DE102007003598B3

DE102007003598B3 - Charge image developing device for e.g. electrophotographic printer, has potential element arranged in movement direction of jump element, where toner cloud of toner particle is formed between elements before development region

Info

Publication number: DE102007003598B3
Application number: DE102007003598A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr.-Ing. Hoffmann; Ralf Dipl.-Ing. Kinder
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-01-25

Abstract

The device has a jump element (4) arranged adjacent to a charge image carrier (1), and a development region (6) formed between the element and carrier. A potential element (9) is arranged in an inlet region (13) in a movement direction of the jump element. A toner cloud of toner particles (7) on the carrier is formed between the elements (4, 9) before the development region. The cloud moves based on a tangential acceleration caused by movement of the jump element and based on an air flow in the development region in which the particles migrates corresponding to the charge image. An independent claim is also included for a method for developing a charge image applied on a charge image.

Description

Die Entwicklung von auf einem Ladungsbildträger, z. B. einer Fotoleitertrommel, aufgebrachten Ladungsbildern von zu druckenden Bildern bei einer elektrografischen Druck- oder Kopiereinrichtung nach dem Toner-Jump-Prinzip ist bekannt (s. z. B. ANONYMUS: Photo-Induced-Jump Development; Research Disclourse, Vol. 331, Nr. 80, s. 895, ISSN 0374-4353, Nov. 1991). Bei diesem Prinzip wird im Zwischenraum zwischen Entwicklerwalze und Ladungsbildträger (im folgenden Entwicklungsbereich genannt) durch Anlegen einer Wechselspannung (und/oder Gleichspannung) eine Tonerwolke aus Tonerpartikeln aus einem Toner-Träger-Entwicklergemisch erzeugt, von der Tonerpartikel entsprechend den Ladungsbildern auf den Ladungsbildträger übergehen und damit diesen einfärben. Bei einem Mehrfarbendruck ist es erforderlich, dass die Ladungsbilder mit Tonerpartikeln unterschiedlicher Farbe nacheinander eingefärbt werden. Dazu kann eine entsprechende Anzahl von Entwicklerstationen entlang des Ladungsbildträgers angeordnet sein. Dabei besteht die Gefahr, dass bei der Erzeugung der Tonerwolke im Entwicklungsbereich nach dem Toner-Jump-Prinzip Tonerpartikel auch auf dem Ladungsbildträger auftreffen und eine vorher durch eine vorausgehende Entwicklerstation aufgebrachte Tonerschicht anderer Farbe zumindest teilweise wieder ablösen. Dadurch wird aber das vorher gedruckte Farbbild verfälscht, sowie das Entwicklergemisch dieser Entwicklerstation verunreinigt.The Development of on a charge image carrier, z. B. a photoconductor drum, applied charge images of images to be printed in an electrographic Printing or copying device according to the toner jump principle is known (see, eg, ANONYMUS: Photo-Induced-Jump Development; Research Disclourse, Vol. 331, no. 80, p. 895, ISSN 0374-4353, Nov. 1991). In this Principle is in the space between the developer roller and charge image carrier (im following development area) by applying an AC voltage (and / or DC voltage) is a toner cloud of toner particles from a toner-carrier developer mixture generated from the toner particles corresponding to the charge images go over the charge image carrier and to color it. In a multi-color print, it is necessary that the charge images colored with toner particles of different colors one after the other. For this purpose, a corresponding number of developer stations along of the charge image carrier be arranged. There is a risk that during production the toner cloud in the development area after the toner jump principle toner particles also impinge on the charge image carrier and a previously applied by a preceding developer station Toner layer of other color at least partially replace. This will but falsifies the previously printed color image, as well as the developer mix This developer station contaminated.

Aus US 6 026 264 A ergibt sich eine Entwicklerstation zur Toner-Jump-Entwicklung von Tonerbildern auf einem Ladungsbildträger. Zur Erzeugung der dazu erforderlichen Tonerwolke ist eine Entwicklerwalze (donor member = Jumpwalze) benachbart dem Ladungsbildträger angeordnet, die mit dem Ladungsbildträger den Entwicklungsbereich bildet. Im Einlaufbereich zum Entwicklungsbereich ist ein Schild an geordnet, das an einer Wechselspannung liegt, die bewirkt, dass Tonerpartikel zwischen dem Schild und der Entwicklerwalze hin- und herspringen, wodurch die Tonerschicht auf der Entwicklerwalze gelockert wird. Anschließend transportiert die Entwicklerwalze auf ihrer Oberfläche den gelockerten Toner in den Entwicklungsbereich. Durch die Lockerung des Toners auf der Oberfläche der Entwicklerwalze wird der Übergang von Toner auf den Fotoleiter zur Entwicklung der Ladungsbilder erleichtert. Am Entwicklungsbereich liegt zudem eine Gleichspannung an, um den Tonerübergang auf den Ladungsbildträger zusätzlich zu unterstützen.Out US 6 026 264 A The result is a developer station for toner jump development of toner images on a charge image carrier. To generate the toner cloud required for this purpose, a developer roller (donor member = jump roller) is arranged adjacent to the charge image carrier, which forms the development area with the charge image carrier. In the lead-in area to the development area, a shield is located adjacent to an AC voltage that causes toner particles to jump back and forth between the shield and the developer roller, thereby loosening the toner layer on the developer roller. Subsequently, the developer roller transports on its surface the loosened toner in the development area. The relaxation of the toner on the surface of the developer roller facilitates the transfer of toner to the photoconductor for development of the charge images. In addition, a DC voltage is applied to the development region in order to additionally support the toner transfer to the charge image carrier.

