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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf elektrophotographische Farbdrucker und
genauer ausgedrückt auf
Einmaldurchlauf-EP-Farbdrucker,
die verbesserte Leistungscharakteristiken aufweisen.
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Hintergrund der Erfindung
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Der
Stand der Technik umfasst viele Lehren von Konfigurationen von elektrophotographischen Vollfarbdruckern
(EP-Vollfarbdruckern).
Viele EP-Farbdrucker setzen eine Vierdurchlaufskonfiguration ein,
bei der vier Entwicklermodule entlang einer Photorezeptoroberfläche aufgereiht
sind. Die Entwicklermodule sind der Aufbringung von Cyan-, Gelb-,
Magenta- und Schwarz-Tonern auf die sich bewegende Photorezeptoroberfläche zugewiesen.
Eine Ladungsstation sensibilisiert die Photorezeptoroberfläche gleichmäßig. Eine
Belichtungsstation entlädt selektiv
die Photorezeptoroberfläche
gemäß jeweiligen
Farbebenebilddaten. Die Photorezeptoroberfläche wird dann über die
Entwicklermodule geführt, wobei
ein Entwicklermodul in einen Eingriff mit der Photorezeptoroberfläche gebracht
wird, um eine Entwicklung einer Farbe des belichteten Bildes zu
ermöglichen.
Das entwickelte Photorezeptorbild erfährt dann eine volle Drehung,
wird wieder gemäß nächsten Farbebenedaten
belichtet, und das erneut belichtete Bild wird wieder entwickelt,
unter Verwendung der nächsten
Farbe. Die Prozedur setzt sich fort, bis vier Durchgänge stattgefunden
haben und das gesamte Vollfarbbild an dem Photorezeptor vorliegt. Dann
findet ein Bildtransfervorgang statt, wodurch das einer Farbtongebung
unterzogene Bild zu einem Blatt transferiert wird, das dann aus
dem Drucker herauskommt. Das
U.S.-Patent
5,314,774 an Camis offenbart ein derartiges System und
setzt eine Mehr zahl von Trockenpulver-, Farbtonerentwicklermodulen
ein, um den Betrieb eines Vierdurchlauf-Farbdruckers zu ermöglichen.
Die Camis-Vorrichtung setzt einen nicht magnetischen Toner ein,
der die Verwendung einer Punkt-auf-Punkt-Bildentwicklung ermöglicht.
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Das
U.S.-Patent 5,300,990 an
Thompson stellt ein Flüssig-EP-Drucker-Entwicklermodul
dar und beschreibt ferner (siehe
3), dass
derartige Entwicklermodule Seite an Seite unterhalb eines Bahnphotorezeptors
positioniert sein können.
Das Thompson-Patent offenbart nicht, ob das Flüssig-EP-System ein Einmaldurchlauf oder ein
Vierfachdurchlauf ist. Sobald das Bild bei dem Thompson-System vollständig an
der Photorezeptoroberfläche
entwickelt ist, wird dasselbe zu einem Blatt Papier oder zu einem
Zwischentransfermedium transferiert.
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Das
U.S.-Patent 5,016,062 an
Rapkin offenbart einen Mehrfarb-EP-Drucker, der vier sekundäre Bilderzeugungstrommeln
umfasst, die entlang des Weges einer Endlosbahn positioniert sind.
Gemäß dem Mehrfarbbild,
das erzeugt werden soll, wird jede Trommel gemäß Daten aus einer Einzigfarbebene angemessen
belichtet und ein Papierblatt wird über die Endlosbahn in einen
Kontakt mit derselben übergeben,
um einen Tonertransfer zu ermöglichen. Nachdem
das Blatt alle der sekundären
Bilderzeugungstrommeln kontaktiert hat, enthält dasselbe ein Vollfarbbild.
Ein ähnliches
System ist in dem
U.S.-Patent
4,905,047 an Ariyama gezeigt, jedoch setzt das Ariyama-System
einen Flüssigtoner
ein, um die Bilderzeugung der jeweiligen sekundären Trommeln zu erreichen.
Das
U.S.-Patent 4,788,574 an
Matsumoto u. a. offenbart ebenfalls ein Viertrommel/Förderband-Entwicklersystem
für einen
In-Reihe-Farbdrucker.
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Um
die Geschwindigkeit einer EP-Vorrichtung zu erhöhen, hat der Stand der Technik
einen Einmaldurchlauf-Farbdrucker vorgeschlagen. Das
europäische
Patent 0 599 296 an Fukuchi u. a. stellt einen Einmaldurchlauf-Farbkopierer
dar, der einen Vierebenenspeicher zum Speichern von Gelb-, Magenta-,
Cyan- und Schwarz-Pixeldaten umfasst. Bei einem Ausführungsbeispiel
verwenden Fukuchi u. a. einen Bahnphotorezeptor, der eine Mehrzahl
von Flüssigtonerentwicklermodulen
aufweist, die entlang einer Oberfläche aufgereiht sind. Zwischen
jedem Entwicklermodul bildet ein Laserstrahl den Bahnphotorezeptor
gemäß Pixeldaten
einer bestimmten Farbebene ab. Unmittelbar nach jedem Bilderzeugungsvorgang
findet eine Entwicklung gemäß den Ladungszuständen an
dem Bahnphotorezeptor statt. Als Nächstes wird der Bahnphotorezeptor
wieder geladen und gemäß den Bilddaten
einer nächsten
Farbebene entwickelt. Die Prozedur setzt sich fort, bis alle vier
Bildebenen belichtet und entwickelt worden sind, und zu diesem Zeitpunkt
wird das Bild an ein Papierblatt transferiert. Fukuchi u. a. setzen
Pulvertoner ein, um die individuellen Farbtonungsvorgänge derselben
zu erreichen.
