DE1497233C3 - Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern - Google Patents
Einrichtung zum Entwickeln von LadungsbildernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern auf einer Bildplatte mit
einem aus Toner- und Trägerteilchen bestehenden Entwicklergemisch, das mit Hilfe einer Steuervorrichtung
über die Bildplatte kaskadiert wird.
Bei einer solchen, z.B. aus der US-PS 26 18 552 bekannten Einrichtung wird die Entwicklung des
Ladungsbildes durch Überrollen oder Überstreuen der Oberfläche der Bildplatte mit einer Entwicklermischung
vorgenommen, die aus relativ großen Trägerteilchen, die auf ihrer Oberfläche elektrostatisch anhaftende
Tonerteilchen aufweisen, besteht. Bei dieser Einrichtung nehmen die Trägerteilchen beim engen Kontakt mit den
Tonerteilchen eine Ladung entgegengesetzter Polarität zu der der Tonerteilchen an; die Tonerteilchen bleiben
daher an den Trägerteilchen haften und umgeben sie. Das Ladungsbild auf der Bildplatte hält die Tonerteil-
chen in den aufgeladenen Bereichen fest, die auf sie eine größere Anziehungskraft als die Trägerteilchen ausüben.
Beim Überstreuen der Bildplatte mit der Entwicklungsmischung werden die Tonerteilchen in den
aufgeladenen Bereichen des Ladungsbildes abgelagert und festgehalten, während in den ungeladenen Hintergrundbereichen
des Ladungsbildes keine Tonerteilchen abgelagert und festgehalten werden. Sollten dennoch
zufällig Tonerteilchen auf solchen Hintergrundbereichen abgelagert werden, so werden sie durch die
elektrostatische Anziehung der die Bildplatte überstreichenden Trägerteilchen wieder entfernt.
Die Kaskadierungsentwicklung ist schnell und leicht durchführbar und zur Erzeugung dichter schwarzer
Bilder mit hohem Kontrast gut geeignet. Jedoch neigen Bilder mit kontinuierlichen Grautönen, wie z. B.
Fotografien und Röntgenbilder, dazu, als kontrastreiche Drucke zu erscheinen, weil die Grautöne nicht
entsprechend entwickelt werden. Große schwarze oder dunkle Bereiche werden nicht einheitlich über ihre
ganze Fläche entwickelt, sondern neigen dazu, am Rand stärker entwickelt zu werden als in der Mitte der
aufgeladenen Bereiche.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wurde zusätzlich eine Entwicklungselektrode verwendet. Die
Praxis hat nun gezeigt, daß die Verwendung einer Entwicklungselektrode in Verbindung mit Streuentwicklungseinrichtungen
anfällig gegen Verstopfung durch die Entwicklermischung in dem schmalen Zwischenraum zwischen Ladungsbild und Elektrode ist.
Bei trommeiförmigen Bildplatten führt außerdem der nur kleine Zwischenraum zwischen der beweglichen
Trommel und der Elektrode zu einer Beschädigung der Trommeloberfläche.
Eine andere, in der US-PS 22 21 776 beschriebene und als Pulverwolkenentwicklung bezeichnete Entwicklungstechnik
erwies sich für kontinuierliche Grautonwiedergabe und andere eine dichte Färbung der
schwarzen Bereiche erfordernde Arbeiten als ausgezeichnete Entwicklungstechnik. Beim Pulverwolkenentwickeln
werden die fein verteilten Tonerteilchen gleichmäßig in einem gasförmigen Träger verteilt oder
nach Art eines Aerosols zerstäubt. Den Tonerteilchen wird gewöhnlich während des Zerstäubens eine
elektrostatische Ladung erteilt, worauf dann dieses Aerosol oder diese Pulverwolke auf die Oberfläche der
Bildplatte gegeben wird. Das vom Ladungsbild aufgebaute elektrische Feld zieht Tonerteilchen aus dem
Aerosol auf die eigene Oberfläche, um so das Bild sichtbar zu machen.
