DE1472992A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Felder - Google Patents

Description

K. A LLt AM It INütöt LL5CHAM Untere Zeldien Tag Blatt

K 141ο , Sp-Dr.R-eg 3.9.1963

Beschreibung
zur Anmeldung der

KAUE AKTIENGESELLSCHAi¹T Wiesbaden-Biebrieh

für ein Patent
betreffend

Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Felder

!Pie Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Entwickeln von elektrostatischen feldern durch fortlaufendes Kontaktieren des zu entwickelnden Materials und eines Benetzungsent-Wicklers, der aus einer schlitzförmigenAnordnung ausgepresst wird. Die Erfindung "betrifft ferner eine "Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens,

Bei der -^enetzungsentwicklung macht man sich die Veränderungen, der Ü-aftspannung der -^ntwicklerflüssigkeit auf einer zu entwickelnden Oberfläche durch den bildmässig differenzierten Zustand dieser ein elektrostatisches Feld tragenden

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Oberfläche zu nutze. Die Benetzungsentwickler stellen eine Flüssigkeit dar, die eine solche Zusammensetzung besitzen, dass sie das zu entwickelnde Material nur an den Stellen, die ein elektrostatisches Feld tragen, ■benetzen» Abgesehen von der Auswahl der Entwicklerlösungen ist man bestrebt, bei diesem Vorgang an das das PeId tragende Material die Entwicklerflüssigkeit in solcher Weise anzutragen, dass eine schnelle Entwicklung ^un^ ^enetzung der Bildstellen bewirkt wird, ohne dass man einen zu grossen Überschuss anträgt, der in störender Weise auch an den nicht dafür vorgesehenen Flächen rein mechanisch haften bleiben könnte_e

Ferner soll bei der genannten Entwicklung die Möglichkeit gegeben sein, durch zusätzliches Anlegen einer elektrischen Spannung während des Entwicklungsvorganges Umkehrbilder zu erzeugen. Auch aus diesen Gründen ist ein Überschuss an Entwicklerflüssigkeit zu vermeiden, damit nicht dieser auf die Rückseite des Materials gelangt und durch Kurzschluss die Ausbildung einer zur Umkehrentwicklung notwendigen Spannungshphe verhindert wird. Die üblichen Verfahren, wie einfaches Üfcerwischen oder Durchziehen duroh einen Flüssigkeitsbehälter führen beim Benetzungsentwick-

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lungsverfahren zu keinem gleiohmässigen, einwandfrei entwickelten Bild, Auch, "bereits "bekannte Verfahren und "Vorrichtungen aus der Beschichtungstechnik und dem lichtpausgebiet bringen wegen der verschiedenen Zweckrichtungen keine annehmbaren Ergebnisse, vor allem deswegen nicht, weil bei der Entwicklung der.das latente Bild tragenden Flächen keine Unterschiede in deren mechanischer Oberflächenbeschaffenheit - wie Rauhigkeit - ausgenützt werden können«, Allein die Unterschiede in der Feldstärke müssen die bildmässige Benetzung bedingen.

Darüber hinaus soll die -Entwicklungsvorrichtung so beschaffen sein, dass zwar die zur Einfärbung der gesamten Fläche benötigte Entwicklermenge zur Verfügung ^s^^en^» dass aber die meist niedrigviskose Entwicklerflüssigkeit nicht die nicht zu beeinflussende Rückseite oder die Ränder berührt oder in unkontrollierter Weise ausserhalb der Vorrichtung gelangt·

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Entwickeln elektrostatischer Felder mittels eines Benetzungsentwickler. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material, das das Feld trägt, mit der zu entwickelnden Seite nach unten durch Vorbeiführen in Kontakt gebracht wird

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mit der Benetzungseritwicklerflüssigkeit, die aus einem schmalen, quer zur Bewegungsrichtung ausgedehnten Schlitz mindestens mit der Menge ausgepresst wird, die fjar die Entwicklung "benötigt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäss genannten Verfahrens<, Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Zug- und/oder Schubanordnung zur Bewegung des zu entwickelnden Materials, 2 Seitenbegrenzungsflächen, innerhalb derer sich die- Entwicklerflüssigkeit befindet, und die einen quer zur Laufrichtung dieses Materials liegenden schmalen Schlitz bilden, dessen eines offenes Ende unterhalb des zu entwickelnden Materials mündet, und dessen anderes offenes Ende mit einem Entwicklervorratsbehälter und einer dr.uckerzeugen&en Anordnung in Verbindung steht, die für die kontinuierliche Zuführung und Auspressung von Entwicklerflüssigkeit während des Entwicklungsprozesses sorgt·

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt in vorteilhafter Weise einen sehr einfachen und übersichtlichen Aufbau. Dieser erlaubt eine einfache und leichte Arbeitsweise bei äusserst geringer Störanfälligkeit;durch den geringen Wartungsaufwand und die schnelle ^etriebsbereitschaft ergeben sich weitere wirtschaftliche Vorteile, 909819/0926

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Ferner lässt sich die Menge des Entwicklers genau den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. Die Entwieklerflüssigkeit liegt ferner, in vorteilhafter Weise durch die druckerzeugende Anordnung, d.h. durch die Pumpvorrichtung stets in einer gleichbleibenden Konzentration und Qualität vor« Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden elektrische Felder mit sehr guter Deckung der Bildstellen und scharfer Randbegrenzung sichtbar gemacht.

