EP0779560A2 - Electrostatic latent image developing method and apparatus - Google Patents

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EP0779560A2
EP0779560A2 EP96119782A EP96119782A EP0779560A2 EP 0779560 A2 EP0779560 A2 EP 0779560A2 EP 96119782 A EP96119782 A EP 96119782A EP 96119782 A EP96119782 A EP 96119782A EP 0779560 A2 EP0779560 A2 EP 0779560A2
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EP
European Patent Office
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image areas
intermediate carrier
particles
developing device
voltage
Prior art date
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Granted
Application number
EP96119782A
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German (de)
French (fr)
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EP0779560A3 (en
EP0779560B1 (en
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Anton Rodi
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Eastman Kodak Co
NexPress Digital LLC
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
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Publication of EP0779560A3 publication Critical patent/EP0779560A3/en
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    • GPHYSICS
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G13/06Developing
    • G03G13/08Developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • GPHYSICS
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    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S101/00Printing
    • Y10S101/37Printing employing electrostatic force

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for developing an electrostatic latent image which has been formed on a surface of a movable intermediate carrier by means of electrically charged dielectric paint particles which are transported through a gap between the surface of the intermediate carrier and a surface of a developing device .
  • Such a method and the corresponding device are e.g. B. known from xerography and are used for development in laser printers, copiers, etc.
  • a photoconductor drum is electrically charged and exposed, thereby creating a latent charge pattern on the photoconductor drum that corresponds to the print density distribution of the image to be printed or copied.
  • the latent charge image is then developed by supplying toner to the photoconductor drum which is attracted to and adheres to charged image areas on the photoconductor drum.
  • the photoconductor drum forms an intermediate carrier for the developed toner image, which is then transferred to and fixed on a substrate such as paper.
  • the toner is supplied to the intermediate carrier from a developing device which, for. B. is a cylinder or a belt that runs past the intermediate carrier at a more or less small distance.
  • a developing device which, for. B. is a cylinder or a belt that runs past the intermediate carrier at a more or less small distance.
  • the toner consists of dielectric pigmented particles with a diameter between 5 and 20 microns.
  • the developing device is a belt which rotates around several cylinders and which passes through the intermediate carrier, a photoconductor drum, at a distance which is many times larger than the diameter of the toner particles.
  • the toner particles adhered to the belt by frictional electricity bounce under the action of an electric field across the gap between the belt and the photoconductor drum, leaving non-electrically charged areas of the electrostatic charge pattern colorless.
  • the electric field on the side of the tape comes from an electrode with a pointed edge around which the tape is guided.
  • the change in direction as the ribbon passes the edge also increases the distance between adjacent toner particles of the color layer in the gap and reduces the cohesive forces between the toner particles so that less force is required to remove the individual toner particles from the layer.
  • the voltage differences between image areas and non-image areas of the electrostatic charge pattern be relatively high in order to obtain a sufficiently high-contrast toner image. This is not a problem if the charge pattern is formed by exposing a photoconductor that has been uniformly charged in advance to a few hundred or a thousand volts, e.g. B. in a photocopier or a laser printer.
  • the invention has for its object to provide a development technique that enables sufficient and high-contrast transfer of printing ink to an intermediate carrier, which has an electrostatic latent image with relatively small voltage differences between the different image areas.
  • the ink particles are transported through the gap between the surface of the intermediate carrier and a surface of a developing device so that they more or less fill the gap, but no pressure is exerted on the ink particles.
  • the invention can thus be understood as an intermediate model between “jumper development”, in which there is essentially empty space in the gap, and “contact development”, in which the colored particles are pressed against the intermediate carrier.
  • the invention provides a development technique which manages with relatively small voltage differences in the electrostatic latent image on the intermediate carrier, e.g. B. about 40 volts. Such voltages can be generated in a simple, reliable and inexpensive manner by means of conventional electronics.
  • the invention enables a latent electrostatic image with this property to be developed into a color image which enables adequate color coverage in image areas and which has no background coloration in non-image areas.
  • the latter problem the uncontrolled transfer of color particles to areas that are supposed to remain color-free, is particularly detrimental to conventional "contact development” techniques.
  • the intensity of the color coverage can be controlled excellently, so that a very fine and faithful reproduction of gray levels is possible.
  • an electric field is generated in the gap, which changes in a certain way along the transport path of the color particles.
  • a tension on the surface of the developing device along the transport path is changed, or the stresses on the surface of the intermediate carrier are changed together along the transport path.
  • the color particles transported in the gap are negatively charged, e.g. B. by friction electricity.
  • voltages and charges are understood to mean positive voltages or charges unless otherwise stated.
  • the image areas on the intermediate carrier are under a certain (positive) tension, depending on the desired later gray level at this point, in order to attract the negatively charged color particles thereon.
  • the paint particles were charged positively, the voltages mentioned would be negative.
  • a voltage of zero volts is chosen as the reference voltage, which generally corresponds to the earth potential. In a practical embodiment, this reference voltage can be shifted positively or negatively to the earth potential, the remaining voltages being changed accordingly while maintaining all voltage differences.
  • the voltages are adjusted so that the colored particles pass a substantially field-free area in which they can be distributed over the entire gap width.
  • the only field from which a noteworthy effect originates in this area is the field which originates from charge islands on the surface of the intermediate carrier, ie from the image areas of the electrostatic charge image. These charge islands have a charge that is opposite to the charge of the color particles, so that some of the paint particles are attracted to it. The remaining color particles can remain in the loosely distributed state or adhere to the surfaces of the intermediate carrier or the developing device by means of local forces, provided they come close to them.
  • this voltage is next increased from zero or a value around zero to a value of a few 100 volts.
  • This voltage can be chosen so high that there is just no breakdown between the developing device and the intermediate carrier. This creates a field in which the color particles in the non-image areas detach from the surface of the intermediate carrier, but partially adhere to them in the loaded image areas. In order for all of the color particles to lift off the surface of the intermediate carrier in the non-image regions, the close-acting forces to which color particles are exposed, which have adhered to the surface of the intermediate carrier in the preceding, essentially field-free region, must be overcome.
  • the Van der Waals forces on a particle that is in the vicinity of a surface is referred to below as the adhesive force.
  • Imaging power is the force on a charged particle in the vicinity of a conductive surface, which corresponds to the attraction of an oppositely charged particle, which can be imagined as a mirror image on the other side of this surface.
  • the image power is inversely proportional to the square of the distance of the particle center from the surface and becomes negligible in the technique described herein small if this distance is greater than the range of the adhesive forces. Therefore, the adhesive forces and the image forces are collectively referred to herein as proximity forces, with a range in the range of a few tens of nanometers.
  • the color particles which are opposite to the non-image areas are located at some distance from it. This is because the force which drives the color particles in the electric field of the gap towards the surface of the developing device increases suddenly as soon as the proximity forces are no longer effective. In the image areas, the number of particles that are more likely to be attracted to the image areas is reduced in favor of the number of particles that are more likely to be attracted to the surface of the developing device.
  • the tension on the surface of the Developing device again reduced, at most so much that the color particles are still a few tens of nanometers from the surface of the intermediate carrier in the non-image areas, so that the near-acting forces on this surface can just not be effective again. This prevents individual color particles from spontaneously switching to the non-image areas, and there is no background coloring in non-image areas.
  • the level of cleavage of the color layer in the image areas of the intermediate carrier shifts in favor of color particles that are transferred to the image areas. Therefore, even with slight voltage differences between the image areas and the non-image areas on the intermediate carrier, a high-contrast color transfer is possible, as is required for printing in offset quality.
  • the force on the color particles that adjoin the intermediate supports in the non-image areas has a hysteresis property as a combination of the close-acting forces and the force of the electric field in the gap. This makes use of the invention in order to provide for a given color coverage with lower voltage differences in the electrostatic latent image without having to accept any deterioration in the background of the developed image.
  • grayscale results when using color particles with an average diameter of between a few ⁇ m and 20 ⁇ m and a gap width between approx. 10 and 200 ⁇ m, the width of the gap being a multiple of the average diameter of the color particles. But it is also possible to make the gap only slightly larger than the diameter of the paint particles, z. B. only one layer of color particles is transported into the gap. Grayscale can still be reproduced under partly because the color particles are not strictly organized in practice and have different sizes. Therefore, the cleavage plane is not to be seen as a sharp boundary, but rather as an area in which there are different probabilities according to a Gaussian distribution that a single color particle is drawn in one direction or the other. According to the invention, very low gray levels can be achieved more easily and uniformly than in the conventional "jumper development", since the threshold voltage is significantly lower.
  • an alternating voltage of a few kHz can be superimposed on the third voltage.
  • the amplitude of the superimposed alternating voltage can be up to 200 volts, so that the third voltage is an alternating voltage with peak values between 0 and 200 volts and an effective voltage of 100 volts.
  • a rotating cylinder or a belt running around a cylinder can be used as the intermediate carrier.
  • the surface of the intermediate carrier has a multiplicity of mutually insulated microcells which are individually charged outside the region of the gap.
  • the surface of the intermediate carrier can also be a homogeneous dielectric layer on which charge islands have been generated in accordance with the desired print image.
  • the developing device can have a fixed plate, a fixed or rotating cylinder or a belt rotating around a cylinder.
  • There are various options for transporting the color particles into the gap For example, it is conceivable that the color particles through Gravity slip into the gap. Or one of the many other transport techniques that are known from development technology is used.
  • the color particles can adhere electrostatically to the intermediate carrier before the voltage on the intermediate carrier is brought to zero in the first region of the gap. Magnetic one-component developers can also be considered.
  • the surface curvature which has an effect on the field strength, may have to be taken into account when dimensioning the stresses in the gap. You get a better overview of the conditions in the gap and, above all, a longer distance on which the color particles in the different areas in the gap can be realigned if a belt is used for the intermediate carrier and / or the developing device, with the belt over the length of the gap runs parallel and synchronously with the opposite cylinder or belt.
  • its surface can have a multiplicity of conductive elements which run transversely to the transport path of the color particles, with adjacent conductive elements being more or less insulated from one another.
  • the conductive elements can be supplied with the voltages just required via sliding contacts, or they are capacitively or inductively coupled to generators which induce the corresponding voltages therein.
  • the conductive elements need not be completely isolated from one another. In the event that the surface of the intermediate carrier between the conductive elements is not is completely insulating, but has a low conductivity, the voltage curve can be even, and there are no abrupt field changes when the conductive elements z. B. reach a sliding contact. Not only macroscopic means such as e.g. B. conductor strips, but also microscopic structures, as they exist in directional materials that conduct better in a preferred direction than transversely to it.
  • Fig. 1 shows a small section on the circumference of a development cylinder 1 and an intermediate carrier 2, which is also a cylinder.
  • the development cylinder 1 and the intermediate carrier 2 are mounted above or below the figure on a printing press and are driven so that they rotate synchronously or with a defined differential speed in the arrow directions shown.
  • a surface 3 of the development cylinder 1 and a surface 4 of the intermediate carrier 2 lie opposite one another, with a gap 5 between them.
  • the development cylinder 1 conveys z. B. four layers of paint particles 6 into the gap 5.
  • the color particles 6 are z. B. negatively charged dielectric particles, the z. B. stick by electrostatic attraction in several layers on the surface 3 of the developing cylinder 1.
  • the color particles 6 are shown in a regular arrangement only for simplification and clarity of the drawing; in practice they are more or less statistically distributed.
  • the paint particles 6 are exaggerated in size compared to the size of the cylinder.
  • the gap 5 is so wide at its narrowest point between the development cylinder 1 and the intermediate carrier 2 that the ink particles 6 conveyed therein fill most of the gap 5 without being pressed together.
  • the development cylinder 1 On the surface 3 of the development cylinder 1 there are a plurality of straight conductor strips 8, each of which extends perpendicular to the plane of the figure across the entire length of the development cylinder 1.
  • the conductor strips 8 are arranged distributed over the entire circumference of the development cylinder 1 and are insulated from one another.
  • the surface 4 of the intermediate carrier 2 has a multiplicity of conductive, mutually insulated microcells (not shown in FIG. 1), as described in US Pat. No. 4,792,860 mentioned above. These microcells, their size is chosen in accordance with the desired print resolution, selectively more or less heavily loaded at a point on the circumference of the intermediate carrier 2 that is not visible in the drawing.
  • the surface 4 of the intermediate carrier 2 thus carries an electrostatic charge pattern that corresponds to the desired print image. In the gap 5, color particles 6 are selectively transferred to this charge pattern, so that behind the gap 5 there are color islands 7 of color particles 6 on the surface 4 of the intermediate carrier 2, which correspond to the colored areas of the image to be printed. This developed image is then transferred to another location on the circumference of the intermediate carrier 2 on paper and fixed thereon.
  • FIGS. 2a to 2c show the three areas in the gap 5 along the transport path of the color particles 6, in which the stresses on the surface 3 of the intermediate carrier 1 U 0 , U max or U E can be created.
  • U is 1min z. B. equals zero and U 1 is greater than U 1min , z. B. equal to 40 volts.
  • the microcell 9a forms an image area in which maximum color saturation is desired, and the microcell 9b forms a non-image area to which no color is to be transferred.
  • the voltage U 0 on the surface 3 of the developing cylinder 1 is zero or approximately zero, so that the ink particles 6 in the gap 5 are not subjected to any general force. However, a part of the color particles 6 is attracted to the charged microcell 9a, and some colored particles adhere to the microcell 9b and to the surface 3 of the development cylinder 1 solely by means of local forces.
  • the voltage on the surface 3 of the development cylinder 1 is a positive voltage U max , which, at a few hundred volts, is substantially greater than the voltage U 1 of the microcell 9a and which generally attracts the colored particles 6 to the surface 3 of the development cylinder 1 .
  • the voltage U max is selected so that the color particles 6 are completely separated from the microcell 9b, even if they have stuck to them in the meantime. The proximity forces on color particles 6, which adhere to the microcell 9b, must therefore be overcome. A portion of the colored particles 6 which have been attracted by the microcell 9a in FIG. 2a is drawn towards the surface 3 of the development cylinder 1 in FIG.
  • the voltage U max is lowered to a voltage U E that is less than U max and greater than / equal to U 1 .
  • the voltage U E is selected so that the color particles 6 immediately above the microcell 9b do not just touch it, more precisely that the near-acting forces from the microcell 9b are not yet able to draw color particles 6 to the microcell 9b.
  • more paint particles 6 are again attracted to the microcell 9a, in FIG. 2c two layers of paint particles.
  • the thickness of the transferred ink layer is substantially greater than the thickness of the ink layer which is held by the microcell 9a in the phase shown in FIG. 2b.
  • the cleavage plane in the color layer shifts in favor of transferred color particles in the image areas, but not in favor of transferring color particles in the non-image areas. Therefore, by lowering the voltage on the surface 3 of the development cylinder 1, very small voltage differences between the microcells 9a, 9b that can be generated by conventional electronics are used in order to achieve color saturation in image areas and a color-free background in non-image areas.
  • the last voltage U E also ensures that the non-transferred ink particles 6 adhere to the surface 3 of the development cylinder 1 and are transported out of the gap.
  • the voltage U E can be maintained or refreshed during the further rotation of the development cylinder 1, so that the surface 3 can take up new ink particles 6 and transport them again from the left into the gap 5, as shown in FIG. 1.
  • the voltage on the opposite side can alternatively also be changed.
  • the voltages U 1 and U 1min are changed together while maintaining the voltage intervals between them.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einer Oberfläche (4) eines beweglichen Zwischenträgers (2) erzeugt worden ist, mittels elektrisch geladener dielektrischer Farbteilchen (6), die durch einen Spalt (5) zwischen der Oberfläche des Zwischenträgers und einer Oberfläche (3) einer Entwicklungseinrichtung (1) transportiert werden. Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird der Spalt (5) zum größten Teil und lose mit Farbteilchen (6) gefüllt und werden entlang des Transportweges der Farbteilchen durch den Spalt aufeinanderfolgend die folgenden Spannungsdifferenzen zwischen der Entwicklungseinrichtung und Nichtbildbereichen auf dem Zwischenträger erzeugt: eine erste Spannungsdifferenz, die im wesentlichen gleich Null ist, eine zweite Spannungsdifferenz, bei der die Farbteilchen in den Nichtbildbereichen vollständig von dem Zwischenträger getrennt werden, und eine dritte Spannungsdifferenz, die kleiner als die zweite Spannungsdifferenz ist und bei der sich die Farbteilchen, die den Nichtbildbereichen gegenüberliegen, noch in einem Abstand zu dieser Oberfläche befinden. Auf diese Weise genügen geringe Spannungsunterschiede in dem elektrostatischen latenten Bild, um eine ausreichende und kontrastreiche Übertragung von Druckfarbe auf den Zwischenträger zu erzielen. <IMAGE>The invention relates to a method and a device for developing an electrostatic latent image, which has been produced on a surface (4) of a movable intermediate carrier (2), by means of electrically charged dielectric color particles (6) which are separated by a gap (5) between the Surface of the intermediate carrier and a surface (3) of a developing device (1) are transported. According to the method of the invention, the gap (5) is largely and loosely filled with color particles (6) and the following voltage differences between the developing device and non-image areas on the intermediate carrier are successively generated along the transport path of the color particles through the gap: a first voltage difference, which is substantially zero, a second voltage difference in which the color particles in the non-image areas are completely separated from the intermediate support, and a third voltage difference which is smaller than the second voltage difference and in which the color particles which face the non-image areas still differ are at a distance from this surface. In this way, small voltage differences in the electrostatic latent image are sufficient to achieve an adequate and high-contrast transfer of printing ink to the intermediate carrier. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um ein elektrostatisches latentes Bild, das auf einer Oberfläche eines beweglichen Zwischenträgers erzeugt worden ist, mittels elektrisch geladener dielektrischer Farbteilchen zu entwickeln, die durch einen Spalt zwischen der Oberfläche des Zwischenträgers und einer Oberfläche einer Entwicklungseinrichtung transportiert werden.The invention relates to a method and an apparatus for developing an electrostatic latent image which has been formed on a surface of a movable intermediate carrier by means of electrically charged dielectric paint particles which are transported through a gap between the surface of the intermediate carrier and a surface of a developing device .

