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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drucker und Kopierer und
insbesondere auf Drucker und Kopierer, die erwärmte Zwischenübertragungsbauglieder
verwenden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Drucker
und Kopierer sind gut bekannt. Moderne Kopierer verwenden Pulver-
oder Flüssigtoner, die
Tonerteilchen umfassen, um sichtbare Bilder zu bilden. Im Allgemeinen
wird ein latentes elektrostatisches Bild auf einer Bilderzeugungsoberfläche (zum Beispiel
einem Fotorezeptor) gebildet. Das Bild wird unter Verwendung eines
Toners (wie zum Beispiel des vorher erwähnten Pulver- oder Flüssigtoners) entwickelt,
und das entwickelte Bild wird auf ein Endsubstrat (d. h. Papier) übertragen.
Häufig
ist die Übertragung
indirekt; ein Zwischenübertragungsbauglied
(ITM = intermediate transfer member) empfängt das Bild von der Bilderzeugungsoberfläche und überträgt dasselbe
auf ein Endsubstrat, normalerweise durch Wärme und Druck.
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Der
Bedarf an Wärme
und Druck in Kombination zum Befestigen und Fixieren des Bildes
auf das Substrat ergibt sich aus bestimmten Eigenschaften der Tonerteilchen,
der Trägerflüssigkeit
und des Substrats. Bei einigen Flüssigtonern solvatisieren die Tonerteilchen
und werden durch die Trägerflüssigkeit aufgequollen.
Eine gute Bildübertragung
tritt auf wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- 1.
Kurz vor der Übertragung
ist das Bild über
der Solvatisierungstemperatur (allgemein etwa 65 bis 95°C), um Aufquellen
und Erweichen der Tonerteilchen zu bewirken und vorzugsweise das
Koaleszieren der Tonerteilchen zu bewirken;
- 2. Während
es gegen das Papier gedrückt
wird, muss das Bild warm genug sein, um die Papierfasern zu durchdringen
und an dieselben zu binden (oder an einen Kunststoff oder ein beschichtetes Kunststoffsubstrat
zu binden); und
- 3. Während
es gegen das Papier gedrückt
wird, muss das Bild ausreichend abkühlen, sodass seine Haftung
an das ITM geringer ist als die Kohäsion der Tonerteilchen untereinander.
Unter dieser Bedingung und angenommen das die Haftung an Papier
stärker
ist als an das ITM, wird das Bild vollständig auf das Papier übertragen,
ohne Reißen
des Bildes und ohne wahrnehmbaren Rest auf dem ITM.
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Anders
ausgedrückt,
eine gute Bildübertragung
wird erhalten wenn ein gutes Temperatur-über-Zeit-Profil des Bildes
beibehalten wird.
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Dieser
Prozess wurde zuerst in dem U.S.-Patent Nr. 5,555,185 beschrieben.
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Bei
manchen Systemen ist das Substrat in einer Bahnform. Bei anderen
ist es in Blattform.
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Im
Allgemeinen verlassen sich die Systeme, die in dem vorher erwähnten Patent
und in anderen Patenten beschrieben werden, die das gleiche System
verwenden, auf das Erwärmen
des ITM, sodass vor der Übertragung
die Bildtemperatur höher
ist als die Solvatisierungstemperatur. Im Allgemeinen umfasst das
ITM eine Struktur, die es dem Bild ermöglicht, während der Übertragung ausreichend abzukühlen. Um
eine gute Übertragung
sicherzustellen, muss die Bildtemperatur jedoch 25 – 30°C höher sein als
die Solvatisierungstemperatur (abhängig von der Tintenkonzentration),
sodass das Bild nicht zu schnell unter die Solvatisierungstemperatur
abkühlt (d.
h. bevor es sich an das Substrat bindet). Im Allgemeinen umfasst
das ITM eine Hülle.
Wenn die externe Hüllentemperatur
etwa 90 – 110°C beträgt, sind die
Rückseite
der Hülle
und die externe Oberfläche der
ITM-Trommel sehr viel heißer,
häufig
um bis zu etwa 60 – 70°C.
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Diese
relativ hohen Betriebstemperaturen stellen schwerwiegende Anforderungen
an die Materialien, die für
die ITM-Hülle verwendet
werden und reduzieren deren Betriebslebensdauer. Das Reduzieren
der Betriebstemperaturen verbessert die Lebensdauer und erhöht den Bereich
an Materialien, der verwendet werden kann.
