DE3019236A1

DE3019236A1 - Vorrichtung zur entwicklung der bildbereiche

Info

Publication number: DE3019236A1
Application number: DE19803019236
Authority: DE
Inventors: Raymond W Huggins
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1980-05-20
Publication date: 1981-02-12
Also published as: CA1160444A; GB2054414B; JPS5616161A; DE3019236C2; JPS6346418B2; GB2054414A; US4292923A

Description

HOFFMANN · ElTi.S & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL-I N G. W. EITLE · D R. RER. NAT. K. HOFFMANN . D! PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FDCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MD N CH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)

Xerox Corporation, Rochester, N.Y. (USA)

Vorrichtung zur Entwicklung der Bildbereiche

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entwicklung der Bildbereiche mit Teilchen. Eine derartige Vorrichtung wird häufig in elektrofotografischen Druckern verwendet.

Im allgemeinen weist ein elektrofotografischer Drucker ein fotokonduktives Teil auf, das auf ein im wesentlichen gleichmäßiges Potential aufgeladen wird, um deren Oberfläche zu sensibilisieren. Auf den aufgeladenen Teil der fotokonduktiven Oberfläche wird dann das sichtbare Bild einer zu vervielfältigenden Vorlage projiziert. Dadurch wird auf.der . fotokonduktiven Oberfläche ein latentes, elektrostatisches Bild aufgezeichnet, das den mit Informationen versehenen Bereichen der Vorlage entspricht. Nachdem das latente, elektrostatische Bild auf der fotokonduktiven Oberfläche aufgezeichnet worden ist, wird das latente Bild entwickelt, indem ein Entwicklergemisch mit ihm in Berührung gebracht wird. Dadurch

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entsteht auf der fotokonduktiven Oberfläche ein Pulverbild, das anschließend auf ein Kopierblatt übertragen wird. Zum Schluß wird das Kopierblatt erwärmt, um das Pulverbild in der Bildkonfiguration permanent auf ihm zu fixieren.

Eine Restladung oder ein Hinter- oder Untergrund auf dem fotokonduktiven Teil in den kein Bild aufweisenden Bereichen bleibt ausnahmslos bestehen. Dieser unerwünschte Hintergrund wird anschließend, wenn er nicht von-dem fotokonduktiven Teil entfernt wird, auf das Kopierblatt übertragen, was zu einer Herabsetzung der Qualität der Kopie führt. Bei den Entwicklungsvorrichtungen.kommen häufig zwei magnetische Bürsten aufweisende Entwicklerwalzen zur Anwendung. Bei dem bewegten fotokonduktiven Teil ist die erste Walze auf. einen Wert elektrisch vorgespannt, der im wesentlichen der Spannung des Untergrundes entspricht. Dadurch wird erreicht, daß sämtliche Bildbereiche geringer Dichte sorgfältig entwickelt werden, ebenso daß die Untergrundbereiche möglicherweise entwickelt werden. Das elektrische Potential, das an die zweite Walze angelegt wird, ist größer als das Untergrundpotential. Auf diese Weise werden die Entwicklerteilchen, die in den Untergrundbereichen abgelagert sind, von dem fotokonduktiven Teil entfernt,.während das Entwicklermaterial, das an den Bildbereichen haftet, daran haften bleibt.

Es sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um die Entwicklung der Untergrundbereiche, die auf dem fotokonduktiven Teil aufgezeichnet werden, zu verhindern. Dabei erscheinen die US-PS 3 620 191 und die US-PS 3 996 892 relevant. Die einschlägigen Stellen dieser Veröffentlichungen lassen sich kurz folgendermaßen zusammenfassen:

0 3 0 0 β 7 / 0 e 1 7

ΒΛΟ "ORIGINAL

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In der US-PS 3 620 191 wird eine Kaskadenentwicklungsvorrichtung beschrieben, die eine Serie von voneinander durch Isolatorblöcke getrennten Elektroden aufweist, die nahe und parallel zu der rotierenden, fotokonduktiven Walze angeordnet sind, um einen Strömungsweg dazwischen zu bilden, d.h. die Entwicklungszone. Die in Drehrichtung der Walze erste Elektrode ist elektrisch auf ein Potential vorgespannt, das unter dem Potential liegt, das in den keine Bilder aufweisenden oder belichteten Bereichen der Walze festgestellt wird. Dadurch wird die Entwicklung ausgefüllter Bereiche verbessert. Die zweite Elektrode ist elektrisch auf ein Potential vorgespannt, das zwischen den Untergrund- und Bildbereichen liegt. Diese Elektrode verstärkt die Bildentwicklung und entfernt zufällige Untergrundentwickler von der Walzenoberfläche. Die dritte Elektrode ist auf ein hohes Potential der gleichen Polarität wie das der Walze vorgespannt. Diese'Elektrode beseitigt lose haftenden Entwickler von der Walzenoberfläche.

