EP0458230B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Tonen einer Druckform aus ferroelektrischem Material - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Tonen einer Druckform aus ferroelektrischem Material Download PDF

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EP0458230B1
EP0458230B1 EP91108110A EP91108110A EP0458230B1 EP 0458230 B1 EP0458230 B1 EP 0458230B1 EP 91108110 A EP91108110 A EP 91108110A EP 91108110 A EP91108110 A EP 91108110A EP 0458230 B1 EP0458230 B1 EP 0458230B1
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EP
European Patent Office
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toner
roller
ferroelectric
donor roller
donor
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP91108110A
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English (en)
French (fr)
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EP0458230A3 (en
EP0458230A2 (de
Inventor
Phillip Eric Staples
Luis Lima-Marques
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Publication date
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Publication of EP0458230A3 publication Critical patent/EP0458230A3/de
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/10—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer
    • G03G15/101—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer for wetting the recording material
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
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    • G—PHYSICS
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    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/12—Developers with toner particles in liquid developer mixtures
    • G03G9/125—Developers with toner particles in liquid developer mixtures characterised by the liquid

Definitions

  • Electrostatic printing is a printing process known per se, in which an electrostatic latent image is created in such a way that it attracts electrostatic marking particles, which together form a so-called toner.
  • the toner can be of the so-called dry type or of the so-called liquid type.
  • Electrostatic printing is particularly suitable when only a relatively small number of prints are required, when the print content is changed frequently or when part of the print content has to be changed in a certain sequence.
  • Dry powder toners have a number of disadvantages when used in such a process.
  • the main disadvantage is the so-called dust problem.
  • fine or small toner particles referred to as dust tend to escape from the so-called developer and then deposit on any surface outside or inside the printing device, thereby creating mechanical disturbances inside the device or creating environmental problems outside the device. This problem becomes particularly severe when such printing devices are operated at high printing speeds.
  • Other disadvantages relate to the cost of general press maintenance and the cost of dry powder toner.
  • Liquid electrostatic printing also has a number of disadvantages, particularly when these devices are to be operated at high speed.
  • the main problem concerns the so-called solvent discharge.
  • solvent discharge refers to the amount of solvent or carrier liquid that is retained in the paper and that is mechanically removed by the toner applicator. Such separated solvent then evaporates, causing atmospheric contamination on the one hand and contributing significantly to production costs on the other.
  • Another disadvantage of liquid toning is the tendency for dye to precipitate in non-image zones or background zones, which leads to a general discoloration of the copy, commonly referred to as background fog.
  • US 4,268,597 discloses a number of approaches to forming a thin layer of liquid dissolved toner in the development zone.
  • toner liquid is transferred from the cylinder to the cylinder at the image points in a gap between a cylinder carrying the image to be developed on its lateral surface and a roller rotating in a toner bath.
  • An electric field affects the toner liquid so that it deposits on the surface of the cylinder.
  • the toner particles contained in the deposited toner liquid form the image parts of the latent image to be developed.
  • the amount of solvent that the donor roller carries on its outer surface is limited by the limiting roller.
  • the amount of toner deposited on this is also delimited precisely; Excess toner liquid is returned to the toner tank.
  • the present invention is particularly useful for repeated toning of latent images contained on or around the surface of ferroelectric pickup elements.
  • the device according to the invention has a ferroelectric cylinder, around which a device for developing the latent image on the cylinder with a liquid toner and a device for electrostatically transferring the toner from the ferroelectric cylinder to paper is arranged.
  • the developing device is arranged and designed such that the amount of solvent or carrier liquid of the toner which is transferred to the surface of the ferroelectric layer is limited.
  • the ferroelectric cylinder has an electrically conductive cylinder which is provided on its outer surface with a layer of ferroelectric material which is in contact with it. This cylinder rotates during operation, as described in more detail below.
  • the ferroelectric material is provided with a permanent latent image, which is embossed on or around its surface by means of internal polarization.
  • the polarization can be of the so-called positive type, in which so-called positive charge-toned particles are repelled, or of the negative type, in which positive toner particles are attracted, or a combination of both types of polarization.
  • Web-like printing material such as paper
  • the toned image is electrostatically transferred to the paper by means of a device which neither distorts nor perceptibly deforms the image formed.
