DE1497234B2 - Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern auf einer Bildplatte mit einem aus Toner- und Trägerteilchen bestehenden Entwicklergemisch, das längs einer der Bildplatte benachbarten, jedoch mit Abstand zu dieser verlaufenden Bahn vorbeibewegt und zur Bildung einer Tonerwolke durchmischbar ist.

Bei einer solchen aus der US-PS 29 10 963 bekannten Einrichtung wird eine aus Tonerteilchen und magnetischen Trägerteilchen bestehende Entwicklermischung mit Hilfe eines endlosen Förderbandes, das zwei sich jeweils in horizontalen Ebenen erstreckende Trum aufweist, aus einem Vorrat an eine durch das obere Trum des Förderbandes gebildete horizontale Ebene gefördert. Parallel zu dieser Ebene, jedoch mit Abstand zum nach oben geförderten Entwicklergemisch, ist eine zu entwickelnde Bildplatte angeordnet, deren das Ladungsbild tragende Oberfläche dem Entwicklergemisch zugewandt ist. Oberhalb der Bildplatte befindet sich eine Anordnung mehrerer Elektromagnete, die mit einer pulsierenden Spannung gespeist sind. Diese Elektromagnete erzeugen daher zwischen der Bildplatte und der durch das obere Trum des Förderbandes gebildeten Ebene ein pulsierendes elektromagnetisches Feld, das die magnetischen Trägerteilchen der Entwicklermischung durchmischt, wodurch sich die Tonerteilchen von den Trägerteilchen lösen und eine Pulverwolke für die Entwicklung des auf der Bildplatte befindlichen Ladungsbilds erzeugen. Diese bekannte Einrichtung ist jedoch sowohl hinsichtlich des Antriebes zum Fördern und Vorbeibewegen der Entwicklermischung in einer horizontalen Ebene an der Bildplatte als auch der Erzeugung eines pulsierenden elektromagnetischen Feldes zum Durchmischen der elektromagnetischen Trägerteilchen recht aufwendig. Außerdem ist durch die rein mechanische Trennung der Tonerteilchen von den Trägerteilchen eine unterschiedliche elektrostatische Aufladung durch gegenseitige Reibung der Tonerteilchen möglich, wodurch keine Pulverwolke mit nur einer Ladungspolarität aufweisenden Tonerteilchen zu erzielen ist.

Aus der US-PS 27 84 109 ist eine andere Einrichtung zum Entwickeln eines Ladungsbildes mit Hilfe einer Pulverwolke bekannt, bei der ein aus Tonerteilchen und Trägerteilchen bestehendes Entwicklergemisch in einen trichterförmigen Behälter eingegeben wird. Am Boden des sich nach unten verjüngenden trichterförmigen Behälters befindet sich eine drehbare Bürstenscheibe, die das Entwicklergemisch durchwirbelt und damit wiederum zu einer mechanischen Trennung der Tonerteilchen von den Trägerteilchen führt, wodurch sich im oberen Teil des trichterförmigen Behälters eine Pulverwolke aus Tonerteilchen ausbildet. Die Oberseite des ' trichterförmigen Behälters ist mit einer eine Öffnung freilassenden elektrisch isolierenden Platte abgeschlossen. Die Abmessungen der Öffnung entsprechen den Abmessungen einer zu entwickelnden Bildplatte, die mit ihrer ein Ladungsbild tragenden Oberfläche nach unten auf die elektrisch isolierende Platte aufgelegt wird. An der Unterseite der elektrisch isolierenden Platte ist ein Elektrodengitter angeordnet, das sich über die öffnung erstreckt und der das Ladungsbild tragenden Schicht der Bildplatte möglichst dicht benachbart ist. Zwischen dem elektrisch leitenden Schichtträger der Bildplatte und dem Elektrodengitter ist eine einstellbare Spannung anzulegen, die vorzugsweise so gewählt ist, daß sich das Elektrodengitter auf einem Potential befindet, das etwa gleich dem in den am stärksten entladenen Bereichen der Bildplatte herrsehenden Restpotential ist. Mit Hilfe eines solchen Elektrodengitters kann wie bei den herkömmlichen Entwicklungselektroden erreicht werden, daß in den am stärksten entladenen Bereichen eines sich auf der Bildplatte befindenden Ladungsbildes keine Tonerteilchen abgelagert werden, d. h. sich ein Bild möglichst hohen Kontrastes ergibt. Auch diese bekannte Einrichtung ist in ihrem Aufbau jedoch relativ aufwendig und kann durch die rein mechanische Trennung der Tonerteilchen von den Trägerteilchen zur Erzeugung der PuI-verwolke nicht gewährleisten, daß die sich im oberen Teil des trichterförmigen Behälters befindenden und die Pulverwolke bildenden Tonerteilchen alle die gleiche Ladungspolarität aufweisen, da sie sich durch gegenseitige elektrostatische Aufladung auch unterschiedlich aufladen können. Außerdem ermöglicht auch diese bekannte Einrichtung genau so wie die zuerst angegebene Einrichtung keine kontinuierliche Entwicklung eines sich kontinuierlich bewegenden Bildträgers, wie dieses z. B. bei mit einer umlaufenden Bildtrommel ausgerüsteten Kopiergeräten erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Einrichtung zur Entwicklung von Ladungsbildern zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine sehr wirkungsvolle Pulverwolken-Entwicklung auch sich kontinuierlich bewegender Bildplatten ermöglicht.