In der US-PS 3 996 892 ist eine eine Magnetbürste aufweisende Entwicklungsvorrichtung beschrieben, die eine Auftragswalze aufweist, die aus einem stationären Permanentmagneten, der in einer zylindrischen, nicht magnetischen, drehbaren Hülse angeordnet ist, besteht. Die Hülse weist mehrere, im Abstand voneinander angeordnete, sich axial erstreckende, längliche Leiter auf, die um die Drehachse herum angeordnet sind. Mehrere stationäre Kontakte sind gleitend mit den Leitern hergestellt, und zwar im Abstand voneinander, um die Drehachse der Hülse herum. Die Kontakte sind an verschiedenen Spannungsquellen angeschlossen. Die an die Leiter angelegte Vorspannung ändert sich in Abhängigkeit der Rotation der Hülse. Die Hülsen weisen einen elektrisch isolierten Kern auf,

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der die Leiter trägt, und ein Widerstandsmedium mit einem hohen Reibungskoeffizienten, das deren Oberfläche bedeckt. Ein geeignetes Widerstandsmedium ist leitfähiger Gummi, der mit Ruß dotiert ist. Der isolierte Kern der Hülse be- steht üblicherweise aus einem Phenolharz auf einer Papierhülse. Jeder Leiter bildet im wesentlichen eine Oberfläche gleichen Potentials. Ein Spannungsabfall, der durch die Spannung, die an benachbarten Elektroden angelegt wird, bestimmt wird, wird über den dazwischen liegenden Abschnitt des Widerstandsmediums aufgegeben. Der Abschnitt jedes Leiters, der frei von dem Widerstandsüberzug ist, ermöglicht die Herstellung von Kontakten. An jedem Kontakt greift wenigstens ein Leiter an. Der Leiter in dem Bereich des Walzenspaltes ist von etwa 250 bis etwa 300 V vorgespannt, so daß eine Untergrundentwicklung vermieden ist. Die Leiter in dem Bereich vor dem Walzenspalt und nach dem Walzenspalt sind auf etwa 100. V vorgespannt.

Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Entwicklung der Bildbereiche einer Oberfläche, die Bildbereiche und Hinter- oder Untergrundbereiche aufweist, die darauf aufgezeichnet sind, wobei das elektrische Potential der Bildbereiche größer ist als das der Hintergrundbereiche, bereitgestellt. Die Vorrichtung wei§t eine Einrichtung auf, durch die die Teilchen in Berührung mit der Oberfläche transportiert werden und die in Nachbarschaft der Entwicklungszone angeordnet ist. Durch eine Einrichtung wird die Transporteinrichtung so elektrisch vorgespannt, daß deren elektrisches Potential sich von einem Wert, der dem elektrischen Potential der Hintergrundbereiche im wesentlichen entspricht zu einem Wert, der größer als das elektrische Potential der Hintergrundbereiche ist, im wesentlichen kontinuierlich ändert. Auf diese Weise haften an der Oberfläche abgelagerte Teilchen an

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den Bildbereichen und die Hintergrundbereiche sind im wesentlichen teilchenfrei.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines elektrofotografischen Drückers;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Entwicklungsvorrichtung bei dem Drucker nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht der Entwicklerwalze bei der Entwicklungsvorrichtung nach Fig. 2.

In Fig. 1 sind die verschiedenen Teile eines elektrofotografischen Druckers schematisch dargestellt, der die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung aufweist. Aus der nachstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß die Entwicklungsvorrichtung nicht notwendigerweise auf den Einsatz bei dem besonderen, hier gezeigten Drucker beschränkt ist, sondern ebenfalls gut für eine große Anzahl anderer elektrostatischer Drucker geeignet ist.

Da die elektrofotografische Drucktechnik bestens bekannt ist, werden nachstehend die einzelnen Stationen des Verfahrens, die bei dem in Fig. 1 gezeigten Drucker zur Anwendung kommen, schematisch erläutert und dessen Arbeitsweise wird kurz beschrieben.