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Das
U.S.-Patent 4,599,285 an
Haneda u. a. offenbart eine EP-Vorrichtung, bei der mehrere Entwickler
entlang einer Photorezeptorbahn positioniert sind, wobei jedes Entwicklermodul
einen Zweikomponentenpulvertoner einsetzt. Elektrostatische Aufzeichnungsköpfe sind
zwischen den individuellen Entwicklermodulen positioniert, um ein
Schreiben von Pixelladungszuständen
an der Photorezeptorbahn gemäß bestimmten
Farbebenedaten zu ermöglichen.
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Während es
bekannt ist, dass die Geschwindigkeit eines Einmaldurchlauf-E2-Farbdruckers
viermal schneller als eine Vierdurchlauf-Druckarchitektur gemacht
werden kann, präsentieren
Einmaldurchlauf-EP-Farbdrucker eine Anzahl von Problemen. Es ist
schwierig, eine ordnungsgemäße Ausrichtung
von nachfolgenden Bildfarbebenen sicherzustellen, wenn die Photorezeptorbahn
Geschwindigkeitsvariationen infolge einer Ineingriffnahme und einer
Außereingriffnahme
von Entwicklermodulen ausgesetzt ist. Bahngeschwindigkeitsvariationen
bewirken eine „Bandbildung" in dem Bild und
sollen vermieden werden. Bei EP-Farbdruckern, die Flüssigtoner
einsetzen, wird durch eine Oberflächenspannung des Toner trägers eine
Linie von Fluid erzeugt, wenn eine benetzte Walze oder Klinge von
der Oberfläche
des Photorezeptors entfernt wird. Allgemein sind Mittel bereitgestellt, um
die „Tropf"-Linie zu entfernen,
um zu verhindern, dass dieselbe das System kontaminiert. Ferner
ist eine komplexe Vorrichtung erforderlich, um eine Ineingriffnahme
und eine Außereingriffnahme
von Entwicklermodulen zu ermöglichen
und Walzen von der Photorezeptorbahn zu transferieren. Die Geschwindigkeit
des EP-Druckers hängt
ferner von der Zeit ab, die derselbe braucht, um ein Entwicklermodul
außer Eingriff
zu nehmen und einen nächsten
Entwickler in einen Eingriff zu bringen usw.
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US-A-5,241,356 offenbart
eine Mehrfarbbilderzeugungsvorrichtung. Diese Mehrfarbbilderzeugungsvorrichtung
verwendet im Grunde genommen zwei unterschiedliche Entwickleransätze, nämlich den
so genannten „CAD-Ansatz" (CAD = charged area
development = Geladener-Bereich-Entwicklung) und den „DAD-Ansatz" (DAD = discharged
area development = Entladener-Bereich-Entwicklung).
Bei einer ersten Entwicklerstation C wird die Geladener-Bereich-Entwicklung
(CAD) bewirkt, während
bei einer zweiten Entwicklungsstation die Entladener-Bereich-Entwicklung
(DAD) durchgeführt
wird. Bei den zwei Entwicklungsstationen C und D ist eine so genannte „Nach-CAD"-Löschlampe
34 bereitgestellt,
die dazu dient, den Ladungspegel des Photorezeptors in den einer
Tongebung unterzogenen oder entwickelten Bereichen zu reduzieren.
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US-A-5,272,508 betrifft
ein elektrophotographisches lichtempfindliches Bauglied und beschäftigt sich
im Grunde genommen mit der spezifischen Struktur eines trommelförmigen oder
endlosförmigen lichtdurchlässigen Trägers, der
bei einem elektrophotographischen Drucken verwendet wird.
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EP-A-0 398 592 offenbart
die Verwendung von Dünnfilm-Elektrolumineszenzkantenemittern
bei einem elektrophotographischen Drucken. Jedoch stellt der Drucker
keine vier Löscheinrichtungen
zwischen jeweiligen Entwicklermodulen bereit, wie es durch die vorliegende
Erfindung gelehrt wird.