  • the toner is fixed on the paper only by evaporation of the solvent, heat addition in the form of infrared radiation or the like being able to take place if necessary.
  • the liquid toner must be of a certain composition or of a certain type in order that it can be easily deposited on the above-mentioned donor roller so that it can be converted into a liquid layer between the donor roller and the ferroelectric material so that the toner or a portion thereof can be transported to the ferrroelectric material in such a way that it can tone the latent image according to the polarization, substantially without touching background or non-image areas.
  • the invention is based on the ability of the toner to form a disc such that complete toning of the ferroelectric material in an effectively warp-free manner and with the least possible contact between the Toner and the ferroelectric material can be generated, resulting in virtually fog-free images with little loss of solvent or carrier liquid.
  • the formation of the disk is obtained in particular by the correct choice of the material, the surface roughness and the diameter of the donor roller in accordance with the intended operating speed.
  • the presence of a voltage between the ferroelectric cylinder and the donor roll helps control the formation of a disk of the desired type.
  • changes in potential affect the amount of toner that can be attracted to the latent image without adversely affecting the fog or background of the resulting transferred image.
  • the amount of the toner present on the donor roller can be controlled by a second roller, a so-called doctor roller, or the like. Accordingly, the optimal ratio between active toner particles and carrier liquid or solvent for any desired speed can be easily obtained by appropriately adjusting the potential difference between the donor roller and the coronode.
  • a gap between 0.10 and 0.50 mm causes the formation of the liquid disc between the donor roller and the ferroelectric material.
  • the preferred range of values is 0.20 to 0.30 mm.
  • the toner used in the present invention is not limited to aqueous or hydrocarbon-like compounds.
  • a suitable toner is specified in EP 0 450 417 A1. Although it is a hydrocarbon-based toner, aqueous toners also give exceptionally good results.
  • the toning process is applicable to a wide variety of ferroelectric ceramic materials.
  • Preferred materials are calcium titanate, barium titanate, lead titanate zirconate, lead strontium titanate zirconate, lead metaniobate, sodium niobate and sodium metaniobate.
  • the single figure shows a preferred embodiment of the toner device according to the present invention.
  • a donor roller 1 is arranged above a toner tank 2 in such a way that it can rotate in the indicated direction by means of a drive device, not shown.
  • a toner solution 3, which contains the dissolved toner particles 4, is pumped from a storage tank, not shown, through an inlet 5 into the toner tank 2.
  • the toner solution 3 is generally retained in the tank 2 by means of a coronode 6, which is electrically insulated from the toner tank 2, but forms one side of the enclosure that limits the contact of the toner with that portion of the donor roller 1 that is behind the coronode 6 located. Excess toner solution 3 is conveyed back into the storage tank through an outlet 7.
  • the toner tank 2 is filled with the toner solution 3 in the manner shown and if a DC voltage is applied to the coronode 6 simultaneously with the rotation of the donor roller 1, a layer of liquid dissolved toner 8 forms on the surface of the donor roller 1, whereby the density of the toner particles 4 contained in the layer of liquid dissolved toner 8 depends on the voltage applied to the coronode 6 and the speed of rotation of the donor roller 1.
  • a solvent limiting roller 9 is arranged in the position shown with respect to the donor roller 1 and is kept at a distance from the donor roller 1 such that the layer of liquid dissolved toner on the donor roller 1 is limited to the required thickness.
  • a doctor knife 10 removes toner solution from the solvent restriction roller 9 and returns the solution to the toner tank 2.
  • a conductive roller 11 with a ferroelectric layer 12 thereon which is in ohmic contact is mounted in the illustrated manner at a distance from the donor roller 1.
  • the ferroelectric layer 12 carries an electrostatically latent image 13 on its outer surface.
  • toner particles 4 are transferred from the donor roller 1 to the electrostatically latent image 13 in order to form a toned image layer 15 on the surface of the ferroelectric layer 12.
  • the disclosed toner unit is used for repetitively toning the latent image contained on or around the surface of a ferroelectric pickup element in an electrostatic printer.
  • a ferroelectric pickup element in an electrostatic printer.
  • Such a device can possibly be operated at relatively high printing speeds, such as up to 4 m / s.
  • donor rollers relatively large diameter to use.