In DE 32 06 815 C2 ist ein Entwicklungsverfahren beschrieben, bei der Toner in einem Aufladungsraum durch eine Wechselspannung, z. B. eine Sinusspannung, in Schwingung versetzt wird und dadurch eine Tonerwolke gebildet wird. Der Aufladungsraum liegt zwischen einem bewegbaren Aufladungselement (einer Entwicklerwalze) und einem plattenförmigen Aufladungselement. Verschiedene Formen des plattenförmigen Aufladungselements sind offenbart, die jedoch an die Form der Entwicklerwalze angepasst sind. Die Aufgabe des Verfahrens ist, den Toner aufzuladen bevor er in den Entwicklungsbereich gelangt. Dies erfolgt in erster Linie durch Reibung an der Hülse der Entwicklerwalze. Der aufgeladene Toner bildet eine Schicht auf der Entwicklerwalze, die durch die Entwicklerwalze in den Entwicklungsbereich transportiert wird.In DE 32 06 815 C2 a development process is described in which toner in a charging space by an AC voltage, for. B. a sine wave voltage, is vibrated and thereby a toner cloud is formed. The charging space is located between a movable charging member (a developer roller) and a plate-shaped charging member. Various shapes of the plate-shaped charging member are disclosed, but adapted to the shape of the developer roller. The task of the process is to charge the toner before it enters the development area. This is done primarily by friction on the sleeve of the developer roller. The charged toner forms a layer on the developer roller, which is transported by the developer roller in the development area.

EP 0 714 048 A1 offenbart eine Entwicklerstation mit einer Magnet- Entwicklerwalze, die einen Entwickler aus Toner und magnetischem Träger durch den Entwicklungsbereich transportiert. Im Einlaufbereich nahe dem Entwicklungsbereich ist eine Hilfselektrode am Ende eines plattenförmigen Trägers angeordnet, der parallel zur Entwicklerwalze liegt. Zwischen der Entwicklerwalze (Magnetwalze) und der Elektrode wird der Entwickler somit hindurch geführt. An der Elektrode liegt ein starkes Wechselfeld, durch das der Toner durch Bildung einer Tonerwolke vom Träger gelöst wird; die Tonerwolke wird auf Grund eines schwachen Wechselfeldes an der Entwicklerwalze zum Fotoleiter bewegt. Der Träger ist plattenförmig ausgeführt und öffnet sich zum Entwicklungsbereich hin. EP 0 714 048 A1 discloses a developer station having a magnetic developer roller which transports a developer of toner and magnetic carrier through the development area. In the lead-in area near the development area, an auxiliary electrode is arranged at the end of a plate-shaped support which is parallel to the developer roller. Between the developer roller (magnetic roller) and the electrode, the developer is thus passed through. At the electrode is a strong alternating field, through which the toner is released by the formation of a toner cloud from the carrier; the toner cloud is moved to the photoconductor due to a weak alternating field on the developer roller. The carrier is plate-shaped and opens towards the development area.

US 5 157 226 A beschreibt eine Entwicklerstation mit einer Entwicklerwalze, die Toner zu einem Ladungsbildträger transportiert. Im Einlaufbereich zum Entwicklungsbereich ist eine elastische Elektrodenplatte angeordnet, zwischen der und der Entwicklerwalze der Toner hindurch bewegt wird, dabei liegt die Elektrodenplatte auf dem Toner auf. An der Elektrodenplatte und der Entwicklerwalze liegt eine Wechselspannung an, die ein derartiges Wechselfeld bildet, dass eine Tonerwolke am Ende der Elektrodenplatte und zwar am Anfang des Entwicklungsbereich erzeugt wird. Aus diesem Grund muss die Elektrodenplatte in den Entwicklungsbereich hineinragen, da dort die Tonerwolke benötigt wird. Die Elektrodenplatte besteht aus einer Metallplatte, die zumindest zur Entwicklerwalze hin von einem isolierenden Material umgeben ist. US 5 157 226 A describes a developer station having a developer roller which transports toner to a charge image carrier. In the lead-in area to the development area, an elastic electrode plate is disposed, between which and the developer roller, the toner is moved through, while the electrode plate rests on the toner. On the electrode plate and the developer roller is applied to an AC voltage, which forms such an alternating field that a toner cloud at the end of the electrode plate and that at the beginning of the development area is generated. For this reason, the electrode plate must protrude into the development area, since the toner cloud is needed there. The electrode plate consists of a metal plate which is surrounded by an insulating material at least towards the developer roller.

JP 61-189 564 A beschreibt eine Entwicklerstation, bei der vor dem Entwicklungsbereich eine Tonerwolke erzeugt wird, die dem Entwicklungsbereich zugeführt wird, um dort zur Entwicklung von Ladungsbildern verwendet zu werden. Toner der Tonerwolke gelangt dabei schon vor dem Entwicklungsbereich zum Ladungsbildträger. JP 61-189 564 A describes a developer station in which a toner cloud is formed in front of the development area, which is supplied to the development area to be used there for the development of charge images. Toner of the toner cloud passes even before the development area to the charge image carrier.

Aus DE 20 33 152 A ergibt sich eine Entwicklerstation, bei der mit einem Lüfter Toner, der von einem Vorratsbehälter in einen Förderkanal eingespeist wird, zum Entwicklungsbereich geblasen wird.Out DE 20 33 152 A results in a developer station in which a fan, which is fed from a reservoir into a conveyor channel with a fan, is blown to the development area.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, ein Einrichtung zur Toner-Jump-Entwicklung von Ladungs bildern auf einem Ladungsbildträger anzugeben, bei der im Entwicklungsbereich keine Tonerwolke erzeugt werden muss und damit bereits auf dem Ladungsbildträger vorhandene Tonerbilder, z. B. bei Farbdruck, nicht beeinflusst werden.The The problem underlying the invention is a device to indicate the toner jump development of charge images on a charge image carrier, in the development area no toner cloud must be generated and so that already existing on the charge image carrier toner images, z. B. in color printing, not be affected.

Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This Problem is solved according to the characteristics of Claim 1 solved.

Die Einrichtung zur Toner-Jump-Entwicklung weist somit benachbart dem Ladungsbildträger ein Jumpelement auf, das sich am Ladungsbildträger vorbei bewegt bzw. sich im Gleichlauf mit dem Ladungsbildträger bewegt. Zwischen diesem und dem Ladungsbildträger entsteht dadurch der Entwicklungsbereich, in dem Tonerpartikel auf den Ladungsbildträger entsprechend den Ladungsbildern übergehen können. Im Einlaufbereich zu diesem Entwicklungsbereich in Bewegungsrichtung des Jumpelementes gesehen ist ein Potentialelement angeordnet, zwischen dem und dem Jumpelement eine derartige Wechselspannung angelegt wird, dass sich zwischen dem Potentialelement und dem Jumpelement in einem Jumpspalt eine Tonerwolke bildet, die auf Grund der Tangentialbeschleunigung verursacht durch die Bewegung des Jumpelements in den Entwicklungsbereich transportiert wird, so dass entsprechend den Ladungsbildern Tonerpartikel auf den Ladungsbildträger übergehen können. Die Bewegung der Tonerwolke in den Entwicklungsbereich kann durch eine zusätzlich angelegte Luftströmung im Jumpspalt weiter verbessert werden.The Device for toner jump development thus has adjacent to the Charge image carrier a jump element that moves past the charge image carrier or itself moved in synchronism with the charge image carrier. Between this and the charge image carrier This creates the development area in which toner particles on the charge image carrier proceed according to the charge images can. In the inlet area to this development area in the direction of movement As seen from the jump element, a potential element is arranged between the and the Jumpelement applied such AC voltage becomes that between the potential element and the jump element forms a toner cloud in a jump gap due to the tangential acceleration caused by the movement of the jump element into the development area is transported, so that according to the charge images toner particles go over to the charge image carrier can. The movement of the toner cloud in the development area can be through an additional applied air flow be further improved in the jump gap.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, dass die zur Entwicklung der Ladungsbilder eingesetzte Tonerwolke nicht im Entwicklungsbereich gebildet wird, sondern vor dem Entwicklungsbereich. Somit wird auch keine Wechselspannung zwischen dem Ladungsbildträger und dem Jumpelement angelegt, durch die die Tonerpartikel im Entwicklungsbereich erst zum Jumpen angeregt werden, was zur Folge hätte, dass Tonerpartikel auch auf den Ladungsbildträger auftreffen und durch den dadurch verursachten Impuls übertrag z. B. bereits auf dem Ladungsbildträger haftende Tonerpartikel ablösen.The inventive device has the advantage that those used to develop the charge images Toner cloud is not formed in the development area, but before the development area. Thus, no AC voltage between the charge image carrier and the jump element through which the toner particles in the development area be excited to Jumpen, which would have the consequence that toner particles too on the charge image carrier impinge and transfer by the impulse caused thereby z. B. already on the charge image carrier detach adhering toner particles.

Dieses Problem besteht besonders bei Farbdruck, da hier mehrere Tonerschichten nacheinander auf den Ladungsbildträger aufgebracht werden und durch das Jumpen aus vorher erzeugten Tonerschichten Tonerpartikel herausgelöst werden. Die Folge ist, dass das vorhergehende Druckbild verändert wird, z. B. durch Wiederanlagerung der abgelösten Tonerpartikel. Zudem besteht die Gefahr, dass die abgelöste Tonerpartikel auf das Jumpelement z. B. einer späteren Entwicklerstation gelangen und sich mit dem dort vorhandenen Toner einer anderen Farbe vermischen und somit eine Farbverschiebung verursachen. Bei der Erfindung tritt dieses Problem dagegen nicht auf, da im Entwicklungsbereich keine Jumpbewegung statt findet.This Problem exists especially with color printing, since here several toner layers successively applied to the charge image carrier and through Jumping out of previously generated toner layers will dissolve out toner particles. The result is that the previous print image is changed, z. B. by reincorporation of the detached toner particles. There is also the danger that the detached Toner particles on the Jumpelement z. B. reach a later developer station and mix with the existing toner of a different color and thus cause a color shift. In the invention occurs on the other hand, this problem does not arise because there is no jump movement in the development area takes place.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.further developments The invention will become apparent from the dependent claims.

Zur Erzeugung der Tonerwolke im Jumpspalt ist es vorteilhaft, wenn das Potentialelement flächig ausgebildet ist und mindestens eine Breite von der Breite des Jumpelements aufweist, so dass eine Tonerwolke erzeugt wird, die den gesamten Entwicklungsbereich ausfüllt.to Generation of the toner cloud in the jump gap, it is advantageous if the Potential element formed flat is at least one width of the width of the jump element, so that a toner cloud is created that covers the entire development area fills.

