EP1290502A1 - Applikatorelement und verfahren zum elektrografischen drucken oder kopieren unter verwendung flüssiger farbmittel - Google Patents

Applikatorelement und verfahren zum elektrografischen drucken oder kopieren unter verwendung flüssiger farbmittel

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EP1290502A1
EP1290502A1 EP01945225A EP01945225A EP1290502A1 EP 1290502 A1 EP1290502 A1 EP 1290502A1 EP 01945225 A EP01945225 A EP 01945225A EP 01945225 A EP01945225 A EP 01945225A EP 1290502 A1 EP1290502 A1 EP 1290502A1
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EP
European Patent Office
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applicator element
element according
liquid
regions
layer
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EP01945225A
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English (en)
French (fr)
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EP1290502B1 (de
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Martin Berg
Martin Schleusener
Volkhard Maess
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Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1290502A1 publication Critical patent/EP1290502A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1290502B1 publication Critical patent/EP1290502B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • 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
    • G03G15/102—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer for wetting the recording material for differentially wetting the recording material

Definitions

  • Applicator element and method for electrographic printing or copying using liquid colorants are Applicator element and method for electrographic printing or copying using liquid colorants
  • the invention relates to an applicator element and a method for electrographic printing or copying using liquid colorants.
  • Known devices for electrographic printing or copying use a process in which dry toner is applied to the latent image of a latent image carrier, for example a photoconductor.
  • a dry toner leads to relatively thick toner layers, since the toner particles have a relatively large particle size, and several toner particles have to be stacked on top of one another in order to ensure adequate ink coverage.
  • the dry toner layer applied to the latent image must be fixed, for which purpose a relatively high energy has to be used. This high energy 'leads to a strong stress of the final image carrier, preferably paper, due to the fixation by heat and / or pressure.
  • Liquid toners used hitherto contain a carrier liquid which is odorous and flammable.
  • the final image carrier loaded with liquid toner is often also odorous. When using liquid toner, it is brought into contact with the latent image carrier.
  • a device for a liquid developer is known.
  • a latent image for example a potential pattern, is generated on a final image carrier.
  • An applicator element carries a layer of liquid.
  • An air gap of a certain air gap width is set between the liquid layer and the final image carrier. Liquid elements of the liquid layer to be transferred on the surface thereof due to the electric potential on the final image carrier '.
  • US-A-4,942,475 and US-A-3, 830, 199 describe liquid developer systems in which an applicator roller carries a liquid layer.
  • the surface of the appli katorwalze ' contains a plurality of recesses in which the liquid developer is accommodated.
  • An image-forming method is known from JP 10-18037 A with abstract, in which a contact surface has a carbon film.
  • This carbon film consists of DLC material, which is generated by a plasma CVD process.
  • the applicator element according to the invention is preferably used in a printer or copier.
  • liquid coloring agent is "prepared in a coloring station in such a way that a constant amount of liquid is present on the applicator element in the form of a liquid layer per time and per area.
  • the liquid film is in the effective range the potential pattern corresponds to an electrostatic charge image.
  • the potential pattern was previously generated by suitable means on the latent image carrier, for example by electrostatic charging and exposure of a photoconductor. Between the surface There is an air gap between the liquid layer and the latent image carrier with the potential pattern. There is a potential contrast, for example supported by the application of a voltage to the applicator element.
  • Portions of the liquid layer are then partially detached from the applicator element and jump in small droplets or transfer by deformation of droplets in accordance with the Field lines on the surface of the latent image carrier and color the latent image to the colorant image.
  • This colorant image can then be transferred directly to the final image carrier, for example paper.
  • the colorant image is first transferred from the latent image carrier to an intermediate carrier and from there to the final image carrier.
  • a liquid colorant preferably with a solids content of 20% or. higher, used.
  • This liquid colorant contains a carrier liquid that is preferably odorless, non-flammable, environmentally friendly and non-toxic. Water is preferably used as the carrier liquid.
  • liquid colorant has the advantage that it can easily be stored in a storage container and that there is no separation, no phase separation and no irreversible drying in this storage container and in the associated transport lines.
  • the solids concentration or the colorant concentration can easily be changed by adding carrier liquid.
  • the liquid colorant can be supplied in such a way that a colorant concentrate and the carrier liquid are stored and transported separately from one another. Due to the injection of a defined excess charge into the droplets to be transferred when these droplets are detached from the applicator element, an unintentional background coloring is avoided.
  • liquid colorant has the further advantage that relatively thin layers of color can be produced on the final image carrier. In this way, the colorant consumption is low and high printing speeds can be achieved. There are also advantages with regard to the fixation of the colorant image on the final image carrier. The energy to be used can be reduced and the processing speed increased.
  • the potential pattern on the latent image carrier is preferably designed as an electrostatic charge image. However, it is also possible to generate a potential pattern in the form of magnetic field lines. In this case should 'contain the liquid ink magnetosensitive carrier particles, which cause coloring agent are sequentially numbered transferases on the latent image carrier by overcoming the air gap and to color the latent image. With the loading Drawing "electrographic printing or copying * is expressed that a variety of electrical processes can be used with which a latent image can be generated on a latent image carrier.
  • an alternating force field is present in the air gap, which acts on the liquid layer.
  • An alternating electric field and / or an alternating magnetic field and / or an alternating acoustic field, in particular an ultrasonic field, can be used as the alternating force field. It has been shown in practice that such an alternating field is advantageous in order to produce fine print structures.
  • the alternating force field supports the formation of droplets in the liquid layer or the formation of small channels between the liquid layer and the surface of the latent image carrier.
  • the respective alternating field advantageously has a frequency greater than or equal to 200 Hz, in particular a frequency of 1 kHz to 20 kHz, preferably a frequency of 1 "kHz to 5 kHz.
  • a favorable printing result can be achieved at the specified frequencies.
  • the gap width of the air gap is set depending on the pressure point resolution.
  • the dpi resolution ie “dots-per-inch *”
  • the surface tension and the viscosity of the liquid layer are of particular importance for a good printing result.
  • Two embodiments A and B are presented with different focal points of the parameters'.
  • the surface tension is typically in the range from 20 to 45 mN / m, in particular in the range from 25 to 35 mN / m.
  • the associated viscosity is set in the range from 0.8 to 50 mPa.s., in particular in the range from 3 to 30 mPa.s.
  • the surface tension and viscosity values mentioned minimize the energy required for. Formation of liquid channels between the liquid layer on the applicator surface and the surface of the latent image carrier is required. At the same time, the surface energy that is set prevents the liquid from being permanently deposited on image areas of the latent image carrier that are not to be colored.
  • B is for the liquid and has a relatively high surface tension and "an adapted thereto viscosity.
  • the surface tension is in this example in the range of 50 to 80 mN / m, preferably in the range of 55 to 70 mN / m.
  • the viscosity has a value in the range from 0.8 to 300 mPa-s.
  • the properties of the drops are such that when the drops, a drop and the surface of the latent image carrier or drops and the applicator surface collide, elastic drops are predominantly deformed; This avoids agglomeration of the drops or wetting of the surface of the latent image carrier at image areas which cannot be colored.
  • a method for providing a layer of a liquid colorant, in particular for electrographic printing or copying, is specified.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a printing device which works with liquid colorant
  • FIG. 2 shows a coloring station with an applicator roller for providing a thin layer of liquid
  • FIG. 3 shows the principle of transferring droplets from the liquid layer on the applicator element to the surface of the latent image carrier
  • FIG. 4 shows an example of the structure of the surface of the applicator element, whereby a droplet carpet forms on the surface
  • FIG. 5 shows the alignment of the liquid colorant on the surface of the latent image carrier in accordance with a charge image
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment for a coloring station
  • FIG. 7 shows the surface of an applicator roller with continuous properties and the formation of a uniform liquid layer
  • FIG. 8 shows a cover layer of an applicator roller with first areas of increased electrical conductivity
  • FIG. 9 shows a cover layer of an applicator roller with second areas of changed surface energy
  • FIG. 10 shows a cover layer of an applicator roller with third areas of microscopic elevations
  • FIG. 11 stochastically distributed microscopic surveys
  • FIG. 12 shows a cover layer with a combination of first areas and second areas
  • FIG. 13 a combination of first areas and third areas
  • FIG. 14 shows a cover layer of an applicator roller, on which second areas and third areas are combined with one another
  • FIG. 15 a cover layer in which first areas, second areas and third areas are combined with one another
  • FIG. 16 shows an overview of possible surface structures and their combinations
  • FIG. 17 shows the surface structure of an applicator roller with a regular well structure
  • FIG. 18 shows an applicator roller surface with a well structure and raised islands
  • FIG. 19 shows a surface structure with a stochastic distribution of cells and with exposed tips of microscopic elevations
  • FIG. 20 shows an exemplary embodiment of a cleaning station
  • Image creation processes for creating a latent image are processes for creating a latent image.
  • FIG. 1 shows, as an exemplary embodiment of the invention, a printing device which prints an end image carrier 10, for example paper.
  • the final image carrier 10 is moved in the direction of the arrow P1.
  • the printing device comprises a photoconductor drum 12 which rotates in the direction of the arrow P2.
  • a colorant image applied to the photoconductor drum 12 is transferred to an intermediate carrier drum 14 which is in contact with the photoconductor drum 12.
  • the intermediate carrier drum 14 rotates in the direction of the arrow P3 and transfers the colorant image, supported by a reloading corotron 16, to the lower side of the end image carrier 10.
  • An exposure station 18, a corotron 20, a light source 22 for generating a latent image on the photoconductor drum 12, a coloring station 24 with an applicator roller 26, a hot air generator 28, a cleaning station 30 and a regeneration station 32 are arranged on the circumference of the photoconductor drum 12
  • the functions of these units 18 to 32 are explained in more detail below.
  • the further cleaning station 34 can be constructed in the same way as the cleaning station 30.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the inking station 24 with the applicator roller 26, which faces the outer surface of the photoconductor drum 12.
  • a uniform liquid film 38 is fed to the applicator roller 26 via a feed roller 36.
  • This feed roller 36 in turn a constant amount of colorant is supplied via a scoop roller 40, which has a structure with cups 42 on its outer circumference.
  • the scoop roller 40 dips a section into a scoop 44, in which a supply of colorant is contained.
  • a doctor blade 46 acts on the outer circumference of the scoop roller 40, which causes only the volume of colorant contained in the cups 42 to be conveyed.
  • the feed roller 36 is deformable.
  • the wells 42 empty on their surface, so that the smooth liquid film 38 forms on the surface of the feed roller 36. This liquid film 38 is brought up to the applicator roller 26.
  • the feed roller 36 can rotate in the same direction or in the opposite direction to the applicator roller 26.
  • Applicator roller 26 and feed roller 36 preferably move in synchronism, as shown in FIG. 2 by the direction arrows.
  • the applicator roller 26 separates a homogeneous droplet carpet 48 from the smooth liquid film 38, the droplets of which jump under the action of an electric field from the surface of the applicator roller 26 according to the image pattern onto the photoconductor 12, as is the case for example with the droplet 50 in FIG. 2 is shown.
  • the droplet 50 overcomes an air gap L which is in the range from 50 to 1000 ⁇ m, preferably in the range from 100 to 200 ⁇ m.
  • the surface of the photoconductor 12 can move in the same direction or in the opposite direction to the surface of the applicator roller 26.
  • the surface speed of these two elements can be the same size or different.
  • the surfaces of the photoconductor 12 and the applicator roller 26 preferably move at the same speed in the same direction, as shown in FIG. 2.
  • the remains of the drip Carpet rugs 48 are removed from the surface of the applicator roller 26 with the aid of a doctor blade 52 and are returned to the colorant in the scoop tub 44 via a line system 54, 56.
  • Another squeegee 58 removes the liquid film 38 on the feed roller 36 and supplies the residues to the colorant in the tub 44 via the element 56.
  • the applicator roller 26 is subjected to a bi-potential ÜB in the form of a DC voltage. Because of this bias potential ÜB, there is a potential contrast between image points on the photoconductor 12 and the bias potential ÜB. An alternating voltage with a frequency of preferably 5 kHz or higher can additionally be superimposed on the bias potential ÜB.
  • the potential pattern on the photoconductor 12 is labeled UP.
  • This potential pattern UP is generated as a charge image, for example using a conventional electrographic process by charging with a corotron 20 (see FIG. 1) and by partial discharge using a light source 22, for example an LED print head or a laser print head.
  • Alternative embodiments for a inking station can have an anilox roller with a chambered doctor blade as the scoop roller. Another alternative provides that a smooth film of liquid is sprayed onto the feed roller. A further alternative embodiment provides that the applicator roller is immersed with a section in a bath with the colorant, and that the amount of liquid absorbed is metered via an elastic roller doctor, which acts on the surface of the applicator roller. Further alternative embodiments of the coloring station are explained further below.
  • FIG. 3 shows further details in the area of the air gap L between the surface of the photoconductor drum 12 and the surface of the applicator roller 26.
  • the surface of the applicator roller 26 has a regular structure with elevations 60 with a height of approximately 5 to 10 ⁇ m and one Distance of about 10 to 15 ⁇ m from each other. These elevations 60 have a higher surface energy and a lower specific resistance than the surface sections 62 surrounding them.
  • the surface energy of the elevations 60 is preferably in the range of 40 mN / m, the specific resistance is preferably in the range of 10 1 to 10 6 ⁇ cm.
  • the surface portions 62 have a surface energy preferably in the range of less than 20 mN / m and a specific resistance of, preferably, greater than '10 7 ohm-cm.
  • the droplets of the droplet carpet 48 shown in FIG. 3 form on the elevations 60. After the droplets have been transferred to the surface of the photoconductor 12 due to electrical field forces of the potential pattern UP, they are deposited the droplets, for example the droplet 62, correspond to the potential UP over the distance x, as is shown in detail in section 64.
  • FIG. 4 shows an example of a section of the surface of the applicator roller 26 with the elevations 60 and the surface sections 62.
  • the droplets 66 form on the elevations 60. These droplets are approximately 0.3 to 50 ⁇ m in diameter.
  • the droplets 66 have a relatively low adhesion and receive an increased electrical excess charge on the surface under the influence of an external electric field (not shown).
  • an external electric field is e.g. generated from the image areas to be colored with colorant, which are defined by the charge image and which are located near elevations 60 during the coloring, e.g. at a distance L according to FIG. 2. Detachment by the action of a latent charge image is thus facilitated.
  • the drop size can be varied by changing the structure size of the structure of the surface.
  • the droplet size is equal to or smaller than the print resolution, preferably the droplet diameter is about a quarter of the smallest picture element to be printed.
  • FIG. 5 shows the distribution of the drop or several drops transferred to the photoconductor in accordance with the charge image and the field strength E.
  • the image element 70 to be colored with colorant is defined by the negative charges on the surface of the photoconductor 12.
  • the colorant 68 transferred to this image point 70 in the form of a droplet or a plurality of droplets orients itself in accordance with the charge image, in particular image edges are sharply shaped.
  • the surface energies of the photoconductor 12 and the liquid colorant 68 are coordinated in such a way that a contact angle of greater than approximately 40 ° results.
  • FIG. 6 shows a further variant of a dyeing station 24.
  • the applicator roller 26a does not carry a droplet carpet due to the continuous, homogeneous surface properties, but rather a continuous colorant layer 72.
  • the surface energy of the surface of this applicator roller 26a is typically in the range from 10 to 60 mN / m, preferably between 30 and 50 mN / m.
  • the specific resistance of the surface is in the range from 10 2 to 10 8 ⁇ cm, preferably between 10 5 to 10 7 ⁇ cm.
  • a smooth liquid film with a thickness in the range from 5 to 50 ⁇ m, preferably 15 ⁇ m, is produced on the applicator roller 26a. This liquid film 72 is brought into the effective range of the potential pattern UP.
  • a charge shift occurs within the liquid layer due to the potential contrast and, as a result, drops are formed and detached, as shown, for example, using the drop 50.
  • an excess charge is also injected into the drop 50, in a manner similar to that explained in FIG. Because of the field effect and the kinetic impulse, the drop 50 moves to the surface of the photoconductor 12 and is focused by the field lines on the image areas to be developed.
  • the further structure of the coloring station 24a corresponds to the coloring station 24 shown in FIG. 2.
  • FIG. 7 shows a representation similar to FIG. 3, but using the smooth, homogeneous liquid film 72 from which droplets 50 are released in accordance with the distribution of the potential pattern UP.
  • Several droplets collect on the image area 74 in order to color this image area.
  • the potential pattern UP (x) present in the abscissa direction x the colorant is focused on the image areas 74 to be developed.
  • the liquid colorant 62 is directed onto the colorant Photoconductor 12 on the field strength edges, which results in an edge smoothing of the picture elements.
  • the surface of the photoconductor 12 should have a surface energy that does not lead to the complete spreading of the liquid colorant 62, ie the colorant is prevented from running apart.
  • FIGS. 3 and 7 show that the droplets jump from the surface of the applicator roller 26 and 26a onto the opposite surface of the photoconductor 12. Such jumping need not necessarily be present.
  • a drop of the drop carpet 48 on the applicator roller 26 or a drop formed on the applicator roller 26a from the smooth liquid film 72 can be elongated due to the electrical field effect according to the potential pattern UP. This deformation of the drop can be such that a liquid channel forms for a short time between the surface of the photoconductor 12 and the surface of the applicator roller 26 or 26a, and the drop can simultaneously come into contact both with the surface of the photoconductor and with the surface of the Applicator roller 26 and 26a have.
  • the drop migrates completely or partially from the surface of the applicator roller 26 to 26a over to the surface of the photoconductor, which leads to an image-like coloring.
  • the structure and technical properties of the surface of the applicator roller 26 are explained in the following FIGS. 8 to 19.