Bei einer Einrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Bildplatte benachbart eine Schütte derart angeordnet

ist, daß das Entwicklergemisch über diese Schütte kaskadierbar ist, daß die Schütte ein Potential gleicher Polarität wie die der Tonerteilchen und ausreichender Größe erhält, um die Tonerteilchen in Richtung der [ Bildplatte abzustoßen, und daß zwischen der Bildplatte j und der Schütte ein parallel zu dieser verlaufendes Schirmgitter angeordnet ist.

Bei der neuen Einrichtung wird also das Entwicklergemisch in unmittelbarer Nähe der zu entwickelnden Bildplatte über eine Schütte kaskadiert, wobei das Entwicklergemisch allein unter Wirkung der Schwerkraft über die Schütte und an der Bildplatte vorbeiläuft, ohne die Oberfläche der Bildplatte selbst jedoch zu berühren. Allein durch das Kaskadieren des Entwicklergemischs über die Schütte findet bereits eine Durchmischung und damit mechanische Trennung der Tonerteilchen von den Trägerteilchen statt. Außerdem ist aber die Schütte mit einem elektrischen Potential versehen, das die gleiche Polarität wie die der Tonerteilchen hat, wodurch die elektrostatische Anziehungskraft zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen überwunden wird und diese unter Beibehaltung ihrer einheitlichen Ladungspolarität von den Trägerteilchen getrennt werden. Zwischen der Schütte und der Bildplatte ist ein Schirmgitter angeordnet, das nur die Tonerteilchen, jedoch keine Trägerteilchen zur Bildplatte hindurchläßt, wodurch sich in dem Zwischenraum zwischen der Bildplatte und dem Schirmgitter eine sehr gleichmäßige Pulverwolke aus nur eine einheitliche Polarität aufweisenden Tonerteilchen ausbildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Schirmgitter elektrisch leitend und liegt an einer solchen elektrischen Spannung, daß es gleichzeitig in herkömmlicher Weise auch als Entwicklungselektrode zu benutzen ist.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 den Verlauf der Feldlinien eines Ladungsbilds,

F i g. 2 die Beeinflussung der in F i g. 1 gezeigten Feldlinien durch eine Elektrode,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der neuen Einrichtung und

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines Kopiergerätes mit der neuen Einrichtung,

F i g. 1 zeigt eine belichtete Bildplatte 10, die einen leitenden Schichtträger 6 und eine fotoleitfähige Schicht 7 aufweist. Auf oder in Nähe der Oberfläche der Schicht 7 befindet sich ein durch Pluszeichen 9 angedeutetes Ladungsbild. Diese Figur zeigt den Verlauf der Feldlinien eines Ladungsbildes. Die Pluszeichen auf der Schicht bezeichnen einen Ladungszustand des Ladungsbildes, der einem dunklen Bereich des zu kopierenden Orignials entspricht. Dieser Bereich soll so mit Tonerteilchen entwickelt werden, daß das entwickelte Bild Dunkelbereiche aufweist, die den Dunkelbereichen des Orignials entsprechen. Die nahe der Bildmitte vorhandenen Feldlinien, die am weitesten vom Bild entfernt sind, sind wesentlich schwächer als die in den Randbereichen, die nur einen geringen Abstand vom Bild haben. Diese Feldverteilung und die zwischen den Toner- und Trägerteilchen herrschenden Anziehungskräfte, die bei der normalen Kaskadenentwicklung überwunden werden müssen, um die Tonerteilchen auf die geladenen Bereiche zu bringen, bewirken, daß die Randbereiche, d. h. die Bereiche größter Feldstärke, durch die Kaskadenentwicklung entwickelt werden und die in der Mitte eines geladenen Bereiches vorhandenen Flächen geringerer Feldstärke unentwickelt bleiben.

