DD144974A1 - Informationsaufzeichnung mittels laserstrahl auf einen fotoleiter-zwischentraeger - Google Patents

Description

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Titel der Erfindung

Inforraat ionsauf ze iclinung mittels Laserstrahl auf einen Fotoleiter-Zwischenträger 5

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Laserdruckverfahren, das in der Druck- und Kopiertechnik Verwendung finden kann, 10

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Druckvorrichtungen bekannt, in denen auf einen Aufzeichnungsträger Tonerbilder abgedruckt v/erden. Dies wird in der Weise realisiert, daß auf einen fotoempfindlichen Zwischenträger, z. B. einen bandförmigen Zwischenträger (DE-OS 1 774 900, GO6k-15/H; DE-03 2 437 415, B65h-17/5O) bzw. einen trommeiförmigen Zwischenträger, elektrofotografisch, ζ. Β. mit Hilfe eines Laserstrahles, Ladungsbilder der zu druckenden Zeichen aufgebracht werden. Diese Ladungsbilder werden in einer Entwicklungsstation mit Hilfe von Toner entwickelt. Anschließend werden die Tonerbilder in einer Umdruckstation auf den Aufzeichnungsträger übertragen und fixiert.

Der trommeiförmige Zwischenträger besteht aus einem elektrisch leitenden Tragelement, einer fotoleitenden Schicht und einer dielektrischen Schicht. Die dielektrische Schicht wird mit

einer Koronaeinheit positiv bzw, negativ geladen. Dadurch wird die jeweils.entgegengesetzte Ladung an der Phasengrenze dielektrische Schicht-Fotoleiterschicht bzw. in der Fotoleiterschicht injiziert. Die bildmäßige Belichtung erfolgt dann unter gleichzeitiger Anlegung einer Wechselkorona.

Dazu geeignet sind eine Reihe von fotoleitenden Materialien in einer Mehrschichtanordnung. Zwei'Materialien sind aus der DE-OS 2 530 856, B41J-3/18 und der DE-OS 2 633 217,G03b~27/32 der Firma Canon K.K. bekannt.

Mit der Belichtung durch den Laserstrahl wird gleichzeitig durch einen Wechselstrom-Koronalader eine Wechselstrom-Koronaentladung auf der positiv oder negativ geladenen dielektrischen Schicht in den Bereichen, in denen die Informationsaufzeichnung erfolgen soll, durchgeführt, so daß ein elektrostatisches Bild erzeugt wird.

Zur Entwicklung dieses latenten Bildes ist geladener Toner erforderlich. Dieser geladene Toner wird als ein Zweikomponentenentwicklergemisch eingesetzt und enthält durch die gemeinsame Bewegung in einer Entwicklereinrichtung z. B. einer Kaskadenentwicklereinrichtung oder einer modernen Form der Magnetbursten seine, in einer vorbestimmten Polarität, erforderliche Ladung. Um diese Ladung aufzubringen, wird der Toner mit dem sogenannten Träger (Eisenkugel mit Plaste ummandelt) durch drehende Flügelwalzen miteinander vermengt. Die Ent-Wicklereinrichtung führt gleichzeitig das Entwicklergemisch an den mit dem latenten Bild versehenen Zwischenträger, so daß die elektrostatischen Feldbeziehungen den geladenen Toner an die entladenen Fotoleiterbereiche anziehen. Dieses Druckverfahren wird in folgenden Schutzrechten beschrieben:

- DE-OS 2 530 856, B41J-3/18 (Analogpatent: FR-PS 22 78 132, G1.1b-7/Ö0)

- DE-AS 2 548 145, GO6k-15/H

- DE-AS 2 550 268, GO6k-15/i2 - DE-OS 2 559 627, GO6k-15/i2

- DE-OS 2 547 518, B41J-3/20 (Analogpatent: US-PS 40 70 681, G03g-15/04)

- DE-OS 2 633 217/ G03b-27/32

- DE-OS 2 708 591, Go6k-15/12

- DE-OS 2 755 575, GO6k-15/i2 (Analogpatente: DD-PS 133 725, GO6k-9/iO

PR-PS 23 74 720, G1ib-7/00)

Pur das Druckverfahren ergeben sich aufgrund der Verwendung von geladenem Toner wesentliche Nachteile. Diese bestehen in einer aufwendigen Entwicklereinrichtung, Staubbildung durch die Entwicklerwirbelung, aufv/endige Konzentrationsmessung des Toneranteils im Entwicklergemisch für eine gleichmäßige Schwärzung der Schriftzeichen und davon abhängige Zuführung von Toner, große mechanische Abnutzung der Fotoleiterschicht auf dem Zwischenträger durch die Reibung mit dem Entwicklergemisch und Notwendigkeit, das Entwicklergemisch häufig auszuwechseln aufgrund der Abnutzung der Trägerteilchen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, ein Laserdruckverfahren zu schaffen, bei dem bei der Entwicklung des Ladungsbildes der zu druckenden Information die Nachteile beseitigt v/erden, die bei der Anwendung von geladenem Toner (Zweikomponentenentwickler) auftreten.