Wegen der hohen für die Pulverwolkenerzeugung nötigen Geschwindigkeiten sind die mit dieser Einrichtung
entwickelten Bilder gegen Streifenbildung empfindlich. Auch die Ansammlung von Tonerteilchen auf
Wandflächen und in Lücken bedingen Ballungen der Tonerteilchen. Entsprechend der Natur des elektrostatischen
Feldes des Ladungsbildes wird entlang der Trennungslinie zwischen geladenen und nicht geladenen
Bereichen kein Toner abgelagert, was sich durch Kranzoder Hoferscheinungen bemerkbar macht. Weiterhin
läßt die Gleichmäßigkeit der Entwicklung von Seite zu Seite und einem Ende zum anderen zu wünschen übrig.
Darüber hinaus wird durch die Verwendung einer zusätzlichen Elektrode bei dieser Einrichtung der
Hintergrund bei qualitätsmäßig schlechten Aufnahmen viel zu hell.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Entwicklungseinrichtung zu schaffen, die die Vorteile der Kaskadie-
rungsentwicklung und der Pulverwolkenentwicklung,
nicht jedoch deren Nachteile aufweist
Gemäß einer ersten Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Einrichtung erfindungsgemäß aus durch eine
Schütte parallel zur Oberfläche der Bildplatte zum Auffangen der Entwicklermischung nach dem Kaskadieren,
durch ein Schirmgitter zwischen der Bildplatte und der Schütte mit öffnungen, die größer als die
Tonerteilchen aber kleiner als die Trägerteilchen sind, durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines Potentials an
die Schütte von gleicher Polarität wie der Ladung der Tonerteilchen, wobei dieses Potential von einer solchen
Größe ist, daß ein Teil der Tonerteilchen von den Trägerteilchen gelöst und durch das Schirmgitter zur
Bildplatte hindurchgetrieben wird, und durch eine Vorrichtung zum Antrieb der Bildplatte gegenüber der
Streuvorrichtung, der Schütte und dem Schirmgitter.
Gemäß einer zweiten Lösung der Aufgabe zeichnet sich die Einrichtung erfindungsgemäß aus durch eine als
Elektrode wirkende Schütte parallel zu einem Teil der Oberfläche der Bildplatte, durch ein elektrisch leitendes
Schirmgitter zwischen der Schütte und der Bildplatte, durch eine Vorrichtung zur Zuführung der Entwicklermischung
zwischen das Schirmgitter und die Schütte und anschließend über einen zweiten Teil der Oberfläehe
der Bildplatte, wobei das Schirmgitter öffnungen von ausreichender Größe zum Hindurchtreten der
Tonerteilchen, nicht aber der Trägerteilchen aufweist, durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines Potentials an
die Schütte von gleicher Polarität wie die Ladung der Tonerteilchen und von ausreichender Größe, um einen
Teil der Tonerteilchen von den Trägerteilchen zu lösen und durch das Schirmgitter hindurch auf die Bildplatte
zu treiben und durch eine Vorrichtung zum Vorbeibewegen der Bildplatte an der Schütte.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird also eine Streuvorrichtung zum Aufbringen der Entwicklermischung
nach dem herkömmlichen Kaskadierungsverfahren und eine Vorrichtung für die Pulverwolkenentwicklung
gleichzeitig benutzt, wobei diese beiden Vorrichtungen von den entsprechenden Teilen eines zu
entwickelnden Ladungsbildes nacheinander durchlaufen werden. Gemäß verschiedener Ausführungsformen und
auch Bewegungsrichtung der Bildplatte, die vorzugsweise trommeiförmig ausgebildet ist, kann dabei das zu
entwickelnde Ladungsbild zuerst einer Pulverwolkenentwicklung und anschließend der Kaskadierungsentwicklung
oder umgekehrt ausgesetzt werden. Durch die bevorzugte Speisung der die Pulverwolken erzeugenden
Vorrichtung mit der gleichen Entwicklermischung, die zuvor oder aber anschließend für die Kaskadierungsentwicklung
benutzt wird, ist ein sehr einfacher Aufbau der neuen Entwicklungsvorrichtung möglich.