Gemäß Fig. 1 weist der elektrofotografische Drucker eine Walze 10 auf. Die Walze 10 besteht vorzugsweise aus einem

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leitenden Material, wie Aluminium, auf dem ein fotokonduktives Material, beispielsweise eine Selenlegierung abgelagert ist. Die Walze 10 läuft in Richtung des Teiles 12 um, um die einzelnen Verfahrensstationen, die um sie herum angeordnet sind, nacheinander zu durchlaufen. Zunächst wird ein Abschnitt der fotokonduktiven Oberfläche durch die Aufladestation A bewegt. An der Aufladestation A lädt eine eine Korona erzeugende Einrichtung 14 die fotokonduktive Schicht der Walze 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichmäßiges Potential auf..

Anschließend wird der aufgeladene Abschnitt der fotokonduktiven Schicht durch die Beiichtungsstation B bewegt. An der Belichtungsstation B wird die Vorlage mit der Vorderseite nach unten auf eine durchsichtige Platte gelegt. Die Belichtungseinrichtung 16 weist eine Lampe auf, die sich quer zur Vorlage bewegt und deren Breite inkrementell, also nacheinander belichtet. Die Lichtstrahlen, die von der Vorlage reflektiert werden, fallen durch eine bewegbare Linse, um Bilder sichtbaren Lichts inkrementeller, also anwachsender Breite zu erzeugen. Diese Bilder sichtbaren Lichts werden auf den geladenen Bereich der fotokonduktiven Oberfläche fokussiert. Auf diese Weise wird die fotokonduktive Oberfläche der Walze 10 durch die Bilder sichtbaren Lichts der Vorlage selektiv entladen. Jene Bereiche, die im wesentlichen keine Entladung erfahren, werden in diesem Zusammenhang als Bildbereiche bezeichnet, während die Bereiche, die entladen werden, als Hintergrund- oder Untergrundbereiche be_r · zeichnet werden. Die Informationen aufweisenden Bereiche der Vorlage werden auf der fotokonduktiven Oberfläche der Walze 10 als Bildbereiche aufgezeichnet, während die Hintergrundberexche die Bereiche der Vorlage ohne Informationen darstellen. Es ist klar, daß die Einwirkung

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des. Lichts auf den aufgeladenen Abschnitt der fotokonduktiven Oberfläche nicht zu einer völligen Entladung der Hintergrundbereiche führt. Die Hintergrundbereiche behalten also eine gewisse Restspannung bei. Beispielsweise können die Hintergrundbereiche ein nominelles Potential von etwa 150 V aufweisen, während die Bildbereiche ein nominelles Potential von etwa 800 V besitzen.

Anschließend bewegt die Walze 10 die Bildbereiche und die Hintergrundbereiche, die auf der fotokonduktiven Oberfläche aufgezeichnet sind, zu der Entwicklungsstation C weiter. An der Entwicklungsstation C bringt eine Entwicklungsvorrichtung1:8 mit einer magnetischen Bürste Teilchen mit der fotokonduktiven Oberfläche der Walze in Berührung.-Die Teilchen berühren sowohl die Bildbereiche wie die Hintergrundbereiche. Das magnetische Potential der eine magnetische Bürste aufweisenden Entwicklungsvorrichtung ist so gestaltet, daß zunächst sowohl die Bildbereiche und Hintergrundbereiche wenigstens teilweise durch diese Teilchen entwickelt werden. Dadurch wird eine hervorragende geschlossene oder durchgehende Bedeckung der Fläche der Bildbereiche erzeugt. Anschliessend wird mit Fortschreiten des Entwicklungsprozesses das Entwicklermaterial·-von den Hintergrund- oder Nichtb"ILei-Bereichen"" entfernt, während es an den Bildbereichen haften bleibt. Auf diese Weise erhalten die Bildbereiche eine hohe Teilchendichte, während die Nichtbild-Bereiche von Teilchen gesäubert werden und im wesentlichen teilchenfrei sind.

Es ist ersichtlich, daß entweder ein Ein-Komponenten- oder ein Zwei-Komponenten-Entwicklermaterial verwendet .werden kann. Wenn Ein-Komponenten-Entwicklermaterialien verwendet werden, ist das Entwicklermaterial vorzugsweise

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ferromagnetisch. Wenn ein Zwei-Komponenten-Entwicklermaterial verwendet wird, sind die Trägerteilchen vorzugsweise aus ferromagnetischem Material mit- vorzugsweise aus thermoplastischem Material bestehenden Tonerteilchen. Die Tonerteilchen haften durch Reibungselek-" trizität an den Trägerteilchen. Beim Entwickeln werden die Tonerteilchen von der fotokonduktiven Oberfläche angezogen, um ein Pulverbild zu bilden, das den Informationen aufweisenden Bereichen der Vorlage entspricht. Die Tonerteilchen können ferner entweder positiv oder negativ auf die Spannung aufgeladen sein, mit der die fotokonduktive Oberfläche mit der anderen Polarität beaufschlagt ist.

