DE69215902T2

DE69215902T2 - Bilderzeugungssystem mit flüssigem entwickler

Info

Publication number: DE69215902T2
Application number: DE69215902T
Authority: DE
Inventors: Ehud Petach Tikva Chatow; Alon 70 400 Nes Ziona Gazit; Ishaiau 70 400 Ness Ziona Lior; Yehuda 76 100 Rehovot Niv; Hanna 58 361 Holon Pinhas
Original assignee: Indigo BV
Current assignee: HP Indigo BV
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: CA2100560A1; WO1992013299A1; US5255058A; EP0641462B1; DE69215902D1; JPH06506065A; EP0641462A1; CA2100560C; JP3242917B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die elektrostatische Farbbilderzeugung und insbesondere eine Vorrichtung zum Entwickeln elektrostatischer Farbbilder.
Systeme für die Wiedergabe von elektrostatischen Bildern mit farbigem Flüssigtoner sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine solche Vorrichtung ist z. B. in US-A-3 276 896 offenbart. Diese Systeme umfassen eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Latentbildes auf einer Oberfläche durch die Bildung von Bild- und Hintergrundbereichen, eine Einrichtung zum Entwickeln des Latentbildes, einschließlich dem Inkontaktbringen des Latentbildes mit einem Flüssigtoner, und eine Hintergrund-Reinigungseinrichtung, die die unerwünschte Ablagerung von Toner auf den Hintergrundflächen verringert. Die in der PCT-Patentanmeldung WO 90/14619 beschriebenen Entwicklungssysteme verwenden eine Reversierwalze als Entwicklungsoberfläche, wobei die elektrische Spannung der Reversierwalze zwischen den Spannungen auf den Bild- und Hintergrundbereichen der das Latentbild tragenden Oberfläche liegt. Für die darin beschriebenen Systeme ist der Hintergrund stromabwärts der Entwicklungswalze so gut wie frei von Trägerflüssigkeit. Weitere Systeme, welche keine Walzen als Entwicklungsoberfläche verwenden, wie diejenigen, die im US-Patent 4 420 244 beschrieben sind, verwenden eine Reversierwalze, die mit einer elektrischen Spannung aufgeladen ist, die zur Entfernung von Tonerteilchen und überschüssiger Flüssigkeit vom Hintergrund und für die Dosierung des Bildes zwischen den Spannungen auf den Bild- und Hintergrundbereichen der Oberfläche liegt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen, mit einer Bilderzeugungsoberfläche, die zur Bewegung in einer ersten Richtung angeordnet ist, und einer Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen von elektrostatischen Latentbild- und Hintergrundbereichen auf einem jeweiligen ersten und zweiten elektrischen Potential auf der Bilderzeugungsoberfläche, einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes unter Verwendung eines Flüssigentwicklers, der elektrisch geladene Tonerteilchen enthält, um ein entwickeltes Bild zu erzeugen, wobei die Entwicklungseinrichtung eine Entwicklungsoberfläche umfaßt, die in einer Abstandsbeziehung zu der Bilderzeugungsoberfläche gehalten wird und sich in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt, einer zusätzlichen Oberfläche, die zu der Bilderzeugungsoberfläche in Abstand liegt, für die Entfernung von Tonerteilchen von den Hintergrundbereichen und sich vorzugsweise in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegend und einer Einrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit zu wenigstens einem Bereich des Raumes zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der zusätzlichen Oberfläche.
Alternativ bewegt sich die zusätzliche Oberfläche in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in die erste Richtung.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Entwicklungsoberfläche und die zusätzliche Oberfläche auf ein jeweiliges drittes und viertes elektrisches Potential geladen, welche vorzugsweise unterschiedlich zueinander sind und welche zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Potential liegen.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das vierte elektrische Potential näher an dem Wert des ersten elektrischen Potentials als das dritte elektrische Potential.
In Übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bilderzeugungsoberfläche eine Oberfläche einer sich um eine Achse drehenden Trommel.
In übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Entwicklungsoberfläche die Oberfläche einer Drehwalze mit einer rechtwinklig zur ersten Richtung liegenden Drehachse.
In Übereinstimmung mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zusätzliche Oberfläche eine Oberfläche einer Drehwalze, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und in welcher die drehende Walze und die drehende Trommel in die gleiche Richtung drehen.
In Übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zusätzliche Oberfläche die Oberfläche einer Drehwalze, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und in welcher die drehende Walze und die drehende Trommel in der gleichen Richtung drehen.
In Übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zusätzliche Oberfläche die Oberfläche einer Drehwalze, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und in welcher die drehende Walze und die drehende Trommel in entgegengesetzten Richtungen drehen.
In Übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt ein Bereich der zusätzlichen Oberfläche in dichtem Abstand zu der Bilderzeugungsoberfläche und bewegt sich der Bereich in einer Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden, detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher verstanden und eingeschätzt, in welchen:
Fig. 1 eine verallgemeinerte, schematische Darstellung eines Bilderzeugungssystems ist, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert und betriebsfähig ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine perspektivische Vorderdarstellung einer schwenkbaren Sprühanordnung für Mehrfarben- Flüssigentwickler ist;
Fig. 4 eine perspektivische Seitendarstellung der Hintergrund-Reinigungsstation ist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Teils einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist; und
Fig. 6 eine Darstellung eines Teils einer weiteren alternativen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist.
Es wird nun auf die Figs. 1 und 2 Bezug genommen, welche ein elektrostatisches Mehrfarben-Bilderzeugungssystem darstellen, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert und betriebsfähig ist. Wie in den Figs. 1 und 2 zu sehen ist, ist eine bildtragende Oberfläche 12 vorgesehen, die typischerweise in Form einer drehenden, photoleitfähigen Trommel 10 ausgebildet ist. Die Trommel 10 wird in geeigneter Weise (nicht dargestellt) in Richtung eines Pfeiles 18 angetrieben, vorbei an einer Aufladeeinrichtung 14, vorzugsweise einem Corotron, die so ausgebildet ist, daß sie die Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 10 auflädt. Das wiederzugebende Bild wird durch die Bilderzeugungseinrichtung 16 auf die geladene Oberfläche 12 fokussiert, wobei der Photoleiter wenigstens teilweise, in den belichteten Bereichen, entladen wird und das elektrostatische Latentbild erzeugt wird. Somit umfaßt das Latentbild normalerweise Bildbereiche auf einem ersten elektrischen Potential und Hintergrundbereiche auf einem anderen elektrischen Potential.
Die photoleitfähige Trommel 10 und die Photoleiter- Aufladeeinrichtung 14 kännen eine beliebige geeignete Trommel bzw. Aufladeeinrichtung sein, wie sie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt sind.
Die Bilderzeugungseinrichtung 16 kann eine Abtasteinrichtung mit moduliertem Laserstrahl, eine optische Fokussiereinrichtung zum Erzeugen einer Ablichtung auf einer Trommel oder einer anderen Bilderzeugungseinrichtung, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Alternativ kann die Trommel 10 ein auf dieser fixiertes, elektrostatisches Latentbild aufweisen oder kann ein dielektrisches Material sein, auf welchem Ladung in Bildform abgelegt wird.
Zudem sind der photoleitfähigen Trommel 10 eine Sprüheinheit 20 für einen Mehrfarben-Flüssigentwickler, eine Entwicklungseinheit 22, Abstreifereinheiten 34 zur farbspezifischen Reinigung, eine Hintergrund-Reinigungsstation 24, eine elektrifizierte Gummiwalze 26, eine Hintergrund- Entladungsvorrichtung 28, ein Zwischenübertragungselement 30, eine Reinigungsvorrichtung 32 und eine neutralisierende Lampeneinheit 36 zugeordnet.
Die Entwicklungseinheit 22 umfaßt vorzugsweise eine Entwicklungswalze 38. Die Entwicklungswalze 38 ist vorzugsweise in Abstand zu der photoleitfähigen Trommel 10 angeordnet, wodurch ein Spalt zwischen der Entwicklungswalze 38 und der Trommel 10 gebildet ist, welcher typischerweise 40 bis 150 µm beträgt, und sie ist auf ein elektrisches Potential geladen, das zwischen dem der Bild- und Hintergrundbereiche der photoleitfähigen Trommel 10 liegt. Die Entwicklungswalze 38 ist somit wirksam, wenn sie auf einer geeigneten elektrischen Spannung gehalten wird, derart, daß ein elektrisches Feld angelegt werden kann, um die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes zu unterstützen.
Die Entwicklungswalze 38 dreht typischerweise in der gleichen Richtung wie die Trommel 10, wie durch Pfeil 40 angegeben. Diese Drehung sorgt bei der Oberfläche der Trommel und der Entwicklungswalze 38 für entgegengesetzte Geschwindigkeiten in ihrem Annäherungsbereich.
Die Sprüheinheit 20 für den Mehrfarben-Flüssigentwickler, welche in größerem Detail hier nachfolgend beschrieben wird, ist vorzugsweise auf einer Achse 42 derart angebracht, daß sie der Einheit 20 gestattet, in einer solchen Weise geschwenkt zu werden, daß eine Sprühmenge von Flüssigtoner mit elektrisch geladenen, pigmentierten Tonerteilchen entweder auf einen Teil der Entwicklerwalze 38, einen Teil der photoleitfähigen Trommel 10 oder direkt in einen Entwicklungsbereich 44 zwischen der Trommel 10 und der Entwicklungswalze 38 gerichtet werden kann.