Die neue Entwicklungseinrichtung ermöglicht eine vollständige und schnelle Entwicklung jeglicher Bildraster
bei der Elektrofotografie. Die Pulverwolkenentwicklung ermöglicht neben der Kaskadierungsentwicklung
dabei auch die Entwicklung von größeren zusammenhängenden Flächenbereichen, die eine nur
relativ geringe Feldstärke in ihrer Mitte aufweisen. Durch die der Pulverwolkenentwicklung folgende
Kaskadierungsentwicklung findet darüber hinaus eine gewisse Säuberung der bei der Kaskadierungsentwicklung
in unerwünschter Weise mit Tonerteilchen besetzten Hintergrundbereiche des Bildes statt, wodurch
die Bildqualität weiter verbessert wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt
F i g. 1 einen vergrößerten Ausschnitt eines Ladungsbildes im Schnitt mit den austretenden Feldlinien,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt eines Ladungsbildes
wie in Fig. I, aber mit einer zusätzlichen
Elektrode und deren Einfluß auf das elektrostatische Feld,
F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung mit einer Schütte zur Entwicklung eines Ladungsbildes
im Schnitt,
F i g. 4 eine schematische Ansicht der neuen Einrichtung gemäß der ersten Lösung mit einer trommeiförmigen
Bildplatte im Schnitt und
Fig.5 schematisch einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform gemäß der zweiten Lösung.
F i g. 1 zeigt eine Bildplatte 10 mit einer leitenden Unterschicht 6 und einer fotoleitenden Isolierstoffschicht
7. Auf oder nahe der Isolierstoffschicht 7 ist ein Ladungsbild durch Pluszeichen 9 markiert Ebenfalls
gezeigt sind die elektrostatischen Kraftlinien, die für ein Ladungsbild charakteristisch sind. Die Pluszeichen 9 auf
der Schicht 7 kennzeichnen einen aufgeladenen Bereich des Ladungsbildes, der einem schwarzen Bereich des zur
Vervielfältigung verwendeten Originals entspricht Dieser Bereich soll stark mit Toner entwickelt werden,
damit das entstehende Bild wie das Originalbild eine dunkle Fläche aufweist Es ist jedoch zu erkennen, daß
die am weitesten aus dem Ladungsbild heraustretenden Feldlinien in der Nähe des Mittelpunktes der Bildfläche,
sehr viel schwächer sind als die am Rand des Bildes, die nur ein kleines Stück aus dem Bild heraustreten. Wegen
dieses Feldaufbaus und der Anziehungskraft der Trägerteilchen, die zum Ablagern des Toners auf den
geladenen Plattenbereichen erst überwunden werden muß, werden die Randbereiche — also die Bereiche mit
der größten Feldstärke — entwickelt und die diesen gegenüber schwächeren Bereiche in der Mitte der
geladenen Bereiche bleiben bei der Kaskadierungsentwicklung unentwickelt Auf der anderen Seite ist es klar,
daß bei der Pulverwolkenentwicklung, bei der der Farbstoff frei durch die Luft über die Bildplattenoberfläche
streicht, eine gute Entwicklung der mittleren Bildbereiche mit den relativ schwachen aber weit in die
Luft reichenden Feldlinien erzielt wird, während die kürzeren aber stärkeren Randfeldlinien von den relativ
weit entfernten Tonerteilchen nicht »gesehen« werden, da sie von den schwächeren aber weiter entfernten
Feldlinien abgeschirmt werden. Beim Kaskadierungsverfahren »sehen« die Tonerteilchen die kurzen
Feldlinien, da die Entwicklermischung im direkten Kontakt mit der Oberfläche über die Bildplatte fließt.