Zweckmäßig ist es, wenn das Potentialelement eine Form aufweist, die der des Jumpelements entspricht, so dass ein Jumpspalt gleicher Größe entsteht. Um den Übergang der Tonerwolke in den Entwicklungsbereich zu fördern, ist es aber vorteilhaft, wenn sich der Jumpspalt zum Entwicklungsbereich hin öffnet. Das Potentialelement muss elektrisch leitfähig sein und kann z. B. aus einem leitfähigen Blech bestehen. Es genügt jedoch, wenn das Potentialelement eine elektrisch leitfähige Schicht, z. B. eine elektrisch leitfähige Oberfläche, aufweist. Das Blech kann mit einer nicht leitenden Anti- Haftschicht, z. B. aus Teflon, überzogen sein, um ein unerwünschtes Anhaften von Tonerpartikeln zu vermeiden. Zur Erzeugung der Tonerwolke im Jumpspalt ist es zweckmäßig, die Frequenz und die Amplitude der Wechselspannung und den Abstand zwischen Potentialelement und Jumpelement derart zu wählen, dass zunächst einzelne Tonerteilchen von dem Jumpelement gelöst werden und zum Potentialelement beschleunigt werden, von dort wieder zurück zum Jumpelement beschleunigt werden und beim Auftreffen auf diesem durch den Impulsübertrag weitere Tonerteilchen lösen, die wiederum zum Potentialelement beschleunigt werden. Dieser Vorgang wiederholt sich zur Bildung der Tonerwolke im Jumpspalt.Is appropriate if the potential element has a shape that corresponds to that of the jump element, so that a jump gap of the same size is created. To the transition To promote the toner cloud in the development area, but it is advantageous if the jump gap opens towards the development area. The potential element must be electrically conductive be and can z. B. consist of a conductive sheet. However, it is enough if the potential element is an electrically conductive layer, for. B. an electrical conductive Surface, having. The sheet may be coated with a non-conductive anti-adhesion layer, z. B. Teflon coated be an unwanted clinging to avoid toner particles. To generate the toner cloud in the Jumpspalt it is appropriate, the Frequency and the amplitude of the AC voltage and the distance between Potential element and Jumpelement to be selected such that initially individual Toner particles are released from the jump element and the potential element accelerated, accelerated from there back to the Jumpelement be and upon impact on this by the momentum transfer solve further toner particles, which in turn are accelerated to the potential element. This process Repeats to form the toner cloud in the jump gap.

Dazu kann die Amplitude und die Frequenz der Wechselspannung, der Abstand zwischen Potentialelement und Jumpelelement, die Tonerladung und die Tonergröße weiterhin derart gewählt werden, dass die mittlere Flugzeit zwischen Jumpelement und Potentialelement jeweils mit einer Halbwelle der Wechselspannung übereinstimmt. Die Tonerteilchen werden während der einen Halbwelle der Wechselspannung von dem Jumpelement zum Potentialelement beschleunigt und während der zweiten Halbwelle zum Jumpelement zurück beschleunigt und lösen dort durch den durch das Auftreffen verursachten Impulsübertrag weitere Tonerteilchen usw..To can the amplitude and the frequency of the AC voltage, the distance between potential element and jump element, the toner charge and the Toner size still chosen like that be that mean flight time between jump element and potential element each coincides with a half-wave of the alternating voltage. The toner particles become while one half-wave of the AC voltage from the jump element to Potential element accelerated and during the second half-wave back to the jump element accelerate and solve there by the momentum transfer caused by the impact more toner particles etc ..

Vorteilhafterweise kann die Wechselspannung eine Spitze-Spitze-Spannung von 1,5 bis 2,5 kV und eine Frequenz von 2 bis 5 kHz aufweisen; der Abstand zwischen Jumpelement und Potentialelement kann zwischen 100 und 300 μm liegen; der Toner kann eine Ladung von 15 bis 30 μC/g und einen mittleren Durchmesser von 7 bis 12 μm aufweisen.Advantageously, the AC voltage may have a peak-to-peak voltage of 1.5 to 2.5 kV and a frequency of 2 to 5 kHz; of the Distance between jump element and potential element can be between 100 and 300 μm; the toner may have a charge of 15 to 30 μC / g and an average diameter of 7 to 12 μm.

Mit einer derartigen Dimensionierung der Wechselspannung, des Abstandes zwischen Potentialelement und Jumpelement und der Tonerteilchen wird ein sich selbst verstärkender Effekt erreicht, der dafür sorgt, dass nach wenigen Perioden der Wechselspannung nahezu die gesamte Tonerschicht sich von dem Jumpelement gelöst hat und sich frei im Jumpspalt bewegt. Die dadurch gebildete Tonerwolke wird aufgrund der Tangentialbeschleunigung des Jumpelements in den Entwicklungsbereich befördert. Im Entwicklungsbereich folgen die geladenen Tonerteilchen den elektrischen Feldern, die sich aus den Ladungsbildern auf dem Ladungsbildträger ergeben. Diese Felder sind Gleichfelder, so dass sich im Entwicklungsbereich keine schnelle Auf- und Abbewegung der Tonerteilchen ergibt.With Such a dimensioning of the AC voltage, the distance between potential element and jump element and the toner particles becomes a self-reinforcing one Effect achieved, for that ensures that after a few periods of AC voltage almost the entire toner layer has detached from the jump element and moves freely in the jump gap. The toner cloud formed thereby is due to the tangential acceleration of the Jumpelements in the Development area. in the Development area the charged toner particles follow the electrical Fields resulting from the charge images on the charge image carrier. These Fields are dc fields, so that in development no results in rapid up and down movement of the toner particles.