  • the applicator element • regardless of its shape, is characterized in that its surface has a structure with a large number of areas at which the detachment of drops from the liquid layer is facilitated.
  • This liquid layer can be present as a homogeneous, uniform layer or as a droplet carpet, as has already been mentioned above.
  • the applicator roller 26 according to FIG. 8 has a cover layer 76 with reduced conductivity and a surface energy in the range of preferably 30 to 50 mN / m with a relatively low polar portion of the surface energy, preferably in the range of less than 10 mN / m.
  • a plurality of first regions 78 are embedded in this cover layer 76, which have an increased electrical conductivity compared to the cover layer 76.
  • the first areas 78 are produced, for example, by doping the cover layer 76 by means of metal atoms.
  • the first regions 78 can be repeated at regular intervals or can be arranged at stochastically distributed intervals.
  • the distances between the first regions 78 are preferably at a distance of 0.3 to 50 ⁇ m from one another.
  • the cover layer can, for example, be made of DLC (diamont like carbon).
  • the doping of the first regions 78 can be selected such that there is an almost rectangular transition in the conductivity. Alternatively, a smooth, continuous transition can be selected.
  • the Art of the transition and also the size of the first areas 78 and the exposed areas 80 define the size of the droplets. In this manner, droplets can be produced that have a diameter up to 10 microns have 'and can easily be detached from the areas of the 80th
  • the advantage of the arrangement shown in FIG. 8 is that the structuring of the cover layer 76 with areas 78 of different conductivity can take place on an otherwise smooth surface. At the first areas 78 of increased conductivity, charge carriers can be injected into the colorant droplets, which support the detachment of the droplets or drops from a closed liquid film under the influence of an external electric field.
  • FIG. 9 shows a further variant of the structuring of the surface of the applicator roller 26.
  • structuring takes place by changing the surface energy in sections. This change in surface energy takes place in a fixed grid and abruptly.
  • the transition between sections of different surface energy can be continuous and the grid can be stochastically distributed.
  • Cups 84 are embedded in the cover layer 76 made of a first material, the grid-shaped distribution of which takes place with a resolution of preferably 1200 dpi.
  • the cups 84 are filled with a second material.
  • the cups 84 with the second material form second areas 86 in the surface of the cover layer 76 with exposed areas 80 therebetween.
  • a droplet carpet with droplets 82 forms on these exposed areas.
  • the combination of two materials allows a variety of variations.
  • ceramic can be provided as the first material and Teflon as the second material.
  • DLC material, F-DLC material (fluor diamond-like carbon material) or Sicon material can be provided as the first material and Teflon as the second material.
  • a further material combination results if the first material is a Ni layer or a layer made of Ni alloy, preferably CrNi, and the second material is Teflon, the Teflon material preferably being embedded in the form of balls in the Ni layer.
  • the advantages of the arrangement according to FIG. 9 are that the structuring can take place on an otherwise smooth surface.
  • the change in surface energy • leads specifically to the promotion of droplet formation.
  • Adaptation to different colorant systems is possible via the numerous variants of material combinations.
  • the combination of materials also reduce the adhesion of the droplets formed on the surface "of the applicator allows.
  • FIG. 10 shows a further example of a structuring of the surface of the applicator roller 26 in such a way that the formation and detachment of drops from the liquid layer is facilitated.
  • the structure of the surface has a multiplicity of third areas 88, which are formed as microscopic elevations on the otherwise macroscopically smooth surface. These third areas 88 can form a regular or a stochastic structure.
  • the local wavelength of this structure is preferably in the range from 0.3 to 50 ⁇ m.
  • the material of the cover layer should be such that it is compatible with the used liquid colorant forms the largest possible contact angle, preferably a contact angle greater than 90 °.
  • a discontinuous layer of liquid is thus formed, preferably in the form of drops at the liquid's interface with the surface of the applicator roller 26.
  • the microscopic elevations form small peaks and edges that lead to the formation of electrical field peaks in the area of action of an electrical field. These field peaks serve as separation points for the transfer of drops.
  • FIG. 11 shows that the third areas 88 can be distributed stochastically.
  • the height difference between the highest points of the microscopic elevations of the third regions 88 and the level of the macroscopically smooth surface is approximately 2 to 20 ⁇ m, preferably 5 to 10 ⁇ m, for the examples according to FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 12 shows an example in which first areas 78 and second areas 86 are combined with one another. Both areas 78, 86 are formed at the same locations. Alternatively, the transition between the combined first and second regions 78, 86 and the remaining regions 80 can be continuous and the regions can be stochastically distributed. The combination of materials can be such as has been explained in connection with FIG. 9.
  • FIG. 13 shows a surface structure as a combination of the examples according to FIGS. 8 and 10.
  • First areas 78 with increased conductivity are combined with a change in the surface contour.
  • the first areas 78 and the third areas 88 can be formed regularly and alternately. However, the spatial wavelength of the first regions 78 and the third regions 88 can also be different from one another deviate, the local wavelength of the third areas 88 being at most one fifth of the local wavelength of the first areas 78. Due to the combination of the first areas 78 and third areas 88, the droplet formation, the size of the droplets and the injection of charge carriers into these drops can be influenced.
  • FIG. 14 shows an exemplary embodiment in which the surface is structured in such a way that second regions 86 and third regions 88 are combined with one another. These second areas 86 and third areas 88 can be formed regularly and alternately. Alternatively, the local wavelengths of the second regions 86 and the third regions 88 can be different from one another, the local wavelength of the third regions 88 being at most one fifth of the local wavelength of the second regions 86.
  • FIG. 15 shows a further exemplary embodiment in which first areas 78, second areas 86 and third areas 88 are combined. In this way, the wetting of the surface of the applicator roller 26 can be set in a targeted manner.
  • Figure 16 gives an overview of the possible surface structures and their combinations. The uppermost illustration shows that the cover layer of the applicator roller has first areas 78 with changed conductivity. In the example according to FIG. 16, the liquid colorant is shown as a continuous layer 77.
  • the example below shows the second areas 86 with changed surface energy, which are cup-shaped.
  • the example below shows the surface structure with the third areas of a micro- scopic regular surface contour.
  • the example below shows a stochastically distributed surface contour with third areas 88.
  • the further example below shows a surface structure with a combination of first areas 78 and second areas 86.
  • the further example below shows a combination of first areas 78 of changed conductivity and third areas 88 with a microscopic surface contour.
  • the penultimate example shows the combination of second areas 86 and third areas 88.
  • the last example shows a surface structure with a combination of first areas 78, second areas 86 and third areas 88.
  • FIGS. 17 to 19 show concrete surface structures for an applicator roller.
  • a cover layer 76 with reduced conductivity and a surface energy in the range from 30 to 50 mN / m with a polar proportion greater than or equal to 5 mN / m, for example ceramic is applied to a metallic base body 90.
  • This cover layer 76 has a regular cell structure, for example with a resolution of 1200 dpi.
  • the cups 84 are made of a material with a lower surface energy than ceramic and with a lower conductivity than ceramic, for example Teflon. Overall, there is a flat roller surface.
  • the surface of the filled cells has an area share of 60 to 90%, preferably 70 to 80%, of the total surface.
  • the liquid film 38 is split at the contact point between the feed roller 36 and the applicator roller 26 (see FIG. 2). Only those areas of the surface which have an increased surface energy take on the applicator roller 26. Since these areas with increased surface energy are separated from areas with lower surface energy, a uniform droplet carpet is formed 48.
  • the drop size is determined by the fineness of the structure of hydrophobic and hydrophilic areas. With a resolution of 1200 dpi, drops of approx.
  • FIG. 18 shows a further example for the structuring of the applicator roller surface.
  • a cover layer 76 with reduced conductivity e.g. Ceramic, applied with a thickness of 1 to 500 ⁇ m.
  • the base body 90 or optionally the cover layer 76 is structured by a regular cell structure with a resolution of at least 1200 dpi.
  • the cups 84 are made of a material with a lower surface energy than ceramic and a lower conductivity than ceramic, e.g. Teflon, filled up. The cups 84 are not completely filled, so that a roller surface with raised islands 92 is formed.
  • the surface of the filled cells has an area share of 60 to 90% of the total surface.
  • droplets 82 form on the raised areas 92 to form a droplet carpet 48.
  • FIG. 19 shows a further exemplary embodiment for an applicator roller.
  • the conductive base body 90 preferably made of metal, with a surface energy in the range from 30 to 50 mN / m with a polar proportion greater than or equal to 5 mN / m, there is optionally an intermediate layer 76 with reduced conductivity and a surface energy in the same range, for example ceramic, applied with a thickness in the range of 1 to 500 microns.
  • the surface of the roller base body 90 or optionally the intermediate layer 76 is structured by a stochastic distribution of cup chen 84 with a grid spacing of 0.3 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably in the range of 0.3 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • a cover layer 94 for example made of Teflon, with a material having a lower surface energy and a lower conductivity than the underlying layer 76, 90 fills the depressions, so that the tips 96 of the stochastic surface structure remain uncovered.
  • the surface of the filled-in depressions has an area fraction of preferably 60 to 90% of the total surface.
  • the colorant image is thickened by physical and / or chemical processes, preferably by the evaporation of the carrier liquid in the colorant. This effect is intensified by the hot air generator 28, to which the colored ink image is fed as a result of the rotational movement of the photoconductor drum 12.
  • the colorant image is first transferred from the surface of the photoconductor drum 12 to the surface of an intermediate carrier drum 14 which is in contact with the surface of the photoconductor drum 12.
  • the transmission takes place by mechanical contact and is preferably supported by a transfer printing voltage which is applied to the intermediate carrier drum 14.
  • the intermediate carrier drum 14 consists of an electrically highly conductive body, preferably of metal, and has a coating with a de- Finished electrical resistance, preferably in the range of 10 5 to 10 13 ⁇ cm.
  • a band can be provided as the intermediate carrier, which has a defined electrical resistance, preferably in the range from 10 5 to 10 13 ⁇ cm, and that of an electrically highly conductive element, which preferably consists of a metal, to the colored one Image on the latent image carrier, for example the photoconductor drum 12, is brought up.
  • This tape also preferably carries an electrical potential on the surface, which supports the transfer of the liquid image from the latent image carrier to the intermediate carrier.
  • the electrical potential of the surface of the intermediate carrier is set by an auxiliary voltage which is applied directly to the intermediate carrier or to the highly electrically conductive element which leads the intermediate carrier surface to the colored image on the latent image carrier.
  • This auxiliary voltage can contain DC voltage components and AC voltage components.
  • the cohesion of the colorant image is greater than the adhesion between the intermediate carrier and the colorant image; the adhesion between the intermediate carrier and the colorant image is in turn greater than the adhesion between the surface of the latent image carrier and the colorant image. Because of these adhesive force conditions, the colorant image is transferred from the latent image carrier to the intermediate carrier.
  • the viscous can be applied to the intermediate carrier by suitable means, preferably by a dry hot air stream. sity of the transferred colorant image can be further increased. This ensures that the cohesion of the colorant image is sufficiently high to ensure complete transfer to the final image carrier 10. This also ensures that in the operating mode “collection mode *, which is explained in more detail below, the last colorant image generated in each case has a lower cohesion than the previously collected colorant images. In this way, there is no retransfer of colorant to the surface of the photoconductor.
  • a hot air station 36 is provided for generating a dry hot air flow which acts on the surface of the intermediate carrier drum 14.
  • the surface of the intermediate carrier drum 14 is guided past this in the direction of rotation P3.
  • a cleaning station 30 or a cleaning station 34 is arranged on the circumference of the photoconductor drum 12 or the intermediate carrier drum 14. These cleaning stations 30, 34 serve to remove the remnants of the colorant image still remaining after printing. The structure of the cleaning station 30 or 34 is explained in more detail below. Furthermore, a regeneration station 32 is arranged on the periphery of the photoconductor drum 12 after the cleaning station 30, which generates defined surface properties and charge injection conditions on the surface of the photoconductor drum 12.
  • Various operating modes can be provided for realizing multi-color printing on the final image carrier 10.
  • a first mode of operation different color image extracts are successively generated on the latent image carrier, ie the photoconductor drum 12, and successively transferred directly to the final image carrier 10.
  • a second operating mode several color image separations are superimposed on the photoconductor 12. The superimposed color image extracts are then transferred together to the final image carrier 10 ' .
  • a third mode of operation provides that, in order to implement multicolor printing, a plurality of color image sequences are successively generated on the latent image carrier and superimposed on the intermediate carrier. The superimposed color image extracts are transferred together from the intermediate carrier to the final image carrier 10.
  • a printing unit with a latent image carrier and an applicator element is provided for each color separation, each of which produces a color separation.
  • the different color separations are successively transferred directly to the final image carrier 10 with a precise fit or first to an intermediate carrier, e.g. the intermediate carrier drum 14, and from there to the final image carrier 10.
  • This operating mode is also called single-pass procedure.
  • a fifth operating mode is characterized in that a single latent image carrier is provided for realizing multi-color printing, to which several applicator elements are assigned, for example in the manner of the applicator roller 26. Each applicator element generates a color image extract which is transferred to the final image carrier 10 directly or initially to an intermediate carrier and from there to the final image carrier 10. This operating mode is also called multi-pass procedure.
  • An embodiment for the single-pass method has up to five complete printing units, each with a character generator, a latent image carrier and at least one coloring station, and has a common intermediate carrier.
  • the multicolored image is created in a single pass.
  • the individual partial color images are generated on the latent image carriers assigned to them at such a time interval that they meet in register with the same surface area of the intermediate carrier which is successively moved past the individual colored latent image carriers and takes over the partial color images in contact with them.
  • the partial color images together form the mixed color image.
  • the cohesion of the individual ink images is set to the respective latent image carrier in such a way 'that the cohesion of the first transferred to the intermediate support colorant image is higher than the respective subsequent ink image. For example, this can be achieved by a differently advanced dry state of the colorant images.
  • FIG. 20 shows an exemplary embodiment for the cleaning station 30.
  • This cleaning station 30 has the task that the residues 101 of the colorant image which remain after the transfer of the colorant image are removed from the surface of the photoconductor drum 12.
  • a brush roller 102 is used for this purpose, the brush 103 of which is in contact with the surface of the photoconductor drum 12.
  • the brush roller 102 rotates in the direction of the arrow P4, preferably in the opposite direction to the movement of the photoconductor drum 12 in the direction P3.
  • the brush 103 is arranged such that the theoretical outer diameter of the brush roller 102 is immersed in the surface of the photoconductor drum 12. This ensures the defined stress on the bristles and the compensation of manufacturing tolerances.
  • the brush roller 102 removes residues 101 of the liquid colorant by mechanical displacement, supported by the adhesion between the colorant and the brush hair and possibly by electrostatic support.
  • the base body ⁇ of the brush roller 102 is preferably made of metal, to which a voltage UR is applied in order to achieve the advantageous electrostatic detachment effect.
  • This voltage UR is a DC voltage, which can be superimposed by an AC voltage.
  • the contact area between the brush and the carrier liquid is subjected to ultrasound energy from an ultrasound source 107.
  • an ultrasound source 107 After leaving the bath 106 ⁇ engages the brush 103 a suction device 104 which sucks the still adhering to the brush 103 diesstechniksrestse.
  • the existing in the tub 100 mixture of carrier liquid and residues of colorant can be recycled and re-used for the printing process.
  • the cleaning station 30 shown in FIG. 20 removes residues 101 from the photoconductor drum 12.
  • An identical or similarly constructed cleaning station can also be used for cleaning the surface of an intermediate carrier, for example the intermediate carrier drum 14.
  • a cleaning station of this type can therefore be used for removing color residues which adhere to a support, generally referred to as an image carrier, to which a liquid colorant image has been applied.
  • the cleaning station can Sewalze included, which is pressed onto the surface of the image carrier.
  • a doctor blade which is arranged after the contact point as seen in the direction of rotation of the detaching roller, serves to strip off the colorant taken up by the detaching roller.
  • the ' release roller is preferably immersed in a bath with carrier liquid. After passing through the bath, a further doctor blade can be arranged on the circumference of the detaching roller in order to scrape off the liquid on the surface of the detaching roller.
  • the surface energy of the surface of the release roller should be set in such a way that there is a higher adhesion between the colorant residue and the surface of the release roller than the cohesion within the colorant residue.
  • the cohesion within the colorant residue should be greater than the adhesion between the colorant residue and the surface of the image carrier.
  • the cleaning station contains a cleaning fleece which is pressed onto the image carrier.
  • the cleaning fleece is preferably moved at a considerably lower speed than the peripheral speed of the image carrier.
  • the cleaning fleece can be designed as an endless belt which, after contact with the surface of the image carrier, is passed through a bath filled with carrier liquid. The colorant is dissolved and removed from the cleaning fleece.
  • the endless belt is applied with a doctor blade and preferably with ultrasound. After leaving the bath, excess carrier liquid is removed from the endless belt, preferably using a pair of squeeze rollers.
  • the cleaning fleece can be rolled up on a dispenser roll and is brought into contact with the surface of the image carrier using a roller and a saddle. The cleaning fleece is then wound onto a receiver roll. The cleaning fleece is from the donor role gradually moves to the recipient role. Up to several thousand sheets can be printed between two steps.
  • this contains a doctor blade which is pressed onto the image carrier.
  • the image carrier is in the form of a tape, a roller or a rod can be provided as a counter bearing for the squeegee.
  • the cleaning station contains a wave bath device which directs a jet of cleaning liquid onto the surface of the image carrier.
  • the carrier liquid of the colorant is preferably used as the cleaning liquid.
  • Another variant of the cleaning station contains a roller bath device which uses a roller to bring cleaning fluid to the surface of the image carrier.
