DE69022580T2

DE69022580T2 - Tonerspender für elektrophotographische mikrobildformung.

Info

Publication number: DE69022580T2
Application number: DE69022580T
Authority: DE
Inventors: Joseph Coulter
Original assignee: Coulter Corp
Current assignee: Coulter Corp
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2010-01-20
Also published as: DE69022580D1; WO1990008349A1; JPH04502820A; EP0454769B1; EP0454769A1; US4918487A; ES2040186A6; EP0454769A4

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft allgemein die Elektrophotographie und insbesondere ein Verfahren und Mittel zum Auftragen eines flüssigen Toners auf Teilgebiete eines photoleitenden Aufzeichnungselementes in Verfahren, welche Mikrobildformung beinhalten, aber nicht darauf beschränkt sind.

Hintergrund des Standes der Technik

Der Ausdruck Mikrobildformung im Kontext der vorliegenden Anmeldung bedeutet Information, die auf einem photoleitenden Mikrofilm, auf Öffnungskarten, Microfiche und dgl. erzeugt wird, wie im Stand der Technik gut bekannt ist. Eine solche Information wird typischerweise auf solchen photoleitenden Aufzeichnungselementen oder Filmen reproduziert, indem der photoleitende Film elektrostatisch aufgeladen wird, einem Lichtmuster, das der zu reproduzierenden Information entspricht, ausgesetzt wird, mit einem flüssigen Toner getont wird, getrocknet wird und indem die Bildauftragungen direkt auf dem photoleitenden Film verschmolzen oder indem solche Auftragungen elektrostatisch oder mit anderen Mitteln, wie z.B. Wärme und/oder Druck, übertragen werden. Solche Verfahren und Apparate zum Ausführen der Verfahren und verwandte Flüssigtonerapplikatoren sind zum Beispiel in den Patenten der Vereinigten Staaten Nr. 3,697,176, 3,820,890, 3,972,610, 4,176,940, 4,563,080 und 4,591,543 beschrieben.
Photoleitende Filme, welche in Mikrobildformungsverfahren für die Reproduktion oder Akquisition sowie für die Wiedergewinnung von Information besonders geeignet sind, sind zum Beispiel kristallines Kadmiumsulfid, das auf eine leitende Schicht gesputtert ist, welche Schicht auf einem transparenten Polyestersubstrat enthalten ist, wie in den Patenten der Vereinigten Staaten Nr. 4,025,339 und 4,269,919 geoffenbart ist, und organische Photoleiter, die über einer leitenden Schicht aufgetragen sind, die auf einem Polyester oder einem anderen transparenten Substrat enthalten ist.
In einem typischen Microfiche-Akquisitionssystem enthält das photoleitende Fiche oder die Karte Teilbildgebiete oder sogenannte "Einzelbilder" bzw. "Bilder", welche in Reihen angeordnet sind. Die Karten können in einem Magazin gelagert sein. Durch automatisches Programmieren und Indexieren aller Prozeßschritte kann das erforderliche Fiche aus dem Magazin aufgerufen und das gewählte Bild darauf für die Bildakquisition oder Annotation verarbeitet werden. In bestimmten Typen von Apparaten ist das gewählte Bild in der Verarbeitungsposition stationär, in welchem Fall die Vorrichtungen für alle Funktionen, wie z.B. Aufladen, Exponieren, Tonen, Trocknen und Verschmelzen oder Transfer in einer solchen Verarbeitungsposition nacheinander ausgeführt werden. In anderen Fällen werden lediglich einige dieser Funktionen in den Verarbeitungspositionen ausgeführt, während bei bestimmten anderen Funktionen das gewählte Bild von anderen funktionellen Vorrichtungen, welche stationär sind, dazu gebracht wird, sich zu bewegen oder zu passieren.
In allen Fällen wird jedoch lediglich ein Bild auf einmal verarbeitet und muß das darauf erzeugte Bild völlig getrocknet und verschmolzen sein, bevor das nächste Bild verarbeitet werden kann. Es ist daher unbedingt notwendig, daß der Tonerapplikator flüssigen Toner mit einer minimalen Menge an Trägerflüssigkeit und lediglich auf ein Teilgebiet des Fiche aufträgt, welches exakt dem Gebiet eines Bildes entspricht, und daß nach Beendigung des Tonens Mittel vorgesehen werden, um so viel überschüssigen Toner oder Trägerflüssigkeit wie möglich vom Bild zu entfernen, um ein rasches Trocknen, vorbereitend für das Verschmelzen, zu ermöglichen. Es ist auch unbedingt notwendig, daß ein solcher flüssiger Toner oder Trägerflüssigkeit nicht über das Bildgebiet hinausdringt und nicht benachbarte Gebiete auf dem Fiche verschmutzt.
Verschiedenste Verfahren sind vorgeschlagen worden, um die Menge an flüssigem Toner, der auf ein Bild aufgetragen ist, zu limitieren und überschüssige Flüssigkeit für ein schnelles Trocknen zu entleeren bzw. zu entfernen. Beispiele solcher Verfahren sind zum Beispiel in den Patenten der Vereinigten Staaten Nr. 4,563,080 und 4,591,543 geoffenbart. Die Verfahren, die in diesen Patenten geoffenbart sind, sind jedoch ungeeignet, um überschüssigen flüssigen Toner oder Trägerflüssigkeit in Systemen mit sehr hoher Geschwindigkeit, wo die Gesamtzeit, die zum Durchführen aller Prozeßfunktionen pro Bild zur Verfügung steht, eine Sekunde oder weniger ist, schnell genug zu entfernen.
In den Verfahren des Standes der Technik zum flüssigen Tonen besteht der flüssige Toner, der auf den Photoleiter aufgetragen wird, in der Regel aus einer Trägerflüssigkeit, welche etwas gelösten Stoff und Tonerteilchen, die darin dispergiert sind, welche die Bildauftragungen bilden, enthalten kann. Normalerweise sind zwischen 1-10% Tonerteilchen und 99- 90% Trägerflüssigkeit vorhanden. Ein so hoher Anteil an Trägerflüssigkeit ist hauptsächlich notwendig, um elektrophoretische Beweglichkeit für die Tonerteilchen vorzusehen, daß sie für eine Ausbildung der Bildauftragung gegen den Photoleiter wandern.
Solche Tonerprozesse des Standes der Technik besitzen zwei inhärente Nachteile bei der Hochgeschwindigkeitsbildformung: Erstens ist eine begrenzte Zeit für die Tonerteilchen erforderlich, um für eine Bildauftragungsbildung zum Photoleiter zu wandern; und zweitens bleibt nach der Auftragungsbildung eine relativ große Menge an Trägerflüssigkeit oder unverbauchtem flüssigem Toner auf dem Photoleiter zurück und muß davon entfernt werden.
Die EP-A-0246362 offenbart ein Verfahren zum Tonen eines Teilgebietes auf einem Photoleiter, in welchem flüssiger Toner auf einem Trägerelement, welches eine leitende Schicht autweist, aufgetragen wird, und in welchem die Auftragung auf die leitende Fläche einer Trommel und von der leitenden Fläche auf ein Aufnahmepapierblatt übertragen wird.