Ein solches Verfahren und die entsprechende Vorrichtung sind z. B. aus der Xerographie bekannt und werden für die Entwicklung in Laserdruckern, Kopierern usw. verwendet. In der Xerographie wird eine Photoleitertrommel elektrisch geladen und belichtet, wodurch ein latentes Ladungsmuster auf der Photoleitertrommel erzeugt wird, das der Druckdichteverteilung des zu druckenden oder zu kopierenden Bildes entspricht. Danach wird das latente Ladungsbild entwickelt, indes der Photoleitertrommel Toner zugeführt wird, der von geladenen Bildstellen auf der Photoleitertrommel angezogen wird und daran haften bleibt. Die Photoleitertrommel bildet einen Zwischenträger für das entwickelte Tonerbild, das anschließend auf ein Substrat wie Papier übertragen und darauf fixiert wird.Such a method and the corresponding device are e.g. B. known from xerography and are used for development in laser printers, copiers, etc. In xerography, a photoconductor drum is electrically charged and exposed, thereby creating a latent charge pattern on the photoconductor drum that corresponds to the print density distribution of the image to be printed or copied. The latent charge image is then developed by supplying toner to the photoconductor drum which is attracted to and adheres to charged image areas on the photoconductor drum. The photoconductor drum forms an intermediate carrier for the developed toner image, which is then transferred to and fixed on a substrate such as paper.

