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"Verfahren und Vorrichtung zur elektrophoretischen
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Aufzeichnung" Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur elektrophoretischen rasterförmigen Wiedergabe von Bildern durch Abscheidung
des in einer Suspension enthaltenen elektrisch geladenen Toners durch ein elektrisches
Steuerfeld und Haftung des Toners auf dem Bildträger durch Spiegelladung, wobei
die Oberfläche des Bildträgers, die den Elektroden zugewandt ist, elektrisch leitfähig
ist und die den Toner enthaltende Suspension kontinuierlich ausgetauscht wird.
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Aufgrund der fortschreitenden technischen Entwicklung haben auf dem
Gebiet der Bildverarbeitung in den letzten Jahren die elektronischen Bildspeicher
und die elektronische Übertragung von Bildern zwischen räumlich getrennten Sende-
und Aufzeichnungsstationen beträchtlich an Interesse gewonnen. Bei der meist erforderlichen
Aufzeichnung der Bildinformation auf Papier wird dabei die Qualität des aufgezeichneten
Bildes weitgehend von der Qahl des betreffenden Aufzeichnungsverfahrens bestimmt.
Wegen des allgemeinen Wunsches nach möglichst originalgetreuer Bildwiedergabe gewinnen
deshalb Verfahren zur nicht mechanischen Aufzeichnung einfarbiger Halbtonbilder
und Mehrfarbenbilder zunehmend an Bedeutung.
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Für die Wiedergabe von Bildern bzw. für die Aufzeichnung von gespeicherten
Informationen in mehreren Farben wird auf bereits vorhandene Verfahren für eine
Schwarz-Weiß-Wiedergabe zurückgegriffen und dabei die Farbe Schwarz jeweils durch
eine
andere Farbe ersetzt. Als Wiedergabeverfahren werden dabei elektrostatische oder
elektrophotographische Verfahren angewendet, wobei die Entwicklergemische anstelle
der schwarzen Partikel farbige Partikel enthalten.
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Bei diesen bekannten Aufzeictnungsverfahren erfolgt die elektrostatische
Aufzeihnung durch gesonderte Aufladung eines Zwischenträgers an den von den Elektroden
oder durch Belichtung markierten Stellen, so daß alle Farben stets einzeln nacheinander
auf dem Zwischenträger aufgetragen werden müssen. Nachteilig ist, daß für jede zu
verwendende Farbe der Zwischenträger durch die Elektroden zunächst an den für diese
Farbe bestimmten Rasterpunkten aufgeladen und dann der Entwicklungsstation für diese
Farbe zugeführt werden muß. Anschließend ist der aufgetragene Farbstoff vom Zwischenträger
auf den eigentlichen Aufzeichnungsträger zu übertragen. Danach ist auf dem Zwischenträger
die Aufzeichnung der ersten Farbe zu löschen und der ursprüngliche, reine Zustand
wieder herzustellen. Es darf keinesfalls ein Farbrest zurUckbleiben. Erst dann kann
der Zwischenträger erneut durch die Elektroden an den Stellen mit Ionen geladen
werden, an denen die zweite Farbe aufgetragen werden soll. Dieser Vorgang verläuft
dann wie bei der ersten Farbe beschrieben ab und wiederholt sich für jede zu verwendende
Farbe. Für die Übertragung und Wiedergabe eines Mehrfarbenbildes ist somit sehr
viel Zeit und Sorgfalt erforderlich selbst dann, wenn bei Verwendung eines weißen
Zwischenträgers für die Wiedergabe aller Farben nur die drei Farben Gelb, Zyan und
Magenta verwendet werden. Nachteilig ist somit die mehrmalige Übertragung des Toner-Bildes
vom Zwischenträger auf den Aufzeichnungsträger.
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Ein solches Verfahren bedingt einen großen kon-
struktiven
Aufwand um eine einwandfreie paßgenaue farbige Übertragung vom Zwischenträger zum
Aufzeichnungsträger zu erzielen, denn hierzu ist die Lage der verschiedenen Farbpunkte
zueinander originalgetreu zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Mehrfarbenwiedergabe eines Bildes oder einer anderen Aufzeichnung anzugeben,
das eine mehrfache Übertragung der Toner-Bilder vermeidet und eine gute Übereinstimmung
zwischen Abbild und Original erreicht, indem die einzelnen Tonerfarben paßgenau
im Rasterelement liegen. Dabei wird von dem in der DE-OS 29 08 446 vorgeschlagenen
elektrophoretischen Aufzeichnungsverfahren ausgegangen. Die Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß zur Erzeugung einer rasterförmigen Wiedergabe in mehreren Farben zunächst
die Toner-Suspension der ersten Farbe bezogen auf die Relativbewegung des Bildträgers
kurz vor der zugeordneten Elektrode dem Bildträger kontinuierlich zugeführt wird,
im Bereich der Elektroden von diesen der Toner elektrophoretisch auf der Oberfläche
des Bildträgers abgeschieden und danach der restliche Toner von dem Bildträger entfernt
wird, daß anschließend die Toner-Suspension der nächsten Farbe dem Bildträger zugeführt,
der Toner abgeschieden und der restliche Toner entfernt wird usw. und daß die nacheinander
erfolgende Abscheidung der Toner verschiedener Farbe stets auf dem zur Bildwiedergabe
vorbestimmten gleichen Rasterelement erfolgt.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß nach der Auftragung
einer einzelnen Farbe keine Entwicklung stattfindet, so daß jede Farbe sofort anschließend
an die vorherige Farbe aufgetragen
werden kann. Der Auftrag der
verschiedenen Farbtoner kann nacheinander innerhalb derselben Rasterelemente erfolgen,
so daß die verschiedenfarbigen Tonerpartikel farbtonwertrichtig angeordnet nebeneinander
auf dem Bildträger haften.