Kurzfassung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Tonen eines Teilgebietes auf einem Photoleiter zur Verfügung gestellt, angeordnet über einem leitenden Substrat, auf eine vorbestimmte Bilddichte, welches eine Dispersion jeglichen flüssigen Toners oder jeglicher Trägerflüssigkeit über das zu tonende Teilgebiet hinaus verhindert und in der Lage ist, auf dem Photoleiter schnell zu trocknen, umfassend die Schritte:
elektrostatisches Auftragen von flüssigem Toner auf ein Trägerelement mit einer leitenden Schicht, um darauf eine Toner-Vorauftragung erwünschter Dichte in einem Gebiet zu bilden, welches im wesentlichen dem auf dem Photoleiter zu tonenden Teilgebiet entspricht;
Kontaktieren der Toner-Vorauftragung auf dem Trägerelement mit dem Teilgebiet auf dem Photoleiter;
Tonen des Teilgebietes auf dem Photoleiter, indem von der Toner-Vorauftragung Toner darauf übertragen wird, um auf dem Photoleiter eine Auftragung zu bilden, wobei die Menge an Flüssigkeit, die auf den Photoleiter übertragen wird, minimal ist und rasch davon entfernbar ist, ohne die Tonerauftragung auf dem Photoleiter zu beeinträchtigen; und
Trocknen der Auftragung auf dem Photoleiter, um ein Bild darauf auszubilden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tonerapplikator zum Tonen eines Teilgebietes auf einem Photoleiter auf eine vorbestimmte Bilddichte zur Verfügung gestellt, welcher eine Dispersion jeglichen flüssigen Toners oder jeglicher Trägerflüssigkeit über das zu tonende Teilgebiet hinaus verhindert und in der Lage ist, rasch zu trocknen, umfassend:
einen Photoleiter, der über einem leitenden Substrat mit mindestens einem Teilgebiet darauf, welches getont werden soll, angeordnet ist;
ein Trägerelement mit einer leitenden Schicht und Mittel zum elektrostatischen Auftragen eines flüssigen Toners darauf, um eine Toner-Vorauftragung mit erwünschter Dichte in einem Gebiet zu bilden, welches dem auf dem Photoleiter zu tonenden Teilgebiet entspricht, wobei das Trägerelement in großer Nähe zum Photoleiter ist;
Mittel zum Kontaktieren der Toner-Vorauftragung auf dem Trägerelement mit dem Teilgebiet auf dem Photoleiter;
Mittel zum Tonen des Teilgebietes auf dem Photoleiter, um Toner von der Toner-Vorauftragung zu übertragen, um eine Tonerauftragung auf dem Photoleiter zu bilden, wobei die Menge an auf den Photoleiter übertragener Flüssigkeit minimal ist und davon schnell entfernbar ist, ohne die Tonerauftragung auf dem Photoleiter zu beeinträchtigen; und
Mittel zum Trocknen der Auftragung auf dem Photoleiter.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

FIG. 1 ist eine schematische Darstellung, welche eine Ausführungsform des Apparates, der zum praktischen Ausführen des Verfahrens der Erfindung verwendet wird, veranschaulicht, und welche Toner zeigt, der auf einem Band voraufgetragen ist, welcher auf den Photoleiter übertragen wird;
FIG. 2 ist eine schematische Darstellung ähnlich der Fig. 1, welche den Schritt des Übertragungstonens des Bildes auf den Photoleiter darstellt;
FIG. 3 ist eine schematische Darstellung ähnlich jener der Fig. 1 und 2, welche das Bild und den Photoleiter nach dem Übertragungstonen darstellt;
FIG. 4 ist eine teilweise Aufrißansicht einer Ausführungsform eines Stützelementes zum praktischen Ausführen der Erfindung und stellt einen Innenhohlraum und einen Luftweg darin, der strichliert bezeichnet ist, dar;
FIG. 5 ist eine teilweise Aufrißansicht ähnlich jener von Fig. 4, welche das Stützelement ohne einen Innenhohlraum veranschaulicht; und
FIG. 6 ist eine schematische Darstellung ähnlich jener von Fig. 1, welche den Toner darstellt, der auf einer Scheibe anstatt auf dem Band voraufgetragen ist.