Der Toner wird des Zwischenträger von einer Entwicklungseinrichtung zugeführt, die z. B. ein Zylinder oder ein Band ist, das in eines mehr oder weniger geringen Abstand an des Zwischenträger vorbeiläuft. Je nachdem, ob der Toner den Spalt zwischen der Entwicklungseinrichtung und dem Zwischenträger überspringt oder ob er durch Berührung auf den Zwischenträger übertragen wird, unterscheidet man die sogenannte "Jumper-Development" und die sogenannte "Contact-Development".The toner is supplied to the intermediate carrier from a developing device which, for. B. is a cylinder or a belt that runs past the intermediate carrier at a more or less small distance. Depending on whether the toner jumps over the gap between the developing device and the intermediate carrier or whether it touches the Sub-carrier is transmitted, a distinction is made between the so-called "jumper development" and the so-called "contact development".

Ein Beispiel für die "Jumper-Development" zeigt die US 39 97 688. Bei der darin beschriebenen Technik, wie im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 7 angegeben, besteht der Toner aus dielektrischen pigmentierten Teilchen mit eines Durchmesser zwischen 5 und 20 µm Mikrometern. Die Entwicklungseinrichtung ist ein um mehrere Zylinder umlaufendes Band, welches den Zwischenträger, eine Photoleitertrommel, in eines Abstand passiert, der um ein Vielfaches größer als der Durchmesser der Tonerteilchen ist. Die Tonerteilchen, die durch Reibungselektrizität in einer Lage auf des Band haften, springen unter der Wirkung eines elektrischen Feldes über den Spalt zwischen dem Band und der Photoleitertrommel hinweg, wobei nicht elektrisch geladene Stellen des elektrostatischen Ladungsmusters farbfrei bleiben. Das elektrische Feld geht auf der Seite des Bandes von einer Elektrode mit einer spitzen Kante aus, um die herum das Band geführt wird. Dadurch entsteht ein ungleichförmiges Feld, das im Bereich der Kante am stärksten ist. Dies liefert eine ausreichende Feldstärke zur Ablösung der Tonerteilchen von dem Band, ohne daß zwischen dem Band und der Photoleitertrommel ein Durchschlag stattfindet. Die Richtungsänderung beim Vorbeilaufen des Bandes an der Kante vergrößert außerdem den Abstand zwischen benachbarten Tonerteilchen der Farbschicht im Spalt und verringert die Kohäsionskräfte zwischen den Tonerteilchen, so daß weniger Kraft benötigt wird, um die einzelnen Tonerteilchen aus der Schicht zu entfernen.An example of the "jumper development" is shown in US 39 97 688. In the technique described therein, as indicated in the preamble of claims 1 and 7, the toner consists of dielectric pigmented particles with a diameter between 5 and 20 microns. The developing device is a belt which rotates around several cylinders and which passes through the intermediate carrier, a photoconductor drum, at a distance which is many times larger than the diameter of the toner particles. The toner particles adhered to the belt by frictional electricity bounce under the action of an electric field across the gap between the belt and the photoconductor drum, leaving non-electrically charged areas of the electrostatic charge pattern colorless. The electric field on the side of the tape comes from an electrode with a pointed edge around which the tape is guided. This creates a non-uniform field that is strongest in the area of the edge. This provides sufficient field strength to detach the toner particles from the belt without strikethrough between the belt and the photoconductor drum. The change in direction as the ribbon passes the edge also increases the distance between adjacent toner particles of the color layer in the gap and reduces the cohesive forces between the toner particles so that less force is required to remove the individual toner particles from the layer.

Sowohl bei der "Jumper-Development" als auch bei der "Contact- Development" müssen jedoch die Spannungsunterschiede zwischen Bildbereichen und Nichtbildbereichen des elektrostatischen Ladungsmusters relativ hoch sein, um ein genügend kontrastreiches Tonerbild zu erhalten. Dies ist kein Problem, wenn das Ladungsmuster durch Belichten eines Photoleiters gebildet wird, der im voraus gleichförmig auf einige hundert oder tausend Volt aufgeladenen worden ist, wie z. B. in eines Photokopierer oder einem Laserdrucker.In both the "jumper development" and the "contact development", however, the voltage differences between image areas and non-image areas of the electrostatic charge pattern be relatively high in order to obtain a sufficiently high-contrast toner image. This is not a problem if the charge pattern is formed by exposing a photoconductor that has been uniformly charged in advance to a few hundred or a thousand volts, e.g. B. in a photocopier or a laser printer.

Auf dem Gebiet der Drucktechnik gibt es neuerdings digitale Techniken, bei denen ein Ladungsmuster durch eine Vielzahl von Ladungserzeugern gebildet wird, die im Pixelabstand angeordnet sind und die in Übereinstimmung mit den zu druckenden Bildinformationen einzeln angesteuert werden. Ein solches Verfahren ist aus der US 47 92 860 bekannt. Wie darin beschrieben, weist ein Zwischenträger eine Oberfläche auf, auf der eine Vielzahl von gegeneinander isolierten und individuell aufladbaren Mikrozellen angeordnet sind. Als Druckfarbe wird eine thermoplastische Zweikomponenten-Farbe verwendet, die im geschmolzenen Zustand auf den Zwischenträger übertragen wird. Auch in dieses Fall sind relativ hohe Spannungen an den Mikrozellen erforderlich, wenn die Druckfarbe mit ausreichender Farbdeckung übertragen werden soll. Daher werden die Ladungserzeuger durch ein spezielles Emitterarray gebildet, das in der Lage ist, Spannungen von vielen hundert Volt auf den Mikrozellen zu erzeugen. Der damit verbundene Aufwand ließe sich verringern, wenn weniger große Spannungsunterschiede in des Ladungsbild notwendig wären.Digital techniques have recently emerged in the field of printing technology in which a charge pattern is formed by a multiplicity of charge generators which are arranged in the pixel spacing and which are driven individually in accordance with the image information to be printed. Such a method is known from US 47 92 860. As described therein, an intermediate carrier has a surface on which a multiplicity of mutually insulated and individually chargeable microcells are arranged. A thermoplastic two-component ink is used as the printing ink, which is transferred to the intermediate carrier in the molten state. In this case too, relatively high voltages are required at the microcells if the printing ink is to be transferred with sufficient ink coverage. Therefore, the charge generators are formed by a special emitter array that is able to generate voltages of many hundreds of volts on the microcells. The effort involved could be reduced if less large voltage differences in the charge pattern were necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungstechnik zu schaffen, die eine ausreichende und kontrastreiche Übertragung von Druckfarbe auf einen Zwischenträger ermöglicht, der ein elektrostatisches latentes Bild mit verhältnismäßig geringen Spannungsunterschieden zwischen den verschiedenen Bildbereichen aufweist.The invention has for its object to provide a development technique that enables sufficient and high-contrast transfer of printing ink to an intermediate carrier, which has an electrostatic latent image with relatively small voltage differences between the different image areas.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention in a generic method by the characterizing features of claim 1 and in a generic device by the characterizing features of claim 7. Advantageous embodiments of the invention result from the features of the subclaims.

Gemäß der Erfindung werden die Farbteilchen so durch den Spalt zwischen der Oberfläche des Zwischenträgers und einer Oberfläche einer Entwicklungseinrichtung transportiert, daß sie den Spalt mehr oder weniger ausfüllen, wobei jedoch kein Druck auf die Farbteilchen ausgeübt wird. Die Erfindung läßt sich somit als ein Zwischenmodell zwischen der "Jumper-Development", bei der sich im Spalt im wesentlichen leerer Raum befindet, und der "Contact-Development" verstehen, bei der die Farbteilchen gegen den Zwischenträger gedrückt werden.According to the invention, the ink particles are transported through the gap between the surface of the intermediate carrier and a surface of a developing device so that they more or less fill the gap, but no pressure is exerted on the ink particles. The invention can thus be understood as an intermediate model between "jumper development", in which there is essentially empty space in the gap, and "contact development", in which the colored particles are pressed against the intermediate carrier.

Durch die Erfindung wird eine Entwicklungstechnik geschaffen, die mit relativ geringen Spannungsunterschieden in dem elektrostatischen latenten Bild auf dem Zwischenträger auskommt, z. B. ungefähr 40 Volt. Solche Spannungen lassen sich auf eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Weise durch eine herkömmliche Elektronik erzeugen.The invention provides a development technique which manages with relatively small voltage differences in the electrostatic latent image on the intermediate carrier, e.g. B. about 40 volts. Such voltages can be generated in a simple, reliable and inexpensive manner by means of conventional electronics.

Durch die Erfindung kann ein latentes elektrostatisches Bild mit dieser Eigenschaft zu eines Farbbild entwickelt werden, das eine ausreichende Farbdeckung In Bildbereichen ermöglicht und das in Nichtbildbereichen keinerlei Hintergrundfärbung aufweist. An dem letzteren Problem, der unkontrollierten Übertragung von Farbteilchen in Bereiche, die eigentlich farbfrei bleiben sollen, leiden besonders die herkömmlichen Techniken mit "Contact-Development". Außerdem läßt sich gemäß der Erfindung die Intensität der Farbdeckung hervorragend steuern, so daß eine sehr feine und originalgetreue Wiedergabe von Graustufen möglich ist.The invention enables a latent electrostatic image with this property to be developed into a color image which enables adequate color coverage in image areas and which has no background coloration in non-image areas. The latter problem, the uncontrolled transfer of color particles to areas that are supposed to remain color-free, is particularly detrimental to conventional "contact development" techniques. In addition, according to the invention, the intensity of the color coverage can be controlled excellently, so that a very fine and faithful reproduction of gray levels is possible.

Gemäß der Erfindung wird ein elektrisches Feld im Spalt erzeugt, das sich entlang des Transportweges der Farbteilchen auf eine bestimmte Art und Weise ändert. Dazu wird entweder eine Spannung auf der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung entlang des Transportweges verändert, oder es werden die Spannungen auf der Oberfläche des Zwischenträgers gemeinsam entlang des Transportweges verändert.According to the invention, an electric field is generated in the gap, which changes in a certain way along the transport path of the color particles. For this purpose, either a tension on the surface of the developing device along the transport path is changed, or the stresses on the surface of the intermediate carrier are changed together along the transport path.