F i g. 2 zeigt die durch Verwendung einer Entwicklungselektrode 12 erzielbare verbesserte Feldverteilung. Die Elektrode oder das Gitter 12 bildet einen vor der Schicht 7 angeordneten Leiter, wodurch zwischen der Schicht 7 und dem Gitter 12 eine Kapazität geschaffen wird. Hierdurch wird die Anzahl der Feldlinien, die ausgehend von den Ladungen der Schicht nach außen gerichtet sind, verstärkt und die Anzahl der zum leitenden Schichtträger 6 gerichteten Feldlinien vermindert. Das Gitter bewirkt außerdem eine Strekkung der an den Rändern des geladenen Bereiches befindlichen Feldlinien, so daß z. B. bei der Pulverwolkenentwicklung Tonerteilchen, die sich in diesem Bereich befinden, stärker zu sämtlichen Teilen des geladenen Bereiches hingezogen werden. Das Gitter 12 kann auf dem gleichen Potential wie die Bildplatte 10 gehalten werden. Gegebenenfalls kann durch Anlegen einer vom Potential der Bildplatte unterschiedlichen Gitterspannung eine zusätzliche Steuerung der Entwicklung erzielt werden. Wenn z. B. in den Bereichen größter Helligkeit noch ein kleines Restpotential besteht, wobei Bereiche im entwickelten Bild weiß bleiben sollen, dann führt die Anpassung der Gitter an dieses Restpotential zu einem minimalen Tonerniederschlag in diesen Bereichen.

F i g. 3 zeigt eine neue Einrichtung zur Entwicklung eines Ladungsbildes. Analog F i g. 2 ist ein Schirmgitter 13 vorgesehen, das mit der das Bild tragenden Bildplatte 10 so in Wirkverbindung steht, daß die Feldlinien die von den verschiedenen Potentialbereichen des Bildes nach außen treten, vorwiegend zum Schirmgitter gerichtet sind.

Zur Erzielung einer optimalen Feldverteilung soll das Schirmgitter vom Bild keinen größeren Abstand als 0,76 mm besitzen. Auf der von der Bildplatte 10 abgekehrten Seite des Schirmgitters 13 befindet sich eine elektrisch leitende Schütte 18, die zum Transport einer, aus einem Behälter 16 austretenden Entwicklermischung 14 dient. Die Entwicklermischung 14 besteht aus Tonerteilchen und Trägerteilchen.

Die Schütte 18 und die Tonerteilchen werden an eine Spannungsquelle 15 gelegt. Die Tonerteilchen werden entsprechend dem zwischen der Schütte 18 und dem Schirmgitter 13 herrschenden elektrischen Feld von ihren jeweiligen Trägerteilchen abgesaugt und bilden eine Pulverwolke gleichpolarisierter Teilchen, die sich gegeneinander abstoßen. Die Pulverwolke wandert durch das Schirmgitter 13, das den Durchtritt größerer Trägerteilchen in das zwischen der Bildplatte 10 und dem Schirmgitter 13 bestehende elektrische Feld verhindert.

Die Tonerteilchen aus der Pulverwolke werden entsprechend dem Ladungsbild auf der Bildplatte abgelagert. Wenn das Schirmgitter 13 geringfügig gegen die Bildplatte 10 vorgespannt wird, um eine genaue Anpassung an das restliche Oberflächenpotential der am stärksten belichteten Bereiche zu erlangen, kann jegliche Ablagerung, auf den hellen Bereichen des Bildes vermieden: werden. Das Schirmgitter..13 kann z. B. als feinmaschiges elektrisch leitendes Gitter ausgebildet sein. Die Wahl der Größe der Maschen oder Durchbrechungen muß so sein, daß einerseits ein Ablagern der Tonerteilchen auf dem Schirmgitter vermieden und andererseits ein Durchtritt der Trägerteilchen verhindert wird.

Das an die Schütte 18 angelegte Potential soll so

groß sein, daß die zwischen den Trägerteilchen und Tonerteilchen herrschende elektrostatische Anziehungskraft überwunden wird und die Tonerteilchen zur Bildplatte wandern können. Bei einem Abstand von 6 mm zwischen der Schütte 18 und dem Schirmgitter 13 hat sich eine Spannung von 4000 V als ausreichend erwiesen. Durch Änderung der Feldintensität ist es natürlich möglich, den Transport der Teilchen zu beschleunigen. Die Polarität der Schütte soll gleich der Polarität der geladenen Tonerteilchen sein. Bei Verwendung negativ geladener Tonerteilchen hat die Schütte also ein negatives Potential.