  • This cleaning liquid preferably the carrier liquid of the colorant, dissolves the colorant residues as they are removed with the rotation of the roller.
  • a doctor then acts on the roller mentioned, wiping off the dissolved liquid colorant.
  • Another variant of the cleaning station contains an Airknife. This displaces the liquid colorant from the image carrier to be cleaned. The displaced colorant residues can be collected, processed and reused for the printing process.
  • a further exemplary embodiment of a cleaning station contains a suction device which sucks the liquid colorant residue off the surface of the image carrier.
  • the extracted exhaust air can be filtered and the liquid paint tel are deposited, which is preferably reused in the further printing process.
  • a detachment station can be arranged in front of the cleaning station 30 (not shown), which applies a cleaning liquid to the surface of the image carrier.
  • a scoop roller can be provided for application; alternatively, a section of the image carrier can pass through a bath with cleaning liquid. It is advantageous if the carrier liquid of the colorant is used as the cleaning liquid. It is advantageous if the contact point between the cleaning liquid and the image carrier is subjected to ultrasound energy.
  • a regeneration station 32 is arranged after the cleaning station 30 in the exemplary embodiment shown in the direction of rotation of the photoconductor drum 12. While the cleaning station 30 ensures continuous mechanical cleaning, the regeneration station 32 serves to set and permanently guarantee defined process conditions, in particular with regard to the surface properties, such as the surface energy of the latent image carrier, the surface energy ratio between the surface of the latent image carrier, the liquid colorant and, if appropriate, the surface of the intermediate carrier, and the surface roughness, ie the microscopic structure of the surface. Furthermore, the regeneration station serves to set defined process conditions with regard to the electrical properties on the surface of the latent image carrier, for example with regard to the charge injection conditions and the surface resistance.
  • the regeneration station determines the surface energy, which is the wettability of the surface with the liquid colorant controls.
  • the regeneration station maintains, on the surface of the image carrier, which may be an intermediate carrier or a latent image carrier, a substance influencing the surface energy, preferably surfactant solutions, in particular in 'water dissolved non-ionic surfactants.
  • This substance can be applied, for example, with a layer thickness of less than 0.3 ⁇ m, which completely wets the surface, preferably in a time of less than 5 ms.
  • the regeneration station can contain a corona device which has a corona with an alternating voltage in the range from 1 to 20 kVss (measured from peak to peak) at a frequency in the range from 1 to 10 kHz.
  • This corona device can alternatively be used to apply the substance or in combination with the substance.
  • cleaning and regeneration are combined in a single operation.
  • wave pool cleaning or roller pool cleaning is used.
  • a substance controlling the surface energy preferably a surfactant solution, is added to the cleaning liquid. This substance is then transferred to the image carrier with the cleaning liquid. Excess cleaning liquid can be removed again, and such residues can be recycled.
  • the surface of the image carrier can be dried by suitable means, for example a warm one and dry air flow directed to the surface. This drying serves to increase the surface-active components and thereby to increase their effectiveness. In addition, a potentially disruptive effect of excess cleaning fluid is avoided.
  • the surface energy state of this cover layer must also be restored or maintained after each dye transfer change.
  • the material of the upper insulating cover layer of the photoconductor must accordingly be matched to the use of aqueous colorants.
  • the surface energy conditions must be such that the carrier liquid with the colorant adheres to the surface in the latent image areas to be colored. At least this liability condition must apply to the solids content of the colorant. In the areas of the The surface of the photoconductor must outweigh the electrical repulsion effect in such a way that no liquid comes into contact with the insulating surface of the photoconductor.
  • a variant is that because of the stability of the electric field over the insulating cover layer of the photoconductor, a permanent approach of the liquid containing colorant to this insulating layer can be carried out, the polarity of the solid colorant particles in the liquid must be such that it Particles are attracted by the electric field in the areas to be colored. In the areas not to be colored, the electrical field direction is reversed, so that the charged solid colorant particles are repelled.
  • Imaging of the cover layer of the photoconductor can also be achieved in that the areas to be colored are relatively well wetted by the combined effect of the surface energy relationship between the insulating cover layer and the liquid and the electric field and the areas which are not to be colored are relatively poor because of the reverse field direction become.
  • This type of coloring or the combination with the deposition of the charged solid colorant particles is particularly suitable for the development process at high speed.
  • the liquid layer In order to realize a high-speed process with a pure particle deposit without significant wetting differences between the areas to be colored and those not to be colored, the liquid layer must be very thin and the concentration of the solid colorant particles must be relatively high. The largest possible particle charge is advantageous for high-speed development.
  • this photoconductive layer can be provided with a thin insulating cover layer according to one exemplary embodiment.
  • This top layer is chosen so that it meets the requirements for wettability and other surface properties, such as the charge injection property, for the absorption and release of a liquid colorant.
  • FIGS. 21 to 26 explain photo-dielectric imaging processes.
  • a photo-dielectric process (FIGS. 21 and 22) can be used to generate the latent image, in which the formation of the latent image is controlled by an electric field in the photoconductor.
  • a charge current controlled process can also be used for latent image generation (FIGS. 23 to 26).
  • An image generation process which is also referred to as Nakamura process 1, is explained with reference to FIG.
  • the photoconductors shown in the following figures each have " a lower conductive layer 110, a middle photosensitive layer 112 and an upper insulating cover layer 114.
  • This cover layer 114 determines the surface energy state, the electrical surface resistance and the charge injection properties of the photoconductor.
  • the cover layer 114 itself does not significantly affect the electrophotographic process for generating the latent image.
  • the layer system of the photoconductor in a first step is first uniformly charged with one polarity, with charge carrier injections from the lower, conductive layer 110 into the photoconductor layer 112 and / or through simultaneous uniform exposure (not shown) prevents the formation of an electric field in the photoconductor layer 112.
  • the layer system is then recharged with the opposite polarity, an electrical field being created in the photoconductor layer 112 (second step).
  • the layer system is exposed imagewise, whereby the latent image is created. Typical potential relationships are entered in FIG.
  • FIG. 22 relates to a photo-dielectric imaging process, which is also referred to as a Hall process.
  • a first step the layer system of the photoconductor is initially charged uniformly with one polarity, an electrical field being built up both in the photoconductor layer 112 and in the cover layer 114.
  • the layer system is then exposed imagewise (second step).
  • second step the electric field in the photoconductor layer 112 is reduced in exposed areas, while it is retained in unexposed areas.
  • the charge is recharged evenly with the same polarity as in the first step.
  • a uniform surface exposure then takes place, the electrical field being reduced in all areas of the photoconductor layer 112 and the latent image being produced (fourth step).
  • Typical potential relationships are again shown in FIG.
  • FIG. 23 shows a photo-electric imaging process, which is also referred to as the Katsuragawa process, a charge current-controlled process being used for the latent image generation.
  • the layer system of the photoconductor is first uniformly charged with one polarity, with charge carrier injection from the lower conductive layer 110 into the photoconductor Layer 112 and / or simultaneous uniform exposure (not shown) prevents the formation of an electric field in the photoconductor layer 112.
  • the layer system is exposed imagewise and, at the same time, is recharged with the opposite polarity for charging in the first step, an electrical field in the photoconductor layer 112 being prevented in exposed areas. In unexposed areas, an electrical field is created in the photoconductor layer 112.
  • the layer system is exposed uniformly, the latent image being produced. Typical potential relationships are also entered in FIG.
  • FIG. 24 Another charge current controlled imaging process is described in FIG. 24 and is referred to as the Canon NP process.
  • the layer system of the photoconductor is first uniformly charged with one polarity, with the formation of an electric field in the photoconductor layer 112 by charge carrier injection from the lower, conductive layer 110 into the photoconductor layer 112 and / or by simultaneous uniform exposure (not shown) is prevented.
  • the layer system is then exposed imagewise and discharged at the same time, preferably with the aid of an AC corona, the occurrence of an electric field in the photoconductor layer 112 being prevented in exposed areas. In unexposed areas, an electric field is created in the photoconductor layer 112 (second step).
  • a third step the layer system is exposed evenly, creating the latent image.
  • Typical potential relationships are again shown in FIG. FIG. 25 describes a charging current-controlled image generation process, which is referred to as Naka ura process 3.
  • the layer system is charged evenly with one polarity (the positive polarity was selected in the example according to FIG. 25) and at the same time exposed image-wise. In exposed areas, the formation of an electric field in photoconductor layer 112 is prevented, while in unexposed areas, a somewhat smaller electric field arises both in photoconductor layer 112 and in cover layer 114. Then, in the second step, there is a uniform charge with opposite polarity to the charge in the first step.
  • the surface potential is then the same in the areas exposed and unexposed in the first step, in the example according to FIG. 25 approximately -500 volts.
  • the latent image is created during the final uniform exposure of the entire layer system (third step). Typical potential relationships are again shown in FIG. 25.
  • FIG. 26 shows a charging current-controlled image generation process which is referred to as the Simac process.
  • the layer system is charged evenly with one polarity (positive in the example according to FIG. 26) and at the same time exposed imagewise. In exposed areas, the formation of an electric field in photoconductor layer 112 is prevented, while in unexposed areas, a somewhat smaller electric field arises both in photoconductor layer 112 and in cover layer 114.
  • the latent image is formed in the second step, the electrical field disappearing in all areas of the photoconductor layer.
  • Typical potential relationships are also entered in FIG. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • ultrasound source 110 conductive layer 112 photosensitive layer

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Abstract

Beschrieben wird ein Applikatorelement zum Bereitstellen einer Schicht eines flüssigen Farbmittels, insbesondere zum Einfärben eines Latentbild-Trägers einer Einrichtung zum elektrografischen Drucken oder Kopieren, wobei die Oberfläche des Applikatorelements (26) eine Struktur mit einer Vielzahl von Bereichen (78, 80, 86, 88) hat, an denen das Ablösen von Tropfen aus der Flüssigkeitsschicht erleichtert ist.

Description

APPLIKATORELEMENT UND VERFAHREN ZUM ELEKTROGRAFISCHEN DRUCKEN ODER KOPIEREN UNTER VERWENDUNG FLÜSSIGER FARBMITTEL
Applikatoreleinent und Verfahren zum elektrografischen Drucken oder Kopieren unter Verwendung flüssiger Farbmit- tel
Die Erfindung betrifft ein Applikatoreleinent und ein Verfahren zum elektrografischen Drucken oder Kopieren unter Verwendung flüssiger Farbmittel .
Bekannte Einrichtungen zum elektrografischen Drucken oder Kopieren benutzen einen Prozeß, bei dem Trockentoner auf das Latentbild eines Latentbild-Trägers, beispielsweise eines Fotoleiters, aufgetragen wird. Ein derartiger Trok- kentoner führt zu relativ dicken Tonerschichten, da die Tonerpartikel eine relativ große Partikelgröße haben, und für eine ausreichende Farbdeckung mehrere Tonerpartikel übereinander angelagert werden müssen. Die auf das Latentbild aufgebrachte Trockentonerschicht muß fixiert werden, wozu eine relativ hohe Energie aufzuwenden ist. Diese hohe Energie' führt zu einer starken Beanspruchung des Endbildträgers, vorzugsweise Papier, infolge der Fixierung durch Hitze und/oder Druck.
Bisher verwendete Flüssigtoner enthalten eine Trägerflüssigkeit, die geruchbehaftet und brennbar ist. Der mit Flüssigtoner beaufschlagte Endbildträger ist häufig ebenfalls geruchbehaftet. Bei der Anwendung von Flüssigtoner wird dieser in Kontakt mit dem Latentbild-Träger gebracht.
Aus der US-A-5, 943, 535 ist es bekannt, einen auf Wasserbasis arbeitenden Flüssigtoner zu verwenden, der in Kontakt mit einem Latentbild-Träger gebracht wird. Aufgrund des leitfähigen Flüssigtoners ergibt sich auf dem Latentbild- Träger ein Niederschlag entsprechend dem elektrostatischen Ladungsbild.
Weiterhin ist noch auf konventionelle' Druckverfahren, wie beispielsweise den Offsetdruck, zu verweisen, die flüssige Farbmittel verwenden. Bei diesen konventionellen Druckverfahren ist die Druckform nicht variabel, so daß ein wirtschaftlicher Druck von kleinen Auflagen' nicht möglich ist.
Aus der DE-A-30 00 019 ist eine Einrichtung für einen Flüssigentwickler bekannt. Auf einen Endbild-Träger wird ein latentes Bild, beispielsweise ein Potentialmuster, erzeugt. ' Ein Applikatoreleinent trägt eine Flüssigkeitsschicht. Zwischen der Flüssigkeitsschicht und dem End- bildträger wird ein Luftspalt bestimmter Luftspaltbreite eingestellt. Flüssigkeitselemente von der Flüssigkeitsschicht werden ' aufgrund des elektrischen Potentials auf dem Endbild-Träger auf dessen Oberfläche transferiert.
Aus der US-A-4, 982, 692 ist ein Verfahren zum Drucken bekannt, das mit einem Flüssigkeitsentwickler arbeitet. Tröpfchen einer Flüssigkeitsschicht auf einem Applikatoreleinent werden unter der Wirkung eines elektrostatischen Kraftfeldes auf die Oberfläche eines Latentbild-Trägers transferiert.
Weiterhin ist aus der US-A-5, 622, 805 ein Verfahren mit einem Flüssigkeitsentwickler bekannt, bei dem Tröpfchen auf einer Applikatorwalze unter dem Einfluß eines elektrosta- tischen Feldes auf die Oberfläche eines Latentbild-Trägers transferiert werden.
In US-A-4,942,475 und US-A-3, 830, 199 sind Flüssig-Entwick- lersysteme beschrieben, bei denen eine Applikatorwalze eine Flüssigkeitsschicht trägt. Die Oberfläche der Appli- katorwalze' enthält eine Vielzahl von Ausnehmungen, in denen der Flüssigentwickler aufgenommen ist.
Aus der JP 10-18037 A mit Abstract ist ein bilderzeugendes Verfahren bekannt, bei dem eine Kontaktfläche einen Carbonfilm aufweist. Dieser Carbonfilm besteht aus DLC-Mate- rial, das durch ein Plasma-CVD-Verfahren erzeugt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Applikatoreleinent und ein Verfahren, insbesondere zum elektrografischen Drucken oder Kopieren, anzugeben, welches die Anwendung eines flüssigen Farbmittels gestattet.
Diese Aufgabe wird für ein Applikatoreleinent durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bevorzugt wird das Applikatoreleinent nach der Erfindung in einem Drucker oder Kopierer eingesetzt. In diesem wird in einer Einfärbestation flüssiges Farbmittel derart" aufbereitet, daß auf dem Applikatoreleinent eine pro Zeit und pro Fläche konstante Flüssigkeitsmenge in Form einer Flüssigkeitsschicht vorhanden ist. Auf diesem Applikatorele- ment, vorzugsweise ein Band oder eine Walze, wird der Flüssigkeitsfilm in den Wirkungsbereich des Potentialmusters gefördert, dessen Potential entsprechend einem zu druckenden Bildmuster verteilt ist. Vorzugsweise entspricht das Potentialmuster einem elektrostatischen La- dungsbild. Das Potentialmuster wurde zuvor durch geeignete Mittel auf dem Latentbild-Träger erzeugt, beispielsweise durch elektrostatisches Aufladen und Belichten eines Fotoleiters. Zwischen der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht und dem Latentbild-Träger mit dem Potentialmuster exi- stiert ein Luftspalt. Zwischen der Oberfläche des Applika- torelements und den Bildstellen des Potentialmusters auf dem Latentbild-Träger ergibt sich ein Potentialkontrast, beispielsweise unterstützt durch Anlegen einer Spannung an das Applikatorelement.. Abschnitte der Flüssigkeitsschicht werden dann partiell von dem Applikatorelement abgelöst und springen in kleinen Tröpfchen oder transferieren durch Verformung von Tröpfchen entsprechend den Feldlinien auf die Oberfläche des Latentbild-Trägers und färben das Latentbild zum Farbmittelbild ein. Dieses Farbmittelbild kann danach direkt auf den Endbildträger, beispielsweise Papier, übertragen werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Farbmittelbild vom Latentbild-Träger zunächst auf einen Zwischenträger übertragen und von dort auf den Endbildträger übertragen wird.
Bei der Erfindung wird ein flüssiges Farbmittel, vorzugsweise mit einem Feststoffgehalt von 20 % oder. höher, verwendet. Dieses flüssige Farbmittel enthält eine Trägerflüssigkeit, die vorzugsweise geruchlos, nicht brennbar, gut umweltverträglich und nicht toxisch ist. Vorzugsweise wird als Trägerflüssigkeit Wasser verwendet.
Die Verwendung eines flüssigen Farbmittels hat den Vorteil, daß es in einem Vorratsbehälter leicht aufbewahrt werden kann und in diesem Vorratsbehälter und in den zugehörigen Transportleitungen keine Entmischung, keine Pha-- senseparation und keine irreversiblen Antrocknungen auftreten. Durch Zugabe von Trägerflüssigkeit läßt sich die Feststoffkonzentration bzw. die Farbmittelkonzentration leicht ändern. Das flüssige Farbmittel kann so zugeführt werden, daß ein Farbmittelkonzentrat und die Trägerflüssigkeit getrennt voneinander aufbewahrt und transportiert werden. Aufgrund der Injektion einer definierten Überschußladung in die zu transferierenden Tröpfchen beim Ablösen dieser Tröpfchen von dem Applikatorelement wird eine unbeabsichtigte Hintergrund-Einfärbung vermieden.