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JP-A-02 106367 bezieht
sich auf einen Farbdrucker, der eine Photorezeptorbahn verwendet,
die an einer Anzahl von Entwicklerstationen vorbei läuft, wobei
vor jeder Entwicklerstation eine gleichmäßige Ladevorrichtung und eine
Schreibladevorrichtung bereitgestellt sind. Zum Bereitstellen der
notwendigen Löschung
der Photorezeptorbahn ist eine Löscheinrichtung
vor den vier Entwicklerstationen angeordnet.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten elektrophotographischen Drucker
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen elektrophotographischen Drucker gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Einmaldurchlauf-EP-Vollfarbdrucker geschaffen, der eine
verbesserte Architektur und Betriebsgeschwindigkeit aufweist. Ferner
wird ein verbesserter EP-Vollfarbdrucker geschaffen, der Flüssigtonerentwicklermodule
einsetzt, aber Tropflinien auf dem Photorezeptor vermeidet. Darüber hinaus
wird ein verbesserter EP-Vollfarbdrucker geschaffen, bei dem Mechanismen,
um Entwicklermodule in Eingriff zu nehmen und außer Eingriff zu nehmen, vermieden werden.
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Ein
Einmaldurchlauf-EP-Farbdrucker umfasst eine Photorezeptorbahn, die
mehrere Schichten aufweist und eine Ladungstransportschicht und eine
Ladungserzeugungsschicht umfasst. Vier Belichtungsbauteile (z. B.
entweder laserbasierte oder kantenemittierende Dünnfilm-Elektrolumineszbauteile
(TFEL-Bauteile;
TFEL = thin film electroluminescent) sind seriell entlang der Photorezeptorbahn
aufgereiht und wirken, um die Photorezeptorbahn gemäß Cyan-,
Magenta-, Gelbe- und Schwarze-Farbe-Bildpixeldaten zu belichten.
Ein Flüssigtonerentwicklermodul
ist jedem Belichtungsbauteil zugeordnet und umfasst ein Flüssigtonerreservoir,
eine Entwicklerrolle zum Tragen des Flüssigtoners zu einem Transferpunkt
und eine Quetschrolle. Jedes Entwicklermodul ist befestigt, um die
Entwicklerrolle desselben in einem konstanten vorgeschriebenen Abstand von
der Photorezeptorbahn an dem Tonertransferpunkt zu positionieren
und eine Fluidgrenzflächenschicht
zwischen der Entwicklerrolle desselben und der Photorezeptorbahn
zu schaffen. Zusätzlich
wird jede Quetschrolle in einem konstanten Kontakt mit der Photorezeptorbahn
gehalten. Löschbauteile
und Corona-Ladebauteile sind zwischen den jeweiligen Entwicklermodulen
positioniert, um eine Vorbereitung der Photorezeptorbahn für einen
nachfolgenden Belichtungs/Entwicklungsbetrieb zu ermöglichen. Eine
Trocknungsrolle ist nach einem letzten Entwicklermodul zum Befestigen
des abgebildeten Toners auf der Photorezeptorbahn positioniert.
Die Belichtungsbauteile arbeiten entweder von der unteren Seite
der Photorezeptorbahn oder von der oberen Seite; in dem letzteren
Fall jedoch ist die Photorezeptorbahn aus einer Transparentstütze- und – masseebeneschicht
zusammengesetzt.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schema, das ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Flüssigtoner-EP-Druckers
zeigt, der gemäß der Erfindung
gestaltet ist.
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1a ist
eine vergrößerte Ansicht
des Entwicklerrolle/Photorezeptorbahn-Einklemmpunkts.
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2 ist
eine Schnittansicht eines Invertiert-Dualschichtphotorezeptors, bei dem eine
optische Belichtung durch die Freigabe/Deckschicht-Schicht stattfindet.
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3 ist
ein Ausschnitt eines Invertiert-Dualschichtphotorezeptors, bei dem
eine Belichtung durch eine Transparentstütze stattfindet.
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4 ist
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung von 1, bei dem eine Trocknungsrolle
zwischen jedem Entwicklermodul positioniert ist.
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5 ist
ein schematisches Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem der Photorezeptor durch ein TFEL-Bauteil
belichtet wird.
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6 stellt
ein TFEL-Bauteil dar.
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7 stellt
ein Array von TFEL-Bauteilen dar.
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8 ist
ein schematisches Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem TFEL-Bauteile eingesetzt werden, um den Photorezeptor
zu belichten, aber von einer oberen Oberfläche desselben.
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9 ist
eine schematische Ansicht eines Einmaldurchlauf-Trockentoner-EP-Druckers,
der TFEL-Bauteile einsetzt.
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10 ist
eine schematische Ansicht eines Vierdurchlauf-EP-Farbdruckers, bei
dem Flüssigtonerentwicklermodule
an einem Hin- und Herbewegungsshuttle angebracht sind, um eine kompaktere Anordnung
des EP-Druckers zu ermöglichen.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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1 stellt
eine schematische Repräsentation
eines Einmaldurchlauf-Flüssigtoner-EP-Mehrfarbdruckers 10 dar,
der die Erfindung eingliedert. Eine Photorezeptorbahn 12 ist über einer
Antriebswalze 14 und Folgewalzen 16 und 10 positioniert.