Der Aufbau der Entwicklungsvorrichtung ist nachstehend anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. Es wird nun mit den einzelnen Verfahrensstationen, die bei dem elektrofotografischen Drucker vorgesehen sind, fortgefahren. Nachdem das Pulverbild auf der fotokonduktiven Oberfläche abgelagert worden ist, bewegt die Walze 10 das Pulverbild zu der Übertragungsstation D weiter.

An der Übertragungsstation D wird ein Blatt eines Trägermaterials mit dem Teilchenbild auf der fotokonduktiven Oberfläche der Walze'10 in Berührung gebracht. Das Trägerblatt wird zur Übertragungsstation D durch eine Blattzufuhreinrichtung 20 bewegt. Die Blattzufuhreinrichtung 20 weist vorzugsweise eine Zufuhrwalze 2.4 auf, die das oberste Blatt eines Trägerblattstapels 22 berührt. Die Zufuhrwalze 24 dreht sich in Richtung des Pfeiles 26, so daß das oberste Blatt des Stapels 22 vorwärts bewegt wird. Justierrollen 28, die in Richtung der Pfeile 30 umlaufen, richten das vorwärts bewegte Trägerblatt aus und transportieren es in eine Gleitbahn 32 hinein. Die

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Gleitbahn 32 bringt das vorwärts bewegte Trägerblatt in bestimmten Zeitabständen in Berührung mit der fotokonduktiven Oberfläche der Walze 10. Dadurch wird sichergestellt, daß das Pulverbild an der Übertragungsstation D mit dem vorwärts bewegten Trägerblatt in Berührung kommt.

Die Übertragungsstation D weist eine eine Korona erzeugende Einrichtung 34 auf, die Ionen auf die Rückseite des Blattes aufsprüht. Dadurch wird das Teilchenbild von der fotokonduktiven Oberfläche der Walze 10 zu dem Bild gezogen. Nach der Übertragung bewegt sich das Blatt mit der Walze 10 weiter und wird von ihr durch eine (nicht dargestellte) eine Korona erzeugende Ablöseeinrichtung getrennt, durch die Ladung, durch die das Blatt an der Walze 10 haftet, neutralisiert wird. Eine Fördereinrichtung 36 bewegt das Blatt in Richtung des Pfeiles 38 von der Übertragungsstatiori. D zu einer Schmelzstation E weiter. Die Schmelzstation E bzw. 40 weist eine Andruckwalze 42 und eine erwärmte Schmelzwalze 44 auf. Das Trägerblatt mit dem Pulverbild bewegt sich zwischen der Andruckwalze 42 und der Schmelzwalze 44 hindurch. Das Pulverbild kommt mit der Schmelzwalze 44 in Berührung und die Wärme und der Druck, die darauf einwirken, führen zu einer permanenten Fixierung des Pulverbildes auf dem'Trägerblatt· Obgleich ein erwärmtes Drucksystem zur permanenten Fixierung der Teilchen auf dem Trägerblatt beschrieben worden ist, kann stattdessen auch ein kaltes Drucksystem verwendet werden. Die Art des Schmelzsystems hängt von der Art der in der Entwicklungsvorrichtung eingesetzten Teilchen ab. Nach dem Schmelzen bewegen Transportwalzen 46 das fertige Kopieblatt zu einem Auffangbehälter 48 weiter. Wenn das Kopieblatt in den Auffangbehälter 48 gelangt ist, kann es daraus von dem Be-

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nutzer entfernt werden.

Nachdem das Blatt des Trägermaterials von der fotokonduktiven Oberfläche der Walze 10 sich entfernt hat, bleiben ausnahmslos einige Restteilchen daran haften. Diese Restteilchen werden von der Walze 10 an der Reinigungsstation F entfernt. Die Reinigungsstation F weist vorzugsweise eine Reinigungsvorrichtung 50 auf, die aus einer eine Korona erzeugenden Vorreinigungseinrichtung und einer drehbar angeordneten Faserbürste besteht, die mit der fotokonduktiven Oberfläche der Walze 10· in Berührung steht. Die Korona erzeugende Vorreinigungseinrichtung neutralisiert die Ladung, die die Teilchen an die.fotokonduktive Oberfläche zieht. Die Teilchen werden dann von der fotokonduktiven Oberfläche durch die Umdrehung der dieselbe berührenden Bürste entfernt. Nach dem Reinigen wird die fotokonduktive Oberfläche dem Licht einer Entladungslampe ausgesetzt, um jegliche darauf befindliche restliche elektrostatische Ladung vor deren Aufladung beim nächsten Kopiervorgang abzubauen.