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Da zwischen den einzelnen Abscheidungen der Farbtoner keine Entwicklung
bzw. Übertragung der einzelnen Ein-Farben-Bilder erforderlich ist, besteht die Möglichkeit,
innerhalb einer jeden, in Richtung der Relativbewegung des Bildträgers gesehen,
nebeneinanderliegenden Aufzeichnungsspalte die Toner verschiedener Farbe nacheinander
und in den senkrecht dazu liegenden Aufzeichnungszeilen auch die Toner gleicher
Farbe gleichzeitig aufzutragen. Wird als Bildträger ein weißer Träger, z.B. weißes
Papier, verwendet, so ist die Wiedergabe aller Farbtöne mit nur den drei Farben
Gelb, Zyan und Magenta möglich.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß als Bildträger die Oberfläche einer rotierenden
Trommel bzw. ein auf dieser aufgespannter Träger dient und daß für jede Farbe einer
Suspension eine Düse vorgesehen ist, die zusammen mit der zugeordneten Elektrode
auf einer Halterung angeordnet ist, die achsparallel über der Trommeloberfläche
gelagert ist. Wird die rotierende Trommel als Zwischenträger verwendet, so erfolgt
die Übertragung des auf diesem Zwischenträger abgeschiedenen gesamten Mehrfarbenbildes
auf den Aufzeichnungsträger, wenn die letzte Farbe auf dem Bildträger abgeschieden
wurde. Zweckmäßig wird jeder Elektrode eine Vorrichtung für die Entfernung des restlichen
Toners nachgeordnet. Diese Vorrichtung kann als Gebläse oder als Absaugvorrichtung
ausgebildet sein oder sie kann auch elektrisch direkt auf die
Tonerpartikel
einwirken. Jeder einzelnen Farbdüse ist dabei eine derartige Vorrichtung zugeordnet.
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Sind die Elektroden als Elektrodenkamm ausgebildet, so kann für alle
Elektroden nur eine einzige Düse vorgesehen sein, die über die gesamte Kammbreite
reicht. Für die Säuberung des Bildträgers vor der nächsten Abscheidung eines Farbtoners
ist es sinnvoll, den restlichen Toner mit der Suspension vom Bildträger zu entfernen.
Wichtig dabei ist, daß der restliche Toner entfernt wird. Die farblose Suspension
ist jedoch nicht unbedingt zu entfernen, da sie keinen Einfluß auf die nachfolgende
Farbabscheidung hat. Aus konstruktiven Gründen ergibt sich jedoch die Entfernung
des restlichen Toners zusammen mit der aufgetragenen Suspension.
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Die Vorrichtung für die Entfernung des restlichen Toners kann als
Gebläse ausgebildet sein, dessen Luftstrom gegen die Oberfläche des Bildträgers
gerichtet ist. Zweckmäßig ist es jedoch, die Vorrichtung unmittelbar hinter den
zugeordneten Elektroden anzuordnen, und den restlichen Toner hier abzusaugen. In
diesem Falle ist die Berührungszeit der Farb-Suspension sehr kurz gehalten. Außerdem
sind Gebläse räumlich umfangreicher als eine düsen förmige Absaugvorrichtung.
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Besondere vorteilhafte Ausbildungen der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ergeben sich, wenn die Düsen für alle Farb-Suspensionen und die zugehörigen
Absaugvorrichtungen einer einzigen Elektrode zugeordnet sind und mit den Elektroden
einen Farbaufzeichnungssatz erster Art bilden oder wenn jeder Düse für eine Farb-Suspension
und deren Absaugvorrichtung jeweils eine Elektrode zugeordnet ist und
alle
Düsen, Absaugvorrichtungen und Elektroden aller Farb-Suspensionen einen Farbaufzeichnungssatz
zweiter Art bilden. Mehrere Farbaufzeichnungssätze können dann nebeneinander auf
der Halterung angeordnet sein, die dann jeweils um den Abstand der Farbaufzeichnungssätze
untereinander hin- und herbewegt wird.
