DE1091867B

DE1091867B - Device for xerographic development

Info

Publication number: DE1091867B
Application number: DEH20213A
Authority: DE
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1953-05-07
Filing date: 1954-05-07
Publication date: 1960-10-27

Description

Vorrichtung zur xerographischen Entwicklung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entwickeln von Bildern nach dem elektrophotographischen Verfahren, das unter der Bezeichnung »Xerographie« bekannt ist.Xerographic Development Apparatus The invention relates to focused on an apparatus for developing images after electrophotographic Process known as "xerography".

Bei elektrophotographischen Verfahren wird üblicherweise auf einer geeigneten Oberfläche, die beispielsweise aus einer photoleitenden Isolierschicht auf einem leitenden Träger bestehen kann, ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Dieses latente elektrostatische Bild kann dann entwickelt werden, indem man es mit feinzerteiltem elektroskopischem Material behandelt, welches entsprechend dem latenten Bild elektrostatisch von der Bildoberfläche angezogen wird. Seit der Einführung xerographischer Verfahren sind diese so verbessert worden, daß die dadurch erzielten photographischen Ergebnisse mit derjenigen der üblichen Photographie durchaus vergleichbar sind. In Anbetracht dieser schnellen Verbesserung der Xerographie ist eine steigende Nachfrage nach besseren Verfahren und Vorrichtungen für die Entwicklung und Erzeugung elektrostatischer Bilder vorhanden. Um nun besonders bei der Entwicklung von Bildern mit fein abgestufter Tönung hochwertige Resultate erzielen zu können, ist es notwendig, Mittel vorzusehen, die der Bildschicht feinzerteiltes elektroskopisches Material in Foren außerordentlich kleiner, gleichmäßig geladener Teilchen zuführen, die im wesentlichen von größeren Zusammenballungen frei sind, so daß die Verteilung des auf der Bildoberfläche abgelagerten Materials genau dein elektrostatischen Ladungsbild entspricht. Größere oder nicht gleichmäßig geladene Teilchen ergeben eine ungleichmäßige Ablagerung, die selbst dem unbewaffneten Auge den Eindruck eines körnigen Aussehens oder einer mangelhaften Wiedergabe der Tönung erwecken.Electrophotographic processes are usually based on a suitable surface, for example made of a photoconductive insulating layer may exist on a conductive support, creates an electrostatic latent image. This electrostatic latent image can then be developed by using it treated with finely divided electroscopic material, which corresponds to the latent Image is electrostatically attracted to the image surface. Since the introduction xerographic processes, these have been improved so that the achieved thereby photographic results are quite comparable with those of conventional photography are. Given this rapid improvement in xerography is increasing Demand for better methods and apparatus for design and manufacture electrostatic images present. To now especially in the development of images To be able to achieve high quality results with finely graduated tinting, it is necessary to To provide means for the image layer finely divided electroscopic material in forums supply extraordinarily small, uniformly charged particles that are in the are essentially free of major agglomerations, so that the distribution of the the material deposited on the surface of the image is exactly your electrostatic charge image is equivalent to. Larger or non-uniformly charged particles result in a non-uniform one Deposit that gives the appearance of a grainy appearance even to the naked eye or a poor reproduction of the tint.

Weiterhin muß für eine gleichmäßige Strömung der elektroskopischen Teilchen gesorgt werden, um sie gleichmäßig über die ganze Oberfläche der Bildschicht zu verteilen, so daß die Entwicklung in jedem Teil der Fläche etwa unter den gleichen Bedingungen vor sich geht.Furthermore, for a uniform flow of the electroscopic Particles are taken care to keep them evenly over the whole surface of the image layer to distribute so that the development in each part of the area is roughly below the same Conditions going on.

Bei einem bekannten Entwicklungsverfahren und -gerät wird der Bildträgerfläche elektroskopisches Material in Form einer Suspension der Entwicklerteilchen in Luft zugeführt. Diese Suspension erhält eine elektrostatische Ladung, indem sie durch eine Ionisationszone hindurchbewegt wird, welche durch eine Glimmentladung erzeugt werden kann. Ein solches Verfahren ist den früheren Entwicklungsverfahren weit überlegen, doch ist es noch weiterer Verbesserungen fähig. So wird eine größere Gleichmäßigkeit des Ladungspotentials und der Polarität der einzelnen elektroskopischen Teilchen und fernerhin eine größere Gleichmäßigkeit der Teilchengröße angestrebt. Ferner ist eine Vorrichtung zur xeropraphischen Entwicklung bekannt, in der eine Suspension feinzerteilter Flüssigkeitströpfchen in einem Luftstrom hergestellt und einer ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Fläche zugeführt wird. Hierbei sind jedoch keine Vorkehrungen getroffen, um eine gleichmäßige Aufladung zu gewährleisten und das Zusammenballen der geladenen Teilchen zu verhindern.In one known developing method and apparatus, the image bearing surface is electroscopic material in the form of a suspension of the developer particles in air fed. This suspension receives an electrostatic charge by passing through it an ionization zone is moved through, which is generated by a glow discharge can be. Such a process is far superior to previous development processes, but it is still capable of further improvement. So there will be greater evenness the charge potential and the polarity of the individual electroscopic particles and further aimed at greater particle size uniformity. Further a device for xeropraphischen development is known in which a suspension finely divided liquid droplets produced in a stream of air and one a electrostatic latent image bearing surface is supplied. However, here are no precautions are taken to ensure even charging and to prevent the agglomeration of the charged particles.