Zur Beeinflussung des Tonerübergangs auf den Ladungsbildträger kann zwischen dem Ladungsbildträger und dem Jumpelement eine weitere Wechselspannung angelegt werden, die derart eingestellt ist, dass die Tonerteilchen im Entwicklungsbereich in Bewegung gehalten werden, jedoch kein Jump-Effekt zwischen Ladungsbildträger und Jumpelement ausgelöst wird. Dadurch wird erreicht, dass die Tonerteilchen in die Nähe des Ladungsbildträgers gelangen, wodurch die Entwicklung der Ladungsbilder verbessert werden kann. Weiterhin kann damit eine zu frühe Ablagerung der Tonerteilchen auf dem Ladungsbildträger und/oder Jumpelement vermieden werden.to Influence on the toner transfer on the charge image carrier can be between the charge image carrier and the jump element another AC voltage are applied, which is set so that the toner particles in the development area be kept in motion, but no jump effect between charge carrier and Jump element triggered becomes. This ensures that the toner particles reach the vicinity of the charge image carrier, whereby the development of the charge images can be improved. Furthermore, it can be too early Deposition of the toner particles on the charge image carrier and / or Jump element can be avoided.

Bei einer Farbdruckeinrichtung, bei der mehrere Entwicklerstationen entlang des Ladungsträgers angeordnet sind, sollte zumindest die der ersten die Ladungsbilder einfärbende Entwicklerstation nachfolgenden Entwicklerstationen entsprechend der erfindungsgemäßen Einrichtung realisiert sein. Dabei kann der Ladungsbildträger eine Fotoleitertrommel oder ein Fotoleiterband sein und das Jumpelement eine Jumpwalze, ohne dass der Ladungsbildträger und das Jumpelement auf diese Ausführungsformen beschränkt sind.at a color printing device at the multiple developer stations arranged along the charge carrier should be, at least the first of the charge images einstärbende developer station subsequent developer stations according to the device according to the invention be realized. In this case, the charge image carrier a photoconductor drum or be a photoconductor band and the jump element a jump roller, without that the charge image carrier and the jump element are limited to these embodiments.

An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der Figur dargestellt ist, wird die Erfindung weiter beschrieben.At Hand of an embodiment, which is shown in the figure, the invention will be further described.

Die Figur zeigt das Prinzipbild eines Teils eines elektrofotografischen Druckers DR. Auf einer Fotoleitertrommel als Ladungsbildträger 1 werden Ladungsbilder von zu druckenden Bildern auf übliche Weise erzeugt. Zur Entwicklung dieser Ladungsbilder ist benachbart dem Ladungsbildträger 1 eine Entwicklerstation 2 angeordnet, durch die eine Tonerschicht 5 aus Tonerpartikeln 7 zum Ladungsbildträger 1 transportiert wird. Nach der Entwicklung der Ladungsbilder werden die Tonerbilder auf übliche Weise auf einen Aufzeichnungsträger umgedruckt und dort fixiert. Vom Drucker DR ist nur der Ladungsbildträger 1 und die Entwicklerstation 2 dargestellt, die übrigen Einheiten des Druckers sind von bekannten Aufbau.The figure shows the schematic diagram of a part of an electrophotographic printer DR. On a photoconductor drum as a charge image carrier 1 Charge images of images to be printed are generated in the usual way. To develop these charge images is adjacent to the charge image carrier 1 a developer station 2 arranged through which a toner layer 5 from toner particles 7 to the charge image carrier 1 is transported. After the development of the charge images, the toner images are transferred to a record carrier in the usual manner and fixed there. From the printer DR is only the charge image carrier 1 and the developer station 2 shown, the remaining units of the printer are of known construction.

Die Entwicklerstation 2 arbeitet dabei nach dem bekannten Toner-Jump-Prinzip, bei dem zur Entwicklung zwischen Ladungsbildträger 1 und Jumpelement 4 eine Tonerwolke aus geladenen Tonerpartikeln 7 zeugt wird, aus der Tonerpartikel 7 entsprechend den Ladungsbildern auf den Ladungsbildträger 1 übergehen.The developer station 2 works according to the known toner jump principle, in which the development between charge image carrier 1 and jump element 4 a toner cloud of charged toner particles 7 is produced from the toner particles 7 according to the charge images on the charge image carrier 1 pass.

In der Figur wird davon ausgegangen, dass mit dem Drucker DR ein Farbdruck hergestellt werden soll. Dann sind entlang des Ladungsbildträgers 1 mehrere Entwicklerstationen entsprechend der Anzahl der Farben, die zum Farbdruck verwendet werden, angeordnet. Jede Entwicklerstation bringt entsprechend der Farbe, die gedruckt werden soll, einen Farbauszug auf dem Ladungsbildträger 1 auf. In der Figur ist der Fall dargestellt, bei dem durch eine erste Entwicklerstation bereits ein Farbauszug 3 auf dem Ladungsbildträger 1 aufgebracht worden ist. Durch die in der Figur gezeigte Entwicklerstation 2 sollen nun die Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger 1 mit Toner einer weiteren Farbe eingefärbt werden. Die Aufbringung der Tonerpartikel der weiteren Farbe sollte so erfolgen, dass der Farbauszug 3 auf dem Ladungsbildträger 1 nicht beeinträchtigt wird.In the figure it is assumed that with the printer DR a color print is to be made. Then along the charge image carrier 1 multiple developer stations are arranged according to the number of colors used for color printing. Each developer station applies a color separation on the charge image carrier according to the color to be printed 1 on. In the figure, the case is shown, in which by a first developer station already a color separation 3 on the charge image carrier 1 has been applied. By the developer station shown in the figure 2 should now the charge images on the charge image carrier 1 be colored with toner of another color. The application of the toner particles of the further color should be such that the color separation 3 on the charge image carrier 1 is not affected.

