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Feld der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich allgemein
auf ein elektrostatografisches Druckgerät und betrifft im Besonderen
ein mehrfarbiges Bild-auf-Bild-Druckgerät, in dem einzelne Bilderzeugungs-
und Entwicklervorspannungen als eine Funktion restlicher oder ungleichmäßiger Hintergrundspannungspotentiale
auf einem Bilderzeugungselement ausgewählt und systematisch eingestellt
werden, um deren Entwicklung in den anschließenden Bildentwicklungsschritten
zu vermeiden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Um mehrfarbige Ausgabebilder zu erzeugen, verwenden
elektrostatografische Druckgeräte
gewöhnlich
ein so genanntes subtraktives Farbmischen, bei dem Mehrfarbbilder
aus drei Farben erzeugt werden, nämlich Cyan, Magenta und Gelb,
die komplementär
zu den drei Primärfarben
sind, bei denen Licht stufenweise von weißem Licht subtrahiert wird.
Im Falle von elektrostatografischen Druckgeräten können verschiedene Verfahren
angewendet werden, um in einem vollständigen Prozess ein Farbbild
zu erzeugen, bei dem Cyan-, Magenta- und Gelbtonerbilder eingesetzt
werden.
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Ein exemplarisches Verfahren zur
Herstellung mehrfarbiger Bilder, das für die vorliegende Erfindung
von besonderem Interesse ist, ist bekannt als der Prozess Aufladen-Belichten-Entwickeln
(Recharge, Expose and Development – REaD) mit: Bild-auf-Bild-Technik (Image-on-Image – IOI).
Dieser Ablauf enthält
das Aufbringen verschiedener Farbtonerschichten, die in gegenseitiger
Passgenauigkeit übereinander
gelegt werden, auf einer fotoleitfähigen Oberfläche (oder
anderen Aufzeichnungsmedien), um ein mehrschichtig zusammengesetztes,
mehrfarbiges Entwicklungsbild zu erzeugen. Bei diesem Verfahren
wird ein zuerst latentes Bild, das der subtraktiven Farbe eines
an einer ersten Entwicklungsstation vorhandenen Entwicklungsmaterials
entspricht, auf einem Aufzeichnungsmedium aufgenommen, und das Bild
ist entwickelt. Danach kann das Aufzeichnungsmedium mit dem ersten
darauf entstandenen Bild neu aufgeladen und wieder ten darauf entstandenen
Bild neu aufgeladen und wieder belichtet werden, um darauf ein latentes
Bild aufzunehmen, das einer anderen subtraktiven Primärfarbe entspricht,
und es kann nun wieder mit einem zweiten Entwicklermaterial einer
geeigneten Farbe entwickelt werden. Der Ablauf wird wiederholt,
bis alle die verschiedenen Schichten von Farbentwicklungsmaterial,
die in gegenseitiger Passgenauigkeit übereinander gelegt werden,
auf dem Aufzeichnungsmedium aufgebracht sind. Das mehrschichtig
zusammengesetzte Bild kann dann von der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums
auf ein Druckblatt oder ein anderes Trägermaterial übertragen
und darauf fixiert werden, um ein mehrfarbiges Ausgabebild zu liefern. Abweichungen
von diesem Erzeugen und Entwickeln eines ersten latenten Bildes
und dem nachfolgenden Erzeugen und Entwickeln weiterer Bilder über dem ersten
entwickelten Bild, um eine Vielzahl von entwickelten Bildern übereinander
zu legen, sind in der Technik wohl bekannt und können durch den Gebrauch der
vorliegenden Erfindung Nutzen ziehen. Zum Beispiel kann der REaD-Prozess
für ionografische
Abläufe
durch Ausführen
eines Bilderzeugungs- und Entwicklungsvorgangs abgeändert werden,
da ein gleichmäßiges Laden
oder wieder Laden des Aufzeichnungsmediums nicht erforderlich ist,
sondern vielmehr sprüht
in einem ionografischen Prozess die Bilderzeugung über einen
ionografischen Schreibkopf Ionen in eine Bildstruktur auf dem Aufzeichnungsmedium.
Eine kommerzielle Ausführungsform eines
solchen Systems wird in den Geräten
der Serie 8900 von Xerox Corporation zur Verfügung gestellt.
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Wenn z. B. der typische elektrostatografische
Druckprozess benutzt wird, kann der hier beschriebene REaD-Farb-Ablauf über einen
von zwei Architekturen ausgeführt
werden: eine Architektur mit einem einzigen Durchlauf und einer
einzigen Übertragung,
worin mehrere Bilderzeugungsstationen, von denen jede ein Aufladeeinheit,
eine Bildlerzeugungseinrichtung und eine Entwicklungseinheit umfasst,
um ein einziges fotoleitfähiges
Band oder eine Trommel herum angeordnet sind; oder eine Architektur
mit mehreren Durchläufen
und einer einzigen Übertragung,
in der eine einzige Bilderzeugungsstation die Aufladeeinheit, eine
Bilderzeugungseinrichtung und mehrere Entwicklungseinheiten umfasst, die
um ein fotoleitfähiges
Band oder eine Trommel angeordnet sind. Wie die Namen schon andeuten,
erfordert die Architektur mit dem einzigen Durchlauf einen einzigen
Umlauf des fotoleitfähigen
Bands oder der Trommel, um ein Farbbild zu erzeugen, während die
Architektur mit mehreren Durchgängen
mehrere Umläufe
des fotoleitfähigen
Bands oder der Trommel benötigt,
um einen Farbdruck oder eine Farbkopie zu erzeugen. Verschiedene
andere Prozesse und Systeme sind erfolgreich umgesetzt worden, wobei
jeder Farbauszug nacheinander so als Bild erzeugt und entwickelt
wird, dass jede Entwicklungsstation (mit Ausnahme der ersten) Entwicklungsmaterial
auf einem latenten elektrostatografischen Bild in Bereichen auflegen
muss, wo ein vorhergehendes latentes Bild schon entwickelt worden
ist.