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In
den U.S.-Patenten 5,410,392 und 5,592,269 wird der entgegengesetzte
Lösungsansatz durchgeführt. Bei
diesen Patenten wird das Papier vor der Übertragung auf eine Temperatur über der Solvatisierungstemperatur
erwärmt.
Während
der Übertragung
wird der Toner durch das Papier erwärmt und durch Wärme und
Druck an dem Papier befestigt. Das Papier kühlt während dem Übertragungsprozess durch Kontakt
mit dem ITM ab.
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Das
U.S.-Patent 5,629,721 beschreibt ein System, bei dem ein Zwischenübertragungsbauglied verwendet
wird, um ein Tonerbild von einem Riemen, auf dem das Bild gebildet
ist, auf ein Blatt zu übertragen.
Das Bild auf dem Übertragungsbauglied
wird auf eine Temperatur über
der Tonerfixiertemperatur erwärmt.
Das Blatt wird vor der Übertragung
auf eine Temperatur unter einer Temperatur erwärmt, die für die Übertragung erforderlich ist.
Während
der Übertragung
wird diese Temperatur zu einer relativ hohen Temperatur erhöht, um eine Übertragung
sicherzustellen. Die Temperatur bleibt während der Dauer des Kontakts
des Blatts und des Zwischenbauglieds über der Fixiertemperatur.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Aspekt einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das Versehen einer Bilderzeugungsvorrichtung
mit einem erwärmten
ITM und einem vor der Übertragung
erwärmten
Substrat. Durch Vorwärmen
des Substrats auf eine Temperatur unter der Solvatisierungstemperatur
können
die Betriebstemperaturen des ITM und der Hülle reduziert werden im Vergleich zu
denjenigen im Stand der Technik, während ein gewünschtes
Temperatur-über-Zeit-Profil des Bilds während dem Übertragungsprozesses
beibehalten wird. Ferner werden die guten Übertragungseigenschaften, die
mit einem erwärmten
ITM erreichbar sind, nicht nur beibehalten, sondern in vielen Fällen wird
die Übertragung
tatsächlich
verbessert.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung ist das Substrat in Bahnform und das Erwärmen vor
der Übertragung
findet in der Verarbeitungsrichtung kurz vor dem Bildübertragungspunkt
statt.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird das Substrat durch direkten Kontakt mit einer
heißen
Rolle erwärmt,
die gegen dieselbe gedrückt
wird, in der Verarbeitungsrichtung vor dem Bildübertragungspunkt.
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Alternativ
wird das Substrat durch ein Strahlungsheizelement erwärmt, das
leicht über
oder unter demselben in der Verarbeitungsrichtung vor dem Bildübertragungspunkt
angeordnet ist.
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Alternativ
wird das Substrat durch einen Mikrowellenstrahler erwärmt, der
leicht über
oder unter demselben in der Verarbeitungsrichtung vor dem Bildübertragungspunkt
angeordnet ist.
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Alternativ
wird das Substrat durch ein Heißluftgebläse erwärmt, das
leicht über
oder unter demselben in der Verar beitungsrichtung vor dem Bildübertragungspunkt
angeordnet ist.
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Alternativ
wird das Substrat durch ein anderes Heizelement erwärmt, wie
es in der Technik bekannt ist.
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Jedes
der vorher erwähnten
Verfahren zum Vorwärmen
des Substrats hat bestimmte Vorteile und bestimme Nachteile bezüglich der
Wärmeeffizienz, Sicherheit,
Steuermerkmale, Einfachheit des Entwurfs, Unabhängigkeit von Fehlfunktionen
und Einheitlichkeit der Erwärmung.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung ist das Substrat in Blattform und eine Erwärmung vor
der Übertragung
findet statt, wenn das Blatt auf der Tragerolle ist, vor dem Übertragungspunkt.
Vorzugsweise wird das Substrat durch ein Heißluftgebläse erwärmt. Alternativ wird das Substrat
durch ein Strahlungsheizelement erwärmt. Alternativ wird das Substrat
durch einen Mikrowellenstrahler erwärmt. Alternativ wird das Substrat
durch ein anderes Heizelement, wie es in der Technik bekannt ist,
erwärmt.
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Vorzugsweise
wird das Substrat nach der Übertragung
des Bildes auf dasselbe durch ein Gebläse oder eine andere Einrichtung
abgekühlt.