Die Abstreifereinheiten 34 zur farbspezifischen Reinigung sind mit der Entwicklerwalze 38 für eine getrennte Entfernung von Restmengen jedes nach der Entwicklung auf dieser verbleibenden Farbtoners wirksam verbunden. Jede einzelne der Abstreifereinheiten 34 wird selektiv nur dann in Wirkverbindung mit der Entwicklerwalze 38 gebracht, wenn Toner einer dieser entsprechenden Farbe durch die Sprüheinheit 20 dem Entwicklungsbereich 44 zugeführt wird. Die Konstruktion und Betriebsweise der Reinigungs-Abstreifereinheit 34 ist in der internationalen PCT-Veröffentlichung Nr. WO 90/14619 beschrieben, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
Jede der Reinigungs-Abstreifereinheiten 34 umfaßt ein Tonerleitelement 52, welches dazu dient, den durch die Reinigungs-Abstreifereinheiten 34 von der Entwicklerwalze 38 entfernten Toner zu separaten Sammelbehältern 54, 56, 58 und 60 zu leiten und somit eine Verunreinigung der verschiedenen Entwickler durch ein Vermischen der Farben zu verhindern. Der durch die Sammelbehälter 54, 56, 58 und 60 aufgefangene Toner wird zu einem entsprechenden Tonerreservoir (55, 57, 59 und 61) zurückgeführt. Ein letztes Tonerleitelement 52 greift immer an die Entwicklerwalze 38 an, und der dadurch aufgefangene Toner wird einem Sammelbehälter 64 und anschließend über einen Separator 66, welcher dahin gehend wirksam ist, relativ saubere Trägerflüssigkeit von den verschiedenen Farbtonertteilchen abzusondern, einem Reservoir 65 zugeführt. Der Separator 66 kann typischerweise von der in der internationalen PCT-Veröffentlichung Nr. WO 90/10896 beschriebenen Art sein, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
Die Hintergrund-Reinigungsstation 24, welche in Fig. 4 deutlicher dargestellt ist, umfaßt eine Rücklaufwalze 46 und eine Fluidsprüheinrichtung 48. Die Rücklaufwalze 46, welche in einer durch einer Pfeil 50 angegebenen Richtung dreht, ist elektrisch auf ein Potential vorgespannt, das zwischen dem der Bild- und Hintergrundbereiche der photoleitfähigen Trommel 10 liegt. Die Rücklaufwalze 46 liegt vorzugsweise in Abstand zu der photoleitfähigen Trommel 10, wodurch ein Spalt zwischen der Rücklaufwalze 46 und der Trommel 10 gebildet wird, welcher typischerweise 40 bis 150 µm beträgt.
Die Fluidsprüheinrichtung 48 erhält über eine Leitung 88 Flüssigtoner vom Reservoir 65 und arbeitet dahin gehend, daß sie für eine Zufuhr von klarer, nicht-polarer Flüssigkeit zu dem Spalt zwischen der photoleitfähigen Trommel 10 und der Rücklaufwalze 46 sorgt. Die durch die Fluidsprüheinrichtung 48 zugeführte Flüssigkeit ersetzt die von der Trommel 10 durch die Entwicklungseinheit 22 entfernte Flüssigkeit, was somit der Rücklaufwalze 46 gestattet, geladene, pigmentierte Tonerteilen durch Elektrophorese von den Hintergrundbereichen des Latentbildes zu entfernen. Überschußfluid wird von der Rücklaufwalze 46 durch ein Flüssigkeitsleitelement 70 entfernt, welches kontinuierlich an die Rücklaufwalze 46 angreift, um Überschußflüssigkeit mit Tonerteilchen von verschiedenen Farben aufzunehmen, welche wiederum über einen Sammelbehälter 64 und den Separator 66 dem Reservoir 65 zugeführt wird.
Eine elektrisch vorgespannte Gummiwalze 26, wie sie im US- Patent 4 286 039, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist, beschrieben ist, wird vorzugsweise gegen die Oberfläche der Trommel 10 gedrückt und ist dahin gehend wirksam, daß sie im wesentlichen den gesamten Flüssigträger von den Hintergrundbereichen entfernt und das Bild verdichtet sowie in den Bildbereichen Flüssigträger von diesem entfernt. Die Gummiwalze 26 ist vorzugsweise aus elastischem, ein wenig leitfähigem Polymermaterial gebildet und ist auf ein Potential von einigen hundert bis einigen wenigen tausend Volt mit der gleichen Polarität wie der Po larität der Ladung auf den Tonerteilchen geladen.
Die Entladungsvorrichtung 28 ist dazu betriebfähig, die Trommel 10 mit Licht zu fluten, welches dahin gehend wirksam ist, die auf der Trommel 10 verbleibende elektrische Spannung zu entladen, um im wesentlichen den elektrischen Durchschlag zu verringern und die Übertragung des Bildes auf das Zwischenübertragungselement 30 zu verbessern.
Das Zwischenübertragungselement 30 kann ein beliebiges, geeignetes Zwischenübertragungselement sein, wie die in der internationalen PCT-Veröffentlichung WO 90/08984 beschriebenen, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist, und wird auf einer für die elektrostatische Übertragung des Bildes von der bildtragenden Oberfläche darauf und von dieser auf ein Endsubstrat 72 auf einer geeigneten elektrischen Spannung und Temperatur gehalten. Das Zwischenübertragungselement 30 ist vorzugsweise mit einer Andruckwalze 71 zur Übertragung des Bildes auf ein Endsubstrat 72, wie beispielsweise Papier, vorzugsweise durch Wärme und Druck verbunden.
