Einrichtung 130 zum Einleiten geladenen flüssigen Toners in die Verarbeitungsberührungsstelle 120 Einrichtungen 134, 136 und 116 zum Auftragen einer gleichmäßigen Beschichtung aus flüssigen Toner auf das Zwischenglied 116 an einer Stelle stromaufwärts von der Verarbeitungsberührungsstelle 120 relativ zur Bewegung des Zwischengliedes 116 auf.
Nun auf die Fig. 2-4 bezugnehmend, wird die Schicht aus flüssigen Toner, die in die Berührungsstelle 120 auf der Oberfläche des Zwischengliedes 116 gebracht wird, dort zwischen dem Zwischenglied 116 und der das latente Bild tragenden Oberfläche 112 angeordnet, wenn sich beide durch die Verarbeitungsberührungsstelle 120 in der Gegenwart von elektrischen Feldern bewegen, die infolge der verschiedenen Potentiale P1 bis P4 oder P5 aufgebaut werden. Das Verhalten der gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung des in der Verarbeitungsberührungsstelle 120 eingeklemmten flüssigen Toners wird unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, in der P1, das ungeladene Potential der Oberfläche 112, +300 V beträgt; P2, das Potential des Zwischengliedes 116, Masse ist; P3, das geladene Potential der Oberfläche 112, -300 V beträgt; und PS, das Potential der geladenen Tonerfeststoffe des flüssigen Toners, in einem CAD-Prozess 300 V beträgt. Stromaufwärts der Berührungsstelle 120 würde das Zwischenglied 116, das auf Masse vorgespannt ist, relativ zu den flüssigen Tonerfeststoffen bei -300 V in seiner in Polarität entgegesetzt erscheinen. Daher wird an der Auftragungsstufe des flüssigen Toners der flüssige Toner zum Transport in die Berührungsstelle 120 an das Zwischenglied 116 angezogen und auf ihm gehalten werden.
Innerhalb der Berührungsstelle 120 werden die unentladenen Bildbereiche des latenten Bildes mit einem Potential von -300 V deutlich in Polarität und Potential "gleich" den Tonerfeststoffen des flüssigen Toners sein, die ebenfalls bei -300 V liegen. Das Verhalten der verschiedenen Komponenten in diesen Bereiche wird für die Oberfläche 112 sein, die Tonerfeststoffe zum Zwischenglied 116 abzustoßen, und das Zwischenglied 116, das auf P2, Masse vorgespannt ist, wird dazu neigen, zusätzlich dieselben Tonerfeststoffe von der abstoßenden Oberfläche 112 weg anzuziehen. Als Ergebnis werden die Tonerfeststoffe, die für die Bildbereiche des latenten Bildes repräsentativ sind, sich auf dem Zwischenglied 116 bilden und elektrostatisch daran gehalten werden.
Andererseits werden die entladenen Hintergrundbereiche des latenten Bildes mit einem Potential von +300 V in Polarität und Potential deutlich zu den Tonerfeststoffen des flüssigen Toners mit einem Potential von -300 V entgegengesetzt sein. Das Verhalten der verschiedenen Komponenten in diesen Hintergrundbereichen wird zu dem deutlich entgegengesetzt sein, das in den unentladenen Bildbereichen stattfindet. Zum Beispiel wird die Oberfläche 112 stattdessen die Tonerfeststoffe in diesen Hintergrundbereichen vom Zwischenglied 116 weg anziehen. Als Ergebnis werden Tonerfeststoffe, die für die Hintergrundbereiche des latenten Bildes repräsentativ sind, sich auf der Oberfläche 112 bilden und elektrostatisch daran gehalten werden.
Wie in Fig. 4 dargestellt, führt das Verhalten der verschiedenen Komponenten innerhalb der Berührungsstelle 120, wie oben beschrieben, dazu, dass der eingeklemmte flüssige Toner in zwei Arten von Abschnitten unterteilt wird, Bildbereichabschnitte und Hintergrundbereichabschnitte. Jeder Abschnitt der unterteilten Abschnitte weist, wie dargestellt, eine erste Schicht SL, die hauptsächlich aus Tonerfeststoffen besteht, die, wie oben beschrieben entweder an das Zwischenglied 116 oder an die Oberfläche 112 angezogen werden, und eine getrennte zweite Schicht LL auf, die hauptsächlich aus klarer Trägerflüssigkeit besteht, die zurückgelassen wird, nachdem die Tonerfeststoffe wie oben angezogen worden sind.
Folglich werden unterteilte Abschnitte flüssigen Toners in den Bildbereichen des latenten Bildes jeweils eine erste Schicht SL aus Tonerfeststoffen, die sich im Kontakt mit dem Zwischenglied 116 befindet, und eine getrennte zweite Schicht LL hauptsächlich aus klarer Trägerflüssigkeit umfassen, die sich im Kontakt mit der ladungstragenden Oberfläche 112 befindet. Andererseits werden unterteilte Abschnitte aus flüssigem Toner in den Hintergrundbereichen des latenten Bildes jeweils eine getrennte zweite Schicht LL aus hauptsächlich klarer Trägerflüssigkeit, die sich im Kontakt mit dem Zwischenglied 116 befindet, und eine erste Schicht SL aus Tonerfeststoffen umfassen, die sich im Kontakt mit der ladungstragenden Oberfläche 112 befindet.
