NO130134B - - Google Patents

Description

Apparat for fremkalling av et latent elektro-

statisk bilde på et bildebærende organ.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et aoparat for frem-

kalling av et latent elektrostatisk bilde på. et bildebærende organ,

omfattende en elektrode som står under elektrisk spenning og som er anbragt i avstand fra og parallelt med det bildebærende organ til dannelse av en utstrakt, stort sett lukket fremkallingssone som kan oppta en strøm av fremkallermateriale og hvor det dessuten finnes anordninger for frembringelse av en strøm av fremkaller-

materialet gjennom fremkallingssonen samt et antall tapper som løper innad i fremkallingssonen stort sett vinkelrett på elektroden for å spre fremkallermaterialet som beveger seg i denne, hvilke taoper er anbragt med like store innbyrdes avstander i parallelle rekker med hverandre forskjøvet i sideretningen i forhold til den fore-

gående rekke.

Ved elektrofotografi blir en elektrofotografisk (xerografisk)

clate som generelt omfatter et fotoledende overtrekk over et ledende underlag, først ladet jevnt og deretter eksponert for et lys-bilde av en original som skal re<p>roduseres. Under innvirkningen av lysbildet blir det fotoledende overtrekk selektivt utladet'slik at det dannes hva som blir kalt et "<:>latent, elektrostatisk bilde''. Vanligvis blir det latente bilde fremkalt ved å berøre de ladete billedområder med et motsatt ladet tonermateriale som er blitt utviklet spesielt for dette formål. De motsatt ladete toneroartikler blir tiltrukket elektrostatisk til de ladete billedområder og gjør således det latente bilde synlig.

Teoretisk bør områder med større ladningskonsentrasjon fremkalles som områder med høy tonertetthet, mens områder med lavere ladningskonsentrasjon bør være oronorsjonalt mindre tette. Dette har i praksis imidlertid ikke kunnet finne sted. Store, sammenheng-ende områder av ladning nå. en flate, såsom en fotoledende flate, o<p>oviser en ujevn fremkalling når de berøres med et tonermateriale. Det antas, at flukstettheten til det elektrostatiske kraftfelt som

er tilknyttet de dekkete områder varierer, slik at de sterkeste krefter finnes langs utkantene eller hjørnene til bildene. Kant-områdene fremkalles derfor hurtigere enn de indre områder, selv om begge er jevnt ladet. Automatisk virkende, elektrofotografiske kopieringsa<p>parater som skal frembringe bildene så hurtig som mulig danner dekkete områder som ser utvaskete eller ufremkalte ut.

Ifølge oppfinnelsen - er det frembragt et apoarat som kjenne-tegnes ved at det finnes anordninger for svingning av elektroden og taopene vinkelrett på fremkallermaterialstrdmmens retning og tappenes lengderetning, hvor svingningsamplityden tilsvarer sideavstanden mellom tannene.

Tappene er fortrinnsvis fremstilt av ledende materiale.

Et eksemnel på oppfinnelsen vil bli beskrevet under henvis-ning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig, 1 viser et skjematisk fremstilt vertikalsnitt gjennom et automatisk virkende elektrofotografisk reproduksjonsapparat som an-vender fremkallingsa<p>paratet ifølge den foreliggende o<pp>finnelse.

Pig. 2 viser et forstørret perspektivriss av fremkallings-annaratet som er illustrert i fig. 1.

I fig. 1 er det vist skjematisk et kontinuerlig arbeidende elektrofotografisk ko<p>ieringsapparat som skal illustrere en egnet omgivelse for fremkallingsapnaratet ifølge oppfinnelsen.

Som illustrert i fig. 1 omfatter det elektrofotografiske kopi-eringsapparat en elektrofotografisk plate med et fotoledende sjikt eller en lysmotakende flate plassert på et ledende underlag og utformet som en trommel, generelt betegnet med henvisningstall 10, som er opplagret på en aksel 11 båret i apparatets ramme (ikke vist) slik at den kan rotere i pilens retning i rekkefølge forbi flere behandlingssteder. Trommelen 10 roteres med konstant hastighet av en synkronmotor 12.