Die Photorezeptorbahn 12 wird ferner durch vier getrennte Entwicklerstationen
in Eingriff genommen, wobei jede Entwicklerstation strukturell identisch
ist, aber einen Flüssigtoner
mit einer unterschiedlichen Farbe auf die Photorezeptorbahn 12 anwendet.
Jede Entwicklerstation (z. B. 20) umfasst einen Löschkopf 22, ein
Corona-Ladungsmodul 24,
einen Scanlaser-Schreibkopf 26, ein Entwicklermodul 28 und
ein Flüssigtonerreservoir 30.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel enthält das Reservoir 30 einen
Cyan-Flüssigtoner,
der sowohl eine Tonerkomponente als auch eine Dispergiermittelkomponente
(z. B. IsoparTM oder NorparTM,
wie von der Exxon Corporation erhältlich) umfasst. Zusätzliche
Entwicklerstationen 32, 34 und 36 sind
linear entlang der Photorezeptorbahn 12 aufgereiht und
liefern Belichtungs- und Entwicklungsfunktionen für Magenta-,
Gelb- und Schwarz-Toner. Die
Entwicklerstation 20 wird hiernach detailliert beschrieben,
aber es sei darauf hingewiesen, dass jede der Entwicklerstationen 32, 34 und 36 im
Wesentlichen identisch ist und ähnliche
Funktionen durchführt.
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Während dies
nicht gezeigt ist, werden Fachleute erkennen, dass der EP-Drucker 10 einen
Prozessor und einen residenten Speicher umfasst, der Speicherebenen
umfasst, die für
Pixeldaten reserviert sind, die Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Pixeldaten
repräsentieren,
die gedruckt werden sollen. Für
das in 1 gezeigte Beispiel werden Daten, die in dem Speicher
des Prozessors resident sind und für Cyan-Pixeldaten repräsentativ sind,
einem Laser 26 zugeführt
(in einer Signalform), der wiederum scannend über die Photorezeptorbahn 12 bewegt
wird, um auf derselben entsprechende Pixelladungszustände zu schaffen.
Vor dem Scanvorgang wird ein Löschkopf 22 betrieben,
um die Photorezeptorbahn 12 zu entladen. Der Löschkopf 22 weist bevorzugt
eine Lichtquelle auf, die die Breite der Photorezeptorbahn 12 überspannt,
und bewirkt eine Löschung
von vorhergehend geschriebenen Pixeldaten. Unmittelbar dem Löschkopf 22 folgend
ist ein Corona-Ladungsmodul 24, das bewirkt, dass die Photorezeptorbahn 12 über die
Breite derselben einen gleichmäßigen Ladungszustand
erreicht.
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Nachdem
das Corona-Ladungsmodul 24 die Photorezeptorbahn 12 auf
einen gleichmäßigen Ladungszustand
geladen hat, wird das Lasermodul 26 scannend bewegt, um
ein Cyanpixelbild über
die Breite der Photorezeptorbahn 12 zu schreiben. Danach
wird der Bild enthaltende Abschnitt der Photorezeptorbahn 12 durch
das Entwicklermodul 28 bewegt, das bei diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
in einer kontinuierlichen Ineingriffnahme mit der Photorezeptorbahn 12 ist.
Das Entwicklermodul 28 wird mit Cyanflüssigtoner aus dem Flüssigtonerreservoir 30 beliefert.
Die Entwicklerrolle 38 empfängt den Cyanflüssigtoner
und führt
diesen Toner um die äußere Peripherie
derselben zu einem Transferpunkt 39 mit. Wie es in 1a gezeigt
ist, ist die Entwicklerrolle 38 nicht in einem physikalischen
Kontakt mit der Photorezeptorbahn 12, sondern ist von derselben
um einen vorgeschriebenen Abstand beabstandet, um an dem Transferpunkt 39 eine
Fluidgrenzflächenschicht
zu schaffen, um eine Migration von Tonerpartikeln in dem Flüssigtoner
zu den angemessen entladenen Bereichen auf der Photorezeptorbahn 12 zu
ermöglichen.
Der Abstand zwischen der Photorezeptorbahn 12 und der Entwicklerrolle 38 wird
durch eine ordnungsgemäße Einstellung
eines Nockens 40 sichergestellt.
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Unmittelbar
der Entwicklerrolle 38 folgend ist eine Quetschrolle 42,
die sich in einer Richtung dreht, die mit der Bewegungsrichtung
der Photorezeptorbahn 12 zusammenfällt. Die Quetschrolle 42 ermöglicht die
Entfernung eines wesentlichen Prozentsatzes des Lösungsmittels
aus dem Toner, der auf der Photorezeptorbahn 12 vorliegt,
und ermöglicht,
dass das einer Cyantongebung unterzogene Bild aus dem Entwicklermodul 28 in
einem im Wesentlichen trockenen Zustand hervortritt. In der Tat
ist festgestellt worden, dass, eine ordnungsgemäße Einstellung des Entwicklermoduls 28 vorausgesetzt,
das austretende, einer Cyantongebung unterzogene Bild ausreichend
trocken ist, um eine unmittelbare nachfolgende Tongebung durch einen
weiteren Flüssigtoner
zu ermöglichen.