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Es
sollte klar sein, dass die Reduzierung der Temperatur der Hülle andere
Vorteile haben kann, zusätzlich
zu der Erhöhung
der ITM-Lebensdauer. Sie kann auch zu einer verbesserten Übertragung von
dem Zwischenübertragungsbauglied
zu dem ITM und/oder Einsparungen bei Heizelementenergie führen. Für die Systeme,
bei denen die verschiedenen Unterteilungen auf dem ITM gesammelt
werden und zusammen zu dem Endsubstrat übertragen werden, führt die
niedrigere Temperatur zu einer geringeren Verdampfung der Trägerflüssigkeit
von den Unterteilungen auf dem ITM. Da die Unterteilungen unterschiedlich
viel Zeit auf dem ITM verbringen, haben die Unterteilungen eher
die gleichen Anteile von Toner und Trä gerflüssigkeit, wenn dieselben zu
dem Endsubstrat übertragen
werden. Dies führt
offensichtlich zu einer verbesserten Befestigung auf dem Substrat.
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Somit
wird gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ein Verfahren zum Übertragen
eines Bildes auf einer Oberfläche
auf ein Substrat geliefert, das folgende Schritte umfasst:
- (a) Erwärmen
der Oberfläche
auf eine erste Temperatur über
einer Temperatur, bei der das Bild an dem Substrat haftet;
- (b) Erwärmen
des Substrats auf eine zweite Temperatur über der Umgebungstemperatur
und unter der ersten Temperatur;
- (c) Drücken
des Substrats auf die Oberfläche;
- (d) Abkühlen
des Bildes, während
dasselbe in Kontakt mit sowohl der Oberfläche als auch dem Substrat ist,
derart, dass dasselbe während
dem Kontakt auf eine dritte Temperatur unter eine Temperatur abkühlt, bei
der seine Kohäsion
größer ist als
die Haftung an der Oberfläche;
und
- (e) dann Trennen des Substrats von der Oberfläche, wobei
das Bild auf das Substrat übertragen wird.
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Die
dritte Temperatur liegt vorzugsweise zwischen der ersten und der
zweiten Temperatur.
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Die
zweite Temperatur liegt vorzugsweise unter der Temperatur, bei der
die Bildkohäsion
größer ist
als die Haftung desselben an der Oberfläche.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird das Bild bei (d) durch Übertragung von Wärme von
dem Bild zu dem Substrat abgekühlt, vorzugsweise
im Wesentlichen nur durch Übertragung
von Wärme
von dem Bild zu der Oberfläche.
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Vorzugsweise
wird das Substrat während dem
Abkühlen
des Bildes erwärmt,
sodass die Temperatur desselben höher ist als die zweite Temperatur.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird das Substrat während
dem Abkühlen
des Bildes im Wesentlichen nur durch Wärmeübertragung von der Oberfläche und
von dem Bild abgekühlt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren das Abkühlen des Substrats und des
Bilds auf demselben, nach (e), auf eine Temperatur, die zumindest
so niedrig ist wie die zweite Temperatur.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Temperaturschwankung des Bildes, während die
Oberfläche
gegen das Bild gedrückt
wird, derart, dass das Bild bei einer Temperatur verbleibt, die
für eine
Zeit hoch genug ist, die lang genug ist, um die Haftung des Bildes
an dem Substrat während
der Trennung der Oberfläche
von dem Substrat sicherzustellen.
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Vorzugsweise
ist die Haftung des Bildes nach dem Abkühlen desselben an dem Substrat
höher als
die Haftung desselben an der Oberfläche.
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Vorzugsweise
wird das Bild auf einem Bilderzeugungsbauglied gebildet und auf
die Oberfläche übertragen,
vor der nachfolgenden Übertragung
von derselben zu dem Substrat, sodass die Oberfläche die Oberfläche eines
Zwischenübertragungsbauglieds
ist. Vorzugsweise ist das Bilderzeugungsbauglied ein Fotorezeptor.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das Bild durch einen elektrostatischen Prozess gebildet.
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Vorzugsweise
wird das Bild durch einen elektrofotografischen Prozess gebildet,
bei dem ein latentes elektrostatisches Bild durch einen Toner entwickelt
wird, um das Bild zu bilden.
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Vorzugsweise
ist das Bild ein Tonerbild, vorzugsweise ein Flüssigtonerbild. Vorzugsweise
umfasst das Flüssigtonerbild
auf der Oberfläche
Tonerteilchen und Trägerflüssigkeit.