Beschreibung der Erfindung

Im Verfahren dieser Erfindung kann der Toner, wie er auf dem Photoleiter aufgetragen ist, in der Form einer Vorauftragung sein, bestehend aus dicht gepackten Tonerteilchen, die lediglich von Trägerflüssigkeit umgeben sind. Der Anteil an Tonerteilchen ist vorzugsweise im Bereich von 60-90% bis 40-10% der Trägerflüssigkeit. Dementsprechend ist die Menge an Trägerflüssigkeit als solche, die auf dem Photoleiter aufgetragen ist, sehr viel geringer als im Verfahren des Standes der Technik und ist daher rasch davon entfernbar. Zweitens wird die Bildauftragungsbildung durch Donortonen oder durch Übertragungstonen vorgenommen, was mittels einer praktisch sofortigen Übertragung von Tonerteilchen von der Vorauftragung auf den Photoleiter erreicht wird. Um einen hohen Durchsatz vorzusehen, der gewöhnlich vom flüssigen Toner und der Zeit begrenzt wird, die für die elektrophoretische Übertragung der Tonerteilchen durch den flüssigen Träger erforderlich ist, wird die Ankunft des bebildeten Photoleiters an der Tonungsstation vorweggenommen und wartet der getonte Träger an Ort und Stelle für ein praktisch sofortiges Tonen des Bildes, um Verarbeitungszeit zu verringern. Mit anderen Worten nimmt durch ein Vortonen des Applikators und durch ein elektrostatisches Übertragen des Toners auf den Photoleiter der Durchsatz beträchtlich zu.
Die Vorauftragung von Tonerteilchen gemäß dieser Erfindung wird auf einem Trägerelement lediglich in einem Gebiet ausgebildet, welches dem zu tonenden Bild entspricht, um ein Verschmutzen des Photoleiters in Gebieten außerhalb des Bildes zu verhindern.
Bezugnehmend auf die FIG. 1 wird das System der Erfindung allgemein mit der Bezugsziffer 10 veranschaulicht. Das System 10 weist ein Microfiche 12 mit einem Photoleiter 14 auf einem gegebenenfalls transparenten, leitenden Substrat 16 auf. Das Microfiche 12 ist in einer Verarbeitungsposition angeordnet, welche für ein Tonen eines gewählten, elektrostatisch aufgeladenen und bildweise exponierten Teilgebietes oder Bildes 18 darauf vorbereitend ist. Ein Trägerelement 20 in der Form eines biegsamen Bandes ist auch enthalten und weist eine dielektrische Schicht 22 auf einem leitenden Substrat 24 auf. Das Trägerelement 20 ist in einem kleinen Abstand 26 vom Microfichefiche 12 beabstandet und wird in der Richtung angetrieben, die mit dem Pfeil "A" angegeben ist, und zwar mit Rädern oder Walzen 28, welche durch geeignete Programmiermittel (nicht dargestellt) geschaltet bzw. indexiert werden, zu stoppen oder sich zu bewegen, wie für eine Synchronisierung der Prozeßschritte erforderlich ist. Die Breite des Trägerelementes oder Bandes 20 kann die gleiche wie jene des Bildes 18 sein, oder breiter, falls erforderlich, um Perforierungen oder andere Indexiermittel an den Außenrändern davon für ein genaues Positionieren vorzusehen.
Der untere Teil des Trägerelementes 20 ist teilweise in einem Tank 30 eingetaucht, welcher einen flüssigen Toner 32 enthält. Eine Auftragungselektrode 34, oder eine sogenannte Koronode, ist über einen engen Spalt 36, benachbart zur dielektrischen Schicht 22, angeordnet. Die Elektrode 34 und das leitende Substrat 24 sind an eine Stromquelle 38 angeschlossen, wobei die Polaritäten so gewählt sind, daß die Tonerteilchen im flüssigen Toner 32 von der Elektrode abgestoßen und gegen die dielektrische Schicht 22 gedrängt werden, um darauf Toner- Vorauftragungen 40 auszubilden. Die Stromquelle 38 wird durch Mittel, die nicht gezeigt sind, an- und abgeschaltet, und zwar synchron mit den Antriebswalzen 28, um das Trägerelement 20 zu stoppen oder zu bewegen, um auf der dielektrischen Schicht 22 zu vorbestimmten Intervallen die Toner-Vorauftragungen 40 präzise entsprechend der Größe des Bildes 18 auszubilden. Dann werden solche Toner-Vorauftragungen 40 auf dem Trägerelement 20 an einem Mittel 42 zum Limitieren des Lösungsmittels vorbei gegen das Microfiche 12 getragen und wird, wie von den Programmantriebswalzen 28 vorbestimmt, das Trägerelement 20 in einer Position gestoppt, in welcher eine der Toner-Vorauftragungen 40 genau in Nebeneinanderstellung zum gewählten Bild 18, welches getont werden soll, vorliegt, jedoch von ihm durch einen kleinen Spalt 26 getrennt ist. Stempel 44, die sowohl hinter dem Microfiche 12 als auch dem Trägerelement 20 angeordnet sind, sind so ausgerichtet, daß sie sich in der mit den Pfeilen "B" gezeigten Richtung zurück und nach vor bewegen, um das Microfiche 12 und das Trägerelement 20 zusammenzupressen oder auseinanderzuhalten, wie eben vom Programm für die Prozeßsynchronisierung vorgegeben wird.
FIG. 2 veranschaulicht die Schritte zum Tonen. Wenn eine Toner-Vorauftragung 40 auf der Tonungsposition gegenüber dem Bild 18 ausgeführt wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist, stoppt das Programm die Antriebswalzen 28 und das Trägerelement 20 für einen Bruchteil einer Sekunde, der für das Tonen erforderlich ist. Gleichzeitig werden die Stempel 44 veranlaßt, das Microfiche 12 und das Trägerelement 20 zusammenzupressen, wie in FIG. 2 gezeigt ist. Gleichzeitig wird eine Hilfsspannung von einer Stromquelle 46 zwischen dem leitenden Substrat 16 des Microfiche 12 und dem leitenden Substrat 24 des Trägerelementes 20 angelegt, wobei die Polarität so gewählt ist, daß die Vorauftragung 40 bildweise von der dielektrischen Schicht 22 des Trägerelementes 20 freigesetzt und auf die latenten Bildgebiete auf dem Bild 18 des Microfiche 12 übertragen wird.