  • a ferroelectric layer which is contained on a conductive roller with a diameter of 220 mm
  • these rollers normally rotate at substantially the same surface speed.
  • the surface of the donor roller is preferably smooth.
  • the solvent limit roller is at a distance from the donor roller, the preferred gap being 0.1 mm.
  • the diameter of the roller is 50 mm and the speed of rotation is up to 4,000 revolutions per minute, preferably 2,000 revolutions per minute. As can be seen from the single figure, the roller rotates in a direction in which the liquid solvent is retained on the surface of the donor roller.
  • the potential difference between the coronode and the donor roller can be between 50 and 1,500 V, the preferred range being 100 to 500 V.
  • full voltage should be applied to the coronode and the donor roll should be grounded. In this way, distortion of the electrostatic latent image on the ferroelectric recording element is prevented. If the latent image on the ferroelectric pickup element has negative polarity, the voltage applied to the coronode must have positive polarity.
  • the method of applying and maintaining the latent image on the ferroelectric pickup is not part of the present invention. However, it has been found that it is possible to maintain a potential difference of up to 1,000 V between the latent image on the ferroelectric pickup element and the donor roll. However, an optimal image quality is obtained if this potential difference is between 200 and 500 V.
  • the preferred The distance between the donor roller and the surface of the receiving element is 0.20 to 0.30 mm, as already stated above.

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Description

  • Das elektrostatische Drucken ist ein an sich bekanntes Druckverfahren, bei dem ein elektrostatisches latentes Bild so geschaffen wird, daß es elektrostatische Markierungsteilchen, die zusammen einen sogenannten Toner bilden, anzieht. Der Toner kann vom sogenannten trockenen Typ oder vom sogenannten flüssigen Typ sein. Elektrostatisches Drucken eignet sich insbesondere dann, wenn nur eine relativ geringe Anzahl von Drucken erforderlich ist, wenn der Druckinhalt häufig geändert wird oder wenn ein Teil des Druckinhalts in einer gewissen Folge geändert werden muß.
  • Trockene Pudertoner haben eine Reihe von Nachteilen, wenn sie bei einem derartigen Verfahren verwendet werden. Der wichtigste Nachteil liegt im sogenannten Staubproblem. Zusammengefaßt als Staub bezeichnete feine oder kleine Tonerteilchen neigen dazu, aus dem sogenannten Entwickler zu entweichen und sich dann auf jeglicher Oberfläche außerhalb oder innerhalb der Druckvorrichtung niederzuschlagen und dadurch innerhalb der Vorrichtung mechanische Störungen oder außerhalb der Vorrichtung Umweltprobleme zu erzeugen. Dieses Problem wird besonders schwerwiegend, wenn derartige Druckvorrichtungen mit hoher Druckgeschwindigkeit betrieben werden. Andere Nachteile beziehen sich auf die Kosten für die allgemeine Wartung der Druckmaschine und auf die Kosten des trockenen Pudertoners.
  • Auch das flüssige elektrostatische Drucken weist eine Reihe von Nachteilen auf, und zwar insbesondere dann, wenn diese Vorrichtungen mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden sollen. Das Hauptproblem betrifft den sogenannten Lösungsmittelaustrag. Der Begriff Lösungsmittelaustrag bezieht sich auf die Menge von Lösungsmittel oder Trägerflüssigkeit, die im Papier festgehalten wird und die von der Tonerauftragvorrichtung mechanisch entfernt wird. Derartig abgetrenntes Lösungsmittel verdampft anschließend und verursacht einerseits eine atmosphärische Verseuchung und trägt andererseits in bedeutendem Maße zu den Produktionskosten bei. Ein weiterer Nachteil des Flüssigtonens ist die Neigung zum Niederschlag von Farbstoff in bildfreien Zonen oder Hintergrundzonen, was zu einer allgemeinen Verfärbung der Kopie, allgemein als Hintergrundnebel bezeichnet, führt.
