DE1172955B

DE1172955B - Elektrophotographische Entwicklungs-vorrichtung

Info

Publication number: DE1172955B
Application number: DEF36217A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Walter Simm; Dr-Phys Otto Koch
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1961-04-26
Filing date: 1962-03-08
Publication date: 1964-06-25
Also published as: GB994645A; CH430456A; DE1187134B; CH465408A; DE1164829B; GB1016587A; US3330683A; BE616914A; NL294688A; DE1202639B; BE634184A; US3228608A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 03 d

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 57 c-10/02

F 36217IX a/57 c
8. März ] 962
25. Juni 1964

Die Hauptpatentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Entwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern oder Leitfähigkeitsbildern mittels elektrisch geladener Flüssigkeitsaerosole, wobei die Entwicklerflüssigkeit an Sprühelektroden mit stark gekrümmter Oberfläche elektrostatisch zerstäubt und auf das Ladungs- oder Leitfähigkeitsbild niedergeschlagen wird.

Bei der weiteren Bearbeitung dieses Verfahrens wurde gefunden, daß qualitativ besonders hochwertige Bilder erhalten werden, wenn die Sprühelektrodenentwicklung mit der im folgenden an Hand der Zeichnung beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird eine Sprühelektrode 1 benutzt (s. Abb. 1), die aus einem lotrechten Hohlzylinder 3 besteht, der an seinem unteren Ende 5 trichterförmig erweitert und mit einem scharfen Rand versehen ist, sowie eine zwischen der Sprühelektrode 1 und einer als Auflage für die photoleitende Schicht 10 dienenden geerdeten Metallplatte 14 angeordnete Gitterelektrode 2. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß mit einer einzigen Elektrode unter positivem Potential von 10 bis 40 kV, vorzugsweise 20 kV, ausreichende Flüssigkeitsmengen mit genügender Feinheit verdüst werden können. Die Abmessungen sind so gewählt, daß sowohl die elektrische Feldstärke am Rand des Trichters für Positivzerstäubung groß genug ist, als auch eine gleichbleibende Benetzung des Elektrodenrandes, die eine Voraussetzung für gute Zerstäubung darstellt, gewährleistet ist. Der Öffnungswinkel λ und die Weite des Trichters werden dazu so groß gehalten, daß im Betriebszustand der Innenraum des Trichters teilweise derart mit Flüssigkeit ausgefüllt ist, daß durch die Oberflächenspannung eine zusammenhängende, durch den Trichterrand begrenzte, nach innen gewölbte Flüssigkeitsoberfläche 6 gebildet wird. Dadurch ist die gleichmäßige Benetzung des Elektrodenrandes ermöglicht.

Für die Elektrode gelten z. B. folgende Abmessungen:

40 Länge des zylindrischenTeilsfl 20 bis 100 mm Durchmesser des

zylindrischen Teils b 1 bis 3 mm,

vorzugsweise 2 mm

Lichte Weite des

zylindrischen Teils c 0,3 bis 2 mm,

vorzugsweise 1 mm Durchmesser des Trichterrandes d 1 bis 10 mm,

vorzugsweise 6 mm Öffnungswinkel χ 20 bis 100°,

vorzugsweise 30°

Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung

Zusatz zur Anmeldung: F 33767 IX a / 57 b —
Auslegeschrift 1 164 829

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen-Bayerwerk

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Walter Simm, Opladen,

Dr.-Phys. Otto Koch, Köln-Stammheim

Gemäß A b b. 2 ist für die Flüssigkeitszulieferung die Elektrode über eine Rohrleitung 7 mit einer Pumpe 8 für konstante Förderleistung verbunden, die aus einem Vorratsbehälter 9 für die Farbflüssigkeit die notwendige Flüssigkeitsmenge an die Sprühelektrode befördert. Die Förderleistung soll einstellbar sein und je nach Zerstäubbarkeit der Farbstofflösung 0,001 bis 0,5 cm³/min, vorzugsweise 0,15cm³/min, betragen. Die Pumpe kann beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildet sein, die von einem verstellbaren Getriebe angetrieben wird.