Unter einem elektrostatischen Feld im Sinne der Erfindung verstehen wir einen auf seine elektris chen Eigenschaften hin betrachteten R*um, der einen in elektrischer Hinsicht wirksamen Körper umgibt. Dieser Saum kann mit Grasen oder festen Körpern erfüllt sein, er kann aber auch ein Vakuum darstellen, d.h. wir sprechen von einem elektrischen Feld, das in einem ,gewiesen Raumgebiet ausgebreitet ist, wenn die vorliegenden physikalischen Verhältnisse gewährleisten, dass eine "kleine elektrische ^robeleladung e", wenn man sie an irgendeinen Punkt des Raumgebietes bringen wtirde, dort einer Kraft K ausgesetzt wäre.

Ein elektrostatisches Feld im Sinne der Erfindung kann z.B. erzeugt werden durch elektrostatische Aufladung einer etwa aus der ^iektrophotographie bekannten organischen oder

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anorganischen Photoleiterschicht, wobei diese für Kopierzwec]? durch bildmässige Belichtung differenziert wird. Die bild-

I, massig modifizierten elektrostatischen Felder können auch etwa durch bildmässige Belichtung einer geeigneten Schicht während gleichzeitiger Anlegung einer elektrischen Gleichspannung an diese Schicht erzeugt werden. Verfahrensprinzi-

r pien dieser A_rt werden beschrieben z.B. in dem Buch "Photoelectret and the electrophotographic process" von V.M. Fridkin und I.S. Zhe.ludev (1961) in Library of Congress, Catalog Card Number 6l-loo2o, and H. Kallman, B.Rosenberg in "Persistent internal Polarization", Phys.^ev. (1955), 21 Seite 6, und (1957) Seite 161o.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der -Erfindung sollen im folgenden an Hand von schematischen Zeichnungen ι näher erläutert werden:

Figur 1 und 2 zeigen Ausführungsformen im Seitenschnitt. Figur 1 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dar. Als Zug- und/oder Schubanordnung sind hier 3 Walzen (Walzenpaar 4 und Walze 5) vorgesehen. %erbei wird das zu entwickelnde, d.h. das Feld

tragende Material mit der zu entwickelnden Seite nach unten in Pfeilrichtung an die Vorrishtung herangebracht und durch

den Spalt, der durch das Walzenpaar 4 gegeben ist_f erfasst. 909819/0926

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Diese Walzen werden in der innerhalb der "beiden Krei se gezeichneten pfeile liegenden Richtung angetrieben, ^as zu entwickelnde Material wird dadurch einer weiteren Walze 5, die ebenfalls mit etwa gleichlaufender G-eschwindigkeit in der innerhalb des Kreises gezeigten Pfeilrichtung angetrieben wird, zugeführt, wobei gleichzeitig die Entwicklung stattfindet, ^Das jetzt entwickelte Material wird durch die UffilenkauQränung 7 mit der Unterseite nach oben gedreht, und kann so aus der Vorrichtung entnommen werden. Die erwähnten Walzen erstrecken sich in ihrer Ausdehnung über die ganze Breite des zu entwickelnden Materials, Sie können jedoch auch unterbrochen sein, d.h. in mehrere üfeilwalzen aligeteilt sein. Im allgemeinen genügt es, wenn ausser der Walze 5 eine der beiden Walzen des Walzenpaares 4 angetrieben wird.

Das Material, aus dem die erwähnten Walzen gefertigt sind, spielt keine kritische Holle. Hierfür ist beispielsweise ein Metallkern mit einer Kunststoff- oder Schauatgummiummantelung geeignet, -^ueh Stahl walzen mit glatter oder geriffelter Oberfläche können benutzt werden, letzteres ist vor allem wichtig, wenn mit einer elektrischen Vorspannung gearbeitet werden soll, wie weiter unten ausgeführt wird. Die Walzengeschwindigkeit kann ebenfalls in

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weiten Grenzen variiert werden.