Im obigen Prozess sind rheologische Messungen gemacht worden, um die Tatsache zu bestätigen, dass die Viskosität der Flüssigkeitsschicht LL jedes unterteilten Abschnitts des eingeklemmten flüssigen Toners bei weitem kleiner als jene der Feststoffschicht SL desselben unterteilten Abschnitts ist. Die Wanderung der angezogenen geladenen Tonerfeststoffe zwischen der Oberfläche 112 und dem Zwischenglied 116 findet im wesentlichen in eine normale oder senkrechte Richtung statt. Vorzugsweise sollte das Zwischenglied gespannt sein, um den normalen Spaltabstand zwischen der Oberfläche 112 und dem Zwischenglied 116 auf zwischen 15-20 Mikrometer zu steuern. Folglich können flüssige Toner mit hohen Feststoffgehalten verwendet werden, da die Feststoffe wie oben veranlasst werden, zu einer Oberfläche, wobei sie eine Schicht mit niedriger Viskosität verlassen, gegen eine gegenüberliegende Oberfläche zu wandern. Zusätzlich können Fluide mit hoher Viskosität mit solchen flüssigen Tonern mit hohem Feststoffgehalt verwendet werden, da die Wanderung der Feststoffe von dort nur über einen verhältnismäßig kurzen Spaltabstand stattfinden wird.
Noch auf die Fig. 2-4 bezugnehmend, wird angemerkt, dass die Verarbeitungsberührungsstelle 120 eine Zugangseite und -Stelle XX, und eine Austrittsseite und -Stelle YY aufweist. Wie dargestellt, sind das Zwischenglied 116 und das das latente Bild tragende Glied 110, das die ladungstragende Oberfläche 112 aufweist, so angebracht, dass sie sich an einem Zugang, Stelle XX, der Verarbeitungsberührungsstelle 120, in dieselbe Richtung in die Berührungsstelle bewegen. Jedoch sind sie für eine getrennte Bewegung an der Austrittsstelle YY voneinander weg und in im wesentlichen entgegegengesetzte Richtung angebracht.
Erfindungsgemäß ist die Trennungsbewegung so gestaltet, dass bei der Trennung der Oberfläche 112 und des Zwischengliedes 116 an der Austrittsstelle YY jedes der unterteilten Abschnitte des eingeklemmten flüssigen Toners (der eine Feststoffschicht SL und eine Flüssigkeitsschicht LL umfasst) sich an dessen Flüssigkeitsschicht LL von der Oberfläche "spalten" wird, die eine solche Flüssigkeitsschicht berührt. Als solche werden Tonerbildbereiche mit den Flüssigkeitsschichten, die die Oberfläche 112 berühren, sich an der Oberfläche 112 spalten, wobei sie im wesentlichen klare Flüssigkeit auf der Oberfläche 112 in solchen Bereichen hinterlassen, während deren Tonerfeststoffschichten SL, die das gewünschte Tonerbild aus dem Prozess herstellen, sich trennen und auf dem Zwischenglied 116 bleiben werden. Dies ist im wesentlichen innerhalb der Berührungsstelle 120 in einer Weise einer gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung erreicht worden. Andererseits wird die Aufspaltung der Feststoffe und Flüssigkeitsschichten in den Hintergrundbereichen ziemlich das Gegenteil zu jenem in den Bildbereichen sein. Als solche werden die Aufspaltungen auf dem Zwischenglied 116 stattfinden, wobei sie im wesentlichen Flüssigkeit darauf hinterlassen, während deren Tonerfeststoffschicht auf der Oberfläche 112 zur anschließenden Entfernung bleiben wird.
Mit anderen Worten ist der obige Prozess so gestaltet, dass der eingeklemmte flüssige Toner in den elektrischen Feldern in der Berührungsstelle 120, gleichzeitig ein flüssiges Tonermuster, das Hintergrundbereichen des latenten Bildes entspricht, auf der ladungstragenden Oberfläche 712 bildet und auf sie überträgt. Zur selben Zeit bildet auch der eingeklemmte flüssige Toner in den elektrischen Feldern in der Berührungsstelle 120 gleichzeitig ein flüssiges Tonermuster, das Bildbereichen des latenten Bildes entspricht, auf dem Zwischenglied 116 und überträgt es auf es. Die Vorrichtung 100 weist daher eine Reinigungsvorrichtung 140 auf, die stromabwärts der Austrittsstelle YY der Verarbeitungsberührungsstelle 120 angebracht ist, um flüssige Tonerfeststoffe von der ladungstragenden Oberfläche 112 bei der Vorbereitung für einen erneuten Gebrauch zu reinigen und zu entfernen. Das flüssige Tonerbild, das auf dem Zwischenglied 116 entwickelt und übertragen wird, bleibt elektrostatisch an dem Glied 116 relativ zur Bewegung des Gliedes 116 stromabwärts der Austrittsstelle YY gebunden oder angeheftet.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 100 daher eine Einrichtung auf, wie eine Löschwalze 144, und eine Wärmequelle 146 zur Konditionierung des flüssigen Tonerbildes direkt auf das Zwischenglied 116. Eine Konditionierung des Bildes auf das Zwischenglied 116 als solches ist insbesondere vorteilhaft, da auf dem Glied 116 Wärme verwendet werden kann, ohne das das latente Bild tragende photoleitfähige Glied 110 und die Oberfläche 112 zu beschädigen.