Vorzugsweise ist die Trägerflüssigkeit
bei erhöhten
Temperaturen über
einer Solvatisierungstemperatur, wobei die erste Temperatur über der
Solvatisierungstemperatur liegt. Vorzugsweise liegt die zweite Temperatur
unter der Solvatisierungstemperatur. Vorzugsweise liegt die dritte Temperatur
unter der Solvatisierungstemperatur.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das Substrat aus Papier gebildet. Alternativ ist das
Substrat aus einem Kunststoff gebildet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird deutlicher verständlich durch die folgende detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
und die angehängten
Zeichnungen, bei denen für
jedes Element die gleichen Bezugszeichen in den Figuren beibehalten
werden. Es zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung mit
einem erwärmten ITM
und einem vor der Übertragung
erwärmten
Substrat gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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2A bis 2D schematische
Darstellungen der Vorübertragungssubstratheizelemente gemäß bevorzugten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische Darstellung eines Vorübertragungssubstratserwärmungssystems,
bei dem das Substrat in Blattform ist und auf einer Druckrolle befestigt
ist;
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4A ein
schematisches Diagramm eines Temperatur-über-Zeit-Profils des Bildes, wie es herkömmliche
Systeme erfahren; und
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4B ein
schematisches Diagramm des Temperatur-über-Zeit-Profils des Bildes gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend
wird auf 1 Bezug genommen, die ein schematisches
Blockdiagramm der Bilderzeugungsvorrichtung 100 mit einem
erwärmten Zwischenübertragungsbauglied
(ITM) 20 und einem vor der Übertragung erwärmten Substrat 25 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann das ITM gleich oder ähnlich sein wie die ITMs und
ITM-Systeme, die
in einem oder mehreren der folgenden Patente beschrieben sind: 5,089,856;
5,572,274; 5,410,392; 5,592,269; 5,745,829; veröffentlichte PCT-Anmeldungen
WO 97/07433; WO 98/55901; WO 96/13760; und unveröffentlichte PCT-Anmeldungen PCT/IL/98/00576;
und PCT/IL/98/00553 oder es kann ein anderes geeignetes ITM sein,
wie es in der Technik bekannt ist.
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Vorzugsweise
ist die Bilderzeugungsvorrichtung 100 ein elektrostatischer
Kopierer oder Drucker und umfasst eine bildtragende Oberfläche, die
typischerweise in einer drehenden fotoleitfähigen Trommel 10 ausgeführt ist,
beispielsweise ein organischer Fotorezeptor oder aus Selen. Bevorzugte
Fotorezeptoren sind beispielsweise diejenigen, die in dem U.S.-Patent
5,376,491 oder in der veröffentlich ten PCT-Anmeldung
WO 96/07955 beschrieben sind. Der fotoleitfähigen Trommel 10 ist
eine Fotoleiterladevorrichtung 11 zugeordnet, wie zum Beispiel
Corotron oder Scorotron, wie es in der Technik bekannt ist. Beispielsweise
kann die Ladevorrichtung wie sie in der veröffentlichen PCT-Anmeldung WO 94/22059 oder
der unveröffentlichten
PCT-Anmeldung PCT/IL/98/00553
beschrieben ist, verwendet werden. Außerdem ist der fotoleitfähigen Trommel 10 ein Bildaufnehmer 12 zugeordnet,
beispielsweise ein Laserscanner zum Liefern eines gewünschten
latenten Bildes auf der Trommel 10 durch selektives Entladen der
Trommel. Das latente Bild umfasst normalerweise Bildbereiche bei
einem ersten elektrischen Potenzial und Hintergrundbereiche bei
einem anderen elektrischen Potenzial.
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Vorzugsweise
umfasst die elektrische Bilderzeugungsvorrichtung 100 auch
eine Mehrfarbenflüssigentwickleranordnung 16,
die vorzugsweise eine Entwicklerrollenelektrode 17 umfasst,
beabstandet von der fotoleitfähigen
Trommel 10 und vorzugsweise in die gleiche Richtung drehend
wie die Trommel 10. Diese Drehung sorgt dafür, dass
die Oberflächen der
Trommel 10 und der Rolle 17 entgegengesetzte Geschwindigkeiten
an der Region ihrer nächsten Nähe aufweisen.