Die Sprühelektrode ist an einem Haltearm 4 befestigt, der durch einen geeigneten Führungsmechanismus in der Weise bewegt werden kann, daß die Elektrode in einstellbarer Höhe von 20 bis 200 mm, vorzugsweise 50 mm, die über die Photoleiterschicht gelegte Gitterelektrode 2 in der Weise überstreicht, daß das abgesprühte Farbaerosol an jeder Stelle des Bildes mit genügender Dichte und Gleichmäßigkeit durch das Gitter hindurch abgeschieden werden kann.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere in den Abb. 2 und 3, die im folgenden erläutert werden, dargestellt.

Die Gitterelektrode 2 in Form eines ebenen, leitfähigen Gitters, das in geringem Abstand über die bildmäßig aufgeladene Photoleiterschicht 10 gelegt werden kann, hat folgende Funktionen zu erfüllen.

1. Auf dem Gitter wird der Anteil des Farbaerosols, der nicht zur Bildentwicklung benötigt wird, z. B. der Farbstoff über den Stellen des Bildes, die weiß bleiben, elektrostatisch abgeschieden.

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2. Der lonenstrom von positiven Ionen, der bei der Zerstäubung der FärbstofflÖsuttg entsteht und der sich auf die Bildentwicklung schädlich auswirkt, wird zum größten Teil vom Gitter aufgenommen.

3. Die Gitterelektrode schirmt die Photoleiterschicht von dem elektrischen Feld, das von der an Hochspannung liegenden Sprühelektrode aufgebaut wird, ab und verstärkt gleichzeitig das bildmäßig abgestufte elektrische Feld über dem Ladungsbild. Dadurch werden die Kontraste angehoben.

Zur Steuerung des Bildfeldes für härtere oder weichere Entwicklung ist die Gitterelektrode 2 mit einer Gleichspannungsquelle 11 mit einstellbarer Spannungshöhe im Bereich von —1000 bis +500 V verbunden. Die Maschenweite des Gitters, die nicht zu klein sein darf, weil sonst die Öffnungen durch das abgeschiedene Aerosol zu schnell zuwachsen, die auch nicht zu groß sein darf, da sich sonst die Gitterstruktur in unerwünschter Weise auf der Bildfläche abbildet, kann bei Kreuzgittern von 0,2 mm aufwärts bis zu Größen liegen, die etwa dem Gitterabstand von der Bildebene entspricht. Bei einstellbarem Abstand Gitter—Bildebene im Bereich von 1 bis 20 mm, vorzugsweise 5 mm, wird beispielsweise ein Kreuzgitter mit 1 mm Maschenweite benutzt.

Durch ständige Abscheidung der Farbstofflösung auf dem Gitter ist in bestimmten Zeitabständen, am günstigsten nach jeder Bildentwicklung, eine Reinigung erforderlich. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß das Gitter um eine Drehachse 12 schwenkbar so angebracht ist, daß sie aus der horizontalen Lage über der Photoleiterschicht herausgeschwenkt urtü gegen ein saugfähiges, auswechselbares Kissen 13 gedrückt werden kann, das den Farbstoff aufnimmt.

Als Auflage für den Schichtträger dient eine geerdete Metallplätte 14, die an zwei Seiten mit Führüngsleisten 15 versehen ist, in denen der Schichtträger gleiten kärih und deren Größe dem Format der Kopie entspricht. An einer Kante der Platte ist eine Abschneidevorrichtung 16 angebracht. Das elektrophotographische Material, das 2. B. aus einer Papierunterlage und einer photoleitfähigen Schicht von in. Silikonharz dispergiertem Zinkoxyd besteht, wird von einer Rolle 17 entnorilmen, die hinter der Metallplatte 14 angebracht ist. Zur Entnahme des Papiers von der Rolle 17 und zum Weiterschieben in den Führungsleisten 15 dient ein Walzenpaar 18, das zwischen Rolle und Metallplatte angebracht ist und mit einem elektrischen Antrieb gekoppelt ist. Für die Aufladung der Schicht werden Spitzenelektroden 19 benutzt, die über der Bildfläche beweglich angeordnet sind.

Durch eine Programmsteuerung laufen automatisch riacheinander folgende Arbeitsgänge ab:

1. Einschub des elektrophotographischen Papiers, so weit, bis die Auflage voll bedeckt ist.

2. Aufladung durch die Spitzenelektroden.

3. Äufbelichtung eines Bildes durch eine geeignete Optik. ₆

4. Auflegen des Gitters auf die bildmäßig geladene Schicht und Entwicklung durch Überstreichen des Gitters mit der Sprühelektrode.