Wie ferner gezeigt, weist die Vorrichtung 100 eine Übertragungsberührungsstelle 150 auf, die teilweise durch das Zwischenglied 116 und eine Stützwalze 152 gebildet wird, zur Übertragung des konditionierten flüssigen Tonerbildes vom Zwischenglied 116 auf ein aufnehmendes Substrat, wie einem Kopierbogen 154. Wie dargestellt, kann die Übertragungsberührungsstelle 150 eine Heizeinrichtung 160 zur gleichzeitigen Erwärmung und Fixierung des übertragenen flüssigen Tonerbildes auf den Kopierbogen 154 aufweisen.
Gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes in einer Flüssigkeitstonervorrichtung 100 bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bewegen eines Abbildungsgliedes 110, das auf ein erstes Potential vorgespannt ist und eine ladungstragende Oberfläche 112 aufweist, Auftragen einer gleichmäßigen Ladungsschicht, die ein zweites elektrisches Potential aufweist, auf die ladungstragende Oberfläche 112 und bildweises Ableiten von Ladung von ausgewählten Abschnitten auf der geladenen Oberfläche, um elektrostatisch ein latentes Bild auf einer solchen Oberfläche zu bilden. Das Verfahren weist auch die Schritte auf: Bewegen eines Zwischengliedes 116, das auf ein drittes elektrisches Potential vorgespannt ist um eine Verarbeitungsberührungsstelle 120 mit dem sich bewegenden Abbildungsglied 110 zu bilden, Einleiten eines geladenen flüssigen Toners, der ein viertes Potential aufweist, in die Verarbeitungsberührungsstelle und Einklemmen einer Schicht des flüssigen Toners in der Verarbeitungsberührungsstelle 120 und elektrischen Feldern infolge der verschiedenen Potentiale, so dass der eingeklemmte flüssige Toner gleichzeitig das latente Bild entwickelt und das entwickelte Bild auf das Zwischenglied 116 überträgt.
Nun auf Fig. 5 bezugnehmend, wird eine Mehrfarb-Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsvorrichtung 200 zur elektrophotographischen gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung dargestellt, und sie weist ein kontinuierliches Übertragungsband auf, das allgemein durch Bezugsziffer 202 bezeichnet wird. Wie gezeigt, ist das Übertragungsband 202 zur Bewegung auf eine Reihe von Walzen R1, R2, ... Rn durch einen ersten Antrieb, wie MB aufgezogen. Das kontinuierliche Übertragungsband 202 wird als solches in die Richtung des Pfeils 203 bewegt, und ist erfindungsgemäß auf ein zweites elektrisches Potential P2 vorgespannt. Vier latente Abbildungseinheiten, die allgemein durch die Bezugsziffern 204, 206, 208 und 210 angezeigt werden, sind um den Umfang des kontinuierlichen Übertragungsbandes 202 angeordnet. Jede latente Abbildungseinheit ist im wesentlichen identisch mit einer anderen. Die einzigen Unterscheidungen zwischen den latenten Abbildungseinheiten ist ihre geometrische Position und die Farbe des darin eingesetzten flüssigen Entwicklermaterials. Zum Beispiel verwendet die latente Abbildungseinheit 204 ein schwarz gefärbtes flüssiges Entwicklermaterial, während die Einheiten 206, 208 und 210 jeweils Gelb, Magenta und Zyan gefärbte flüssige Entwicklermaterialien verwenden. Weil die Einheiten 204, 206, 208 und 210 ähnlich sind, wird hier nur Einheit 210 im Detail beschrieben.
Bei Einheit 210 dreht sich eine Trommel 212 mit einer auf einem leitfähigen Substrat abgeschiedenen photoleitfähigen Oberfläche 213 in die Richtung des Pfeils 214. Vorzugsweise weist die photoleitfähige Oberfläche 213 ein ungeladenes, erstes Potential P1 auf und besteht aus einer Selenlegierung, wobei das leitfähige Substrat aus einer elektrisch geerdeten Aluminiumlegierung besteht. Andere geeignete photoleitfähige Oberflächen und leitfähige Substrate können ebenfalls eingesetzt werden. Die Trommel 212 dreht sich in die Richtung des Pfeils 214, um aufeinanderfolgende Abschnitte der photoleitfähigen Oberfläche durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen vorwärts zu bewegen, die um ihren Bewegungsweg angeordnet sind.
Anfänglich geht ein Abschnitt der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 212 unter einer Corona-Erzeugungsvorrichtung 216 durch. Die Corona-Erzeugungsvorrichtung 216 lädt die photoleitfähige Oberfläche der Trommel 212 auf ein verhältnismäßig hohes, im wesentlichen gleichmäßiges drittes elektrisches Potential P3.