Vorzugsweise umfasst die Entwickleranordnung 16 auch eine
Mehrfarbenflüssigtonerzuführanordnung 14 zum
Liefern von farbigem Flüssigtoner
zum Entwickeln latenter Bilder auf der fotoleitfähigen Trommel 10 und
eine Verwendeter-Flüssigtoner-Sammelanordnung 15.
Bevorzugte Entwicklersysteme des oben beschriebenen Typs, die bei
der vorliegenden Erfindung sinnvoll sind, sind beispielsweise beschrieben
in den U.S.-Patenten
5,028,964; 5,231,454; 5,289,238; 5,148,222; 5,255,058; 5,117,263
oder der veröffentlichten
PCT-Anmeldung WO
96/29633. Vorzugsweise ist Toner des allgemeinen Typs, der in dem
U.S.-Patent 4,794,651 beschrieben ist, für die Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung wünschenswert.
Darüber
hinaus beschreiben die U.S.-Patente 4,980,259; 5,555,185; 5,047,306;
5,57224; 5,410,392; 5,436,706; 5,225,306; 5,266,435; 5,610,694;
5,346,796; 5,737,666; 5.745,829; 5,908,729; 5,300,390; 5,264,313;
und veröffentlichte
PCT-Anmeldungen WO 92/17823; WO 95/04307; WO 96/01442; WO 96/01442;
WO 96/13760; WO 96/26469; WO 96/31809 bevorzugte Toner und Ladungsdirektoren für die Verwendung
bei der vorliegenden Erfindung. Alternative Entwicklungssysteme,
die für
die vorliegende Erfindung geeignet sind, umfassen diejenigen, die
in den U.S.-Patenten 5,436,706; 5,610,694; 5,737,666 und in der
veröffentlichten
PCT-Anmeldung WO 96/31809 beschrieben sind. Alternativ können andere
Toner- und Entwicklungssysteme, die in der Technik bekannt sind,
verwendet werden.
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Vorzugsweise
umfasst die elektrostatische Bilderzeugungsvorrichtung 100 auch
eine Reinigungsstation 22 und eine Vorübertragungsbildkonditionierungsanordnung 18,
die einen Mechanismus zur Entfernung von Vorübertragungsüberschussflüssigkeit und zum Entladen des
Fotorezeptors umfassen kann. Bevorzugte Reinigungsstationen die
bei der Praxis der vorliegenden Erfindung hilfreich sind, sind beschrieben
in dem U.S.-Patent 4,439,035 und der nicht veröffentlichen PCT-Anmeldung PCT/IL98/00553.
Die Mechanismen zur Entfernung von Vorübertragungsüberschussflüssigkeit- und zum Entladen
des Fotorezeptors, die bei der vorliegenden Erfindung sinnvoll sind,
sind beispielsweise beschrieben in den U.S.-Patenten 4,286,039; 5,276,492; 5,572,274;
5,166,734; 5,854,960.
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Die
Bildübertragung
ist vorzugsweise indirekt, das Bild wird von der Trommel 10 über ein
ITM 20, das eine Hülle 23 umfasst,
zu dem Substrat 25 übertragen.
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Das
Substrat 25 ist vorzugsweise eine Papier- oder Kunststoffbahn 25,
die durch eine Druckrolle (Tragerolle) 24 gestützt wird.
Das Substrat 25 wird von einer Zuführrolle 26 zugeführt und
wird an einer Aufnahmerolle 28 gesammelt.
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Vorzugsweise
wird nach dem Entwickeln eines Bildes in einer bestimmten Farbe
das entwickelte Einfarbenbild von der Trommel 10 auf das
ITM 20 übertragen.
Nachfolgende Bilder in anderen Farben werden sequenziell in Ausrichtung
auf das ITM 20 übertragen.
Wenn alle der gewünschten
Bilder auf dasselbe übertragen
wurden, wird das vollständige Mehrfarbenbild
durch Wärme
und Druck von dem ITM 20 auf das Substrat 25 übertragen.
Die Tragerolle 24 ist vorzugsweise während der ersten Übertragungs-
und Entwicklungsstufe wirksam außer Eingriff von dem ITM 20.
Die wirksame Eingriffnahme zwischen dem ITM 20 und der
Tragerolle 24 mit dem Substrat 25 tritt nur auf,
wenn die Übertragung
des zusammengesetzten Bildes auf das Substrat 25 stattfindet.
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Alternativ,
aber weniger bevorzugt, wird jedes Einfarbenbild nach seiner Erzeugung
auf das Papier übertragen.