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Die Erfindung wird im folgezlden anhand einiger Ausfuhrungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 eine vollständige Druckeinrichtung zur Ausführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung zur elektrophoretischen
Mehrfarben-Aufzeichnung parallel nacheinander mit einem Elektrodenkamm auf eine
leitfähige rotierende Trommel und mit einer Vorrichtung zur Übertragung des kompletten
Farb-Toner-Bildes auf einen endgültigen Aufzeichnungsträger in Seitenansicht, Fig.2
die Druckeinrichtung nach Fig.1 in der Draufsicht, Fig.3 eine weitere Vorrichtung
zur elektrophoretischen Mehrfarben-Aufzeichnung seriell-parallel nacheinander mit
gleichzeitig bewegten Einzelelektroden auf eine leitfähige, rotierende Trommel in
perspektivischer Ansicht, Fig.4 eine dritte Vorrichtung zur elektrophoretischen
Mehrfarben-Aufzeichnung seriell-parallel nebeneinander mit gleichzeitig bewegten
Einzelelektroden auf eine leitfähige, rotierende Trommel, Fig.5 einen vergrößerten
Ausschnitt aus einer Vorrichtung zur elektrophoretischen Mehrfarben-Aufzeichnung,
bei der direkt hinter der Elektrode eine Absaugdüse für die verbrauchte Toner-Suspension
angeordnet ist, Fig.6 die Übertragungs-Vorrichtung und den Kreislauf
der
Spülflüssigkeit für die Vorrichtungen zur elektrophoreti schen Mehrfarben-Aufz eichnung
nach Fig.3 und 4.
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In den Figuren 1 bis 7 sind drei Ausführungsbeispiele einer Druckeinrichtung
zur punktweisen elektrophoretischen Mehrfarben-Aufzeichnung dargestellt, und zwar
bei allen am Beispiel einer Aufzeichnung eines Drei-Farben-Bildes mit den drei Tonern
der Farben Gelb, Zyan und Magenta. Mit den drei Farben ist auf einen weißen Bildträger,
z.B. normales Papier, das bei allen Ausführungabeispielen als endgültiger Träger
21 der Farb-Aufzeichnung verwendet wird, die Wiedergabe aller Farbtöne eines Farbbildes
(Bildes mit natürlichen Farben) einschließlich der Grautöne zwischen Weiß und Schwarz
durchführbar. Natürlich ist es bei dem Mehrfarben-Aufzeichnungsverfahren gemäß der
Erfindung möglich, die Farbbildqualität durch Hinzufügung der vierten Farbe "Schwarz"
zu verbessern. Auch können für die Mehrfarben-Aufzeichnung mehr als drei bzw. vier
Farben und wahlweise andere als die genannten eingesetzt werden.
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Die drei Farbtoner sind geladen und jeder für sich in einer Trägerflüssigkeit
suspendiert. Die Suspension enthält außerdem ein Haftmittel, das den Toner nach
Verdunstung der Trägerflüssigkeit dauerhaft mit dem Bildträger verklebt.Hauptbestandteil
der Druckvorrichtungen ist der leitfähige Bildträger 1. Er ist als Trommel ausgebildet
und besteht für die elektrophoretische Aufzeichnung vorteilhafterweise aus leitfähigem
Material, z.B. Metall, oder besitzt eine leitfähige Oberfläche, z.B. eine Metallschicht.
Er dient als Dauerzwischenträger des Drei-Farben-Tonerbildes, das auf ihm mit dem
elektrophoretischen Verfahren erstellt und vorteilhafterweise als komplettes Farbbild,
be-
stehend aus den punktweise,genau aufeinander aufgezeichneten
Tonerbildern der drei Farben, auf den endgültigen Träger 21, z.B. normales Papier,
übertragen und aus der Druckeinrichtung ausgegeben werden kann. Weiterhin vorteilhaft
bei dem elektrophoretischen Aufzeichnungsverfahren ist, daß sich die entsprechend
der Bildinfcsmation für jede Farbe mengenmäßig, d.h. in der ricntigen farbbewerteten
optischen Dichte, direkt elektrisch gesteuert durch eine entsprechende an die Elektroden
angelegte Steuerspannung Ust, richtig abgeschiedenen geladenen Tonerteilchen bei
allen Bildpunkten sich gleichmäßig verteilt auf der Oberfläche des Bildträgers nebeneinander
absetzen und dort, ohne daß es nachträglich zum gegenseitigen Zerfließen über die
Grenzen der Bildpunkte kommt, durch elektrische Spiegelladung und mechanische Kräfte
(van-der-Waals-Kräfte) an ihrem Platz gehalten werden.
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Die gemeinsame und dadurch schnelle Übertragung des genau bildpunktweise
aufeinander auf dem Bildträger 1, der Trommel, elektrophoretisch aufgezeichneten
Drei-Farben-Tonerbildes als Ganzes geschieht durch synchrones Abwälzen des endgültigen
Aufzeichnungsträgers 21, normales Papier, auf der das Farbbild tragenden Oberfläche
der Trommel 1. Dabei wird der Aufzeichnungsträger 21 und die Oberfläche der Trommel
1 mittels der Ubertragungsrolle 20 in relativ innigen mechanischen Kontakt gebracht.
