DE1522685C3 - Elektrofotografische Kaskaden-Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrofotografische Kaskaden-Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsträger mit einem Zweikomponentenentwickler, welche mehrere langgestreckte und im gleichmäßigen Abstand parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers angeordnete Elektroden aufweist, die elektrisch mit ■ einer Bezugsspannung verbunden sind.

Eine solche aus der US-PS 31 47 147 bekannte Entwicklungsvorrichtung weist mehrere plattenförmige Elektroden auf, die jeweils in parallelen und zur Drehachse der trommeiförmigen Bildplatte senkrecht angeordneten Ebenen liegend mit Hilfe eines etwa jeweils durch die Plattenmitten laufenden Bolzens im gleichmäßigen Abstand zueinander und zur Oberfläche der trommeiförmigen Bildplatte angeordnet sind. Die der Trommeloberfläche zugewandten Kanten der Platten sind entsprechend der Krümmung der Oberfläehe der Trommel bogenförmig geformt, so daß jede Unterkante der plattenförmigen Elektroden über einen bestimmten Umfangssektor der Trommel einen gleichen Abstand zur Trommeloberfläche hat. Oberhalb des höchsten Punktes der auf diese Weise von den sich über den Umfangssektor der Trommel erstreckenden Elektroden gebildeten Entwicklungszone ist ein Auslaß für das Entwicklermaterial vorgesehen, das über die Trommeloberfläche nach unten herausrieselt und unterhalb der Entwicklerzone wieder aufgefangen wird. Das z. B. aus einem Zweikomponentenentwickler bestehende Entwicklermaterial rieselt also in Berührung mit der Oberfläche der Bildplatte zwischen Trommeloberfläche und der Trommeloberfläche benachbarten Kanten der plattenförmigen Elektroden herab, so daß der Mindestabstand zwischen einer benachbarten Kante der Elektroden und der Oberfläche der Bildplatte größer als der größtmögliche Teilchendurchmesser des Entwicklers sein muß. Andererseits ist es aber bekannt, daß die vorteilhafte Wirkung von Entwicklungselektroden, die mit einem bestimmten Bezugspotential verbunden sind, um so größer ist, je kleiner der Abstand zwischen dem zu entwickelnden Ladungsbild und der Entwicklerclektrode ist. Da bei dem bekannten Vervielfältigungsgerät dieser Abstand jedoch durch die größtmögliche Teilchengröße begrenzt ist, sind auch mit diesem bekannten Gerät noch keine optimalen Entwicklungsleistungen zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Entwicklungselektroden so ausgebildet und angeordnet sind, daß jeweils der kleinstmögliche Abstand zwischen der Oberfläche des zu entwickelnden Aufzeichnungsträgers und den Entwicklungselektroden eingehalten und damit eine optimale Wirkung der Entwicklungselektrode erreicht wird.

Bei einer Entwicklungsvorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Elektroden flexible, auf dem über den Aufzeichnungsträger -fterabrieselnden Entwickler schwimmende langgestreckte Elemente sind, deren eine Enden an einer Haltevorrichtung befestigt sind.

Durch die Ausbildung der Elektroden in Form von frei über der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers hängenden langgestreckten Elementen, die nur mit jeweils einem ihrer Enden an einer Haltevorrichtung befestigt sind, können diese Elektrodenelemente in unmittelbarer Berührung mit dem über die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers herabrieselnden Entwickler auf der so gebildeten Entwicklerschicht schwimmen, so daß jeweils der kleinstmögliche Abstand zwischen den Elektrodenelementen und der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers je nach der durch die maximale Teilchengröße des Entwicklers gegebenen Stärke der Entwicklerschicht automatisch eingehalten wird. Die langgestreckten Elektrodenelemente können dabei als flexible Ketten od. dgl. konstruktiv äußerst einfach ausgebildet sein, wobei sie über das an der Haltevorrichtung befestigte Ende gleichzeitig auch elektrisch mit der jeweils gewünschten Bezugsspannung verbunden werden. Infolge des jeweils automatisch eingehaltenen kleinstmöglichen Abstandes zwischen den Entwicklungselektroden und der Oberfläche des zu entwickelnden Aufzeichnungsträgers wird eine bisher nicht gekannte optimale Entwicklungsleistung erreicht.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Entwicklungsvorrichtung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Entwicklungsvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Im einzelnen zeigen

F i g. 1 schematisch ein automatisches Kopiergerät mit der neuen Entwicklungsvorrichtung und

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer vergrößerten Ansicht der Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.