Die Reinigungseinrichtung 32 ist dahin gehend wirksam, die Oberfläche der leitfähigen Trommel 10 sauber abzureiben und umfaßt eine Reinigungswalze 74 eine Sprüheinrichtung 76, um eine nicht-polare Reinigungsflüssigkeit zu versprühen und um den Abreibvorgang zu unterstützen und ein Wischblatt 78, um die Reinigung der photoleitfähigen Oberfläche zu vollenden. Die Reinigungswalze 74, welche aus einem beliebigen, zu diesem Zweck im Stand der Technik bekannten Kunstharz gebildet sein kann, wird in einer Drehrichtung angetrieben, die derjenigen der Trommel 10 entgegengesetzt ist, wie durch Pfeil 80 angegeben. Jede auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 10 zurückgebliebene Restladung wird durch Fluten der photoleitfähigen Oberfläche mit Licht von der neutralisierenden Lampeneinheit 36 entfernt.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird, nach dem Entwickeln des Bildes in einer gegebenen Farbe, das Einzelfarbbild auf das Zwischenübertragungselement 30 übertragen. Nachfolgende Bilder in unterschiedlichen Farben werden sequentiell in Ausrichtung mit dem vorherigen Bild auf das Zwischenübertragungselement 30 übertragen. Wenn jedes der erwünschten Bilder darauf übertragen worden ist, wird das vollständige Mehrfarbenbild von dem Übertragungselement 30 auf das Substrat 72 übertragen. Die Andruckwalze 71 erzeugt nur dann einen wirksamen Andruck zwischen dem Zwischenübertragungselement 30 und dem Substrat 72, wenn die Übertragung des zusammengesetzten Bildes auf das Substrat 72 stattfindet. Alternativ wird jedes Einzelfarbenbild nach seiner Erzeugung auf das Substrat übertragen. In diesem Fall wird das Substrat einmal für jede Farbe durch die Maschine geführt oder wird auf einer Platte gehalten und während der Bildübertragung mit dem Zwischenübertragungselement 30 in Kontakt gebracht. Alternativ wird das Zwischenübertragungselement weggelassen und werden die entwickelten Einzelfarbenbilder sequentiell direkt von der Trommel 10 auf das Substrat 72 übertragen.
Bezug wird nun zusätzlich auf die Figs. 1, 2 und 3 genommen, in welchen zu ersehen ist, daß die Sprüheinheit 20 für Mehrfarbentoner getrennte Zuführungen von Farbtonern, typischerweise von vier verschiedenen Reservoirs 55, 57, 59 und 61, erhält. Figur 1 zeigt vier verschiedene Farbtonerreservoirs 55, 57, 59 und 61, die typischerweise jeweils die Farben Gelb, Magenta, Cyan bzw. optional Schwarz enthalten. Es können Pumpen 90, 92, 94 und 96 an jeweiligen Zuführleitungen 98, 100, 102 und 104 zum Erzeugen einer gewünschten Druckmenge vorgesehen sein, um den Farbtoner zu der Mehrfarben-Sprüheinheit 20 zu führen. Alternativ erhält die Mehrfarbentoner-Sprüheinheit 20, welche vorzugsweise eine Sprüheinheit in drei Ebenen ist, Zuführungen von Farbtoner aus sechs verschiedenen Reservoirs (nicht dargestellt), was dem Verbraucher farbige Toner zusätzlich zu den Standard- Prozeßfarben gewährt.
Zugeordnet zu jedem der Reservoirs 55, 57, 59 und 61 sind typischerweise Behälter mit Ladungsrichter und Tonerkonzentrat vorgesehen, die jeweils durch Bezugszeichen 82 und 84 angegeben sind, sowie eine Versorgung mit Trägerflüssigkeit, die ganz allgemein durch Bezugszeichen 86 angegeben ist.
Jedes der Reservoirs 55, 57, 59 und 61 erhält zudem typischerweise einen Zufluß von rückgeführtem Toner einer entsprechenden Farbe von der Entwicklereinheit 22, wie oben beschrieben.
Es wird nun Bezug auf die Figs. 2 und 3 genommen, welche eine Ausführungsform einer Mehrfarbentoner-Sprüheinheit 20 darstellen. In der Ausführungsform von Fig. 3 ist zu sehen, daß eine geradlinige Anordnung von Sprühausgängen 106 vorgesehen ist, von welchen jeder mit einer der vier Leitungen 98, 100, 102 und 104 kommuniziert. Die Ausgänge 106 verlassen die Leitungen 98, 100, 102 und 104 auf einem von zwei Niveaus 108 und 110, um die Minimierung eines Abstandes zwischen den Ausgängen 106 zu gestatten.
Die Sprühausgänge 106 sind vorzugsweise in der Weise parallel geschaltet, daß, wenn vier Tonerfarben verwendet werden, vorzugsweise jeder vierte Ausgang 106 den gleichen Farbtoner versprüht, und das jede Gruppe von vier benachbarten Ausgängen solche Ausgänge 106 umfaßt, die vier unterschiedliche Farben versprühen. Wenn sechs Tonerfarben verwendet werden, versprüht vorzugsweise jeder sechste Ausgang 106 den gleichen Farbtoner und umfaßt diese jeweilige Gruppe von sechs benachbarten Ausgängen 106 solche Ausgänge 106, die sechs unterschiedliche Farben versprühen.
Der Farbtoner wird aus jedem der Ausgänge 106 unter Druck in den Entwicklungsbereich 44 gesprüht. Der Abstand der Sprühausgänge 106 und deren Periodizität ist so ausgewählt, daß jedem Toner für jede einzelne, gegebene Farbe ermöglicht wird, den Bereich 44 im wesentlichen gleichförmig auszufüllen. Dies kann in einer gleichmäßigen Anordnung erfolgen, oder vorzugsweise sind die Farben in Gruppen angeordnet, von denen jede einen Auslaß für jede Farbe enthält. Typischerweise haben diese Gruppe einen Mittenabstand von zwischen 40-60 mm.