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Überschüssiger Flüssigtoner
aus den Tongebungs- und Quetschvorgängen in dem Tonermodul 28 wird
durch eine Einschließung 44 eingefangen und
an das Flüssigtonerreservoir 30 zur
Wiederverwendung zurückgegeben.
Jedes der Entwicklermodule in den Entwicklerstationen 20, 32, 34 und 36 verbleibt
in einer konstanten Ineingriffnahme mit der Photorezeptorbahn 12.
Im Ergebnis treten auf der Photorezeptorbahn 12 keine Lastvariationen
aufgrund einer Ineingriffnahme und Außereingriffnahme der jeweiligen
Entwicklermodule auf. Ferner wird durch eine Außereingriffnahme eines Entwicklermoduls
von der Photorezeptorbahn 12 keine Tropflinie geschaffen.
Zusätzlich
besteht kein Erfordernis danach, individuelle Trocknungsrollen zwischen
den jeweiligen Entwicklerstationen zu positionieren. Aus diesem
Grunde liegt lediglich eine einzige Trocknungsrolle 46 an
dem Auslass aus der Entwicklerstation 36 vor.
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Wie
es oben angegeben ist, ist jede der Entwicklerstationen 20, 32, 34 und 36 funktionell äquivalent,
außer
dass jede auf Daten aus einer unterschiedlichen Farbebene in dem
Speicher des Druckers 10 anspricht. Somit wird, nachdem
die Entwicklerstation 20 ihre Tongebung der Cyanpixeldaten
auf der Photorezeptorbahn 12 abgeschlossen hat, das der
Tongebung unterzogene Bild zu der Entwicklerstation 32 bewegt,
wo die Photorezeptorbahn 12 geladen und gemäß Magentapixeldaten
belichtet wird und dann angemessen einer Tongebung mit einem Magentatoner
unterzogen wird. Nachfolgend wird das der Cyan/Magenta-Tongebung
unterzogene Bild zu den Entwicklerstationen 34 und 36 bewegt,
wo das Bild sowohl Gelb- als auch Schwarz-Bilddaten und eine -Tongebung
empfängt.
Danach läuft
das vollständig
einer Tongebung unterzogene Bild unterhalb der Trocknungsrolle 46 (die
erwärmt
ist und einen Druck anwendet) durch und läuft dann zu einer Zwischentransferrolle 48,
wo das Bild zu einem Blatt 50 transferiert wird. Das Blatt 50 wird,
wie es in der Technik bekannt ist, aus einer Papierablage 52 unter einer
Steuerung eines drehbaren Nockens 54 und Zuführrollen 56, 58 usw.
zugeführt.
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Sich
auf 2 beziehend ist ein Querschnitt eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Photorezeptorbahn 12 gezeigt. Eine Substrat/Masseebene 60 bildet
eine Stützschicht
und weist eine an derselben aufgereihte Ladungstransportschicht 62,
eine Ladungserzeugungsschicht 64 und eine Freigabe/Deckschicht-Schicht 66 auf.
Die Ladungserzeugungsschicht 64 antwortet auf auftreffendes
Laserlicht, um entsprechende Ladungspaare zu erzeugen. Die Ladungstransportschicht 62 liefert
einen Ladungsbewegungsweg, der eine Migration von bestimmten Ladungszuständen zu
der Masseebene 60 ermöglicht,
während
andere Ladungszustände
zu der Grenzfläche
zwischen der Ladungserzeugungsschicht 64 und der Freigabe/Deckschicht-Schicht 66 migrieren.
Da die Ladungserzeugungsschicht 64 sehr nahe an der Oberfläche des
Photorezeptorbandes 12 und extrem dünn ist, ist die Photoempfindlichkeitsgeschwindigkeit
derselben hervorragend. Ferner sind Geisterbildeffekte minimiert,
aufgrund der Dünnheit
der Ladungserzeugungsschicht 64 und der höheren Durchdringung
von Licht sowohl während Belichtungs-
als auch während
Löschungsvorgängen. Beispielhafte
Dicken für
die Schichten sind wie folgt: Ladungserzeugungsschicht 64:
0,1 μm,
Ladungstransportschicht 62: 15 μm. Ein bevorzugtes Material
für die
Ladungserzeugungsschicht ist ein metallfreies Phthalocyanin. Die
Ladungstransportschicht ist aus Ladungstransportmolekülen zusammengesetzt,
die in einem inerten Bindemittel dispergiert sind. Weitere Details
hinsichtlich eines Photorezeptors, wie z. B. in 2 gezeigt,
sind in „Organic Photoconductors
For Imaging System",
Borsenberger u. a., veröffentlicht
von M. Dekker Inc., New York (1993), zu finden.