In F i g. 4 ist ein Kopiergerät mit der neuen Einrichtung dargestellt. Das Kopiergerät besitzt eine Bildtrommel 21 aus leitendem Material, die auf ihrer Umfangsfläche mit einer Schicht eines fotoleitfähigen Isoliermaterials wie z. B. glasartigem Selen bedeckt ist. Die Trommel 21 ist in Pfeilrichtung drehbar. Durch eine Korona-Entladungsvorrichtung 22 wird die fotoleitfähige Isolierschicht der Trommel 21 gleichmäßig aufgeladen. Anschließend passiert die Trommel 21 einen Projektor 20, der die geladene Schicht entsprechend einem Lichtbild des zu reproduzierenden Originals belichtet, wodurch die von den Lichtstrahlen getroffenen Bereiche entladen werden. Nach der Bildentwicklung — die nachstehend beschrieben wird — wird das entwickelte Bild durch eine zweite Korona-Entladungsvorrichtung 27 von der Trommel 21 auf ein Papier 29 od. dgl. übertragen. Die Papierbahn ist zwischen Führungsrollen 28 geführt, durch die das Papier 29 gegenüber der Trommel 21 ausgerichtet wird.

Zur Hitzefixierung des übertragenen Bildes ist ein Heizelement 24 vorgesehen. Anschließend wird die Trommel durch eine rotierende, zylinderförmige Reinigungbürste 23 von gegebenenfalls vorhandenen Tonerteilchen gereinigt, wodurch die Trommel zur erneuten Verwendung bereit ist.

Die Bildentwicklung wird durch eine Einrichtung bewirkt, die der in Fig.3 gezeigten ähnlich ist. Eine Schütte 32 und ein Schirmgitter 33 sind in radialem Abstand von der Trommel angeordnet, so daß bei der Bewegung der Trommel an diesen vorbei die Entwicklung stattfindet. Eine Entwicklermischung 31 wird durch eine in einem Gehäuse 35 angeordnete Fördereinrichtung transportiert. Die Fördereinrichtung 34 transportiert die Entwicklungsmischung 31 an eine oberhalb der Schütte 32 und dem Schirmgitter 33 angeordnete Stelle und läßt sie durch den so gebildeten Kanal fallen. Wie bereits erwähnt, soll zur Erzielung einer optimalen Feldverteilung das Schirmgitter möglichst dicht an der Trommel angeordnet sein, wobei Toleranzen der Trommel berücksichtigt werden müssen. In der in F i g. 3 gezeigten Weise wird an die Schütte 32 ein Potential angelegt, was in den dem Schirmgitter 33 benachbarten Bereichen der Trommel 21 zu einer Pulverwolkenentwicklung der Bildfläche führt.

Übrigbleibende Entwicklermischung fällt auf den Boden des Gehäuses 35 zurück.

Mit der neuen Einrichtung wird in der Nähe des zu entwickelnden Bildes eine Pulverwolke unipolarer Teilchen erzeugt, was bisher nicht möglich war. Außerdem ist die Pulverwolke in einer zum Bild senkrechten Richtung dispergiert, wodurch in kürzester Zeit eine vollständige Entwicklung auftritt. Darüber hinaus vermeidet die neue Einrichtung Schwierigkeiten, wie sie in Verbindung mit den üblichen Entwicklungselektroden auftreten, da nämlich das Schirmgitter nicht nur zur Pulverwolkenentwicklung dient, sondern auch zu einer Verteilung der Bildfelder über große Ladungsbereiche führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Entwickeln von Ladungsbildern auf einer Bildplatte mit einem aus Toner- und Trägerteilchen bestehenden Entwicklergemisch, das längs einer der Bildplatte benachbarten, jedoch mit Abstand zu dieser verlaufenden Bahn vorbeibewegt und zur Bildung einer Tonerwolke durchmischbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildplatte (10, 21) benachbart eine Schütte (18, 32) derart angeordnet ist, daß das Entwicklergemisch (14, 31) über diese Schütte kaskadierbar ist, daß die Schütte ein Potential gleicher Polarität wie die der Tonerteilchen und ausreichender Größe erhält, um die Tonerteilchen in Richtung der Bildplatte abzustoßen, und daß zwischen der Bildplatte und der Schütte ein parallel zu dieser verlaufendes Schirmgitter (13,33) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schirmgitter (13,33) elektrisch leitend ist und an einer elektrischen Spannung liegt und daß die öffnungen des Schirmgitters kleiner als die Größe der Trägerteilchen und größer als die Größe der Tonerteilchen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Schirmgitters (10 bzw. 33) von der Bildplatte (10, 20) kleiner als 0,76 mm ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schirmgitter (13 bzw. 33) an einer Spannung von 10 bis 130 V liegt, die die gleiche Polarität wie die Ladung der Bildplatte (10, 20) aufweist.