  • Es sind eine Reihe von Verfahren zur Reduzierung des Lösungsmittelaustrags und des Hintergrundnebels vorgeschlagen worden. Von all diesen Verfahren scheint das im US-Patent 4 268 597 offenbarte Verfahren, gemäß dem eine dünne Schicht eines flüssigen gelösten Toners in einer Entwicklungszone gebildet wird und die Oberfläche, auf der ein materielles Bild gebildet werden soll, dicht an, aber nicht in Kontakt mit der Tonerlösung an der Entwicklungszone angeordnet ist, das bedeutendste zu sein. Das dem latenten Bild auf der Oberfläche zugeordnete elektrostatische Feld verursacht eine Veränderung der Form der Oberfläche der flüssigen gelösten Tonerschicht in Form von Farbstoffanhäufungen, die zusammen die Form eines Teils des latenten Bildes annehmen. Die Farbanhäufungen treten nur in den Bildbereichen mit der Trägeroberfläche des latenten Bildes in Kontakt und bewirken einen Tonerniederschlag nur in den Bildbereichen.
  • Die US 4 268 597 offenbart eine Reihe von Vorgehensweisen zur Bildung einer dünnen Schicht flüssiggelösten Toners in der Entwicklungszone.
  • Zur Entwicklung eines latenten Bildes mit elektrostatisch geladenen Bildanteilen wird Tonerflüssigkeit in einen Spalt zwischen einem das zu entwickelnde Bild auf seiner Mantelfläche tragenden Zylinder und einer sich in einem Tonerbad drehenden Walze von dieser an den Bildstellen auf den Zylinder übertragen. Ein elektrisches Feld beeinflußt die Tonerflüssigkeit derart, daß sie sich auf der Oberfläche des Zylinders ablagert. Die in der abgeschiedenen Tonerflüssigkeit enthaltenen Tonerpartikel bilden die Bildanteile des zu entwickelnden latenten Bildes.
  • Aus der EP 0 363 932 A2 ist es bekannt, eine Druckform aus einem ferroelektrischen Material, die auf der Mantelfläche eines Zylinders aufgebracht ist, dadurch zu entwickeln, daß sich der Zylinder durch ein Tonerbad mit geladenen Tonerpartikeln hindurchdreht und den Bildstellen entsprechend Tonerpartikel aufnimmt, die entgegengesetzt zu den Bildpunkten auf der Oberfläche des Ferroelektrikums geladen sind.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes auf einer ferroelektrischen Druckform zu schaffen, bei dem eine definierte Tonermenge aus der Tonerflüssigkeit auf die Druckform übertragen wird.
  • Diese Aufgabe wird, wie in Patentanspruch 1 angegeben, gelöst.
  • Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird, wie in Patentanspruch 12 angegeben, gelöst.
  • Durch die Begrenzungswalze wird die Lösungsmittelmenge, die die Geberwalze auf ihrer Mantelfläche trägt, begrenzt. Durch eine mit der Begrenzungswalze zusammenwirkende Rakelvorrichtung wird darüber hinaus die auf dieser abgeschiedene Tonermenge genau begrenzt; überschüssige Tonerflüssigkeit wird zum Tonertank zurückgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich im besonderen Maße für ein wiederholtes Tonen latenter Bilder, die auf der Oberfläche von ferroelektrischen Aufnahmeelementen oder um diese Oberfläche herum enthalten sind.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen ferroelektrischen Zylinder auf, um den herum eine Vorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes auf dem Zylinder mit einem flüssigen Toner und eine Vorrichtung zum elektrostatischen übertragen des Toners vom ferroelektrischen Zylinder auf Papier angeordnet ist. Die Entwicklungsvorrichtung ist derart angeordnet und ausgebildet, daß die Menge an Lösungsmittel bzw. Trägerflüssigkeit des Toners, die auf die Oberfläche der ferroelektrischen Schicht übertragen wird, begrenzt wird.
  • Der ferroelektrische Zylinder weist einen elektrisch leitenden Zylinder auf, der auf seiner äußeren Oberfläche mit einer Schicht ferroelektrischen Materials, das mit dieser in Kontakt steht, versehen ist. Bei Betrieb dreht sich dieser Zylinder, wie im folgenden näher beschrieben ist.
  • Das ferroelektrische Material ist mit einem permanenten latenten Bild versehen, das mittels interner Polarisation auf seiner Oberfläche bzw. um diese herum eingeprägt ist. Die Polarisierung kann vom sogenannten positiven Typ, bei dem sogenannte positive ladungsgetonte Teilchen abgestoßen werden, oder vom negativen Typ, bei dem positive Tonerteilchen angezogen werden, sein oder eine Kombination beider Polarisationstypen darstellen.