Bei dem dargestellten Gerät liegt ein zu reproduzierendes Original auf einer Tragplatte 10, von der es auf eine allgemein mit 11 bezeichnete Transportvorrichtung bewegt wird. Die Transportvorrichtung besteht aus von einem Motor 12 angetriebenen endlosen Riemen 13,

durch die das Original durch die optische Achse des Projektionslinsensystems 14 bewegt wird, das durch eine Projektionslampe LMP-I beleuchtet wird. Das Bild des Originals wird durch den Spiegel 15 durch eine einstellbare Objektivlinse 16 reflektiert und dann durch den Spiegel 17 nach abwärts durch eine veränderbare Schlitzblendenanordnung 18 auf die Oberfläche eines elektrofotografischen Aufzeichnungsträgers in Form einer Trommel 19 reflektiert.

Die Trommel 19 enthält ein in geeigneten Lagern im Maschinenrahmen gelagertes zylindrisches Glied, das im Uhrzeigersinn durch einen Motor 24 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird, die proportional der Transportgeschwindigkeit des Originalbildes ist, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit der Trommeloberfläche gleich der Bewegungsgeschwindigkeit des reflektierten Lichtbildes ist. Die Trommeloberfläche enthält eine Schicht aus fotoleitendem Material auf einer leitenden Unterlage, die,vor der Belichtung durch Aufladung auf etwa 300—1000 Volt mittels einer Korona erzeugenden Einrichtung 25 lichtempfindlich gemacht wird.

Bei Belichtung der Trommel durch das Lichtbild wird die fotoleitende Schicht in den durch das Bild getroffenen Bereichen entladen, wodurch auf der Trommel ein Ladungsbild zurückbleibt, das dem vom Original projizierten Lichtbild entspricht. Da die Trommeloberfläche ihre Bewegung fortsetzt, wandert das Ladungsbild durch eine Entwicklungsstation 2£, in ""'"" welcher ein Zweikomponentenentwickler 27 über die Trommeloberfläche mittels einer Entwicklungsvorrichtung 28 kaskadiert wird. Wie weiter unten beschrieben wird, werden Entwicklerelektroden 23 in Berührung mit dem Entwicklerstrom gehalten, wenn er über die Trommeloberfläche kaskadiert.

In der Entwicklungsvorrichtung wird der Entwickler durch einen Förderer 29 aufgenommen, der durch geeignete Übertragungsvorrichtungen von dem Motor 30 angetrieben wird. Der Entwickler wird auf eine Rutsche 31 geschüttet, von wo er abwärts über die Trommeloberfläche kaskadiert. Der Toner des Entwicklers, der bei der Entwicklung verbraucht wird, ist in einem Verteiler 33 gespeichert und wird durch ein Gatter 34 in gesteuerten Mengen freigegeben.

Nach der Entwicklung gelangt das Tonerbild an eine Bildübertragungsstation 42, in der es elektrostatisch auf ein von einer Vorratsrolle 45 über Führungswalzen 46 angeliefertes Trägerband 43 mit Hilfe einer zweiten Korona erzeugenden Vorrichtung 44 übertragen wird, die der obengenannten Korona erzeugenden Vorrich- tung 25 gleicht. Das Trägerband 43 wird dann auf einer von einem Motor 53 angetriebenen Aufnahmerolle 52 aufgerollt.

Nach Trennung der Trägeroberfläche von der Trommel wird diese mit Hilfe einer Korona erzeugen- den Vorrichtung 54 und einer Reinigungsstation 55, in der eine von einem Motor 57 angetriebene Bürste 56 angeordnet ist, gereinigt. Danach wird die Trommeloberfläche durch eine zweite Entladungsstation 58 bewegt, in der sie durch eine Fluoreszenzlampe LMP-3 beleuchtet wird, so daß jede verbliebene elektrostatische Ladung entfernt wird.

Die neue Entwicklungsvorrichtung wird in Verbindung mit Fig.2 erläutert. Eine geerdete leitende Tragstange 70 grenzt an das untere Ende der Rutsche 31 an und erstreckt sich axial parallel zur Trommel 19 quer über deren Umfangsfläche. Die Stange hat mehrere gleichartige, voneinander mit Abstand angeordnete Eindrehungen 71, an denen hängend und frei schwebend flexible und entspannte langgestreckte Elektrodenelemente 72 befestigt sind. Diese Elektrodenelemente berühren den Entwickler und sind daher der das Bild tragenden Oberfläche der Trommel dicht benachbart und bilden zusammen eine Abschirmung aus langgestreckten Elektroden gegenüber der Trommelfläche. Jedes der Elektrodenelemente 72 besteht aus einem elektrisch leitenden Material und ist im wesentlichen entspannt, wenn es von dem Befestigungsträger herabhängt, um der Kontur des Entwicklerstromes, von dem es getragen wird, möglichst dicht folgen zu können. Als besonders geeignet für diesen Zweck haben sich z. B. gelenkige Kugelketten mit einem Durchmesser von 1 mm aus Sterling-Silber und 2 mm aus Messing erwiesen. Ketten mit kleineren Abmessungen bis herab zu etwa 0,13 mm sind ebenfalls verwendbar, ebenso wie Ketten bis zu 2,54 mm. Die Kettenabmessung ist an sich nicht kritisch, solange die Ketten von dem kaskadierenden Entwickler getragen werden, also außer Kontakt mit der Fotoleiteroberfläche gehalten werden.