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Wie
es oben angegeben ist, stellen die Entwicklermodule 28,
wenn dieselben ordnungsgemäß eingestellt
sind, sicher, dass einer Tongebung unterzogene Bilder, die aus denselben
austreten, ausreichend trocken sind, um zusätzliche Schichten von Toner
zu empfangen. Um die Einstellungserfordernisse zu verringern, wird
die in 4 gezeigte modifizierte Struktur eingesetzt. Jede
der Entwicklerstationen 20', 32', 34' und 36' ist strukturell
mit derjenigen, die in 1 gezeigt ist, identisch, außer dass jede
Entwicklerstation nun eine Trocknungsrolle 70 und eine
zusammenpassende Rolle 72 umfasst. Die Eingliederung einer
Trocknungsrolle 70 in jeder Entwicklerstation erhöht die Gesamtlänge und – komplexität der Druckerstruktur,
liefert aber eine weitere Sicherstellung, dass eine trockene, einer
Tongebung unterzogene Oberfläche
in eine nachfolgende Entwicklerstation eintreten wird. Die zusammenpassenden
Rollen 72 stellen sicher, dass das Band 12 mit
einem ausreichenden Druck gegen die Trocknungsrolle 70 gedrückt wird,
so dass der Toner, der an der Photorezeptorbahn 12 vorliegt,
durch eine Kombination des Druckes und der Wärme, die über die Trocknungsrolle 70 angelegt
werden, befestigt wird.
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Die
in 1 und 4 gezeigten EP-Drucker setzen
Scanlasermodule 26 ein, um erwünschte Pixelladungszustände an der
Photorezeptorbahn 12 zu erreichen. Da ein Einmaldurchlauf-Farbdrucker erfordert,
dass ein nachfolgendes Farbebenebild mit einem vorhergehend einer
Tongebung unterzogenen Farbbild genau ausgerichtet ist, ist es entscheidend, dass
die Platzierung der Lasermodule 26 genau gesteuert wird.
Ferner weisen Laserscanner Skala-, Bogen-, Linearitäts- und
Intensitätsfehler
auf, die angepasst und eingestellt werden müssen. Zusätzlich unterliegen Laserscanner
Erschütterungen
und anderen Umwelteffekten, die Ausrichtungsprobleme bewirken können. Die
Verwendung eines TFEL-Bauteils umgeht viele der Probleme, die dem
Laserscanner zugeordnet sind.
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In 5 umfasst
ein Einmaldurchlauf-Mehrfarbdrucker 10' TFEL-Belichtungsbauteile 80, 82, 84 und 86.
Jedes TFEL-Bauteil
ersetzt einen Laser und einen zugeordneten Scanmechanismus desselben und
dient dazu, die Photorezeptorbahn 12 gemäß Pixeldaten
wie zuvor beschrieben zu belichten. In 5 ist jede
Entwicklerstation 20'', 32'', 34'', 36'' identisch mit derjenigen, die
in 1 gezeigt ist, außer dass das residente Lasermodul 26 durch
ein TFEL-Bildbelichtungsbauteil
ersetzt worden ist. In 6 ist eine perspektivische Ansicht
eines bevorzugten TFEL-Bildbelichtungsbauteils 90 gezeigt
und dieselbe weist ein Paar von Metallelektroden 92, 94, eingefügte dielektrische
Schichten 96 und 96 und eine aktive Schicht 100 auf.
Die aktive Schicht 100 ist bevorzugt eine dotierte Zinksulfatschicht,
die einen elektrolumineszenten Vorgang aufweist, wenn ein ordnungsgemäßes Signal
aus einer Signalquelle 102 über die Metallelektroden 92, 94 angelegt
wird. Auf eine derartige Anregung hin emittiert die aktive Schicht 100 Licht
von der belichteten Kante des TFEL-Bauteils in die Richtung des
Pfeils 104.
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In 7 ist
eine Mehrzahl von TFEL-Bauteilen 90 an einem Substrat 106 befestigt,
um zu ermöglichen,
dass eine Mehrzahl von Lichtstrahlen 108 ansprechend auf
Pixelbilddaten gleichzeitig erzeugt wird (die Schaltungsanordnung
zum Anregen der TFEL-Bauteile 90 ist nicht gezeigt). Weitere
Details hinsichtlich der Charakteristiken der TFEL-Belichtungsbauteile 90 sind
zu finden in: „Thin
Film Electroluminescent Edge Emitter: The Imaging Station of the Future", Leksell, 5th Annual
Photoreceptor and Copier Components Conference, Imaging Materials
Seminar Series, Santa Barbara, 1989.
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Da
die TFEL-Belichtungsbauteile 90 starr befestigt sein können und
die Nichtlinearitäten
von Scanlaserbauteilen nicht aufweisen, ermöglicht eine Verwendung derselben
bei dem Einmaldurchlauf-Farbdrucker 10'' eine
Erhaltung einer hervorragenden Ausrichtung zwischen nachfolgend
einer Tongebung unterzogenen Farbebenebildern.