Von dem Bekannten unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur xerographischen Entwicklung, in der ebenfalls eine Suspension feinzerteilter Puderteilchen durch einen Gas- oder Luftstrom hergestellt und der das latente elektrostatische Bild tragenden Fläche zugeführt wird, hauptsächlich dadurch, daß die suspendierten Puderteilchen mit so großer Strömungsgeschwindigkeit durch eine oder mehrere Kapillaren gepreßt werden, daß eine turbulente Strömung entsteht. Dabei werden die suspendierten Puderteilchen durch Reibung an den Kapillarenwänden vollzählig und gleichmäßig elektrisch aufgeladen und durch elektrostatische Abstoßung in gegenseitigem Abstand gehalten. Hierdurch wird eine erhebliche Qualitätsverbesserung erreicht.The device according to the invention differs from the known for xerographic development, in which a suspension of finely divided Powder particles produced by a gas or air stream and the latent electrostatic Image-bearing surface is supplied, mainly by the fact that the suspended Powder particles with such a high flow rate through one or more capillaries be pressed that a turbulent flow is created. The suspended Powder particles are completely and evenly electrical due to friction on the capillary walls charged and kept at a mutual distance by electrostatic repulsion. This results in a considerable improvement in quality.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar zeigt Fig.1 eine schematische Darstellung einer Entwicklungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig.2 eine schematische Seitenansicht der Entwicklungsvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Übergangszone der Vorrichtung nach Fig.2. Fig. 4 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Teilchenwolke gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig.5 eine Seitenansicht einer Entwicklungszone mit dem Bildträger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 ein Querschnitt durch das Gerät nach Linie 6-6 der Fig. 5, nachdem der Bildträger entfernt wurde.Examples of embodiments of the invention are shown in the drawing, namely, Figure 1 shows a schematic representation of a developing device according to one embodiment of the invention, FIG. 2 is a schematic side view the developing device according to another embodiment of the invention, Fig. 3 shows an enlarged partial view of the transition zone of the device according to FIG. Fig. 4 is a schematic plan view of a device for generating a particle cloud according to a further embodiment of the invention, Figure 5 is a side view of a Development zone with the image carrier according to an embodiment of the invention and Fig. 6 is a cross section through the device along line 6-6 of Fig. 5 after the image carrier was removed.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Vorrichtung, bestehend aus einem mit 10 bezeichneten Puderwolkenerzeuger, der einen Behälter oder eine Kammer 11 besitzt, worin eine größere Menge feinzerteilten elektroskopischen Materials oder Puders 12 enthalten ist. Der Behälter 11 hat einen abnehmbaren Deckel 14, durch den eine Luftleitung 15 hindurchgeht, welche unten in einem Verteilerstück 16 endet. Die Luftleitung führt außerhalb des Behälters zu einer Druckquelle oder Luftpumpe 17, durch die ein Gas, z. B. Luft, nach Wunsch in pulsierendem Strom durch das Verteilerstück gedrückt werden kann. Durch eine Mehrzahl von Öffnungen 19 in dem Verteilerstück tritt das Gas am Boden des Behälters 11 aus. Ein feiner Hohlkörper, z. B. ein Kapillarrohr 20, ragt ebenfalls durch den Deckel 14 in den Behälter 11 und führt von diesem Behälter zu einer Bildschicht 21, die sich außerhalb des Wolkenerzeugers befindet und das latente elektrostatische Bild trägt, welches entwickelt werden soll.Fig. 1 shows a simplified device consisting of a with 10 designated powder cloud generator, which has a container or a chamber 11, wherein a major amount of finely divided electroscopic material or powder 12 is included. The container 11 has a removable lid 14 through which a Air line 15 passes through, which ends in a distributor piece 16 at the bottom. the Air line leads outside the container to a pressure source or air pump 17, through which a gas, e.g. B. air, if desired in a pulsating flow through the manifold can be pressed. Through a plurality of openings 19 in the manifold the gas emerges at the bottom of the container 11. A fine hollow body, e.g. B. a capillary tube 20, also protrudes through the lid 14 into the container 11 and leads from this container to an image layer 21, which is located outside of the cloud generator and that carries latent electrostatic image which is to be developed.

Fig.2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung. 23 ist eine Druckquelle und 24 ein Puderwolkenerzeuger, der mit einem Kapillarrohr 20 od. dgl. versehen ist, welches von dem Behälter zu einem Bildträger 25 führt. Bei dieser Ausführungsform besteht die Druckquelle aus einer Luftpumpe oder einem Druckgasbehälter. Diese Druckquelle ist so angeordnet und eingerichtet, daß sie Luft in ein Rohr 15 liefert, welches mit einem Teil 26 in den Wolkenerzeuger 24 hineinragt.Fig. 2 shows a modified embodiment of a developing device according to the invention. 23 is a pressure source and 24 is a powder cloud generator, the With a capillary tube 20 or the like. Is provided, which from the container to a Image carrier 25 leads. In this embodiment, the pressure source consists of one Air pump or a pressurized gas container. This pressure source is arranged and set up in such a way that that it delivers air into a pipe 15, which with a part 26 in the cloud generator 24 protrudes.

Der Wolkenerzeuger setzt sich aus einem Kasten oder einer Kammer 27 von zweckmäßig dichter Beschaffenheit zusammen und ist infolgedessen ausreichend staubdicht. Der Behälter oder die Kammer 27 enthält einen mit Puder imprägnierten Teil 29, der beispielsweise bandförmig sein kann. In diesem Fall ist die Vorratsrolle 30 zweckmäßig so angeordnet, daß das Band innerhalb des Wolkenerzeugers zwischen Führungen 31 auf eine Aufwickelrolle 32 geleitet wird. Die Aufwickelrolle kann angetrieben werden, so daß das Band durch seine Führungen hindurchgezogen wird. Dazu dient als Kraftquelle beispielsweise ein nicht dargestellter Motor oder eine Kette von Zahnrädern 33 und 34, die durch den Kurbelantrieb 35 in Drehung versetzt werden.The cloud generator is composed of a box or a chamber 27 of an expediently tight nature and is consequently sufficiently dust-tight. The container or chamber 27 contains a powder-impregnated part 29 which can be, for example, band-shaped. In this case, the supply roll 30 is expediently arranged in such a way that the tape within the cloud generator is guided between guides 31 onto a take-up roll 32 . The take-up reel can be driven so that the tape is drawn through its guides. A motor (not shown) or a chain of toothed wheels 33 and 34, which are set in rotation by the crank drive 35, serves as a power source for this purpose.