  • Die Entwicklungsvorrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung darstellt, weist eine Walze, und zwar eine sogenannte Geberwalze, die den Toner von einem Vorratsbehälter an die Oberfläche des ferroelektrischen Materials transportiert, eine Vorrichtung zum Pumpen des Toners von einem Aufbewahrungsbehälter zu diesem Vorratsbehälter und zum Zurückfördern überschüssigen Toners zum Aufbewahrungsbehälter, eine Koronode, die als Wand dieses Vorratsbehälters dient und an die ein elektrisches Feld derart angelegt ist, daß sich die Tonerteilchen auf der Geberwalze niederschlagen, und schließlich eine Vorrichtung zum Begrenzen der Menge von Lösungsmittel auf der Geberwalze auf.
  • Bahnförmiger Bedruckstoff, wie zum Beispiel Papier, wird derart transportiert, daß das getonte Bild elektrostatisch durch eine solche Vorrichtung auf das Papier übertragen wird, die das gebildete Bild weder verzerrt noch in wahrnehmbarer Weise verformt. Anschließend wird der Toner auf dem Papier lediglich durch Verdampfen des Lösungsmittels fixiert, wobei eine Wärmezufuhr in Form von Infrarotstrahlung oder dgl. erforderlichenfalls zusätzlich erfolgen kann.
  • Der flüssige Toner muß für eine solche Vorrichtung von bestimmter Zusammensetzung bzw. von einem bestimmten Typ sein, damit er sich problemlos auf der oben genannten Geberrolle niederschlägt, damit er in eine flüssige Schicht zwischen der Geberrolle und dem ferroelektrischen Material umgewandelt werden kann, damit der Toner oder ein Teil davon zum ferrroelektrischen Material in einer solchen Weise transportiert werden kann, daß er das latente Bild entsprechend der Polarisation, und zwar im wesentlichen ohne Berührung von Hintergrundbereichen oder bildfreien Bereichen, tonen kann.
  • Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, beruht auf der Fähigkeit des Toners, eine Scheibe derart zu bilden, daß ein vollständiges Tonen des ferroelektrischen Materials in wirkungsmäßig verzugsfreier Weise und mit geringstmöglichem Kontakt zwischen dem Toner und dem ferroelektrischen Material erzeugt werden kann, woraus virtuell nebelfreie Bilder mit geringem Verlust an Lösungsmittel bzw. Trägerflüssigkeit resultieren.
  • Die Bildung der Scheibe wird insbesondere durch die richtige Wahl des Materials, der Oberflächenrauhigkeit und des Durchmessers der Geberwalze entsprechend der vorgesehenen Betriebsgeschwindigkeit erhalten. Das Anliegen einer Spannung zwischen dem ferroelektrischen Zylinder und der Geberwalze unterstützt die Steuerung der Bildung einer Scheibe des gewünschten Typs. Insbesondere wirken Veränderungen des Potentials auf die Menge des Toners, der zum latenten Bild hin angezogen werden kann, ohne die Nebelbildung oder den Hintergrund des sich ergebenden übertragenen Bildes nachteilig zu beeinflussen. Darüber hinaus kann die Menge des auf der Geberwalze vorhandenen Toners durch eine zweite Walze, eine sogenannte Rakelwalze, oder dgl. gesteuert werden. Dementsprechend kann das optimale Verhältnis zwischen aktiven Tonerteilchen und Trägerflüssigkeit bzw. Lösungsmittel für jede gewünschte Geschwindigkeit durch entsprechendes Einstellen des Potentialunterschiedes zwischen der Geberwalze und der Koronode einfach erhalten werden.