F i g. 2 zeigt die Einrichtung nach Hinzufügen eines Steuergitters 12 als zusätzliche Elektrode. Das Steuergitter
12 stellt einen Leiter im Abstand vor der Isolierstoffschicht 7 dar, wodurch eine Kapazität
zwischen dem Steuergitter 12 und der Schicht 7 gebildet wird. Diese verstärkt die von den Ladungen der Schicht
7 nach außen weisenden Feldlinien und verringert die durch die Schicht 7 auf die leitende Rückseite weisenden
Feldlinien. Das Steuergitter bedingt auch noch ein Strecken der Feldlinien am Rande der geladenen
Bereiche, so daß z. B. die beim Pulverwolkenverfahren in diesem Bereich anwesenden Tonerteilchen stärker
von allen Teilen der geladenen Fläche angezogen werden.
In F i g. 3 ist eine Einrichtung zur Pulverwolkenerzeugung dargestellt Wie in F i g. 2 ist ein Schirmgitter 13
annähernd parallel zu der Bildplatte 10 angeordnet so daß die Feldlinien, die aus Bereichen unterschiedlichen
Potentials auf dem Ladungsbild austreten, zum Gitter weisen. Das Schirmgitter soll nicht weiter als 0,76 mm
vom Ladungsbild entfernt sein, um optimale Feldverhältnisse zu erzielea Auf der der Bildplatte 10
gegenüberliegenden Seite des Schirmgitters 13 ist eine leitende Schütte 18 zur Führung der Entwicklermischung
14 aus einem Behälter 16 angebracht
Die Entwicklermischung 14 enthält Tonerteilchen und Trägerteilchen. Die Größe und Farbe der Tonerteilchen
hängt vom jeweiligen Verwendungszweck ab, sie haben z. B. Größen zwischen 1 und 30 Mikromillimeter. Die
Trägerteilchen sind dagegen etwa zwischen 300 und 500 Mikromillimeter groß.
Ein Potential 15 der gleichen Polarität wie die der Tonerteilchen wird an die Schütte 18 gelegt Die
Tonerteilchen werden nach Maßgabe des elektrostatischen Feldes zwischen der Schütte 18 und dem
Schirmgitter 13 von ihren Trägerteilchen gelöst und bilden eine Wolke einheitlich polarisierter Tonerteilchen
mit gegenseitiger Abstoßung. Die Wolke bewegt sich durch das Schirmgitter 13 hindurch, daß das
Hindurchtreten der größeren Trägerteilchen verhindert in das elektrische Feld zwischen Schirmgitter 13
und Bildplatte 10 und lagern sich entsprechend dem Ladungsbild auf der Bildplatte 10 ab. Durch leites
Vorspannen des Schirmgitters 13 gegenüber der Bildplatte 10, um gerade das Restpotential auf der
Oberfläche der am wenigsten geladenen Bereiche zu kompensieren, können Ablagerungen von Toner auf
dem Hintergrund vermieden werden.
Das Schirmgitter 13 kann aus irgendeinem durchlässigen, elektrisch leitenden Material bestehen, wie z. B. ein
feines Maschengitter. Die Größe der Maschen muß so gewählt werden, daß sichergestellt ist daß die
öffnungen einerseits ausreichend groß sind, um das Verstopfen mit Tonerteilchen zu verhindern und auf der
anderen Seite wiederum so klein zu sein, daß das Hindurchtreten der Trägerteilchen durch das Schirmgitter
verhindert wird, damit das elektrische Feld nicht gestört wird. Obwohl Fig.3 eine Anordnung des
Schirmgitters unterhalb der Bildplatte zeigt kann es auch in einer anderen Lage angebracht werden.
Das an die Schütte angelegte Potential muß eine ausreichende Größe haben, um die elektrostatische
Anziehung zwischen den Trägerteilchen und den Tonerteilchen zu überwinden, um so die Tonerteilchen
in Richtung des Schirmgitters zu treiben. Ein Potential von 4000 Volt hat sich bei einem Abstand von etwa
0,6 mm zwischen Schütte und Schirmgitter als geeignet erwiesen. Durch Verändern der Feldintensität ist es
natürlich möglich, die Bewegung der Tonerteilchen zu beschleunigen. Die Polarität der Schütte muß die gleiche
sein wie die der geladenen Tonerteilchen.