In einer besonderen Ausführungsform in Fig. 3 beträgt der Mittenabstand zwischen zwei benachbarten Ausgängen 106 in der geradlinien Anordnung 6,5 mm, und die Sprühausgänge haben einen Innendurchmesser von 4 mm. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, daß der Abstand zwischen den Ausgängen 106 in anderen Ausführungsformen der Erfindung weit variieren kann, sofern die Verteilung des Flüssigtoners ausreichend ist, um eine gleichförmige Entwicklung zu gestatten.
Die Strömung des Toners von den Leitungen 98, 100, 102 und 104 zu jedem der Ausgänge 106 wird durch Ventile 112 geregelt, welche durch eine Steuereinrichtung 114 gesteuert werden. Die Ventile 112 können elektrisch gesteuerte Ventile sein, welche durch die Steuereinrichtung 114 geöffnet oder geschlossen werden, wie z. B. Typ 200-Ventile, die von Burkert, Ingelfingen, Deutschland, erhältlich sind. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ventile 112 (Einweg) Absperrventile, welche nur eine Strömung zu den Ausgängen 106 hin gestatten, und die Steuereinrichtung 114 ist weggelassen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein federbelastetes Einwegventil verwendet. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird der gesamte Tonerfluß für jede der Farben durch ein einziges Ventil 120 gesteuert. In jedem Fall verhindert die Bereitstellung der Ventile 112 ein syphonartiges Nachlaufen, welches ein Tröpfeln vom Ausgang bewirken würde, nachdem der Hauptfluß des Toners abgesperrt ist. Würde die abzuriegelnde Tonerzufuhr nur durch ein Absperren der Zufuhr zu den Leitungen 98, 100, 102 und 104 erfolgen, würde ein Tröpfeln erfolgen, welches zu einer Vermischung der Farben oder zu einer langen "Tot"-Zeit zwischen den Farben führen würde. Die einzelne Absperrung jedes Sprühausganges oder die Bereitstellung von Absperrventilen in jedem Ausgang gestattet einen beinahe unmittelbaren Wechsel der Entwicklerfarbe an dem Entwicklungsbereich 44.
In jedem Fall ist die Tonermenge, die der Trommel 10 oder der Entwicklungswalze 38 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zugeführt wird, ausreichend, um eine Tonerschicht von einer Dicke zu erzeugen, die den Spalt zwischen der Trommel 10 und der Entwicklungswalze 38 wenigstens größtenteils füllt.
Es wird nun wieder Bezug genommen auf die Figs. 1 und 2, welche eine Entwicklungseinheit 22 und eine Rücklaufwalze 46 darstellen, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung konstruiert und betriebsfähig sind. Die Entwicklungseinheit 22 umfaßt eine Entwicklungswalze 38, die wirksam an die Photoleitertrommel 10 in Abstandsbeziehung zu dieser angreift und aufgrund ihrer Drehung in der gleichen Richtung wie die Photoleitertrommel 10 unter anderem als Dosiereinrichtung wirkt. Dieser Dosiereffekt gewährleistet, daß sich sehr wenig Flüssigkeit durch den Spalt des Entwicklungsbereichs hindurch bewegt.
Wie oben erwähnt, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, in einem elektrophotographischen Flüssigtoner-Bilderzeugungssystem eine elektrisch vorgespannte Entwicklungswalze zu verwenden. Die Walze ist auf eine geeignete elektrische Spannung irgendwo zwischen den Spannungen der Bild- und Hintergrundbereiche der photoleitfähigen Trommel aufgeladen. Bei einer solchen geeigneten elektrischen Spannung erzeugt die Walze eine gute Bildentwicklung ohne Tonerablagerung auf dem Hintergrund.
Es wurde durch den Erfinder herausgefunden, daß es, wenn die Geschwindigkeit der Trommel und der Entwicklungswalze gesteigert wird, um die Betriebsgeschwindigkeit des Systems zu erhöhen, einen nicht hinnehmbaren Grad an Tonerablage rungen auf der Hintergrundfläche an dem Grenzbereich zwischen den Bild- und Hintergrundoberflächen stromabwärts der Bildbereiche gibt. Diese unerwünschte Ablagerung wird nachfolgend als "Schlieren" bezeichnet.
Dieses Phänomen scheint das Ergebnis der Dynamik der Tonerteilchenmigration in der Entwicklungszone 44 zu sein, in welcher zwischen der elektrisch geladenen Entwicklungswalze 38 und den elektrisch geladenen Bildbereichen und Hintergrundbereichen der Trommel 10 ein elektrostatisches Feld aufgebaut wird. Eine Zunahme des Spannungsunterschiedes zwischen den Hintergrundbereichen der Trommel 10 und der Entwicklungswalze 38 vermindert Hintergrundschlieren, aber da es zudem den Spannungsunterschied zwischen den Bildbereichen der Trommel 10 und der Entwicklungswalze 38 vermindert, verschlechtert sie das Bild. Diese Bildverschlechterung scheint durch eine Hinderung der Migration von Tonerteilchen zu den Bildbereichen der Trommel 10 hin bewirkt zu werden, was zu einer Verringerung der optischen Bilddichte führt.
Wenn die auf einer elektrischen Spannung, die eine gute Dichte des entwickelten Bildes liefert, die jedoch selbst zu Hintergrundschlieren führen würde, gehaltene Entwicklungswalze 38 in Zuordnung mit der Hintergrund- Reinigungsstation 24 verwendet wird, werden verbesserte Bilder erhalten.