Gegebenenfals befinden sich die Bandführungen 31 nicht direkt gegenüber dem Teil 26, so daß ein durch diesen Teil fließender Luft- oder Gasstrom zwar in den Kammerraum, jedoch nicht gegen das Band 29 gerichtet ist. Durch die Wand 27 des Behälters des Wolkenerzeugers geht ein Kapillarrohr 20 hindurch, welches unmittelbar hinter den Bandführungen 31 an einer Stelle endet, der das Gas von dem Teil 26 zugeführt wird. Auf diese Weise wird in das Kapillarrohr 20 das von der Druckquelle kommende Gas gedrückt, welches durch das mit Puder imprägnierte Band hindurchbewegt wurde, wobei es von dem Band elektroskopische Teilchen in feiner Verteilung mitgenommen hat. Zweckmäßig sollte sich das Band 29 direkt gegenüber dem Kapillarrohr 20 befinden, damit die Teilchen durch den schnell bewegten Gasstrom von dem Band abgezogen werden.If necessary, the tape guides 31 are not located directly opposite the part 26, so that a stream of air or gas flowing through this part is directed into the chamber space, but not against the tape 29. A capillary tube 20 passes through the wall 27 of the container of the cloud generator and ends immediately behind the tape guides 31 at a point to which the gas is fed from the part 26. In this way, the gas coming from the pressure source is pressed into the capillary tube 20, which gas has been moved through the belt impregnated with powder, whereby it has entrained fine distribution of electroscopic particles from the belt. The belt 29 should expediently be located directly opposite the capillary tube 20 so that the particles are drawn off the belt by the rapidly moving gas stream.

Die Kapillarröhre 20 führt zu einer Übergangszone 36, die in Verbindung mit Fig.3 näher beschrieben werden wird. In dieser Zone kann zusätzliche Luft oder ein zusätzliches Gas durch Venturiwirkung eingesaugt oder unter Druck zugegeben werden, wenn dies erwünscht ist. Ferner besteht die Möglichkeit, den sich durch das Kapillarrohr bewegenden turbulenten Gasstrom in einen nicht turbulenten, laminaren Strom umzuwandeln. In der Übergangszone kann der Strom der Pudersuspension normal oder senkrecht in einen Ausdehnungsnapf 37 geleitet werden, in dem der Strom sich ausbreitet oder verteilt und dann über die Oberseite des Bildträgers 25 geleitet wird. Bei Benutzung der Apparatur wird eine Bildschicht 21 an der Oberseite des Bildträgers 25, und zwar parallel zu und in geringem Abstand von diesem angeordnet, so daß der Strom der Suspensionswolke sich in waagerechter Richtung zwischen diesen beiden Teilen hindurchbewegt und so mit dem latenten elektrostatischen Bild auf dem Bildträger in Berührung tritt.The capillary tube 20 leads to a transition zone 36, which in connection will be described in more detail with Fig.3. In this zone, additional air or an additional gas sucked in by venturi effect or added under pressure if so desired. There is also the possibility of going through the turbulent gas flow moving the capillary tube into a non-turbulent, laminar one To convert electricity. In the transition zone, the flow of powder suspension can be normal or vertically into an expansion cup 37, in which the current is spreads or distributed and then passed over the top of the image carrier 25 will. When using the apparatus, an image layer 21 is applied to the top of the Image carrier 25, arranged parallel to and at a small distance from it, so that the flow of the suspension cloud is in a horizontal direction between them moved through both parts and so with the latent electrostatic image comes into contact with the image carrier.

In Fig. 3 ist die aus Fig. 2 ersichtliche, mit 36 bezeichnete Expansions- oder Übergangszone in vergrößertem Maßstab dargestellt. Diese Zone weist eine Mischkammer 39 auf, in welche das Kapillarrohr 20 einmündet. Etwas unterhalb des Endes des Kapillarrohres befinden sich mehrere Lufteinlaßöffnungen 40, durch welche unter Venturiwirkung Außenluft einströmen und sich mit dem Strom der Suspensionswolke vermischen kann. Das Suspensionsgemisch strömt dann durch einen Auslaß 41 aus der Mischkammer in den Expansionsraum 37, wo es senkrecht auf eine Ablenkfläche trifft, welche in der Regel durch die Bildschicht 21 auf dem Bildträger 25 gebildet wird. Auf diese Weise wird das Suspensionsgemisch nach außen geleitet, wie dies die Pfeile 42 zeigen, so daß es sich im wesentlichen auf geradem Wege über die Fläche der Bildschicht 21 bewegt.In Fig. 3 is shown in Fig. 2, labeled 36 expansion or transition zone shown on an enlarged scale. This zone has a mixing chamber 39, into which the capillary tube 20 opens. Slightly below the end of the capillary tube there are several air inlet openings 40 through which under venturi action Outside air can flow in and mix with the flow of the suspension cloud. The suspension mixture then flows into the mixing chamber through an outlet 41 the expansion space 37, where it meets perpendicularly to a deflecting surface, which in the Usually formed by the image layer 21 on the image carrier 25. In this way the suspension mixture is directed to the outside, as shown by arrows 42, so that it is essentially in a straight line across the surface of the image layer 21 moves.