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Ein signifikantes Problem, das in
Systemen aufgetaucht ist, bei denen sequentielle Entwicklung zur
Herstellung eines Mehrfarbbilds über
vorher entwickelten Bildern vorkommt, ist es, dass die Oberflächenladung
eines latenten Bilds während
eines entsprechenden Entwicklungszyklus nicht vollständig durch
die darauf aufgebrachten Tonerpartikel neutralisiert werden kann.
Wenn bei der CAD-Ionografie während
eines Entwicklungszyklus das elektrostatische Bild eines Farbauszugs
nicht vollständig
durch Tonerteilchen entladen wird, kann dieses elektrostatische
Bild bei einem nachfolgenden Entwicklungszyklus Toner einer anderen
Farbe anziehen. Ähnlich kann
in einem REaD-Prozess während
des Ablaufschrittes, wo ein Fotoleiter wieder aufgeladen wird, um
dessen Oberfläche
für einen
nachfolgenden Bilderzeugungsprozess vorzubereiten, der Aufladevorgang
wegen der Anwesenheit von zuvor entwickelten Bildern ein ungleichmäßiges Ladungspotential
auf dem Fotorezeptor erzeugen. Dieses ungleichmäßige Ladungspotential führt zu einem
ungleichmäßigen Hintergrundpotential,
das während
eines nachfolgenden Entwicklungsschritts entwickelt werden wird. Ähnlich können auch
Belichtungs- und/oder Bilderzeugungsschritte eine ungleichmäßige Entladung des
Aufzeichnungsmediums zur Folge haben, was ungleichmäßige Hintergrundladungspotentiale
erzeugt, die während
nachfolgender Entwicklungsschritte unerwünschter oder irrtümlicher
Weise entwickelt werden können.
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Folglich können in elektrostatografischen Bild-auf-Bild-Druckprozessen
verschiedene Umstände
auftreten, bei denen Restspannungspotentiale nach einem vorangegangenen
Entwicklungsschritt auf dem Aufzeichnungsmedium verbleiben können, oder
es können
ungleichmäßige Hintergrundpotentiale
erzeugt werden, die wiederum in einem nachfolgenden Entwicklungsschritt
durch eine andere Farbe entwickelt werden. Dieses Phänomen ist
bekannt als Überbeschichten
(overplating) oder Bild strapazieren (image staining), wobei eine
zweite Prozessfarbe irrtümlich
nicht Bild erzeugende Bereiche in Abschnitten entwickelt, die während dieses
Prozessschritts nicht hätten
entwickelt werden sollen. Für
zusätzliche Erklärungen des
Problems siehe R. M. Schaffert, Elektrophotography (London: Focal
Press, 1975) auf den Seiten 184–186.
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Viele Anordnungen sind weiterentwickelt worden,
um das Problem des Überbeschichtens
zu überwinden.
Zum Beispiel im US-Patent Nr. 4.701.387 für Alexandrovich et al., wird
das Problem der Restbildentwicklung besprochen, wo ein Lösungsvorschlag
zum Spülen
der entwickelten Oberfläche
mit einer polaren Flüssigkeit
nach jedem Entwicklungsschritt beschrieben wird. Es wird vorgeschlagen,
dass die Anwendung einer polaren Spülflüssigkeit restliche Gegenionen,
die von den in den Flüssigentwicklern
enthaltenen Ladungssteuerungsmittel und Stabilisatoren herrühren, neutralisiert
und solvatisiert. Während
das Verfahren von Alexandrovich et alt. das obige Problem wirksam
verringert, ist ein mehrfacher Waschvorgang zeitaufwendig und daher
vielleicht unannehmbar.
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Andere Anordnungen sind in der Technik
mit dem Zweck vorgeschlagen worden, eine Rückkehr der vorher auf einem
latenten Bild aufgebrachten Tonerpartikel zu der Entwicklungsvorrichtung
zu verhindern. In diesem Bereich schlägt z. B. US-A-4.629.669 ein
Mehrfarbdrucksystem vor, in dem bei der Ausführung späterer Schritte wachsende Vorspannungen an
den Entwicklungsvorrichtungen verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung befasst
sich mit einer Vorrichtung und einem Prozess zum Beseitigen des Überbeschichtens
und Strapazierens, durch die Steuerung elektrischer Vorspannungen,
die in den Schritten der Bilderzeugung und/oder -entwicklung eines
typischen elektrostatografischen Druckprozesses angewendet werden,
um das Problem des Überbeschichtens
zu verhindern. So wird nach der vorliegenden Erfindung eine Anordnung
zum selektiven Steuern der Vorspannungen offen gelegt, die bei jedem
einzelnen Bildentwicklungssystem, das in einem übergeordneten Mehrfarbdrucksystem
vorhanden ist, als eine Funktion solcher Eigenschaften angewendet
wird, wie die Hintergrund- und Restspannung, die mit einem Restbild
auf einem Aufzeichnungsmedium verbunden ist, so dass die Vorspannung
zur Bilderzeugung und Entwicklung einer gegebenen Farbe abhängig ist
von der Leistung der vorangegangenen Schritte der Farbentwicklung und/oder
des wieder Aufladens und/oder der Bilderzeugung.