Zwischen der Oberfläche des Applikatorelements und der Oberfläche des Latentbild-Trägers ist ein Luftspalt vorhanden, der vom flüssigen Farbmittel überwunden wird. Diese Einfärbung des Potentialmusters auf dem Latentbild- Träger über einen Luftspalt hinweg hat den Vorteil, daß kein Verschleiß am Latentbild-Träger stattfindet bzw. ein Verschluß zumindest minimiert wird. Beim Überwinden des Luftspaltes werden die Tröpfchen entsprechend dem Potentialmuster fokussiert, wodurch sich eine scharfe Linien- bildung ergibt. Das flüssige Farbmittelbild richtet sich entsprechend dem Potentialmuster selbsttätig aus, was insbesondere eine klare Definition der Bildkanten ermöglicht.'
Die Verwendung eines flüssigen Farbmittels hat weiterhin den Vorteil, daß relativ dünne Farbschichten auf dem Endbildträger erzeugt werden können. Auf diese Weise ist der Farbmittelverbrauch gering und es lassen sich hohe Druckgeschwindigkeiten erzielen. Auch im Hinblick auf die Fixierung des Farbmittelbildes auf dem Endbildträger ergeben sich Vorteile. Die aufzuwendende Energie kann verringert und die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht sein.
Das Potentialmuster auf dem Latentbild-Träger ist vorzugsweise als elektrostatisches Ladungsbild ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, ein Potentialmuster in Form von Magnetfeldlinien zu erzeugen. In diesem Falle ' sollte das flüssige Farbmittel magnetisch beeinflußbare Trägerpartikel enthalten, die bewirken, daß Farbmittel auf dem Latentbild-Träger unter Überwindung des Luftspaltes transfe- riert werden und das Latentbild einfärben. Mit der Be- Zeichnung „elektrografisches Drucken oder Kopieren* wird ausgedrückt, daß eine Vielzahl von elektrisch arbeitenden Verfahren einsetzbar sind, mit denen ein Latentbild auf einem Latentbildträger erzeugt werden kann.
Gemäß einem Auführungsbeispiel der Erfindung ist im Luftspalt ein alternierendes Kraftfeld vorhanden, das auf die Flüssigkeitsschicht einwirkt. Als alternierendes Kraftfeld kann ein elektrisches Wechselfeld und/oder ein magnetisches Wechselfeld und/oder ein akkustisches Wechselfeld, insbesondere ein Ultraschallfeld verwendet werden. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß ein derartiges Wechselfeld vorteilhaft ist, um feine Druckstrukturen zu erzeugen. Das alternierende Kraftfeld unterstützt die Aus- formung von Tröpfchen in der Flüssigkeitsschicht oder die Ausformung von kleinen Kanälen zwischen der Flüssigkeitsschicht und der Oberfläche des Latentbild-Trägers.
Vorteilhafterweise hat das jeweilige Wechselfeld eine Fre- quenz größer gleich 200 Hz, insbesondere eine Frequenz von 1 kHz bis 20 kHz, vorzugsweise eine Frequenz von 1 "kHz bis 5 kHz . Bei den angegebenen Frequenzen läßt sich ein günstiges Druckergebnis erzielen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Spaltbreite des Luftspalts abhängig von der Druckpunktauflösung eingestellt. Als Druckpunktauflösung wird üblicherweise das Maß dpi verwendet, d.h. „dots-per-inch* . Vorzugsweise wird die Spaltbreite so eingestellt, daß sie das 2-Fache bis 20-Fache des Abstandes der Bildpunkte bei einer vorbestimmten Druckpunktauflösung beträgt, insbesondere das 5-Fache bis 10-Fache des Abstandes. Bei einer Druckpunktauflösung von dpi = 600 ist der Abstand zwischen zwei Bildpunkten 42 um. Eine günstige Spaltbreite des Luftspaltes liegt dann bei ca. 200 um.
Eine besondere Bedeutung für ein gutes Druckergebnis, kommt der Oberflächenspannung und der Viskosität der Flüssigkeitsschicht zu. Es werden' zwei Ausführungsbeispiele A und B mit unterschiedlichen Schwerpunkten der Parameter vorgestellt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel A wird eine relativ niedrige Oberflächenspannung und eine relativ nied- rige Viskosität gewählt. Typischerweise liegt die Oberflächenspannung im Bereich von 20 bsi 45 mN/m, insbesondere im Bereich von 25 bis 35 mN/m. Die zugehörige Viskosität wird im Bereich von 0,8 bis 50 mPa-s, insbesondere im Bereich 3 bis 30 mPa.-s eingestellt. Durch die genannten Werte der Oberflächenspannung und der Viskosität wird die erforderliche Energie minimiert, die zur. Ausbildung von Flüssigkeitskanälen zwischen der Flüssigkeitsschicht auf der Applikatoroberfläche und der Oberfläche des Latentbild-Trägers benötigt wird. Gleichzeitig wird durch die eingestellte Oberflächenenergie verhindert, daß sich die Flüssigkeit dauerhaft an nicht einzufärbenden Bildstellen des Latentbild-Trägers ablagert.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel B wird für die Flüs- sigkeit eine relativ hohe Oberflächenspannung und " eine daran angepaßte Viskosität verwendet. Die Oberflächenspannung liegt für dieses Beispiel im Bereich von 50 bis 80 mN/m, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 70 mN/m. Die Viskosität hat einen Wert im Bereich von 0,8 bis 300 mPa-s. Bei den gewählten Werten der Oberflächenspannung und der Viskosität der Flüssigkeit bilden sich auf der Oberfläche des Applikators leicht ablösbare Flüssigkeitstropfen. Diese Tropfen haften aufgrund der hohen Oberflächenspannung der Flüssigkeit nicht an Bildstellen auf dem Latent- bild-Träger an, die nicht einzufärben sind. Durch die Anpassung der Viskosität ergibt sich für die Tropfen die Eigenschaft, daß es bei Zusammenstößen zwischen Tropfen, einem Tropfen und der Oberfläche des Latentbild-Trägers oder Tropfen und Applikatoroberfläche überwiegend zu elastischen Verformungen der Tropfen kommt; eine Agglomeration der Tropfen oder eine Benetzung der Oberfläche des Latentbild-Trägers an Bildstellen, die nicht einzufärben sind, wird dadurch vermieden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Schicht eines flüssigen Farbmittels, insbesondere zum elektrografischen Drucken oder Kopieren, angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 schematisch den Aufbau einer Druk- keinrichtung, die mit flüssigem Färbmittel arbeitet,
Figur 2 eine Einfärbestation mit einer Applikatorwalze für die Bereitstellung einer dünnen Flüssigkeitsschicht,
Figur 3 das Prinzip des Übertragens von Tröpfchen von der Flüssigkeitsschicht auf dem Applikatorelement auf die Oberfläche des Latentbild- Trägers,
Figur 4 ein Beispiel für den Aufbau der Oberfläche des Applikatorelements, wobei sich ein Tröpfchen-Teppich an der Oberfläche ausbildet,
Figur 5 die Ausrichtung des flüssigen Farbmittels auf der Oberfläche des Latentbild-Trägers entsprechend einem Ladungsbild,
Figur 6 eine alternative Ausführungsform für eine Einfärbstation,
Figur 7 die Oberfläche einer Applikatorwalze mit kontinuierlichen Eigenschaften und der Ausbildung einer gleichmäßigen Flüssigkeitsschicht,
Figur 8 eine Deckschicht einer Applikatorwalze mit ersten Bereichen erhöhter elektrischer Leitfähigkeit,
Figur 9 eine Deckschicht einer Applikatorwalze mit zweiten Bereichen geänderter Oberflächenenergie,
Figur 10 eine Deckschicht einer Applikatorwalze mit dritten Bereichen mikroskopischer Erhebungen,
Figur 11 stochastisch verteilte mikroskopische Erhebungen,
Figur 12 eine Deckschicht mit einer Kombination erster Bereiche und zweiter Bereiche, Figur 13 eine- Kombination von ersten Bereichen und dritten Bereichen,
Figur 14 eine Deckschicht einer Applikatorwalze, auf der zweite Bereiche und dritte Bereiche miteinander kombiniert sind,
Figur 15 eine Deckschicht, bei der erste Bereiche, zweite Bereiche und dritte Bereiche miteinander kombiniert sind,
Figur 16 eine Übersicht über mögliche Ober- flächenstrukturierungen und deren Kombinationen,
Figur 17 die Oberflächenstruktur einer Applikatorwalze mit einer regelmäßigen Näpfchenstruktur,
Figur 18 eine Applikatorwalzenoberflache mit einer Näpfchenstruktur und erhabenen Inseln,
Figur 19 eine Oberflächenstruktur mit einer stochastischen Verteilung von Näpfchen und mit freiliegenden Spitzen mikroskopischer Erhebungen,
Figur 20 ein Ausführungsbeispiel einer Reinigungsstation, Figuren 21 bis 26 verschiedene fotodielektrische
Bilderzeugungsprozesse zum Erzeugen eines latenten Bildes.
Figur 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Druckeinrichtung, die einen Endbildträger 10, beispielsweise Papier, bedruckt. Der Endbildträger 10 wird in Richtung des Pfeiles Pl bewegt. Die Druckeinrichtung umfaßt eine Fotoleitertrommel 12, die sich in Richtung des Pfei- les P2 dreht. Ein auf der Fotoleitertrommel 12 aufgetragenes Farbmittelbild wird auf eine Zwischenträgertrommel 14 übertragen, die in Berührung mit der Fotoleitertrommel 12 steht. Die Zwischenträgertrommel 14 dreht sich in Richtung des Pfeiles P3 und überträgt das Farbmittelbild unter- stützt durch ein Umladekorotron 16 auf die untere Seite des Endbildträgers 10.
Am Umfang der Fotoleitertrommel 12 ist eine Belichtungsstation 18, ein Korotron 20, eine Lichtquelle 22 zum Er- zeugen eines latenten Bildes auf der Fotoleitertrommel 12, eine Einfärbestation 24 mit einer Applikatorwalze "26, ein Heißlufterzeuger 28, eine Reinigungsstation 30 und eine Regenerationsstation 32 angeordnet. Die Funktionen dieser Aggregate 18 bis 32 werden weiter unten näher erläutert.
Am Umfang der Zwischenträgertrommel 14 ist eine weitere Reinigungsstation 34 und eine' Heißluftstation 35 angeordnet. Die weitere Reinigungsstation 34 kann so aufgebaut sein wie die Reinigungsstation 30.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einfärbestation 24 mit der Applikatorwalze 26, die der Mantelfläche der Fotoleitertrommel 12 gegenübersteht. Der Applikatorwalze 26 wird über eine Zuführwalze 36 , ein gleichmäßiger Flüs- sigkeitsfilm 38 zugeführt. Dieser Zuführwalze 36 wiederum wird über eine Schöpfwalze 40, die an ihrem äußeren Umfang eine Struktur mit Näpfchen 42 hat, eine über die Zeit konstante Menge an Farbmittel zugeführt. Die Schöpfwalze 40 taucht mit einem Abschnitt in eine Schöpfwanne 44, in der ein Vorrat an Farbmittel enthalten ist.
Am äußeren Umfang der Schöpfwalze 40 wirkt eine Rakel 46, die bewirkt, daß nur das in den Näpfchen 42 enthaltene Volumen an Farbmittel gefördert wird. Die Zuführwalze 36 ist verformbar. An ihrer Oberfläche entleeren sich die Näpfchen 42, so daß sich auf der Oberfläche der Zuführwalze 36 der glatte Flüssigkeitsfilm 38 ausbildet. Dieser Flüssigkeitsfilm 38 wird an die Applikatorwalze 26 herangeführt.
Die Zuführwalze 36 kann im Gleichlauf oder im Gegenlauf zur Applikatorwalze 26 drehen. Vorzugsweise bewegen sich Applikatorwalze 26 und Zuführwalze 36 im Gleichlauf, wie in Figur 2 durch die Drehrichtungspfeile gezeigt ist. Die Applikatorwalze 26 separiert aus dem glatten Flüssigkeits- film 38 einen homogenen Tröpfchenteppich 48, dessen Tröpfchen unter der Wirkung eines elektrischen Feldes von der Oberfläche der Applikatorwalze 26 entsprechend dem Bildmuster auf den Fotoleiter 12 überspringen, wie dies beispielsweise anhand des Tröpfchens 50 in der Figur 2 ge- zeigt ist. Das Tröpfchen 50 überwindet dabei einen Luftspalt L, der im Bereich von 50 bis 1000 um, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 200 μm liegt. Die Oberfläche des Fotoleiters 12 kann sich dabei gleichlaufend oder gegenlaufend zur Oberfläche der Applikatorwalze 26 bewegen. Die Oberflächengeschwindigkeit dieser beiden Elemente kann bei gleich groß oder unterschiedlich sein. Vorzugsweise bewegen sich die Oberflächen des Fotoleiters 12 und der Applikatorwalze 26 gleich schnell in gleicher Richtung, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Die Reste des Tropf- chenteppichs 48 werden mithilfe einer Rakel 52 von der Oberfläche der Applikatorwalze 26 entfernt und über ein Leitungssystem 54, 56 dem Farbmittel in der Schöpfwanne 44 wieder zugeführt. Eine weitere Rakel 58 entfernt den Flüs- sigkeitsfilm 38 auf der Zuführwalze 36 und führt über das Element 56 die Reste dem Farbmittel in der Wanne 44 zu.
Zur Unterstützung des Transfers der Tropfchen 50 von der Oberfläche der Applikatorwalze 26 auf die Oberfläche des Fotoleiters 12 ist die Applikatorwalze 26 mit einem Bi- aspotential ÜB in Form einer Gleichspannung beaufschlagt. Aufgrund dieses Biaspotentials ÜB ergibt sich zwischen Bildstellen auf dem Fotoleiter 12 und dem Biaspotential ÜB ein Potentialkontrast. Dem Biaspotential ÜB kann zusätz- lieh eine Wechselspannung mit einer Frequenz von vorzugsweise 5 kHz oder höher überlagert sein.
Das Potentialmuster auf dem Fotoleiter 12 ist mit UP bezeichnet. Dieses Potentialmuster UP wird als Ladungsbild beispielsweise mithilfe eines herkömmlichen elektrografischen Prozesses durch Aufladung mit einem Korotron 20 (vgl. Figur 1) und durch partielle Entladung mithilfe einer Lichtquelle 22, beispielsweise eines LED-Druckkopfes oder eines Laser-Druckkopfes, erzeugt.
An den durch das Potentialmuster UP definierten Bildstellen der Oberfläche des Fotoleiters 12 kommt es aufgrund des Potentialunterschieds zu einer Ladungsverschiebung innerhalb der Flüssigkeitstropfen im Tröpfchenteppich 48 und infolge dessen zum Ablösen von Tropfen, beispielsweise des Tropfens 50. Beim Ablösen wird außerdem eine Überschußladung in den Tropfen injiziert. Aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes und des kinetischen Impulses bewegt sich der Tropfen 50 zur Fotoleiteroberfläche und wird durch die Feldlinien auf die zu entwickelnden Bildstellen fokussiert .
Alternative' Ausführungsformen für eine Einfärbestation können als Schöpfwalze eine Rasterwalze mit einer Kammerrakel haben. Eine andere Alternative sieht vor, daß ein glatter Flüssigkeitsfilm auf die Zuführwalze aufgesprüht wird. Eine weitere alternative Ausführungsform sieht vor, daß die Applikatorwalze mit einem Abschnitt in ein Bad mit dem Farbmittel eintaucht, und daß die Dosierung der aufgenommenen Flüssigkeitsmenge über eine elastische Rollrakel erfolgt, welche auf die Oberfläche der Applikatorwalze einwirkt. Weitere alternative Ausführungsformen der Einfärbestation werden weiter unten erläutert.
Figur 3 zeigt weitere Einzelheiten im Bereich des Luftspalts L zwischen der Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 und der Oberfläche der Applikatorwalze 26. Bei diesem Beispiel hat die Oberfläche der Applikatorwalze 26 eine regelmäßige Struktur mit Erhebungen 60 mit einer Höhe von ca. 5 bis 10 μm und einen Abstand von ca. 10 bis 15 um voneinander. Diese Erhebungen 60 haben eine höhere Oberflächenenergie und einen geringeren spezifischen Widerstand als die sie umgebenden Flächenabschnitte 62. Die Oberflächenenergie der Erhebungen 60 liegt vorzugsweise im Bereich von 40 mN/m, der spezifische Widerstand liegt vorzugsweise im Bereich von 101 bis 106 Ωcm. Die Flächenabschnitte 62 haben eine Oberflächenenergie vorzugsweise im Bereich kleiner als 20 mN/m und einen spezifischen Wider- stand von vorzugsweise größer als' 107 Ωcm. Die in Figur 3 gezeigten Tröpfchen des Tropfchenteppichs 48 bilden- sich auf den Erhebungen 60 aus. Nach dem Übertragen der Tröpfchen auf die Oberfläche des Fotoleiters 12 infolge elektrischer Feldkräfte des Potentialmusters UP lagern sich die Tröpfchen, beispielsweise der Tropfen 62, entsprechend dem Potential UP über die Wegstrecke x an, wie im Ausschnitt 64 näher gezeigt ist.
Figur 4 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt der Oberfläche der Applikatorwalze 26 mit den Erhebungen 60 und den Flächenabschnitten 62. Die Tröpfchen 66 bilden sich auf den Erhebungen 60 aus. Diese Tröpfchen haben eine Größe von ca. 0,3 bis 50 um im Durchmesser. Die Tröpfchen 66 besit- zen eine relativ geringe Haftung und erhalten unter dem Eionfluß eines äußeren elektrischen Feldes (nicht dargestellt) eine erhöhte elektrische .Überschußladung auf der Oberfläche. Ein solches äußeres elektrisches Feld wird z.B. von den durch das Ladungsbild definierten, mit Farb- mittel einzufärbenden Bildstellen erzeugt, die sich während der Einfärbung in der Nähe von Erhebungen 60 befinden, z.B. .im Abstand L gemäß der Figur 2. Die Ablösung durch die Wirkung eines latenten Ladungsbildes ist damit erleichtert. Die Tropfengröße kann durch die Veränderung der Strukturgröße der Strukturierung der Oberfläche variiert werden. Die Tropfchengröße ist dabei gleich oder kleiner als die Druckauflösung, vorzugsweise beträgt der Tropfendurchmesser etwa ein Viertel des kleinsten zu druk- kenden Bildelements.