Nach Beendigung der Entwicklung wird das Gitter abgehoben und gegen das säügfähige Kissen 13 gedrückt. Gleichzeitig wird durch das Walzenpaar der Papierstreifen um eine Blattbreite weitergeschoben und das überstehende Blatt mit dern farbigen Bild durch die Schneidevorrichtung aBg'eschnitteri'. sei üaß das elektrophotographische Papier ohne Verschnitt aüsgcrlutzt wird. Damit ist die Ausgangsstellung wieder erreicht und das Gerät für die Anfertigung der nächsten Kopie einsatzbereit.

Die Bildentwicklung auf einem feststehenden Blatt gegenüber einem laufenden Streifen ist mit dem Vorteil verbunden, daß dadurch die Möglichkeit gegeben ist, durch wiederholte Aufladung, Belichtung und Entwicklung ein- und derselben Schicht eine Mehrfarbenentwicklung durchzuführen. Dazu kann die Einfachpumpe 8 für eine Farbflüssigkeit durch eine Mehrfachpumpe für verschiedene Farbflüssigkeiten ersetzt werden. Mit den einzelnen Farbflüssigkeiten wird darin vorteilhaft jeweils eine Sprühelektrode beliefert, so daß farbige Teilbilder nacheinander entwickelt werden können.

Für die hier beabsichtigte Herstellung von Positivkopien durch Entwicklung eines Ladungsbildes ist nur positiv geladenes Aerosol notwendig, da z. B. aUf ZnO-Harzschichten nur Ladungsbilder mit negativer Ladung vorteilhaft erzeugt werden können, die dann mit positivem Aerosol entwickelt ein sichtbares Positivbild einer Vorlage egben. Positiv geladene Aerosole lassen sich aber durch elektrostatische Zerstäubung von Flüssigkeiten mit einer elektrischen Leitfähigkeit in dem praktisch in Frage kommenden Bereich von 10~⁸ bis 10 ³ Ohm"¹ cm -¹ erfahrungsgemäß wesentlich leichter herstellen als negativ geladene Aerosole. Dies bedeutet unter anderem, daß für die Positivzerstäubung die Krümmung der Elektrodenoberfläche nicht unbedingt so stark sein muß wie für Negativzerstäubung, so daß für Positivzerstäubung allein eine einfachere Elektrodenform möglich ist.

In der oben beschriebenen Entwicklungsvorrichtung können die verschiedensten elektrophotographisbheh Materialien verarbeitet werden, beispielsweise die in den deutschen Patentschriften 1 090 093, 1 046 493, 1031127 und 1052 811 beschriebenen. Bevorzugt geeignet sind die üblichen elektrophotographischen Materialien, die als phötoleitfähige Substanz Zinkoxyd enthalten, das in einem isolierenden Bindemittel dispergiert ist).

Als Entwickler sowie als Lösungsmittel für diese Substanzen sind alle die in der Hauptpatentanrrtelduhg beschriebenen Produkte geeignet.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Patentanmeldung F 33767 IXa/57b, gekennzeichnet durch eine Sprühelektrode, die aus einem lotrechten Hohlzylinder besteht, der an seinem unteren Ende trichterförmig erweitert und mit einem scharfen Rand versehen ist, sowie durch eine zwischen der Sprühelektrode und einer als Auflage für die photoleitende Schicht dienenden geerdeten Metallplatte angeordnete Gitterelektrode.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Trichterrandes der Sprühelektrode zwischen 1 und 10 mm liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der trichterförmigen Erweiterung der Sprühelektrode zwischen 10 und 100° liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühelektrode an einem beweglichen Arm befestigt ist, dessen Bewegungsbereich so beschaffen ist, daß die Sprühelektrode in einstellbarer Höhe von 20 bis 200 mm die Gitterelektrode überstreichen kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterelektrode mit einer Gleichspannungsquelle mit einer einstellbaren

10

Spannung im Bereich von —1000 bis +500V in Verbindung steht und daß die Sprühelektrode im Betriebszustand an einem positiven Potential in Höhe von 10 bis 40 kV liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterelektrode als Kreuzgitter ausgebildet ist und während der Entwicklung parallel zur Photoleiterschicht in einem Abstand von 1 bis 20 mm angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite der Gitterelektrode zwischen 0,2 mm und dem Abstand des Gitters von der Photoleiterschicht liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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