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Übersicht
der Erfindung
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Nach einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein elektrostatografisches Druckgerät zur Herstellung
eines mehrfarbigen Ausgabebilds aus einem Eingabebildsignal zur
Verfügung
gestellt, das umfasst:
ein Aufzeichnungsmedium, das so eingerichtet
ist, dass eine Vielzahl latenter elektrostatischer Bilder darauf
aufgezeichnet wird, die durch Bild-Ladungspotenzialbereiche und
Hintergrund-Ladungspotenzialbereiche gebildet werden;
eine
erste Bilderzeugungseinrichtung, die ein erstes elektrostatisches
latentes Bild auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt, das einem ersten Farbauszug
des Eingabebildsignals entspricht;
eine erste Entwicklungsvorrichtung,
die das erste elektrostatische latente Bild auf dem Aufzeichnungsmedium
entwickelt, indem sie geladenes Entwicklungsmaterial auf das elektrostatische
erste latente Bild aufbringt, um ein erstes entwickeltes Bild darauf herzustellen;
eine
zweite Bilderzeugungseinrichtung, die ein zweites elektrostatisches
latentes Bild auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt, das einem zweiten Farbauszug
des Eingabebildes entspricht, wobei das zweite elektrostatische
latente Bild über
das erste entwickelte Bild auf dem Aufzeichnungsmedium gelegt wird;
eine
zweite Entwicklungsvorrichtung, die das zweite elektrostatische
latente Bild auf dem Aufzeichnungsmedium entwickelt, indem sie geladenes
Entwicklungsmaterial auf das elektrostatische zweite latente Bild
aufbringt, um ein zweites entwickeltes Bild darauf herzustellen;
und
eine Einrichtung zum Einstellen der zweiten Entwicklungsvorrichtung
auf eine Spannung, die im Wesentlichen dem Ladungspotenzial in den
Hintergrundbereichen auf dem Aufzeichnungsmedium entspricht oder
größer ist
als diese, um im Wesentlichen eine Entwicklung derselben zu verhindern.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein elektrostatografisches Druckverfahren zur Herstellung
eines mehrfarbigen Ausgabebilds aus einem Eingabebildsignal zur
Verfügung gestellt,
das folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Aufzeichnungsmediums,
das so eingerichtet ist, dass eine Vielzahl latenter elektrostatischer
Bilder darauf aufgezeichnet wird, die durch Bild-Ladungspotenzialbereiche und Hintergrund-Ladungspotenzialbereiche
gebildet werden;
Erzeugen eines ersten elektrostatischen latenten
Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium, das einem ersten Farbauszug
des Eingabe-Bildes entspricht;
Entwickeln des ersten elektrostatischen
latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium durch Aufbringen von
geladenem Entwicklungsmaterial auf das erste elektrostatische latente
Bild mittels einer ersten Entwicklungsvorrichtung, um ein erstes
entwickeltes Bild darauf herzustellen;
Erzeugen eines zweiten
elektrostatischen latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium, das
einem zweiten Farbauszug des Eingabe-Bildes entspricht, wobei das
zweite elektrostatische latente Bild über das erste entwickelte Bild
auf dem Aufzeichnungsmedium gelegt wird;
Entwickeln des zweiten
elektrostatischen latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium durch
Aufbringen von geladenem Entwicklungsmaterial auf das zweite elektrostatische
latente Bild mittels einer zweiten Entwicklungsvorrichtung, um ein
zweites entwickeltes Bild darauf herzustellen;
Einstellen der
zweiten Entwicklungsvorrichtung während der Schritte der Bilderzeugung
auf eine Spannung, die im Wesentlichen dem Ladungspotenzial in den
Hintergrundbereichen auf dem Aufzeichnungsmedium entspricht oder
größer ist
als diese, um im Wesentlichen eine Entwicklung derselben zu verhindern.
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1 ist
eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften, elektrostatografischen
Farbdrucksystems, das die elektrische Vorspannungsanordnung zum
Beseitigen des Überbeschichtens
oder Bild Strapazierens nach der vorliegenden Erfindung enthält; und
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2 ist
eine schematische Seitenansicht, eines beispielhaften, ionografischen
Drucksystems, das die elektrische Vorspannungsanordnung zur Beseitigung
des Üherbeschichtens
und des Bild Strapazierens nach der vorliegenden Erfindung enthält.
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Zum allgemeinen Verständnis der
Merkmale der vorliegenden Erfindung wird Bezug zu den Zeichnungen
genommen, in denen ähnliche
Bezugszeichen durchgängig
verwendet worden sind, um identische Elemente zu bezeichnen. 1 ist eine schematische
Seitenansicht, die ein beispielhaftes, elektrostatografisches Vollfarbdruckgerät veranschaulicht,
das die Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält. Insoweit die Technik des
elektrostatografischen Druckens wohl bekannt ist, werden die verschiedenen
Stationen des Verfahrens, die im Druckgerät von 1 verwendet werden, kurz beschrieben,
bevor die Erfindung im Detail erläutert wird. Aus der folgenden
Erläuterung
wird offensichtlich werden, dass die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung gleich gut für
den Einsatz in einer breiten Vielfalt von Druckgeräten geeignet
sein kann und in ihrer Anwendung nicht notwendiger Weise auf das
hier beschriebene, besondere elektrostatografische Gerät begrenzt
ist. Zum Beispiel ist schnell zu verstehen, dass das Verfahren und
die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in einem elektrostatografischen
Druckgerät
von Trockentonertyp, in einem elektrostatografischen Druckgerät vom Typ
Flüssigentwickler,
wie auch in einem trockenen oder flüssigen ionografischen Druckgerät Anwendung
finden kann. Dass die vorliegende Erfindung unten in Verbindung
mit einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wird, ist vielmehr so zu verstehen, dass die Beschreibung
der Erfindung nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese bevorzugte
Ausführungsform
zu begrenzen. Im Gegenteil wird mit der Beschreibung beabsichtigt,
alle Alternativen, Modifikationen und Gleichwertigkeiten abzudecken,
wie sie dem Geist und Umfang nach der durch die beigefügten Ansprüche definierten
Erfindung enthalten sein können.
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In 1 ist
ein elektrostatografisches Mehrfarbdruckgerät gezeigt, das die Merkmale
der vorliegenden Erfindung enthält.
