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Vorrichtung zur elektrophotographischen Entwicklung von Ladungsbildern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwicklung von Ladungsbildern mit einer
elektrostatischen Zerstäubungselektrode zur Erzeugung eines Flüssigkeitsaerosols,
einer Gitterelektrode und einer Gegenelektrode, wobei die Gitterelektrode als Entwicklungselektrode
und als Gegenelektrode ein Drahtgitter benutzt wird.
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Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1164 829 bekannt, Flüssigkeitsaerosole
für die Entwicklung von Ladungsbildern elektrostatisch zu erzeugen. Nach dem dort
beschriebenen Verfahren wird die Entwicklerflüssigkeit an Zerstäubungselektroden
mit stark gekrümmter Oberfläche elektrostatisch zerstäubt. Besonders vorteilhafte
Ausführungsformen für die Zerstäubungselektrode sind in den belgischen Patentschriften
616 914 und 634184 beschrieben. Die Zerstäubungselektrode besteht dabei aus einem
Hohlzylinder, der an einem Ende trichterförmig erweitert und mit einem scharfen
Rand versehen ist. Zwischen der Zerstäubungselektrode und einer als Auflage für
das Aufzeichnungsmaterial dienenden geerdeten, als Gegenelektrode dienenden Metallplatte
ist eine Gitterelektrode angeordnet: Diese Vorrichtung eignet sich für die Entwicklung
von Ladungsbildern auf einem ruhenden Aufzeichnungsmaterial, wobei die Arbeitsgänge
Aufladung, Belichtung und Entwicklung für jedes Ladungsbild vollständig nacheinander
ablaufen müssen und--zusätzlich noch die Zeit für die Reinigung der Gitterelektrode
notwendig ist. Die zeitliche Aufeinanderfolge der Arbeitsgänge für jeweils ein Ladungsbild
erfordert eine relativ lange - Entwicklungszeit, - ein Umstand, der sich besonders
nachteilig auswirkt, wenn mehrere Kopien einer Vorlage angefertigt werden sollen.
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Beim Gebrauch der obengenannten Vorrichtung zur Entwicklung von Ladungsbildern
ist eint bestimmter Abstand der Gitterelektrode von dem Aufzeichnungsmaterial notwendig,
damit die Gitterstruktur nicht in der Abbildung erscheint. An Schriften oder Strichbildern
wird unter diesen Bedingungen häufig- ein Abbildungsfehler beobachtet, der hier
Zentraleffekt genannt werden soll. Er tritt besonders dann auf, wenn die Ladungsbilder
nicht genügend ausentwickelt sind oder wenn der optische Kontrast nicht ausreicht.
Der Zentraleffekt besteht darin, daß kleine Flächenteile, die in der Vorlage gleichmäßig
geschwärzt sind, durch die Aerosolentwicklung in der Kopie an zentral gelegenen
Stellen stärker geschwärzt werden als am Rand. Diese Erscheinung stellt den Gegensatz
zum Randeffekt dar, der häufig bei der elektrophotographischen Entwicklung mit Tonerpulver
auftritt und der -den Rand besonders betont. Der Zentraleffekt ist deutlich erkennbar.
an Strichen von etwa 1 mm Breite und darunter. Unter -urigünstigen Umständen können
durch Vernachlässigung der Randzonen Striche mit geringerer Breite als im Original
kopiert werden.
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Die bekannte Entwicklungsvorrichtung ist für ein Durchläufverfahren
nicht geeignet, da zur Reinigung des Entwicklungsgitters die kontinuierliche Entwicklung
unterbrochen werden müßte. Außerdem wäre es nicht möglich, beim Durchgang einzelner
Blätter des Aufzeichnungsmaterials die Metallplatte, die als Unterlage und Gegenelektrode`für
die Blätter dient, dauernd von diesem vollständig 'bedeckt zu halten. Ist die Oberfläche
der Platte = ab-er zeitweise dem Aerosolstrorn ausgesetzt, der zwar von der-darüberliegenden
Gitterelektrode zum größten Teil zurückgehalten wird, aber in sehr geringen Mengen
doch noch durchdringt, so- bildet sich- nach kurzer Zeit ein dünner Farbbelag-auf
der Platte aus; durch den das Aufzeichnungsmaterial von der Rückseite her verunreinigt
wird. .