Fig. 3 veranschaulicht die auf diese Weise gebildete Tonerbildauftragung 48 auf dem gewählten Bild 18 und den Tonerrückstand 50 auf der dielektrischen Schicht 22. Die Bildauftragung 48 kann nun getrocknet und auf dem Bild 18 verschmolzen werden. Nach dem Übertragungstonen des Bildes 18 bewegen sich die Stempel 44 in der Richtung, die mit den Pfeilen "B" gezeigt ist, um das Microfiche 12 vom Trägerelement 20 zu trennen, und bewegen die Antriebswalzen 28 das Trägerelement 20 in der Richtung, die vom Pfeil "A" gezeigt ist, durch eine Reinigungsstation 52, um den Tonerrückstand 50 davon in Vorbereitung zum Bilden einer weiteren Vorauftragung darauf, und zwar für einen anschließenden Tonungsschritt, zu entfernen.
In der Ausführungsform, die in den Fig. 1-3 veranschaulicht ist, ist das Trägerelement 20 in der Form eines Bandes aus einem biegsamen dielektrischen Material 22, wie z.B. Polyester, mit einer Innenfläche, die mit leitendem Material 24 metallisiert oder beschichtet ist. Die Toner-Vorauftragungen 40 werden gebildet, indem das Trägerband 20 in eine Stelle gebracht wird, die der Verarbeitungsposition durch den flüssigen Toner 32 vorangeht, wobei die Auftragungselektrode 34 nahe der Fläche des Trägerbandes 20 vorgesehen wird, und indem eine Potentialdifferenz zwischen der Elektrode 34 und der leitenden Seite 24 des Trägerbandes 20 angelegt wird, um Tonerteilchen auf der dielektrischen Schicht 22 aufzutragen. Die Dicke der auf diese Weise gebildeten Toner-Vorauftragnng 40 wird von der endgültigen Bilddichte festgelegt, die auf dem Photoleiter 14 erforderlich ist, und kann bei einer konstanten Bandgeschwindigkeit mit der Tonerkonzentration, dem Abstand zwischen der Auftragungselektrode 34 und der dielektrischen Bandfläche, und der angelegten Potentialdifferenz kontrolliert werden. Um die Toner-Vorauftragungen 40 zu vorbestimmten Intervallen herzustellen, kann die Potentialdifferenz durch Indexieren bzw. Schalten in Intervallen angelegt werden, wobei die Dauer solcher Intervalle dem Transit des Trägerbandes 20 durch den flüssigen Toner 32 über eine Bildlänge entspricht, in welchem Fall die Elektrode 34 vorzugsweise in der Form einer Messerkante ist, um eine scharfe Vorder- und Hinterkante der Toner-Vorauftragung 40 sicherzustellen. Alternativ kann das Trägerband 20 so indexiert werden, daß es zu Intervallen während einer Zeitspanne stoppt, während welcher eine Toner-Vorauftragung 40 in Bildgröße darauf gebildet wird, indem die Potentialdifferenz während eines solchen Intervalls an eine Auftragungselektrode 34 von Bildgröße angelegt wird. Als eine weitere Alternative können die Tonerauftragungen 40 zu vorbestimmten Intervallen gebildet werden, indem das Trägerband 20 an einem Koronagenerator vorbei bewegt wird, während sein leitendes Substrat 24 geerdet wird, um die dielektrische Schicht 22 auf ein erwünschtes Oberflächenpotential elektrostatisch zu laden, wobei das Trägerband 20 in indexierten Intervallen gestoppt wird, um ein Bildgebiet gezielt aufzuladen, und zwar lediglich während das umgebende Gebiet mit einem geerdeten Schild maskiert wird, gefolgt vom Tonen. Das Tonen kann bewirkt werden, indem das Trägerband 20 durch eine Tonungsvorrichtung befördert wird, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, oder indem das Trägerband 20, wenn es in indexierten Intervallen stoppt, mit einer Tonervorrichtung in Kontakt gebracht wird, die so ausgebildet ist, daß sie eine abgemessene Menge an flüssigem Toner auf ein Gebiet von Bildgröße aufträgt, gefolgt von einem Entfernen des größten Teils der Flüssigkeit, wobei während des Tonungsintervalls eine Potentialdifferenz zwischen dem leitenden Substrat 24 des Trägerbandes 20 und der Entwicklungselektrode in der Tonungsvorrichtung angelegt wird. In diesem Fall muß ein vorzugsweise flaches Stützelement in Kontakt mit der Rückseite des Trägerbandes 20 hinter dem gerade getonten Gebiet positioniert sein, um eine genaue Ausrichtung für die Tonungsvonichtung auf der anderen Seite des Trägerbandes 20 vorzusehen.
In praktisch der gleichen Ausführungsform, wie sie in den Fig. 1-3 veranschaulicht ist, ist das Trägerband 20 wieder aus einem biegsamen Material, wie z.B. Polyester, ist jedoch seine äußere Fläche oder seine die Tonerauftragung aufnehmende Fläche mit einem leitenden Material metallisiert oder beschichtet. Die Toner-Vorauftragungen 40 können in vorbestimmten Intervallen auf der leitenden Fläche des Trägerbandes 20 von einer Tonungsvorrichtung gebildet werden, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß in diesem Fall die Potentialdifferenz zwischen der Auftragungselektrode 34 und der leitenden Fläche des Bandes angelegt wird. Alternativ kann eine Tonungsvorrichtung, auf welche oben Bezug genommen wurde, eingesetzt werden, um das Trägerband 20 zu kontaktieren, wenn es zu indexierten Intervallen stoppt, um flüssigen Toner 32 in Gebieten mit Bildgröße aufzutragen, und in diesem Fall wird während des Tonungsintervalls eine Potentialdifferenz zwischen der leitenden Fläche des Bandes und der Entwicklungselektrode in der Tonungsvorrichtung angelegt. Falls erwünscht, kann die leitende Außenfläche des Trägerbandes 20 in vorbestimmten Abständen isolierende Tonungsgebiete enthalten, die zum Beispiel gebildet werden, indem in der geeigneten beabstandeten Bildgröße Stücke eines isolierenden Films, wie z.B. Polyester, angeklebt werden, um vorstehende Tonungsgebiete zu bilden. Das bevorzugte Verfahren zum Bilden der Toner-Vorauftragungen 40 auf solchen isolierenden Tonungsgebieten besteht darin, das Trägerband 20 an einem Koronagenerator vorbei zu bewegen, während die metallisierte oder leitende Fläche des Trägerbandes 20 unterhalb der isolierenden Gebiete auf das erwünschte Flächenpotential geerdet wird, gefolgt von einem Vorauftragen von Tonterteilchen mittels irgendeines der oben beschriebenen Tonungsverfahren.