Das Druckgerät
verwendet ein fotoempfindliches Band 18, das eine mehrschichtige
Struktur umfasst, einschließlich
einer fotoleitfähigen
Oberfläche,
die auf einem elektrisch geerdeten, leitenden Trägermaterial aufgebracht ist,
wobei die fotoleitfähige
Oberfläche
bevorzugt aus einer Selenlegierung und das leitende Trägermaterial
bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Das fotoempfindliche
Band 18 wird entlang eines krummlinigen Pfads gedreht, der durch
die Walzen 12 und 14 bestimmt wird, die aufeinander
folgende Abschnitte des Bands fortschreitend durch die verschiedenen Stationen
des Verfahrens voranbewegen, die um den Bandbewegungspfad herum
angeordnet sind. Die Walze 12 als solche wird bevorzugt
durch ein geeignetes Motor- und Antriebssystem (nicht gezeigt) in Richtung
von Pfeil 13 drehend angetrieben, wobei sich Walze 14 ähnlich in
die Richtung von Pfeil 13 dreht, wodurch das Band 18 in
Richtung von Pfeil 16 bewegt wird.
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Anfänglich durchläuft das
Band 18 eine Ladestation, wo eine Corona-Aufladevorrichtung 20 auf die
fotoleitfähige
Oberfläche
des Bands 18 ein elektrisches Ladungspotential anlegt,
indem darauf es ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichmäßiges Potential
platziert.
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Nachdem die im wesentlichen gleichmäßige Ladung
auf der fotoempfindlichen Oberfläche
des Bandes 18 aufgebracht ist, schreitet das elektrostatografische
Druckverfahren durch die Bilderzeugung von einem Eingabedokument
(oder durch Lieferung eines vom Computer erzeugten Bildbelichtungssignals)
voran, indem die fotoleitfähige
Oberfläche
innerhalb der Gestalt des Bildes im Einklang mit dem zu erzeugenden
Bild entladen wird. In diesem Prozessschritt wird die auf dem Fotorezeptor
zuvor aufgebrachte Ladung ausgewählt
entladen, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen, das
dem gewünschten
Ausgabebild entspricht. Dieses Bilderzeugungsverfahren kann durch
die verschiedenen Techniken ausgeführt werden. Am üblichsten
wird es entweder durch Projizieren eines gespiegelten Lichtbildes
auf den Fotorezeptor ausgeführt,
um dort Bereiche ohne Bild zu entladen, oder indem der Fotorezeptor
selektiv einer Lichtquelle im Einklang mit einem vom Computer erzeugten
Modulationssignal ausgesetzt wird.
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Beim mehrfarbigen Drucken oder Kopieren enthält der Bilderzeugungsprozess
das Trennen der Bilderzeugungsinformation nach den drei Primärfarben,
um eine Reihe von subtraktiven Bilderzeugungssignalen bereitzustellen,
wobei jedes der getrennten Bilderzeugungssignale proportional zur
Intensität
des einfallenden Lichts von jeder der Primärfarben ist. Diese Bilderzeugungssignale
werden dann zu einer Reihe von einzelnen Bilderzeugungselementen 22, 32, 42 und 52 übermittelt,
die einen Rasterausgabescanner (ROS) oder eine LED-Gruppierung zur
Erzeugung komplementärer,
nach Farbe getrennten, latenten Bildern auf dem geladenen fotoempfindlichen
Band 18 enthalten können.
Typischer Weise schreibt jedes Bilderzeugungselement 22, 32, 42 und 52 die
latente Bildinformation Pixel um Pixel.
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In dem beispielhaften elektrostatografischen System
von 1 wird jedes der
nach Farbe getrennten elektrostatischen, latenten Bilder auf dem fotoempfindlichen
Band 18 über
eine Entwicklungsvorrichtung mit einer Spenderrolle 24, 34, 44 und 54 in
Reihe entwickelt. Jede Entwicklungsvorrichtung bringt ein unterschiedliches
Farbentwicklungsmaterial so mit dem latenten elektrostatischen Bild
auf der Fotorezeptorfläche
in Kontakt, dass das latente Bild mit pigmentierten Tonerteilchen
entwickelt wird, um ein sichtbares Bild herzustellen. Zum Beispiel
befördert
Entwicklungsvorrichtung 24 cyanfarbiges Entwicklermaterial,
Entwicklungsvorrichtung 34 magentafarbiges Entwicklermaterial,
Entwicklungsvorrichtung 44 gelbfarbiges Entwicklermaterial
und Entwicklungsvorrichtung 54 schwarzes Entwicklermaterial. Jedes
unterschiedliche farbige Entwicklermaterial enthält pigmentierte Tonerteilchen,
wobei die Tonerteilchen in einer entgegen gesetzten Polarität zu dem latenten
Bild auf der Oberfläche
des fotoleitfähigen Bands 18 geladen
sind, so dass die Tonerpartikel von dem latentern elektrostatischen
Bild angezogen werden, um darauf ein sichtbar entwickeltes Bild
zu erzeugen.
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In einer typischen Entwicklungsvorrichtung mit
Spenderwalze wird eine Spenderwalze 25, 35, 45 oder 55 mit
einer Schicht von passend gefärbtem
Tonermaterial beschichtet und gedreht, um den Toner auf die Oberfläche des
Bands 18 zu befördern,
wo sich auf der Oberfläche
des Bandes 18 das latente Bild befindet. Die Entwicklerspenderwalze
ist typischer Weise elektrisch auf einen geeigneten Wert und eine
Polarität
vorgespannt, um die Anziehung der Tonerteilchen durch das latente
Bild zu verstärken
und um die Übertragung
der Tonerpartikel auf Bereiche ohne Bild zu verhindern. Jede der
Entwicklereinheiten 24, 34, 44 und 54 sind
im Wesentlichen miteinander identisch und stellen nur eine von verschiedenen
bekannten Vorrichtungen dar, die zur Versorgung der leitfähigen Oberfläche oder
eines anderen Typs von Aufzeichnungsmedium mit Entwicklermaterial
benutzt werden können.
