DE2528109C2 - Elektrofotografisches Kopiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Kopiergerät nach dem Oberbegriff des Patentan- '>■> Spruchs I.

Bei einer typischen Kaskaden-Entwicklungsstation eines bekannten elektrofotografischen Kopiergeräts werden das latente elektrostatische Ladungsbild das entwickel! werden soll, und eine Entwicklermischung in *> <> der Weise zusammengebracht, daß das Toner-Pulver zu den entsprechenden Bereichen des latenten Ladungsbildes gezogen und auf diesen Bereichen entwickelt werden kann. Zur Herstellung von Kopien hoher Qualität ist es bei solchen Systemen wesentlich, daß dem ^h > zu entwickelnden, latenten Ladungsbild genügend Entwickler zugeführt wird und ein ausreichender Grad von Bewegung des Entwicklers in der Entwicklungsstation für eine ausreichende Zeitdauer aufrechterhalten wird, um sicherzustellen, daß eine im wesentlichen vollständige Entwicklung des gesamten Ladungsbildes stattfinden kann.

Obwohl viele zur Zeit erhältliche Systeme diese Aufgabe im allgemeinen zufriedenstellend lösen, wenn das zu kopierende Dokument eine Vorlage mit Linien oder Strichen enthält, arbeiten diese Systeme nicht zufriedenstellend, wenn die Vorlage große dunkle oder Halbton-Bereiche enthält, z. B. Bilder oder grafische Darstellungen. In diesen Fällen muß das latente Ladungsbild besonders große Mengen des Toners aufnehmen, um die Ladungen auf dem Ladungsbild vollständiger zu neutralisieren und eine Kopie guter Qualität und hoher Dichte herzustellen, die der Qualität nahekommt, die durch herkömmliche Drucktechniken erreichbar ist.

Es ist bekannt, bei Vorlagen mit dunklen oder Halbton-Flächen das latente, zu entwickelnde Ladungsbild für eine längere Zeitdauer als normal in der Entwicklungsstation zu halten, so daß größere Mengen uC5 ivjiiwa am uns i~auuiig3uuu tiuigcui acut wcrucO können. Es kann zum Beispiel die Größe der Entwicklungsstation und dadurch die Länge der Zeitspanne erhöht werden, die das Ladungsbild beim Durchgang durch die Entwicklungsstation benötigt. Es wird dadurch jedoch das gesamte Koptersystem größer, unhandlicher und teurer.

Es ist ferner bekannt, die Größe der Entwicklungsstation unverändert zu lassen, jedoch das latente Ladungsbild mit geringerer Geschwindigkeit durch sie hindurchzubewegen. Dadurch wird jedoch die Kopiergeschwindigkeit verlangsamt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches Kopiergerät zu schaffen, das Kopien hoher Qualität von Vorlagen, die ausgedehnte, dunkle Bereiche enthalten, in zufriedenstellender Weise, ohne Abstriche an der Kompaktheit der Maschine und ihrer Effektivität herstellen kann.

Diese Aufgabe wird durch Gas kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 wird die Entwicklungsstatiori so ausgelegt, daß der Entwickler und das latente, elektrostatische Ladungsbild im wesentlichen mit gleicher Geschwindigkeit durch die Entwicklungsstation bewegt werden können, so daß zwischen ihnen kein merkliches Scheuern oder Wischen stattfindet und deshalb während des zweiten und darauffolgenden Entwicklungsvorganges eine Verschlechterung des Ladungsbildes vermieden wird.

Der verkleinerte Abstand zwischen dem Aufzeichnungsträger und der Entwicklungsplatte führt zu einer höheren Teilchendk hte und einer größeren Häufigkeit von Kollisionen der Entwicklerkügelchen in dem Spalt und infolgedessen zu einer langsameren Bewegung des Entwicklers durch den Spalt. Diese erhöhte Dichte stellt auch sicher, daß eine große Menge des Entwicklers zur Sicherstellung einer vollständigen Entwicklung in der Nähe jedes Bereiches des zu entwickelnden Ladungsbildes vorhanden ist.