Danach wird der geladene Abschnitt der photoleitfähigen Oberfläche durch die Abbildungsstation vorwärts bewegt. An der Abbildungsstation zeichnet eine Abbildungseinheit, die allgemein durch die Bezugsziffer 218 angezeigt wird, ein elektrostatisch latentes Bild auf die photoleitfähige Oberfläche der Trommel 212 auf. Die Abbildungseinheit 218 weist zum Beispiel einen Rasterausgabe-Abtaster auf. Der Rasterausgabe-Abtaster entwirft das elektrostatische latente Bild in einer Reihe von horizontalen Abtastzeilen, wobei jede Zeile eine angegebene Anzahl von Bildpunkten pro Inch aufweist. Vorzugsweise setzt der Rasterausgabe-Abtaster einen Laser ein, der einen Strahl von Lichtstrahlen erzeugt, die durch rotierende Polygonspiegelblöcke oder feste Bildmodulatorbalken moduliert werden. Alternativ kann der Rasterausgabe-Abtaster lichtemittierende Diodenfeld-Schreibbalken verwenden. Auf diese Weise wird ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 212 aufgezeichnet.
Erfindungsgemäß bildet die Trommel 212 jeder Abbildungseinheit 204, 206, 208 und 210 eine Berührungsstelle 220 mit dem Übertragungsband 202. Wie gezeigt, weist die Mehrfarb-Flüssigkeitsvorrichtung 200 eine Vorrichtung 230 (die unten in Fig. 6 beschrieben werden soll) zum Einleiten der verschiedenen Farben des flüssigen Toners 132, der wie oben auf ein Potential P4 oder PS geladen ist, in die Verarbeitungsberührungsstelle 220 jeder Abbildungseinheit auf. Die Vorrichtung 230 kann zum Beispiel ein Flüssigkeitsextruder sein, wie in US-A-5,355,201 offenbart, deren relevante Teile hier durch Verweis aufgenommen sind.
Kurz auf Fig. 6 bezugnehmend, weist der Flüssigkeitsextruder 230 ein erstes Glied 232 und ein zweites Glied 234 auf. Ein offen endender Verteilungskanal 236 ist im ersten Glied 232 ausgebildet. Ein weiterer Verteilungskanal 238 erstreckt sich in eine Richtung, die im wesentlichen quer zum Kanal 236 verläuft, der längs der Längsachse der drehbaren Trommel 212 angeordnet ist. Ein erster Abschnitt des Verteilungskanals 236 ist mit einer Zufuhr flüssigen Entwicklermaterials verbunden. Mehrere von im wesentlichen gleich beabstandeten Verteilungskanälen 238 schneiden sich mit Verzweigungen des Kanals 236. Die Verteilungskanäle 238 nehmen flüssiges Entwicklermaterial aus dem Kanal 236 auf und leiten das flüssige Entwicklermaterial zu einem Ausguss 242. Der Winkel der Tintenverteilung zum Kanal 238 stellt sicher, dass das flüssige Entwicklermaterial den Ausguss 242 mit einem Film beschichtet, der eine gerade Vorder- und Hinterkante aufweist. Der Winkel der Neigung des Kanals und der Querschnittdurchmesser stellt eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung des flüssigen Entwicklermaterials längs des Ausgusses 242 sicher. Der Ausguss 242 ist eine Oberfläche des zweiten Gliedes 234, die im wesentlichen parallel zur Längsachse der Trommel 212 ist und einen Spalt dazwischen definiert. Der Spalt zwischen dem Ausguss 242 und der Trommel 212 ist kleiner als der Spalt zwischen der Oberfläche des ersten Gliedes 232 und der Trommel 212. Der Ausguss 242 wird verwendet, um flüssiges Entwicklermaterial einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke auf den gesamten Bildrahmen aufzutragen, der Bild- und Hintergrundbereiche des latenten Bildes umfasst, das auf der photoleitfähigen Oberfläche 213 der Trommel 212 aufgezeichnet wird. Eine Dosierpumpe wird verwendet, um eine erforderliche Menge flüssigen Entwicklermaterials für jedes elektrostatische latente Bild von der Zufuhr flüssigen Entwicklermaterials zum Flüssigkeitsextruder 230 zu pumpen.
Als solche ist die Vorrichtung 230 eine Quelle geladen flüssigen Toners oder Tinte, genau so, wie es die Quelle 134 der Fig. 2 war. In einem CAD-Prozess wird der geladene flüssige Toner 132 ein Potential PS und eine Polarität aufweisen, die verhältnismäßig dieselbe wie jene des ersten, ungeladenen elektrischen Potentials P1 der Oberfläche 213 der Trommel 212 sind. Als solche ist es verhältnismäßig entgegengesetzt zum dritten, geladenen elektrischen Potential P3 der Oberfläche 213. Die Vorrichtung 230 trägt daher eine gleichmäßige Beschichtung aus flüssigem Toner auf den gesamten abgebildeten Rahmen der Oberfläche 213 an einer Stelle stromauswärts der Verarbeitungsberührungsstelle 220 auf, wenn relativ zur Bewegung der Trommel 212 betrachtet. Die Schicht geladenen flüssigen Toners wird in die Berührungsstelle 220 auf der Oberfläche der Trommel 212 gebracht, wo sie erfindungsgemäß, wie oben beschrieben, zwischen der Trommel 212 und der Oberfläche des Übertragungsbandes 202 angeordnet wird, und durch die Verarbeitungsberührungsstelle 220 in der Gegenwart von elektrischen Feldern bewegt wird, die infolge der verschiedenen elektrischen Potentialen P1 bis P4 oder P5 aufgebaut werden.