For å klarlegge onpfinnelsen kan de forskjellige behandlingssteder i trommelens bevegelsesbane beskrives nå. følgende måte: Et ladested A hvor en jevn elektrostatisk ladning avsettes på trommelflatens fotoledende sjikt ved hjeln av en korona-generator 13 av den art som er beskrevet i US-patentskrift 2.777.957-

Et eksnoneringssted B hvor et lys- eller strålingsmønster av en original som skal re<p>roduseres projiseres mot trommelflaten slik at ladningen i de eksponerte områder fortæres,'hvorved det dannes et latent, elektrostatisk bilde på trommelen. Eksnoneringsstedet er anbrakt opptil ladestedet i trommelens bevegelsesretning.

Et fremkallingssted C hvor et elektrofotografisk fremkallermateriale som inneholder tonernartikler med en elektrostatisk ladning motsatt den elektrostatiske ladning til bildet, bringes i be-røring med den billedbærende trommelflate, hvorved tonernartiklene henger seg fast til det elektrostatiske latente bilde i samme møn-ster som originalen som skal reoroduseres, slik at det latente bilde blir gjort synlig.

Et overføringssted D hvor det elektrofotografiske pulverbilde overføres elektrostatisk fra trommelflaten til et endelig bæremate-riale 14 ved hjelp av en andre korona-generator 15 som likner den som ble brukt,på ladestedet.

Et rense- og utladningssted F for trommelen, hvor trommelflaten børstes ved hjelp av en roterende sylinderformet børste 16, slik at gjenværende tonerpartikler som finnes på trommeloverflaten etter billedoverføringen blir fjernet.

I den foreliggende utførelsesform er det endelige bæremateri-ale lH baneformet og opptatt på en forrådsspole 27 og trans<p>orteres gjennom en varmesmeIter 17 hvor det fremkalte og overførte pulver-bildet fikseres til banens flate. Banen føres av et sett løperuller 18 og drives gjennom overføringsstedet i synkron bevegelse med trommelflaten ved hjelp av en synkronmotor 19 som virker på en opp-viklingssnole 20,

Det henvises nå til figurene hvor det er vist en foretrukket utførelsesform av et elektrodeforsynt fremkallingsaoparat ifølge den foreliggende onpfinnelse.

Betegnelsen "tokomoonent-fremkallermateriale", er i denne sammenheng benyttet til å betegne et materiale som anvendes for å utvikle et latent, elektrostatisk bilde, idet materialet omfatter relativt store bærerkorn hvortil det kleber elektrostatisk en rekke mindre tonerpartikler'. Bærer- og tonermaterialene velges blandt materi-aler som ligger i avstand fra hverandre triboelektrisk, slik at de samvirker når de bringes i gnidende berøring slik at materialene lades med motsatte potensialer. Vanligvis antas bærerne å være nosi-tivt ladet mens tonerpartiklene er negativt ladet. Tonerpartiklene er belagt på bærerkornene, og disse korn bringes i berøring med det latente, elektrostatiske bilde som bæres på et organ, såsom en elek-trof otograf isk plate, hvor tonerpartiklene overføres elektrostatisk fra kornflaten til de sterkere ladete billedområder.

En av de vanligste fremgangsmåter for å bringe fremkallermateriale i forbindelse med det billedbærende organ er å drysse det over organet og tillate materialet å falle fritt i berøring med organet i et tilstrekkelig langt tidsrom til å bevirke fremkalling. I dette såkalte "kaskadesystem" vil de bærerkorn som har avgitt tonermateriale under fremkallingen fremdeles beholde en viss ladning nå seg og bevirke en rensing eller fjerning av uønskete tonernartikler fra de ikke-billedbærende eller bakgrunnsområder på flaten. .1 et slikt system blir derfor fremkallermaterialet benyttet både til fremkalling og rensing av den billedbærende plates flate.

Som nevnt foran, har fremkalling av dekkete områder av et latent, elektrostatisk bilde bare ved å berøre bildet med et fremkallermateriale lenge vært et nroblem. Den ujevnhet som finnes i tett-heten til det elektrostatiske kraftfelt som er knyttet til bildet, bevirker at bildet blir fremkalt med forskjellige hastigheter. Ved å benytte en forspent fremkallingselektrode er det mulig å øke det elektrostatiske kraftfelt over bildet slik at det dannes et jevnere felt som virker på toner<p>artiklene. Det må gjøres klart, at betegnelsen ''forsoent elektrode" slik den benyttes her er ment og dekke både en positivt og en negativt ladet elektrode, såvel som en jordet eller fritt svevende elektrode. Ikke desto mindre, har det vært generelt kjent at en elektrode når den bringes nær opptil et billed-bærende organ forandrer bildets elektrostatiske feltmønster slik at systemets fremkallbarhet er bedret. Hittil har imidlertid lite vært kjent om effekten av en forspent elektrode på det fremkallermateriale som-befinner seg i en strøm i bevegelse gjennom et kraftfelt fra elektroden.