Die Entwicklungsplatte ist bei der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 6 zusätzlich mit einer geriffelten Oberfläche versehen, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 24 60 542.1 beschrieben wird. Ein solcher Aufbau der Entwicklungsplatte ermöglicht ene bessere und gleichförmigere Verteilung des F.ntwicklers. die dafür sorgt, daß genügend Toner in allen Bereichen des Ladungsbildes vorhanden ist.

Die mehrfache Entwicklung kann selektiv in Situationen angewandt werden, wenn sie zur vollständigen Entwicklung eines Abbildes benötigt oder gewünscht wird, zum Beispiel wenn die Vorlage größere dunkle Bereiche enthält. Wird mehrfache Entwicklung nicht benötigt, zum Beispiel wenn die Vorlage nur Linien enthält oder eine verbesserte Qualität des Ladungsbildes nicht wichtig ist, so braucht nur eine einzige Entwicklung ohne Verringerung der Kopiergeschwindigkeit durchgeführt zu werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutere

Die einzige Figur zeigt dabei in schematisierter Form die Entwicklungsstation eines elektrofotografischen Kopiergerätes. Weitere herkömmliche Teile des Kopiergerätes, wie etwa die Abbildungsstation, die Koronaentladungsstation, die Belichtungsstation und die Trommelreinigungsstation sind im Interesse der Übersichtlichkeit nicht gezeigt, sie sind auch nicht Teil der Erfindung.

!n der Figur hat der Aufzeichnungsträger die Form einer fotoleitenden Trommel 1, auf deren Oberfläche in herkömmlicher Weise ein latentes, elektrostatisches Ladungsbild hergestellt wurde. Eine Entwicklungsplatte oder -elektrode 3 sind im Abstand von der Oberfläche der Trommel 1 angeordnet und legen einen Spalt oder Zwischenraum 4 fest.

Im Betrieb wird Entwickler von einem Entwicklertrichter 2 zugeführt. Der Entwickler fällt kaskadenartig durch den Spalt 4 nach unten, so daß der Toner von dem latenten, elektrostatischen Ladungsbild auf der Oberfläche der Trommel 1 angezogen wird, das in der Richtung des Pfeiles 5 durch die Entwicklungsstation bewegt wird. Der Entwickler fällt darauf auf den Boden des Cerätes, wo er üblicherweise wieder mit neuem Toner angefüllt wird und durch ein Förderband 6 aufgenommen wird, das durch einen Motor 10 angetrieben wird und ihn zurück zum Oberteil des Gerätes trägt, um durch dieses einen neuen Zyklus auszuführen.

Nachdem das latente Ladungsbild auf der Trommel 1 entwickelt worden ist, wird es auf ein Bildempfangsmaterial in Form eines Bandes 8, das von der Ba-iart ist, die in der deutschen Patentanmeldung P 23 53 577.5 beschrieben wird, oder auf ein anderes geeignetes Medium in bekannter Weise übertragen. Das Band 8 ist insbesondere so ausgestaltet, dau es durch ein geeignetes Rollensystem 9, 11 in der durch den Pfeil 7 angezeigten Richtung über die Trommel 1 geführt werden kann. Das Band 8 kann durch Federrollen 12 oder dergleichen, wie es nachfolgend im Detail beschrieben wird, wahlweise in Berührung oder außer Berührung mit der Trommel 1 gebracht werden. Das Band 8 und die dazugehörende Einrichtung ist schematisch und nur zur Erläuterung der Erfindung dargestellt und die vorliegende Erfindung kann auch bei Systemen angewendei werden, bei denen das Ladungsbild durch elektrostatische Übertragung unmittelbar von der fotoleitenden Trommel auf das Papier oder ein anderes Medium übertragen wird.

Die Entwicklungsplatte 3 wirkt als eine Metallelektrode und ist daher mit einer herkömmlichen Vorspannungsquelle 13 elektrisch verbunden. Vorzugsweise ist die Entwicklungspläne 3 ebenfalls mit einer geriffelten Oberfläche der Bauart versehen, die in der obengenannten deutschen Patentanmeldung P 24 60 524.1 beschrieben wird. Diese Obcrilächc unterstützt die gleichmäßigere Verteilung des Emv icklcrs über das gesamte zu entwickelnde Ladungsbild.