In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführung der Vorrichtung nach Fig. 2 dargestellt. Bei dieser abgeänderten Ausführung speist eine Druckquelle 23 in der in Verbindung mit den vorhergehenden Figuren beschriebenen Weise durch eine Leitung 15 eine weite flache Düse 26a.. Eine Mehrzahl von Kapillarröhren 20 a, 20 b, 20 c und 20 d ist so angeordnet, daß sie in den Wolkenerzeuger unmittelbar hinter dem Band 29 hineinragen, so wie dies in Verbindung mit Fig.2 beschrieben ist. Dort nehmen sie die von der Düse 26a ausgestoßene, mit Puder angereicherte Wolke auf. Gegebenenfalls kann der aus der Düse 26a kommende Gasstrom auf das Band treffen und so den Puder frei von dem Band vor sich hertragen. Andererseits -und das dürfte zweckmäßiger sein - können das Kapillarrohr 20 oder die Rohre 20 a., 20 b, 20 c, 20 d gegenüber dem Band mit geringem Abstand angeordnet sein, wodurch der Gasstrom sich beim Hineinströmen in die Kapillarrohre einen Teil des Pudermaterials mitnimmt. Die Kapillarrohre verlaufen zweckmäßig in sanft gebogenen Kurven von der verhältnismäßig engen Öffnung nahe dem Band 29 bis zu der verhältnismäßig weit auseinandergezogenen Auslaßstelle, die längs der Oberfläche einer Bildschicht oder eines Bildträgers 21 über eine ziemlich weite Fläche verläuft. Die mittleren Kapillarrohre 20b und 20c können durch Krümmungen derart verlängert sein, daß eine in dem Wolkenerzeuger 24 gebildete Puderwolke durch Kapillarzonen von im wesentlichen gleicher Länge gefördert wird, wodurch sich der Puder gleichmäßig über die verhältnismäßig weite Fläche einer großen Bildschicht verteilen kann.In Fig. 4 is a modified embodiment of the device according to Fig. 2 shown. In this modified embodiment, a pressure source 23 feeds in the manner described in connection with the preceding figures by a Line 15 has a wide flat nozzle 26a .. A plurality of capillary tubes 20a, 20 b, 20 c and 20 d is arranged so that they are in the cloud generator immediately behind the band 29 protrude, as described in connection with FIG. there pick up the powder-enriched cloud ejected from nozzle 26a. If necessary, the gas stream coming from the nozzle 26a can hit the strip and so carry the powder in front of you free from the tape. On the other hand - and that should be more appropriate - the capillary tube 20 or the tubes 20 a., 20 b, 20 c, 20 d be arranged opposite the band with a small distance, whereby the gas flow takes part of the powder material with it when it flows into the capillary tubes. The capillary tubes expediently run in gently curved curves from the relatively narrow opening near the band 29 up to the relatively widely spread one Outlet point along the surface of an image layer or an image carrier 21 runs over a fairly wide area. The middle capillary tubes 20b and 20c can be elongated by curvatures such that one is in the cloud generator 24 powder cloud formed by capillary zones of essentially same Length is promoted, whereby the powder spreads evenly over the proportionately can distribute a large area of a large image layer.

In den Fig. 5 und 6 ist eine Entwicklungszone gezeigt, die bei irgendeiner oder allen Ausführungsformen der in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Einrichtung Verwendung finden kann. Gemäß den Fig. 5 und 6 sind eine oder mehrere Kapillarleitungen 20 zu einem Bildträger 25 geführt, welcher zweckmäßig eine sehr glatte horizontale Oberseite hat. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser Träger zweckmäßig elektrisch geerdet oder er kann auf einem geeigneten Vorspannungspotential gehalten werden. Die hintere Kante und die Seitenkanten des Trägers 25 tragen Wände 44 mit Leisten oder Schultern 45, auf denen ein Bildteil 21 derart ruht, daß die bildtragende Fläche in sehr geringem Abstand parallel zu der glatten Oberfläche des Trägers 25 verläuft. In der in der Xerographie üblichen Weise besitzt der Bildteil 21 eine leitende Grundplatte 46 mit einer photoleitenden Schicht 47 auf wenigstens einer Seite der Grundplatte. Wird ein Bildträger mit einem solchen Bildteil verwendet, so wird die photoleitende Isolierschicht 47 dem Träger 25 zugekehrt, und die leitende Grundplatte 46 wird zweckmäßig elektrisch geerdet.In Figs. 5 and 6, a development zone is shown which is at any one or all embodiments of the device described in the preceding figures Can be used. 5 and 6 are one or more capillary lines 20 out to an image carrier 25, which is expediently a very smooth horizontal Top has. According to the preferred embodiment of the invention, this is a carrier suitably electrically grounded or it can be at a suitable bias potential being held. The rear edge and the side edges of the beam 25 support walls 44 with strips or shoulders 45 on which an image part 21 rests in such a way that the image-bearing surface at a very short distance parallel to the smooth surface of the carrier 25 runs. In the usual way in xerography, the image part has 21 a conductive base plate 46 with a photoconductive layer 47 on at least one side of the base plate. If an image carrier with such an image part is used, so the photoconductive insulating layer 47 is facing the carrier 25, and the conductive Base plate 46 is expediently electrically grounded.

Hinsichtlich der beschriebenen Vorrichtung können gewisse allgemeine Regeln aufgestellt werden, welche Mittel oder Verfahrensschritte zu bestmöglichen Ergebnissen in Form ausgezeichneter xerographischer Bilder führen. Es sei jedoch bemerkt, daß diese allgemeinen Regeln hinsichtlich der Verwendbarkeit der Vorrichtung für die Erzeugung einer Puderwolke oder für die Ladung und Verteilung derselben keinerlei Beschränkungen darstellen, jedoch hinsichtlich der photographischen Qualität der Entwicklungsergebnisse von sehr großer Bedeutung sind.With regard to the device described, certain general Rules are drawn up as to which means or procedural steps are best possible Get results in the form of excellent xerographic images. However, it is noted that these general rules regarding the usability of the device for the generation of a powder cloud or for the charge and distribution of the same do not represent any restrictions, however, with regard to the photographic quality the development results are very important.