  • Außerordentlich gute Bildqualitäten wurden mit Druckgeschwindigkeiten von bis zu 3,0 m/s erhalten. Selbst bei dieser Geschwindigkeit ist der sogenannte Lösungsmittelaustrag bei Betrieb unter optimalen Bedingungen nicht feststellbar. Eine außerordentlich gute Bildwiedergabe wird erhalten, wenn der Abstand zwischen dem ferroelektrischen Material und der Geberwalze einen Wert von 0,1 bis 1,5 mm aufweist. Der bevorzugte Wertebereich beträgt 0,25 bis 0,35 mm. Potentialunterschiede zwischen der Koronode und der Geberwalze zwischen 50 und 1.500 V liefern gute Ergebnisse; der bevorzugte Wertebereich beträgt 100 bis 500 V. Der Potentialunterschied zwischen dem ferroelektrischen Material und der Geberwalze liegt zwischen 0 und 1.000 V; optimale Bildqualität wird bei Werten zwischen 200 und 500 V erhalten. Bei Verwendung einer zweiten Walze, die derart gedreht wird, daß sie die Menge des Toners auf der Geberwalze begrenzt, bewirkt ein Spalt zwischen 0,10 und 0,50 mm die Bildung der flüssigen Scheibe zwischen der Geberwalze und dem ferroelektrischen Material. Der bevorzugte Wertebereich beträgt 0,20 bis 0,30 mm.
  • Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Toner ist nicht auf wäßrige oder kohlenwasserstoffartige Verbindungen begrenzt. Ein geeigneter Toner ist in der EP 0 450 417 A1 angegeben. Obwohl es sich dabei um einen Toner auf Kohlenwasserstoffbasis handelt, liefern auch wäßrige Toner außerordentlich gute Ergebnisse.
  • Das Tonungsverfahren ist für eine große Vielfalt von ferroelektrischen keramischen Materialien anwendbar. Bevorzugte Materialien sind Calciumtitanat, Bariumtitanat Blei-Titanat-Zirkonat, Blei-Strontium-Titanat-Zirkonat, Blei-Metaniobat, Natriumniobat und Natrium-Metaniobat.
  • Die einzige Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Tonervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß der Figur ist eine Geberwalze 1 über einem Tonertank 2 derart angeordnet, daß sie sich mittels einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in der angezeigten Richtung drehen kann. Eine Tonerlösung 3, die die gelösten Tonerteilchen 4 enthält, wird von einem nicht dargestellten Vorratstank durch einen Zulauf 5 in den Tonertank 2 gepumpt. Die Tonerlösung 3 wird im Tank 2 im allgemeinen mittels einer Koronode 6 zurückgehalten, die gegenüber dem Tonertank 2 elektrisch isoliert ist, jedoch eine Seite der Umfassung bildet, die den Kontakt des Toners mit jenem Abschnitt der Geberwalze 1 begrenzt, der sich hinter der Koronode 6 befindet. Oberschüssige Tonerlösung 3 wird durch einen Auslaß 7 in den Vorratstank zurückbefördert.
  • Wenn der Tonertank 2 in dargestellter Weise mit der Tonerlösung 3 gefüllt ist und wenn gleichzeitig mit der Drehung der Geberwalze 1 in angezeigter Richtung eine Gleichspannung an die Koronode 6 angelegt ist, bildet sich auf der Oberfläche der Geberwalze 1 eine Schicht flüssigen gelösten Toners 8, wobei die Dichte der Tonerpartikel 4, die in der Schicht des flüssigen gelösten Toners 8 enthalten sind, von der an die Koronode 6 angelegten Spannung und der Drehgeschwindigkeit der Geberwalze 1 abhängt.
  • Eine Lösungsmittelbegrenzungswalze 9 ist in der dargestellten Position bezüglich der Geberwalze 1 angeordnet und von der Geberwalze 1 in einem solchen Abstand gehalten, daß die Schicht flüssigen gelösten Toners auf der Geberwalze 1 auf die geforderte Dicke begrenzt ist. Ein Rakelmesser 10 entfernt Tonerlösung von der Lösungsmittelbegrenzungswalze 9 und führt die Lösung zum Tonertank 2 zurück.