Der Zwischenraum 4, der zwischen der Oberfläche der Trommel 1 und der Entwicklerplatte 3 gebildet wird, ist so konstruiert, daß er wesentlich kleiner ist als bei herkömmlichen Systemen. Bei einer bereits realisierten Ausführungsform hat der Zwischenraum 4 im Bereich 16 eine Größe von etwa 4,5 mm im Bereich 17 eine Größe von etwa 234 mm, im Bereich 18 eine Größe von etwa 2,16 mm und im Bereich 19 eine Größe von etwa 2,67 mm. Diese unterschiedliche Größe des Zwischenraums 4 stellt ein relativ gleichmäßiges Fließer, des Entwicklers in den Zwischenraum 4 hinein und aus ihm heraus sicher, ohne übermäßige Anhäufungen zu schaffen, während gleichzeitig der sehr geringe Abstand erhalten wird, der in dem längeren Mittelbereich des Zwischenraums 4 angestrebt wird. Bei Bedarf können jedoch auch andere Abstände, und zwar sowohl veränderliche als auch gleichförmige, verwendet werden. Als Faustregel kann gelten, daß ein Abstand von etwa 1,27 rrm bis etwa 7,62 mm mit einem Abstand im Mittelbereich von vorzugsweise - -.;niger als etwa 2,54 mm ausreicht und die rnehrfav.hr Entwicklung verbessert

Die Tonermischung selbst ist von herkömmlicher Art und besteht aus Trägerkügelchen, an denen das Tonerpu'ver anhaftet und die einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 038 mm besitzen. Für Kügelchen anderer Größe kann dabei ein Zwischenraum 4 mit anderem Abstand verwendet werden.

Bei herkömmlichen EntwicklungsstaSionen wird die Breite des Zwischenraums 4 im allgemeinen relativ groß gemacht, z. B. 635 mm. Dies hat zur Felge, daß die Trägerkügelchen dazu neigen, ziemlich frei und mit einer Geschwindigkeit, die deutlich höher ist als die Geschwindigkeit der Trommeloberfläche (diese Geschwindigkeit beträgt vorzugsweise etwa 25,4 cm/sec bei einem Trommeldurchmesser von etwa !2,7 cm), z. B. mit zweifacher oder höherer Geschwindigkeit, durch den Zwischenraum 4 hindurchzufallen. Diese hohe Kügelchengeschwindigkeit ist beabsichtigt, und es wird allgemein angenommen, daß sie notwendig ist, um siehe ,zustellen, daß eine ausreichende Versorgung mit frischem Toner an allen Bereichen des latenten Ladungsbildes bei dessen Durchgang durch die Entwicklungsstation vorhanden ist. Wegen dieses Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen dem Entwickler und der Trommeloberfläche ist jedoch zwischen den Trägerkügelchen und dem latenten Ladungsbild auf der Trommel 1 in hohem Maße ein körperlicher Kontakt in Form einer tangentialen Reib- oder Wischwirkung der Kügelchen gegenüber dem Ladungsbild vorhanden. Wegen dieser Reibwirkung würde ein zweiter oder folgender Entwicklungszyklus eine zu hohe Hintergrinddtinkelheit erzeugen und daher Verfahren mit mehrfacher Entwicklung unbrauchbar machen. Da der Zwischenraum 4 rehtiv breit ist, erfordern herkömmliche Systeme außerdem relaiiv große Entwicklermengen, wodurch das Problem noch schwerwiegender wird, da mehr Entwickler mehr Reibwirkung erzeugt.

Bei herkömmlich .η Systemen ging man daher davon aus. daß es zur Erzielung sehr dichter schwarzer Bereiche guter Qualität notwendig sei. entweder bei der Maschinengeschwindigkeit oder der Kompaktheit der Maschine Zugeständnisse zu machen, indem man eines der oben beschriebenen Verfahren verwendet.