Der Kontakt der zu entwickelnden Materialoberfläche mit dem Benetzungsentwickler, d.h. der Antrag der Flüsskeit, vollzieht sich an der schlitzartigeη Öffnung 8. Diese schlitzartige Öffnung soll ebenfalls über die ganze Breite des zu entwickelnden Materials ausgedehnt sein. Die Öffnung liegt etwa e^uer zur Bewegungsrichtung des Materials_β Die Öffnungsweite kann in weiten Grenzen variiert werden, 'beispielsweise kann sie zwischen o,5 und Io mm, vorzugsweise 2 - 6 mm "betragen. Gute Ergebnisse werden erzielt, falls diese Öffnung linienförmig oder wellenförmig gestaltet ist» Auch der Abstand dieser Öffnung von der Unterseite des zu entwickelnden Materials kann in gewissen Grenzen verändert^ werden, z.B. kann er etwa zwischen o,l und 15 mm, vorzugsweise o,l - 5 mm "betragen. Auch durch Berührung des Spaltes mit dem zu entwickelnden Material werden sehr gute Entwicklungsergebnisse erhalten» Brauchbare Effekte erzielt man auch noch mit grösseren Abständen als 15 mm, wenn der Druck der austretenden Entwicklerflüssigkeit entsprechend erhöht wird₀

Die schlitzartige Öffnung 8 wird durch 2 Seitenbegrenzungsflächen 1 gebildet. Innerhalb dieser Seitenbegrenzungs-

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flächen, die einen Kanal bilden, wieder Flüssigentwickler an die Öffnung 8 gepresst. Die erwähnten Seitenbegrenzungsflächen 1 können ebenfalls aus Metallen gefertigt sein» Dies erweist sich als notwendig, falls eine Vorspannung während des ^'ntwicklungsvorganges angewendet werden soll. Ist dies nicht der Fall, so können die verschiedenen anderen Materialien dafür verwendet werden. Die Breite des durch die beiden Seitenbegrenzungsflächen 1 gebildeten Kanals kann etwa zwischen 2 und 2o mm, vorzugsweise 2 und 6 mm betragen. Jedoch sind auch kleinere und grössere Weiten möglich. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, _wenn die schlitzförmige Öffnung 8 vom flüssigentwickler benetzt wird. Dies kann etwa durch geeignete Auswahl des Materials, z.B. Messing oder Bronze oder durch nachträgliche Bearbeitung der öffnung 8 erreicht werden·

Das andere offene E_ncle 9 der beiden Seitenbegrenzungsflächen, die den ^zuführungskanal bilden, steht mit einer druckerzeugenden Anordnung 3 in. Verbindung. Diese Anordnung bewirkt das kontinuierliche Zuführen des -^enetzungsentwicklers während des Entwicklungsvorganges in den durch die beiden Seitenbegrenzungsflächen gebildeten Kanal und damit an die schlitzartige Öffnung 8. Druckerzeugende Aßordnungen, z.B. Pumpen, sind in der Technik gut bekannt«

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Beispielsweise sind solche, die mit Kolben arbeiten oder solche, die nur rotierende Teile besitzen, anwendbar. Die druckerzeugende Anordnung steht wiederum ihrerseits mit dem Vorratsgefäss Io in Verbindung. Dieses Vorratsgefäss ist vorzugsweise in Form einer Wanne ausgebildet«

Die ^Menge der durch die schlitzartige Öffnung gepressten Benetzungsentwicklerflüssigkeit kann in weiten Grenzen schwanken und ist abhängig von den speziellen Bedürfnissen des jeweiligen Entwicklungsvorganges. Im allgemeinen beträgt sie etwa o.l - 2ο ml pro Min, berechnet auf 1 cm der schlitzartigen Öffnung 8. Vorzugsweise wird eine Menge zwischen o,l und Io ml pro Min. und auf 1 cm verwendete

Wie erwähnt, kommt bei Pos. 8 die Flüssigkeit mit der zu entwickelnden Seite des Materials in Berührung. Die Materialoberfläche nimmt einen Teil der Benetzungsentwicklerflüssigkeit auf, der andere Teil fliesst an den Aussenwänden der erwähnten Seitenbegrenzungsflächen wieder zurück in den Vorratsbehälter Io und wird dort durch die druckerzeugende A_norcL_nung 3 erneut durch den erwähnten Kanal gefördert.

Figur 2 zeigt eine Modifikation der Vorrichtung gemäss Figur 1. Hierbei ist die Walze 5 der Figur 1 durch ein

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Ablenkblech 6 ersetzt. Dieses Ablenkblech 6 sorgt ebenfalls für eine einwandfreie Führung und Lenkung des zu entwickelnden in Pfeilrichtung in die Vorrichtung eingebrachten Materials in Richtung der Umlenkanordnung 7β Durch diese Ausführungsform ergibt sich ein einfacherer Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung₀

Soll mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung eine Umkehrentwicklung durchgeführt werden, so ist dafür zu sorgen, dass während der Benetzung, und zwar möglichst an oder in der ^ähe eier ^teilen, _an denen der Benetzungsvorgang stattfindet, zwischen der Entwicklerflüssigkeit und dem das elektrische PeId tragenden Material eine höhere Spannung angelegt werden kann. Umkehrentwicklungen dieser Art sind z.B. beschrieben in dem deutschen Patent ..... (K 45 o7o IXa/57b - K 1283) und in dem

deutschen Patent (K 45 61ο IXa/57b - K 1283a)„

Ein ^erfahren der genannten Art ist mit der vorliegenden Vorrichtung mit gutem Erfolg durchzuführen.