Außerdem
ist zu erkennen, dass die vorliegende Beschreibung auf eine allgemeine
Beschreibung eines mehrfarbigen Drucksystems gerichtet ist, in dem
die vorliegende Erfindung enthalten sein kann. Es ist auch zu erkennen,
dass die hierin beschriebenen Entwicklungssysteme zusätzliche
Untersysteme enthalten können, wie
z. B. ein Bildaufbereitungssystem, das gewöhnlich dem US-Patent Nr. 5.570.173
zugeordnet und darin beschrieben ist, neben zahlreichen zusätzlichen
Untersystemen, die in Kennern der Technik verfügbaren verschiedenen Patenten
und Veröffentlichungen
beschrieben sind.
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In einer beispielhaften Ausführungsform
wird das erste latente elektrostatische Farbauszugsbild an der Entwicklungsstation 24 unter
Verwendung von cyanfarbigem Entwicklermaterial entwickelt. Danach bewegt
sich das Fotorezeptorband 18 weiter in die Richtung von
Pfeil 16 zu einer optionalen Dosierstation 28,
die zur Verringerung der Dicke des entwickelten Bildes auf der Oberfläche des
Fotorezeptors vorgesehen sein kann. Das entwickelte Bild wird dann zu
einer nachgeschalteten Ladestation vorgerückt, wo eine Corona-Aufladevorrichtung 30 den
Fotoleiter mit dem entwickelten Bild darauf wieder auf ein im Wesentlichen
gleichmäßiges Ladungspotential
auflädt.
Danach zerstreut das Bilderzeugungselement 32 selektiv
die von dem Corotron 30 aufgebrachte Ladung, um ein zweites
latentes elektrostatisches Farbauszugsbild aufzunehmen, entsprechend
den Bereichen, die mit einem Magentaentwicklermaterial zu entwickeln
sind. Dieses latente elektrostatische Farbauszugsbild kann vollständig oder
teilweise über das
zuvor auf der fotoleitfähigen
Oberfläche
des Bands 18 entwickelte Cyanbild gelegt werden. Dieses
latente elektrostatische Bild wird nun zu der nächst folgenden Entwicklungsvorrichtung 34 vorgerückt, welche
Magentatoner darauf aufbringt.
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Nachdem das latente elektrostatische
Bild mit Magentatoner entwickelt worden ist, bewegt sich die fotoleitfähige Oberfläche des
Bandes 18 weiter in die Richtung von Pfeil 16 zur
nächsten
Dosierstation 38 und weiter zur Corona-Aufladevorrichtung 40,
die wiederum die fotoleitfähige
Oberfläche
auf ein im Wesentlichen gleichmäßiges Potential
auflädt.
Danach entlädt
das Bilderzeugungselement 42 selektiv dieses neue Ladungspotential
auf der fotoleitfähigen Oberfläche, um
noch ein weiteres, latentes elektrostatisches Farbauszugsbild aufzunehmen,
das die zuvor mit Cyan oder Magenta entwickelten Bilder teilweise
oder vollständig
zur Entwicklung mit gelbem Toner überlagern kann. In dieser Art
und Weise wird ein gelbes Tonerbild auf der fotoleitfähigen Oberfläche des
Bands 18 in über
einander gelegter Passgenauigkeit zu den zuvor entwickelten Cyan-
und Magentabildern ausgebildet. Es ist verständlich, dass die Farbe der
Tonerpartikel an jeder Entwicklungsstation in einer Anordnung und
Abfolge vorgesehen werden kann, die von der hier beschriebenen verschieden
ist.
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Als nächstes rückt das Band 18 weiter zu der nächsten Dosierstation 48 und
weiter zur Wiederaufladestation 50 vor und entsprechend
ROS 52, um diejenigen Abschnitte von Band 18, die mit schwarzem
Toner zu entwickeln sind, selektiv zu entladen. In einer Ausführungsform
wird bei diesem letzten schwarzen Entwicklungsschritt das entwickelte
Bild nur an jenen Abschnitten der fotoleitfähigen Oberfläche angeordnet,
die dazu eingerichtet ist, auf der gedruckten Seite schwarz zu erzeugen,
und wird durch einen Prozess, der als Entfernung der unter Schwarz liegenden
Farben bekannt ist, nicht über
die zuvor entwickelten Cyan-, Magenta- und Gelbbilder gelegt.
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Das letztlich zusammengesetzte, mehrfarbige
Entwicklungsbild bewegt sich zu einer Übertragungsstation vor, wo
ein Blatt Trägermaterial 100, wie
Papier oder ein ähnliches
Drucksubstrat, von einem Stapel 102 durch eine Zuführwalze 104 vorgeschoben
wird. Das Blatt bewegt sich durch eine Rutsche 106 und
wird zu der Übertragungsstation
geleitet, wo eine Corona-Aufladevorrichtung 108 auf die Rückseite
des Papiers 100 Ionen sprüht, um das zusammengesetzte,
mehrfarbige Entwicklungsbild von dem Band 18 auf das Blatt des Trägermaterials 100 anzuziehen.
Wenngleich ein elektrostatischer Übertragungsprozess beschrieben
worden ist, ist zu erkennen, dass verschiedene andere Übertragungsverfahren
einschließlich
mechanischer und wärmegestützte Verfahren
in der Technik bekannt sind, die zur Durchführung der Übertragung in der hier beschriebenen
Vorrichtung benutzt werden können. Während die
direkte Übertragung
des zusammengesetzten mehrfarbigen Entwicklungsbilds auf ein Papierblatt
beschrieben worden ist, werden es darüber hinaus Kenner der Technik
schätzten,
dass das Entwicklungsbild auf ein Zwischenglied wie ein Band oder
eine Trommel übertragen
werden kann, und dann folgerichtig, wie in der Technik wohl bekannt
ist, auf das Blatt Papier übertragen
und fixiert wird. Nach der Übertragung
bewegt ein Förderband 110 das Druckblatt
in die Richtung von Pfeil 112 zu einer Trocknungs- oder
Fixierstation. Die Fixierstation enthält eine Heizwalze 114 und
eine Gegen- oder Anpresswalze 116, die federnd miteinander in Eingriff gebracht
werden, um einen Spalt auszubilden, durch den das Blatt Papier durchläuft. Die
Fixierstation bewirkt das Fixieren der Tonerpartikel auf dem Blatt
des Drucksubstrates, so dass das Mehrfarbbild mikrochemisch darauf
gebunden wird. Nach dem Fixieren wird das fertige Blatt schließlich auf
ein Fördermittel 118 vorgeschoben,
das das Blatt zu einer Rutsche 120 transportiert und es
zur Entnahme durch den Gerätebediener
in den Auffangkorb 122 leitet.