Die Ubertragung des Drei-Farben-Tonerbildes geschieht durch Anlegung einer Übertragungsspannung
U.. an die Ubertragungsrolle u 20 mittels elektrischer Feldkräfte. Hiernach erfolgt
notwendigerweise die Reinigung der Trommel 1. Die Fixierung des übertragenen Mehrfarben-Tonerbildes
erfolgt, wie allgemein bekannt, nach Verdunsten der Trägerflüssigkeit durch das
beigegebene Haftmittel.
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Figuren 1 und 2 zeigen eine vollständige Druckeinrichtung zur elektrophoretischen
Aufzeichnung eines Drei-Farben-Bildes mittels eines feststehenden Elektrodenkammes
3. Er zeichnet eine komplette Bildpunktzeile parallel gleichzeitig auf. Er besteht
aus einer Reihe isoliert voneinander parallel nebeneinanderliegender der Bildpunktzeile
zugeordneter Elektrodenstifte. Die aufzeichnenden Stirnflächen der unter 900 über
der Oberfläche der Trommel 1 stehenden Elektrodenstifte haben zu ihr einen Abstand
von ca.
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50 bis 200/um. Für die Aufzeichnung fließt die jeweilige Farb-Tonersuspension
in ausreichender Menge durch diesen Spalt. Die mengen- bzw. dichtemäßige, tonwertrichtige
elektrophoretische Abscheidung des betreffenden Toners einer Farbe auf die Trommel
1 wird für jeden Bildpunkt einer Punktzeile durch die bildmäßig modulierten Steuerspannungen
bestimmt. Die zeilenweise Aufzeichnung der Drei-Farben-Bilder erfolgt genau punktweise
auf der rotierenden Trommel 1 für jede Farbe nacheinander. Die Genauigkeit ist dadurch
gegeben, daß eine festeZuordnung der Trommel 1 und dem Elektrodenkamm 3 besteht
und ein reproduzierbares Punktzeilensignal von einem mit der Trommel 1 gekoppelten
Positionsgeber (nicht dargestellt) abgegeben wird.
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Soll ein Drei-Farben-Bild aufgezeichnet werden, beispielsweise beginnend
mit der Farbe Gelb, so wird über die Pumpe 7a die den gelben Toner enthaltende Suspension
2a aus ihrem Behälter der Zufuhrdüse 4a zugeleitet und kurz vor dem Elektrodenkamm
3 auf den rotierenden Bildträger 1 in ganzer Aufzeichnungsbreite aufgebracht. Aus
der durch den Spalt zwischen der Oberfläche der Trommel 1 und dem Elektrodenkamm
3 fließenden gelben Suspension 2a wird das gelbe Bild durch den bildmäßig elektrisch
angesteuerten
Elektrodenkamm durch Tonerabscheidung elektrophoretisch
während einer Trommelumdrehung punktzeilenweise erzeugt. Die gelbe Suspension 2a,
die bei der Aufzeichnung entsprechend an Toner verarmt die Trommel herunterläuft,
wird unterhalb der Trommel 1 mittels eines Luftstromes vom Gebläse 6 entfernt und
dem Behälter für die gelbe Suspension 2a wieder zugeführt.
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Verbrauchter Toner sowie TrvgerflUssigkeit werden automatisch oder
manuell wieder ergänzt (nicht dargestellt).
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Der nach dieser groben Entfernung noch auf der Trommel verbliebene
restliche gelbe Toner, der auf dem Farbbild einen störenden Farbschleier verursachen
könnte, wird auf der Rückseite der Trommel 1 durch eine mittels Düse 18 auf die
Oberfläche in ganzer Breite aufgebrachte Spülflüssigkeit 5 entfernt.
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Die Spülflüssigkeit ist vorzugsweise die Trägerflüssigkeit der Tonersuspensionen.
Die Spülflüssigkeit 5 wird durch die Pumpe 17 aus dem betreffenden Behälter gefördert.
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Die das Tonerbild von der Suspension mit dem auf der Trommel 1 verbliebenen
restlichen gelben Toner reinigende Spülflüssigkeit rinnt dabei die Trommel 1 herunter,
wird ebenfalls mittels Luftstrom vom Gebläse 6 entfernt und ihrem Behälter 5 zugeführt.
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Danach erfolgt, wie in der Fig.1 als Vorgang dargestellt, und für
das gelbe Farbbild beschrieben, die elektrophoretische Aufzeichnung des zweiten
Farbbildes mit der Suspension 2b, mit z.B. zyanfarbenem Toner.
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Nach Beendigung der Reinigung des zweiten Farbtoner-Bildes mit Spülflüssigkeit
erfolgt die dritte und letzte Aufzeichnung mit der Suspension 2c, mit z.B.
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magentafarbenem Toner.
