DE1797613C2 - Vorrichtung zum Entwickeln elektrostatischer Ladungsbilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwikkeln elektrostatischer Ladungsbilder auf einem photoleitfähigen Aufzeichnungsträger mit einem vom Aufzeichnungsträger durchlaufenen Entwicklungsgehäuse, ^⁰ in dem eine Zwei-Komponenten-Entwickler-Mischung aus Trägerteilchen und Tonerteilchen über den Aufzeichnungsträger kaskadiert wird und aus dem der Aufzeichnungsträger unter Bildung eines Spaltes zwischen seiner das Bild tragenden Seite und einem ⁴^ Rand des Entwicklungsgehäuses austritt.

Eine Art der Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern mit einem Toner besteht in dem allgemein als Kaskaden-Entwicklung bezeichneten Verfahren. Bei der Kaskaden-Entwicklung wird ein Zwei-Komponenten-Entwickler verwandt, bei dem kleine Glasperlen mit dem Toner gemischt sind, so daß sie als ein Träger für das Tonermaterial dienen. Die Glasperlen steuern den Toner mechanisch und wenn die Trägerperlen zusammen mit dem Toner gerührt werden, entsteht eine triboelektrische Ladung, die den Toner an der Oberfläche der Glasperlen haften läßt. Die Mischung aus den Glasperlen und dem Toner wird allgemein als Entwickler oder Entwicklermaterial bezeichnet. Wenn das Entwicklermaterial über die Oberfläche einer ^b0 xerographischen Platte kaskadiert wird, auf der ein elektrostatisch latentes Bild vorhanden ist, wird der Toner, der an den Trägerperlen aufgrund triboelektrischer Kräfte haftet, von den Trägerperlen durch die stärkeren elektrostatischen Ladungen abgezogen und ^hr> auf der Oberfläche der xerographischen Platte gehalten. Bei den herkömmlichen Kaskadierungsentwicklungs-Systemen laufen die Trägerperlen über die Oberfläche der xerographischen Platte zurück in einen Trichter oder Vorratsbehälter, in dem sie wieder zusammen mit dem Tonermaterial umgerührt und sodann erneut über die Oberfläche der xerographischen Platte kaskadiert werden.

Beim Kopieren von Halbmicrobildern, wie etwa z. B. von Bildern, die vor der Reproduktion um das Zweieinhalb- bis Dreifache verkleinert worden sind, müssen Trägerteilchen verwandt werden, die beträchtlich kleiner als die Trägerteilchen sind, die normalerweise bei einer Kaskadenentwicklung verwandt werden. Die bei der Halbmicroreproduktion verwandten Trägerteilchen sind so klein, daß die Schwerkraft, die die Teilchen über die Oberfläche der xerographischen Platte und zurück in den Entwicklervorratsbehälter bewegt, in manchen Fällen geringer als die Anziehungskräfte ist, die von der elektrostatischen Ladung auf der Platienoberfläche auf die Trägerteilchen ausgeübt werden. Deshalb neigen einige der Glasperlen dazu, an der Oberfläche der Platte zu haften, wodurch sie den Entwicklungsprozeß und die Übertragung des Pulverbildes auf eine Trägerfläche beeinträchtigen.

Bei den automatisch arbeitenden xerographischen Kopiervorrichtungen, bei denen die xerographische Platte in Form einer drehbaren Trommel ausgebildet ist, werden die Trägerteilchen, die an der Oberfläche der xerographischen Platte haften, aus dem Entwicklungssystem heraus und in den mechanischen Teil der Kopiervorrichtung getragen. Diese Trägerteilchen können nicht von der Oberfläche der xerographischen Trommel abgeschabt werden, ohne entweder das locker von der Oberfläche gehaltene Pulverbild oder die photoleitende Oberfläche der Trommel zu zerstören.