Die Hintergrund-Reinigungsstation 24 umfaßt eine Rücklaufwalze 46, die typischerweise auf einer gegenüber dem Hintergrundbereich der Trommel 10 unterschiedlichen elektrischen Spannung gehalten wird, welche größer ist, als die der Entwicklungswalze 38. Eine Fluidsprüheinrichtung 48 sprüht Flüssigtoner in den Bereich zwischen der Rücklaufwalze 46 und der Trommel 10, um den Spalt zwischen der Walze 46 und der Trommel 10 zu füllen, um so eine elektrophoretische Migration von Tonerteilchen von den Hintergrundbereichen der Trommel 10 zu der Rücklaufwalze 46 zu gestatten.
Andere Mittel können zum Anfeuchten dieses Spaltes verwendet werden. Zum Beispiel ist, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Walze 122 teilweise in einem Behälter 124 angeordnet, der eine klare Flüssigkeit enthält, und wird gedreht, um die klare Flüssigkeit auf die Oberfläche der Trommel 10 zu befördern. Die Walze 122 ist entweder eine Vorlauf- oder eine Rücklaufwalze.
Alternativ ist, wie in Fig. 6 dargestellt, die Walze 46 eine Vorlaufwalze, die in Richtung eines Pfeiles 126 dreht. Die Walze 46 ist teilweise in einem Behälter 128 angeordnet, der eine klare Flüssigkeit enthält und diese zu dem Spalt zwischen der Walze 46 und der Trommel 10 befördert. Die Gummiwalze 46 ist dann dahin gehend wirksam, die auf der Trommel verbleibende Flüssigkeit von dieser zu entfernen.
Die Walze 46 wird auf einer elektrischen Spannung zwischen den Bild- und Hintergrundspannungen gehalten, so daß Tonerteilchen nicht von den Bildbereichen der Trommel 10 entfernt werden, wodurch der Betrieb eines elektrostatischen Farbbilderzeugungssystems mit Geschwindigkeiten gestattet wird, die diejenigen übersteigen, welche früher erreicht werden konnten.
In einem typischen System, das bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 60 cm/sek arbeitet, befinden sich die Bildbereiche der Trommel 10 auf einer elektrischen Spannung von -60 Volt, wobei die Hintergrundbereiche sich auf einer elektrischen Spannung von -1000 Volt befinden. Die Entwicklungswalze 38 wird auf eine elektrische Spannung von -500 Volt eingestellt, ist in einem Abstand von 60 µm von der Trommel 10 angeordnet und hat eine Oberflächengeschwindigkeit von 100 cm/sek. Die Walze 46 ist eine Rücklaufwalze bei einer elektrischen Spannung von -150 Volt, ist in einem Abstand von 50 µm zur Trommel 10 angeordnet und hat eine Oberflächengeschwindigkeit von 95 cm/sek. Negativ geladener Toner wird in einem Schreib-Schwarz-Modus verwendet. Diese Spannungen und Abstände sind keine festen Werte, sondern hängen von der Verarbeitungsgeschwindigkeit, der Tonerladung, der Beweglichkeit und Viskosität, dem Photoleitertyp und der Bildbeleuchtung-Entladungsleistung, dem Abstand der Walzen zueinander und von anderen Faktoren ab.
Die oben erwähnten Spannungen sind für die Verwendung von negativ geladenem Toner und einer organischen Photoleitertrommel geeignet. Falls es erwünscht ist, einen positiv geladenen Toner oder einen anderen Typ eines Photoleitermaterials zu verwenden, können entsprechend andere Spannungen geeignet sein.
Diese Ausführungsform verwendet eine Mehrfarben- Sprüheinheit 20, in welcher der Sprühstrahl auf den Entwicklungsbereich 44 zwischen der Trommel 10 und der Entwicklungswalze 38 gerichtet ist. Alternativ kann der Sprühstrahl auf die Oberfläche der Photoleitertrommel 10 oder entweder ganz allgemein auf die Entwicklungswalze 38 oder bevorzugter auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 38 gerichtet werden. Es sollte angemerkt werden, daß die Drehung der Entwicklungswalze 38 derart ist, daß die Entwicklerflüssigkeit von einem Entwicklungsbereich 44 weg transportiert wird. Dennoch erzeugt die Mehrfarben-Sprüheinheit eine ausreichende Kraft, um zu gewährleisten, daß es an dem Entwicklungsbereich eine Zufuhr von Flüssigentwickler gibt.
Ein bevorzugter Typ von Tonern zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung ist der im Beispiel 1 des US-Patents 4 794 651 beschriebene, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist. Weitere Toner können alternativ verwendet werden. Für farbige Flüssigentwickler wird Kohlenstoffruß durch Farbpigmente ersetzt, wie es im Stand der Technik allgemein bekannt ist.
Obwohl die Erfindung unter Verwendung eines walzenförmigen Entwicklers und eines trommelförmigen Photoleiters beschrieben wurde, ist es so zu verstehen, daß die Erfindung auch unter Verwendung eines bandformigen Entwicklers und/oder eines bandförmigen Photoleiters umgesetzt werden kann
Es ist für den Fachmann zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht durch das beschränkt wird, was vorstehend im einzelnen gezeigt und beschrieben wurde. Vielmehr wird der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die Ansprüche begrenzt.