Det er blitt vist at et tokomponent-fremkallermateriale som beveger seg gjennom en lukket fremkallingssone, såsom mellom en fremkallingselektrode og en fotoledende plate som beskrevet foran, etter å ha løpt gjennom inngangsområdet er tilbøyelig til å bli sammentrengt. Det betyr at det partikkelformete materiale beveger seg som en enhetlig masse med partiklene i berøring med hverandre når det strømmer gjennom et langstrakt, lukket område. Når massen av fremkallermaterialet beveger seg gjennom en elektrodeforsynt fremkallingssone vil kraftfeltet fra elektroden ikke bare forsterke billedfeltene, men også virke oå de findelte tonerpartikler og forsøke å tvinge eller bevege partiklene avhengig av det aktuelle ladnings forhold til den ene eller andre side av fremkallingssonen. Dersom fremkallermassen blir sterkt sammentrengt finnes det imidlertid liten eller ingen mulighet for tonerpartiklene til å bevege seg fra den ene side av fremkallingssonen mot den andre.

Som det vil bli forklart nærmere i det etterfølgende, frembringer anparatet i det foreliggende eksempel et fremkallingssystem som er forsynt med midler til å spre fremkallermaterialet'som beveger seg i en avgrenset strømningssone mellom en elektrode og en plate, hvor de findelte tonerpartikler som beveger seg i den elektrode-forsynte sone har tilstrekkelig rom til å bevege seg inne i strømmen. Ved å styre elektrodepotensialet kan det opprettes en tonergradient

i strømmen, som konsentrerer toneren nå den ene eller andre side av fremkallingssonen.

For å bevirke fremkalling av det elektrostatiske bilde på den sylinderformete, elektrofotografiske plate, omfatter det viste fremkallingssystem et fremkallingsao<p>arat 21 som samvirker med den sylinderformete trommel 10 slik at det dannes en fremkallingssone 28 hvori den ladete og eksponerte del av trommelflaten kan fremkalles slik at det dannes et synlig nulverbilde av originalen som skal reproduseres.

^or dette formål er et fremkallerhus 22 anbrakt opptil trommelen som vist i fig.l. Inne i fremkallerhuset er det anbrakt en skovltransportør som transporterer fremkallermaterialet som tidligere er blitt tilført huset, til den øverste del av dette hvor materialet føres gjennom et inngangsområde inn i den aktive fremkallingssone 28 ved hjeln av en innløpsrenne 23. En tilformet elektrode 24

er plassert inne i fremkallerhuset i en viss avstand fra den sylinder-

formete trommelflate, og den strekker seg på tvers av trommelen slik at den danner den langstrakte .sone 28 mellom seg og trommelen. Når fremkallermaterialet føres inn i den øverste del av fremkallingssonen, bringes det til å falle ned gjennom sonen hvor tonerpartikler på fremkallermaterialet fester seg elektrostatisk til det tidligere dannete latente bilde på trommelflaten, og det gjenværende fremkallermateriale løner gjennom bunnåpningen i fremkallingssonen og tilbake til fremkallerhusets bunndel. Tonerpartikler som forbrukes under fremkallingen for dannelse av det synlige nulverbilde, erstatt-es ved hjelp av en toneravgiver 29 som er anbrakt nå den øverste del av fremkallerhuset som vist i fig. 2,

En egnet skovltransportør benyttes for transoort av fremkallermaterialet fra en forrådsdel til den øverste del av fremkallerhuset hvorfra materialet slipnes i fritt fall gjennom fremkallingssonen.