Die erste dieser Regeln besteht darin, daß der Durchmesser der Kapillarleitung 20 genügend klein sein soll, so daß unter den Betriebsbedingungen innerhalb der Kapillarleitung durch einen Gasstrom unter überschreitung der kritischen Reynoldschen Zahl ein hoher Turbulenzgrad erreicht wird. Natürlich hängt der Durchmesser des Rohres oder der Leitung von der Gesamtgröße der Anlage, von der Stromgeschwindigkeit, von der Anzahl der Leitungen, von der Größe der durch die Kapillarleitungen wandernden elektroskopischen Teilchen sowie von abhängigen oder unabhängigen bekannten oder noch nicht bekannten Veränderlichen ab, so daß allgemein verbindliche Angaben nicht gemacht werden können. Beispielsweise sei jedoch erwähnt, daß die besten xerographischen Ergebnisse dann erhalten werden, wenn der Leitungsinnendurchmesser kleiner als 1,3 mm ist und etwa in dem Bereich zwischen 0,025 und 1,0 mm liegt. Gegenwärtig liefern Leitungen mit einem Innendurchmesser zwischen 0,4 und 0,6 mm oder, bei einer Mehrzahl von Leitungen, Weiten in der Größenordnung von etwa 0,025 bis 0,13 mm die besten Ergebnisse, und zwar ist die Aufladung um so gleichmäßiger und die Verteilung um so feiner, je geringer der Durchmesser der Kapillarleitungen ist.The first of these rules is that the diameter of the capillary 20 should be small enough so that under the operating conditions within the Capillary conduction through a gas flow exceeding the critical Reynolds Number a high degree of turbulence is achieved. Of course, the diameter of the Pipe or pipe on the total size of the system, on the current speed, on the number of lines, on the size of those wandering through the capillary lines electroscopic particles as well as dependent or independent known or as yet unknown variables, so that generally binding information is not available can be made. For example, it should be mentioned that the best xerographic Results are obtained when the internal pipe diameter is less than 1.3 mm and is approximately in the range between 0.025 and 1.0 mm. Currently delivering Lines with an inner diameter between 0.4 and 0.6 mm or, if there is a plurality of lines, widths on the order of about 0.025 to 0.13 mm the best Results, namely the charge is all the more even and the distribution around the finer, the smaller the diameter of the capillary lines.

Als zweite allgemeine Regel hat sich gezeigt, daß die Länge der Kapillarleitungen ebenfalls von zahlreichen Faktoren abhängig ist, daß jedoch zur Erzielung der besten praktischen Ergebnisse gewisse Leitzahlenwerte angegeben werden können. So sind außerordentlich kurze Leitungslängen brauchbar, und eine zweckmäßige Aufladung und Feinverteilung kann sogar mit Kapillarleitungen erreicht werden, die nur 2,5 mm lang sind, insbesondere, wenn die Leitungen einen sehr geringen Durchmesser von weniger als 0,25 mm haben. Eine Kapillarleitung mit einem Durchmesser zwischen 0,4 und 0,5 mm bei einer Leitungslänge von etwa 38 cm ergibt deutlich eine bessere Feinkörnigkeit als bei einer Leitungslänge von etwa 10 cm. So große oder noch größere Leitungslängen sind jedoch nur selten zweckmäßig, da die geringe Verbesserung im Ergebnis durch die Gefahr einer Betriebsstörung der Vorrichtung mehr als ausgeglichen wird. Im Gegensatz dazu arbeiten kurze Leitungen von z. B. 2,5 mm Länge bei sehr feinen Kapillarleitungen mit einem Durchmesser von etwa 0,13 mm oder weniger durchaus zufriedenstellend. In dieser Hinsicht sei bemerkt, daß verhältnismäßig sanfte Kurven in den Kapillarleitungen zweckmäßig sind, und zwar vor allem wegen der geringen Gefahr einer Verstopfung der Leitungen.As a second general rule, it has been found that the length of the capillary also depends on numerous factors, but that to achieve the best practical results, certain guide number values can be given. So are extremely short cable lengths usable, and an appropriate charging and Fine distribution can even be achieved with capillary lines that are only 2.5 mm are long, especially if the lines are very small in diameter less than 0.25 mm. A capillary with a diameter between 0.4 and 0.5 mm with a line length of about 38 cm clearly results in a better fine grain size than with a line length of about 10 cm. Such long or even greater cable lengths However, they are rarely useful because of the slight improvement in the result the risk of malfunction of the device is more than compensated. in the In contrast, short lines of e.g. B. 2.5 mm length with very fine capillary lines with a diameter of about 0.13 mm or less is quite satisfactory. In this regard it should be noted that there are relatively gentle curves in the capillary lines are appropriate, mainly because of the low risk of clogging of the lines.