Claims

1. Bilderzeugungsvorrichtung mit:

einer Bilderzeugungsoberfläche (12), die an einem Entwicklungsbereich (44) zur Bewegung in gegebener Richtung (18) angeordnet ist und ein auf ihr ausgebildetes elektrostatisches Bild aufweist, das Bild- und Hintergrundflächen auf einem jeweiligen ersten und zweiten elektrischen Potential umfaßt; und

einer Entwicklungseinrichtung (22) zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines Flüssigentwicklers mit elektrisch geladenen Tonerteilchen, um ein entwickeltes Bild zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, daß: die Entwicklungseinrichtung eine Entwickleroberfläche aufweist, welche auf ein drittes Potential zwischen dem ersten und dem zweiten Potential elektrisiert ist und zu der Bilderzeugungsoberfläche am Entwicklungsbereich in Abstand angeordnet ist und sich dort bewegt; und

die Bilderzeugungsvorrichtung ferner umfaßt:

eine Hintergrund-Abnahmeoberfläche (46), die in Abstand zur Bilderzeugungsoberfläche angeordnet ist und betriebsmäßig Tonerteilchen von den Hintergrundflächen entfernt; und

eine Einrichtung zum Übertragen (30, 71) des entwickelten Bildes auf ein Endsubstrat (72).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 und zudem mit einer Einrichtung zum Zuführen (48, 122, 124, 128) einer Flüssigkeit zu wenigstens einem Bereich des Raumes zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Hintergrund-Abnahmeoberfläche