I denne utførelsesform består skovltrans<p>ortøren av en rekke parallelt anbrakte skovler 30 som er festet med nagler eller på. liknende måte til et par transportbånd 32 som løper rundt drivhjul 34 og lø<p>ehjul 35 på hver sin aksel, henholdsvis 36 og 37. De to aksler 36 og 37

er parallelt opplagret i lagerblokker 38 (fig. 2) som er anbrakt i motstående parallelle sidevegger i. fremkallerhuset 22. Drivakselen 36,som er opplagret i lagerblokkene .38 rager ut av fremkallerhuset og er forbundet med en motor 45 som driver skovltransoortøren med en forutbestemt hastighet i forhold til trommelflaten i den retning som er antydet.

For å føre fremkallermaterialet riktig inn i fremkallingssonen og å spre det på tvers av trommel flat en når materialet faller ut av skovlene, er innløpsrennen 23 festet, for eksemoel ved sveising av rennens ikke viste endeflenser til fremkallerhusets sidevegger.

I det foreliggende eksemnel er den bueformete elektrode 24,

som strekker seg på tvers av trommelflaten, forskyvbart båret nær opptil trommelflaten 10 parallelt med denne slik at fremkallingssonen 28 for gjennomstrømning av fremkallermaterialet dannes, fremkallingssonen strekker seg fra den øverste del av trommelen ned under trommelaksen inn i det nedadvendte trommelområde slik at fremkallermaterialet bringes til å bevege seg i berøring med trommelflaten over et forholdsvis langt tidsrom. Det tidsrom som fremkallermaterialet holder seg i berøring med trommelen i dette system er betydelig lenger enn det som er vanlig ved andre liknende systemer. Fremkallermaterialet som føres inn i fremkallingssonen beveger seg nedad i berøring med den roterende trommelflate gjennom fremkallings-

sonen og føres eventuelt tilbake til fremkallerforrådet hvor det igjen benyttes for fremkalling.

Elektroden er, som illustrert i fig. 2, båret' av et førings-organ som er fremstilt av et isolerende materiale og er festet til fremkallerhusets sidevegger. Elektroden kan beveges i sideretning . stort sett vinkelrett på strømmen av fremkallermaterialet og er elektrostatisk isolert fra fremkallerhuset. En forspenningsanordning 26 er elektrisk forbundet med elektroden, og den forspenner elektroden til et forutbestemt potensial for å styre plasseringen og kon-sentrasjonen av toner i strømmen av fremkallermaterialet.

Anbrakt på elektroden slik at de rager stort sett vinkelrett

ut fra elektrodeflaten inn i fremkallingssonen, er en rekke tapD-liknende organer 25- Tappene er slik plassert at de berører fremkallermaterialet som beveger seg gjennom sonen, for å spre partiklene i materialstrømmen. Bærerkornene støter mot eller kolliderer med tannene slik at de sprer seg over hele fremkallingssonen. Samtidig løsnes tonermaterialet fra kornflatene slik at det dannes en luft-båret tonersky. Det skal bemerkes, at mens bærerkornene spres over fremkallingssonen og tonerpartiklene løsnes fra kornene, strømmer hele fremkallermassen i en strøm nedad gjennom sonen. Fordi fremkallermaterialet nå er spredt kan imidlertid kraftfeltet fra elektroden lettere virke oå de ladete tonernartikler og derved styre kon-sentrasjonen av toner i strømmen. I dette eksemnel er tonerpartiklene triboelektrisk ladet til et negativt potensial, og en høy nega-tiv ladning er anbrakt nå elektroden for å opnnå et kraftfelt i fremkallingssonen som bringer en høy prosentdel av de tilgjengelige tonerpartikler i berøring med den billedbærende trommel.f late hvor de med-fører fremkalling. Siden kraftfeltene i de dekkete områder også for-sterkes av elektroden blir tonernartiklene som føres frem til platen, hurtig tiltrukket til de ladete billedområder og fremkaller derved bildet hurtig og effektivt uavhengig av størrelsen på billedflaten.

Tappene er anbrakt med lik innbyrdes avstand i parallelle rekker med tappene i sammenstøtende rekker forskjøvet i forhold til hverandre slik at fremkallermaterialet bringes til å løpe gjennom en relativt buktet bane gjennom fremkallingssonen. På denne måten blir det maksimale antall kornkollisjoner oppnådd når materialet beveger seg gjennom sonen.