Erneut auf Fig. 5 bezugnehmend, wird eine gleichzeitige Entwicklung und Übertragung der Tonerbildbereiche und Hintergrundbereiche in der Berührungsstelle 220 der Abbildungseinheit 210 stattfinden. Folglich werden unterteilte Abschnitte aus flüssigem Zyanfarb-Toner in den Bildbereichen des latenten Bildes jeweils eine erste Schicht SL aus Tonerfeststoffen, die in Kontakt mit dem Übertragungsband 202 steht, und eine getrennte zweite Schicht LL, hauptsächlich aus klarer Trägerflüssigkeit umfassen, die in Kontakt mit der ladungstragenden Oberfläche 213 der Trommel 212 steht. Andererseits werden unterteilte Abschnitte aus flüssigem Zyan-Toner in den Hintergrundbereichen des latenten Bildes jeweils eine getrennte zweite Schicht LL aus hauptsächlich klarer Trägerflüssigkeit, die in Kontakt mit dem Übertragungsband 202 steht, und eine erste Schicht SL aus Tonerfeststoffen umfassen, die in Kontakt mit der ladungstragenden Oberfläche 213 stehen.
Bei der Trennung der Oberfläche 213 der Trommel 212 von der Oberfläche des Übertragungsbandes 202 an einer Austrittsstelle der Berührungsstelle 220 wird jeder der unterteilten Abschnitte des eingeklemmten flüssigen Zyan-Toners (der eine Feststoffschicht SL und eine Flüssigkeitsschicht LL umfasst) sich an dessen Flüssigkeitsschicht LL von der Oberfläche "abspalten", die eine solche Flüssigkeitsschicht LL berührt. Als solche werden sich gewünschte Zyanfarb-Tonerbildbereiche, die jeweils eine Tonerfeststoffschicht SL, die die Oberfläche des Übertragungsbandes 202 berührt, und eine im wesentlichen klare Flüssigkeitsschicht LL aufweisen, die die Oberfläche 213 berührt, an der Oberfläche 213 der Trommel 212 spalten. Eine solche Spaltung lässt im wesentlichen in solchen Bereichen nur klare Flüssigkeitsschichten auf der Oberfläche 213 zurütkt. Deren Tonerfeststoffschichten SL, die das erwünschte Tonerbild aufbauen, werden sich folglich von der Oberfläche 213 trennen und auf dem Übertragungsband 202 bleiben. Dies ist im wesentlichen in der Berührungsstelle 220 in einer Weise einer gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung erreicht worden.
Andererseits wird die Spaltung der Feststoff- und Flüssigkeitsschichten in den Hintergrundbereichen des latenten Bildes ziemlich entgegengesetzt zur Spaltung in den Bildbereichen verlaufen, wie oben beschrieben. Als solche werden die Spaltungen in den Hintergrundbereichen an den klaren Flüssigkeitsschichten LL auf dem Übertragungsband 202 stattfinden, wobei sie folglich in diesen Bereichen im wesentlichen klare Flüssigkeit auf dem Band 202 hinterlassen. Deren Tonerfeststoffschicht SL wird folglich als ein Zyanfarb- Tonermuster auf der Oberfläche 213 der Trommel 212 zur anschließenden Entfernung durch eine Reinigungsvorrichtung 250 bleiben.
Gemäß der Mehrfarb-Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet folglich die Extrudervorrichtung 230 der Abbildungseinheit 210 geladenes flüssiges Zyanfarb-Entwicklermaterial, und ein Zyan-Tonerbild wird gleichzeitig entwickelt und auf das Band 202 übertragen. Latente Abbildungseinheiten 204, 206 und 208 werden entsprecherid jeweils geladene flüssige schwarze, gelbe und Magentafarb-Entwicklermaterialien verwenden. Im allgemeinen kann die Menge des flüssigen Trägers, der auf dem flüssigen Tonerbild auf dem Übertragungsband 202 bleibt, mehr sein, als für anschließende Zwischenoperationen wünschenswert ist. Als solche kann eine Walze 252, deren Oberfläche sich in eine Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Übertragungsbandes 202 bewegt und die von der Oberfläche des Bandes 202 beabstandet ist, zum Abscheren überschüssiger Flüssigkeit vom entwickelten Bild vorgesehen sein, ohne das Bild zu stören.