Die vorstehende Beschreibung erscheint für die vorliegende Anmeldung ausreichend, um die allgemeine Arbeitsweise eines elektrofotografischen Druckers, bei dem die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Anwendung kommen, zu verdeutlichen.

Im Hinblick auf die eigentliche Erfindung ist in Fig. 2 eine Entwicklungsvorrichtung 18 detaillierter dargestellt. Wie deraus ersichtlich, weist die Entwicklungsvorrichtung 18 ein Gehäuse 52, in dem ein Vorrat an Entwicklergemisch 54 gespeichert ist, das aus Trägerkörnchen und Tonerteilchen besteht. Eine Entwicklerwalze 56 ist in einem Gehäuse 52 so angeordnet, daß durch sie das Entwieklergemisch 54

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mit der fotokonduktiven Oberfläche der Walze in Berührung gebracht wird. Im Betrieb werden Tonerteilchen 62 auf der fotokonduktiven Oberfläche abgelagert. Es ist somit klar, daß die Tonerteilchen 62 aus dem Entwicklergemisch 54 abwandern. Deshalb werden dem Entwicklergemisch 54 zusätzliche Tonerteilchen zugeführt, und zwar entweder periodisch oder kontinuierlich. Ein Tonerausteiler 58 liefert zusätzliche Tonerteilchen 62 zu dem Entwicklergemisch 54. Der Tonerausteiler 58 weist einen Fülltrichter 60 mit einem Vorrat an Tonerteilchen 62 auf. Eine Walze 64, die vorzugsweise aus Polyurethan besteht, ist an einer Öffnung am unteren Ende des Trichters 60 vorgesehen. Wenn die Walze 64 umläuft, gibt sie Tonerteilchen 65 aus dem Trichter 60 in das Entwicklergemisch 54 ab. Dadurch wird die Konzentration der Tonerteilchen 62 in dem Entwicklergemisch 54 im wesentlichen konstant gehalten.

Die Entwicklerwalze 56 weist einen langgestreckten, zylindrischen Magneten 66 auf, der im Inneren einer Hülse 68 angeordnet ist. Die Hülse 68 läuft in Richtung des Pfeiles 70 um, während der Magnet 66· im wesentlichen stationär gehalten ist. Der Magnet 66 kann beispielsweise aus Bariümferrit bestehen, auf das die Magnetpole aufgeprägt worden sind. Die Hülse 68 ist vorzugsweise aus einem Rohr aus Phenolharz hergestellt, in dem Kohlenstoffteilchen verteilt sind. Mehrere im Abstand voneinander angeordnete Blattfedern 72 sind einteilig mit einem elektrischen Leiter 74 zusammen ausgebildet, der mit geeigneten Mitteln, wie einem Klebstoff, an dem Magneten 66 befestigt ist, und zwar vor der Entwicklungszone 76, wie durch den Pfeil 12 verdeutlicht, der die Drehrichtung der Walze 10 zeigt. Ein zweiter Satz von im Abstand voneinander angeordneten Blattfedern 78 ist an dem elektrischen Leiter 80 befestigt. Der elektrische Leiter 80 ist ferner