Figur 5 zeigt die Verteilung des auf den Fotoleiter 12 übertragenen Tropfens bzw. mehrerer Tropfen entsprechend dem Ladungsbild und der Feldstärke E. Das mit Farbmittel einzufärbende Bildelement 70 ist bei diesem Beispiel durch die negativen Ladungen auf der Oberfläche des Fotoleiters 12 definiert. Das auf diese Bildstelle 70 übertragene Farbmittel 68 in Form eines Tröpfchens oder mehrerer Tröpfchen richtet sich entsprechend dem Ladungsbild aus, insbesondere werden dabei Bildkanten scharf nachgeformt. Die Oberflächenenergien des Fotoleiters 12 und des flüssigen Farbmittels 68 sind so abgestimmt, daß sich ein Kontaktwinkel von größer als ca. 40° ergibt.
Figur 6 zeigt eine weitere Variante einer Einfärbestation 24. Die Applikatorwalze 26a trägt in diesem Falle aufgrund kontinuierlicher homogener Oberflächeneigenschaften keinen Tröpfchenteppich, sondern eine kontinuierliche Farbmittelschicht 72. Die Oberflächenenergie der Oberfläche dieser Applikatorwalze 26a liegt typischerweise im Bereich von 10 bis 60 mN/m, vorzugsweise zwischen 30 und 50 mN/m. Der spezifische Widerstand der Oberfläche liegt im Bereich von 102 bis 108 Ωcm, vorzugsweise zwischen 105 bis 107 Ωcm. Es wird ein glatter Flüssigkeitsfilm mit einer Dicke im Be- reich von 5 bis 50 μ , vorzugsweise 15 μm, auf der Applikatorwalze 26a erzeugt. Dieser Flüssigkeitsfilm 72 wird in den Wirkungsbereich des Potentialmusters UP gebracht. An den durch das Ladungsbild definierten Bildstellen kommt es aufgrund es Potentialkontrastes zu einer Ladungsverschie- bung innerhalb der Flüssigkeitsschicht und infolge dessen zum Ausbilden und Ablösen von Tropfen, wie beispielsweise anhand des Tropfens 50 gezeigt. Beim Ablösen wird außerdem, auf ähnliche Weise wie bei Figur 5 erläutert, in den Tropfen 50 eine Überschußladung injiziert. Aufgrund der Feldwirkung und des kinetischen Impulses bewegt sich der Tropfen 50 zur Oberfläche des Fotoleiters 12 und wird durch die Feldlinien auf die zu entwickelnden Bildflächen fokussiert. Der weitere Aufbau der Einfärbestation 24a entspricht der in Figur 2 gezeigten Einfärbestation 24.
Figur 7 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Figur 3, jedoch unter Verwendung des glatten homogenen Flüssigkeitsfilms 72, aus dem Tröpfchen 50 entsprechend der Verteilung des Potentialmusters UP herausgelöst werden. Auch hier sammeln sich auf der Bildstelle 74 mehrere Tröpfchen, um diese Bildstelle einzufärben. Aufgrund des in Abszissenrichtung x vorhandenen Potentialmusters UP(x) ergibt sich eine Fokussierung des Farbmittels auf die zu - entwickelnden Bildstellen 74. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen der elektrischen Feldstärke, der Oberflächenspannung und der Mikroladungsverteilung auf dem Farbmittel 62 richtet sich das flüssige Farbmittel 62 auf dem Fotoleiter 12 an den Feldstärkekanten aus, wodurch sich eine Kantenglättung der Bildelemente ergibt. Die Oberfläche des Fotoleiters 12 sollte eine Oberflächenenergie haben, die nicht zum vollständigen Spreiten des flüssigen Farbmittels 62 führt, d.h. ein Auseinanderlaufen des Farbmittels wird vermieden.
In den Figuren 3 bzw. 7 ist gezeigt, daß die Tröpfchen von der Oberfläche der Applikatorwalze 26 bzw. 26a auf die ihr gegenüberliegende Oberfläche des Fotoleiters 12 hinüberspringen. Ein derartiges Springen muß nicht zwangsläufig vorhanden sein. Ein Tropfen des Tropfenteppichs 48 auf der Applikatorwalze 26 bzw. ein sich aus dem glatten Flüssigkeitsfilm 72 bildender Tropfen auf der Applikatorwalze 26a kann infolge der elektrischen Feldeinwirkung gemäß dem Potentialmuster UP langgestreckt verformt werden. Diese Verformung des Tropfens kann derart sein, daß sich für eine kurze Zeit ein Flüssigkeitskanal zwischen der Oberfläche des Fotoleiters 12 und der Oberfläche der Applikatorwalze 26 bzw. 26a bildet und der Tropfen kann gleichzeitig sowohl Kontakt mit der Oberfläche des Fotoleiters als auch mit der Oberfläche der Applikatorwalze 26 bzw. 26a haben. Infolge der vorhandenen Oberflächenkräfte wandert dann der Tropfen vollkommen oder teilweise von der Oberfläche der Applikatorwalze 26 bis 26a hinüber zur Oberfläche des Fotoleiters, wodurch es zu einer bildmäßigen Einfärbung kommt. In den folgenden Figuren 8 bis 19 werden der Aufbau und technische Eigenschaften der Oberfläche der Applikatorwalze 26 erläutert. Prinzipiell ist das Applikatorelement, •unabhängig davon, welche Form es hat, dadurch gekennzeich- net, daß seine Oberfläche eine Struktur mit einer Vielzahl von Bereichen hat, an denen das Ablösen von Tropfen aus der Flüssigkeitsschicht erleichert ist. Diese Flüssigkeitsschicht kann als homo.gene gleichmäßige Schicht vorliegen oder als Tröpfchenteppich, wie weiter vorne bereits erwähnt worden ist.
Die Applikatorwalze 26 gemäß Figur 8 hat eine Deckschicht 76 mit verminderter Leitfähigkeit und einer Oberflächenenergie im Bereich von vorzugsweise 30 bis 50 mN/m mit einem relativ geringen polaren Anteil an der Oberflächenenergie, vorzugsweise im Bereich kleiner 10 mN/m ist. In diese Deckschicht 76 sind eine Vielzahl von ersten Bereichen 78 eingelassen, die eine gegenüber der Deckschicht 76 erhöhte elektrische Leitfähigkeit haben. Die ersten Be- reiche 78 werden beispielsweise durch Dotierung der Deckschicht 76 mittels Metall-Atomen erzeugt. Die erste Bereiche 78 können sich in regelmäßigen Abständen wiederholen, oder in stochastisch verteilten Abständen angeordnet sein. Vorzugsweise liegen die Abstände der ersten Bereiche 78 im Abstand von 0,3 bis 50 μm voneinander.
In den von den ersten Bereichen 78 freigelassenen Bereichen 80 ist die Oberflächenenergie erhöht, so daß dort die Neigung besteht, Tröpfchen auszubilden. Die Deckschicht kann beispielsweise aus dem Material DLC (diamont like carbon) sein. Die Dotierung der ersten Bereiche 78 kann so gewählt sein, daß ein nahezu rechteckförmiger Übergang der Leitfähigkeit vorhanden ist. Alternativ kann auch ein weicher, kontinuierlicher Übergang gewählt werden. Die Art des Überganges und auch die Größe der ersten Bereiche 78 und der freigelassenen Bereiche 80 definieren die Größe der Tröpfchen. Auf diese Weise können Tröpfchen erzeugt werden, die einen Durchmesser bis maximal 10 μm haben ' und sich leicht von den Bereichen 80 ablösen lassen.
Der Vorteil der in Figur 8 gezeigten Anordnung liegt darin, daß die Strukturierung der Deckschicht 76 mit Bereichen 78 unterschiedlicher Leitfähigkeit an einer sonst glatten Oberfläche erfolgen kann. An den ersten Bereichen 78 erhöhter Leitfähigkeit kann eine Injektion von Ladungsträgern in die Farbmitteltröpfchen erfolgen, welche die Ablösung der Tröpfchen bzw. von Tropfen aus einem geschlossenen Flüssigkeitsfilm unter Einfluß eines äußeren elektrischen Feldes unterstützen.
Figur.9.zeigt eine weitere Variante der Strukturierung der Oberfläche der Applikatorwalze 26. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente, was auch für die folgenden Figuren beibehalten wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 9 erfolgt eine Strukturierung durch abschnittweises Ändern der Oberflächenenergie. Diese Veränderung der Oberflächenenergie erfolgt in einem festen Raster und abrupt. In einer Variante kann der Übergang zwischen Abschnitten unterschiedlicher Oberflächenenergie stetig sein und das Raster kann stochastisch verteilt sein. In die Deckschicht 76 aus einem ersten Material sind Näpfchen 84 eingelassen, deren rasterförmige Verteilung mit einer Auflösung von vorzugsweise 1200 dpi erfolgt. Die Näpfchen 84 sind mit einem zweiten Material aufgefüllt. Die Näpfchen 84 mit dem zweiten Material bilden zweite Bereiche 86 in der Oberfläche der Deckschicht 76 mit dazwischen liegenden freigelassenen Bereichen 80. An disen freigelassenen Bereichen bildet sich ein Tropfchenteppich mit Tröpfchen 82 aus. Die Kombination zweier Materialien erlaubt vielfältige Variationen. Beispielsweise kann als erstes Material Keramik und als zweites Material Teflon vorgesehen sein. Weiterhin kann als erstes Material DLC-Material, F-DLC-Material (fluor diamond like carbon-Material) oder Sicon-Material und als zweites Material Teflon vorgesehen sein. Eine weitere Werkstoffkombination ergibt sich, wenn als erstes Material eine Ni-Schicht oder eine Schicht aus Ni-Legierung, vorzugsweise CrNi, und als zweites Material Teflon vorgesehen ist, wobei vorzugsweise das Teflonmaterial in Form von Kugeln in die Ni-Schicht eingebettet ist.
Die Vorteile der Anordnung nach Figur 9 liegen darin, daß die Strukturierung auf einer ansonsten glatten Oberfläche erfolgen kann. Die Veränderung der Oberflächenenergie •führt gezielt zu einer Förderung der Tropfenbildung. Über die zahlreichen Varianten von Werkstoffkombinationen ist eine Anpassung an unterschiedliche Farbmittelsysteme mög- lieh. Die Werkstoffkombination ermöglicht außerdem, die Haftung der gebildeten Tröpfchen an der Oberfläche "der Applikatorwalze zu verringern.
Figur 10 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Strukturie- rung der Oberfläche der Applikatorwalze 26 derart, daß das Ausbilden und Ablösen von Tropfen aus der Flüssigkeitsschicht erleichtert ist. Die Struktur der Oberfläche hat eine Vielzahl von dritten Bereichen 88, die als mikroskopische Erhebungen auf der sonst makroskopisch glatten Oberfläche ausgebidet sind. Diese dritten Bereiche 88 können eine regelmäßige oder eine stochastische Struktur bilden. Vorzugsweise liegt die Ortswellenlänge dieser Struktur im Bereich von 0,3 bis 50 μm. Das Material der Deckschicht sollte derart beschaffen sein, daß es mit dem ver- wendeten flüssigen Farbmittel einen möglichst großen Kontaktwinkel bildet, vorzugsweise einen Kontaktwinkel größer 90°. Es bildet sich somit eine diskontinuierliche Flüssigkeitsschicht, vorzugsweise in Form von Tropfen an der Grenzfläche der Flüssigkeit zur Oberfläche der Applikatorwalze 26 aus. Die mikroskopischen Erhebungen bilden kleine Spitzen und Kanten, die im Wirkungsbereich eines elektrischen Feldes zur Ausbildung von elektrischen Feldspitzen führen. Diese Feldspitzen dienen als Ablösestellen für das Transferieren von Tropfen.
Figur 11 zeigt, daß die dritten Bereiche 88 stochastisch verteilt sein können. Der Höhenunterschied zwischen den höchsten Stellen der mikroskopischen Erhebungen der drit- ten Bereiche 88 und der Ebene der makroskopisch glatten Oberfläche beträgt für die Beispiele nach den Figuren 10 und 11 ca. 2 bis 20 μm, vorzugsweise 5 bis 10 μm.
Figur 12 zeigt ein Beispiel, bei dem erste Bereiche 78 und zweite Bereiche 86 miteinander kombiniert sind. Beide Bereiche 78, 86 sind an gleichen Orten ausgebildet. Alternativ kann der Übergang zwischen den kombinierten ersten und zweiten Bereichen 78, 86 und den verbleibenden Bereichen 80 stetig sein und die Bereiche können stochastisch ver- teilt sein. Die Werkstoffkombination kann derart sein, wie im Zusammenhang mit Figur 9 erläutert worden ist.
Figur 13 zeigt eine Oberflächenstruktur als Kombination der Beispiele nach Figur 8 und 10. Erste Bereiche 78 mit erhöhter Leitfähigkeit sind mit einer Änderung der Ober- flächenkontur kombiniert. Die ersten Bereiche.78 und die dritten Bereiche 88 können regelmäßig und abwechselnd ausgebildet sein. Die Ortswellenlänge der ersten Bereiche 78 und der dritten Bereiche 88 können jedoch auch voneinander abweichen, wobei die Ortswellenlänge der dritten Bereiche 88 maximal ein Fünftel der Ortswellenlänge der ersten Bereiche 78 beträgt. Aufgrund der Kombination der ersten Bereiche 78 und dritten Bereiche 88 kann die Tropfchenbil- düng, die Größe der Tröpfchen und die Injektion von Ladungsträgern in diese Tropfen beeinflußt werden.
Figur 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Oberfläche so strukturiert ist, daß zweite Bereiche 86 und dritte Bereiche 88 miteinander kombiniert sind. Diese zweiten Bereiche 86 und dritten Bereiche 88 können regelmäßig und abwechselnd ausgebildet sein. Alternativ können die Ortswellenlängen der zweiten Bereiche 86 und der dritten Bereiche 88 voneinander verschieden sein, wobei die Ortswellenlänge der dritten Bereiche 88 maximal ein Fünftel der Ortswellenlänge der zweiten Bereiche 86 ist.
Figur 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem erste Bereiche 78, zweite Bereiche 86 und dritte Bereiche 88 kombiniert sind. Auf diese Weise kann die Benetzung der Oberfläche der Applikatorwalze 26 gezielt eingestellt werden.
Figur 16 gibt eine Übersicht über die möglichen Oberflä- chenstrukturierungen und deren Kombinationen. In der obersten Darstellung ist gezeigt, daß die Deckschicht der Applikatorwalze erste Bereiche 78 mit veränderter Leitfähigkeit hat. Das flüssige Farbmittel ist in dem Beispiel nach Figur 16 als eine kontinuierliche Schicht 77 eingezeich- net.
Das darunterliegende Beispiel zeigt die zweiten Bereiche 86 mit veränderter Oberflächenenergie, die napfförmig ausgebildet sind. Das darunter liegende Beispiel zeigt die Oberflächenstruktur mit den dritten Bereichen einer mikro- skopischen regelmäßigen Oberflächenkontur. Das darunterliegende Beispiel zeigt eine stochastisch verteilte Oberflächenkontur mit dritten Bereichen 88. Das darunterliegende weitere Beispiel zeigt eine Oberflächenstruktur mit einer Kombination von ersten Bereichen 78 und zweiten Bereichen 86. Das weitere, darunterliegende Beispiel zeigt eine Kombination von ersten Bereichen 78 veränderter Leitfähigkeit und dritten Bereichen 88 mit einer mikroskopischen Oberflächenkontur. Das vorletzte Beispiel zeigt die Kombination aus zweiten Bereichen 86 und dritten Bereichen 88. Das letzte Beispiel zeigt eine Oberflächenstruktur mit einer Kombination aus ersten Bereichen 78, zweiten Bereichen 86 und dritten Bereichen 88.
Die Figuren 17 bis 19 zeigen konkrete Oberflächenstrukturen für eine Applikatorwalze. Gemäß Figur 17 ist auf einem metallischen Grundkörper 90 eine Deckschicht 76 mit verminderter Leitfähigkeit und einer Oberflächenenergie im Bereich von 30 bis 50 mN/m bei einem polaren Anteil größer gleich 5 mN/m, z.B. Keramik aufgebracht. Diese Deckschicht 76 hat eine regelmäßige Näpfchenstruktur, beispielsweise mit einer Auflösung von 1200 dpi. Die Näpfchen 84 sind aus einem Material mit niedrigerer Oberflächenenergie als Keramik und mit geringerer Leitfähigkeit als Keramik, z.B. Teflon, aufgefüllt. Insgesamt ergibt sich eine ebene Walzenoberfläche. Die Oberfläche der aufgefüllten Näpfchen hat einen Flächenanteil von 60 bis 90 %, vorzugsweise 70 bis 80 % an der Gesamtoberfläche. An der Kontaktstelle zwischen Zuführwalze 36 und Applikatorwalze 26 (vgl. Figur 2) wird der Flüssigkeitsfilm 38 gespalten. An der Applikatorwalze 26 nehmen nur die Bereiche der Oberfläche Flüssigkeit an, die eine erhöhte Oberflächenenergie haben. Da diese Bereiche mit erhöhter Oberflächenenergie von Bereichen mit niedrigerer Oberflächenenergie getrennt sind, kommt es zur Bildung eines gleichmäßigen Tröpfchenteppichs 48. Die Tropfengröße ist durch die Feinheit der Struktur aus hydrophoben und hydrophilen Bereichen bestimmt. Bei einer Auflösung von 1200 dpi bilden sich Tropfen von ca.