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Im Allgemeinen neigt restliches Entwicklermaterial,
nachdem das entwickelte Bild vom Band 18 übertragen
wurde, dazu in unerwünschter
Weise auf dessen Oberfläche
zu verbleiben. Um diesen Resttoner von der Oberfläche des
Bands 18 zu entfernen, wird eine Reinigungswalze 60,
die typischer Weise aus einem geeigneten synthetischen Harz hergestellt wird,
in einer zu der Bewegungsrichtung des Bands 18 entgegen
gesetzten Richtung angetrieben, um mit dessen Oberfläche in Kontakt
zu kommen und sie zu reinigen. Es wird wohl zu verstehen sein, dass
es in der Technik eine Anzahl von Reinigungseinrichtungen für Fotorezeptoren
gibt, die alle für
eine Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind.
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Es wird zu erkennen sein, dass die
vorangehende Beschreibung sich auf einen Prozess zum Wiederaufladen,
Belichten und Entwickeln (REaD) richtet, zum systematischen Wiederholen
des Aufladens und Belichtens eines fotoleitfähigen Elementes, um darauf
latente Bilder aufzunehmen, wobei eine geladene fotoleitfähige Oberfläche nach
und nach belichtet wird, um darauf eine Reihe von latenten Bildern
aufzunehmen, entsprechend der subtraktiven Farbe von einer der Farben
der passend gefärbten Tonerpartikel
an der entsprechenden Entwicklungsstation, wobei die verschiedenen
Farbtonerschichten in übereinander
gelegter Passgenauigkeit auf die fotoleitfähige Oberfläche des Bands 18 aufgebracht werden.
Es ist zu bemerken, dass sowohl Entwicklungstechniken im entladenen
Bereich (DAD), wo entladene Bereiche entwickelt werden, als auch
Entwicklungstechniken im geladenen Bereich (CAD), wo die geladenen
Bereiche entwickelt werden, eingesetzt werden können, welche in der Technik
wohl bekannt sind.
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Es ist auch anzumerken, dass es analoge Prozesse
zum elektrostatografischen Herstellen von mehrfarbigen Ausgabedrucken
gibt. Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung ist der wohl bekannte
ionografische Typ des Druckprozesses von besonderem Interesse, wo
latente Bilder auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmedium aufgenommen
werden. Ein beispielhaftes Drucksystem dieses Typs, das zur Herstellung
mehrfarbiger Ausgabedrucke eingerichtet ist, wird schematisch in 2 gezeigt. Es wird bemerkt
werden, dass das System von 2 mit
zwei Ausnahmen sehr ähnlich
zu dem System von 1 ist.
Erstens ist das in 1 als
fotoleitfähiges
Band 18 eingebaute Aufzeichnungsmedium durch ein elektrisch
isolierendes oder widerstandsfähiges
dielektrisches Material ersetzt, das allgemein in 2 als Band 17 bezeichnet wird,
wo das dielektrische Material eine auf es abgelegte elektrische
Ladung beibehalten kann. Im Gegensatz zu dem fotoempfindlichen Aufzeichnungsmedium
von 1 besitzt das ionografische
Aufzeichnungsmedium typischer Weise, wenn überhaupt, dann nur vernachlässigbare
Fotoempfindlichkeit, was wiederum beträchtliche Vorteile liefert,
wie das Fehlen der Notwendigkeit für elektrofotografische Aufzeichnungsmedium
in einer lichtundurchlässigen
Umgebung zu halten und das charakteristisch niedrige Niveau der
Ladungsabnahme über die
Zeit, was zu einem im Wesentlichen konstanten Spannungsprofil auf
dem Aufzeichnungsmedium über
einen ausgedehnten Zeitraum führt.
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Ein zweiter Unterschied des ionografischen Typs
der elektrostatografischen Drucksysteme ist im Bilderzeugungssystem
zu finden, wo das latente Bild auf dem Aufzeichnungsmedium 17 erzeugt
wird. Im Gegensatz zu dem fotoempfindlichen Aufladen und dem nachfolgenden
selektiven Entladen des fotoleitfähigen Aufzeichnungsmediums,
das im Hinblick auf das System in 1 beschrieben
wurde, werden die latenten Bilder in ionografischen Systemen ausgebildet,
indem Ladung direkt in der Bildstruktur auf das dielektrische Aufzeichnungsmedium
aufgebracht wird. In einer einfachen Form der ionografischen Bilderzeugung
werden eine lineare Gruppierung von Ionen aussendenden Vorrichtungen
oder Ionenköpfe benutzt,
um eine Oberflächenladungsdichte
auf der Oberfläche
des dielektrischen Aufzeichnungsmediums anzubringen, um ein latentes
elektrostatisches Bild darauf zu erzeugen. Verschiedene alternative Bilderzeugungsvorrichtungen
sind in der Technik bekannt, wie etwa ein Schreibkopf mit einer
oder mehreren ausgerichteten Reihen von Schreibspitzenelektroden,
die in einem dielektrischen Halteelement gegenüber von und in Ausrichtung
mit einer ausgerichteten Reihe von Gegenelektroden gehalten werden, wie
z. B.