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mit geeigneten Mitteln, wie einem Klebstoff, an dem Magneten 66 befestigt. Der elektrische Leiter 80 ist nach der Entwicklungszone 76 angeordnet, wie durch den Pfeil 12 verdeutlicht, der die Drehrichtung der Walze 10 zeigt. Beide Blattfedern 72 und 78 sind elektrisch leitend und elastisch. Der elektrische Leiter 74 ist vorzugsweise an eine Spannungsquelle angeschlossen, die eine Spannung von etwa 50 V erzeugt. Der elektrische Leiter 80 ist an eine zweite Spannungsquelle angeschlossen, die eine Spannung von etwa 350"V erzeugt. Der spezifische Widerstand der Hülse 68 zwischen dem Leiter 74 und dem Leiter 80 liegt zwischen etwa 10 XL und etwa 10 -TL . Da die Hülse 68 aus einem Widerstandsmaterial besteht, wird darin ein elektrisches Potentialfeld aufgebaut, das sich kontinuierlich von· etwa 50 V auf etwa 350 V ändert. In dem Bereich unmittelbar vor der Entwicklungszone 76, d.h. in der Entwicklungszone 75 vor dem Walzenspalt, ist das elektrische Potential, dem die Hülse 68 ausgesetzt ist, etwa 150 V, während in dem Bereich unmittelbar nach der Entwicklungszone 76, d. h. der Entwicklungszone 77 nach dem Walzenspalt, das elektrische Potential etwa 250 V beträgt. Es ist klar, daß das elektrische Potential, dem die Hülse 78 in der Entwicklungszone 75 vor dem Walzenspalt ausgesetzt ist, das etwa 150 V beträgt, der Hintergrundspannung von etwa 150 V entspricht, während das elektrische Potential, dem sie in der Entwicklungszone 77 nach dem Walzenspalt ausgesetzt ist, größer als die Hintergrundspannung ist.

In der Entwicklungszone 75 nach dem Walzenspalt ist die Spannung, die der Hülse 68 aufgegeben wird, im wesentlichen so groß wie die Hintergrundspannung. Demgemäß sind die Kräftefelder, die den Bereichen, die mit Bildern ausgefüllt sind, sowie den Hintergrundbereichen zugeordnet sind, ver-

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hältnismäßig stark. Dies führt zu einer extrem hohen Konzentration von Tonerteilchen an der fotokonduktiven Oberfläche zu Beginn der Entwicklung. Auf diese Weise wird eine frühzeitige Entwicklung der ausgefüllten Bereiche erheblich verstärkt. Allerdings wird dadurch auch eine weitgehende Entwicklung der Hintergrundbereiche hervorgerufen. Wenn sich die Hülse 68 in Richtung des Pfeiles 70 weiterdreht, nimmt das darauf aufgegebene elektrische Potential kontinuierlich zu. In der Entwicklungszone 77 nach dem Walzenspalt ist das elektrische Potential, mit dem die Hülse 68 beaufschlagt ist, größer als das elektrische Potential der Hintergrundbereiche. Dieses Potential bewirkt, daß der Hintergrund gesäubert wird. Dieses elektrische Potential dient in erster Linie dazu, ein hohes gerichtetes Feld zu erzeugen, das in der Lage ist, die Tonerteilchen in den Hxntergrundbereichen zurück zu den Trägerkörnchen auf der Hülse 68 zu ziehen. Die letztere Zone bewirkt also, daß die schwach gebundenen Hintergrundteilchen zu der Hülse 68 gezogen werden. Die Entwicklerwalze 56 bewirkt in dieser Zone damit ein Abkratzen und elektrostatisches Anziehen schwach gebundener Hintergrundteilchen von der Trommeloberfläche. Auf diese Weise werden die Hintergrundbereiche weitgehend teilchenfrei, während die Tonerteilchen an den Bildbereichen haften bleiben.

In der Hauptentwicklungszone 76 ändert sich das der Hülse 68-aufgegebene elektrische Potential kontinuierlich von dem Potential der Entwicklungszone 75 vor dem Walzenspalt oder dem Hintergrundpotential zu einem Wert kleiner als der der Entwicklungszone 77 nach dem Walzenspalt, der kleiner ist als das Bildpotential. Infolgedessen werden die Tonerteilchen nur von den Bildbereichen angezogen, so daß die Bildentwicklung verstärkt wird. Das Potential

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in der Zone 75 vor dem Walzenspalt ist beispielsweise etwa 150 V und das Potential in der Entwicklungszone 77 nach dem Walzenspalt ist etwa 250 V. Die Spannung in der Hauptentwicklungszone 76 ändert sich also von etwa 150 V auf etwa 250 V".