Darlegung des Wesens der Erfindung Technische Aufgabe

Die technische Aufgabe besteht darin, ein Laserdruckverfahren zu schaffen, bei dem ungeladener Toner (Einkomponentenentwickler) verwendet werden kann.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Unterbrechung des Strahlenganges des Laserstrahles für die informationstragenden Bereiche vorgesehen ist und daß in der Entwicklungsstation zur Tonerung des auf den Potoleiter-Zwiseitenträger aufgebrachten Ladungsbildes ungeladener Toner

(Einkomponentenentwickler) verwendet wird. Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert v/erden

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. . 1: eine schematische Darstellung des Druckprinzips Fig. 2a: Potential der Fotoleiterschicht Fig. 2b: Kontrastpotential der Information.

Moderne Druckwerke verwenden einen elektronisch modulierten Laserstrahl, der durch optische Mittel über eine Druckzeile als ein oder mehrere Strahlen mit gleichförmiger Geschwindigkeit abgelenkt wird. Die Energie des Laserstrahles führt eine Entladung einer fotoleitfähigen Schicht in Form von Zeichen bzw. Informationen herbei« Die fotoleitfähige Schicht ist ein Teil eines Zwischenträgers, der band- oder trommeiförmig ausgeführt sein kann,

Nach der Entladung erfolgt eine Tonerung der fotoleitfähigen Schicht mittels aus der xerografischen Kopiertechnik bekannten Entv/icklereinrichtungen.'Dadurch wird das in Form elektrischer Potentiale vorhandene latente Bild in. ein getonertes Bild gewandelt. Anschließend erfolgt der Umdruck auf ein Aufzeichnungsmedium, im allgemeinen Papier, durch Berührung und gleichzeitige Einwirkung eines elektrischen Feldes. Danach wird'die aufgebrachte Information auf dem Papier fixiert. Die Erfindung verbessert die bekannten nichtmechanischen Druckverfahren, die nach dem Laserdruckprinzip arbeiten.

In Fig. T ist die Zuordnung der Baugruppen dargestellt« Der Laserstrahl wird von einer Laserquelle 4 abgestrahlt, durch einen elektrooptischen Modulator 5 moduliert, zu einem Dreh-^ spiegel 6 gebracht, der den Laserstrahl über eine Druckzeile ablenkt und dann auf einen Fotoleiter-Zwischenträger 1 trifft. Der Fotoleiter-Zwischenträger 1 ist vorzugsweise als Trommel

ausgebildet.. Als weitere Variante ist auch möglich, als Fo-

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toleiter-Zwischenträger 1 ein über Walzen geführtes Endlosband zu verwenden. Der Fotoleiter-Zwischenträger 1 dreht sich mit einer kontinuierlichen Drehzahl und wird an einer Koronastation 2 auf ein vorbestimmtes Potential aufgeladen. Durch den Laserstrahl wird in der Belichtungsstation 3 der Fotoleiter-Zwischenträger 1 partiell entladen, !lach der Entladung durch die Belichtung erfolgt an einer Entwicklungsstation 7 die Tonerung der Fotoleiterschicht. Die durch die elektrostatischen Feldbeziehungen aufgebrachten Tonerpartikel v/erden an einer Umdruckstation 8 auf das Papier 9 übertragen. An einer Fixierstation 10 wird der übertragene Toner an der Oberfläche des Papiers durch Wärme oder Druck fixiert. Eine Reinigungsstation 11 ist an der Oberfläche des Fotoleiter-Zwischenträgers 1 angeordnet, die den nach der Umdruckstation 8 auf der Oberfläche verbliebenen Resttoner ententfernt.