10 bis 15 'μm Durchmesser. '
Figur 18 zeigt ein weiteres Beispiel für die Strukturierung der Applikatorwalzenoberflache. Auf den metallischen Grundkörper 90 mit einer Oberflächenenergie im Bereich von vorzugsweise 30 bis 50 mN/m mit einem polaren Anteil grö- ßer Null ist eine Deckschicht 76 mit verminderter Leitfähigkeit, z.B. Keramik, mit einer Dicke von 1 bis 500 μm aufgebracht. Der Grundkörper 90 oder optional die Deckschicht 76 ist durch eine regelmäßige Näpfchenstruktur mit einer Auflösung von mindestens 1200 dpi strukturiert. Die Näpfchen 84 sind dabei mit einem Material niedrigerer Oberflächenenergie als Keramik und geringerer Leitfähigkeit als Keramik, z.B. Teflon, aufgefüllt. Die Näpfchen 84 werden nicht restlos aufgefüllt, so daß sich eine Walzenoberfläche mit erhabenen Inseln 92 bildet. Die Oberflä- ehe der aufgefüllten Näpfchen hat einen Flächenanteil von 60 bis 90 % an der Gesamtoberfläche. Auf den erhabenen Stellen 92 bilden sich beim Kontakt mit der Zuführwalze 36 Tröpfchen 82 zu einem Tropfchenteppich 48 aus.
Figur 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für- eine Applikatorwalze. Auf den leitfähigen Grundkörper 90, vorzugsweise aus Metall, mit einer Oberflächenenergie im Bereich von 30 bis 50 mN/m bei einem polaren Anteil größer gleich 5 mN/m ist optional eine Zwischenschicht 76 mit verminderter Leitfähigkeit und einer Oberflächenenergie im gleichen Bereich, z.B. Keramik, mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 500 μm aufgebracht. Die Oberfläche des Walzengrundkörpers 90 oder optional die Zwischenschicht 76 ist strukturiert durch eine stochastische Verteilung von Napf- chen 84 im Rasterabstand von 0,3 μm bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von 0,3 μm bis 20 μm. Eine Deckschicht 94, z.B. aus Teflon, mit einem Material niedrigerer Oberflächenenergie und geringerer Leitfähigkeit als die darun- terliegende Schicht 76, 90 füllt die Vertiefungen aus, so daß die Spitzen 96 der stochastischen Oberflächenstruktur unbedeckt bleiben. Die Oberfläche der aufgefüllten Vertiefungen hat einen Flächenanteil von vorzugsweise 60 bis 90 % an der Gesamtoberfläche. An den freiliegenden Spitzen 96 bilden sich beim Kontakt mit der Zuführwalze 36 Tröpfchen 82 zu einem Tropfchenteppich 48 aus.
Im folgenden werden weitere Aggregate der in Figur 1 gezeigten Druckeinrichtung beschrieben. Nach dem Einfärben des latenten Bildes auf der Fotoleitertrommel 12 kommt es durch physikalische, und/oder chemische Prozesse, vorzugsweise durch Verdunsten der Trägerflüssigkeit im Farbmittel, zu einer Verdickung des Farbmittelbildes. Dieser Effekt wird durch den Heißlufterzeuger 28 verstärkt, dem das eingefärbte Farbmittelbild infolge der Drehbewegung der Fotoleitertrommel 12 zugeführt wird. Beim gezeigten Beispiel nach Figur 1 wird das Farbmittelbild von der Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 zunächst auf die Oberfläche einer Zwischenträgertrommel 14 übertragen, die in Be- rührung mit der Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 steht. Die Übertragung erfolgt durch mechanischen Kontakt und wird vorzugsweise durch eine Umdruckspannung, welche an die Zwischenträgertrommel 14 angelegt ist, unterstützt. Beim Übertrag des Farbmittelbildes erfolgt eine Vergleich- mäßigung der Schichtdicke dieses Farbmittelbildes,■ es ergibt sich eine Glättung. Die Zwischenträgertrommel 14 besteht aus einem elektrisch hoch leitfähigen Körper, vorzugsweise aus Metall, und hat einen Überzug mit einem de- finierten elektrischen Widerstand, vorzugsweise im Bereich von 105 bis 1013 Ωcm.
Alternativ kann anstelle der Zwischenträgertrommel 14 als Zwischenträger ein Band vorgesehen sein, das einen definierten elektrischen Widerstand, vorzugsweise im Bereich von 105 bis 1013 Ωcm besitzt, und das von einem elektrisch hoch leitfähigen Element, welches vorzugsweise aus einem Metall besteht, an das eingefärbte Bild auf dem Latent- bild-Träger, z.B. der Fotoleitertrommel 12, herangeführt wird. Auch dieses Band führt vorzugsweise an der Oberfläche ein elektrisches Potential, welches die Übertragung des Flüssigkeitsbildes vom Latentbild-Träger zum Zwischenträger unterstützt. Das elektrische Potential der Oberflä- ehe des Zwischenträgers wird durch eine Hilfsspannung eingestellt, die direkt an den Zwischenträger oder an das elektrisch hoch leitfähige Element, das die Zwischenträgeroberfläche an das eingefärbte Bild auf dem Latentbild- Träger heranführt, angelegt ist. Diese Hilfsspannung kann Gleichspannungsanteile und Wechselspannungsanteile enthalten.
An der Übertragungsstelle von Latentbild-Träger zum Zwischenträger, beispielsweise der Zwischenträgertrommel 14, ergibt sich in bezug auf die Haftkräfte folgende Relation: Die Kohäsion des Farbmittelbildes ist größer als die Adhäsion zwischen Zwischenträger und Farbmittelbild; die Adhäsion zwischen Zwischenträger und Farbmittelbild ist wiederum größer als die Adhäsion zwischen Oberfläche des La- tentbild-Trägers und dem Farbmittelbild. Aufgrund dieser Haftkraftverhältnisse wird das Farbmittelbild vom Latentbild-Träger auf den Zwischenträger übertragen.
An den Zwischenträger kann durch geeignete Mittel, vor- zugsweise durch einen trockenen Heißluftstrom, die Visko- sität des übertragenen Farbmittelbildes weiter erhöht werden. Damit wird sichergestellt, daß die Kohäsion des Farbmittelbildes ausreichend hoch ist, um eine vollständige Übertragung auf den Endbildträger 10 zu gewährleisten. Weiterhin wird dadurch gewährleistet, daß in der Betriebsart „Sammelmodus*, die weiter unten näher erläutert wird, das jeweils letzte erzeugte Farbmittelbild eine niedrigere Kohäsion als die vorher aufgesammelten Farbmittelbilder aufweist. Auf diese Weise kommt es zu keiner Rückübertra- gung von Farbmittel auf die Oberfläche des Fotoleiters.
Gemäß Figur 1 ist zur Erzeugung eines trockenen Heißluftstromes, der auf die Oberfläche der Zwischenträgertrommel 14 wirkt, eine Heißluftstation 36 vorgesehen. An dieser wird die Oberfläche der Zwischenträgertrommel 14 in Drehrichtung P3 vorbeigeführt.
Am Umfang der Fotoleitertrommel 12 bzw. der Zwischenträgertrommel 14 ist eine Reinigungsstation 30 bzw. eine Rei- nigungsstation 34 angeordnet. Diese Reinigungsstationen 30, 34 dienen zum Entfernen der Reste des nach dem Ümdruk- ken noch verbliebenen Farbmittelbildes . Der Aufbau der Reinigungsstation 30 bzw. 34 wird weiter unten näher erläutert. Weiterhin ist am Umfang der Fotoleitertrommel 12 nach der Reinigungsstation 30 eine Regenerierstation 32 angeordnet, die auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 definierte Oberflächeneigenschaften und Ladungsinjek- tionsverhältnisse erzeugt.
Zur Realisierung eines Mehrfarbendrucks auf dem Endbildträger 10 können verschiedene Betriebsarten vorgesehen sein. Bei einer ersten Betriebsart werden verschiedene Farbbildauszüge nacheinander auf dem Latentbild-Träger, d.h. der Fotoleitertrommel 12, erzeugt und nacheinander direkt auf den Endbildträger 10 übertragen. Bei einer zweiten Betriebsart werden mehrere Farbbildauszüge auf dem Fotoleiter 12 übereinander gelagert. Die überlagerten Farbbildauszüge, werden- dann gemeinsam auf den Endbildträger 10 'übertragen.
Eine dritte Betriebsart sieht vor, daß zum Realisieren eines Mehrfarbendrucks mehrere Farbbildaύszüge nacheinander auf dem Latentbild-Träger erzeugt und auf dem Zwischenträ- ger überlagert werden. Die überlagerten Farbbildauszüge werden von dem Zwischenträger gemeinsam auf den Endbildträger 10 übertragen.
Bei einer vierten Betriebsart ist für jeden Farbbildauszug eine Druckeinheit mit einem Latentbild-Träger und einem Applikatorelement vorgesehen, die jeweils einen Farbauszug erzeugen. Die verschiedenen Farbauszüge werden nacheinander paßgenau auf den Endbildträger 10 direkt übertragen oder zuerst auf einen Zwischenträger, z.B. der Zwischen- trägertrommel 14, übertragen und von dort auf den Endbildträger 10 übertragen. Diese Betriebsart wird auch Single-Pass-Verfahren genannt.
Eine fünfte Betriebsart ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Realisieren eines Mehrfarbendrucks ein einziger Latentbild-Träger vorgesehen ist, dem mehrere Applikatorele- mente, beispielsweise nach Art der Applikatorwalze 26, zugeordnet sind. Jedes Applikatorelement erzeugt einen Farbbildauszug, der auf den Endbildträger 10 direkt oder zu- nächst auf einen Zwischenträger und von dort auf den Endbildträger 10 übertragen wird. Diese Betriebsart wird auch Multi-Pass-Verfahren genannt.
Ein Ausführungsbeispiel für das Single-Pass-Verfahren weist bis zu fünf komplette Druckeinheiten auf, jeweils mit einem Zeichengenerator, einem Latentbild-Träger und mindestens einer Einfärbestation, und hat einen gemeinsamen Zwischenträger. Das mehrfarbige Bild wird in einem einzigen Durchlauf erzeugt. Die einzelnen Teilfarbbilder werden dazu auf den ihnen zugeordneten Latentbild-Trägern in einem solchen zeitlichen Abstand erzeugt, daß sie passergenau auf denselben Oberflächenbereich des Zwischenträgers treffen, der nacheinander an den einzelnen eingefärbten Latentbild-Trägern vorbeibewegt wird und im Kontakt mit diesen die Teilfarbbilder übernimmt. In der Überlagerung auf dem Zwischenträger bilden die Teilfarbbilder gemeinsam das Mischfarbenbild aus. Die Kohäsion der einzelnen Farbmittelbilder ist auf dem jeweiligen Latentbild- Träger derart' eingestellt, daß die Kohäsion des zuerst auf den Zwischenträger übertragenen Farbmittelbildes höher ist als das jeweils nachfolgende Farbmittelbild. Beispielsweise kann dies durch einen jeweils unterschiedlich fortgeschrittenen Trockenzustand der Farbmittelbilder erreicht werden.
Figur 20 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Reinigungsstation 30. Diese Reinigungsstation 30 hat die Aufgabe, daß die nach dem Umdruck des Farbmittelbildes noch verbliebenen Reste 101 des Farbmittelbildes von der Oberflä- ehe der Fotoleitertrommel 12 entfernt werden. Beim gezeigten Beispiel wird hierzu eine Bürstenwalze 102 verwendet, deren Bürste 103 mit der Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 in Kontakt steht. Die Bürstenwalze 102 rotiert in Richtung des Drehpfeils P4 vorzugsweise gegenläufig zur Bewe- gung der Fotoleitertrommel 12 in Richtung P3. Die Bürste 103 ist derart angeordnet, daß der theoretische Außendurchmesser der Bürstenwalze 102 in die Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 eintaucht. Dies gewährleistet die definierte Beanspruchung der Borsten und den Ausgleich von Fertigungstoleranzen. Die Bürstenwalze 102 entfernt Reste 101 des flüssigen Farbmittels durch mechanische Verdrängung, unterstützt durch die Adhäsion zwischen Farbmittel und den Bürstenhaaren und gegebenenfalls durch eine elektrostatische Unterstützung. Der. Grundkörper ■ der Bürsten- walze 102 besteht vorzugsweise aus Metall, an welches eine Spannung UR angelegt ist, um die vorteilhafte elektrostatische Ablösewirkung zu erzielen. Diese Spannung UR ist eine Gleichspannung, die von einer Wechselspannung überlagert sein kann. Die Bürste 103 durchläuft nach dem Kontakt mit der Fotoleitertrommel 12 ein Bad 106 in einer Wanne 100, welches vorzugsweise Trägerflüssigkeit des Farbmittels enthält, um die Reste an Farbmittel in dieser Trägerflüssigkeit zu lösen. Vorteilhafterweise wird zum Ablösen der Farbmittelreste von der Bürste 103 der Kontaktbereich zwischen Bürste und Trägerflüssigkeit mit Ultraschallenergie einer Ultraschallquelle 107 beaufschlagt. Nach dem Verlassen des Bades 106 greift ■ in die Bürste 103 eine Absaugeinrichtung 104 ein, die die an der Bürste 103 noch anhaftenden Flüssigkeitsrestse absaugt. 'Das in der Wanne 100 vorhandene Gemisch aus Trägerflüssigkeit und Resten an Farbmittel kann aufbereitet und für den Druckprozeß wiederverwendet werden.
Die in Figur 20 gezeigte Reinigungsstation 30 löst Reste 101 von der Fotoleitertrommel 12 ab. Eine identische oder ähnlich aufgebaute Reinigungsstation kann auch zum Reinigen der Oberfläche eines Zwischenträgers, beispielsweise der Zwischenträgertrommel 14, verwendet werden. Allgemein kann also eine derartige Reinigungsstation zum Entfernen von Farbresten, die an einem allgemein als Bildträger bezeichnete Träger anhaften, auf den ein flüssiges Farbmittelbild aufgebracht worden ist, verwendet werden.
Es sind zahlreiche Abwandlungen der Reinigungsstation mög- lieh. Beispielsweise kann die Reinigungsstation eine Ablö- sewalze enthalten, welche an die Oberfläche des Bildträgers angedrückt ist. Eine Rakel, die in Drehrichtung der Ablösewalze gesehen nach der Kontaktstelle angeordnet ist, dient zum Abstreifen des von der Ablösewalze aufgenommenen Farbmittels. Die' Ablösewalze taucht vorzugsweise in ein Bad mit Trägerflüssigkeit ein. Nach dem Durchlaufen des Bades kann eine weitere Rakel am Umfang der Ablösewalze angeordnet sein, um die Flüssigkeit an der Oberfläche der Ablösewalze abzustreifen. Die Oberflächenenergie der Ober- fläche der Ablösewalze sollte derart eingestellt sein, daß zwischen dem Farbmittelrest und der Oberfläche der Ablösewalze eine höhere Adhäsion vorhanden ist als die Kohäsion innerhalb des Farbmittelrestes. Die Kohäsion innerhalb des Farbmittelrestes sollte größer die Adhäsion zwischen dem Farbmittelrest und der Oberfläche des Bildträgers sein.
Eine andere Ausführungsform der Reinigungsstation enthält ein Reinigungsvlies, das an den Bildträger angedrückt ist. Vorzugsweise wird das Reinigungsvlies mit erheblich gerin- gerer Geschwindigkeit bewegt als die Umfangsgeschwindigkeit des Bildträgers. Das Reinigungsvlies kann als Endlos- band ausgebildet sein, welches nach dem Kontakt mit der Oberfläche des Bildträgers durch ein mit Trägerflüssigkeit gefülltes Bad geführt ist. Das Farbmittel wird so gelöst und aus dem Reinigungsvlies entfernt. Das Endlosband wird mit einer Rakel und vorzugsweise mit Ultraschall beaufschlagt. Nach dem Verlassen des Bades wird überschüssige Trägerflüssigkeit vom Endlosband entfernt, vorzugsweise mithilfe eines Quetschwalzenpaares.
Alternativ kann das Reinigungsvlies auf einer Spenderrolle aufgerollt sein, und wird mithilfe einer Walze und einem Sattel mit der Oberfläche des Bildträgers in Kontakt gebracht. Anschließend wird das Reinigungsvlies auf eine Empfängerrolle aufgewickelt. Das Reinigungsvlies wird von der Spenderrolle zur Empfängerrolle schrittweise bewegt. Zwischen zwei Schritten können bis zu mehrere tausend Blatt bedruckt werden.
Bei einer weiteren Alternative der Reinigungsstation enthält diese eine Rakel, die an den Bildträger angedrückt ist. Wenn der Bildträger in Form eines Bandes vorliegt, kann als Gegenlager für die Rakel eine Walze oder eine Stange vorgesehen sein.
Bei einer anderen Ausführungsform der Reinigungsstation enthält diese eine Schwallbad-Einrichtung, die einen Strahl mit Reinigungsflüssigkeit auf die Oberfläche des Bildträgers richtet. Als Reinigungsflüssigkeit wird vor- zugsweise die Trägerflüssigkeit des Farbmittels verwendet.