Um dies zu erreichen, ist die Entwicklerstation 2 erfindungsgemäß aufgebaut. Die Entwicklerstation 2 sieht ein Jumpelement 4, z. B. eine Jumpwalze, vor, die durch ihre Bewegung, z. B. durch Drehung der Jumpwalze, Toner 5 aus geladenen Tonerpartikeln in Richtung zum Ladungsbildträger 1 transportiert. Zwischen Jumpelement 4 und Ladungsbildträger 1 besteht ein Entwicklungsbereich 6, in dem Tonerpartikel 7, in der Figur prinzipiell dargestellt, auf den Ladungsbildträger 1 in Abhängigkeit der Ladungsbilder übergehen und dort einen Farbauszug 8 bilden. Erfindungsgemäß wird die bei der Entwicklung vorgesehene Tonerwolke nicht zwischen dem Jumpelement 4 und dem Ladungsbildträger 1 im Entwicklungsbereich 6 erzeugt, sondern vor dem Entwicklungsbereich 6. Dazu ist vor dem Entwicklungsbereich 6 in Bewegungsrichtung des Jumpelements 4 gesehen (im Einlaufbereich 13) ein Potentialelement 9 vorgesehen, das benachbart dem Jumpelement 4 angeordnet ist. Zwischen dem Potentialelement 9 und dem Jumpelement 4 besteht eine Wechselspannung 10, die in der Figur durch AC angedeutet ist. Aufgrund der Wechselspannung 10 werden zu Beginn des Jump-Prozesses in einer ersten Halbwelle einige nur schwach gebundene Tonerpartikel von dem Jumpelement 4 in Richtung zum Potentialelement 9 abgelöst und beschleunigt. Bei Erreichen des Potentialelements 9 hat die Wechselspannung 10 eine zweite Halbwelle erreicht, so dass nach dem Stoss der Tonerpartikel mit dem Potentialelement 9 die Tonerpartikel wieder in Richtung Jumpelement 4 beschleunigt werden. Beim Auftreffen auf das Jumpelement 4 werden durch den Impulsübertrag weitere Tonerpartikel von dem Jumpelement 4 abgelöst, die dann wieder, veranlasst durch eine erste Halbwelle der Wechselspannung 10 in Richtung Potentialelement 9 beschleunigt werden. Auf diese Weise wird in dem Jumpspalt 11 eine Wolke aus Tonerpartikeln erzeugt, die mit der Tangentialbeschleunigung durch die Bewegung des Jumpelements 4 und die Luftströmung in den Entwicklungsbereich 6 transportiert wird und dort zur Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger 1 verwendet wird. Der Transport der Tonerwolke in den Entwicklungsbereich 6 kann noch durch eine zusätzliche Luftströmung unterstützt werden.To achieve this is the developer station 2 constructed according to the invention. The developer station 2 sees a jump element 4 , z. As a jump roller before, by their movement, z. B. by rotation of the jump roller, toner 5 from charged toner particles in the direction of the charge image carrier 1 transported. Between Jumpelement 4 and charge image carrier 1 there is a development area 6 in which toner particles 7 , shown in principle in the figure, on the charge image carrier 1 depending on the charge images and there a color separation 8th form. According to the invention, the toner cloud provided during the development is not interposed between the jump element 4 and the charge image carrier 1 in development 6 but before the development area 6 , This is before the development area 6 in the direction of movement of the jump element 4 seen (in the inlet area 13 ) a potential element 9 provided adjacent to the jump element 4 is arranged. Between the potential element 9 and the jump element 4 there is an AC voltage 10 , which is indicated in the figure by AC. Due to the AC voltage 10 At the beginning of the jump process in a first half-wave, some weakly bound toner particles of the jump element 4 towards the potential element 9 detached and accelerated. Upon reaching the potential element 9 has the AC voltage 10 reached a second half-wave, so that after the impact of the toner particles with the potential element 9 the toner particles back towards the jump element 4 be accelerated. When hitting the jump element 4 become by the momentum transfer more toner particles from the Jumpelement 4 replaced, then again, caused by a first half-wave of the AC voltage 10 in the direction of the potential element 9 be accelerated. This way, in the jump gap 11 creates a cloud of toner particles, with the tangential acceleration due to the movement of the jump element 4 and the airflow into the development area 6 is transported there and there to develop the charge images on the charge image carrier 1 is used. The transport of the toner cloud into the development area 6 can be supported by an additional air flow.

Um eine optimale Bildung der Tonerwolke zu erreichen, ist es wichtig, dass die Geometrie des Jumpspaltes 11 zwischen Potentialelement 9 und Jumpelement 4, die Frequenz der Wechselspannung 10 sowie die Ladung und Größe der Tonerpartikel so aufeinander abgestimmt sind, dass die mittlere Flugzelt der Tonerpartikel zwischen Jumpelement 4 und Potentialelement 9 mit einer Halbwelle der Wechselspannung 10 übereinstimmt. Auf diese Weise lässt sich ein selbstverstärkender Effekt erreichen, der dafür sorgt, dass nach wenigen Perioden der Wechselspannung 10 nahezu die gesamte Tonerschicht sich von dem Jumpelement 4 gelöst hat und sich frei im Jumpspalt 11 bewegt.In order to achieve optimal formation of the toner cloud, it is important that the geometry of the jump gap 11 between potential element 9 and jump element 4 , the frequency of the AC voltage 10 as well as the charge and size of the toner particles are matched to one another such that the middle flight tare of the toner particles between the jump element 4 and potential element 9 with a half-wave of the AC voltage 10 matches. In this way, a self-reinforcing effect can be achieved, which ensures that after a few periods of AC voltage 10 almost the entire toner layer separates from the jump element 4 has solved and is free in the jump gap 11 emotional.