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Bei den bekannten VerfahrenIst die Gitterelektrode etwa 5 mm von der
photoleitfähigen. Schicht, die das Ladungsbild enthält, entfernt, `urirr eine Verschmutzung
der photoleitfähigen Schicht durch das Gitter zu vermeiden und tun eine Gitterstruktur
im Bild zu unterdrücken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die
elektrostatische Entwicklung von Ladungsbildern unter Verwendung von Flüssigkeitsaerosolen
und einem Elektrodensystem anzugeben, die sich leicht reinigen läßt, in der das
Aufzeichnungsmaterial
nicht verunreinigt wird, die sich für die
Entwicklung im Durchlaufverfahren eignet und den sogenannten Zentraleffekt ausschaltet.
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Es wurde nun gefunden, daß man das Aufzeichnungsmaterial mit der photoleitfähigen
Schicht direkt auf die Gitterelektrode auflegen und damit die obigen Nachteile,
insbesondere den sogenannten Zentraleffekt vermeiden kann, wenn man zusätzliche
Maßnahmen trifft, die eine Verschmutzung der photoleitfähigen Schicht und insbesondere
der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials verhindern.
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Dieser Befund konnte nicht erwartet werden, da angenommen werden mußte,
daß bei der Bewegung der photoleitfähigen Schicht über die Gitterelektrode diese
Schicht durch den flüssigen Entwickler durch Verwischen verunreinigt werden würde,
und da man außerdem annehmen mußte, daß bei der Berührung der photoleitfähigen Schicht
mit der Gitterelektrode Ladungsübergänge stattfinden würden, die das Ladungsbild
auf der photoleitfähigen Schicht stören würden.
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Es stellte sich heraus, daß die Saugfähigkeit der üblichen photoleitfähigen
Schichten, die eine photoleitfähige Substanz in einem elektrisch isolierenden Bindemittel
dispergiert enthalten - vorzugsweise handelt es sich dabei im Zinkoxid, das in einem
geeigneten Bindemittel, wie Silikonharz oder Alkydharz, verteilt ist -, so groß
ist, daß die Farbstofftröpfchen des Aerosols so schnell aufgenommen werden, daß
beim Gleiten über eine Gitterelektrode während der Abscheidung der Flüssigkeitströpfchen
keine Verwischungen auftreten.
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Erfolgt die Bildentwicklung auf einem ruhenden elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial mit aufgelegter Gitterelektrode, so entsteht ein durch die
Gitterstruktur gerastertes Bild. Für die Anfertigung von großen Bildern stellt dies
keinen Nachteil dar. Eine Abbildung der Gitterstruktur wird aber durch die Bewegung
des Aufzeichnungsmaterials unterbunden, wenn diese schräg zur Lage der Gitterlinien
erfolgt, z. B. in einem Winkel ein Bereich zwischen 0 und 45°.
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Auch Ladungsübergänge zwischen der bildmäßig aufgeladenen photoleitfähigen
Schicht und der Gitterelektrode treten nur in einem so geringen Umfang auf, daß
kaum eine Störung stattfindet. Derartige Ladungsübergänge können außerdem verhindert
werden, indem man die Gitteroberfläche an der dem Papier zugewandten Seite mit einer
dünnen isolierenden Lackschicht überzieht.
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Als Gegenelektrode zur Gitterelektrode wird ein leitfähiges Drahtnetz
parallel zu diesem angebracht, wobei der Abstand so klein gewählt wird, daß das
Aufzeichnungsmaterial beim Durchgang durch die Entwicklungsstation mit der Schichtseite
an der Gitterelektrode, mit der Rückseite. an dem Drahtnetz . entlanggleitet. Gitterelektrode
und Drahtnetz werden zweckmäßig miteinander leitfähig verbunden oder über eine Spannungsquelle
an variable Spannung gelegt. Solange ein Teil der Gitterelektrode durch das aufliegende
Papier dicht abgedeckt ist, kann das von der Zerstäubungselektrode abgesprühte Aerosol
nicht auf diesem Teil der Gitteroberfläche abgeschieden werden, sondern im wesentlichen
nur an der Seite, die der Zerstäubungselektrode zugekehrt ist. Um die Teile der
Gitterelektrode, die mit dem Aufzeichnungsmaterial in Berührung kommen, und das
Barüberliegende Drahtnetz auch dann vom Farbstoff frei zu halten, wenn keine Abdeckung
vorhanden ist, wird ein gleichmäßiger Luftstrom durch das Netz und das Gitter geblasen,
und zwar in Richtung gegen den Aerosolstrom, der von der Zerstäubungselektrode erzeugt
wird. Auf diese Weise können die Farbstoffteilchen oberhalb des Drahtnetzes und
zwischen Netz und Gitter wirksam zurückgehalten werden. Auf der anderen Seite des
Gitters herrscht dagegen ein so starkes elektrostatisches Feld, daß die Abscheidung
dort kaum beeinträchtigt wird.