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Gefördert werden die Suspensionen 2a bis 2c, jeweils aus ihren Behältern
durch die Pumpen 7a bis 7c. Die Auftragung auf die Trommel 1 erfolgt durch die Zufuhrdüsen
4a bis 4c. Die Reinigung der Tonerbilder mit der Spülflüssigkeit 5 erfolgt mittels
Pumpe 17 und Düse 18. Entfernt wird die jeweilige Suspension so wie die Spülflüssigkeit
durch die Gebläse 6a bis 6c.
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Synchron zu den Aufzeichnungen des Drei-Farben-Bildes wird der Wagen
8, an dem die Behälter für die Toner-Suspensionen 2a, 2b und 2c sowie für die Spülflüssigkeit
5a bis 5c, wobei letztere drei durch Leitungen untereinander verbunden sind,und
die Gebläse 6a bis 6c befestigt sind, in Pfeilrichtung entsprechend schrittweise
weiterbewegt, so daß bei Auftragung einer Farbe der zugeordnete Farbbehälter und
das Gebläse unterhalb der Trommel 1 stehen. Am Ende der Aufzeichnung des kompletten
Farbbildes wird der Wagen 8 in seine Anfangsstellung zurückbewegt.
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Die feststehenden Düsen 4a, 4b und 4c sowie die Spalt düse 18 sind
dementsprechend durch Schlauchverbindungen beweglich mit den Pumpen 7a, 7b und 7c
sowie 17 verbunden.
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Die Übertragung des auf dem Bildträger bzw. der Trommel 1 zeilenweise
schnell nacheinander, bildpunktweise genau und farbtonwertrichtig elektrophoretisch
gezeichnete komplette Drei-Farben-Bild erfolgt auf den endgültigen Aufzeichnungsträger
21, wie beschrieben in einem Schritt und dadurch schnell und genau. Vorteilhaft
ist dabei ein Spülflüssigkeitsfilm,der der nach der letzten Spülung auf dem Drei-Farbentonerbild
verbleibt.
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Die in den Figuren 3 und 4 prinzipmäßig dargestellten Vorrichtungen
erlauben eine seriell-parallele elektrophoretische Mehrfarben-Aufzeichnung auf einen
Bildträger 1, einer rotierenden leitfähigen Trommel 1, die als Dauerzwischenträger
des kompletten Mehrfarben-, bildes dient. In einer parallel zur Oberfläche der Trommel
1 in angegebenen Pfei richtungen hin- und her verschiebbare isolierende Halterung
10 sind mehrere stiftförmige Einzelelektroden 3 in einer Reihe nebeneinander sowie
die paarweise zugeordneten Düsen 4 und Absaugdüsen 11 angeordnet, und zwar die Elektroden
unter 900 zur Oberfläche. Ihre aufzeichnenden Stirnen haben einen Abstand zur Oberfläche
der Trommel 1 von ca. 50 bis 100/um. Die Einzelelektroden 3 zeichnen bei rotierender
Trommel 1 und der ausreichenden Zuführung einer Suspension 2 mit geladenem Toner
jeweils einer Farbe mittels Zufuhrdüsen 4 in den Spalt zwischen den Elektroden und
der Oberfläche der rotierenden Trommel 1, d.h. den Aufzeichnungsbereich und in die
die Elektrodenspitzen eintauchen können elektrophoretisch punktweise bei einer Trommelumdrehung,d.h.
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jede seriell und alle parallel eine Bildpunktspalte in einer Farbe
auf. Die entsprechend der Bildinformation mengenmäßige bzw. farbtonwertrichtige
Abscheidung des geladenen Toners wird durch die an die Elektroden angelegte bildmäßig
modulierte Steuerspannung Ust gesteuert. Die Tonersuspension, bei der Aufzeichnung
am Toner verbraucht, wird direkt hinter den Elektroden 3 durch Absaugdüsen 11 entfernt.
Alle Einzelelektroden 3 werden mit der Halterung 10 entweder während einer Umdrehung
der Trommel 1 seitlich in angegebenen Pfeilrichtungen kontinuierlich um einen Bildpunktspalten-Abstand
verschoben oder schrittweise mit jeder Umdrehung, so daß jede Elektrode 3 jeweils
spaltenweise einen entsprechenden Abschnitt des Bildes aufzeichnet. Der Elektrodenabstand
b1 bzw. die Breite
des Abstandes ist ein Vielfaches der Breite
der dazwischen befindlichen Bildpunktspalten.
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Die bei den Vorrichtungen zur seriellen elektrophoretischen Mehrfarben-Aufzeichnung
angegebene Anordnung zur Entfernung der den Aufzeichnungsbereich verlassenden Tonersuspension
einer Farbe 2 direkt hinter den Elektroden 3 mittels Absaugdüsen 11 hat abweichend
von der bei der Druckeinrichtung mit paralleler elektrophoretischer Mehrfarben-Aufzeichnung
nach Fig.1 angegebenen Anordnung zur Entfernung der Tonersuspension einer Farbe
2 mittels Luftstrom unterhalb der Trommel 1 zwei Gründe: Die sinngemäße Anwendung
letztgenannter Entfernungsvorrichtllng würde entsprechend der Anzahl der Einzelelektrode
3 die gleiche Anzahl solcher Anordnungen erfordern. Die Anwendung der Absaugvorrichtungen
11 reduziert diesen vielfachen Aufwand.