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welchem ein Bereich der Hintergrund-Abnahmeoberfläche in dichtem Abstand zur Bilderzeugungsoberfläche angeordnet ist und sich der Bereich in der gegebenen Richtung (126) bewegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Bilderzeugungsoberfläche eine Oberfläche einer um eine Trommelachse drehenden Trommel (10) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, in welcher die Hintergrund- Abnahmeoberfläche die Oberfläche einer drehenden Walze (46) ist, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und in welcher die drehende Walze und die drehende Trommel in entgegengesetzten Richtungen drehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welcher ein Bereich der Hintergrund-Abnahmeoberfläche in dichtem Abstand zu der Bilderzeugungsoberfläche angeordnet ist und sich der Bereich in einer Richtung bewegt, die der gegebenen Richtung (50) entgegengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, in welcher die Bilderzeugungsoberfläche eine Oberfläche einer sich um eine Trommelachse drehenden Trommel (10) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, in welchem die Hintergrund- Abnahmeoberfläche die Oberfläche einer drehenden Walze (46) ist, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und in welcher sich die drehende Walze und die drehende Trommel in der gleichen Richtung drehen.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Entwickleroberfläche die Oberfläche einer drehenden Trommel ist, die eine zur gegebenen Richtung senkrechte Drehachse aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, in welcher. die Entwickleroberfläche die Oberfläche einer drehenden Walze (38) ist, die eine zur gegebenen Richtung senkrechte Drehachse aufweist, und die Drehwalze und die Drehtrommel in der gleichen Richtung drehen.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Entwickleroberfläche und die Hintergrund-Abnahmeoberfläche auf ein jeweils drittes und viertes elektrisches Potential zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Potential geladen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, in welcher sich das dritte und vierte Potential voneinander unterscheiden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, in welcher das vierte elektrische Potential dichter am Wert des ersten elektrischen Potentials liegt als das dritte elektrische Potential.

14. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes auf einem Substrat, mit den Schritten:

Erzeugen eines elektrostatischen Bildes mit Bild- und Hintergrundflächen auf einem jeweiligen ersten und zweiten elektrischen Potential auf einer Bilderzeugungsoberfläche; Bewegen der Bilderzeugungsoberfläche an einem Entwicklungsbereich in einer gegebenen Richtung;

Entwickeln des elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines Flüssigentwicklers mit elektrisch geladenen Tonerteilchen, um ein entwickeltes Bild zu erzeugen, wobei der Schritt des Entwickelns eine Entwickleroberfläche verwendet, die an dem Entwicklungsbereich in Abstand zu derbilderzeugungsoberfläche angeordnet ist und sich dort bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das verfahren die Schritte umfaßt:

Elektrisieren der Entwickleroberfläche auf ein Potential zwischen dem ersten und dem zweiten Potential;

Entfernen von Tonerteilchen, die während des Entwicklungschrittes auf dem Hintergrundbereich unerwünscht abgelagert wurden, unter Verwendung einer Hintergrund-Abnahme oberfläche, die an dem Hintergrund-Abnahmebereich in Abstand zu der Bilderzeugungsoberfläche angeordnet ist; und

Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Endsubstrat.

15. Verfahren nach Anspruch 14 und zudem mit dem Schritt des Zuführens einer Flüssigkeit zu wenigstens einem Bereich des Raumes zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Hintergrund-Abnahmeoberfläche.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15 und mit den Schritten:

Anordnen eines Bereichs der Hintergrund-Abnahmeoberfläche in dichtem Abstand zu derBilderzeugungsoberfläche; und

Bewegen des Bereichs in der gegebenen Richtung.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-16 und mit dem Schritt des Vorsehens der Bilderzeugungsoberfläche als Oberfläche einer sich um eine Trommelachse drehenden Trommel.

18. Verfahren nach Anspruch 17, in welchem die Hintergrund- Abnahmeoberfläche die Oberfläche einer drehenden Walze ist, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und mit dem Schritt des Drehens der drehenden Walze und der drehenden Trommel in entgegengesetzte Richtungen.

19. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15 und mit den Schritten:

Anordnen eines Bereiches der Hintergrund-Abnahmeoberfläche in dichtem Abstand zu der Bilderzeugungsoberfläche und

Bewegen des Bereichs in einer der gegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, in welchem die Bilderzeugungsoberfläche eine Oberfläche einer Trommel ist und mit dem Schritt des Drehens der Trommel um eine Trommelachse.

21. Verfahren nach Anspruch 20, in welchem die Hintergrund- Abnahmeoberfläche die Oberfläche einer drehenden Walze ist, die eine der Achse der Trommel parallele Achse aufweist, und mit dem Schritt des Drehens der drehenden Walze und der drehenden Trommel in die gleiche Richtung.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-21, in welchem die Entwickleroberfläche die Oberfläche einer drehenden Walze ist, die eine zu der gegebenen Richtung senkrechte Drehachse aufweist, und mit dem Schritt des Drehens der drehenden Walze und der drehenden Trommel in die gleiche Richtung.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-21 und mit den Schritten des Aufladens der Entwickleroberfläche auf ein drittes elektrisches Potential und des Aufladens der Hintergrund-Abnahmeoberfläche auf ein viertes elektrisches Potential, wobei das dritte und das vierte elektrische Potential zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Potential liegen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, in welchem sich das dritte und das vierte Potential voneinander unterscheiden.

25. Verfahren nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, in welchem das vierte elektrische Potential dichter am Wert des ersten elektrischen Potentials liegt als das dritte elektrische Potential.