Diese Schwierigkeüen worden bei der in der Figur gezeigten Eniwicklungsstation dadurch überwunden, daß die Breite des Zwischenraums 4 wesentlich verringert wird. Da der Zwischenraum 4 ziemlich

schmal ist, wird der durch ihn hindtirclifallende Entwickler durch eine größere Anzahl von ZusanimcnslöBen zusammengepreßt. Aus diesem (irutide berühren sich die Entwicklcrkügclchen und wechselwirken sie ständig miteinander und sind auf diese Weise gezwungen, mit einer viel geringeren Geschwindigkeit /u fallen, nämlich mit einer Geschwindigkeit, die im wesentlichen gleich oder nur wenig größer ist als die Geschwindigkeit der Oberfläche der rotierenden Trommel I. Da sich die Trügerkügelehen und die Trommeloberfläche im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, wird das Ausmaß der Reib- oder Wischwiikung /wischen ihnen auf ein Minimum reduziert und ist während des /weiten oder nachfolgenden Entwieklungszyklusses keine erhebliche Verschlechterung des Ladungsbildes vorhanden. Es wurde sogar gefunden, daß die Qualität gleichförmiger Untcgrundbereiehe durch das Verfahren der mehrfachen Entwicklung etwas verbessert wird. Es wird angenommen, daß dies in spateren Entwickiungszykien geschieht. Der gesamte Untergrundtoner neigt dazu, durch ganz oder teilweise geleerte Trügerkügelehen weggespült zu werden, was sich in einer Verbesserung der Qualität der Uniergrundbereiche des Ladungsbildes bemerkbar macht.

Es ist ferner zu beachten, daß bei einem einzigen Entwickluiigs/yklus keine Verringerung des Entwicklungsgrades stattfindet, obwohl sich der Entwickler und die Trommeloberfläche im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit durch die Entwicklungsstation bewegen. Der Grund dafür ist darin zu suchen, daß der Entwickler in dem Zwischenraum 4 dichter gepackt ist, obwohl er sich langsamer bewegt als beim Stand der Technik, und daher immer noch eine ausreichende Tonerzufuhr zu dem zu entwickelnden Ladungsbild vorhanden ist. Da sich der Entwickler langsam bewegt, steht für das latente elektrostatische Ladungsbild auch mehr Zeit als beim Stand der Technik zur Verfügung, das Pulver ari/uzishsrj Durch die "sriffelte ^E*nt"'i'^- lungselektrode. die in der obengenannten Anmeldung P 24 60 542.1 beschrieben wird, ist zusätzlich sicherge- stellt, daß alle Bereiche des Ladungsbildes ausreichend mit Toner versorgt werden. Wenn die zu kopierende Vorlage nur eine Linienkopie erfordert oder wenn eine kurze Entwicklungszeit wesentlich ist. erzeugt aus diesen Gründen ein einziger Entwicklungszyklus mit einer Geschwindigkeit, die wenigstens vergleichbar denen der schnellsten herkömmlichen Geräte ist. eine Kopie, die genau so gut oder besser als die zur Zeit erhältlichen ist. Nur wenn die Vorlage große, dunkle Bereiche enthält. niiiLI das mehrfache Entwickeln angewendet werden, um die Qualit.it der kopien deutlich zu verbessern.

Die Anzahl der Entwicklungs/ykleu. die ohne Übertragung des Ladungsbildes auf das Hand 8 stattfinden sollen, kann nach Bedarf mittels einer Steuereinrichtung 21. die an der Gcrätekonsolc angeordnet ist. gewählt werden. Wenn die Vorlage hauptsächlich Linien enthalt, wird im aligemeinen lediglich eine ein/ige Entwicklung benötigt. Wenn ausgedehnte dunkle Bereiche vorhanden sind, können jedoch nach Bedarf zusätzliche hniwicklungs/vklcn vorgesehen werden, indem lediglich die Wahlscheüv der Steuereinrichtung 21 gedreht wird. Obwohl im Prinzip so viel Entwicklungs/vklen wie benotigt durchgeführt werden können, ist das Ladungsbild im allgemeinen nach etwa drei /yklen vollständig cntwik keil. Ks können jedoch auch mehr als zehn Eniwick lungs/yklen ohne Verschlechterung des Ladungsbildes durchgeführt werden. N'acii AuMÜni'ung livi j; ο «υπ seilten Anzahl von Entwiekliings/yklen betätigt die Steuereinrichtung 21 selbsttätig die Rolle 12 und die Biindantricbsrullcn 9, IL um zur Übertragung des Ladungsbildes auf das Band 8 dieses in Berührung mit der Trommel I zu bringen.