Pur diesen Pail ist die Walze 5 bzw. das Walzenpaar 4 in Pigur 1 oder das Umlenkblech 6 in Pigur 2 von den übrigen Teilen der gezeigten Vorrichtungen isoliert anzuordnen. Walze 5 bezw. Umlenkblech 6 wird mit einem Pol der Spannungs·

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quelle verbunden, während die metallischen ^üeitenbegrenzungsflächen 1 mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden sind. Es können Spannungen bis etwa looo V angelegt werden. Es tritt hierbei weder vor, noch während, noch nach dem Entwicklungsvorgang ein Überschlag bezw. Kurzschluss ein. Hierbei macht sich in vorteilhafter Weise bemerkbar, dass die Kontaktierung zwischen dem Benetzungsentwickler und dem zu entwickelnden Material jaweils unter direktem und unmittelbarem Stromkontakt steht»

Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung gestatten es, Materialien, die elektrostatische Felder tragen, z.B. elektrophotographisches Material, das aufgeladen und bildmässig belichtet wurde, sehr schnell zu entwickeln« Entwicklungsgeschwindigkeiten von etwa 2o cm pro $ek. bringer noch hervorragende Ergebnisse. Is ist jedoch auch möglich, über diese Geschwindigkeit hinauszugehen oder unter dieser Geschwindigkeit zu bleiben, wobei in diesen lallen ebenfalls noch sehr gute Bildqualitäten erhalten werden«

Es können mit der vorliegenden Vorrichtung sowohl Pormate, etwa DIN A 5 bis DIN A 1 als auch mit gleich gutem Erfolg endloses, d.h. bandförmiges Material, das z.B. auf einer Rolle aufgespult ist, verarbeitet werden. Im letzteren

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Falle können Zugwalzen oder sonstige Vorrichtungen, die das zu entwickelnde Material nach Verlassen der Entwicklungszone weiterfördern, entbehrt werden, wenn die Auf- und Abspulvorrichtungen gesteuert sind. Die Entwicklungsergebnisse

lassen sich bei einer "beliebigen Anzahl von Bildern in stets gleichbleibender Weise reproduzieren»

Durch die Seitenbegrenzungsflächen gemäss der Erfindung wird es weiterhin ermöglicht, mit der AustrittsÖffnung 8 so nahe wie möglich an das Walzenpaar 4 heranzukommen« Das ist von Wichtigkeit, da somit die Abstände zwischen Entwicklerantrag und Materialführung sehr gering gehalten werden können, womit sich sehr gut Entwicklungsergebnisse auch bei welligen und nicht ebenen Trägern erzielen lassen,.

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Claims (1)

1. KALLE AKTiENGESELLStMAr-I

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   Pat ent ans ρ rü ehe

   (!.^Verfahren zum -Entwickeln von elektrostatischen Feldern mittels eines ^enetzungsentwicklers, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, das das Feld trägt, mit der zu entwickelnden Seite nach unten durch Vorbeiführen in Kontakt gebracht wird mit der Benetzungsentwicklerflüssigkeit, die aus einem schmalen, quer zur bewegungsrichtung ausgedehnten Schlitz mindestens mit der Menge ausgepresst wird, die für die Entwicklung benötigt wird.

   2. Verfahren zum Entwickeln von elektrostatischen Feldern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Entwicklungsvorganges zwischen dem feldtragenden Material und der B_enetzungsentwicklerflüssigkeit eine Spannung zwischen 5o und looo Volt angelegt wird.

   ο Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zug- und/oder ^schubanordnung zur Bewegung des zu entwickelnden Materials, 2 Seitenbegrenzungsflächen, innerhalb derer sich die Entwicklerflüssigkeit befindet, und die einen quer zur Laufrichtung dieses Materials liegenden schmalen Schlitz bilden, dessen eines offenes

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   Λ*

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   unterhalb des zu entwickelnden Materials mündet, und dessen anderes offenes Ende mit einem ^ntwicklervorratsbehälter und einer druckerzeugenden Anordnung in Verbindung steht, die für die kontinuierliche Zuführung und Auspressung von Entwicklerflüssigkeit sorgt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die ^eitenbegrenzungsflachen aus Messing bestehen.

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