Tap<p>ene er fortrinnsvis fremstilt av et ledende materiale. Ledende tanper virker stort sett nå samme måte som små, enkeltstå-ende, ounktformete elektroder som frembringer sterke kraftfelt rundt tap<p>en, &om er i stand til- å nåvirke billedfremkallingen. I praksis har det vist at ledende tapper Dåvirker den billedbærende trommelflate slik at det utføres ujevn fremkalling med skjelnebare rekker av mørke linjer eller streker på grunn av at tannene bringer et lokalisert kraftfelt nær opp til platens flate. Ved å oscillere elektroden stort sett vinkelrett på strømmen av fremkallermateriale slik at virkningen av de enkelte tapper overlapper hverandre på platen, er det mulig å eliminere denne strekdannelse samtidig som elektroden bringes nær opptil platens flate, og det opprettholdes en strømningssone som er i stand til å opota et relativt stort strømningsvo1um.

Som illustrert i fig. 2 er elektroden 24 forskyvbart opplagret i et ikke-ledende bæreorgan 4 6 og utformet slik at den kan oscillere nå tvers av trommelflaten i forhold til strømningsretningen En motor MOT-1 er anbrakt nå en bærer 39 som er festet til fremkallerhusets sidevegg ved hjelo av skruer eller liknende. En eksen-trisk skive 40 er festet til motorakselen, og den er isatt en driv-tann 4l. Drivta<p>nen rager vinkelrett ut fra skiven og løper gjennom en langstrakt åpning eller sliss 43 i den ene ende av en drivarm 42. Armen 42, som også er fremstilt av et isolerende materiale, løper gjennom en åpning i fremkallerhusets sidevegg og er festet med den motstående ende til elektroden. Når motoren roterer den eksentriske skive, beveger armen elektroden frem og tilbake i føringsorganet en avstand som er minst lik den innbyrdes avstand i sideretning mellom tappene 25- Det skulle være klart at oscilleringens frekvens står i forhold til fremkallingshastigheten og tappenes plass-ering i fremkallingssonen og at den optimale frekvens vil variere når systemets parametre varierer. En egnet tetning omslutter ånn-ingen i fremkallerhuset, som armen 43 løper gjennom og hindrer fremkallermaterialet i å unnslippe fra fremkallerhuset.

Apnaratet ifølge den foreliggende op<p>finnelse gjør det mulig å utnytte en fremkallingselektrode fullstendig på en hittil ukjent måte. Ved å spre fremkallermaterialet som beveger seg gjennom en avgrenset, elektrodeforsynt fremkallingssone, på den måte som er beskrevet her, hindres sammentrengning av fremkallermaterialet samtidig som tonernartiklene befris fra bærerkornene. Eremkallermateri-ale settes således i en slik tilstand, at de findelte tonerpartikler beveger seg fritt under innvirkning av kraftfeltet fra elektroden hvorved toneren konsentrerer seg Då den ene side av strømmen av fremkallermaterialet. I denne foretrukne utførelsesform er elektroden påtrykt en spenning som tilsvarer potensialet nå tonerlad-ningen og har en tilstrekkelig størrelse til å tvinge en sterk toner-konsentrasjon inn i berøring med det billedbærende organ. Fordi elektroden også styrker bildets kraftkomponenter er elektrodens samlete virkning på systemets fremkallbarhet slik at billedområder med for-skjellig størrelse fremkalles hurtig og effektivt.

Claims (2)

1. Apparat for fremkalling av et latent elektrostatisk bilde på et bildebærende organ (10), omfattende en elektrode (24) som står under elektrisk spenning og.som er anbrakt i avstand fra og parallelt med det bildebærende organ (10) til dannelse av en utstrakt, stort sett lukket fremkallingssone som kan oppta en strøm av fremkallermateriale, og hvor det dessuten finnes anordninger (21) for frembringelse av en strøm av fremkallermaterialet gjennom fremkallingssonen samt et antall tapper (25) som løper innad i fremkallingssonen stort sett vinkelrett nå elektroden (24) for å. spre fremkallermaterialet som beveger seg i denne, hvilke tap<p>er er anbrakt med like store innbyrdes avstander i parallelle rekker med hver rekke forskjøvet i sideretningen i forhold til den foregående rekke, karakterisert ved at det finnes anordninger for svingning av elektroden (24) og tapnene (25) vinkelrett på frem-kallermaterialestrømmens retning og nå tannenes lengderetning, hvor svingningsamplityden tilsvarer sideavstanden mellom tappene.

2. Anparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved at tappene er fremstilt av ledende materiale.