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in den US-Patenten Nr. 4.042.939
und 4.315.270 offen gelegt. Es wird für Kenner der Technik offensichtlich
sein, dass auch andere Elektrodenanordnungen zum Aufnehmen eines
latenten Bildes auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmedium in den
ionografischen Typ eines elektrostatografischen Drucksystems von 2 eingebaut werden können.
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Folglich enthält der ionografische Typ des elektrostatografischen
Drucksystems von 2,
wie im REaD-Prozess (Wiederaufladen, Belichten und Entwickeln) im
Hinblick auf 1 beschrieben,
einen Schritt, in dem an einer Bilderzeugungsstation mit einem Aufzeichnungskopf 23, 33, 43 und 53 auf
einem Aufzeichnungsmedium ein latentes elektrostatisches Bild ausgebildet
wird. Eine Version des Aufzeichnungskopfs umfasst eine Vielzahl
von Aufzeichnungs- oder Schreibelektroden, die physikalisch angeordnet
sind, um die dielektrische Oberfläche des Aufzeichnungsmediums
elektrisch zu adressieren, wenn sich das Medium entlang des Bildaufzeichnungskopfs
bewegt. Eine ausgerichtete Reihe von Gegenelektroden ist auch gegenüber diesen
Schreibelektroden vorgesehen, die dazwischen einen Druckspalt ausbilden,
wobei eine elektrostatische Ladung auf dem dielektrischen Abschnitt
des Aufzeichnungsmediums aufgebracht wird, wenn die Potentialdifferenz
zwischen den adressierten Schreibelektroden und den ihnen gegenüber liegenden
Gegenelektroden auf einen Schwellenwert gehoben wird, der auch als „Passion
Breakdown Point" bezeichnet
wird und in der Größenordnung
von mehreren Hundert Volt liegen kann. Die zeitliche Abfolge der
Energiezuführung
der Elektroden sorgt für
eine selektive elektrische Aufladung des dielektrischen Aufzeichnungsmediums
in der Bildstruktur, um das gewünschte
latente Bild auszubilden, während
das Aufzeichnungsmedium an dem Bilderzeugungskopf vorbei bewegt wird.
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Sobald das latente Bild auf dem dielektrischen
Aufzeichnungsmedium 17 ausgebildet ist, können die
Schritte zur Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes in
ein sichtbares Bild identisch oder zumindest ähnlich zu dem mit Hinblick
auf 1 beschriebenen
Entwicklungsprozess sein. Ähnlich
können
die Bildübertragung
und -fixierung unter Verwendung der hier zuvor beschriebenen Prozesse
stattfinden. Es wird für
die Kenner der Technik offensichtlich sein, dass jedes der verschiedenen Systeme
und Verfahren zur Ausführung
jeden Schrittes des hier beschriebenen elektrostatografischen Drucksystems
des ionografischen Typs in der Technik bekannt ist und benutzt werden
kann.
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Wie zuvor bemerkt ergeben sich in
Systemen, in denen sequenzielle Entwicklungsschritte über zuvor
entwickelte Bilder durchgeführt
werden, um ein Mehrfarbbild herzustellen signifikante Probleme,
wenn entwickelbare Ladungspotentiale wegen unvollständiger Zerstreuung
der Bildladung erzeugt werden und/oder wegen der Erzeugung von nicht gleichmäßigen Hintergrundpotentialen
aufgrund der Anwesenheit eines entwickelten Bildes, das zur Erhöhung des
Hintergrundpotentials neigt. Diese Potentiale können während nachfolgender Schritte
Tonerteilchen anziehen, was zu einem Phänomen führt, das typischer Weise als „Überbeschichten
(overplating)" oder „Strapazieren
(staining)" bezeichnet
wird. Es ist zu verstehen, dass dieses Problem durch ungleichmäßige Hintergrundspannungspatentiale
auf dem Aufzeichnungsmedium nach einem Entwicklungs- und/oder Wiederaufladungs- und/oder Bilderzeugungszyklus
verursacht wird, die wiederum durch eine andere Farbe in einem nachfolgenden
Entwicklungsschritt entwickelt werden können.
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Die vorliegende Erfindung betrachtet
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Überbeschichten
oder Strapazieren, durch systematisches Auswählen von Entwicklungsvorspannungen für jeden
nachfolgenden Entwicklungszyklus in einer Weise, die die zum Überbeschichten
führenden
Umstände
tendenziell beseitigt. Folglich wird nach der vorliegenden Erfindung
eine Anordnung offen gelegt, die jedem einzelnen, im übergeordneten
Mehrfarbdrucksystem vorhandenen Entwicklungssystem Vorspannungen
so zur Verfügung
stellt, dass die Entwicklungsvorspannung einer gegebenen Farbe von der
Leistung der vorhergehenden Farbentwicklungs- und/oder Wiederaufladungs-
und/oder Bilderzeugungsschritten abhängt.
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In seiner einfachsten Form richtet
sich das Konzept der vorliegenden Erfindung auf die Anlegung einer
vorherbestimmten Vorspannung an jedes Entwicklergehäuse, um
die Entwicklung in den Hintergrundbereichen auf einem Aufzeichnungsmedium zu
steuern. Folglich wird die Vorspannung der Entwicklerwalze auf eine
Spannung eingestellt, die im Wesentlichen gleich oder größer als
das Spannungspotential im Hintergrundbereich ist. Diese Vorspannungstechnik
verhindert im Wesentlichen die Entwicklung der Hintergrundbereiche,
welche einige vorangegangene Bildbereiche einschließen können, durch
die aktuelle Entwicklungsstation.