Eine andere Variante der Reinigungsstation enthält eine Walzenbad-Einrichtung, die mithilfe einer Walze Reinigungsflüssigkeit an die Oberfläche des Bildträgers bringt. Diese Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise die Trägerflüssigkeit des Farbmittels, löst die Farbmittelreste, Hie mit der Walzendrehung abtransportiert werden. Auf die genannte Walze wirkt dann eine Rakel ein, die das gelöste flüssige Farbmittel abstreift.
Eine andere Variante der Reinigungsstation enthält ein Airknife. Dieses verdrängt das flüssige Farbmittel vom zu reinigenden Bildträger. Die verdrängten Farbmittelreste können aufgefangen, aufbereitet und für den Druckprozeß wiederverwendet werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Reinigungsstation enthält eine Absaugeinrichtung, die den flüssigen Farbmittelrest von der Oberfläche des Bildträgers absaugt. Die abgesaugte Abluft kann gefiltert und das flüssige Farbmit- tel abgeschieden werden, welches vorzugsweise beim weiteren Druckprozeß wiederverwendet wird.
Optional kann in Bewegungsrichtung des Bildträgers gesehen vor der Reinigungsstation 30 eine Anlöse-St tion angeordnet sein (nicht dargestellt) , die auf die Oberfläche des Bildträgers eine Reinigungsflüssigkeit aufträgt. Zum Auftragen kann eine Schöpfwalze vorgesehen sein; alternativ kann ein Abschnitt des Bildträgers ein Bad mit Reinigungs- flüssigkeit durchlaufen.Vorteilhaft ist es, wenn als Reinigungsflüssigkeit die Trägerflüssigkeit des Farbmittels verwendet wird. Vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktstelle zwischen Reinigungsflüssigkeit und Bildträger mit Ultraschallenergie beaufschlagt ist.
Gemäß Figur 1 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Drehrichtung der Fotoleitertrommel 12 gesehen nach der Reinigungsstation 30 eine Regenerier-Station 32 angeordnet. Während die Reinigungsstation 30 eine kontinuierliche mechanische Reinigung gewährleistet, dient die Regenerier- Station 32 der Einstellung und der dauerhaften Gewährleistung definierter Prozeßbedingungen, insbesondere bezüglich der Oberflächeneigenschaften, wie der Oberflächenenergie des Latentbild-Trägers, das Oberflächenenergie- Verhältnis zwischen der Oberfläche des Latentbild-Trägers, dem flüssigen Farbmittel und gegebenenfalls der Oberfläche des Zwischenträgers, sowie der Oberflächenrauhigkeit, d.h. der mikroskopischen Struktur der Oberfläche. Weiterhin dient die Regenerier-Station zum Einstellen definierter Prozeßbedingungen im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften an der Oberfläche des Latentbild-Trägers, beispielsweise im Hinblick auf die Ladungsinjektionsverhält- nisse und auf den Oberflächenwiderstand. Demgemäß legt die Regenerierstation die Oberflächenenergie fest, die die Be- netzbarkeit der Oberfläche mit dem flüssigen Farbmittel steuert. Die Regenerier-Station trägt hierzu auf die Oberfläche des Bildträgers, der ein Zwischenträger oder ein Latentbild-Träger sein kann, eine die Oberflächenenergie beeinflussende Substanz auf, vorzugsweise Tensid-Lösungen, insbesondere in 'Wasser gelöste nicht ionische Tenside. Diese Substanz kann beispielsweise mit einer Schichtdicke von kleiner 0,3 μm aufgetragen sein, die die Oberfläche vollständig benetzt, vorzugsweise in einer Zeit kleiner 5 ms.
Weiterhin kann die Regenerier-Station eine Koronavorrichtung enthalten, die eine Korona mit einer Wechselspannung im Bereich von 1 bis 20 kVss (gemessen von Spitze zu Spitze) bei einer Frequenz im Bereich von 1 bis 10 kHz hat. Diese Koronavorrichtung kann alternativ zum Auftragen der Substanz eingesetzt werden oder in Kombination zusammen mit der Substanz .
In einer weiteren Alternative erfolgt die Reinigung und Regenerierung kombiniert in einem einzigen Arbeitsgang. Es wird beispielsweise die Schwallbad-Reinigung oder eine Walzenbad-Reinigung verwendet. Der Reinigungsflüssigkeit wird hierzu eine die Oberflächenenergie steuernde Substanz, vorzugsweise eine Tensidlösung beigemischt. Mit der Reinigungsflüssigkeit wird dann diese Substanz auf den Bildträger übertragen. Überschüssige Reinigungsflüssigkeit kann wieder entfernt werden, wobei derartige Reste einer Wiederaufbereitung zugeführt werden können.
Optional kann bei der Reinigung mit einer Reinigungsflüssigkeit und einer beigemengten Substanz, die die Oberflächenenergie steuert, und nach einer erfolgten Regenerierung eine Trocknung der Oberfläche des Bildträgers durch geeignete Mittel erfolgen, beispielsweise durch eine warme und trockene Luftströmung, die auf die Oberfläche gerichtet ist. Diese Trocknung dient dazu, die oberflächenaktiven Anteile zu erhöhen und dadurch ihre Wirkung zu verstärken. Außerdem wird eine unter Umständen störende Wir- kung überschüssiger Reinigungsflüssigkeit vermieden.
Im folgenden werden fotodielektrische Bilderzeugungsprozesse erläutert, mit deren Hilfe auf einem Fotoleiter Latentbilder erzeugt werden können, die durch das flüssige Farbmittel unter Überwindung des Luftspaltes eingefärbt werden können. Hierzu wird mithilfe des Schichtsystems des Fotoleiters ein bildmäßig verteiltes elektrisches Feld erzeugt, dessen Komponenten im Raum über der Oberfläche Kraftwirkung auf geladene Teilchen, polarisierbare und leitfähige Objekte ausüben, d.h. z.B. auf polarisierbare Bestandteile der Farbmittelflüssigkeit. Die elektrische Feldverteilung auf der Oberfläche des Fotoleiters wird bei der Entwicklung mithilfe des transferierenden flüssigen Farbmittels sichtbar gemacht. Die Reinigung der obersten Schicht des Fotoleiters, die in Kontakt mit dem Farbmittel kommt, muß an die Besonderheiten des flüssigen Farbmittels angepaßt sein. Neben einer Säuberung dieser Oberfläche und der Herstellung eines definierten Ladungszustandes der oberen isolierenden Deckschicht des Fotoleiters muß auch der Oberflächenenergiezustand dieser Deckschicht nach jedem FarbstoffÜbertragungswechsel wieder hergestellt bzw. erhalten werden. Das Material der oberen isolierenden Deckschicht des Fotoleiters muß demgemäß auf die Verwendung wässriger Farbmittel abgestimmt sein. Zur Einfärbung der Oberfläche des Fotoleiters müssen die Oberflächenener- gieverhältnisse derart beschaffen sein, daß in den einzufärbenden Latentbild-Flächen die Trägerflüssigkeit mit dem Farbmittel an der Oberfläche haften bleibt. Zumindest muß diese Haftungsbedingung für den Feststoffanteil des Farb- mittels gelten. In den nicht einzufärbenden Bereichen der Oberfläche des Fotoleiters muß die elektrische Abstoßungswirkung derart überwiegen, daß keine Flüssigkeit in Kontakt mit der isolierenden Oberfläche des Fotoleiters kommt.
Eine Variante besteht darin, daß wegen der Stabilität des elektrischen Feldes über der isolierenden Deckschicht des Fotoleiters auch ein permanentes Heranführen der Farbmittel enthaltenden Flüssigkeit an diese isolierende Schicht vorgenommen werden kann, wobei die Polarität der festen Farbmittelteilchen in der Flüssigkeit so beschaffen sein muß, daß diese Teilchen durch das elektrische Feld in den einzufärbenden Bereichen angezogen werden. In den nicht einzufärbenden Bereichen ist die elektrische Feldrichtung umgekehrt, so daß die geladenen festen Farbmittelteilchen abgestoßen werden.
Eine bildmäßige Einfärbung der Deckschicht des Fotoleiters kann auch dadurch erreicht werden, daß die einzufärbenden Bereiche durch die kombinierte Wirkung der Oberfläche- nenergiebeziehung zwischen der isolierenden Deckschicht und der Flüssigkeit und des elektrischen Feldes relativ gut und die nicht einzufärbenden Bereiche wegen der umgekehrten Feldrichtung relativ schlecht benetzt werden. Diese Art der Einfärbung oder die Kombination mit der Ablagerung der geladenen festen Farbmittelteilchen eignet sich insbesondere für den Entwicklungsprozeß bei hoher Geschwindigkeit. Um einen Hochgeschwindigkeitsprozeß mit einer reinen Teilchenablagerung ohne wesentliche Benetzungs- unterschiede zwischen den einzufärbenden und den nicht einzufärbenden Bereichen zu realisieren, muß die Flüssigkeitsschicht sehr dünn und die Konzentration der festen Farbmittelteilchen relativ hoch sein. Eine möglichst große Teilchenladung ist für die Hochgeschwindigkeitsentwicklung vorteilhaft. Bei einem herkömmlichen Fotoleiter mit einer außen liegenden fotoleitenden Schicht kann gemäß einem Ausführungsbei- spiel diese fotoleitende Schicht mit einer dünnen isolierenden Deckschicht versehen werden. Diese Deckschicht wird so gewählt, daß sie die gestellten Anforderungen an die Benetzbarkeit und weitere Oberflächeneigenschaften, wie z.B. die Ladungsinjektionseigenschaft, für die Aufnahme und das Abgeben eines flüssigen Farbmittels erfüllt.
In den Figuren 21 bis 26 werden fotodielektrische Bilderzeugungsprozesse erläutert. Zur Latentbild-Erzeugung kann ein fotodielektrischer Prozeß (Figuren 21 und 22) verwendet werden, bei dem die Entstehung des Latentbildes durch ein elektrisches Feld im Fotoleiter gesteuert wird. Weiterhin kann zur Latentbilderzeugung ein aufladestromgesteuerter Prozeß verwendet werden (Figuren 23 bis 26) .
Anhand Figur 21 wird ein Bilderzeugungsprozeß erläutert, der auch als Nakamura-Prozeß 1 bezeichnet wird. Die in den folgenden Figuren dargestellten Fotoleiter haben "jeweils eine untere leitfähige Schicht 110, eine mittlere fotoempfindliche Schicht 112 und eine obere isolierende Deckschicht 114. Diese Deckschicht 114 bestimmt den Oberflä- chenenergiezustand, den elektrischen Oberflächenwiderstand und die Ladungsinjektionseigenschaften des Fotoleiters. Die Deckschicht 114 selbst beeinflußt den elektrofotogra- fischen Prozeß zur Erzeugung des Latentbildes nicht wesentlich.
Bei dem Bilderzeugungsprozeß nach Figur 21 wird in einem ersten Schritt das Schichtsystem des Fotoleiters zunächst mit einer Polarität gleichmäßig aufgeladen, wobei durch Ladungsträgerinjektionen aus der unteren, leitfähigen Schicht 110 in die Fotoleiterschicht 112 und/oder durch gleichzeitige gleichmäßige Belichtung (nicht dargestellt) die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert wird. Anschließend wird das Schichtsystem mit der entgegengesetzten Polarität umgeladen, wobei ein elektrisches Feld in der Fotoleiterschicht 112 entsteht (zweiter Schritt) . In einem dritten Schritt wird das Schichtsystem bildmäßig belichtet, wobei das Latentbild entsteht. In der Figur 21 sind typische Potentialverhältnisse eingetragen.
Figur 22 betrifft einen fotodielektrischen Bilderzeugungsprozeß, der auch als Hall-Prozeß bezeichnet wird. In einem ersten Schritt wird das Schichtsystem des Fotoleiters zunächst mit einer Polarität gleichmäßig aufgeladen, wobei sich sowohl in der Fotoleiterschicht 112 als auch in der Deckschicht 114 ein elektrisches Feld aufbaut. Anschließend wird das Schichtsystem bildmäßig belichtet (zweiter Schritt) . In belichteten Bereichen wird dadurch das elektrische Feld in der Fotoleiterschicht 112 abgebaut, wäh- rend es in unbelichteten Bereichen erhalten bleibt. In einem dritten Schritt erfolgt eine erneute gleichmäßige Aufladung mit derselben Polarität wie im ersten Schritt. Anschließend erfolgt eine gleichmäßige Flächenbelichtung, wobei in allen Bereichen der Fotoleiterschicht 112 das elektrische Feld abgebaut wird und das Latentbild entsteht (vierter Schritt) . In der Figur 22 sind wieder typische Potentialverhältnisse eingetragen.
Figur 23 zeigt einen fotodieelektrischen Bilderzeugungs- prozeß, der auch als Katsuragawa-Prozeß bezeichnet wird, wobei zur Latentbild-Erzeugung ein aufladestromgesteuerter Prozeß verwendet wird. In einem ersten Schritt wird das Schichtsystem des Fotoleiters zunächst mit einer Polarität gleichmäßig aufgeladen, wobei durch Ladungsträgerinjektion aus der unteren leitfähigen Schicht 110 in die Fotoleiter- Schicht 112 und/oder durch gleichzeitige gleichmäßige Belichtung (nicht dargestellt) die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert wird. In einem zweiten Schritt wird das Schichtsystem bildmäßig belichtet und gleichzeitig mit entgegengesetzter Polarität zur Aufladung im ersten Schritt umgeladen, wobei in belichteten Bereichen die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert wird. In unbe- lichteten Bereichen entsteht ein elektrisches Feld in der Fotoleiterschicht 112. In einem dritten Schritt wird das Schichtsystem gleichmäßig belichtet, wobei das Latentbild entsteht. Auch in der Figur 23 sind typische Potentialverhältnisse eingetragen.
In Figur 24 ist ein weiterer aufladestro gesteuerter Bilderzeugungsprozeß beschrieben, der als Canon-NP-Prozeß bezeichnet wird. In einem ersten Schritt wird das Schichtsystem des Fotoleiters zunächst mit einer Polarität gleichmäßig aufgeladen, wobei durch Ladungsträgerinjektion aus der unteren, leitfähigen Schicht 110 in die Fotoleiterschicht 112 und/oder durch gleichzeitige gleichmäßige Belichtung (nicht dargestellt) die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert wird. Anschließend wird das Schichtsystem bildmäßig belichtet und gleichzeitig, vorzugsweise mithilfe einer Wechselstromkorona, entladen, wobei in belichteten Bereichen die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert wird. In unbelichteten Bereichen entsteht ein elektrisches Feld in der Fotoleiterschicht 112 (zweiter Schritt) . In einem dritten Schritt wird das Schichtsystem gleichmäßig belichtet, wobei das Latentbild entsteht. In der Figur 24 sind wieder typische Potentialverhältnisse eingetragen. Figur 25 beschreibt einen aufladestromgesteuerten Bilderzeugungsprozeß, der als Naka ura-Prozeß 3 bezeichnet wird. In einem ersten Schritt wird das Schichtsystem gleichmäßig mit einer Polarität aufgeladen (im Beispiel nach Figur 25 wurde die positive Polarität gewählt) und gleichzeitig bildmäßig belichtet. In belichteten Bereichen wird dabei die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert, während in unbelichteten Bereichen sowohl in der Fotoleiterschicht 112 als auch in der Deckschicht 114 ein etwas kleineres elektrisches Feld entsteht. Anschließend erfolgt im zweiten Schritt eine gleichmäßige Umladung mit entgegengesetzter Polarität zur Aufladung im ersten Schritt. Das Oberflächenpotential ist danach in im ersten Schritt belichteten und unbelichteten Bereichen gleich groß, im Beispiel nach Figur 25 etwa -500 Volt. Bei der abschließenden gleichmäßigen Belichtung des gesamten Schichtsystems (dritter Schritt) entsteht das Latentbild. Typische Potentialverhältnisse sind wieder in der Figur 25 eingetragen.
Figur 26 zeigt einen aufladestromgesteuerten Bilderzeu- gungsprozeß, der als Simac-Prozeß bezeichnet wird. Im ersten Schritt wird das Schichtsystem gleichmäßig mit einer Polarität aufgeladen (im Beispiel nach Figur 26 positiv) und gleichzeitig bildmäßig belichtet. In belichteten Bereichen wird dabei die Entstehung eines elektrischen Feldes in der Fotoleiterschicht 112 verhindert, während in unbelichteten Bereichen sowohl in der Fotoleiterschicht 112 als auch in der Deckschicht 114 ein etwas kleineres elektrisches Feld entsteht. Bei der nachfolgenden gleichmäßigen Belichtung des gesamten SchichtSystems entsteht im zweiten Schritt das Latentbild, wobei das elektrische Feld in allen Bereichen der Fotoleiterschicht verschwindet. Auch in der Figur 26 sind typische Potentialverhältnisse eingetragen. Bezugszeichenliste
10 Endbildträger
12 Fotoleitertrommel.
Pl P2,
P3 Drehrichtungspfeile
14 Zwischenträgertrommel
16 Umladekorotron
18 BelichtungsStation
20 Korotron
22 Lichtquelle
24, 24a Einfärbestation
26, 26a Applikatorwalze
28 Heißlußfterzeuger
30 ReinigungsStation
32 RegenerierStation
34 weitere Reinigungsstation
35 Heißluftstation
36 Zuführwalze
38 gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm
40 Schöpf alze
42 Näpfchen
44 Schöpfwanne
46 Rakel
48 Tropfchenteppich
50 Tröpfchen
52 Rakel
54, 56 Leitungssystem
ÜB Biaspotential
UP Potentialmuster
60 Erhebungen
62 Flächenabschnitte
64 Ausschnitt
66 Tröpfchen
68 Farbmittel 70 Bildelement
72 kontinuierliche Farbmittelschicht
E Feldstärke
74 Bildstelle 76 Deckschicht
78 erste Bereiche erhöhter elektrischer Leitfähigkeit
80 freigelassene Bereiche
84 Näpfchen 86 zweite Bereiche geänderter Oberflächenenergie
88 dritte Bereiche mikroskopischer Erhebungen
90 metallischer Grundkörper
92 erhabene Inseln
94 Deckschicht 100 Wanne
101 Farbmittelreste
102 Bürstenwalze
103 Bürste
P4 Drehpfeil UR Spannung
104 Absaugeinrichtung
106 Bad
107 Ultraschallquelle 110 leitfähige Schicht 112 fotoempfindliche Schicht
114 Deckschicht

Claims

Ansprüche
1. Applikatorelement zum Bereitstellen einer Schicht eines flüssigen Farbmittels, insbesondere zum Einfärben eines Latentbild-Trägers einer Einrichtung zum elektrografischen Drucken oder Kopieren, wobei die Oberfläche des Applikato- relements (26) eine Struktur mit einer Vielzahl von Bereichen (78, 80, 86, 88) hat, an denen das Ablösen von Tropfen aus der Flüssigkeitsschicht erleichtert ist.
2. Applikatorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine Vielzahl von ersten Bereichen
(78) mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit enthält.
3. Applikatorelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Applikatorelement (26) eine Materialschicht (76) mit einer mittleren Oberflächenenergie hat, vorzugsweise zwischen 30 und 50 mN/m mit einem geringen polaren Anteil, vorzugsweise kleiner 10 mN/m, und daß die ersten Bereiche (78) durch Dotierung mit Fremdatomen, vorzugsweise Metallatomen, erzeugt werden.
4. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialschicht DLC- Material vorgesehen ist.
5. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Oberfläche des Applikatorelements eine Vielzahl von zweiten Be- reichen (86) mit gegenüber der verbleibenden Oberfläche (80) veränderter Oberflächenenergie enthält.
6. Applikatorelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bereiche (86) sich von der verblei- benden Oberfläche (80) im polaren Anteil und/oder im dispersen Anteil der Oberflächenenergie unterscheiden.
7. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Applikatorelement (26) mit einer ersten Materialschicht (76) beschichtet ist, an deren Oberfläche eine Vielzahl von Näpfchen (84) ausgebildet ist, und daß die zweiten Bereiche (86) durch Auffüllen der Näpfchen (84) mit einem zweiten Material gebildet sind.
8. Applikatorelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Material (76) Keramik und als zweites Material Teflon vorgesehen ist.
9. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Material (76) DLC-Ma- terial, • F-DLC-Material oder SICON-Material und als zweites Material Teflon vorgesehen ist.
10. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Material (76) eine Ni-Schicht oder eine Schicht aus Ni-Legierung, vorzugsweise CrNi, und als zweites Material Teflon vorgesehen ist, wobei vorzugsweise das Teflonmaterial in Form von. Kugeln in die Ni-Schicht eingebettet ist.
11. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Oberfläche des Applikatorelements (26) eine Vielzahl von dritten Bereichen (88) hat, die als mikroskopische Erhebungen auf der sonst glatten Oberfläche ausgebildet sind.
12. Applikatorelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenunterschied zwischen den höchsten Stellen der mikroskopischen Erhebungen der dritten Bereiche (88) und der sonst glatten Oberfläche 2 bis 20 μm, vorzugsweise 5 bis 10 μm beträgt.
13. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten Bereiche (78) und/oder die zweiten Bereiche (86) und/oder die dritten Bereiche (88) im Abstand von 0,3 bis 50 μm, vorzugsweise im Abstand von 10 bis 15 μm wiederholen.
14. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bereiche (78) und/oder die zweiten Bereiche (86) und/oder die dritten Bereiche (88) in regelmäßigen oder in stochastisch verteilten Abständen angeordnet sind.
15. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei regelmäßiger Anordnung der ersten Bereiche (78) und/oder der zweiten Be- reiche (86) und/oder der dritten Bereiche (88) die Rasterweiten dieser Bereiche 21,2 μm betragen, um dem Rastermaß 1200 dpi zu entsprechen.
16. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der
Materialeigenschaften zwischen den ersten Bereichen (78) und/oder den zweiten Bereichen (86) und/oder den dritten Bereichen (88) und der jeweils verbleibenden Oberfläche (80) abrupt, vorzugsweise sprungartig erfolgt.
17. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Materialeigenschaften zwischen den ersten Bereichen (78) und/oder den zweiten Bereichen (86) und/oder den dritten Bereichen (88) und der jeweils verbleibenden Oberfläche (80) stetig, vorzugsweise ohne ausgeprägte Sprünge erfolgt.
18. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bereiche (78) und/oder die zweiten Bereiche (86) und/oder die dritten Bereiche (88), deren Abstände voneinander sowie deren elektrische Leitfähigkeiten, deren Oberflächenenergien bzw. deren Höhe in Bezug auf die sonst glatte Oberfläche, so gewählt sind, daß sich Tropfen mit einer Größe von vorzugsweise 5 bis 40 μm Durchmesser, insbesondere 10 bis 20 μm Durchmesser bilden.
19. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bereiche (78) und die dritten Bereiche (88) abwechselnd ausgebildet sind.
20. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortswellenlänge der ersten Bereiche (78) und der dritten Bereiche (88) voneinander abweichen, wobei die Ortswellenlänge der drit- ten Bereiche (88) maximal ein Fünftel der OrtsWellenlänge der ersten Bereiche (78) beträgt.
21. Applikatorelement nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bereiche (86) und die dritten Bereiche (88) miteinander kombiniert sind.
22. Applikatorelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bereiche (86) und die dritten Bereiche (88) abwechselnd ausgebildet sind.
23. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortswellenlängen der zweiten Bereiche (86) und der dritten Bereiche • (88) voneinan- der verschieden ' sind, und daß die Ortswellenlänge der dritten Bereiche (88) maximal 1/5 der Ortswellenlänge der zweiten Bereiche (86) entspricht.
24. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bereiche (78) und die zweiten Bereiche (86) miteinander kombiniert sind.
25. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bereiche (78), die zweiten Bereiche (86) und die dritten Bereiche (88) miteinander kombiniert sind.
26. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das walzenförmige Ap- plikatorelement einen metallischen zylinderförmigen Grundkörper (90) hat, auf den eine Deckschicht (76) mit "verminderter Leitfähigkeit und einer mittleren Oberflächenenergie, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 50 mN/m mit einem polaren Anteil > 5 mN/m, vorzugsweise aus dem Material Ke- ramik, aufgebracht ist, daß diese Deckschicht (76) eine regelmäßige Näpfchenstruktur mit einer Auflösung von 1200 dpi hat, daß die Näpfchen (84) mit einem Material, vorzugsweise Teflon, gefüllt sind, das eine niedrigere Oberflächenenergie und eine geringere Leitfähigkeit als das Material der Deckschicht (76) hat.
27. Applikatorelement nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der gefüllten Näpfchen (84) einen Flächenanteil von 60 bis 90 %, vorzugweise 70 bis 80 %, an der Mantelfläche der Deckschicht (76) hat.
28. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch- gekennzeichnet, daß die Dicke der Deckschicht (76) im Bereich von 1 bis 500 μm liegt.
29. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Näpfchen (84) nicht voll- kommen mit dem zweiten Material aufgefüllt sind, so daß sich eine Oberfläche mit erhabenen Inseln (92) ergibt.
30. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Näpfchen (84) stochastisch verteilt angeordnet sind und einen Abstand im Bereich von 0,3 bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 20 μm, voneinander haben, und daß die Näpfchen (84) nur- teilweise mit dem zweiten Material aufgefüllt sind, so daß Erhebungen (96) der Näpfchen (84) von diesem zweiten Material un- bedeckt bleiben.
31. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
dem- Applikatorelement (26, 26a) ein Latentbild-Träger- (12) mit einem Potentialmuster (UP) entsprechend einem zu druk- kenden Bildmuster gegenübersteht,
wobei zwischen Flüssigkeitsschicht (48, 72) und der ihr gegenüberstehenden Oberfläche des Latentbild-Trägers (12) ein Luftspalt (L) vorgesehen ist,
und wobei zum Einfärben des latenten Bildes auf dem Latentbild-Träger (12) Tröpfchen (50) von der Flüssigkeits- schicht (48, 72) auf die Oberfläche des Latentbild-Trägers (12) unter Überwindung des Luftspaltes (L) übertragen werden.
32. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Applikatorelement (26, 26a) walzenförmig ausgebildet ist.
33. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht (48) als eine Schicht mit einer Vielzahl von Tröpfchen ausgebildet ist.
34. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (L) zwischen dem Applikatorelement (26) und dem Latentbild- Träger (12) im Bereich von 50 bis 1000 μm, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 200 μm liegt.
35. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Applikatorelement (26) mit einem Biaspotential (ÜB) in Form einer Gleichspannung beaufschlagt ist.
36. Applikatorelement nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannung (ÜB) eine Wechselspannung mit einer Frequenz vorzugsweise ≥ 5 kHz überlagert ist.
37. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Applikatorelements (26) mit einer kontinuierlichen Flüssigkeitsschicht (72) versehen ist.
38. Applikatorelement nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der kontiniuerlichen Flüssigkeitsschicht (72) im Bereich von 5 bis 50 μm, vorzugsweise bei annähernd 15 μm liegt.
39. Applikatorelement nach .einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Farbmittel und/oder die Flüssigkeitsschicht eine nichttoxische und/oder nicht brennbare und/oder geruchsfreie Trägerflüs- sigkeit, vorzugsweise Wasser, enthält.
40. Applikatorelement nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit Farbpartikel, Füllstoffe, Oberflächenspannungsbeeinflussende Zusätze, visko- sitätssteuernde Zusätze, fixierende Klebemittel, und/oder UV-härtbare Polymere enthält.
41. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 39 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil in der Trägerflüssigkeit ≥ 20 % beträgt.
42. Applikatorelement Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Applikatorelement (26, 26a) an seiner Oberfläche über eine Zu- führwalze (36) der .Flüssigkeitsfilm zugeführt wird.
43. Applikatorelement nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführwalze (36) im Gleichlauf oder im Gegenlauf zur Bewegung des Applikatorelements (26, 26a) bewegt wird.
44. Applikatorelement nach einem der Ansprüche 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführwalze (36) ein Flüssigkeitsfilm (38) über eine Schöpfwalze (40) zugeführt wird, die mit einem Abschnitt in einen Vorrat an flüssigem Farbmittel eingetaucht ist.
45. Applikatorelement nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpf alze (40) an ihrer Oberfläche mit einem Näpfchenraster (42) versehen ist, und daß auf die Oberfläche der Schöpfwalze (40) eine Rakel (46) einwirkt, so daß nur das in den Näpfchen (42) der Schöpfwalze (40) befindliche Flüssigkeitsvolumen gefördert wird.
46. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfwalze (40) als Rasterwalze mit einer Kammerrakel ausgebildet ist.
47. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein glatter Flüssigkeitsfilm auf die Zuführwalze aufgesprüht wird.
48. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Applikatorelement mit einem Abschnitt in ein Bad mit dem Farbmittel eintaucht, und daß die Dosierung der aufgenommenen Flüssigkeitsmenge über eine elastische Rollrakel erfolgt, welche auf die Oberfläche der Applikatorwalze einwirkt.
49. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Latentbild-Träger eingefärbte Bild derart beaufschlagt wird, daß zumindest ein Teil der Trägerflüssigkeit entweicht, vor- zugsweise verdunstet.
50. Applikatorelement nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entweichen der Trägerflüssigkeit das eingefärbte Bild mit einer Heißluftströmung beaufschlagt wird.
51. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch ■ gekennzeichnet, daß im 'Luftspalt (L) ein alternierendes Kraftfeld vorhanden ist, das auf die Flüssigkeitsschicht (48, 72) oder die Oberfläche des Applika- torele ents einwirkt.
52. Applikatorelement nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß als alternierendes Kraftfeld ein elektrisches Wechselfeld und/oder ein magnetisches Wechselfeld und/oder ein akustisches Wechselfeld, insbesondere ein Ultraschallfeld, verwendet wird.
53. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine relativ niedrige Oberflächenspannung im Bereich von 20 bis 45 mN/m, insbesondere im Bereich von 25 bis 35 mN/m hat.
54. Applikatorelement nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine relativ niedrige Viskosität im Bereich von 0,8 bis 50 mPa-s, insbeson- dere im Bereich von 3 bis 30 mPa-s hat.
55. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine relativ hohe Oberflächenspannung im Bereich von 50 bis 80 mN/m, insbesondere im Bereich von 55 bis 70 mN/m hat.
56. Applikatorelement nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine Viskosität im Bereich von 0,8 bis 300 mPa-s hat.
57. Applikatorelement nach einem der vorhergehenden' Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (L) eine Spaltbreite abhängig von der Druckpunktauflösung (dpi) hat.
58. Applikatorelement nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite das 2-Fache bis 20-Fache des Abstandes der Pixelelemente bei einer vorbestimmten Druckauflösung beträgt, insbesondere das 5-Fache bis 10-Fache des Abstandes.
59. Verfahren zum Bereitstellen einer Schicht eines flüssigen Farbmittels, insbesondere zum Einfärben eines Latentbild-Trägers einer Einrichtung zum elektrografischen Drucken oder Kopieren, wobei die Oberfläche des Applikato- relements (26) so aufbereitet wird, daß sie eine Struktur mit einer Vielzahl von Bereichen (78, 80, 86, 88) hat, an denen das Ablösen von Tropfen aus einer aufgetragenen Flüssigkeitsschicht erleichtert ist.
60.- Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur eine Vielzahl von ersten Bereichen (78) mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit enthält.
61. Verfahren nach Anspruch 59 oder 60, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Struktur der Oberfläche des Applika- torelements eine Vielzahl von zweiten Bereichen (86) mit gegenüber der verbleibenden Oberfläche (80) veränderter Oberflächenenergie enthält.
62. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Oberfläche des Applikatorelements (26) eine Vielzahl von dritten Bereichen (88) hat, die als mikroskopische Erhebungen auf der sonst glatten Oberfläche ausgebildet sind.
63. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Farbmittel und/oder die Flüssigkeitsschicht eine nichttoxische und/oder nicht brennbare und/oder geruchsfreie Trägerflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, enthält.
64. Verfahren nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit Farbpartikel, Füllstoffe, ober- flächenspannungsbeeinflussende Zusätze, viskositätssteu- ernde Zusätze, fixierende Klebemittel, und/oder UV-härtbare Polymere enthält.
65. Verfahren nach einem der Ansprüche 63 oder 64, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil in der Trägerflüssigkeit ≥ 20 % beträgt.
66. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Applikatorelement (26, ■ 26a) an seiner Oberfläche über eine Zuführwalze (36) der Flüssigkeitsfilm zugeführt wird.
67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführwalze (36) im Gleichlauf oder im Gegenlauf zur Bewegung des Applikatorelements (26, 26a) bewegt wird.
68. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführwalze (36) ein Flüssigkeitsfilm (38) über eine Schöpfwalze (40) zugeführt wird, die mit einem Abschnitt in einen Vorrat an flüssigem Farbmittel eingetaucht ist.
69. Verfahren nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfwalze (40) ' an ihrer Oberfläche mit einem Näpfchenraster (42) versehen ist, und daß auf die Oberfläche der Schöpfwalze (40) eine Rakel (46) einwirkt, so daß nur das in den Näpfchen (42) der Schöpfwalze (40) befindliche Flüssigkeitsvolumen gefördert wird.
70. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 68 oder 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfwalze (40) als Rasterwalze mit einer Kammerrakel ausgebildet ist.
71. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein glatter Flüssigkeitsfilm auf die Zuführwalze aufgesprüht wird.
72. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß das Applikatorelement mit einem Abschnitt in ein Bad mit dem Farbmittel eintaucht, "und daß die Dosierung der aufgenommenen Flüssigkeitsmenge über eine elastische Rollrakel erfolgt, welche auf die Oberfläche der Applikatorwalze einwirkt.
73. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht (48) als eine Schicht mit einer Vielzahl von Tröpfchen ausgebildet ist.
74. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Applikatorelements (26) mit einer kontinuierlichen Flüssigkeitsschicht (72) versehen ist.
75. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der kontinuierlichen Flüssigkeitsschicht (72) im Bereich- von 5 bis 50 μm, . vorzugsweise bei annä- hernd 15 μm liegt.
76. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftspalt (L) ein alternierendes Kraftfeld vorhanden ist, das auf die Flüs- sigkeitsschicht (48, 72) oder die Oberfläche des Applikatorelements einwirkt .
77. Verfahren nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß als alternierendes Kraftfeld ein elektrisches Wechsel- feld und/oder ein magnetisches Wechselfeld und/oder ein akustisches Wechselfeld, insbesondere ein Ultraschallfeld, verwendet wird.
78. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine relativ niedrige Oberflächenspannung im Bereich von 20 bis 45 mN/m, insbesondere im Bereich von 25 bis 35 mN/m hat.
79. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine relativ niedrige Viskosität im Bereich von 0,8 bis 50 mPa-s, insbesondere im Bereich von 3 bis 30 mPa-s hat.
80. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine relativ hohe Oberflächenspannung im Bereich von 50 bis 80 mN/m, insbesondere im Bereich von 55 bis 70 mN/m hat.
81. Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsschicht eine Viskosität im Bereich von 0,8 bis 300 Pa-s hat.
82. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (L) eine
Spaltbreite abhängig von der Druckpunktauflösung (dpi) hat.
83. Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite das 2-Fache bis 20-Fache des Abstandes der Pixelelemente bei einer vorbestimmten Druckauflösung beträgt, insbesondere das 5-Fache bis 10-Fache des Abstandes .
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