Die Pulverwolke kann in jedem geeigneten fließenden,
elektrisch nichtleitenden Medium verteilt werden, gleich ob flüssig oder gasförmig. Typische Beispiele
solcher Medien sind Kohlendioxyd, Stickstoff, Sauerstoff,
ein bestimmter KerosonbestandteU, Trichlortrifluoräthan
— und andere mehr.
In F i g. 4 ist schematisch ein Querschnitt durch eine Ausführungsform mit Trommel gezeigt Die wesentlichen
Bauteile sind eine Trommel 21 aus einem leitenden Material, das auf seiner äußeren Oberfläche mit einer
Schicht aus einem fotoleitenden Isolierstoff, wie z. B. glasartigem Selen, bedeckt ist Die Trommel 21 ist in der
eingezeichneten Richtung durch hier nicht dargestellte, an sich bekannte Mittel um ihre Achse drehbar. Zur
Bildung eines Ladungsbildes wird auf der Trommel 21 durch eine Koronaentladungseinrichtung 22 eine
gleichmäßige Ladung hergestellt Ein Projektor 20 setzt die aufgeladene Trommel einem Lichtbild des zu
reproduzierenden Originals aus und entlädt so die vom Licht getroffenen Bereiche der geladenen fotoleitenden
Schicht
Nach der Bildentwicklung, die später beschrieben wird, wird das entwickelte Bild von der Trommel 21 auf
eine Papierbahn 29, die von Führungsrollen 28 gegen die
!O Trommel gedrückt wird, durch eine zweite Koronaentladungseinrichtung
27 übertragen. Ein Heizelement 24 ist zur Erhitzung des übertragenen Bilds vorgesehen, um
es dauerhaft mit der Papierbahn 29 zu verbinden. Eine rotierende zylindrische Säuberungsbürste 23 berührt die
Trommel 21 nach der Bildübertragung und entfernt alle restlichen Tonerteilchen von der Trommel.
Die Bildentwicklung wird von einer ein Becherförderband 34 in einem Gehäuse 35 enthaltenden Einrichtung
vorgenommen. Das Förderband 34 fördert die Entwicklermischung 31 aus einem Vorratsraum am Boden des
Gehäuses 35 zu einem Punkt oberhalb der Trommel 21 und läßt es von dort auf die Trommel 21 fallen, über die
dann die Entwicklermischung rollt Dabei werden die Tonerteilchen von den Trägerteilchen abgesondert und
auf der Oberfläche nach Maßgabe des vom Ladungsbild erzeugten Feldes abgelagert, um ein sichtbares Bild zu
bilden. Die übrige Entwicklermischung fällt herunter und wird durch die Schütte 32 über die Trommel nach
unten geleitet Da die Pulverwolken erzeugende Schütte die übrige Entwicklermischung von der Streueinrichtung
durch die Schwerkraft zugeführt erhält sind keine zusätzlichen, eine Pulverwolke erzeugenden beweglichen
Teile erforderlich und diese Einrichtung ist daher sehr gut für die Benutzung zusammen mit einer
Streueinrichtung geeignet Durch Anlegen eines Potentials an die Schütte 32 in der oben beschriebenen Weise
wird so eine Pulverwolkenentwicklung der Bildoberfläche der Trommel 21 im Bereich des Schirmgitters 33
erzielt Wie bereits erwähnt soll das Schirmgitter zur Erzielung optimaler Feldverhältnisse unter Berücksichtigung
der Trommeltoleranzen dicht genug an der Trommel angeordnet seia Die übrige Entwicklermischung
fällt auf den Boden des Gehäuses 35, wo sie für einen neuen Zyklus dem Förderband 34 zur Verfügung
steht
Durch Umkehren der Drehrichtung der Trommel ist es möglich, der Pulverwolkenentwicklung die Streuentwicklung
folgen zu lassen, wobei dies die bevorzugte Reihenfolge ist da es dann möglich ist, den Anziehungseffekt
der Trägerteilchen auszunutzen und so nur lose anhaftende Tonerteilchen von Hintergrundbereichen
des Bildes wieder fortzunehmen. Bei einer Ausführungsform kann der Pulverwolkenentwickler auch oberhalb