Eine dritte von den Dimensionen der Kapillarleitungen abhängige Größe ist der Gasdruck, welcher zur Erzeugung, Ladung und Feinverteilung der elektroskopischen Wolke Anwendung findet. In erster Linie hängt der anzuwendende Druck etwas von der Natur des für diesen Zweck benutzten Gases ab. So kommen zweckmäßig verschiedene Drücke zur Anwendung, je nachdem, ob Luft das tragende Gas ist oder ob für diesen Zweck irgendein anderes Gas, wie z. B. Kohlendioxyd, oder Freon (eines der verschiedenen Fluor-Chlor-Alkane) gewählt wird. Ferner ändern sich der zweckmäßige Gasdruck und die vorteilhaftesten Stromgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von den Durchmessern bzw. Längen der Kapillarleitungen. Als Leitzahlwert kann dienen, daß Druckdifferenzen innerhalb der Kapillarleitung in der Größenordnung von 0,7 kg/cm2 oder mehr ausreichen, um in Kapillarleitungen der oben angegebenen Abmessungen eine turbulente Strömung erzeugen. Wesentlich bessere xerographische Ergebnisse erzielt man jedoch mit etwas höheren Drücken, und es hat sich als zweckmäßig erwiesen, mit einer Druckdifferenz an der Kapillarleitung in der Größenordnung von etwa 1,75 bis etwa 3,5 kg/cm2 zu arbeiten, wenn die Kapillarleitungen die vorstehend angebenen Abmessungen haben. Es liegt auf der Hand, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Leitung praktisch von dem Druck und der Art des Gases und von den Abmessungen der Leitung abhängt. Als Beispiel sei angegeben, daß eine Kapillarleitungsanordnung, bestehend aus zwei Leitungen mit einem Innendurchmesser von 0,6 mm und einer Länge von 9,5 cm, bei einer Druckdifferenz von 1,4 kg/cm2 eine Luftstromgeschwindigkeit der freien Luft von 9,71 pro Minute ergab. Eine ähnliche Anordnung mit einem Leitungsinnendurchmesser von 0,4 mm, Drükken bis zu 2,8 kg/cm2 und Strömungsgeschwindigkeiten der freien Luft in der Größenordnung 2 bis 5 1 je Minute ergab ähnliche Resultate, jedoch unter wesentlicher Abnahme der Anzahl größerer Zusammenballungen.A third variable that depends on the dimensions of the capillary lines is the gas pressure which is used to generate, charge and distribute the electroscopic Cloud application. First and foremost, the pressure to be applied depends somewhat on the Nature of the gas used for this purpose. Different ones come in a functional way Pressures to apply, depending on whether air is the carrying gas or whether it is for it Purpose of any other gas, such as B. carbon dioxide, or freon (one of the different Fluoro-chloro-alkanes) is chosen. Furthermore, the appropriate gas pressure and change the most advantageous flow rates depending on the diameters or lengths of the capillary lines. That pressure differences can serve as guide number value within the capillary line in the order of 0.7 kg / cm2 or more are sufficient, to create a turbulent flow in capillary lines of the dimensions given above produce. However, much better xerographic results can be achieved with something higher pressures, and it has been found useful, with a pressure differential on the capillary line on the order of about 1.75 to about 3.5 kg / cm2 work when the capillaries have the dimensions given above. It is obvious that the flow rate of the gas through the pipe practically on the pressure and type of gas and on the dimensions of the pipe depends. As an example it should be given that a capillary line arrangement exists from two lines with an inner diameter of 0.6 mm and a length of 9.5 cm, at a pressure difference of 1.4 kg / cm2 an air flow velocity of the free Gave air at 9.71 per minute. A similar arrangement with an inside diameter pipe of 0.4 mm, pressures up to 2.8 kg / cm2 and flow velocities of the free Air in the order of 2 to 5 liters per minute gave similar results, but below substantial decrease in the number of major agglomerations.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 4 sei bemerkt, daß die Druckgasquelle eine beliebige sein kann. So kann sie z. B. aus einer Luftpumpe oder einem ähnlichen Druckerzeuger oder aus einem Druckgasbehälter bestehen. Geeignete Druckgasbehälter dieser Art stehen in Form der bekannten Kohlensäuredruckflaschen oder in Form von Gasbomben od. dgl. für Fluor-Chlor-Alkane dem Handel zur Verfügung.Referring to Figs. 1, 2 and 4, it should be noted that the pressurized gas source can be any. So she can z. B. from an air pump or the like Pressure generator or consist of a pressurized gas container. Suitable pressurized gas containers of this type are available in the form of the well-known carbonic acid pressure bottles or in the form of Gas bombs or the like for fluorine-chloro-alkanes are commercially available.

Weiterhin ist es möglich, ein geeignetes Druckerzeugungssystem in Form einer Pumpe od. dgl. in Verbindung mit einem Druckkessel zu verwenden, um auf diese Weise Druckschwankungen zu begrenzen oder sogar auszuschalten. Bemerkt sei jedoch, daß durch das Auftreten wenigstens geringer Druckpulsationen, wie sie sich bei einer Pumpe od. dgl. im "Zusammenwirken mit Mitteln ergeben, die Pulsationen nur unvollkommen vermeiden, gewisse Vorteile erzielt werden können. Im allgemeinen kann man jedoch sagen, daß Mittel und Vorrichtungen zur Erzeugung oder Anwendung eines konstanten oder veränderlichen Druckes als brauchbar anzusehen sind, indem man mit jeder dieser Vorrichtungen bzw. mit beiden xerographische Bilder von sehr guter Qualität herstellen kann.It is also possible to use a suitable pressure generation system in In the form of a pump or the like Connection to a pressure vessel too in order to limit or even eliminate pressure fluctuations in this way. It should be noted, however, that due to the occurrence of at least slight pressure pulsations, as they arise with a pump or the like in "interaction with means that Avoid pulsations only imperfectly, certain advantages can be achieved. In general, however, it can be said that means and devices for generating or use of constant or variable pressure to be considered useful are by using each of these devices or with both xerographic images of very good quality.