In Fig. 3 ist der Aufbau der Entwicklerwalze 66 im einzelnen dargestellt. Wie daraus ersichtlich, setzt ein Motor 82 die Hülse 68 in Richtung des Pfeiles 70 (Fig. 2) mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit in Umdrehung. Die Hülse 68 ist auf geeigneten Lagern drehbar gelagert. Der Motor 82 setzt die Hülse 68 in Umdrehung, wobei der Magnet 66 im wesentlichen stationär gehalten ist. Der Leiter 74 ist an dem Magneten 66 mit mehreren, im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander angeordneten Blattfedern 72 befestigt, die sich von ihm weg nach außen erstrecken und mit der inneren Urnfangsfläche der Hülse 68 in Gleitkontakt stehen.. Die Spannungsquelle 84 ist an den Leiter 74 angeschlosser. Vorzugsweise erzeugt die Spannungsquelle 84 etwa 50 V. Der Leiter 80 ist an den Magneten 66 angeschlossen und weist mehrere, im gleichen Abstand voneinander angeordnete Blattfedern 78 auf, die sich von ihm weg nach außen erstrecken. Die Blattfedern 78 berühren gleitend die innere Umfangsfläche der Hülse 68. Die Spannungsquelle 86 ist mit dem Leiter 80 verbunden und erzeugt vorzugsweise etwa 350 V. Die elektrischen Leiter 74, 80 und die Blattfedern 72, 78 können beispielsweise eine einteilige Anordnung vom herkömmlichen Fotowiderstandstyp der Ätz- oder Metallpreßtechnik sein. Es ist klar, daß das Potential, das in einer zur Längsachse der Hülse 68 im wesentlichen parallelen Richtung verläuft, im wesentlichen konstant ist. Der Grund dafür besteht darin, daß jede Blattfeder 72, 78 der Hülse 68 die gleiche Spannung aufgibt, wobei sich

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die Blattfedern 72, 78 im wesentlichen parallel zur Längsachse der Hülse 68 erstrecken. Jede Blattfeder 72, 78 greift an der Hülse 68 gleitend an. Freilich ist zwischen benachbarten Blattfedern 72, 78 ein Spannungsgradient vorhanden. Da die Blattfedern 72, 78 jedoch ziemlich nahe aneinander angeordnet sind, ist diese Welligkeit gering. Demgemäß weist jeder parallel zu der Hülsenlängsachse verlaufende Abschnitt der Hülse 68 im wesentlichen das gleiche Potential· auf. Die Spannung ändert sich jedoch im wesentlichen kontinuierlich um die Umfangsflache der Hülse 68 herum von etwa 50 V, die von der Spannungsquelle 84 aufgegeben werden, auf etwa 350 V, die von der Spannungsquelle 86aufgegeben werden.

Bei der erfindungsgemäßen.Entwicklungsvorrichtung wird also ein sich kontinuierlich änderndes Potential in der Entwicklungszone erzeugt, durch das die Entwicklung der ausgezogenen, ausgefüllten Bereiche verstärkt wird, während der Hintergrund im wesentlichen teilchenfrei bleibt. Dies wird durch Vorspannen der Hülse 68 auf einen Wert erreicht, der der Hintergrundspannung in der Entwicklungszohe 75 vor dem Walzenspalt im wesentlichen entspricht, wobei das Potential der Entwicklungszone 77 nach dem Walzenspalt größer ist als das Hintergrundpotential. Das der Entwicklerwalze in der Hauptentwicklungszone 76 aufgegebene Potential nimmt dadurch kontinuierlich von der Hintergrundspannung auf eine Spannung zu, die größer als die Hintergrundspannung ist. Das Potential vor dem Walzenspalt, d.h. das Potential, das dem Hintergrundpotential im wesentlichen entspricht, unterstützt somit die Entwicklung der ausgefüllten Bereiche. Das Potential nach der Entwicklungszone, d. h. die Spannung, die größer als die Hintergrundspannung ist, bewirkt einen Reinigungsvorgang, durch den sämtliche Teilchen, die an den Hinter-

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grundbereichen abgelagert sind, entfernt werden, so daß nur an den Bildbereichen Teilchen haften bleiben. In der Hauptentwicklungszone ändert sich das Potential kontinuierlich von dem Hintergrundpotential auf ein Niveau, das kleiner als das Potential der Entwicklungszone nach dem Walzenspalt ist. Damit werden in dieser Zone Tonerteilchen nur von den Bildbereichen angezogen. Es ist also klar, daß die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung .eine ausgezeichnete Entwicklung ausgefüllter Bereiche vermittelt, während die Hintergrundbereiehe" im wesentlichen teilchenfrei bleiben.

Es ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Entwicklung der auf einer fotokonduktiven Oberfläche aufgezeichneten Bildbereiche bereitgestellt wird, bei der der Hintergrundbereich im wesentlichen teilchenfrei bleibt. Durch diese Vorrichtung werden die vorstehend beschriebenen Ziele und Vorteile vollständig erreicht.