Eine bevorzugte Dimensionierung der obigen Parameter könnte lauten:
Wechselspannung 10

– Spitze-Spitze-Spannung: 1,5 bis 2,5 kV
– Frequenz: 2 bis 5 kHz Abstand Jumpelement 4 zu Potentialelement 9:
– 100 bis 300 μm

Tonerpartikel:

– Ladung 15 bis 30 μC/g
– mittlerer Durchmesser von 7 bis 12 μm.

A preferred dimensioning of the above parameters could be:
AC 10

- Peak-to-peak voltage: 1.5 to 2.5 kV
- Frequency: 2 to 5 kHz distance Jumpelement 4 to potential element 9 :
- 100 to 300 microns

Toner particles:

- charge 15 to 30 μC / g
- average diameter of 7 to 12 microns.

In der Figur ist das Potentialelement 9 als gerades flächiges Element dargestellt. Das Potentialelement 9 kann in seiner Geometrie an die Form der Oberfläche des Jumpelements 4 angepasst sein. Zweckmäßig ist es jedoch, um den Übergang der Tonerwolke in den Entwicklungsbereich 6 zu fördern, wenn sich der Jumpspalt 11 im Einlaufbereich 13 zum Entwicklungsbereich 6 hin öffnet.In the figure, the potential element 9 shown as a straight planar element. The potential element 9 can in its geometry to the shape of the surface of the jump element 4 be adjusted. It is useful, however, to the transition of the toner cloud in the development area 6 to promote when the jump gap 11 in the inlet area 13 to the development area 6 opens.

Nachdem die Tonerwolke aus dem Jumpspalt 11 in, den Entwicklungsbereich 6 transportiert worden ist, kann die Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger 1 auf übliche Weise erfolgen. Die geladenen Tonerpartikel 7 folgen den elektrischen Feldern, die sich aus dem latenten Ladungsbildern auf dem Ladungsbildträger 1 ergeben. Diese elektrischen Felder sind Gleichfelder, so dass sich im Entwicklungsbereich 6 keine schnelle Auf- und Abbewegung der Tonerpartikel ergibt. Der Übergang der Tonerpartikel zum Ladungsbildträger 1 wird auf bekannte Weise durch eine Gleichspannung 12 unterstützt.After the toner cloud from the jump gap 11 in, the development area 6 has been transported, the development of the charge images on the charge image carrier 1 done in the usual way. The charged toner particles 7 follow the electric fields resulting from the latent charge images on the charge image carrier 1 result. These electric fields are DC fields, so in the development area 6 no fast up and down movement of the toner particles results. The transition of the toner particles to the charge image carrier 1 is in a known manner by a DC voltage 12 supported.

Optional ist es möglich, auch im Entwicklungsbereich 6 eine kleine zweite Wechselspannung anzulegen, die eine zu frühe Ablagerung der Tonerpartikel 7 auf dem Ladungsbildträger 1 und/oder Jumpelement 4 vermeidet. Diese zweite Wechselspannung darf keine so hohe Amplitude aufweisen, dass im Entwicklungsbereich 6 eine Jumpbewegung der Tonerpartikel 7 einsetzt. Die Verwendung dieser zweiten Wechselspannung hat den weiteren Vorteil, dass die Tonerpartikel 7 in der Tonerwolke in Bewegung gehalten werden und somit in die Nähe des Ladungsbildträgers 1 gelangen. mit dem Effekt, dass die Tonerpartikel 7 leichter auf den Ladungsbildträger 1 übergehen und die Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger 1 verbessert wird.Optionally it is possible also in the development area 6 apply a small second AC voltage, which is too early deposition of the toner particles 7 on the charge image carrier 1 and / or jump element 4 avoids. This second AC voltage must not have such a high amplitude that in the development area 6 a jump movement of the toner particles 7 starts. The use of this second AC voltage has the further advantage that the toner particles 7 be kept in motion in the toner cloud and thus in the vicinity of the charge image carrier 1 reach. with the effect that the toner particles 7 easier on the charge image carrier 1 go over and the development of the charge images on the charge image carrier 1 is improved.

Durch die Erzeugung der Tonerwolke außerhalb des Entwicklungsbereiches 6 besteht nicht die Gefahr, dass durch die Jump-Bewegung der Tonerpartikel 7 Tonerpartikel aus dem ersten Farbauszug 3 herausgelöst werden, die dann in den Entwicklungsbereich 6 gelangen und später den zweiten Farbauszug 8 beeinflussen oder auf das Jumpelement 4 gelangen und dort die Tonerschicht der zweiten Farbe verändern.By generating the toner cloud outside the development area 6 There is no risk of the toner particles moving through the jump motion 7 Toner particles from the first color separation 3 which are then in the development area 6 arrive and later the second color separation 8th affect or on the jump element 4 get there and change the toner layer of the second color.