Nachdem das entwickelte flüssige Zyan-Tonerbild gleichzeitig entwickelt und auf das kontinuierliche Übertragungsband 202 an der Abbildungseinheit 210 wie oben übertragen ist, bewegt das kontinuierliche Übertragungsband 202 ein solches Bild zur nächsten Abbildungseinheit 208. Im allgemeinen wird an der nächsten Abbildungseinheit ein flüssiges Tonerbild einer anderen Farbe entsprechend erfindungsgemäß (und in überlagerter Ausrichtung, wie wohlbekannt ist) auf dem Übertragungsband 202 gebildet. Folglich wird ein flüssiges Magenta-Tonerbild auf dem Band 202 an der Abbildungseinheit 208 und in überlagerter Ausrichtung mit dem flüssigen Zyan-Tonerbild gebildet, das vorhergehend darauf gebildet wurde. Als nächstes wird ein flüssiges gelbes Bild entsprechend an der Abbildungseinheit 206 gebildet, und schließlich wird das schwarze flüssige Tonerbild entsprechend an der Abbildungseinheit 204 gebildet.
Nachdem gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung alle der flüssigen Bilder wie oben zu einem flüssigen Mehrfarb-Tonerbild auf dem kontinuierlichen Übertragungsband 202 gebildet worden sind, wird das flüssige Mehrfarb-Tonerbild anschließend an einer Übertragungsberührungsstelle 260 auf einen Bogen von Trägermaterial übertragen, z. B. einem Bogen Kopierpapier 154. Wie gezeigt, wird die Übertragungsberührungsstelle 260 teilweise durch das kontinuierliche Übertragungsband 202 und durch eine Stützwalze 262 gebildet. Wie ferner dargestellt, kann die Übertragungsberührungsstelle 260 eine Heizvorrichtung 160 zur gleichzeitigen Erwärmung und Fixierung des übertragenen flüssigen Tonerbildes auf dem Kopierbogen 154 aufweisen. Nach einer solchen Fixierung oder Verschweißung, wird der Kopierbogen 154 zu einem Auffangbehälter 266 zur anschließenden Entfernung aus der Druckmaschine durch einen Bediener vorwärts bewegt.
Restliches flüssiges Entwicklermaterial, das auf dem kontinuierlichen Übertragungsband 202 nach der Übertragung bleibt oder anhaftet, wird zum Beispiel an einer Reinigungsstation 270 entfernt. Die Reinigungsstation 270 kann eine Reinigungswalze aufweisen, die aus irgendeinem geeigneten synthetischen Harz besteht, die in eine Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des kontinuierlichen Übertragungsbandes 202 angetrieben wird, um dessen Oberfläche sauber zu reiben. Um bei dieser Funktion zu helfen, kann flüssiger Träger durch ein Rohr auf die Oberfläche der Reinigungswalze zugeführt werden. Es kann auch ein Wischblatt verwendet werden, um die Reinigung der Oberfläche des Bandes 202 bei der Vorbereitung zur Aufnahme einer weiteren mehrfachen Farbe zu vollenden, wie oben.
Wie zu erkennen ist, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung von flüssigen Tonerbildern auf ein Zwischenempfängerglied offenbart worden. Dies wird erreicht, indem eine flüssige Tinte oder ein Toner in einer Berührungsstelle eingeklemmt wird, die durch einen Photorezeptor, der die elektrostatische latente Form des Bildes trägt, und durch ein leitfähiges oder dielektrisch überzogenes Leiter-Zwischenband mit synchroner Geschwindigkeit gebildet wird, das auf eine Spannung zwischen dem Bildpotential und der Hintergrundspannung des Photorezeptors vorgespannt ist. Mit einer geeigneten Vorspannung und Bildpotential ist es möglich, positive oder negative Bilder (unter Verwendung positiv oder negativ geladener flüssiger Toner) zu bilden. Vorzugsweise müssen die Bilder so auf dem Band unter Verwendung eines konvex geformten Photorezeptors gebildet werden. Das auf dem Band gebildete Tonerbild würde eine Löschung erfordern, und für Farbprodukte würde der Prozess mehrere Male wiederholt werden müssen.
Der Prozess der vorliegenden Erfindung kann als ein Transentwicklungsprozess bezeichnet werden, da er eine gleichzeitige Entwicklung und Übertragung beinhaltet, die zu Tonerbildern führt, die direkt auf einem Zwischenglied und nicht auf dem Photorezeptor mit anschließender Übertragung erzeugt werden, wie herkömmlich. Eine solche gleichzeitige Entwicklung und Übertragung wird durch die Schaffung einer Entwicklungsberührungsstelle ermöglicht, die aus einem Photorezeptor und dem Übertragungsband besteht, die sich mit derselben Geschwindigkeit und in dieselbe Richtung bewegen. Flüssiger Toner mit annähernd 2% - 25% Feststoffen wird in die Berührungsstelle eingeleitet. Der normalerweise auf ein erstes Potential vorgespannte Photorezeptor wird auf eine Spannung oder ein Potential P3 (V-hoch) geladen, und wird in Bildbereichen auf die erste Potentialspannung P1 (V niedrig) entladen. Das Übertragungsband, das leitfähig oder dielektrisch beschichtet sein kann, befindet sich auf einem anderen Potential oder Spannung P2 (V- mittel), so dass P2 zwischen P3 (V-hoch) und P1 (V-niedrig) liegt. Die elektrischen Felder als solche in Verbindung mit der Ladung des Toners werden den geladenen Toner in der Verarbeitungsberührungsstelle in den Bildbereichen gegen das Übertragungsband drängen. Andererseits werden sie den geladenen Toner in den Hintergrundbereichen gegen den Photorezeptor drängen. In der Berührungsstelle bildet der eingeklemmte Toner Feststoffschichten von konzentrierteren Toner auf oder unter Schichten von klarer Trägerflüssigkeit. Am Austritt der Berührungsstelle wird sich der eingeklemmte Toner in die Bereiche der niedrigesten Viskosität, d. h. in die Schichten klarer Trägerflüssigkeit spalten. Bei einem Mehrfarbbild wird bei der Bildbearbeitung ein erstes Tonerbild folglich direkt auf dem Übertragungsband erzeugt, und kann dann auf dem Band konditioniert werden, bevor die nächsten und anschließenden Tonerbilder entsprechend auf dem ersten Tonerbild transentwickelt werden.