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Claims

HOFFMANN · ElTl Λ<5 & PaäTNER PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL.-I NG. W.EIUE · D R. RER. NAT. K. H O FFMAN N · D I PL.-I N G. W. LEH N DIPL.-ING. K. FDCHSLE -DR-RER1NAT-B-HANSEn ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 . TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE) Xerox Corporation, Rochester, N.Y. (USA) Vorrichtung zur Entwicklung der Bildbereiche P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Vorrichtung zur Entwicklung der Bildbereiche auf einer Oberfläche, auf die die Bildbereiche und Untergrundbereiche aufgezeichnet sind, wobei das elektrische Potential der. Bildbereiche größer ist als das der Untergundbereiche, insbesondere für einen elektrofotografischen Drucker, bei dem die Oberfläche durch ein fotokonduktives Teil gebildet ist, gekennzeichn e t durch

eine Einrichtung (56, 66), die neben der die Entwicklungszone (76) bildenden Oberfläche angeordnet ist, ,durch die die Teilchen (62) in Berührung mit der Oberfläche transportiert werden, und

eine Einrichtung (72, 74, 78, 80, 84, 86), um die Transporteinrichtung (56, 66) so elektrisch vorzuspannen,

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daß deren Potential in der Entwicklungszone (76) sich im wesentlichen kontinuierlich von einem Wert, der im wesentlichen dem elektrischen Potential der Untergrundbereiche entspricht, auf einen Wert, der größer als das elektrische Potential der Untergrundbereiche ist, ändert, so daß die Teilchen (62), die an der Oberfläche abgelagert sind, an den Bildbereichen haften und die Untergrundbereiche im wesentlichen keine Teilchen (62) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung eine Widerstandshülse (68) und einen Magneten (66) aufweist, der im Inneren der Hülse (68) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Vorspanneinrichtung zwei Spannungsquellen (84, 86) zur Abgabe verschiedener, festgelegter Spannungen und zwei im Abstand voneinander■angeordnete Leiter (74, 80), deren einer Endabschnitt an der Hülse (68) gleitend angreift und deren anderer Endabschnitt mit einer der beiden Spannungsquellen- (84, 86) verbunden ist, aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nzeichnet, daß jeder der Leiter (74, 80) mehrere, im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander angeordnete Blattfedern (72, 78) aufweist, wobei ein Ende jeder Blattfeder (72, 78) mit einer der beiden Spannungsquellen (84, 86) verbunden ist und das andere Ende in Gleitberührung mit der Hülse (68) steht, welche Blattfedern (72, 78) sich im wesentlichen parallel zur Längsachse der Hülse (68) erstrecken, wobei jede der Blattfedern (72, 78) im wesentlichen senkrecht zur. Längsachse

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der Hülse (68) verläuft, so daß der Hülse (68) ein im wesentlichen gleichmäßiges Potential parallel zur Längsachse der Hülse (68) aufgegeben wird.

5. : Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g ek e η η ze i c h η e t, daß eine (84) der beiden Spannungsquellen eine Spannung erzeugt, die geringer ist als die Spannung der Untergrundbereiche und die andere (86) der beiden Spannungsquellen eine Spannung erzeugt, die größer als die Spannung der Untergrundbereiche ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5," dadurch g e k e η n-ζ e i c h η e t, daß die Transporteinrichtung (56, 66) eine Einrichtung (82) zur Rotation der Hülse (68) aufweist, wobei der Magnet (66) im wesentlichen stationär gehalten ist..

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η nz e i c h η et, daß die eine (84) der beiden Spannungsquellen, die die Spannung erzeugt, die geringer als die Spannung der Untergrundbereiche ist, mit dem einen (74) der beiden an der Hülse (68) angreifenden Leiter, der vor der Entwicklungszone (76) angeordnet ist, verbunden ist und die andere (86) der beiden Spannungsquellen, die die Spannung erzeugt, die größer als die Spannung der Untergrundbereiche ist, mit dem anderen

(80) der beiden Leiter verbunden ist, der an der Hülse (68) nach der Entwicklungszone (76) angreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nz eic h η e t, daß die Hülse (68) in dem Bereich zwischen den beiden, im Abstand voneinander angeordneten Leitern (74, 80) einen spezifischen Widerstand aufweist, der zwischen etwa 10 jQ_ und etwa 10 ■ XL liegt.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η~ ζ e i chnet, daß die Hülse einen Zylinder (68) aufweist, der aus Phenolharz besteht, in dem Kunststoffteilchen verteilt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η n-

z e i chnet, daß das andere Ende der Blattfedern (72, 78) an der inneren Umfangsfläche der Hülse (68) angreift.

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