  • Eine leitende Walze 11 mit einer darauf befindlichen, in ohmschem Kontakt stehenden ferroelektrischen Schicht 12 ist in dargestellter Weise in einem Abstand von der Geberwalze 1 angebracht. Die ferroelektrische Schicht 12 trägt auf ihrer äußeren Oberfläche ein elektrostatisch latentes Bild 13. An einem Tonerspalt 14 werden Tonerpartikel 4 von der Geberwalze 1 auf das elektrostatisch latente Bild 13 übertragen, um eine getonte Bildschicht 15 auf der Oberfläche der ferroelektrischen Schicht 12 zu bilden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die offenbarte Tonereinheit zum wiederholten Tonen des latenten Bildes, das auf der Oberfläche eines ferroelektrischen Aufnahmeelements, oder um diese Oberfläche herum, enthalten ist, in einem elektrostatischen Drucker verwendet. Eine derartige Vorrichtung kann unter Umständen bei relativ hohen Druckgeschwindigkeiten, wie etwa bis zu 4 m/s, betrieben werden. Für diesen Fall hat es sich entgegen der aus dem Stand der Technik entnehmbaren Lehre als vorteilhaft erwiesen, Geberwalzen mit relativ großem Durchmesser zu verwenden. So hat es sich z.B. bei Verwendung einer ferroelektrischen Schicht, die auf einer leitenden Walze mit einem Durchmesser von 220 mm enthalten ist, als vorteilhaft erwiesen, eine Geberwalze mit einem Durchmesser von 200 mm zu verwenden. Damit drehen sich diese Walzen normalerweise mit im wesentlichen gleicher Oberflächengeschwindigkeit. Die Oberfläche der Geberwalze ist vorzugsweise glatt.
  • Die Lösungsmittelbegrenzungswalze befindet sich in einem Abstand von der Geberwalze, wobei der bevorzugte Spalt 0,1 mm beträgt. Der Durchmesser der Walze beträgt 50 mm, und die Umdrehungsgeschwindigkeit beträgt bis zu 4.000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise 2.000 Umdrehungen pro Minute. Wie aus der einzigen Figur ersichtlich ist, dreht sich die Walze in einer Richtung, bei der das flüssige Lösungsmittel auf der Oberfläche der Geberwalze zurückgehalten wird.
  • Wie bereits weiter oben angegeben ist, kann der Potentialunterschied zwischen der Koronode und der Geberwalze zwischen 50 und 1.500 V betragen, wobei der bevorzugte Bereich 100 bis 500 V beträgt. Vorzugsweise sollte die volle Spannung an die Koronode angelegt sein, und die Geberwalze sollte geerdet sein. Auf diese Weise wird einer Verzerrung des elektrostatischen latenten Bildes auf dem ferroelektrischen Aufnahmeelement vorgebeugt. Wenn das latente Bild auf dem ferroelektrischen Aufnahmeelement negative Polarität aufweist, muß die an die Koronode angelegte Spannung positive Polarität aufweisen.
  • Das Verfahren zum Aufbringen des latenten Bildes auf das ferroelektrische Aufnahmeelement und das Aufrechterhalten desselben ist nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Es ist jedoch festgestellt worden, daß es möglich ist, einen Potentialunterschied zwischen dem latenten Bild auf dem ferroelektrischen Aufnahmeelement und der Geberwalze von bis zu 1.000 V aufrechtzuerhalten. Eine optimale Bildqualität wird jedoch erhalten, wenn dieser Potentialunterschied zwischen 200 und 500 V beträgt. Der bevorzugte Abstand zwischen der Geberwalze und der Oberfläche des Aufnahmeelements beträgt 0,20 bis 0,30 mm, wie weiter oben bereits angegeben ist.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Tonen eines latenten Bildes, das auf der Oberfläche eines ferroelektrischen Aufnahmeelements (12) enthalten ist, wobei das ferroelektrische Aufnahmeelement (12) in ohmschem Kontakt mit der Außenoberfläche einer leitenden Walze (11) ist, mit den Verfahrensschritten
    - Aufbringen einer gesteuerten Menge von Tonerpartikeln (4) durch elektrische Abscheidung auf der Oberfläche einer Geberwalze (1), wobei die Tonerpartikel (4) in einer Tonerlösung (3) enthalten sind, wobei sich die Tonerpartikel (4) auf der Geberwalze (1) niederschlagen und der Toner die Fähigkeit hat, eine Scheibe derart zu bilden, daß ein vollständiges Tonen des ferroelektrischen Aufnahmeelements (12) erzeugt werden kann,