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Zur Reinigung der besprühten Seite der Gitterelektrode von dem noch
flüssigen aufgesprühten Farbstoff werden zwei oder mehrere Walzen mit einem saugfähigen
Belag auf dem Gitter abgerollt, wobei die Anordnung dieser Saugwalzen vorzugsweise
so getroffen ist, daß die Zerstäubungselektrode zwischen zwei Walzen liegt und mix
diesen gleichzeitig bewegt wird. Durch die Kombination beider notwendiger Bewegungen
wird erreicht, daß die Aerosolabscheidung und damit die Entwicklung kontinuierlich
bei gleichzeitiger Reinigung der Gitterelektrode ablaufen kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Entwicklung von Ladungsbildern ist in A b b. 1 dargestellt. Sie besteht aus
einer Gitterelektrode 1 mit einem parallel dazu angeordneten Drahtnetz 2, wobei
der Abstand zwischen Gitter und Netz so gering gehalten ist, daß ein dazwischenliegendes
elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial 3 mit der Schichtseite 4 die
Gitterelektrode 1 und mit der Rückseite das Drahtnetz 2 gleichzeitig berührt. Das
Netz 2 ist über eine niederohmige Spannungsquelle mit dem Gitter 1 verbunden. Die
Spannung kann im Bereich von 0 bis 300 V eingestellt werden. über der Gitterelektrode
1 und dem Netz 2 ist ein Gebläse 5 angeordnet, das über die Leitfläche 6 einen auf
das ganze Gitter gleichmäßig verteilten Luftstrom durch Gitter und Netz hindurchbläst.
Zum Schutz gegen Schleifspuren und Entladungen ist die Gitterelektrode an der der
Zerstäubungselektrode abgewandten Seite mit einer dünnen Isolierschicht überzogen.
Die Gitterlinien verlaufen schräg in einem Winkel zwischen 0 und 45°, vorzugsweise
23°, zur Gleitrichtung des Aufzeichnungsmaterials. An die Unterseite der Gitterelektrode
1 drücken zwei Walzen 7, die mit saugfähigen Belägen 8 ausgestattet sind. Die Walzen
sind an einem beweglichen Traggestell 9 befestigt und werden mit diesem Gestell
durch eine geeignete Vorrichtung, z. B. eine Kreuzschnecke 10, die ihrerseits von
einem Motor 11 angetrieben wird, parallel zum Gitter in zwei Richtungen bewegt.
Auf dem gleichen Traggestell ist der Farbstoffbehälter 12 mit der elektrostatischen
Zerstäubungselektrode 13 befestigt, die durch einen Motor 14 über ein isolierendes
Antriebselement 15, z. B. einen Treibriemen, angetrieben wird. Zerstäubungsvorrichtungen
dieser Art sind aus der belgischen Patentschrift 634 184 bekannt. Die Zerstäubungselektrode
ist zwischen den Walzen 8 so angeordnet, daß genügend Raum für die Abscheidung
des erzeugten Aerosols auf dem Gitter frei bleibt. Der Farbstoffbehälter
12 mit der Elektrode 13 ist isoliert auf dem Traggestell 9 befestigt.
Die Zuführung der für die Zerstäubung notwendigen Hochspannung erfolgt über eine
Metallspitze 16, die während der Bewegung des Traggestells 9 in einem solchen Abstand
über eine isoliert befestigte Metallschiene 17 streicht, daß sie diese gerade nicht
berührt. Die
Schiene 17 ist mit einer Hochspannungsquelle für beispielsweise
10 bis 30 kV Spannung verbunden.
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Während der Entwicklung eines Ladungsbildes gleitet das bildmäßig
geladene Aufzeichnungsmaterial zwischen Gitter 1 und Netz 2 hindurch, wobei seine
Bewegung schräg zur Richtung der Gitterlinien verläuft. Die Zerstäubungselektrode
13 mit den Walzen 7 führen gleichzeitig eine pendelnde Bewegung senkrecht zur Fortbewegungsrichtung
des Aufzeichnungsmaterials aus. Die Auslenkung aus der Mittellage ist so groß, daß
die von den Walzen bestrichenen Flächen sich berühren oder überlappen.
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Die Vorrichtung liefert scharfe Bilder ohne störenden Rand- oder Zentraleffekt.