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Ein weiterer Vorteil soll anhand der Fig.5 und 6 zusammen mit dem
seriellen elektrophoretischen Aufzeichnungsvorgang erläutert werden.
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In Fig.5 ist der serielle elektrophoretische Aufzeichnungsvorgang
mit Einzelelektroden 3 nach Fig.3 oder 4 am Beispiel der Aufzeichnung des Tonerbildes
einer Farbe vergrößert dargestellt. Während der Drehung der Trommel 1 in Pfeilrichtung
wird über die Düse 4 in Pfeilrichtung F1 die Tonersuspension 2 mit dem Toner einer
Farbe, z.B. Gelb, aufgetragen, der nach Verlassen des im Bereich der Einzelelektrode
3 gegebenen Aufzeichnungsbereiches einen mehr oder minder großen, bei der bildmäßigen
elektrophoretischen Aufzeichnung nicht verbrauchten Anteil Toner enthält.
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Wird diese Tonersuspension 13, wie in Fig.1 und 2 angegeben, erst
unterhalb der Trommel 1 entfernt, so ist sie über einen großen Bereich mit der das
Toner-
bild 12 tragenden Oberfläche des Bildträgers 1 in Kontakt.
Dadurch kann, wie dort genannt'durch elektrische und mechanische Kräfte, irregulär
ein bestimmter Teil dieses Toners auf die Trommel 1 abgeschieden werden. Die Aufzeichnung
erfährt dadurch eine unerwünschte Veränderung (Farb- bzw. Grauschleier). Der Toner,
der s'ch irregulär auf die Oberfläche abgesetzt hat, kann nicht mehr (genau wie
der bildmäßig abgeschiedene Toner, was hier allerdings erwünscht ist) durch die
anschließend erfolgende Spülung grob entfernt werden. Dadurch, daß die den Aufzeichnungsbereich
durch die Absaugdüse 11 in Richtung des Pfeiles F11 verlassende verbrauchte Suspension
13 mit dem noch in ihm enthaltenen Toner unmittelbar hinter der Einzelelektrode
3 abgesaugt wird, ist die unerwünschte Absetzung von Toner stark vermindert. Zusätzlich
kann vorteilhaft, entsprechend wie bei der Anordnung nach Fig.1 noch eine anschließende
Spülung vorgenommen werden, durch die auch noch die nach der groben Entfernung durch
Absaugung verbliebene Suspension mit enthaltenen Toner entfernt wird. Die durch
elektrische und mechanische Kräfte auf dem Bildträger 1 haftenden bildmäßig elektrophoretisch
abgeschiedenen Tonerteilchen stellen nach der Absaugung der verbrauchten Entwicklerflüssigkeit
13 das farbige Tonerbild 12 her.
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Eine solche Spülvorrichtung für die seriell-parallelen elektrophoretischen
Mehrfarben-Aufzeichnungsvorrichtungen nach Fig.3 oder 4 ist in Fig.6 zusammen mit
der Übertragungsvorrichtung dargestellt. Aus einem Vorratsbehälter wird die Spülflüssigkeit
5 vorzugsweise die Trägerflüssigkeit der Tonersuspension durch eine Pumpe 17 der
Düse 18 zugeführt, von der die Spülflüssigkeit 5 auf den Bildträger 1 aufgetragen
wird und infolge der Schwerkraft an diesem nach unten fließt.Unter
halb
des BildträgerslJst ein Gebläse 6 vorgesehen, dessen Luftstrom gegen die Oberfläche
des Bildträgers 1 und entgegen der Fließrichtung der Spülflüssigkeit 5 gerichtet
ist und die Spülflüssigkeit samt abgespülter restlicher Suspension mit dem enthaltenen
Toner von der Trommel 1 entfernt und dem Vorratsbehälter zuführt.
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Fig.3 zeigt die erste der seriell-parallel aufzeichnenden Vorrichtungen
(Anordnungen). Die Elektroden 31 bis 3n und die zugeordneten Düsen 4 und Absaugdüsen
11 bilden n Farbaufzeichnungsstitze erster Art. Die Anzahl der Düsen 4 und der Absaugdüsen
11 richtet sich nach der Anzahl der für die Mehrfarben-Aufzeichnung verwendeten
Farben. Am Beispiel der Wiedergabe von Drei-Farben-Bildern gehören zu jedem Farb-Aufzeichnungssatz
erster Art drei Düsen 4 und drei zugeordnete Absaugdüsen 11 für die Suspension 2
mit den Tonern der Farben Gelb, Zyan und Magenta. Die Düsen 4 sind wie im Ausführungsbeispiel
nach Fig.1, kurz vor den Elektroden 31 bis 3n und die Absaugdüsen 11 direkt hinter
ihnen angeordnet.