DRDR: Druckerprinter
11: Ladungsbildträger, z. B. FotoleitertrommelCharge image carrier, z. B. photoconductor drum
22: Entwicklerstationdeveloper station
33: Tonerschicht aus erstem Farbauszugtoner layer from the first color separation
44: Jumpelement, z. B. JumpwalzeJump element z. B. Jump roller
55: Tonerschichttoner layer
66: Entwicklungsbereichdevelopment area
77: Tonerpartikel der Tonerwolketoner particles the toner cloud
88th: zweiter Farbauszugsecond color separation
99: Potentialelementpotential element
1010: erste Wechselspannungfirst AC
1111: JumpspaltJump gap
1212: GleichspannungDC
1313: Einlaufbereich zum Entwicklungsbereich 6 Inlet area to the development area 6

Claims

Device for toner jump development of charge images applied to a charge image carrier, - at the adjacent to the charge image carrier ( 1 ) a jump element ( 4 ) is arranged between the and the charge image carrier ( 1 ) a development area ( 6 ) in which toner particles ( 7 ) on the charge image carrier ( 1 ) according to the charge images, and - in the inlet area ( 13 ) to the development area ( 6 ) in the direction of movement of the jump element ( 4 ) but before development ( 6 ) a potential element ( 9 ) is arranged between the and the Jumpelement ( 4 ) such an alternating voltage ( 10 ) that between potential element ( 9 ) and jump element ( 4 ) a toner cloud of toner particles ( 7 ), which due to the tangential acceleration caused by the movement of the Jumpelements ( 4 ) and due to an additional air flow into the development area ( 6 ) in which, according to the charge images, toner particles ( 7 ) on the charge image carrier ( 1 ) pass over.

Device according to Claim 1, in which the potential element ( 9 ) is flat and the width of the width of the Jumpelements ( 4 ) corresponds.

Device according to Claim 2, in which the potential element ( 9 ) has a shape similar to that of the jump element ( 4 ), so that in the region in which the toner cloud is produced, a jump gap ( 11 ) of equal size arises.

Device according to Claim 3, in which the potential element ( 9 ) is designed such that the jump gap ( 11 ) to the development area ( 6 ) opens.

Device according to Claim 2, 3 or 4, in which the potential element ( 9 ) consists of an electrically conductive sheet-metal sheet.

Device according to claim 5, wherein the sheet with a non-conductive one Anti-adhesive layer coated is.

Device according to one of Claims 2 to 6, in which the potential element ( 9 ) has an electrically conductive layer.

Device according to one of the preceding claims, in which the frequency and the amplitude of the alternating voltage ( 10 ) and the distance between the potential element ( 9 ) and jump element ( 4 ) are selected such that first individual toner particles from the jump element ( 4 ) and to the potential element ( 9 ), from there back to the Jumpelement ( 4 ) are accelerated and dissolve upon impact on this by the pulse transfer further toner particles, which in turn to the potential element ( 9 ) and this process of forming the toner cloud in the jump gap ( 11 ) repeated.

Device according to Claim 8, in which the amplitude and the frequency of the alternating voltage ( 10 ), the distance between the potential element ( 9 ) and jump element ( 4 ), the toner charge and the toner size of the toner particles are selected such that the average time of flight between Jumpelement ( 4 ) and potential element ( 9 ) each with a half-wave of the AC voltage ( 10 ) matches.

Device according to claim 9, wherein the toner particles during the one half-wave of the AC voltage ( 10 ) of the jump element ( 4 ) to the potential element ( 9 ) and during the second half wave to the Jumpelement ( 4 ) are accelerated back and solve there by the impact caused by the impulse transfer further toner particles.

Device according to one of the preceding claims, in which the alternating voltage ( 10 ) - a peak-to-peak voltage of 1.5 to 2.5 kV, and - a frequency of 2 to 5 kHz, where the distance between the jump element ( 4 ) and potential element ( 9 ) Is 100 to 300 microns, and in which the toner particles ( 7 ) - a charge of 15 to 30 μC / g, and - have an average diameter of 7 to 12 microns.

Device according to one of the preceding claims, in which for influencing the toner transfer to the charge image carrier ( 1 ) between the charge image carrier ( 1 ) and the jump element ( 4 ) a DC voltage ( 12 ) is created.

Device according to one of the preceding claims, in which between the charge image carrier ( 1 ) and the jump element ( 4 ) a second alternating voltage is applied through which the toner particles ( 7 ) in the area of development ( 6 ) are kept in motion.

Device according to Claim 13, in which the amplitude and / or frequency of the second alternating voltage is selected such that too early deposition of the toner particles ( 7 ) on the charge image carrier ( 1 ) or jump element ( 4 ) is avoided.

Device according to claim 13 or 14, in which the amplitude and / or frequency of the second alternating voltage is chosen such that it does not cause a jerking of the toner particles ( 7 ) between charge image carrier ( 1 ) and jump element ( 4 ).

Device according to one of the preceding Claims in which the charge image carrier ( 1 ) is a photoconductor.

Device according to Claim 16, in which the charge image carrier ( 1 ) is a photoconductor drum.

Device according to one of the preceding claims, in which the jump element ( 4 ) is a jump roller.

Color printing device with developer stations for each Colors from which the color image is formed, at least the developer stations following the first developer station Use a device according to any one of the preceding claims.

Process for developing charge images on a charge image carrier by means of toner jump development in an electrophotographic printing device, - in which in a development region ( 6 ) between a charge image carrier ( 1 ) and a Jumpwalze ( 4 ) Toner particles ( 7 ) according to the charge images on the charge image carrier ( 1 ), in which by applying an alternating voltage ( 10 ) to a in the inlet area ( 13 ) between the charge image carrier ( 1 ) and the Jumpwalze ( 4 ) but before development ( 6 ) arranged potential element ( 9 ) a jump process between the potential element ( 9 ) and the Jumpwalze ( 4 ) and thereby producing a toner cloud, and - in which the toner cloud due to the tangential acceleration caused by the movement of the jump roller ( 4 ) and due to additional air flow into the development area ( 6 ) and depending on the charge of the charge images on the charge image carrier ( 1 ) to develop toner particles ( 7 ) from the toner cloud to the charge image carrier ( 1 ) pass over.