Eine weitere, für die Erfindung wesentliche allgemeine Regel betrifft die Auswahl eines geeigneten elektroskopischen Materials, und zwar sowohl hinsichtlich seiner Zusammensetzung als auch hinsichtlich seiner Teilchengröße. Im allgemeinen sollen diese Teilchen wesentlich kleiner als die Leitungsdurchmesser sein, derart, daß das größte Einzelteilchen oder die größte in einer Wolke solcher Teilchen vor deren Verteilung auftretende Zusammenballung um wenigstens eine oder zwei Größenordnungen kleiner als der Mindestleitungsdurchmesser sein soll. So hat die geeignete Teilchengröße, welche sehr hochwertige xerographische Bilder und Abzüge ergibt, einen durchschnitlichen Durchmesser in der Größenordnung von 1 ' ikron. Material von solchen Teilchengrößen eignet sich ausgezeichnet zur Verwendung in Leitungen mit einem Innendurchmesser von etwa 80 Mikron. Bei Teilchen, die im durchschnittlichen Durchmesser wesentlich größer sind als 1 Mikron, findet zweckmäßig auch eine wesentlich weitere Kapillarleitung Verwendung. Allgemein kann jedoch festgestellt werden, daß feinkörnigere Teilchen bei Vermeidung unzweckmäßiger Zusammenballungen ein xerographisches Bild ergeben, das ein gefälligeres Aussehen hat, obwohl Teilchen in einer Größenordnung von etwa 5 bis 10 Mikron selbst mit Hilfe eines Vergrößerungsglases kaum als Einzelteilchen zu sehen sind. Die Verwendung einer geringen Teilchengröße, und zwar insbesondere solcher Größen, die wesentlich unter 1 hlikron liegen, macht im allgemeinen höhere Drücke, feinere Kapillardurchmesser und längere Leitungen erforderlich, damit eine gleichwertige Feinverteilung entsteht. Was nun die Zusammensetzung des elektroskopischen Materials anbelangt, so kann man sehr gute, dicht geschwärzte xerographische Bilder und Abzüge mit Holzkohle, Rußsorten oder anderen kohlenstoffhaltigen Pigmenten erhalten. Unter geeigneten Bedingungen ist jede der zahlreichen Kohlen- oder Lampenrußsorten einschließlich Ofenschwärze. Kaminruß od. dgl. brauchbar. Weiterhin kommen Stoffe wie gemahlene Holzkohle od. dgl. oder gegebenenfalls auch feinzerteilte Stoffe mit Pigmentzusatz in Frage. Zur letzteren Gruppe gehören beispielsweise feinzerteilte Harze mit einem Gehalt an Pigmenten oder Farbstoffen, wie z. B. kohlenstoffhaltigen Pigmenten oder verschiedenen Färbepigmenten od. dgl. Massen dieser Art sind besonders dann vorteilhaft, wenn das xerographische Bild schließlich in bekannter Weise durch einen Schmelzprozeß fixiert werden soll.Another general rule essential to the invention relates to the selection of a suitable electroscopic material, both in terms of its composition as well as its particle size. In general these particles should be much smaller than the pipe diameter, in such a way that that the largest single particle or the largest in a cloud of such particles their distribution occurring agglomeration by at least one or two orders of magnitude should be smaller than the minimum cable diameter. So has the appropriate particle size, which results in very high quality xerographic images and prints, an average one On the order of 1 micron in diameter. Material of such particle sizes is ideal for use in pipes with an inner diameter of about 80 microns. In the case of particles that have an average diameter substantially are larger than 1 micron, it is also advisable to use a considerably wider capillary line Use. In general, however, it can be stated that finer-grained particles result in a xerographic image if inexpedient agglomerations are avoided, which has a more pleasing appearance, although particles on the order of about 5 to 10 microns hardly as individual particles, even with the aid of a magnifying glass you can see. The use of a small particle size, in particular those sizes, which are much less than 1 hlikron, generally make higher Pressures, finer capillary diameters and longer lines are required to achieve a equivalent fine distribution is created. As for the composition of the electroscopic As far as materials are concerned, you can get very good, densely blackened xerographic images and prints made with charcoal, carbon blacks, or other carbonaceous pigments. Under the appropriate conditions, any of the numerous types of carbon or lamp soot are available including furnace blackness. Chimney soot or the like usable. There are also substances such as ground charcoal or the like or optionally also finely divided substances Pigment addition in question. The latter group includes, for example, finely divided Resins containing pigments or dyes, such as. B. carbonaceous Pigments or various coloring pigments or the like. Compounds of this type are special advantageous when the xerographic image finally passes through in a known manner a melting process is to be fixed.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Kapillarrohr 20 elektrisch geerdet ist. Ein metallisches, elektrisch geerdetes Kapillarrohr ist zweckmäßig, und zwar besonders dann, wenn die Vorrichtung für längere Zeit kontinuierlich im Betrieb ist, aber in einem gewissen Maße auch dann, wenn nur eine kürzere Betriebszeit in Frage kommt. Wenn eine Puderwolke durch die Kapillaranordnung hindurchwandert, so treten die Puderteilchen mit den Wänden der Kapillaranordnung in Berührung. Auf diese Weise werden die Teilchen geladen. Im allgemeinen ist zu beobachten, daß die meisten Puderteilchen durch die geerdeten metallischen Kapillarrohre auf negative Polarität geladen werden. Natürlich ist die Aufladung der Suspension von einer gleichen, jedoch entgegengesetzten Rufladung der Wände der Kapillaranordnung begleitet, so daß ein verhältnismäßig hohes Ladungspotential an der Kapillaranordnung entstehen würde, wenn es nicht zur Erde abgeleitet wird.From Fig. 2 it can be seen that the capillary tube 20 is electrically grounded is. A metallic, electrically grounded capillary tube is useful, namely especially if the device is in continuous operation for a long period of time is, but to a certain extent even if only a shorter operating time in Question comes. If a cloud of powder migrates through the capillary assembly, so the powder particles come into contact with the walls of the capillary arrangement. on this is how the particles are charged. In general it can be observed that the most of the powder particles through the grounded metallic capillary tubes to negative Polarity are charged. Of course, the charging of the suspension is of the same kind, however, opposite call charge of the walls of the capillary assembly accompanies so that a relatively high charge potential arises on the capillary arrangement would if it were not diverted to earth.