In diesem Fall werden die Einzelfarbbilder der Reihe nach auf das
Papier übertragen. Diese
Situation ist weniger wünschenswert
wenn eine Bahn verwendet wird, da die Bewegung der Bahn und das
Ausdehnen der Bahn bei der genauen Überlagerung der vier Farben
Probleme verursachen kann.
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Das
oben beschriebene System ist in der Technik gut bekannt. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das obige System die OmniusTM Druckpresse,
vertrieben von Indigo, N.V. Solche Systeme sind in dem U.S.-Patent 5,908,729 beschrieben,
dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Das
ITM 20 wird vorzugsweise auf eine Trommeloberflächentemperatur
von ungefähr
140°C erwärmt. Die
externe Hüllenoberflächentemperatur wird
auf eine Temperatur von 80°C
(anstatt 150°C – 180°C vor die
Trommeloberflächentemperatur
und 90 – 110°C, normalerweise
etwa 95°C,
für die
Hüllenoberflächentemperatur
des Stands der Technik) erwärmt,
aber nach wie vor ist die externe Hüllenoberflächentemperatur höher als
die Solvatisierungstemperatur von 60 – 90°C. Vorzugsweise wird ein Strahlungsheizelement
in der Trommel verwendet, um die Trommel zu erwärmen. Alternativ wird das ITM 20 durch
ein anderes Verfahren erwärmt,
wie es in der Technik bekannt ist oder in den vorher aufgenommenen
Referenzen beschrieben ist. Abhängig von
der Solvatisierungstemperatur und der Temperatur des Substrats können andere
Temperaturen und selbst Temperaturen von bis zu 10 – 15°C niedriger als
diejenigen für
unerwärmte
Substrate verwendet werden.
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Vorzugsweise
ist ein externes Heizelement 29 wirksam der Bahn 25 zugeordnet,
in Verarbeitungsrichtung vor dem Bildübertragungspunkt 27.
Bei einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, wie es in 2A gezeigt
ist, ist das Heizelement 29 ein heiße Rolle in direkten Kontakt
mit der Bahn 25 und gegen dieselbe gedrückt. Alternativ, wie es in 2B gezeigt
ist, ist das Heizelement 29 ein Strahlungsheizelement,
das leicht über der
Bahn 25 positioniert ist. Alternativ, wie es in 2C gezeigt
ist, ist das Heizelement 29 ein Mikrowellenheizelement
das kurz über
der Bahn 25 positioniert ist. Alternativ, wie es in 2D gezeigt
ist, ist das Heizelement 29 ein Heißluftgebläse, das über der Bahn 25 positioniert
ist. Alternativ kann jedes andere geeignete Heizelement, wie es
in der Technik bekannt ist, verwendet werden. Bei einigen bevorzugten
Ausführungsbeispielen
ist das Heizelement 29 unter der Bahn 25 positioniert,
in Verarbeitungsrichtung vor dem Punkt der Bildübertragung 27.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann ein Gebläse 30 (oder
ein anderes Kühlelement,
wie zum Beispiel ein Kontaktfühlelement).
in Verarbeitungsrichtung nach der Bahn positioniert sein, um das
Kühlen
der Bahn zu unterstützen,
vorzugsweise auf beinahe Zimmertemperatur.
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Nachfolgend
wird auf 2A bis 2D Bezug
genommen wo die vorher erwähnten
Verfahren des Vorwärmens
des Substrats beschrieben werden. Jedes Verfahren kann bestimmte
Charakteristika bezüglich
Wärmeeffizienz,
Sicherheit, Steuermerkmalen, Einfachheit des Entwurfs und Unabhängigkeit von
Fehlfunktionen aufweisen, wie folgt:
- 1. Heiße Rolle
mit variablem Kontaktbereich (2A). Das
Heizelement ist in direktem Kontakt mit dem Substrat (2A).
Das System hat die folgenden Merkmale.
a. hohe Effizienz;
b.
Ein/Aus-Steuerung durch Außereingriffbringen der
Rolle von dem Substrat, Erwärmen
kann angehalten werden; und
c. Temperatur des Substrats wird
gesteuert durch Steuern der Temperatur der Rolle.
- 2. Infrarotheizelement (2B) hat
die folgenden Merkmale:
a. Kein direkter Kontakt mit dem Substrat;
b.
mechanisch einfach;
c. Sicherheitsgefahren wegen möglicher
Zündung;
d.
relativer Mangel an Ein/Aus-Steuerung zwischen dem Rahmen; und
e.