Die Vorteile des Transentwicklungsprozesses der vorliegenden Erfindung umfassen die Tatsache, dass mit einer langen Verarbeitungsberührungsstelle, die durch eine große Wicklung des Bandes über dem Photorezeptor (Trommel oder Band) erzeugt wird, Tinten mit hoher Viskosität direkt auf dem Band transentwickelt werden können. Ein weiterer Vorteil ist es, dass Tinten mit höherer Feststoffkonzentration verwendet werden können, da es nur erforderlich ist, dass Toner über eine sehr kurze Entfernung in eine Richtung normal zu den Photorezeptor- und Bandoberflächen wandert. Die Tintenschicht wird sich durch die Berührungsstelle mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit bewegen, die gleich der Photorezeptor- und Bandgeschwindigkeit ist. Der Spalt in der Berührungsstelle kann durch eine geeignete Spannung des Bandes gesteuert werden.
Der Entwicklungsprozess der vorliegenden Erfindung ist ähnlich zu dem, der bei einer Parallel-Plattenelektroden-Entwicklung beobachtet wird, die einige Tintenvisualisierungszellen aufweist. Bei Parallel-Plattenelektroden-Entwicklungsexperimenten wurden hoch konzentrierte Tonerschichten durch angelegte elektrische Felder erzeugt. Es wurden Bereiche klaren Trägerfluids, die von einer Tonerwanderung herrührten, beobachtet. Eine weitere wichtige Beobachtung war es, dass wenn die Elektroden voneinander getrennt wurden, während eine angelegte Spannung daran aufrechterhalten wurde, die Aufspaltung des dazwischen angeordneten Toners in die klaren flüssigen Schichten auftrat, wobei eine Elektrode mit der Tonerschicht und die andere mit einer Hälfte der klaren Flüssigkeitsschicht hinterlassen wurde.
Dieser selbe Filmaufspaltungseffekt wird am Austritt der erfindungsgemäßen Transentwicklungsberührungsstelle stattfinden, wobei folglich Tonerbilder mit einem sauberen Hintergrund auf dem Übertragungsband hinterlassen werden. Es weiterer Vorteil ist es, da in einem System mit gleichmäßiger Geschwindigkeit Scherkräfte klein sind, dass bei einer erfindungsgemäßen Transenwicklung keine Störung der Tonerschicht infolge hoher Scherkräfte auftreten wird.

Claims

1. Vorrichtung (100) zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes, wobei die Vorrichtung umfasst: ein bewegliches lichtempfängliches Glied (110), das eine ladungstragende Oberfläche (112) auf einem ersten elektrischen Potential (P1) umfasst; und eine bildbildende Einrichtung zur elektrostatischen Bildung eines latenten Bildes auf der ladungstragenden Oberfläche (112), wobei die das latente Bild bildende Einrichtung eine Ladungsvorrichtung (126) umfasst, um gleichmäßig eine Ladungsschicht auf der ladungstragenden Oberfläche (112) anzuordnen;

ein bewegliches Zwischenübertragungsglied (116), das auf ein zweites elektrisches Potential (P2) vorgespannt ist, wobei das Zwischenübertragungsglied (116) eine Verarbeitungsberührungsstelle (120) mit der ladungstragenden Oberfläche (112) bildet; die bildbildende Einrichtung angepasst ist, das latente Bild mit Bildbereichen, die jeweils ein drittes elektrisches Potential (P3) umfassen, und Hintergrundbereichen zu bilden, die jeweils das erste elektrische Potential (P1) der ladungstragenden Oberfläche (112) umfassen; und

eine Zufuhreinrichtung zum Einleiten geladenen flüssigen Toners, der aus Tonerfeststoffen und einer Trägerflüssigkeit besteht, in die Verarbeitungsberührungsstelle (120), wobei der geladene flüssige Toner ein viertes elektrisches Potential (PS) umfasst, und der geladene flüssige Toner in einem elektrischen Feld, das in der Berührungsstelle (120) durch das erste (P1), das zweite (P2) und das dritte elektrische Potential (P3) gebildet wird, und zwischen der ladungstragenden Oberfläche (112) und dem Zwischenübertragvngsglied (116) angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektrische Potential (P2) zwischen dem ersten elektrischen Potential (P1) und dem dritten elektrischen Potential (P3) liegt, um gleichzeitig ein Tonerbild des latenten Bildes auf dem Zwischenübertragungsglied (116) zu entwickeln und zu übertragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ladungstragende Oberfläche (112) des Photorezeptors einen konvexen Weg in der Verarbeitungsberührungsstelle (120) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Verarbeitungsberührungsstelle (120) das