Für die nähere Erläuterung wird angenommen, daß die in den Spalt transportierten Farbteilchen negativ aufgeladen sind, z. B. durch Reibungselektrizität. Unter dieser Voraussetzung werden im folgenden unter Spannungen und Ladungen positive Spannungen bzw. Ladungen verstanden, falls nichts anderes angegeben ist. Beispielsweise stehen die Bildbereiche auf dem Zwischenträger unter einer gewissen (positiven) Spannung, je nach der gewünschten späteren Graustufe an dieser Stelle, um die negativ geladenen Farbteilchen daran anzuziehen. Im Falle einer positiven Ladung der Farbteilchen würden die genannten Spannungen negativ sein. Als Bezugsspannung wird der Einfachheit halber eine Spannung von Null Volt gewählt, die im allgemeinen des Erdpotential entspricht. In einer praktischen Ausführungsform kann diese Bezugsspannung positiv oder negativ zum Erdpotential verschoben sein, wobei die übrigen Spannungen unter Beibehaltung aller Spannungsdifferenzen entsprechend zu verändern sind.For a more detailed explanation it is assumed that the color particles transported in the gap are negatively charged, e.g. B. by friction electricity. Under this condition, in the following, voltages and charges are understood to mean positive voltages or charges unless otherwise stated. For example, the image areas on the intermediate carrier are under a certain (positive) tension, depending on the desired later gray level at this point, in order to attract the negatively charged color particles thereon. If the paint particles were charged positively, the voltages mentioned would be negative. For the sake of simplicity, a voltage of zero volts is chosen as the reference voltage, which generally corresponds to the earth potential. In a practical embodiment, this reference voltage can be shifted positively or negatively to the earth potential, the remaining voltages being changed accordingly while maintaining all voltage differences.

Zuerst werden die Spannungen so eingestellt, daß die Farbteilchen einen im wesentlichen feldfreien Bereich passieren, in dem sie sich über die gesamte Spaltbreite verteilen können. Das einzige Feld, von dem in dieses Bereich eine nennenswerte Wirkung ausgeht, ist das Feld, das von Ladungsinseln auf der Oberfläche des Zwischenträger herrührt, d. h. von den Bildbereichen des elektrostatischen Ladungsbildes. Diese Ladungsinseln weisen eine Ladung auf, die der Ladung der Farbteilchen entgegengesetzt ist, so daß ein Teil der Farbteilchen davon angezogen wird. Die übrigen Farbteilchen können im lose verteilten Zustand bleiben oder durch Nahewirkungskräfte an den Oberflächen des Zwischenträgers bzw. der Entwicklungseinrichtung haften, sofern sie diesen entsprechend nahe kommen.First, the voltages are adjusted so that the colored particles pass a substantially field-free area in which they can be distributed over the entire gap width. The only field from which a noteworthy effect originates in this area is the field which originates from charge islands on the surface of the intermediate carrier, ie from the image areas of the electrostatic charge image. These charge islands have a charge that is opposite to the charge of the color particles, so that some of the paint particles are attracted to it. The remaining color particles can remain in the loosely distributed state or adhere to the surfaces of the intermediate carrier or the developing device by means of local forces, provided they come close to them.

In dem erwähnten Fall, daß die Spannung auf der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung entlang des Transportweges verändert wird, wird als nächstes diese Spannung von Null oder einem Wert um Null herum auf einen Wert von einigen 100 Volt vergrößert. Diese Spannung kann so groß gewählt werden, daß gerade noch kein Durchschlag zwischen der Entwicklungseinrichtung und des Zwischenträger stattfindet. Dadurch entsteht ein Feld, in des sich die Farbteilchen in den Nichtbildbereichen von der Oberfläche des Zwischenträgers ablösen, in den geladenen Bildbereichen jedoch teilweise daran haften bleiben. Damit in den Nichtbildbereichen sämtliche Farbteilchen von der Oberfläche des Zwischenträgers abheben, müssen die Nahewirkungskräfte überwunden werden, denen Farbteilchen ausgesetzt sind, die in dem vorhergehenden, im wesentlichen feldfreien Bereich an der Oberfläche des Zwischenträgers haften geblieben sind.In the case where the voltage on the surface of the developing device is changed along the transport path, this voltage is next increased from zero or a value around zero to a value of a few 100 volts. This voltage can be chosen so high that there is just no breakdown between the developing device and the intermediate carrier. This creates a field in which the color particles in the non-image areas detach from the surface of the intermediate carrier, but partially adhere to them in the loaded image areas. In order for all of the color particles to lift off the surface of the intermediate carrier in the non-image regions, the close-acting forces to which color particles are exposed, which have adhered to the surface of the intermediate carrier in the preceding, essentially field-free region, must be overcome.

Diese Nahewirkungskräfte sind die Van-der-Waals-Kräfte, zwischenmolekulare Kräfte mit einer maximalen Reichweite im Bereich von einigen zehn Nanometern, und die sogenannten Bildkräfte. Die Van-der-Waals-Kraft auf ein Teilchen, das sich in der Nähe einer Oberfläche befindet, wird im folgenden als Adhäsionskraft bezeichnet. Die Bildkraft ist die Kraft auf ein geladenes Teilchen in der Nähe einer leitenden Oberfläche, die der Anziehungskraft eines entgegengesetzt geladenen Teilchens entspricht, das man sich spiegelbildlich auf der anderen Seite dieser Oberfläche vorzustellen hat. Die Bildkraft ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes des Teilchenmittelpunktes von der Oberfläche und wird bei der hierin beschriebenen Technik vernachlässigbar klein, wenn dieser Abstand größer als die Reichweite der Adhäsionskräfte ist. Daher werden die Adhäsionskräfte und die Bildkräfte hierin gemeinsam als Nahewirkungskräfte bezeichnet, mit einer Reichweite im Bereich von einigen zehn Nanometern.These close-acting forces are the Van der Waals forces, intermolecular forces with a maximum range in the range of a few tens of nanometers, and the so-called image forces. The Van der Waals force on a particle that is in the vicinity of a surface is referred to below as the adhesive force. Imaging power is the force on a charged particle in the vicinity of a conductive surface, which corresponds to the attraction of an oppositely charged particle, which can be imagined as a mirror image on the other side of this surface. The image power is inversely proportional to the square of the distance of the particle center from the surface and becomes negligible in the technique described herein small if this distance is greater than the range of the adhesive forces. Therefore, the adhesive forces and the image forces are collectively referred to herein as proximity forces, with a range in the range of a few tens of nanometers.

Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat herausgefunden, daß diese Nahewirkungskräfte insgesamt am kleinsten sind bzw. sich am leichtesten überwinden lassen, wenn die Farbteilchen bzw. die Oberfläche des Zwischenträgers so beschaffen sind, daß die Adhäsionskraft und die Bildkraft auf Farbteilchen, welche die Oberfläche des Zwischenträgers berühren, in der gleichen Größenordnung liegen.The applicant of the present invention has found that these proximity forces are the smallest or the easiest to overcome if the color particles or the surface of the intermediate carrier are designed such that the adhesive force and the image force on color particles which represent the surface of the intermediate carrier touch, are of the same order of magnitude.

Den Umstand, daß die Adhäsionskräfte und die Bildkräfte im Optimum in der gleichen Größenordnung liegen, kann man übrigens nicht nur im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausnutzen, sondern bei beliebigen Drucktechniken, bei denen Teilchen von einer Oberfläche gelöst werden müssen.The fact that the adhesive forces and the image forces are optimally of the same order of magnitude can be exploited not only in the context of the present invention, but also in any printing techniques in which particles have to be detached from a surface.

Nachdem bei der Technik der Erfindung die Nichtbildbereiche vollständig von Farbteilchen befreit worden sind, wobei ggf. der vorstehend erwähnte Umstand berücksichtigt bzw. ausgenutzt worden ist, befinden sich die Farbteilchen, die den Nichtbildbereichen gegenüberliegen, in einigem Abstand dazu. Dies liegt daran, daß die Kraft, welche die Farbteilchen im elektrischen Feld des Spaltes in Richtung auf die Oberfläche der Entwicklungseinrichtung treibt, sprunghaft zunimmt, sobald die Nahewirkungskräfte nicht mehr wirksam sind. In den Bildbereichen verringert sich die Zahl der Teilchen, die eher an die Bildbereiche angezogen werden, zugunsten der Zahl von Teilchen, die eher an die Oberfläche der Entwicklungseinrichtung angezogen werden.After the non-image areas have been completely freed from color particles in the technique of the invention, taking into account or taking advantage of the above-mentioned circumstance, the color particles which are opposite to the non-image areas are located at some distance from it. This is because the force which drives the color particles in the electric field of the gap towards the surface of the developing device increases suddenly as soon as the proximity forces are no longer effective. In the image areas, the number of particles that are more likely to be attracted to the image areas is reduced in favor of the number of particles that are more likely to be attracted to the surface of the developing device.

Gemäß der Erfindung wird nun in eines dritten Bereich des Spaltes die Spannung auf der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung wieder verringert, und zwar maximal so sehr, daß die Farbteilchen noch einen Abstand von einigen zehn Nanometern von der Oberfläche des Zwischenträgers in den Nichtbildbereichen haben, so daß die Nahewirkungskräfte an dieser Oberfläche gerade noch nicht wieder wirksam werden können. Dadurch wird verhindert, daß einzelne Farbteilchen spontan auf die Nichtbildbereiche überwechseln, und es tritt keine Hintergrundfärbung In Nichtbildbereichen auf.According to the invention, the tension on the surface of the Developing device again reduced, at most so much that the color particles are still a few tens of nanometers from the surface of the intermediate carrier in the non-image areas, so that the near-acting forces on this surface can just not be effective again. This prevents individual color particles from spontaneously switching to the non-image areas, and there is no background coloring in non-image areas.