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Die Düsen 4 bzw. 11 sind paarweise den Toner-Suspensionen einer Farbe
2 zugeordnet und symmetrisch zur Elektrode angeordnet, und zwar derart ausgerichtet
und in der Form der Düsen so ausgebildet, daß die zur Aufzeichnung der Bilder der
drei Farben jeweils durch die betreffende Düse 4 auf die rotierende Trommel 1 aufgebrachte
Tonersuspension 2 der jeweiligen Farbe in einer für elektrophoretische Aufzeichnung
einer Bildpunktspalte sicher ausreichender Breite und Stärke dem Aufzeichnungsbereich
zugeführt und danach durch die betreffende Absaugdüse 11 entfernt wird.
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Die Anzahl n1 der Farb-Aufzeichnungssätze erster Art, die im gleichmäßigen
Abstand b1 über die Breite der
Aufzeichnung angeordnet sind, wird
durch die gewünschte Aufzeichnungszeit oder gegebenenfalls durch vorgegebene Herstellungskosten
bestimmt. Je mehr Systeme je schneller die Aufzeichnung. Eine Begrenzung der Anzahl
bzw. im Abstand ergibt sich nur durch die bestehende räumliche Ausdehnung der Systeme.
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Zur Aufzeichnung eines Drei-Farben-Bildes auf die rotierende Trommel
1 wird für die Aufzeichnung der ersten Farbe,durch alle Düsen 4a die Suspension
2a mit z.B. dem Toner der Farbe Gelb in den Aufzeichnungsbereich der Elektroden
31 bis 3n gebracht.(F1).
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Wahrend der kontinuierlichen oder schrittweisen Verschiebung der Farb-Aufzeichnungssätze
FAS mit der Halterung 10 z.B. nach rechts zeichnen alle Elektroden 3, bildmäßig
durch die angelegten Steuerspannungen Ust bestimmt, bildpunktweise seriell mit jeder
Umdrehung der Trommel 1 parallel je eine Bildpunktspalte des ihnen zugeordneten
Bildabschnittes farbtonwertrichtig auf. Die verbrauchte Tonersuspension wird bei
jedem Satz durch die Absaugdüsen Ila von der Trommel entfernt (fix). Die Verschiebung
der Farb-Aufzeichnungssätze FAS mit der Halterung 10 wird gestoppt, wenn alle Bilpunktspalten
der zugeordneten Bildabschnitte der Breite b1 des Bildes der ersten Farbe aufgezeichnet
sind. Bei dem Rücklauf der Halterung 10 in die Ausgangsposition wird in gleicher
Weise die Aufzeichnung des Bildes der zweiten Farbe punktspaltenweise genau aufeinander
durchgeführt. Durch alle Düsen 4b wird die Suspension 2b mit dem zyanfarbenen Toner
in den Aufzeichnungsbereich gebracht (F2). Die Elektroden 31 bis 3n werden bildmäßig
für die Aufzeichnung der zweiten Farbe angesteuert. Die Entfernung der an Toner
verbrauchten Suspension erfolgt durch die Absaugdüsen 11b (F21). Nach der Aufzeichnung
der Bildabschnitte der zweiten Farbe auf dem Tonerbild der ersten
Farbe
erfolgt im erneuten Hinlauf die Aufzeichnung des Bildes der dritten Farbe mit der
Suspension 2c mit magentafarbenen Toner. Die Aufbringung der Suspension 2c erfolgt
dabei durch die Düsen 4c und die Entfernung durch die Absaugdüsen lic.
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Nach der Aufzeichnung jedes Tonerbildes einer Farbe erfolgt, wie beschrieben
und in Fig.6 angegeben, während einer oder mehrerer Umdrehungen der Trommel 1 die
Reinigung von nicht bildmäßig abgeschiedene!n Toner mit Spülflüssigkeit.
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Die Übertragung des so seriell-parallel nacheinander, punktweise und
genau im Rasterpunktelement ungeordnet nebeneinander aufgetragenen Mehrfarbentoners
als komplettes Drei-Farben-Tonerbild auf den endgültigen Träger 21 erfolgt, wie
beschrieben und in Fig. 6 dargestellt.
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Fig.4 zeigt eine weitere seriell-parallele elektrophoretische Mehrfarben-Aufzeichnungs-Vorrichtung.
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Jeder Farb-Aufzeichnungssatz besteht hier jeweils aus einer Einzelelektrode
3a bis 3c, sowie einer Düse 4a bis 4c und einer Absaugdüse lla bis 11c für die Aufzeichnung
des Bildes jeweils einer Farbe und bilden jeweils einen Satz zweiter Art. Bei dem
Beispiel der Drei-Farben-Aufzeichnung hat jeder Farb-Aufzeichnungssatz drei Elektroden
sowie jeweils drei zugeordnete Düsenpaare 4 und 11, die in der in den Pfeilrichtungen
verschiebbaren Halterung 10 in Reihe nebeneinander angeordnet sind. Die Farbaufzeichnungssätze
zweiter Art haben untereinander den gleichen Abstand b2 über die gesamte Breite
der Aufzeichnung.