des Streuentwicklers angeordnet werden, wie in F i g. 5 gezeigt ist
In der Anordnung nach F i g. 5 sind den Bezugszeichen Striche hinzugefügt, um der F i g. 4 entsprechende
Teile zu kennzeichnen. Die Entwicklermischung 3Γ
wird in einem vom Schirmgitter 33' und der Schütte 32' gebildeten Kanal geführt und bewirkt die Pulverwolkenentwicklung,
wie in Zusammenhang mit Fig.4 beschrieben. Die übrige Entwicklermischung, die nun
ärmer an Tonerteilchen ist rollt über die Trommeloberfläche 21', um im normalen Streuverfahren weitere
Tonerteilchen abzulagern und überflüssige Tonerteilchen von Hintergrundbereichen des Bildes, wieder zu
entfernen. Neben der besseren Reproduktionsqualität bedingt durch den Anziehungseffekt wird außerdem ein
für Fotografien bei der Pulverwolkenentwicklung mit zusätzlicher Elektrode vorhandener Grenzwert umgangen.
Wie schon oben erwähnt, kann auch hier die Reihenfolge der Entwicklungsschritte durch Umkehren
der Drehrichtung der Trommel geändert werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern auf einer Bildplatte mit einem aus Toner- und
Trägerteilchen bestehenden Entwicklergemisch, das mit Hilfe einer Streuvorrichtung über die Bildplatte
kaskadiert wird, gekennzeichnet durch eine Schütte (32) parallel zur Oberfläche der Bildplatte
(25) zum Auffangen der Entwicklermischung (3f) nach dem Kaskadieren, durch ein Schirmgitter (33)
zwischen der Bildplatte (21) und der Schütte (32) mit Öffnungen, die größer als die Tonerteilchen aber
kleiner als die Trägerleilchen sind, durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines Potentials an die
Schütte (32) von gleicher Polarität wie die Ladung der Tonerteilchen, wobei dieses Potential von einer
solchen Größe ist, daß ein Teil der Tonerteilchen von den Trägerteilchen gelöst und durch das
Schirmgitter (33) zur Bildplatte (21) hindurchgetrieben wird, und durch eine Vorrichtung zum Antrieb
der Bildplatte gegenüber der Streuvorrichtung, der Schütte (32) und dem Schirmgitter (33).
2. Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern auf einer Bildplatte mit einem aus Toner- und
Trägerteilchen bestehenden Entwicklergemisch, das mit Hilfe einer Streuvorrichtung über die Bildplatte
kaskadiert wird, gekennzeichnet durch eine als Elektrode wirkende Schütte (32') parallel zu einem
Teil der Oberfläche der Bildplatte (2Γ), durch ein elektrisch leitendes Schirmgitter (33') zwischen
Schütte (32') und der Bildplatte (2Γ), durch eine
Vorrichtung zur Zuführung der Entwicklermischung (3\') zwischen das Schirmgitter (33') und die Schütte
(32') und anschließend über einen zweiten Teil der Oberfläche der Bildplatte (2Γ), wobei das Schirmgitter
(33') Öffnungen von ausreichender Größe zum Hindiirchtreten der Tonerteilchen, nicht aber der
Trägerteilchen aufweist, durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines Potentials an die Schütte (32')
von gleicher Polarität wie die Ladung der Tonerteilchen und von ausreichender Größe, um einen Teil
der Tonerteilchen von den Trägerteilchen zu lösen und durch das Schirmgitter hindurch auf die
Bildplatte zu treiben und durch eine Vorrichtung zum Vorbeibewegen der Bildplatte (21') an der
Schütte (32').
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US42129764 | 1964-12-28 | ||
DER0042325 | 1965-12-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1497233C3 true DE1497233C3 (de) | 1978-01-05 |
Family
ID=
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