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Bei
einem Einmaldurchlauf-Farbdrucker, wie z. B. demjenigen, der in 5 gezeigt
ist, müssen
die TFEL-Belichtungsbauteile 82, 84 und 86 die
Photorezeptorbahn 12 durch auftretende Tonerablagerungen hindurch,
die bereits auf der Bahn sind, belichten. Die auftretenden Ablagerungen
reduzieren die Menge von Belichtungslicht, das zu der Ladungserzeugungsschicht
der Photorezeptorbahn 12 durch dringt, und verlangsamen
dadurch den Gesamtbelichtungsprozess – mit einem zugehörigen Einfluss
auf die Betriebsgeschwindigkeit des Druckers. Aufgrund der beträchtlichen
Papiermenge, die sich in dem Drucker 10 bewegt, sammelt
sich ferner Papierstaub an der Außenoberfläche der Photorezeptorbahn 12 an
und es versperren, dass Licht auf den Photorezeptor auftrifft. Diese
Probleme können
durch ein Einsetzen einer veränderten
Photore zeptorbahnkonfiguration und ein Platzieren jedes der TFEL-Belichtungsbauteile
oberhalb der oberen Oberfläche
der Photorezeptorbahn 12 überwunden werden.
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Eine
derartige Konfiguration ist in 8 gezeigt,
bei der jedes der TFEL-Belichtungsbauteile 80', 82', 84' und 86' von der in 5 gezeigten
Position in den Innenbereich in der Photorezeptorbahn 12 verschoben
worden ist. Da eine Entladungsbereichentwicklung bevorzugt wird
und der bevorzugte Flüssigtoner
positiv geladen ist, ist bei dem in 8 gezeigten
System ein Positive-Ladung-Photorezeptor 12 erforderlich,
wie schematisch in 3 gezeigt. Da eine Bildbelichtung
der Photorezeptorbahn 12 von der oberen Seite derselben
erfolgt, ist die Stütze (110)
transparent gegenüber
der Lichtwellenlänge gemacht,
die durch die TFEL-Bildbelichtungsbauteile 80', 82', 84' und 86' emittiert wird.
Die Stütze 110 ist an
einer Transparentmasseebene 112 gestützt, die wiederum auf einer
Ladungstransportschicht 114, einer Ladungserzeugungsschicht 116 und
einer Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 gestapelt ist. Auf
der untersten Oberfläche
der Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 sind Tonerpartikel 120 vorhanden.
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Bei
einem Annehmen der in 3 gezeigten Struktur wird die
Photorezeptorbahn 12 im Betrieb anfänglich einem Löschmodul 22 ausgesetzt,
das, da die Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 bei
der emittierten Wellenlänge
zumindest teilweise lichttransparent ist, eine Einrichtung von Elektronenlochpaaren in
der Ladungserzeugungsschicht 116 in der in der Technik
bekannten Weise ermöglicht.
Danach wirkt ein Corona-Ladungsmodul 24, um eine gleichmäßige Ladung
auf der Oberfläche
der Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 in Stellung zu bringen.
Dann wird ein TFEL-Bildbelichtungsbauteil (z. B. 80') gesteuert, um
die Photorezeptorbahn 12 selektiv durch die Transparentstütze 10 und
die -masseebene 112 zu belichten. Im Ergebnis werden Elektronenlochpaare in
der Ladungserzeugungsschicht 116 gemäß dem Lichtmuster, das auf
dieselbe aufgedrückt
wird, selektiv verändert.
Aufgrund der positiven Ladungspolarität auf der Oberfläche der
Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 migrieren Ladungszustände mit einer
positiven Polarität
zu der Masseebene 112, während Ladungszustände mit
einer negativen Polarität
zu der Grenzfläche
zwischen der Ladungserzeugungsschicht 116 und der Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 migrieren.
Danach wird das Photorezeptorband 12 in einen Kontakt mit
einem Entwicklermodul bewegt und es findet eine Entwicklung in der
zuvor beschriebenen Weise statt.
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Durch
ein Platzieren der TFEL-Bildbelichtungsbauteile in dem Inneren der
Photorezeptorbahn 12 müssen
die TFEL-Belichtungsbauteile 82', 84' und 86' eine Ladungserzeugungsschicht
nicht länger durch
eine Tonerschicht belichten (da die Tonerschicht auf der untersten
Oberfläche
der Freigabe/Deckschicht-Schicht 118 liegt und die Lichtbelichtung
durch die Transparentstütze 110 kommt).
Ferner wird die innere Oberfläche
der Photorezeptorbahn 12 in einem saubereren Zustand gehalten,
da dieselbe bezüglich
Papierstaub mehr abgeschirmt wird.
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In
9 ist
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, das keinen Teil der Erfindung bildet, das einen negativ
geladenen dielektrischen Trockenpulver-, Einkomponenten-Toner einsetzt.
Jedes von Entwicklermodulen
130,
132,
134 und
136 ist
strukturell identisch und umfasst eine Entwicklerwalze
138,
eine Tonerladungswalze
140 und eine Dosierklinge
144.
Jedes Entwicklermodul
130,
132 usw. ist in Struktur
mit demjenigen, das in dem
U.S.-Patent
5,314,774 gezeigt ist, identisch.