Aus der belgischen Patentschrift 6 44 116 war bereits eine Vorrichtung zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes bekannt, bei der über die das elektrostatische latente Bild tragende Fläche ein Block bewegt wird, in dessen der zu entwickelnden Bildfläche zugewandten Seite Ringnuten eingelassen sind, die mit Zuleitungen für ein flüssiges Entwicklungsmedium stehen. Die Ringnuten, über die flüssiges Entwicklermaterials zugeführt wird, sind durch eine Ringnut umgeben, über die Druckluft zwischen der Entwicklungsvorrichtung und der zu entwickelnden Fläche ausgeblasen wird, um die Entwicklungsvorrichtung von der zu entwickelnden Oberfläche abzuheben und die Entwicklungsvorrichtung im Abstand von der zu entwickelnden Fläche zu halten. Die ausgeblasene Druckluft kann gleichfalls dazu dienen, am Ende einer Entwicklung den auf der zu entwickelnden Fläche noch vorhandenen Entwickler wieder über die hierfür vorgesehenen Zuleitungskanäle zurückzutreiben, um die zu entwickelnde Fläche von überflüssigem Entwickler zu befreien.

Aus der US-Patentschrift 25 73 881 war auch bereits ein elektrostatisches Entwicklungsverfahren mit einem trommeiförmigen Aufzeichnungsmaterial bekannt, bei dem auf der Trommel ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelt wird, das durch eine Entwicklungsvorrichtung geführt wird, in der ein aus Trägerteilchen und Tonerteilchen bestehendes Entwicklungsgemisch über die Trommel kaskadiert wird. Um das Anhaften von Tonerteilchen in den Bilduntergrundbereichen zu verhindern, ist innerhalb der Entwicklungsvorrichtung im Abstand von der Trommel und parallel zu deren Oberfläche eine Elektrode angeordnet, durch die zwischen der Trommel und der Elektrode ein elektrostatisches Feld erzeugt werden kann.

Durch die nicht vorveröffentlichte DE-AS 14 72 946

wurde auch bereits eine Entwicklungsvorrichtung für ein ebenes Aufzeichnungsmaterial vorgeschlagen, bei dem das Aufzeichnungsmaterial relativ zu einem Entwicklungsgehäuse geführt wird, wobei in dem Entwicklungsgehäuse Vorratsbehälter für das Entwicklermateria! vorgesehen sind, aus dem das Entwicklermaterial auf das Aufzeichnungsmaterial fällt und mit Hilfe von Längsspaltdüsen quer zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials über dieses bewegt wird. An den seitlichen Rändern des Entwicklungsgehäuses wurden auch Gaskanäle vorgesehen, die mit nach dem Inneren des Entwicklungsgehäuses gerichteten Gasdurchtrittsschlitzen versehen waren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine xerographische Entwicklungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der verbesserte Halbrnikroreproduktionen herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine in Bewegungsrichtung dis Aufzeichnungsträgers (12) hinter dem Spalt (460) angeordnete, unter einem Winkel auf den Aufzeichnungsträger und gegen den Spalt gerichtete, parallel zu dem Spalt verlaufende Düse (464), aus der ein Gasstrom durch den Spalt (460) in das Entwicklungsgehäuse (456) mit einer Geschwindigkeit strömt, die gerade so bemessen ist, daß an dem Aufzeichnungsträger haftende Trägerteilchen gelöst und im Entwicklersumpf des Entwicklungsgehäuses (456) abgelagert werden, die Tonerteilchen des entwickelten Bildes jedoch haften bleiben.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich wesentlich verbesserte Halbmikroreproduktionen nach dem üblichen elektrophotografischen Verfahren herstellen.

Zweckmäßige Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von den in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine automatisch arbeitende Kopiervorrichtung;

F i g. 2 eine schematische Schnittansicht der Trommel sowie des unteren Teiles des Entwicklungsgehäuses sowie einer Übertragungsstation, und

F i g. 3 eine schematische Ansicht mit einer Vorrichtung zum Betrieb der Düse.

In F i g. 1 ist ein schematischer Überblick über die Gesamtkopiervo.richtung gezeigt, mit der verkleinerte Bilder elektrophotografisch auf Datenkarten reproduziert werden können. Ein insgesamt mit 2 bezeichneter Vorlagentisch führt die Vorlagen in den Vorschubförderer 3 und zur Abtaststation 4 für die Vorlagen. Lichtbilder der zu reproduzierenden Vorlagen werden von der Abtaststation 4 durch ein allgemein mit 10 bezeichnetes optisches System auf die elektrophotografische Trommel 12 geleitet Ein Förderer 14 bringt leere Datenkarten oder ähnliches in Berührung mit der elektrophotografischen Trommel 12 an der Übertragungsstation 16 und legt sie auf einem Kartenförderer 18 ab. Die mit Bildern df;, ex reproduzierenden Originals versehenen Karten werden in einem Kartenbehälter 20 im oberen Teil der Maschine oberhalb des Vorlagentisches 2 abgelegt.