Durch den elektrooptischen Modulator 5 wird der Strahl derart moduliert, daß der Strahlengang für die Bereiche unterbrochen wird, in die Informationen eingeschrieben werden sollen. Es werden also alle die Bereiche belichtet, die keine Informationen tragen sollen. Die sich auf dem Zwischenträger 1 über die Länge a befindende Fptoleiterschient wird an der Koronastation 2 auf ein Potential 700 V (U^) homogen aufgeladen (Pig. 2a). Durch die Einschreibung der Information mittels des gesteuerten Laserstrahls ergeben sich auf der Fotoleiterschicht folgende Ladungszustände. Durch die Informationseinschreibung werden alle Bereiche außer die informationstragenden Bereiche um den Wert Δ U-jUg entladen (Fig. 2b). Um ein kontrastreiches Bild erhalten zu können, macht es sich erforderlich, daß das Κοηΐ^εΐροΐβηΐίβίΔυ.]!^ ca. 400 V beträgt. Das Restpotential wird mit Up bezeichnet.

Durch das erfindungsgemäße Druckprinzip ist es erstmals möglich, statt einem geladenen Toner, der aber auch bei diesem Verfahren Verwendung finden kann, ungeladenen Toner zur Tonerung des Ladungsbildes zu verwenden. Die Vorteile des ungeladenen Toners (Einkomponentenentwickler) bestehen darin, daß der Entwickler nur aus einem Toner besteht und einen

10 spezifischen Widerstand von kleiner 10 ßcm hat, so daß die-

ser Toner keine Ladung aufnimmt. Die Tonerpartikelchen liegen in der gleichen Größenordnung wie der Toner des Zweikomponentenentwicklers und stellen Dipole dar.. Unter Feldeinwirkung auf die latente Aufzeichnung auf dem Fotoleiter richten sich die Dipole aus und lagern sich an vorhandene Potentiale an.

Die Vorteile dieses Entwicklers liegen darin, daß der Toner nicht aufzuladen ist, wodurch die Wirbeleinrichtungen entfallen. Außerdem bestehen keine unterschiedlich geladenen Tonerpartikel, wodurch eine Reduzierung des Grauschleiers auf. den Aufzeichnungen möglich ist. Weiterhin wird die Abnutzung der Fotoleiterschicht verringert, da die Menge des Entwicklers, die am Fotoleiter zum Zwecke der Tonerung vorbeistreicht, wesentlich kleiner ist und somit auch die Anpreßkraft. Ebenfalls ist vorteilhaft, daß die Tonerkonzentrationsmessung wegfällt, da bei Vorhandensein von Toner eine gleichmäßige Schwärzung der auszudruckenden Information gesichert ist. Auch wird der Reinigungsaufwand reduziert, da die selbst keine Ladung tragenden Tonerteilchen einfach vom Fotoleiter zu entfernen sind.

Im Einkomponentenentwickler sind anteilmäßig Eisenteilchen eingelagert, so daß er magnetische Eigenschaften hat und von einem Magnetfeld (Magnetbürste).beeinflußt wird. Die Reinigung der Fotoleiterschicht von Tonerteilchen erfolgt somit durch das Vorbeilaufen an einer ähnlich der Entwicklermagnetbürste gestalteten weiteren Magnetbürste. Der ungeladene Toner erfordert zur Anlagerung an die Fotoleiterschicht ein gegenüber Masse relativ hohes Potential. Das bedeutet, daß die darzustellende Information dem durch die Koronaspannung aufgebrachten Potential oder einem etwas reduzierten, jedoch gegenüber Masse hoch liegendem, entspricht, d.h. nicht belichtet wurde. Die nicht zu beschreibenden Flächen der Fotoleiterschicht sind gegen Masse durch die Belichtung entladen worden. Dieser Entladungs- bzv/, Belichtungsprozeß ist entgegengesetzt zu dem unter Anwendung eines geladenen Toners.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. -τ- 214 53.1

   Patentanspruch

   1. Verfahren zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl mit einem Modulator, einer Ablenkeinrichtung, einern Fotoleiter-Zwischenträger, einer Entwicklerstation,

   einer Umdruckstation und einer Reinigungsstation, gekennzeichnet dadurch, daß eine Unterbrechung des Strahlenganges des Laserstrahles für die informationstragenden Bereiche vorgesehen ist.
   10
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der Entwicklungsstation (7) zur Tonerung des auf den
   Potoleiter-Zwischenträger (1) aufgebrachten Ladungsbildes ungeladener Toner (Einkomponentenentv/ickler) verwendet wird.

   Hierzu 1 SoHe Zeichnungen