Wie in der Ausführungsform gezeigt ist, die in den Fig. 1-3 dargestellt ist, bewegt sich das Trägerband 20 nach der Bildung der Toner-Vorauftragungen 40 auf dem Trägerelement 20 und vor dem Schritt zum Übertragungstonen an einer das Lösungsmittel beschränkenden Vorrichtung 42 vorbei, wo Trägerflüssigkeit, die auf den Vorauftragungen 40 zurückgeblieben ist, auf das absolute Minimum verringert wird, das zum Übertragungstonen erforderlich ist. Solche das Lösungsmittel beschränkende Vorrichtungen 42 können in der Form eines Luftstroms, einer Vakuumsaugung, eine sogenannte Squee-Gee-Korona oder in der Form einer sogenannten Extraktorwalze oder anderer Mittel sein. Falls eine Extraktorwalze verwendet wird, kann durch genaues Kontrollieren des Abstandes zwischen der Extraktorwalze und der Toner-Vorauftragung 40 die Geschwindigkeit und Richtung der Rotation der Walze und die Potentialdifferenz, die zwischen einer solchen Walze und der leitenden Seite des Trägerelementes 20 angelegt ist, nicht nur die Menge an Flüssigkeit, die auf den Toner-Vorauftragungen 40 zurückgeblieben ist, kontrolliert werden, sondern kann auch die Dicke und die Kompaktheit der Tonervoraufftragung 40 abgemessen werden, um die beste Bedingung zum Übertragungstonen vorzusehen.
Wie oben angegeben ist, wird zum Tonen des gewählten Bildes 18 die Vorauftragung 40 auf dem Trägerband 20 in Nebeneinanderposition dazwischen und in einem kleinen Abstand davon bewegt, gerade ausreichend, um einen Spalt vorzusehen, um eine Verformung der Vorauftragung 40 durch Kontakt mit dem Photoleiter 14 während des Transits zu verhindern. An einem solchen Zeitpunkt stoppt das Trägerband 20, und ein virtueller Kontakt wird zwischen dem Photoleiter 14 und der Vorauftragung 40 vorgesehen, indem das Microfiche 12 und das Trägerelement 20 zusammengepreßt werden. Dies kann bewirkt werden, indem im wesentlichen Stützelemente für die Bildgröße, wie z.B. Stempel 44, vorgesehen werden, und zwar hinter dem zu tonenden Bild 18 und hinter der Vorauftragung 40 auf dem Trägerband 20, wie veranschaulicht, und indem durch geeignetes Programmieren beide solche Stützelemente 44 dazu gebracht werden, sich gleichzeitig nach vor zu bewegen und den Photoleiter 14 und das Trägerband 20 gegeneinander zu drücken und sich dann nach dem Tonen zurückzuziehen. Wie Fig. 4 veranschaulicht, kann eine solche Bewegung der Stützelemente oder Stempel 44 zum Beispiel mittels eines programmierten Solenoidbetriebes, komprimierter Luft oder dergleichen bewirkt werden, in welchem Fall ein aktives Ende 54 solcher Stempel 44 aus einem geeignet geformten rückfedernden oder nachgebenden Material hergestellt sein kann, um einen einheitlichen Kontakt über die gesamte Bildfläche zu erhalten. Falls erwünscht, braucht lediglich ein Stempel 44 bewegbar zu sein, während der andere stationär bleibt. Alternativ kann ein virtueller Kontakt zum Übertragungstonen mit komprimierter Luft bewirkt werden, in welchem Fall die Stützelemente 44 selbst stationär sind und ihre aktiven Enden 54 einen Hohlraum 56 enthalten, in welchem eine aufblasbare Tasche 58 aus einem biegsamen Mterial angeordnet ist.
Die Tasche 58 ist entleert, wenn sie nicht in Betrieb ist, und in einem solchen Zustand, daß sie mit dem Photoleiter 14 und/oder dem Trägerband 20 nicht in Kontakt ist. Um einen virtuellen Kontakt zwischen diesen beiden Elementen zu erzielen, wird mit komprimierter Luft die Tasche 58 durch eine Luftleitung 60 aufblasen gelassen und sie dadurch gegen den Photoleiter 14 und/oder das Trägerband 20 für die zum Übertragungstonen erforderliche Zeit drükken gelassen, nach welcher Zeit die Luft abgelassen wird. Zufuhr und Ablassen von komprimierter Luft durch die Luftleitung 60 kann durch programmierte Solenoidventile zweckmäßig vorgenommen werden. Wie Fig. 5 veranschaulicht, kann die aufblasbare Tasche 58 selbst das aktive Ende 54 bilden, anstatt in einem Hohlraum 56 im aktiven Ende 54 des Stützelementes 44 zu sein. Der Vorteil davon würde sein, daß mindestens jener Teil der aufblasbaren Tasche 58, welcher einen virtuellen Kontakt bewirkt, im wesentlichen in der Form eines Bildes 18 mit einem leicht konvexen Mittelteil, falls erwünscht, hergestellt sein kann, wodurch aufgrund einer solchen Form und Nachgiebigkeit der Tasche 58 ein sehr einheitlicher Kontakt erreicht wird.
Bei Herstellung eines virtuellen Kontaktes zwischen der geladenen und exponierten Photoleiterfläche 14 und der Toner-Vorauftragung 40 auf dem Trägerelement 20 wird das Übertragungstonen bewirkt, indem während der Tonungszeit eine Potentialdifferenz zwischen der leitenden Schicht 16, die unter dem Photoleiter 14 liegt, und der leitenden Schicht 24 auf dem Trägerelement 20 angelegt wird. Die Größe einer solchen Potentialdifferenz hängt hauptsächlich von der Flächenspannung spezifischer Typen von Photoleitern ab, und es wird erkannt werden, daß es in Abhängigkeit von der Richtung des auf diese Weise errichteten elektrischen Feldes zwischen dem Photoleiter 14 und dem Trägerelement 20 möglich ist, ein Übertragungstonen nicht nur sofort und vollständig zu bewirken, sondern auch das Übertragungstonen zu kontrollieren, falls erwünscht, um die Grauskala oder den kontinuierlichen Ton beispielsweise zu verbessern.
In bestimmten Fällen kann auch der Hintergrundschleier eliminiert werden, indem das zu tonende Bild 18 auf dem Photoleiter 14 mit einer isolierenden Flüssigkeit, wie z.B. ein isoparaffinischer Kohlenwasserstoff oder ein schnell verdampfender fluorierter Kohlenwasserstoff, unmittelbar bevor ein virtueller Kontakt mit der Toner-Vorauftragung 40 auf dem Trägerelement 20 hergestellt wird, vorbenetzt wird.
