DE1497234B2 - 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 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)
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.
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