Bei der üblichen Ausführungsform des xerographischen Verfahrens wird die Trägerplatte der photoleitenden Schicht mit einer Ladung von positiver Polarität versehen, und diese Ladung wird dadurch, daß man ein Bild aufbelichtet, selektiv beseitigt oder zerstreut. Für die Sichtbarmachung des latenten Bildes oder Abdruckes, in welchem die dunklen Flächen den dunklen Flächen des optischen Bildes entsprechen (sogenannte Direktreproduktion), ist es wünschenswert, dunkelgefärbte, negativ geladene elektroskopische Teilchen zu verwenden. Da die meisten Pigmente oder pigmentierten Teilchen bei ihrem Kontakt mit guten Ohmschen Leitern, wie z. B. mit Metallen od. dgl., eine negative Ladung annehmen, so werden die Kapillarleitungen vorteilhafterweise aus metallischem Werkstoff oder einem anderen Ohmschen Leitertyp hergestellt, sofern eine negative Ladungspolarität erforderlich ist. Unter Umständen kann es jedoch auch wünschenswert sein, ein xerographisches Bild herzustellen, bei welchem die Dunkelflächen des optischen Bildes als helle Flächen des xerographischen Abzuges reproduziert werden (sogenannte Umkehrproduktion). Zur Erzielung eines solchen umgekehrten Ergebnisses sind verschiedene Hilfsmittel vorhanden. So kann man beispielsweise die photoleitende Schicht negativ aufladen oder hellgefärbte elektroskopische Teilchen verwenden, die auf einen dunklen Untergrund für das zu erzielende xerographische Bild aufgebracht werden. Vielleicht noch einfacher ist eine geeignete Auswahl des elektroskopischen Materials und des Baumaterials für die Kapillarröhre, derart, daß das schwarzgefärbte elektroskopische :Material durch Kontakt mit den Wänden der Kapillarleitungen positiv geladen wird. In geeigneter Weise kann dafür gesorgt werden, daß solche positiv geladenen Teilchen von den positiv geladenen Flächen der Bildschicht abgestoßen und auf den ungeladenen Flächenteilen zur Ablage kommen. Zur Erreichung dieses Zieles braucht man sich nur des einfachen Hilfsmittels zu bedienen, die Kapillarleitungen aus plastischem oder Kunststoffmaterial od. dgl. herzustellen, welches das elektroskopische Material positiv aufladet. So können gemäß Fig.4 eine oder mehrere Kapillarleitungen,wie z. B. die mit 20a und 20d bezeichneten, aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein, welcher den elektroskopischen Teilchen eine negative Ladung erteilt, während eine oder mehrere Kapillarleitungen, wie z. B. die mit 20 b und 20 c bezeichneten, aus einem Material mit negativen triboelektrischen Eigenschaften bestehen können, wodurch den Teilchen eines elektroskopischen :Materials eine positive Ladungspolarität erteilt wird. Mittels einer solchen Vorrichtung mit wahlweise gemeinsam zu öffnenden und zu schließenden Kapillarleitungen 20a und 20d und gemeinsam zu öffnenden und zu schließenden Kapillarleitungen 20 b und 20c kann man mit der einen bzw. anderen Kapillarleitungsgruppe eine direkte oder eine Umkehrentwicklung durchführen.In the usual embodiment of the xerographic process the support plate of the photoconductive layer with a charge of positive polarity and this charge becomes selective by exposing an image eliminated or dispersed. For the visualization of the latent image or print, in which the dark areas correspond to the dark areas of the optical image (so-called direct reproduction), it is desirable to use dark-colored, negatively charged to use electroscopic particles. As most pigments or pigmented Particles in their contact with good ohmic conductors, such as. B. with metals od. Like., assume a negative charge, the capillary lines are advantageous made of metallic material or another type of ohmic conductor, provided a negative charge polarity is required. However, under certain circumstances it can It may also be desirable to produce a xerographic image in which the Dark areas of the optical image as light areas of the xerographic print can be reproduced (so-called reverse production). To achieve such a reverse Various tools are available for the result. So you can, for example negatively charge the photoconductive layer or light-colored electroscopic particles use that on a dark background for the xerographic to be achieved Image can be applied. A suitable selection of the electroscopic material and the building material for the capillary tube, such as that the black colored electroscopic: material by contact with the walls the capillary is positively charged. Appropriate provision can be made for this be that such positively charged particles from the positively charged surfaces repelled from the image layer and deposited on the uncharged parts of the surface. To achieve this goal one only needs to use the simple tool operate, the capillary lines made of plastic or plastic material or the like. produce, which positively charges the electroscopic material. So can according to Figure 4 one or more capillary lines, such as. B. those marked with 20a and 20d, be made of a metallic material, which the electroscopic particles given a negative charge while one or more capillary tubes, such. B. denoted by 20 b and 20 c, made of a material with negative triboelectric Properties can exist, making the particles of an electroscopic: material a positive charge polarity is given. By means of such a device with capillary lines 20a and 20d that can optionally be opened and closed together and capillary lines 20b and 20c that can be opened and closed together one with one or another group of capillaries a direct one or perform an inverse development.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele können Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch der Rahmen der in den Ansprüchen niedergelegten Erfindung verlassen wird.The illustrated and described exemplary embodiments can be modified without thereby departing from the scope of the invention laid down in the claims is left.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for xerographic development in which a suspension of finely divided powder particles is produced by a gas or air stream and fed to a surface bearing a latent electrostatic image, characterized in that the suspended powder particles are pressed through one or more capillaries at such a high flow rate become that a turbulent flow arises.

2. Device according to claim 1, characterized in that that to achieve the turbulent flow, the inside diameter of the capillary or the Capillaries is smaller than 1.3 mm and preferably between 0.025 mm and 1.0 mm is, the capillary length up to 38 cm and the overpressure in the capillary (s) is at least 0.7 kg / cm2.

3. Device according to claim 1, characterized in that that the powder particles are supplied to the latent image in a turbulent flow state will.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the powder particles are blown into the space between a carrier plate and the surface which is arranged at a small distance therefrom and which carries the latent image. References considered: U.S. Patents Nos. 2,51582, 2,618,551, 2624652.