Da die Ketten auf dem vorbeiströmenden Entwickler ruhen, wird auf die Ketten eine gewisse Widerstandskraft ausgeübt, die von den Fließeigenschaften des Entwicklers abhängt. Um eine ordnungsgemäße Arbeitsweise zu ermöglichen, sollte der Randabstand zwischen benachbarten Ketten ausreichend sein, damit eine Ungleichförmigkeit in dec£I_ektrodenwirkung nicht auftritt, was bei Abständen von etwa 2,54 mm und darüber der Fall ist. Bei Abständen von etwas oberhalb 2,54 mm und den oben angegebenen Kettengrößen kann die Entwicklerschicht offenbar die Ketten nicht tragen, so daß sie durch den Strom hindurchfallen und mit der fotoleitenden Oberfläche in Berührung kommen. Die Elektrodenlänge ist nicht kritisch, sie sollte aber im wesentlichen wenigstens der Berührungslänge von Entwickler und Umfangsfläche entsprechen.

Damit die Entwicklerschicht eine ausreichende Tragfähigkeit für die Elektroden hat, wird die Menge des von der Rutsche 31 herabfließenden Entwicklers gesteuert. Dieses wird mittels eines Gatters oder eines Schiebers 73 bewirkt, der sich durch einen Schlitz 74 in der Vorderwand des Entwicklergehäuses teilweise in die Öffnung 75 hinein erstreckt, durch die hindurch der Entwickler auf die Rutsche 31 austritt. Durch geeignete Einstellung des Schiebers 73 kann eine gewünschte Öffnungsgröße eingestellt werden. Es ist festgestellt worden, daß bei einer Entwicklermenge von etwa 1,13 bis 1,36 kg/Min, und pro 2,54 cm Trommelbreite eine Stärke der Entwicklerschicht von 0,32 cm erreicht wird, bei der sich Kopien hoher Qualität ergeben, im Vergleich zu 4,53 — 5,44 kg/Min. bei früheren Verfahren.

Da der Entwickler von der Rutsche kaskadiert, liegen die Elektrodenelemente selbst auf dem Entwicklerstrom auf, wobei sie diesen berühren, wodurch sie in gewissem Maße durch die Kraft des vorbeibewegten Entwicklers nach vorn gezogen werden. Bei vollständiger Entspannung der mit dem Entwickler in Berührung stehenden Elektroden können sie individuell der Stromkontur des Entwicklers folgen, so daß sie gleichförmig in engem Abstand von der Trommeloberfläche gehalten werden. Aufgrund des geringen Abstandes zwischen den Elektroden und der Trommeloberfläche wird eine maximale Feldkorrektur erreicht, wodurch die Entwicklung auch der Mittelteile zusammenhängender Bildbereiche ermöglicht wird. Wie oben erwähnt, ist dieses Ergebnis mit früheren Vorrichtungen nicht erreichbar.

Besonders zufriedenstellende Ergebnisse sind mit der neuen Vorrichtung bei Trommelgeschwindigkeiten von etwa 1,3 bis 20,3 cm/sek erreicht worden.

Es können anstelle von geerdeten Elektroden auch Elektroden verwendet werden, die mit einer festen Spannung vorgespannt sind, die im allgemeinen größer ist als das auf dem Hintergrund von nichtbelichteten Bereichen des Aufzeichnungsträgers zurückgehaltene Potential, um auf diesen eine Entwicklung zu unterdrükken. Durch vergrößerte Trommelgeschwindigkeiten muß der Elektrodenabstand nicht notwendigerweise beeinflußt werden, während Entwickler-Fließgeschwindigkeit, Gewicht der entspannten Elektrode auf eine optimale Einstellung von Einfluß sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrofotografische Kaskaden-Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsträger mit einem Zweikomponentenentwickler, welche mehrere langgestreckte und im gleichmäßigen Abstand parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers angeordnete Elektroden aufweist, die elektrisch mit einer Bezugsspannung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (72) flexible, auf dem über den Aufzeichnungsträger (19) herabrieselnden Entwickler schwimmende langgestreckte Elemente sind, deren eine Enden an einer Haltevorrichtung (70, 71) befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger eine elektrofotografische Trommel (19) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus lose hängenden, elektrisch leitenden Ketten (72) bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten (72) aus Kugeln und Hülsen bestehen, deren Kugeln Durchmesser bis zu 2 mm besitzen, und daß die Ketten (72) an der Trägervorrichtung (70) in einem Abstand quer zur Trommel-, oberfläche bis zu 2,5 mm angeordnet sind. *^-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (73) zur Steuerung der dem Aufzeichnungsträger zugeführten Menge an Entwicklermaterial vorgesehen ist.