Der Rückstand der Toner-Vorauftragung 40, der auf dem Trägerelement 20 nach einem Übertragungstonen zurückbleibt, wird in der Reinigungsstation 52 davon entfernt, wie in den Zeichnungen durch geeignete Reinigungsmittel, wie z.B. ein Schälmesser aus einem rückfedernden Material oder ein Schaumpolster oder eine mit einem Schaum beschichtete Rotationswalze, vorzugsweise in reine Trägerflüssigkeit oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel eingetaucht, gezeigt ist, gefolgt von einem Trocknen, welches durch Vakuumsaugung oder Luftstrom oder dergleichen ausgeführt werden kann. In solchen Fällen, wo die dielektrische Fläche 22 des Trägerelementes 20 von einem Koronagenerator für die Bildung der Toner-Vorauftragungen 40 darauf aufgeladen wird, ist es bevorzugt, nach dem Reinigen und Trocknen eine solche Fläche mittels eines Koronagenerators zu entladen, der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, um eine gleichförmige Oberflächenladungsauftragung darauf im anschließenden Aufladungsschritt vor der Ausbildung der nächsten Vorauftragung sicherzustellen.
In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung, die in Fig. 6 veranschaulicht ist, ist das Trägerelement 20 aus einem steifen Material und enthält ein oder mehrere Tonergebiete 62, die im wesentlichen einer Bildgröße entsprechen. Solche Tonungsgebiete 62 können zum Beispiel in der Form von Vorsprüngen sein, die um den Umfang einer Scheibe 64 geeignet beabstandet sind, welche Scheibe veranlaßt wird, sich schrittweise zu drehen, oder indexiert wird, um das Tonungsgebiet 62 in die Verarbeitungsposition und in eine Nebeneinanderposition mit dem gewählten Bild 18 zu bewegen und in einer solchen Position für eine kurze Zeit zu stoppen, während welcher ein virtueller Kontakt zwischen dem Photoleiter 14 und der Toner-Vorauftragung 40 auf dem Tonungsgebiet 62 zum Transfertonen hergestellt wird. Wie in den früheren Ausführungsformen braucht der Abstand zwischen dem Photoleiter 14 und dem Tonungsgebiet 62, falls in Nebeneinanderposition, lediglich ausreichend sein, um einen kleinen Spalt, wie z.B. etwa ein Millimeter, zwischen dem Photoleiter 14 und der Fläche der Toner- Vorauftragung 40 auf dem Tonungsgebiet 62 vorzusehen. Solche Tonungsgebiete 62 können eine dielektrische oder leitende Fläche (nicht gezeigt) besitzen, auf welcher die Vorauftragung 40 durch irgendeine der oben im Zusammenhang mit dielektrischen oder leitenden Trägerbandelementoberflächen beschrieben ist, gebildet werden. Die Bewegung, die benötigt wird, um einen virtuellen Kontakt zu bewirken, kann zum Beispiel bewirkt werden, indem ein Stützelement 44 desjenigen Typus, der oben beschrieben ist, hinter dem zu tonenden Bild 18 betätigt wird und gleichzeitig das Trägerelement 20 entlang der Linie "C" durch einen Solenoidbetrieb oder dergleichen nach vor bewegt wird. Als eine Alternative in dieser Ausführungsform sind die Tonungsgebiete 62 nicht in der Form von Vorsprüngen, sondern geeignet beabstandete dielektrische oder leitende, planare Bildgrößengebiete, um den tatsächlichen Umfang oder Vorderseite der Scheibe 64, oder der gesamte Umfang oder die gesamte Vorderseite der Scheibe 64 kann dielektrisch oder leitend sein und darauf zu vorbestimmten Abständen gebildete Vorauftragungen 40 aufweisen, und zwar mit den gleichen Verfahren, wie sie oben im Zusammenhang mit den Trägerbandelementen beschrieben sind. In diesem Fall kann die Scheibe 20 so breit wie das zu tonende Bild 18 sein, oder breiter, falls erwünscht.
Gemäß der Erfindung hat die Methodik, die angewandt wird, um Toner-Vorauftragungen 40 auf dem Trägerelement 20 zu bilden und dieselben zu reinigen und zu entladen, auf die hohe Geschwindigkeit keine wie auch immer geartete Wirkung, mit welcher Geschwindigkeit ein Bild 18 auf dem Photoleiter 14 getont und dann getrocknet und verschmolzen werden kann. Alle Schritte der Methodik können aufeinanderfolgend auf den Gebieten der Vorauftragungen 40, die aufeinander auf dem bewegten Trägerelement 20 folgen, oder auf einem Gebiet der Vorauftragung 40 darauf durchgeführt werden, wie es sich über geeignet angeordnete Stationen bewegt, die so ausgebildet sind, daß sie jeden solcher Schritte nacheinander vornehmen.
In der Praxis kann ein Mikrobildreproduktionssystem 10 sowohl Methoden zur Akquisition als auch Wiederbeschaffung von Information umfassen. In einem bevorzugten System wird durch geeignetes Programmieren das Photoleitermicrofiche 12, wenn ein bestimmtes Bild 18 auf einem bestimmten Microfiche oder Karte 12 für einen Zugriff auf Information gewählt wird, dazu gebracht, sich an eine Stelle zu bewegen, wo das gewählte Bild 18, das sich darauf befindet, in die Verarbeitungsposition kommt, und gleichzeitig dazu wird das Trägerelement 20 dazu gebracht, ein Tonungsgebiet an eine Position zu bewegen, in der eine Toner-Vorauftragung 40 darauf gebildet wird, gefolgt von einem Bewegen eines solchen Tonungsgebietes zu einer Verarbeitungsstation, und zwar zum genauen Zeitpunkt, um das gewählte Bild 18 auf dem Photoleiter 14 einem Übertragungstonen zu unterziehen, und zwar unmittelbar, nachdem es aufgeladen und exponiert worden ist, wonach das Microfiche 12 zu einer Trocknungs- und Verschmelzungsstation bewegt wird, während das Trägerelement 20 zur Reinigungsstation 52 bewegt wird, bevor die nächste Toner-Vorauftragung darauf gebildet wird. Es sollte jedoch realisiert werden, daß das Verfahren dieser Erfindung unabhängig von der Art und Weise anwendbar ist, in welcher das Microfiche 12 oder die Karte oder der Film und/oder die Tonungsvorrichtung dieser Erfindung durch die verschiedenen Verarbeitungsschritte in einen Apparat bewegt und zum Transfertonen zusammengebracht werden