    - Begrenzen der Menge der Tonerlösung (3), die zusammen mit den Tonerpartikeln (4) auf der Geberwalze (1) abgeschieden ist, durch Drehen einer Begrenzungswalze (9), die in einem Abstand von der Geberwalze (1) angeordnet ist und durch die dadurch bewirkte Steuerung der Dicke der eine gesteuerte Dicke aufweisenden Tonerschicht (8) auf der Geberwalze (1), wobei an der Begrenzungswalze (9) eine Rakelvorrichtung (10) zum Entfernen von Tonerlösung (3) von der Begrenzungswalze (9) und zur Rückführung der Tonerlösung (3) in einen Tonertank (2) angestellt wird,
    - Drehen der Geberwalze (1) zum Weitertransport der Tonerschicht (8) mit gesteuerter Dicke und gesteuerter Dichte auf der Oberfläche der Geberwalze (1) in eine Position in der Nähe der leitenden Walze (11), die das ferroelektrische Aufnahmeelement (12) auf ihrer Oberfläche aufweist, aber mit einem Abstand zu dieser,
    - Erzeugen von Scheiben auf der Tonerschicht (8) auf der Geberwalze (1), damit die Tonerpartikel (4) mit dem ferroelektrischen Aufnahmeelement (12) nur in den Bereichen, die das latente Bild tragen, in Kontakt kommen können.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Lösungsmittel (3), das die Tonerpartikel (4) enthält, in einen Tonertank (2) unterhalb der Geberwalze (1) gepumpt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand des Tonertanks (2) von einer Koronode (6) gebildet ist, die gegenüber allen anderen Teilen des Tonertanks (2) elektrisch isoliert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch das Anlegen einer Gleichspannung mit einem Wert zwischen 50 und 1.500 V an die Koronode (6).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Drehen der Begrenzungswalze (9) in einer der Drehrichtung der Geberwalze (1) entgegengesetzten Richtung und mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4.000 Umdrehungen pro Minute.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswalze (9) zur Geberwalze (1) in einem Abstand von etwa 0,1 mm angeordnet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Aufnahmeelement (12) von der Geberwalze (1) in einem Abstand von 0,20 bis 0,30 mm angeordnet ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialunterschied zwischen dem latenten Bild auf dem ferroelektrischen Aufnahmeelement (12) und der Geberwalze (1) in einem Bereich zwischen 100 und 500 V liegt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberwalze (1) und die das ferroelektrische Aufnahmeelement (12) aufweisende leitende Walze (11) mit im wesentlichen gleicher Oberflächengeschwindigkeit gedreht werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Geberwalze (1) etwa 90 % des Durchmessers der leitenden Walze (11), die das ferroelektrische Aufnahmeelement (12) aufweist, beträgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerniederschlag auf der ferroelektrischen Oberfläche (12) auf ein Aufnahmeelement übertragen wird und daß die im Anspruch 1 aufgeführte Folge von Verfahrensschritten wenigstens einmal wiederholt wird, ohne daß das latente Bild (13) auf dem ferroelektrischen Aufnahmeelement (12) erneuert wird.
  12. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einer Geberwalze (1), einem unterhalb der Geberwalze (1) angeordneten Tonertank (2), einer einen Rand des Tonertanks (2) bildenden, elektrisch von den übrigen Elementen des Tonertanks (2) isolierten Koronode (6), einer an die Geberwalze (1) anstellbaren Begrenzungswalze (9), einer an die Begrenzungswalze (9) anstellbaren Rakelvorrichtung (10) zum Entfernen von Tonerlösung (3) von der Begrenzungswalze (9) und zur Rückführung der Tonerlösung (3) in den Tonertank (2), sowie einer leitenden Walze (11) mit einem ein latentes Bild (13) aufweisenden ferroelektrischen Aufnahmeelement (12), wobei die Geberwalze (1) von der Begrenzungswalze (9) und der leitenden Walze (11) beabstandet angeordnet ist und die Tonerlösung (3) Tonerpartikel (4) enthält, die sich auf der Geberwalze (1) niederschlagen, und der Toner die Fähigkeit hat, eine Scheibe derart zu bilden, daß ein vollständiges Tonen des ferroelektrischen Aufnahmeelements (12) erzeugt werden kann, und die Tonerpartikel (4) mit dem ferroelektrischen Aufnahmeelement (12) nur in den Bereichen, die das latente Bild tragen, in kontakt kommen können.
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