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Die Veränderung der Entwicklung wegen
der Änderung
der Entwicklungsvorspannung kann durch eine Anzahl von Wegen ausgeglichen
werden. Eine alternative und mehr verfeinerte Ausführungsform des
Konzepts der vorliegenden Erfindung schließt z. B. eine zusätzliche, ähnliche
systematische Veränderung
der Vorspannung der Bildwiederaufladung für jeden Verfahrensschritt zur
latenten Bilderzeugung in dem mehrfarbigen Bilderzeugungsprozess
ein. Insbesondere das Spannungspotential des latenten Bildes, das
für jedes
gegebene Farbbild auf dem Aufzeichnungselement erzeugt wird, wird
in Abhängigkeit
von der Entwicklungsvorspannung der vorangegangenen Farbe ausgewählt. In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden sowohl die Bildvorspannung als auch die Entwicklungsvorspannungen
im Einklang mit den Entwicklungsparametern der vorhergehenden Farbe
in dem Mehrfarbprozess gesteuert, um praktisch das Problem der Restbildüberschichtung
zu beseitigen, wobei die zweckmäßige Entwicklung
der Bildbereiche beibehalten wird.
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Das Konzept der vorliegenden Erfindung wird
nun bezüglich
beispielhafter Vorspannungen beschrieben, die an jeder Bilderzeugungs-
und Entwicklerstation angelegt werden. Es ist verständlich,
dass in einem grundlegenden Entwicklungsuntersystem die Tonerteilchen
im Entwicklungsmaterial der Grundregel gehorchen, dass die Kraft
auf die Tonerteilchen gleich dem Produkt aus der Ladung und dem elektrischen
Feld ist, so dass Tonerpartikel nur von dem Aufzeichnungsmedium
angezogen werden, wenn die auf die Partikel wirkenden elektrostatischen Kräfte größer Null
sind. In einem typischen elektrostatografischen Drucksystem wird
an ein Entwicklersystem (wie schematisch in 1 und 2 dargestellt) eine
Vorspannung so angelegt, dass an dem Aufzeichnungsmedium ein größeres Potential
erforderlich ist, um den Toner vom Entwicklergehäuse anzuziehen. Diese Praxis
wird benutzt, um die Tonermenge, die sich in bildlosen oder Hintergrundbereichen des
Aufzeichnungsmediums entwickelt, spürbar zu verringern. Folglich
wird eine Vorspannung gewöhnlich
an ein Entwicklungssystem angelegt, um die Entwicklung des Hintergrunds
zu steuern.
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Nach den obigen Erläuterungen
ist zu erkennen, dass in einem mehrfarbigen elektrostatografischen
System des hier gezeigten und beschriebenen Typs, die an die erste
Entwicklungsstation angelegte Vorspannung, die allgemein mit dem
Bezugszeichen 24 bezeichnet wird, nur zum Steuern der Hintergrund-
und Bildentwicklung vorgesehen ist,
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Nach der vorliegenden Erfindung wird
die dem nachfolgenden Entwicklungsuntersystem angelegte Vorspannung,
in diesem Fall Entwicklergehäuse 34,
jedoch selektiv gesteuert, um das Phänomen des Überschichtens und Strapazierens
zu verhindern. Da die Entwicklungsvorspannung des nachfolgenden
Entwicklergehäuses
erhöht
wird, um das Über beschichten
zu vermeiden, muss die Bildspannung des zugeordneten Bilds auch
um den im Wesentlichen selben Betrag erhöht werden, um den Entwicklungsprozess
des jeweiligen Farbbildes aufrecht zu erhalten. In Abwesenheit eines
Hintergrundpotentials auf einem Aufzeichnungselement kann z. B.
ein typische Bilderzeugungsspannung an der zweiten Bilderzeugungsstation 32 oder 33 in
der Nähe
von 100 Volt liegen, während
eine Vorspannung von 5 Volt an dem zugehörigen Entwicklergehäuse 34 zur Entwicklung
der zweiten Farbe angelegt sein kann. Wenn jedoch der erste Bildentwicklungs-,
Wiederaufladungs- und Bilderzeugungszyklus auf dem Aufzeichnungsmedium
ein Hintergrundpotential von 20 Volt hinterlässt, wird die auf das nachfolgende
Entwicklergehäuse
angelegte Vorspannung auf etwa 25 Volt erhöht, um nach der Anordnung der
vorliegenden Erfindung die Entwicklung dieses Restbildes zu verhindern.
Die Bilderzeugungs- oder Wiederaufladungsspannung, die zum Erzeugen
des zweiten Bildes benutzt wird, muss wiederum auch gesteigert werden,
um dieselbe Spannungsdifferenz zwischen diesem Bild und dem zugeordneten
Entwicklergehäuse
aufrechtzuerhalten. In diesem Fall wird die zweite Bilderzeugungsstation
mit einer elektrischen Vorspannung zum Erzeugen eines Bildpotentials
von 120 Volt versorgt. Dieselbe Anordnung zur Erhöhung der
Spannungen wird an die nachfolgenden Bilderzeugungs- und Entwicklungsuntersysteme
in einer Weise angelegt, die dadurch beschrieben wird, dass die
Bildspannung an der ersten Bilderzeugungsstation 22 oder 23 geringer
ist als die Bildspannung an der zweiten Bilderzeugungsstation 32 oder 33,
die geringer ist als die Bildspannung an der dritten Bilderzeugungsstation 42 oder 43,
die wiederum geringer ist als die an der vierten Bilderzeugungsstation 52 oder 53 anliegenden
Spannung. Ähnlich
ist die am Entwicklergehäuse 24 anliegende
Vorspannung geringer als die am Entwicklergehäuse 34 anliegende Entwicklervorspannung,
die kleiner als die Entwicklervorspannung am Entwicklergehäuse 44 ist,
die wiederum geringer als die am Entwicklergehäuse 54 angelegte Entwicklervorspannung
ist. Am wichtigsten ist, dass die Entwicklervorspannung an einer
gegebenen Entwicklungsstation selektiv gesteuert wird, um im Wesentlichen
gleich oder etwas größer als
der Hintergrund zu sein, der durch den Zyklus der Entwicklungswiederaufladung
und Bilderzeugung hergestellt wird. Dieser Steigerung der Bilderzeugungs- und
Entwicklungsvorspannungen ist ein einzigartiges Merkmal der vorliegenden
Erfindung.