Andererseits verschiebt sich die Spaltungsebene der Farbschicht in den Bildbereichen des Zwischenträgers zugunsten von Farbteilchen, die auf die Bildbereiche übertragen werden. Daher ist auch mit geringen Spannungsunterschieden zwischen den Bildbereichen und den Nichtbildbereichen auf dem Zwischenträger eine kontrastreiche Farbübertragung möglich, wie sie für einen Druck in Offsetqualität erforderlich ist. Die Kraft auf die Farbteilchen, die in den Nichtbildbereichen an den Zwischenträgern angrenzen, hat als Kombination aus den Nahewirkungskräften und der Kraft des elektrischen Feldes im Spalt eine Hystereseeigenschaft. Diese macht sich die Erfindung zunutze, um für eine gegebene Farbdeckung mit geringeren Spannungsunterschieden in dem elektrostatischen latenten Bild auszukommen, ohne irgendeine Verschlechterung des Hintergrundes des entwickelten Bildes in Kauf nehmen zu müssen.On the other hand, the level of cleavage of the color layer in the image areas of the intermediate carrier shifts in favor of color particles that are transferred to the image areas. Therefore, even with slight voltage differences between the image areas and the non-image areas on the intermediate carrier, a high-contrast color transfer is possible, as is required for printing in offset quality. The force on the color particles that adjoin the intermediate supports in the non-image areas has a hysteresis property as a combination of the close-acting forces and the force of the electric field in the gap. This makes use of the invention in order to provide for a given color coverage with lower voltage differences in the electrostatic latent image without having to accept any deterioration in the background of the developed image.

Eine optimale Wiedergabe von Graustufen ergibt sich bei Verwendung von Farbteilchen mit einem mittleren Durchmesser von zwischen einigen µm und 20 µm und einer Spaltbreite zwischen ca. 10 und 200 µm, wobei die Breite des Spaltes ein Mehrfaches des mittleren Durchmessers der Farbteilchen beträgt. Es ist aber auch möglich, den Spalt nur wenig größer als den Durchmesser der Farbteilchen zu machen, wobei z. B. nur eine Lage Farbteilchen in den Spalt hinein transportiert wird. Die Wiedergabe von Graustufen gelingt dennoch, unter anderem weil die Farbteilchen in der Praxis nicht streng geordnet sind und unterschiedliche Größen aufweisen. Daher ist die Spaltungsebene nicht als eine scharfe Grenze anzusehen, sondern vielmehr als ein Bereich, in dem entsprechend einer Gauss-Verteilung verschiedene Wahrscheinlichkeiten bestehen, daß ein einzelnes Farbteilchen in die eine oder andere Richtung gezogen wird. Gemäß der Erfindung lassen sich sehr geringe Graustufen leichter und gleichmäßiger als bei der herkömmlichen "Jumper-Development" erzielen, da die Schwellenspannung wesentlich niedriger liegt.Optimal reproduction of grayscale results when using color particles with an average diameter of between a few µm and 20 µm and a gap width between approx. 10 and 200 µm, the width of the gap being a multiple of the average diameter of the color particles. But it is also possible to make the gap only slightly larger than the diameter of the paint particles, z. B. only one layer of color particles is transported into the gap. Grayscale can still be reproduced under partly because the color particles are not strictly organized in practice and have different sizes. Therefore, the cleavage plane is not to be seen as a sharp boundary, but rather as an area in which there are different probabilities according to a Gaussian distribution that a single color particle is drawn in one direction or the other. According to the invention, very low gray levels can be achieved more easily and uniformly than in the conventional "jumper development", since the threshold voltage is significantly lower.

Um die Farbteilchen zu lockern und ihre statistische Verteilung zu verbessern, kann der dritten Spannung eine Wechselspannung von einigen kHz überlagert werden. Im Falle, daß die dritte Spannung beispielsweise 100 Volt beträgt, kann die Amplitude der überlagerten Wechselspannung bis zu 200 Volt betragen, so daß die dritte Spannung eine Wechselspannung mit Scheitelwerten zwischen 0 und 200 Volt und einer Effektivspannung von 100 Volt ist.In order to loosen the paint particles and improve their statistical distribution, an alternating voltage of a few kHz can be superimposed on the third voltage. In the event that the third voltage is 100 volts, for example, the amplitude of the superimposed alternating voltage can be up to 200 volts, so that the third voltage is an alternating voltage with peak values between 0 and 200 volts and an effective voltage of 100 volts.

Als Zwischenträger kann ein rotierender Zylinder oder ein um einen Zylinder umlaufendes Band verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Oberfläche des Zwischenträgers eine Vielzahl von gegeneinander isolierten Mikrozellen auf, die außerhalb des Bereichs des Spaltes individuell geladen werden. Die Oberfläche des Zwischenträgers kann aber auch eine homogene dielektrische Schicht sein, auf der Ladungsinseln entsprechend dem gewünschten Druckbild erzeugt worden sind.A rotating cylinder or a belt running around a cylinder can be used as the intermediate carrier. In the preferred embodiment, the surface of the intermediate carrier has a multiplicity of mutually insulated microcells which are individually charged outside the region of the gap. However, the surface of the intermediate carrier can also be a homogeneous dielectric layer on which charge islands have been generated in accordance with the desired print image.

Die Entwicklungseinrichtung kann eine feststehende Platte, einen feststehenden oder rotierenden Zylinder oder ein um einen Zylinder umlaufendes Band aufweisen. Zum Transport der Farbteilchen in den Spalt gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum Beispiel ist es denkbar, daß die Farbteilchen durch Schwerkraft in den Spalt rutschen. Oder es wird eine der vielen anderen Transporttechniken angewandt, wie sie aus der Entwicklungstechnik bekannt sind. Beispielsweise können die Farbteilchen elektrostatisch an dem Zwischenträger haften, bevor die Spannung am Zwischenträger im ersten Bereich des Spaltes auf Null gebracht wird. Magnetische Einkomponentenentwickler kommen ebenfalls in Betracht.The developing device can have a fixed plate, a fixed or rotating cylinder or a belt rotating around a cylinder. There are various options for transporting the color particles into the gap. For example, it is conceivable that the color particles through Gravity slip into the gap. Or one of the many other transport techniques that are known from development technology is used. For example, the color particles can adhere electrostatically to the intermediate carrier before the voltage on the intermediate carrier is brought to zero in the first region of the gap. Magnetic one-component developers can also be considered.

Im Falle, daß als Zwischenträger bzw. als Entwicklungseinrichtung Zylinder verwendet werden, muß bei der Bemessung der Spannungen im Spalt unter Umständen deren Oberflächenkrümmung berücksichtigt werden, die sich auf die Feldstärke auswirkt. Man erhält eine bessere Übersicht über die Verhältnisse im Spalt und vor allem eine längere Strecke, auf der sich die Farbteilchen in den verschiedenen Bereichen im Spalt neu ausrichten können, wenn man für den Zwischenträger und/oder die Entwicklungseinrichtung ein Band verwendet, wobei das Band über die Länge des Spaltes parallel und synchron zu dem gegenüberliegenden Zylinder oder Band läuft.In the event that cylinders are used as the intermediate carrier or as the development device, the surface curvature, which has an effect on the field strength, may have to be taken into account when dimensioning the stresses in the gap. You get a better overview of the conditions in the gap and, above all, a longer distance on which the color particles in the different areas in the gap can be realigned if a belt is used for the intermediate carrier and / or the developing device, with the belt over the length of the gap runs parallel and synchronously with the opposite cylinder or belt.

Um die Spannung auf der Entwicklungseinrichtung entlang des Transportweges der Farbteilchen verändern zu können, kann ihre Oberfläche eine Vielzahl von leitenden Elementen aufweisen, die quer zum Transportweg der Farbteilchen verlaufen, wobei benachbarte leitende Elemente mehr oder weniger voneinander isoliert sind.In order to be able to change the tension on the developing device along the transport path of the color particles, its surface can have a multiplicity of conductive elements which run transversely to the transport path of the color particles, with adjacent conductive elements being more or less insulated from one another.

Die leitenden Elemente können über Schleifkontakte mit den gerade benötigten Spannungen versorgt werden, oder sie werden kapazitiv oder induktiv mit Generatoren gekoppelt, welche die entsprechenden Spannungen darin induzieren.The conductive elements can be supplied with the voltages just required via sliding contacts, or they are capacitively or inductively coupled to generators which induce the corresponding voltages therein.

Die leitenden Elemente müssen nicht vollständig voneinander isoliert sein. Im Falle, daß die Oberfläche des Zwischenträgers zwischen den leitenden Elementen nicht vollständig isolierend ist, sondern eine geringe Leitfähigkeit aufweist, läßt sich der Spannungsverlauf vergleichmäßigen, und es gibt keine abrupten Feldänderungen, wenn die leitenden Elemente z. B. einen Schleifkontakt erreichen. Als leitende Elemente kommen außerdem nicht nur makroskopische Mittel wie z. B. Leiterstreifen, sondern auch mikroskopische Strukturen in Betracht, wie es sie in richtungsleitenden Materialien gibt, die in einer Vorzugsrichtung besser leiten als quer dazu.The conductive elements need not be completely isolated from one another. In the event that the surface of the intermediate carrier between the conductive elements is not is completely insulating, but has a low conductivity, the voltage curve can be even, and there are no abrupt field changes when the conductive elements z. B. reach a sliding contact. Not only macroscopic means such as e.g. B. conductor strips, but also microscopic structures, as they exist in directional materials that conduct better in a preferred direction than transversely to it.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments and from the drawing, to which reference is made.

Darin zeigen:

Fig. 1
eine Querschnittsansicht eines Entwicklungszylinders und eines zylindrischen Zwischenträgers im Bereich eines Spaltes dazwischen,
und
Fig. 2a bis 2c
verschiedene Phasen des Entwicklungsprozesses in dem Spalt zwischen den Zylindern.
In it show:
Fig. 1
1 shows a cross-sectional view of a development cylinder and a cylindrical intermediate carrier in the region of a gap between them,
and
2a to 2c
different phases of the development process in the gap between the cylinders.