Die in der Zeichnung dargestellte Entwicklungssui tion für das elektrofotografische Kopiergerät kann also wahlweise so gesteuert werden, daß ein Ladungsbild so oft wi<_ gewünscht oder für die jeweilige Art der zu kopierenden Vorlage benötigt entwickelt werden kann. Es braucht dabei lediglich eine einzige Steuereinrichtung eingestellt zu werden. Wenn auf der Vorlage keine ausgedehnten dunklen Bereiche vorhanden sind, genügt eine einzige Entwicklung. Sind ausgedehnte dunkle Bereiche auf dem Abbild vorhanden, so dauert die Herstellung von Kopien selbstverständlich langer, durch die bessere Qualität wird dies jedoch mehr als ausgeglichen.

Die mehrfache Entwicklung, die oben beschrieben wurde, kann auch zum vollständigeren Entwickeln von Ladungsbitdern auf Zinkoxidfolien oder dergleichen verwendet werden, die beim Herstellen von Druckplatten verwendet werden. Bei derartigen Anwendungen wird das entwickelte Ladungsbild nicht auf ein Band oder Papier, wie oben beschrieben, übertragen, sondern statt dessen unmittelbar zum Drucken verwendet. In der hier verwendeten Bedeutung soll der Ausdruck »elektrofotografisches Kopiergerät« auch solche Anwendungen umfassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrofotografisches Kopiergerät mit einem ein Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsträger, einer Entwicklungsstation, einer Obertragungssta- ■> tion und einer Antriebseinrichtung, die den Aufzeichnungsträger mit dem Ladungsbild zur Entwicklung durch die Entwicklungsstation und zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Bildempfangsmaterial durch die Übertragungsstation bewegt, ι ο gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (21), die eine mehrmalige Bewegung und Entwicklung des Aufzeichnungsträgers (1) durch die Entwicklungsstation vor der Übertragung des entwickelten Bildes in der Übertragungsstation ermöglicht.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) eine von Hand einstellbare Wähleinrichtung für die Anzahl der vor dem Übertragen auszuführenden Bewegun- .'o gen des Aufzeichnungsträgers (1) durch die Entwickiuiigbbtaiiuii aufweist, wobei die einstellbare Anzahl der Entwicklungszyklen von 1 bis wenigstens 2 reicht

3. Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch r> gekennzeichnet, daß die Entwicklungsstation eine Kaskaden- Entwicklungseinrichtung ist.

4. Kopiergerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in der Entwicklungseinrichtung dem vorbeibewegten Aufzeichnungsträger (1) so gegen- so überstehend angeordnete Entwicklungsplatte (3), daß ein der fallenden Entwickler führender Zwischenraum (4) gebildet ist, der wenigstens in einem Teilbereich eine Breite von weniger als 234 mm aufweist. i>

5. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger eine drehbare Trommel (1) ist, längs deren Umfang die Entwicklungs- und die Übertragungsstation angeordnet sind und daß die Übertragungssta- w tion eine von der Steuereinrichtung (21) betätigbare Einrichtung aufweist, die das Bildempfangsmaterial (8) solange von der Trommeloberfläche (1) abrückt, bis die eingestellte Anzahl von Entwicklungszyklen ausgeführt ist. -n

6. Kopiergerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Aufzeichnungsträger zugewandte Seite der Entwicklungspläne (3) eine geriffelte Oberfläche besitzt.