Um auf der Oberfläche der Trommel 12 ein Bild zu erzeugen, wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung durch ein Korotron 256 (Fig. 1) auf der Trommeloberfläche hervorgerufen. Dann wird die Trommeloberfläche einem Lichtbild einer zu reproduzierenden Vorlage ausgesetzt, wozu das optische Systems 10 dient, und die photoleitfähige Oberfläche wirkt in den dem Licht ausgesetzten Bereichen leitend, so daß die elektrostatische Ladung in diesen Bereichen der Trommeloberfläche abfließen kann. Die auf der Trommel verbleibende Ladung stellt eine Bildkonfiguration der zu reproduzierenden Vorlage dar. Wenn sich die Trommel weiter dreht, gelangt die das elektrostatische Bild enthaltende Fläche in den Entwicklungsbereich 452. Das aus Tonerpartikeln und Trägerperlen bestehende Entwicklermaterial wird über die Oberfläche der Trommel 12 gestreut, um auf ihr das elektrostatische Bild zu entwickeln. Ein Becherwerk 454 nimmt Entwicklermaterial aus dem unteren Teil des Entwicklergehäuses 456 auf und fördert das Material aufwärts an eine Stelle, von der aus das Material auf eine Rutsche 458 abgeworfen werden kann, die das Material auf die Trommeloberfläche leitet. Da das Bild des Originals von der Abtaststation mittels des Objektivs etwa 3,5fach verkleinert worden ist, erscheint das Bild auf der Trommel in wesentlich geringerer Größe als bei einer Normalkopie. Die Tonerteilchen und die Trägerteilchen der Entwicklermischung sind daher wesentlich kleiner gewählt als die üblicherweise benutzten Tonerteilchen und Trägerteilchen. Wegen der Größe der Trägerteilchen reicht die elektrostatische Ladung auf der Trommel aus, um etwas von den Trägerteilchen auf der Trommel festzuhalten, d. h., die von der elektrostatischen Ladung auf die Trägerteilchen ausgeübten Kräfte sind größer als die auf das einzelne Trägerteilchen einwirkende Schwerkraft, weshalb die Teilchen an der Trommeloberfläche haften bleiben. Das Entwicklergehäuse 456 steht nahe an der Oberfläche der Trommel, muß aber so weit von der Trommeloberfläche entfernt sein, daß es nicht an ihr scheuert. Damit keine Entwicklersubstanz durch den Spalt 460 (Fig. 2) zwischen Entwicklergehäuse 456 und Trommel 12 entweichen kann, sind ein innenliegendes Ablenkblech 462 und eine Luftdüse 464 beiderseits des Entwicklergehäuses 456 vorgesehen. Das Ablenkblech 462 lenkt den Hauptteil der Entwicklersubstanz von der Trommeloberfläche zurück in den unteren Abschnitt des Entwicklergehäuses 456. Die Luftdüse ist unmittelbar außerhalb des Entwicklergehäuses 456 neben dem Spalt 460 angeordnet. Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, weist die Luftdüse 464 ein längliches abgeschrägtes Gehäuse auf, das an dem dem Spalt 460 benachbarten Ende offen ist und im übrigen mit einer Luftleitung 466 in Verbindung steht. Die Luftleitung 466 ist mit einem Luftkompressor 468 verbunden, der von einem nicht näher dargestellten Motor angetrieben wird. Die von dem Kompressor 468 durch die Leitung 466 gedrückte Luft erreicht die Luftdüse 464 und tritt aus der öffnung 470 am Ende der Luftdüse aus. Die Luft wird in den Spalt 460 zwischen dem Entwicklergehäuse 456 und der Trommel 12 geleitet. Der Luftstrom aus der Luftdüse durch den Spalt 460 löst alle Trägerteilchen in den Untergrundbildbereichen und trägt diese in das Entwicklergehäuse 456 zurück. Das Ablenkblech 462 und die Kante des Entwicklergehäuses 456 dürfen nicht mit der Oberkante der Trommel in Berührung kommen, da sich sonst die an der Trommeloberfläche anhaftenden Trägerteilchen zwischen das Ablenkblech und die Trommeloberfläche setzen und die Aufzeichnungsoberfläche der Trommel zerkratzen. Außerdem dürfen das Ablenkblech 462 und das Entwicklergehäuse 456 unter keinen Umständen das Pulverbild auf der Oberfläche berühren oder in dieses vorstehen. Daher sind alle