Fig. 1 zeigt einen kleinen Abschnitt am Umfang eines Entwicklungszylinders 1 und eines Zwischenträgers 2, der ebenfalls ein Zylinder ist. Der Entwicklungszylinder 1 und der Zwischenträger 2 sind oberhalb bzw. unterhalb der Figur an einer Druckmaschine gelagert und werden angetrieben, so daß sie sich synchron bzw. mit definierter Differenzdrehzahl in den eingezeichneten Pfeilrichtungen drehen. Eine Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 und eine Oberfläche 4 des Zwischenträgers 2 liegen einander gegenüber, mit einem Spalt 5 dazwischen.Fig. 1 shows a small section on the circumference of a development cylinder 1 and an intermediate carrier 2, which is also a cylinder. The development cylinder 1 and the intermediate carrier 2 are mounted above or below the figure on a printing press and are driven so that they rotate synchronously or with a defined differential speed in the arrow directions shown. A surface 3 of the development cylinder 1 and a surface 4 of the intermediate carrier 2 lie opposite one another, with a gap 5 between them.

Der Entwicklungszylinder 1 befördert auf seiner Oberfläche z. B. vier Lagen von Farbteilchen 6 in den Spalt 5 hinein. Die Farbteilchen 6 sind z. B. negativ geladene dielektrische Teilchen, die z. B. durch elektrostatische Anziehung in mehreren Schichten auf der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 haften. Die Farbteilchen 6 sind nur zur Vereinfachung und Übersichtlichkeit der Zeichnung in einer regelmäßigen Anordnung dargestellt; in der Praxis sind sie mehr oder weniger statistisch verteilt. Außerdem sind die Farbteilchen 6 im Vergleich zur Größe der Zylinder übertrieben groß dargestellt.The development cylinder 1 conveys z. B. four layers of paint particles 6 into the gap 5. The color particles 6 are z. B. negatively charged dielectric particles, the z. B. stick by electrostatic attraction in several layers on the surface 3 of the developing cylinder 1. The color particles 6 are shown in a regular arrangement only for simplification and clarity of the drawing; in practice they are more or less statistically distributed. In addition, the paint particles 6 are exaggerated in size compared to the size of the cylinder.

Der Spalt 5 ist an seiner engsten Stelle zwischen dem Entwicklungszylinder 1 und dem Zwischenträger 2 so breit, daß die hinein beförderten Farbteilchen 6 den größten Teil den Spaltes 5 ausfüllen, ohne zusammengepreßt zu werden.The gap 5 is so wide at its narrowest point between the development cylinder 1 and the intermediate carrier 2 that the ink particles 6 conveyed therein fill most of the gap 5 without being pressed together.

An der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 befinden sich eine Vielzahl von geraden Leiterstreifen 8, die sich jeweils senkrecht zur Ebene der Figur quer über die gesamte Länge des Entwicklungszylinders 1 erstrecken. Die Leiterstreifen 8 sind über den gesamten Umfang des Entwicklungszylinders 1 verteilt angeordnet und gegeneinander isoliert.On the surface 3 of the development cylinder 1 there are a plurality of straight conductor strips 8, each of which extends perpendicular to the plane of the figure across the entire length of the development cylinder 1. The conductor strips 8 are arranged distributed over the entire circumference of the development cylinder 1 and are insulated from one another.

Im Inneren des Entwicklungszylinders 1 oder an seinen Seiten sind im Bereich des Spaltes 5 in Umfangsrichtung des Entwicklungszylinders 1 hintereinander drei feststehende Schleifkontakte angeordnet, die nacheinander jeden der Leiterstreifen 8 berühren, wenn sich der Entwicklungszylinder 1 dreht. Über die Schleifkontakte werden nacheinander Spannungen U0, Umax und UE an die Leiterstreifen 8 angelegt.Inside the development cylinder 1 or on its sides, in the area of the gap 5 in the circumferential direction of the development cylinder 1, three fixed sliding contacts are arranged one after the other, which successively touch each of the conductor strips 8 when the development cylinder 1 rotates. Voltages U 0 , U max and U E are successively applied to the conductor strips 8 via the sliding contacts.

Die Oberfläche 4 des Zwischenträgers 2 weist eine Vielzahl von leitenden, gegeneinander isolierten Mikrozellen auf (in Fig. 1 nicht eingezeichnet), wie in der weiter oben erwähnten US 47 92 860 beschrieben. Diese Mikrozellen, deren Größe entsprechend der gewünschten Druckauflösung gewählt wird, werden an einer in der Zeichnung nicht sichtbaren Stelle am Umfang des Zwischenträgers 2 selektiv mehr oder weniger stark geladen. Die Oberfläche 4 des Zwischenträgers 2 trägt somit ein elektrostatisches Ladungsmuster, das dem gewünschten Druckbild entspricht. Im Spalt 5 werden Farbteilchen 6 selektiv auf dieses Ladungsmuster übertragen, so daß sich hinter dem Spalt 5 Farbinseln 7 aus Farbteilchen 6 auf der Oberfläche 4 des Zwischenträgers 2 befinden, die den farbigen Stellen des zu druckenden Bildes entsprechen. Dieses entwickelte Bild wird dann an einer anderen Stelle am Umfang des Zwischenträgers 2 auf Papier übertragen und darauf fixiert.The surface 4 of the intermediate carrier 2 has a multiplicity of conductive, mutually insulated microcells (not shown in FIG. 1), as described in US Pat. No. 4,792,860 mentioned above. These microcells, their size is chosen in accordance with the desired print resolution, selectively more or less heavily loaded at a point on the circumference of the intermediate carrier 2 that is not visible in the drawing. The surface 4 of the intermediate carrier 2 thus carries an electrostatic charge pattern that corresponds to the desired print image. In the gap 5, color particles 6 are selectively transferred to this charge pattern, so that behind the gap 5 there are color islands 7 of color particles 6 on the surface 4 of the intermediate carrier 2, which correspond to the colored areas of the image to be printed. This developed image is then transferred to another location on the circumference of the intermediate carrier 2 on paper and fixed thereon.

Das Art und Weise der Farbübertragung im Spalt 5 wird unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2a bis 2c erläutert, welche in dieser Reihenfolge die drei Bereiche im Spalt 5 längs des Transportweges der Farbteilchen 6 zeigen, in denen an die Oberfläche 3 des Zwischenträgers 1 die Spannungen U0, Umax bzw. UE angelegt werden.The manner of the ink transfer in the gap 5 will be explained with further reference to FIGS. 2a to 2c, which show the three areas in the gap 5 along the transport path of the color particles 6, in which the stresses on the surface 3 of the intermediate carrier 1 U 0 , U max or U E can be created.

In Fig. 2a bis 2c sind jeweils zwei Mikrozellen 9a, 9b auf der Oberfläche 4 des Zwischenträgers 2 dargestellt, wobei die Mikrozelle 9a eine Spannung U1 aufweist und die Mikrozelle 9b eine Spannung U1min aufweist. Dabei ist U1min z. B. gleich Null und ist U1 größer als U1min, z. B. gleich 40 Volt. Die Mikrozelle 9a bildet einen Bildbereich, in dem eine maximale Farbsättigung gewünscht wird, und die Mikrozelle 9b bildet einen Nichtbildbereich, auf den keine Farbe übertragen werden soll.2a to 2c each show two microcells 9a, 9b on the surface 4 of the intermediate carrier 2, the microcell 9a having a voltage U 1 and the microcell 9b having a voltage U 1min . U is 1min z. B. equals zero and U 1 is greater than U 1min , z. B. equal to 40 volts. The microcell 9a forms an image area in which maximum color saturation is desired, and the microcell 9b forms a non-image area to which no color is to be transferred.

In Fig. 2a ist die Spannung U0 an der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 gleich Null oder ungefähr gleich Null, so daß die Farbteilchen 6 im Spalt 5 keiner allgemein wirkenden Kraft ausgesetzt sind. Allerdings wird ein Teil der Farbteilchen 6 an die geladene Mikrozelle 9a angezogen, und einige Farbteilchen haften allein durch Nahewirkungskräfte an der Mikrozelle 9b und an der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1.In Fig. 2a, the voltage U 0 on the surface 3 of the developing cylinder 1 is zero or approximately zero, so that the ink particles 6 in the gap 5 are not subjected to any general force. However, a part of the color particles 6 is attracted to the charged microcell 9a, and some colored particles adhere to the microcell 9b and to the surface 3 of the development cylinder 1 solely by means of local forces.

In Fig. 2b ist die Spannung an der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 eine positive Spannung Umax, welche mit einigen hundert Volt wesentlich größer als die Spannung U1 der Mikrozelle 9a ist und welche die Farbteilchen 6 allgemein an die Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 anzieht. Die Spannung Umax wird so gewählt, daß die Farbteilchen 6 vollständig von der Mikrozelle 9b getrennt werden, selbst wenn sie zwischenzeitlich daran haften geblieben sind. Die Nahewirkungskräfte auf Farbteilchen 6, die an der Mikrozelle 9b haften, müssen also überwunden werden. Von den Farbteilchen 6, die in Fig. 2a von der Mikrozelle 9a angezogen worden sind, wird in Fig. 2 ein Teil in Richtung auf die Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 gezogen.2b, the voltage on the surface 3 of the development cylinder 1 is a positive voltage U max , which, at a few hundred volts, is substantially greater than the voltage U 1 of the microcell 9a and which generally attracts the colored particles 6 to the surface 3 of the development cylinder 1 . The voltage U max is selected so that the color particles 6 are completely separated from the microcell 9b, even if they have stuck to them in the meantime. The proximity forces on color particles 6, which adhere to the microcell 9b, must therefore be overcome. A portion of the colored particles 6 which have been attracted by the microcell 9a in FIG. 2a is drawn towards the surface 3 of the development cylinder 1 in FIG.

In Fig. 2c wird die Spannung Umax auf eine Spannung UE abgesenkt, die kleiner als Umax und größer/gleich U1 ist. Die Spannung UE wird so gewählt, daß die Farbteilchen 6 unmittelbar oberhalb der Mikrozelle 9b diese gerade noch nicht berühren, genauer, daß die Nahewirkungskräfte von der Mikrozelle 9b noch nicht in der Lage sind, Farbteilchen 6 an die Mikrozelle 9b heranzuziehen. Einhergehend mit dem Absenken der Spannung der Oberfläche 3 auf UE werden wieder mehr Farbteilchen 6 an die Mikrozelle 9a angezogen, in Fig. 2c zwei Lagen Farbteilchen.2c, the voltage U max is lowered to a voltage U E that is less than U max and greater than / equal to U 1 . The voltage U E is selected so that the color particles 6 immediately above the microcell 9b do not just touch it, more precisely that the near-acting forces from the microcell 9b are not yet able to draw color particles 6 to the microcell 9b. Along with the lowering of the voltage of the surface 3 to U E , more paint particles 6 are again attracted to the microcell 9a, in FIG. 2c two layers of paint particles.