Claims

1. Verfahren zum Tonen eines Teilgebietes (18) auf einem Photoleiter (14), angeordnet über einem leitenden Substrat (16), auf eine vorbestimmte Bilddichte, welches eine Dispersion jeglichen flüssigen Toners oder jeglicher Trägerflüssigkeit über das zu tonende Teilgebiet hinaus verhindert und in der Lage ist, auf dem Photoleiter schnell zu trocknen, umfassend die Schritte:

elektrostatisches Auftragen von flüssigem Toner auf ein Trägerelement (20) mit einer leitenden Schicht (24), um darauf eine Toner-Vorauftragung (40) erwünschter Dichte in einem Gebiet zu bilden, welches im wesentlichen dem auf dem Photoleiter zu tonenden Teilgebiet entspricht;

Kontaktieren der Toner-Vorauftragung auf dem Trägerelement mit dem Teilgebiet auf dem Photoleiter;

Tonen des Teilgebietes auf dem Photoleiter, indem von der Toner-Vorauftragung Toner darauf übertragen wird, um auf dem Photoleiter eine Auftragung (45) zu bilden, wobei die Menge an Flüssigkeit, die auf den Photoleiter übertragen wird, minimal ist und rasch davon entfernbar ist, ohne die Tonerauftragung auf dem Photoleiter zu beeinträchtigen; und

Trocknen der Auftragung auf dem Photoleiter, um ein Bild darauf auszubilden.

2. Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei ein Stützelement (44) zum Tragen des Photoleiters während des Kontaktes mit dem Trägerelement vorgesehen wird.

3. Verfahren, wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei das Stützelement das Trägerelement während des Kontaktes mit dem Photoleiter trägt.

4. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei die Flüssigkeit, die innerhalb des Teilgebietes auf dem Trägerelement enthalten ist, vor dem Tonen verringert wird.

5. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei eine Hilfsspannung zwischen dem leitenden Substrat des Photoleiters und einer leitenden Schicht des Trägerelementes während des Übertragungstonens angelegt wird.

6. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei die Toner-Vorauftragung auf der leitenden Oberfläche mit einer Auftragungselektrode gebildet wird.

7. Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definiert, wobei das Trägerelement eine dielektrische Schicht (22) auf der leitenden Schicht aufweist, und wobei die Toner-Vorauftragung auf der dielektrischen Schicht mit einer Auftragungselektrode gebildet wird.

8. Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definiert, wobei das Trägerelement eine dielektrische Schicht (22) auf der leitenden Schicht aufweist, und wobei die Toner-Vorauftragung auf der dielektrischen Schicht durch elektrostatisches Aufladen des Dielektrikums in Teilgebieten, gefolgt von einem Flüssigtonen, gebildet wird.

9. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei das Trägerelement ein flexibles Band ist.

10. Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiert, wobei das Trägerelement eine Scheibe ist.

11. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei der Photoleiter vom Trägerelement nach dem Tonen getrennt wird.

12. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei jegliche verbleibenden Teile der Vorauftragung nach dem Tonen vom Trägerelement entfernt werden.

13. Verfahren, wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, wobei der flüssige Toner ein Gemisch aus 60-90% Tonerteilchen und 40-10% Trägerflüssigkeit umfaßt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Band aus Polyester ist, welches seine Innenfläche metallisiert oder mit einem leitenden Material beschichtet hat.