Trägerteilchen, die dank der elektrostatischen Ladung an der Trommeloberfläche anhaften, bestrebt, aus dem Bereich des Entwicklergehäuses mit der sich drehenden Trommel 12 abzuwandern. An der Trommeloberfläche außerhalb des Entwicklergehäuses anhaftende Teilchen stören die wirksame Übertragung des Pulverbildes auf die Oberfläche der Druckunterlage und können sich auch leicht in den bewegten Teilen der gesamten Kopiervorrichtung ablagern.

Die Luftdüse 464 ist unter einem spitzen Winkel gegen die Trommeloberfläche gerichtet, und zwar an den Punkt, an dem die Trommeloberfläche das Entwicklergehäuse 456 verläßt. Die die Lufldüse 464 erreichende Druckluft wird gegen das offene Ende 470 der Luttdüse und gegen die Trommeioberfiäche an der )5 Stelle geführt, an der die noch an der Trommeloberfläche haftenden Trägerteilchen gerade den Entwicklungsbereich in dem Entwicklungsgehäuse verlassen. Die Kraft der aus der öffnung 470 austretenden Luft reicht aus, um die Trägerteilchen von der Trommeloberfläche abzuheben und in das Entwicklergehäuse 456 zurückzuführen. Die Kraft des Luftstromes stört das aus den Tonerteilchen gebildete Pulverbild auf der Trommel nicht und stört auch in keiner Weise die richtige Entwicklung und Übertragung von Bildern.

Die Trägerteilchen, die in dem Entwickler benutzt werden, sind zwischen 250 und 450 μπι groß. Die Teilchen dieser Größe lassen sich wirksam zurück in das Entwicklergehäuse leiten, wenn ein aus der Luftdüse mit einer Geschwindigkeit von etwa 14 m/s austretender Luftstrom benutzt wird. Bei einer Luftdüse mit einer öffnung von 0,8 mm Weite und 127 mm Länge herrscht an der öffnung ein Luftdruck von 0,035 kg/cm² bei einer Luftgeschwindigkeit von 14 m/s und einem Luftdurchsatz Von 85 i/min. Die Luft dringt in das Entwickiergehäuse und entweicht durch die üblichen Gehäuseöffnungen. Die Trägerteilchen werden im unteren Teil des Entwicklergehäuses abgelagert und gelangen erneut in den Entwicklungsvorgang.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entwickeln elektrostatischer Ladungsbilder auf einem photoleitfähigen Aufzeichnungsträger mit einem vom Aufzeichnungsträger durchlaufenen Entwicklungsgehäuse, in dem eine Zwei-Komponenten-Entwickler-Mischung aus Trägerteiichen und Tonerteilchen über den Aufzeichnungsträger kaskadiert wird und aus dem der Aufzeichnungsträger unter Bildung eines Spaltes Ό zwischen seiner das Bild tragenden Seite und einem Rand des Entwicklungsgehäuses austritt, gekennzeichnet durch eine in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (12) hinter dem Spalt (460) angeordnete, unter einem Winkel auf den Aufzeich- '⁵ nungsträger und gegen den Spalt gerichtete, parallel zu dem Spalt verlaufende Dü^e (464), aus der ein Gasstrom durch den Spalt (460) in das Entwicklungsgehäuse (456) mit einer Geschwindigkeit strömt, die gerade so bemessen ist, daß an dem Aufzeichnung^- ■?<> träger haftende Trägerteilchen gelöst und im Entwicklersumpf des Entwicklungsgehäuses (456) abgelagert werden, die Tonerteilchen des entwickelten Bildes jedoch haften bleiben.

2. Vorrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger durch die Oberfläche einer drehbar gelagerten, antreibbaren Trommel gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwicklermischung ver- ^w wandt wird, bei der die Größe der Trägerteilchen zwischen 250 und 450 μιτι liegt.