Unter diesen Bedingungen laufen die Oberflächen 3, 4 nun auseinander, wenn sich der Entwicklungszylinder 1 und der Zwischenträger 2 weiterdrehen. Dabei spaltet sich die Farbschicht oberhalb der Mikrozelle 9a in einer Höhe H über der Mikrozelle 9a. Wenn die Breite des Spaltes 5 gleich L ist, erhält man die Höhe H näherungsweise durch Betrachtung eines Teilchens, das sich zwischen den Oberflächen 3, 4 im Kräftegleichgewicht befindet. Für ein solches Teilchen 6 gilt: U 1 /H = U E /(L - H)

Figure imgb0001
Under these conditions, the surfaces 3, 4 now diverge when the development cylinder 1 and the intermediate carrier 2 continue to rotate. The color layer splits above the microcell 9a at a height H above the microcell 9a. If the width of the gap 5 is L, the height H is approximately obtained by observation of a particle that is in equilibrium between the surfaces 3, 4. The following applies to such a particle 6: U 1 / H = U E / (L - H)
Figure imgb0001

Für den Fall, daß z.B. U1 = 40 Volt und UE = 100 Volt, ergibt sich H = 2L/7

Figure imgb0002
, entsprechend der Darstellung in Fig. 2c. Für einen Fall, daß U 1 = U E
Figure imgb0003
, würde sich H = L/2
Figure imgb0004
ergeben. Wie man in Fig. 2c sieht, ist die Dicke der übertragenen Farbschicht wesentlich größer als die Dicke der Farbschicht, die in der in Fig. 2b gezeigten Phase von der Mikrozelle 9a festgehalten wird. Die Spaltungsebene in der Farbschicht verschiebt sich zugunsten von übertragenen Farbteilchen in den Bildbereichen, aber nicht zugunsten einer Übertragung von Farbteilchen in den Nichtbildbereichen. Daher kommt man durch das Absenken der Spannung auf der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 mit sehr geringen, durch eine herkömmliche Elektronik erzeugbaren Spannungsdifferenzen zwischen den Mikrozellen 9a, 9b aus, um in Bildbereichen Farbsättigung und in Nichtbildbereichen einen farbfreien Hintergrund zu erzielen.In the event that, for example, U 1 = 40 volts and U E = 100 volts, the result is H = 2L / 7
Figure imgb0002
, as shown in Fig. 2c. In the event that U 1 = U E
Figure imgb0003
, would H = L / 2
Figure imgb0004
surrender. As can be seen in FIG. 2c, the thickness of the transferred ink layer is substantially greater than the thickness of the ink layer which is held by the microcell 9a in the phase shown in FIG. 2b. The cleavage plane in the color layer shifts in favor of transferred color particles in the image areas, but not in favor of transferring color particles in the non-image areas. Therefore, by lowering the voltage on the surface 3 of the development cylinder 1, very small voltage differences between the microcells 9a, 9b that can be generated by conventional electronics are used in order to achieve color saturation in image areas and a color-free background in non-image areas.

Die letzte Spannung UE sorgt außerdem dafür, daß die nicht übertragenen Farbteilchen 6 auf der Oberfläche 3 des Entwicklungszylinders 1 haften bleiben und aus dem Spalt heraus transportiert werden. Die Spannung UE kann während der weiteren Drehung des Entwicklungszylinders 1 erhalten bleiben bzw. wiederaufgefrischt werden, damit die Oberfläche 3 neue Farbteilchen 6 aufnehmen und von links wieder in den Spalt 5 transportieren kann, wie in Fig. 1 gezeigt.The last voltage U E also ensures that the non-transferred ink particles 6 adhere to the surface 3 of the development cylinder 1 and are transported out of the gap. The voltage U E can be maintained or refreshed during the further rotation of the development cylinder 1, so that the surface 3 can take up new ink particles 6 and transport them again from the left into the gap 5, as shown in FIG. 1.

Während das in Fig. 1 gezeigte Ausführungbeispiel von einer zylindrischen Entwicklungseinrichtung und einem zylindrischen Zwischenträger ausgeht, können die Entwicklungeinrichtung und/oder der Zwischenträger auch die Form eines endlosen Bandes aufweisen, das sich über einen ausreichend langen Abschnitt an den gegenüberliegenden Zylinder oder das gegenüberliegende Band anschmiegt, mit einem Spalt dazwischen. Damit ergeben sich folgende weitere Ausführungsformen:

  • 1. Die Entwicklungseinrichtung ist ein Band und der Zwischenträger ist ein Zylinder.
  • 2. Die Entwicklungseinrichtung ist ein Zylinder und der Zwischenträger ist ein Band.
  • 3. Die Entwicklungseinrichtung ist ein Band und der Zwischenträger ist ein Band.
While the embodiment shown in FIG. 1 is based on a cylindrical developing device and a cylindrical intermediate carrier, the developing device and / or the intermediate carrier can also have the shape of an endless belt that extends over a sufficiently long period Section conforms to the opposite cylinder or band, with a gap between them. This results in the following further embodiments:
  • 1. The developing device is a belt and the intermediate carrier is a cylinder.
  • 2. The developing device is a cylinder and the intermediate carrier is a belt.
  • 3. The developing device is a belt and the intermediate carrier is a belt.

Statt die Spannung auf der Entwicklungseinrichtung zwischen U0, Umax und UE zu ändern, kann alternativ auch die Spannung auf der Gegenseite geändert werden. In diesem Fall werden die Spannungen U1 und U1min unter Beibehaltung der Spannungsabstände dazwischen gemeinsam geändert.Instead of changing the voltage on the developing device between U0, U max and U E , the voltage on the opposite side can alternatively also be changed. In this case, the voltages U 1 and U 1min are changed together while maintaining the voltage intervals between them.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

11
EntwicklungszylinderDevelopment cylinder
22nd
ZwischenträgerIntermediate beam
33rd
Oberfläche des EntwicklungszylindersSurface of the development cylinder
44th
Oberfläche des ZwischenträgersSurface of the intermediate carrier
55
Spaltgap
66
FarbteilchenColor particles
77
FarbinselnColor islands
88th
LeiterstreifenConductor strips
9a, 9b9a, 9b
MikrozellenMicrocells

Claims (17)

Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einer Oberfläche eines beweglichen Zwischenträgers erzeugt worden ist, mittels elektrisch geladener dielektrischer Farbteilchen, die durch einen Spalt zwischen der Oberfläche des Zwischenträgers und einer Oberfläche einer Entwicklungseinrichtung transportiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spalt (5) zum größten Teil und lose mit Farbteilchen (6) gefüllt wird, und dadurch, daß entlang des Transportweges der Farbteilchen durch den Spalt aufeinanderfolgend die folgenden Spannungsdifferenzen zwischen der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) und Nichtbildbereichen (9b) auf der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) erzeugt werden: - eine erste Spannungsdifferenz (U0 - U1min), die im wesentlichen gleich Null ist, so daß die Farbteilchen im wesentlichen nicht elektrostatisch von der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung bzw. den Nichtbildbereichen angezogen oder abgestoßen werden, - eine zweite Spannungsdifferenz (Umax - U1min), die ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung und den Nichtbildbereichen liefert, durch das die Farbteilchen in den Nichtbildbereichen vollständig von der Oberfläche des Zwischenträgers getrennt werden, und - eine dritte Spannungsdifferenz (UE - U1min), die kleiner als die zweite Spannungsdifferenz ist und die ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung und den Nichtbildbereichen liefert, bei dem sich die Farbteilchen, die der Oberfläche des Zwischenträgers in den Nichtbildbereichen gegenüberliegen, noch in einem Abstand zu dieser Oberfläche befinden.
A method of developing an electrostatic latent image formed on a surface of a movable submount using electrically charged dielectric paint particles transported through a gap between the surface of the submount and a surface of a developing device.
characterized,
that the gap (5) is largely and loosely filled with colored particles (6), and in that the following tension differences between the surface (3) of the developing device (1) and non-image areas (9b.) successively along the transport path of the colored particles through the gap ) are generated on the surface (4) of the intermediate carrier (2): a first voltage difference (U 0 - U 1min ), which is essentially zero, so that the color particles are not attracted or repelled essentially electrostatically by the surface of the developing device or the non-image areas, a second voltage difference (U max - U 1min ) which provides an electric field between the surface of the developing device and the non-image areas, by means of which the color particles in the non-image areas are completely separated from the surface of the intermediate carrier, and - A third voltage difference (U E - U 1min ), which is smaller than the second voltage difference and the one provides an electric field between the surface of the developing device and the non-image areas, in which the color particles, which lie opposite the surface of the intermediate carrier in the non-image areas, are still at a distance from this surface.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verschiedenen Spannungsdifferenzen durch verschiedene Spannungen (U0, Umax, UE) an der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) erzeugt werden, wobei Spannungen (U1min) in den Nichtbildbereichen (9b) und Spannungen (U1) in Bildbereichen (9a) der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) konstant gehalten werden.
Method according to claim 1,
characterized,
that the different voltage differences are generated by different voltages (U 0 , U max , U E ) on the surface (3) of the developing device (1), with voltages (U 1min ) in the non- image areas (9b) and voltages (U 1 ) in Image areas (9a) of the surface (4) of the intermediate carrier (2) are kept constant.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verschiedenen Spannungsdifferenzen durch gemeinsames Verändern von Spannungen (U1min) in den Nichtbildbereichen (9b) und Spannungen (U1) in Bildbereichen (9a) der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) erzeugt werden, wobei die Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) auf einer konstanten Spannung gehalten wird.
Method according to claim 1,
characterized,
that the different voltage differences are generated by jointly changing voltages (U 1min ) in the non-image areas (9b) and voltages (U 1 ) in image areas (9a) of the surface (4) of the intermediate carrier (2), the surface (3) of the Development device (1) is kept at a constant voltage.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Spannungsdifferenz (UE - U1min) so gewählt wird, daß sich die Farbteilchen (6), die an die Nichtbildbereiche (9b) angrenzen, den Nichtbildbereichen maximal bis auf einige zehn Nanometer nähern.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the third voltage difference (U E - U 1min ) is selected so that the color particles (6), which adjoin the non-image areas (9b), approach the non-image areas to a maximum of a few tens of nanometers.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschaffenheit der Farbteilchen (6) und der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) so gewählt werden, daß die Adhäsionskraft und die Bildkraft auf Farbteilchen, welche die Oberfläche berühren, in der gleichen Größenordnung liegen.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the nature of the color particles (6) and the surface (4) of the intermediate carrier (2) are chosen so that the adhesive force and the image force on color particles that touch the surface are of the same order of magnitude.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, bei dem die Spannungsdifferenz (U1 - U1min) zwischen Bildbereichen (9a) und Nichtbildbereichen (9b) maximal ungefähr 40 Volt beträgt.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that an electrostatic latent image is generated on the surface (4) of the intermediate carrier (2), in which the voltage difference (U 1 - U 1min ) between image areas (9a) and non-image areas (9b) is a maximum of approximately 40 volts.
Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf einer Oberfläche eines beweglichen Zwischenträgers, mit einer Entwicklungseinrichtung, die eine Oberfläche aufweist, die der Oberfläche des beweglichen Zwischenträgers mit einem Spalt dazwischen gegenüberliegt, und mit einer Einrichtung zum Transport von elektrisch geladenen dielektrischen Farbteilchen durch den Spalt hindurch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Transport der Farbteilchen (6) dafür eingerichtet ist, den Spalt (5) zum größten Teil und lose mit Farbteilchen zu füllen, und dadurch, daß entlang des Transportweges der Farbteilchen durch den Spalt hindurch die folgenden drei hintereinanderliegenden Bereiche gebildet sind, in denen verschiedene Spannungsdifferenzen zwischen der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) und Nichtbildbereichen (9b) auf der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) herrschen: - ein erster Bereich mit einer ersten Spannungsdifferenz (U0 - U1min), die im wesentlichen gleich Null ist, so daß die Farbteilchen im wesentlichen nicht elektrostatisch von der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung bzw. den Nichtbildbereichen angezogen oder abgestoßen werden, - ein zweiter Bereich mit einer zweiten Spannungsdifferenz (Umax - U1min), die ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung und den Nichtbildbereichen liefert, in dem die Farbteilchen in den Nichtbildbereichen vollständig von der Oberfläche des Zwischenträgers getrennt sind, und - ein dritter Bereich mit einer dritten Spannungsdifferenz (UE - U1min), die kleiner als die zweite Spannungsdifferenz ist und die ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche der Entwicklungseinrichtung und den Nichtbildbereichen liefert, in dem sich die Farbteilchen, die der Oberfläche des Zwischenträgers in den Nichtbildbereichen gegenüberliegen, noch in einem Abstand zu dieser Oberfläche befinden.
Apparatus for developing an electrostatic latent image on a surface of a movable submount, having a developing device having a surface opposite to the surface of the movable submount with a gap therebetween, and means for transporting electrically charged dielectric paint particles through the gap ,
characterized,
that the device for transporting the colored particles (6) is designed to fill the gap (5) largely and loosely with colored particles, and in that the following three successive regions are formed along the transport path of the colored particles through the gap, in which there are different voltage differences between the surface (3) of the developing device (1) and non-image areas (9b) on the surface (4) of the intermediate carrier (2): - A first area with a first voltage difference (U 0 - U 1min ), which is essentially zero, so that the color particles are essentially not electrostatically attracted or repelled by the surface of the developing device or the non-image areas, a second area with a second voltage difference (U max - U 1min ) which provides an electric field between the surface of the developing device and the non-image areas, in which the color particles in the non-image areas are completely separated from the surface of the intermediate carrier, and - A third area with a third voltage difference (U E - U 1min ), which is smaller than the second voltage difference and which provides an electric field between the surface of the developing device and the non-image areas, in which the color particles, which the surface of the intermediate carrier in are opposite the non-image areas, are still at a distance from this surface.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Farbteilchen (6) einen mittleren Durchmesser von zwischen einigen µm und 20 µm aufweisen und daß der Spalt (5) zwischen der Oberfläche (4) des beweglichen Zwischenträgers (2) und der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) zwischen 10 und 200 µm breit ist.
Device according to claim 7,
characterized,
that the colored particles (6) have an average diameter of between a few microns and 20 microns and that the gap (5) between the surface (4) of the movable intermediate carrier (2) and the surface (3) of the developing device (1) between 10 and Is 200 µm wide.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des Spaltes (5) ein Mehrfaches des mittleren Durchmessers der Farbteilchen (6) beträgt.
Apparatus according to claim 7 or claim 8,
characterized,
that the width of the gap (5) is a multiple of the average diameter of the color particles (6).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Farbteilchen (6) und die Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) so beschaffen sind, daß die Adhäsionskraft und die Bildkraft auf Farbteilchen, welche die Oberfläche berühren, in der gleichen Größenordnung liegen.
Device according to one of claims 7 to 9,
characterized,
that the paint particles (6) and the surface (4) of the intermediate carrier (2) are such that the The adhesive force and the image force on color particles that touch the surface are of the same order of magnitude.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz zwischen einer Spannung (U1min) auf Nichtbildbereichen (9b) und Spannungen (U1) auf Bildbereichen (9a) der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) maximal ungefähr 40 Volt beträgt.
Device according to one of claims 7 to 10,
characterized,
that the difference between a voltage (U 1min ) on non-image areas (9b) and voltages (U 1 ) on image areas (9a) of the surface (4) of the intermediate carrier (2) is a maximum of approximately 40 volts.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Spannungsdifferenz (UE - U1min) von einer Wechselspannung von einigen kHz überlagert ist.
Device according to one of claims 7 to 11,
characterized,
that the third voltage difference (U E - U 1min ) is superimposed by an AC voltage of a few kHz.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß entweder die Ladung der Farbteilchen (6) negativ ist und zumindest eine Spannung (Umax) auf der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) im zweiten Bereich und eine Spannung (UE) auf der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) im dritten Bereich positiv sind oder daß die Ladung der Farbteilchen (6) positiv ist und zumindest eine Spannung (Umax) auf der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) im zweiten Bereich und eine Spannung (UE) auf der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) im dritten Bereich negativ sind.
Device according to one of claims 7 to 12,
characterized,
that either the charge of the paint particles (6) is negative and at least one voltage (U max ) on the surface (3) of the developing device (1) in the second region and one voltage (U E ) on the surface (3) of the developing device (1 ) are positive in the third area or that the charge of the colored particles (6) is positive and at least one voltage (U max ) on the surface (3) of the developing device (1) in the second area and one voltage (U E ) on the surface ( 3) the developing device (1) in the third area are negative.
Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß außerdem Spannungen (U1) auf Bildbereichen (9a) der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) bei negativ geladenen Farbteilchen positiv und bei positiv geladenen Farbteilchen negativ sind und daß eine Spannung (U0) auf der Oberfläche (3) der Entwicklungseinrichtung (1) im ersten Bereich und eine Spannung (U1min) auf Nichtbildbereichen (9b) der Oberfläche (4) des Zwischenträgers (2) gleich oder ungefähr gleich Null sind.
Device according to claim 13,
characterized,
that, in addition, voltages (U 1 ) on image areas (9a) of the surface (4) of the intermediate carrier (2) are positive for negatively charged color particles and negative for positively charged color particles, and that a voltage (U 0 ) is present the surface (3) of the developing device (1) in the first region and a voltage (U 1min ) on non- image regions (9b) of the surface (4) of the intermediate carrier (2) are equal to or approximately equal to zero.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenträger ein rotierender Zylinder (2) oder ein um einen Zylinder umlaufendes Band ist, dessen Oberfläche (4) eine Vielzahl von gegeneinander isolierten und individuell aufladbaren Mikrozellen (9a, 9b) aufweist.
Device according to one of claims 7 to 14,
characterized,
that the intermediate carrier is a rotating cylinder (2) or a belt rotating around a cylinder, the surface (4) of which has a plurality of mutually insulated and individually chargeable microcells (9a, 9b).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entwicklungseinrichtung eine feststehende Platte oder einen feststehenden oder rotierenden Zylinder (1) oder ein um einen Zylinder umlaufendes Band aufweist, mit einer Oberfläche (3), die eine Vielzahl von leitenden Elementen (8) enthält, die quer zum Transportweg der Farbteilchen verlaufen, wobei zwischen benachbarten leitenden Elementen ein hoher oder unendlich hoher elektrischer Widerstand herrscht, und dadurch, daß in jedem der verschiedenen Bereiche entlang des Transportweges der Farbteilchen eine Einrichtung zur Erzeugung von Spannungen (U0, Umax, UE) in den leitenden Elementen (8) angeordnet ist.
Device according to one of claims 7 to 15,
characterized,
that the developing device has a fixed plate or a fixed or rotating cylinder (1) or a belt running around a cylinder, with a surface (3) which contains a multiplicity of conductive elements (8) which run transversely to the transport path of the color particles, wherein there is a high or infinitely high electrical resistance between adjacent conductive elements, and in that in each of the different areas along the transport path of the colored particles, a device for generating voltages (U 0 , U max , U E ) in the conductive elements (8 ) is arranged.
Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen zur Erzeugung der Spannungen (U0, Umax, UE) Schleifkontakte sind, welche die leitenden Elemente (8) berühren, oder kapazitive oder induktive Einrichtungen zum berührungsfreien Induzieren von Spannungen in den leitenden Elementen sind.
Device according to claim 16,
characterized,
that the devices for generating the voltages (U 0 , U max , U E ) are sliding contacts which touch the conductive elements (8), or are capacitive or inductive devices for the contact-free induction of voltages in the conductive elements.
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