Bedarf an großer
Strahlungsoberfläche.
- 3. Mikrowellenheizelement (2C) hat
die folgenden Merkmale:
a. kein direkter Kontakt mit dem Substrat;
b.
Flexibilität
und sofortige Steuerung;
c. Effizienz von etwa 50%;
d.
Einheitlichkeit der Erwärmung;
und
e. eine dünne
Beschichtung aus MW-absorbierendem Material (z.B. Wasser) kann erforderlich sein.
In 2C wird von einem Wassersprüher 31 Wasser auf
das Substrat gesprüht.
Dieses Wasser wird durch die Mikrowellenwärme verdampft.
- 4. Ein Gebläsetypheizelement
(2D) hat die folgenden Merkmale:
a. kein direkter
Kontakt mit dem Substrat;
b. mechanisch einfach;
c. geringe
Effizienz (etwa 20%); und
d. geringe Sicherheitsgefahr.
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Nachfolgend
wird auf 3 Bezug genommen, die eine Vorübertragungserwärmung eines Substrats
in einer Blattform darstellt, gemäß einem weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise ist das Substrat 25 in
Blattform auf einer Druckrolle 24 befestigt. Vorzugsweise
ist das Heizelement 29, wie zum Beispiel ein Heißluftgebläse, ein
Strahlungsheizelement oder jedes der vorher erwähnten Heizelemente oder jedes Heizelement,
wie es in der Technik bekannt ist, nahe der Druckrolle 24 angeordnet,
und erwärmt
das Blatt 25 bevor dasselbe den Punkt der Bildübertragung 27 erreicht.
Bei einigen anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen ist ein Gebläse 30 oder
ein anderes Kühlelement
nahe der Druckrolle 24 angeordnet, um das Blatt 25 nach
der Bildübertragung
zu kühlen.
Für dieses
System kann die Übertragung
von Farbtrennbildern getrennt oder zusammen sein. Anders als die Hinzufügung der
Elemente 29 und 30 und der reduzierten Temperatur
des ITM kann dieses System im Wesentlichen gleich sein wie dasjenige
bei der E-Print 1000TM Druckpresse, vermarktet
von Indigo N.V.
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Nachfolgend
wird auf 4A und 4B Bezug
genommen, die schematische Diagramme von Temperatur-über-Zeit-Profilen
des Bildes sind, wie sie herkömmliche
Systeme erfahren und gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Bei 4A die
ein Beispiel einer Situation darstellt, die herkömmliche Systeme erfahren, kommt
ein Bild bei 95°C
(auf einem ITM mit der gleichen Temperatur) in Kontakt mit der Bahn 25 bei
Zimmertemperatur (etwa 25°C).
Der Einfachheit halber werden gleiche thermische Massen für das ITM
und die Hülle
sowie auch für
die Bahn und Haltrolle angenommen, daher wird eine Gleichgewichtstemperatur bei
etwa 57°C
erreicht, wesentlich unterhalb der Solvatisierungstemperatur. Die
Bildübertragungstemperatur
findet bei der Gleichgewichtstemperatur statt. Auf die Trennung
hin kühlen
die Bahn 25 und das Bild auf Zimmertemperatur ab. Das Bildtemperaturprofil fällt bis
zu dem Übertragungspunkt
mit dem Hüllenoberflächentemperaturprofil
zusammen, und nach dem Übertragungspunkt
mit dem Substrattemperaturprofil.
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Bei 4B,
einem Beispiel von Zeit/Temperaturkurven gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, kommt ein Bild bei 80°C in Kontakt
mit der Bahn 25 bei einer erhöhnte Temperatur von 45°C. Hier wird
ebenfalls bei etwa 57°C
eine Gleichgewichtstemperatur erreicht, wesentlich unter der Solvatisierungstemperatur,
und die Bildübertragung
findet an der Gleichgewichtstemperatur statt. Wie vorher kühlen auf
die Trennung hin die Bahn 25 und das Bild auf Zimmertemperatur
ab. Erneut fällt
das Bildtemperaturprofil bis zu dem Übertragungspunkt mit dem Hüllenoberflächentemperaturprofil
zusammen, und nach dem Übertragungspunkt mit
der Substrattemperaturprofil.