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Die Zahl n2 der Sätze respektive ihr Abstand b2 wird wie bei der ersten
seriell-parallelen Aufzeichnungsvorrichtung durch die gewünschte Aufzeichnungszeit
oder
die Herstellungskosten bestimmt. In einem Farb-Aufzeichnungssatz zweiter Art haben
alle Elektroden-und Düsen-Anordnungen untereinander den Abstand a.
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Die jeweilige Reihenfolge der Zuordnung der Elektroden-und Düsen-Anordnungen
zu der von ihnen aufzuzeichnenden Farbe ist bei allen Farb-Aufzeichnungssätzen zweiter
Art gleich. Di minimalen Abstände a bzw. b2 sind entweder durcn die räumliche Ausdehnung
der Elektroden- und Düsen-Anordnungen oder durch die Ausdehnung der auf die Trommel
1 aufgebrachten Tonersuspensionen 2 gegeben. Da alle benachbarten Elektroden- und
Düsen-Anordnungen eine andere Farbe aufzeichnen, müssen die Abstände a bzw. b2 aus
Sicherheitsgründen so gewählt werden, daß die Suspensionen 2 nicht ineinander verlaufen
können. Für die Aufzeichnung des Bildes der ersten Farbe wird auf die rotierende
Trommel 1 durch alle Düsen 4a die Suspension 2a mit z.B. gelben Toner aufgebraucht.
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Die Anordnung der Farb-Aufzeichnungssätze zweiter Art wird mit der
Halterung 10 kontinuierlich oder schrittweise nach rechts verschoben. Die bildmäßige
elektrophoretische Aufzeichnung des gelben Bildes wird durch die angesteuerten,
zugeordneten Einzelelektroden 3a farbtonwertrichtig erzeugt, und zwar bildpunktweise
seriell mit jeder Umdrehung der Trommel 1 und je Bildpunktspalte parallel des ihnen
zugeordneten Bildabschnittes. Die verbrauchte Tonersuspension wird durch die Absaugdüsen
IIa entfernt.
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Nach der Verschiebung der Halterung 10 um den Abstand a für eine Farbe,
d.h. nach der Aufzeichnung einer entsprechenden Anzahl von gelb aufgezeichneten
Bildpunktspalten haben alle Elektroden- und Düsen-Anordnungen für die Aufzeichnung
der zweiten Farbe, z.B.
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mit der Suspension 2b mit zyanfarbenem Toner, die Position erreicht,
in der die jeweiligen ersten golben
Bildpunlftpalten aufgezeichnet
sind. Damit beginnt die bildspaltenweise genaue Aufzeichnung des Bildes der zweiten
Farbe auf das der ersten Farbe. Alle Düsen 4b bringen die Suspension 2b mit zyanfarbenem
Toner in den Aufzeichnungsbereich der Elektroden 3b, deren bildmäßige Ansteuerung
für die Aufzeichnung des Bildes der zweiten Farbe durchgeführt wird. Die verbrauchten
Tonersuspensionen werden durch die Absaugdüsen 17b von der Trommel 1 entfernt. Die
Aufzeichnung der Bildabschnitte der ersten und der zweiten Farbe erfolgen jetzt
gleichzeitig. Nach der Verschiebung der Farb-Aufzeichnungssätze zweiter Art mit
der Halterung 1D um den Betrag a, beginnt wiederum die Aufzeichnung des Bildes der
dritten Farbe mit der Suspension 2c des magentafarbenen Toners: Beteiligt sind sinngemäß,
wie bei der Aufzeichnung der beiden anderen Farben, die Düsen 4c, die für die Aufzeichnung
der dritten Farbe bildmäßig angesteuerten Elektroden 3c und die Absaugdüsen Ilc.
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Die Bildabschnitte der drei Farben werden nun alle gleichzeitig aufgezeichnet.
Sind alle Farb-Aufzeichnungssätze zweiter Art insgesamt um die Distanz b2 mit der
Halterung 10 verschoben worden, so ist die Aufzeichnung der Bildabschnitte des Bildes
der ersten Farbe Gelb vollendet und jeweils nach einer weiteren Verschiebung um
den Betrag a die des zyanfarbenen Bildes und nach der Verschiebung wiederum um a
die des magentafarbenen Bildes.
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Nach Beendigung der Aufzeichnung wird das Drei-Farben-Tonerbild, wie
beschrieben und in Fig.6 angegeben, von nicht bildmäßig abgeschiedenen Toner durch
Reinigung mit Spülflüssigkeit befreit.
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Danach erfolgt, in angegebener Weise und wie in Fig.S
gezeigt,
die Übertragung der seriell-parallel punktweise und genau im Rasterpunktelement
ungeordnet nebeneinander aufgetragenen Mehrfarben-Toner als komplettes Drei-Farben-Tonerbild
auf den endgültigen Träger 21, z.B. Papier.
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