15. Tonerapplikator zum Tonen eines Teilgebietes auf einem Photoleiter auf eine vorbestimmte Bilddichte, welcher eine Dispersion jeglichen flüssigen Toners oder jeglicher Trägerflüssigkeit über das zu tonende Teilgebiet hinaus verhindert und in der Lage ist, rasch zu trocknen, umfassend:

einen Photoleiter (14), der über einem leitenden Substrat (16) mit mindestens einem Teilgebiet (18) darauf, welches getont werden soll, angeordnet ist;

ein Trägerelement (20) mit einer leitenden Schicht (24) und Mittel zum elektrostatischen Auftragen eines flüssigen Toners darauf, um eine Toner-Vorauftragung (40) mit erwünschter Dichte in einem Gebiet zu bilden, welches dem auf dem Photoleiter zu tonenden Teilgebiet entspricht, wobei das Trägerelement in großer Nähe zum Photoleiter ist;

Mittel zum Kontaktieren der Toner-Vorauftragung auf dem Trägerelement mit dem Teilgebiet auf dem Photoleiter;

Mittel zum Tonen des Teilgebietes auf dem Photoleiter, um Toner von der Toner-Vorauftragung zu übertragen, um eine Tonerauftragung (48) auf dem Photoleiter zu bilden, wobei die Menge an auf den Photoleiter übertragener Flüssigkeit minimal ist und davon schnell entfernbar ist, ohne die Tonerauftragung auf dem Photoleiter zu beeinträchtigen; und

Mittel zum Trocknen der Auftragung auf dem Photoleiter.

16. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, mit Mittel zum Verringern der Flüssigkeit, die innerhalb des Teilgebietes auf dem Trägerelement enthalten ist.

17. Tonerapplikator, wie in Anspruch 16 definiert, wobei das Mittel zum Tonen Mittel zum Anlegen einer Hilfsspannung zwischen dem leitenden Substrat des Photoleiters und der leitenden Schicht des Trägerelementes aufweist.

18. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, wobei das Trägerelement eine dielektrische Schicht auf der leitenden Schicht aufweist.

19. Tonerapplikator, wie in Anspruch 18 definiert, welcher eine Auftragungselektrode zum Bilden der Toner-Vorauftragung auf der dielektrischen Schicht aufweist.

20. Tonerapplikator, wie in Anspruch 18 definiert, welcher Mittel zum elektrostatischen Aufladen des Dielektrikums in Teilgebieten aufweist, um die Toner-Vorauftragung auf der dielektrischen Schicht zu bilden, und welcher ferner Mittel zum Flüssigtonen der Vorauftragung aufweist.

21. Tonerapplikator, wie in einem der Ansprüche 15 bis 20 definiert, wobei das Trägerelement ein flexibles Band ist.

22. Tonerapplikator, wie in einem der Ansprüche 15 bis 20 definiert, wobei das Trägerelement eine Scheibe mit einer planaren Stirnseite ist.

23 Tonerapplikator, wie in Anspruch 22 definiert, wobei die Scheibe vorstehende, leitende Tonergebiete auf seiner Stirnseite aufweist.

24. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, wobei das Trägerelement eine Vielzahl von Tonergebieten darauf aufweist, und Mittel zum Positionieren eines erwünschten Tonergebietes in großer Nähe zu einem erwünschten Teilgebiet des Photoleiters zum Kontakt und zur Übertragung darauf aufweist.

25. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, welcher ein erstes Stützmittel aufweist, um eine Unterstützung des Photoleiters während eines Kontaktes mit dem Trägerelement vorzusehen.

26. Tonerapplikator, wie in Anspruch 25 definiert, welcher ein zweites Stützmittel aufweist, um eine Unterstützung des Trägerelementes während eines Kontaktes mit dem Photoleiter vorzusehen.

27. Tonerapplikator, wie in Anspruch 25 beansprucht, wobei das Mittel zum Kontaktieren Mittel aufweist, um das erste Stützmittel gegen den Photoleiter zu bewegen, um den Photoleiter gegen das Trägerelement zu positionieren.

28. Tonerapplikator, wie in Anspruch 26 definiert, wobei das Mittel zum Kontaktieren Mittel aufweist, um das zweite Stützmittel gegen das Trägerelement zu bewegen, um das Trägerelement gegen den Photoleiter zu positionieren.

29. Tonerapplikator, wie in Anspruch 26 definiert, wobei das Mittel zum Kontaktieren Mittel umfaßt, um sowohl das erste als auch das zweite Stützmittel zu bewegen, um den Photoleiter gegen das Trägerelement zu positionieren.

30. Tonerapplikator, wie in Anspruch 29 definiert, wobei sowohl das erste als auch das zweite Stützmittel einen Stempel mit einem Eingreifkopf an seinem distalen Ende aufweist, welcher Eingreifkopf federnd ist, um einen gleichförmigen Kontakt über das gesamte Teilgebiet des Photoleiters zu erhalten.

31. Tonerapplikator, wie in Anspruch 30 definiert, wobei der Eingreifkopf ein flexibles Taschenelement aufweist, und wobei das Mittel zum Bewegen ein Mittel mit komprimierter Luft aufweist, welches aktiviert wird, um die Tasche aufzublasen und den Kontakt zwischen dem Photoleiter und dem Trägerelement herzustellen, und wobei das Mittel mit komprimierter Luft aktiviert wird, um die Tasche zu entleeren und den Photoleiter auf eine Position zurückzubringen, die nahe dem Trägerelement ist.

32. Tonerapplikator, wie in Anspruch 31 definiert, wobei das distale Ende jedes Stempels einen Hohlraum darin aufweist, und wobei die flexible Tasche teilweise innerhalb des Hohlraums während des Aufblasens und Entleerens positioniert ist.

33. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, welcher Mittel zum Entfernen jeglicher verbleibender Teile der Vorauftragung vom Trägerelement nach dem Tonen aufweist.

34. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, wobei der Photoleiter ein rechteckiges Microfiche ist.

35. Tonerapplikator, wie in Anspruch 15 definiert, wobei der Photoleiter ein Band ist.