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Folglich
können
durch Vorwärmen
des Substrats auf eine Temperatur unter der Solvatisierungstemperatur
die Betriebstemperaturen des ITM und der Hülle reduziert werden, im Vergleich
zu denjenigen des Stands der Technik, während ein gewünschtes
Temperatur-über-Zeit-Profil
des Bilds während dem Übertragungsprozess
beibehalten wird.
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Es
ist anzumerken, dass die in 4A und 4B gegebenen
Temperaturen Beispiele sind, die Solvatisierungstemperatur und andere
Temperaturen des Prozesses hängen
von dem bestimmten Toner, den tatsächlich beteiligten thermischen
Massen und anderen Faktoren ab.
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Bei
diesem Beispiel wurde die Betriebstemperatur der Hülle von
95 auf 80°C
reduziert, durch Erhöhen
der Substratbetriebstemperatur von 25 auf 45°C. Im Allgemeinen überwiegt
der Vorteil des Reduzierens der höheren Temperatur den Nachteil
des Erhöhens
der unteren Temperatur.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf eine elektrostatische
Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben wurde, und für Informationen
bezüglich
des besten Modus zum Ausführen
der Erfindung Bezug auf bestimmte herkömmliche Patente genommen wurde,
sollte angemerkt werden, dass eine solche Bezugnahme ein reines
Beispiel ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung 100 kann jeder
Drucker oder Kopierer sein und kann nicht elektrostatisch sein.
Das Verfahren zum Bilden des Bildes ist für die vorliegende Erfindung
nicht wichtig; das Bild kann durch andere Möglichkeiten gebildet werden, wie
es in der Technik bekannt ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung ferner mit Bezugnahme auf Flüssigtoner
beschrieben wurde, ist eine solche Bezugnahme ebenfalls ein Beispiel
eines besten Modus. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann die Bilderzeugungsvorrichtung 100 Pulvertoner verwenden,
wobei die Temperatur des Toners auf dem ITM hoch genug ist, um sicherzustellen,
dass sich die Tonerteilchen an dem Substrat befestigen. Obwohl die
vorliegende Erfindung bei Flüssig- oder Pulvertonersystemen
angewendet werden kann, wird davon ausgegangen, dass dieselbe für Flüssigtoner
besonders ef fektiv ist, aufgrund der Solvatisierungseigenschaft
der Toner/Trägerflüssigkeitskombinationen
und der allgemein niedrigeren Temperaturen die mit solvatisierbaren Flüssigtonern
verwendet werden. Obwohl für
Pulvertoner die Temperaturen hoch sind, selbst wenn die Erfindung
verwendet wird, kann der Effekt der kleinen Änderung bei der Hüllentemperatur
für solvatisierbare
Toner eine drastische Auswirkung auf Hüllenlebensdauer, Materialverfügbarkeit,
Druckqualität
und Energieanforderungen haben.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf eine Bilderzeugungsvorrichtung
die ITM verwendet beschrieben wurde, ist gleichartig dazu die Verwendung
von ITM, obwohl wünschenswert,
nicht absolut notwendig, so lange das Bild auf der Bilderzeugungsoberfläche erwärmt werden
kann. Beispielsweise wird das Bild durch andere Verfahren als Elektrophorese
oder auf einem Nichtfotorezeptor erzeugt, und die Trommel 10 kann
statt des ITM 20 erwärmt
werden, und die Bildübertragung
kann direkt sein, noch ohne die vorliegende Erfindung zu beeinträchtigen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Verwendung von nicht beschränkenden
detaillierten Beschreibungen bevorzugter Ausführungsbeispiele derselben beschrieben,
die als Beispiel geliefert werden und den Schutzbereich der Erfindung
nicht begrenzen sollen. Variationen von beschriebenen Ausführungsbeispielen
werden für
Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich sein. Obwohl eine spezifische Flüssigtonerbilderzeugungsvorrichtung,
die spezifische Elemente verwendet, zu Darstellungszwecken verwendet
wurde, kann insbesondere die Bilderzeugungsvorrichtung einschließlich der
Struktur einer Druckmaschine oder Maschinen, die darin verwendet werden,
von jeder geeigneten Art sein. Die Begriffe „umfassen, enthalten oder
aufweisen" oder
ihre Konjugationen sollen, wenn sie in den Ansprüchen verwendet werden, „einschließlich, aber
nicht notwendigerweise begrenzt auf" bedeuten. Der Schutzbereich der Erfindung
ist nur durch die folgenden Ansprüche begrenzt.