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Jedes
Entwicklermodul wendet den Trockenpulvertoner in der bekannten Weise
auf eine Photorezeptorbahn
146 an, gemäß Pixelladungszuständen, die
auf derselben resident sind. In diesem Falle ist die Photorezeptorbahn
146 gestaltet,
um eine Transparentstützungsschicht
und -masseebene aufzuweisen, um eine Rückseitenbelichtung zu ermöglichen.
Die photoleitfähige
Schicht kann eine aus einer Vielfalt von gut bekannten negativ ladenden
Photoleitern sein. Oberhalb der oberen Seite der Photorezeptorbahn
146 ist
eine Mehrzahl von TFEL-Bildbelichtungsbauteilen
148,
150,
152 und
154 orientiert,
die in Struktur und Betrieb identisch mit denjenigen sind, die in
8 und
in den
6 und
7 gezeigt sind. Unmittelbar
von jedem Entwicklermodul in Verarbeitungsrichtung vorgelagert sind
eine Photorezeptorladungswalze
156 und ein Löschkopf
158.
Weitere Details von verbleibenden Abschnitten des Systems sind in
dem
U.S.-Patent 5,314,774 erörtert.
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Wenn
sich das Photorezeptorband 146 an jeder Entwicklerstation
vorbei bewegt, wird die Oberfläche
desselben zuerst gelöscht
und gleichmäßig geladen,
gefolgt von einer Belichtung von einem zugeordneten TFEL-Bildbelichtungsbauteil
gemäß gelieferten
Pixelinformationen. Das belichtete Bild wird dann in der bekannten
Weise unter Verwendung des Trockentonerpulvers entwickelt. Jedes
nachfolgende Entwicklermodul wendet einen Farbtoner mit einer unterschiedlichen
Farbe an, gemäß Pixelladungszuständen aus
einer entsprechenden Farbebene. In einer derartigen Weise wird ein
Einmaldurchlauf-Trockenpulver-EP-Drucker erreicht, bei dem eine „Rückseite"-Belichtung ermöglicht wird.
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In 10 ist
wird ein Vierdurchlauf-EP-Drucker eingesetzt, der durch eine Verwendung
eines Hin- und Herbewegungsmechanismus, um Entwicklermodule in einen
Kontakt mit einer Photorezeptorbahn zu bewegen, eine Entwurfskompaktheit
erreicht. Genauer ausgedrückt
ist eine Photorezeptorbahn 170 über eine Antriebswalze 172 und
um Folgewalzen 174, 176, 178 und 180 durchgezogen.
Ein einziger Laserscan ner 182 arbeitet, um auf dem Photorezeptorband 170 gemäß Farbebenepixeldaten
für jeden
Durchlauf des Bandes 170 latente Bildladungszustände zu bilden.
Der Mechanismus umfasst ferner eine Mehrzahl von Entwicklermodulen 184, 186, 188 und 190,
von denen jedes einer Tongebung eines Einfarbenflüssigtoners
gewidmet ist (auf die zuvor beschriebene Weise).
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Davon
ausgehend, dass die Entwicklermodule 184, 186, 188 und 190 Schwarz-,
Magenta-, Gelb- bzw. Cyan-Flüssigtoner
enthalten, bewirkt ein Hin- und Herbewegungsmechanismus 192,
dass sich ein angemessenes Entwicklermodul in einen Kontakt mit
der Photorezeptorbahn 170 an den Folgewalzen 176, 174 bewegt.
Somit wird, nachdem der Laserscanner 182 die Photorezeptorbahn 170 gemäß Pixeldaten
aus einer Cyanspeicherebene abbildet, das Tonermodul 190 in
einen Kontakt mit der Photorezeptorbahn 170 bewegt. Auf
eine nächste Drehung
der Photorezeptorbahn 170 an dem Laserscanner 182 vorbei
hin werden Ladungszustände
gemäß Pixeldaten
aus einer Gelbspeicherebene angewendet und der Hin- und Herbewegungsmechanismus 192 bewegt
das Entwicklermodul 188 in einen Kontakt mit der Photorezeptorbahn 170 usw.
usw. In einer derartigen Weise wird ein Vierdurchlauf-EP-Farbdrucker gestaltet,
der in Struktur kompakt ist und somit dazu fähig ist, eine kürzere Photorezeptorbahn 170 einzusetzen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die vorhergehende Beschreibung lediglich
darstellend für
die Erfindung ist. Verschiedenartige Alternativen und Modifikationen
können
durch Fachleute erdacht werden, ohne von der Erfindung, wie dieselbe
in den beigelegten Ansprüchen
definiert ist, abzuweichen. Während
z. B. die Flüssigtoneraspekte
der Erfindung in dem Kontext eines positiv geladenen Photorezeptors
beschrieben worden sind, fällt
ein System, das einen negativ geladenen Photorezeptor einsetzt, ebenfalls
in den Schutzbereich der Erfindung. Entsprechend soll die vorliegende
Erfindung all derartige Alternativen, Modifika tionen und Variationen
umfassen, die in den Schutzbereich der beigelegten Ansprüche fallen.