Zwischenübertragungsglied (116) von der ladungstragenden Oberfläche (112) um einen Abstand von 15 bis 50 Mikrometer beabstandet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zufuhreinrichtung zum Einleiten geladenen flüssigen Toners in die Verarbeitungsberührungsstelle (120) eine Einrichtung zum Auftragen einer gleichmäßigen Beschichtung aus geladenem flüssigen Toner auf einen Abschnitt der Oberfläche des Zwischenübertragungsgliedes (116) an einer Stelle stromaufwärts von der Verarbeitungsberührungsstelle relativ zur Bewegung des Zwischenübertragungsgliedes (116) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der geladene flüssige Toner, der in der Verarbeitungsberührungsstelle eingeklemmt ist, in dem elektrischen Feld in Bildbereichen des latenten Bildes eine Tonerfeststoffschicht auf dem Zwischenübertragungsglied und eine Trägerflüssigkeitsschicht in denselben Bildbereichen auf der ladungstragenden Oberfläche bildet, oder wobei der geladene flüssige Toner, der in der Verarbeitungsberührungsstelle eingeklemmt ist, im elektrischen Feld in Hintergrundbereichen des latenten Bildes eine Tonerfeststoffschicht auf der ladungstragenden Oberfläche und eine Trägerflüssigkeitsschicht in denselben Hintergrundbereichen auf dem Zwischenübertragungsglied bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens einer des Photorezeptors und des Zwischenübertragungsgliedes (116) flexibel ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der flüssige Toner eine Trägerflüssigkeit und einen Tonerfeststoffgehalt von 2% - 25 Vol.% umfasst.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der flüssige Toner, der in der Verarbeitungsberührungsstelle (120) eingeklemmt ist, im elektrischen Feld unterteilte Abschnitte umfasst, wobei jeder Abschnitt der unterteilten Abschnitte eine erste Schicht aus Tonerfeststoffen und eine getrennte zweite Schicht aus Trägerflüssigkeit umfasst.

9. Mehrfarb-Flüssigkeitsdruckvorrichtung, die eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei mehrere bewegliche lichtempfängliche Glieder (204, 206, 208, 210) längs eines Bewegungsweges des Zwischenübertragungsgliedes (202) angebracht sind, die mehrere Verarbeitungsberührungsstellen jeweils zwischen dem Zwischenübertragungsglied und jedem beweglichen Photorezeptor bilden, und eine Zufuhreinrichtung zum Einleiten geladenen flüssigen Toners einer anderen Farbe in jede Verarbeitungsberührungsstelle der mehreren Verarbeitungsberührungsstellen, um gleichzeitig in jeder Verarbeitungsberührungsstelle ein Tonerbild von Bildbereichen des latenten Bildes auf dem Zwischenübertragungsglied und ein Tonermuster von Hintergrundbereichen des latenten Bildes auf jedem lichtempfänglichen Glied zu entwickeln und zu übertragen.

10. Verfahren zur gleichzeitigen Entwicklung und Übertragung eines flüssigen Tonerbildes, das umfasst: Bewegen eines lichtempfänglichen Gliedes (110), das eine ladungstragende Oberfläche (112) aufweist, die ein erstes elektrisches Potential (P1) aufweist, Aufbringen einer gleichmäßigen Ladungsschicht, die ein drittes elektrisches Potential (P3) aufweist, auf die ladungstragende Oberfläche (112),und bildweises Ableiten von Ladung von ausgewählten Abschnitten auf der ladungstragenden Oberfläche (112), um elektrostatisch ein latentes Bild zu bilden, so dass die Abschnitte mit abgeleiteter Ladung der ladungstragenden Oberfläche (112) das erste elektrische Potential der ladungstragenden Oberfläche (112) aufweisen; Bewegen eines Zwischenübertragungsgliedes (116), das auf ein zweites elektrisches Potential (P2) vorgespannt ist, in eine Berührungsstelle, die eine Beziehung mit dem sich bewegenden Abbildungsglied bildet, um eine Verarbeitungsberührungsstelle zu bilden, Einleiten eines geladenen flüssigen Toners, der ein viertes elektrisches Potential aufweist, in die Verarbeitungsberührungsstelle (120), dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektrische Potential (P2) zwischen den ersten und dritten elektrischen Potentialen (P2, P3) liegt, so dass flüssiger Toner, der in der Berührungsstelle (120) eingeklemmt ist gleichzeitig Bildabschnitte des latenten Bildes auf dem Zwischenübertragungsglied (116) und Hintergrundabschnitte des latenten Bildes auf der ladungstragenden Oberfläche (112) des Photorezeptors (110) entwickelt