DE1916166A1

DE1916166A1 - Einrichtung zur elektrofotografischen Fluessigkeitsentwicklung

Info

Publication number: DE1916166A1
Application number: DE19691916166
Authority: DE
Inventors: Satoru Honjo; Masamichi Sato; Yasuo Tamai
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-03-28
Filing date: 1969-03-28
Publication date: 1969-10-09
Also published as: US3592678A

Description

Einrichtung zur elektrofotografischen Flüssigkeitsentwicklung

Die Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur elektrofotografischen Flüssigkeitsentwicklung, mit der eine hohe Bildqualität erzielbar ist»

Zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder sind Troekenentwicklungsverfahren (Kaskadierungsverfahren, Pulverwolkenverfahren, Magnetbürstenverfahren .usw.) sowie Feuchten twi cklungs verfahr en (Flüssigkeits entwicklung) bekannt·. Bei der Flüssigkeits entwicklung, mit der ein vergleichsweise zufriedenstellendes Bild erzielbar ist, wird ein flüssiger Entwicklerstoff in direkte Berührung mit einem elektrostatischen latenten Bild gebracht und bildet eine dünne Schicht auf der Bildfläche in einer dem latenten Bild entsprechenden Verteilung. In dem flüssigen Entwicklerstoff ist ein Toner enthalten. Wird die Bildfläche nach der Entwicklung nicht noch besonders gereinigt, so kann das Tonerbild eventuell überschüssigen Toner enthalten, der nach der Trocknung des Entwicklerstoffes eine Nebelbildung auf dem Bild verursacht.

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Beispielsweise wird das sogenannte Elektrofax-Papier hergestellt, indem fotoleitfähiges Zinkoxidpulver mit einem nichtleitenden Kunstharz vermischt und die sich ergebende Paste auf das Papier aufgebracht wird. Dieses Papier wird dann bei !Dunkelheit gleichmäßig elektrostatisch geladen und mit einem zu reproduzierenden Bild belichtet. Auf diese V/eise . ergibt sich auf dem Papier ein elektrostatisches latentes Bild. Durch Eintauchen des El ektr of ax-Papiers in die Entwicklungsflüssigkeit oder· durch sonstige Erzeugung einer Berührung zwischen dem Papier und dem Entwicklerstoff wird das elektrostatische latente Bild zu einem Tonerbild entwickelt. Der an dem Elektrofax-Papier dann anhaftende flüssige Entwicklerstoff wird spontan getrocknet, wozu Heißluft oder Infrarotstrahlung, Quetschrollen oder ähnliche Vorrichtungen dienen.

Im !"alle einer geringen Tonerkonzentration in der Entwicklungsflüssigkeit ist die in der dünnen abgelagerten Entwicklerschicht enthaltene Tonermenge gering. Wird die Trocknung nach einer der vorstehend genannten Methoden durchgeführt, so ist deshalb der G-rad einer Nebelbildung vernaehlässigbar schwach. Ist die Tonerkonzentration in der Entwicklungsflüssigkeit jedoch hoch, so kann der G-rad der Febelbildung nicht " mehr unberücksichtigt bleiben. In der Entwicklungsvorrichtung muß die Tonerkonzentration des flüssigen Entwicklerstoffes zur Erhöhung der Entwicklungsgeschwindigkeit oder zur Erzeugung von Bildern mit kontinuierlicher Tönung bei hoher Dichte erhöht werden. Daher werden durch die damit verbundene Dichte der Nebelbildung Probleme erzeugt. Bei einem Entwicklungsverfahren, das mit einem sogenannten Spenderblatt arbeitet, ist die Tonerkonzentration so hoch, daß diese Probleme unter allen Umständen gelöst werden müssen.

Zur Vermeidung von Nebelbildungen könnte die auf der Oberfläche des Tonerbildes verbleibende dünne Entwicklerschicht durch Eintauchen und Abspulen des Tonerbildes abgewaschen

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werden. Die hierzu verwendete Losung darf die Iiohtempfindliohe Schicht nicht auflösen oder quellen lassen. Femer soll sie absolut bzw. weitgehend keinen Toner enthalten · sowie einen hohen spezifischen Widerstand und eine geringe Dielektrizitätskonstante haben. Obwohl ein derartiges Eintauchen der lichtempfindlichen Schicht mit dem elektrostatischen latenten Bild zunächst in den Entwicklerstoff und dann in eine Spüllösung wirksam wäre, werden doch bei der automatischen Durchführung dieser Schritte weitere Probleme verursacht. Die Einfügung von Verfahrensschritten verursacht eine längere Bearbeitungszeit sowie eine Kömplizierung der Entwicklungseinrichtung. Ferner wird in der Spüllösung die Tonerkonzentration allmählich erhöht, so daß ein Mechanismus zur Entfernung des gelösten Toners erforderlich wird. Daher würde eine derartige Einrichtung zwar zunächst perfekt arbeiten., jedoch eine unzureichende Zuverlässigkeit sowie hohe Herstellungskosten verursachen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile zeichnet sich eine Erfindung zur elektrofotografischen Flüssigkeitsentwicklung gemäß der Erfindung aus durch eine Vorrichtung zur innigen Berührung des mit einem latenten elektrostatischen Bild versehenen Bildträgers mit der Tonerschicht eines Spenderblattes innerhalb einer die lichtempfindliche Schicht nicht lösenden oder zum Quellen bringenden nichtleitenden lösung mit hohem elektrischen Widerstand und geringer Dielektrizitätskonstante sowie zur relativ zueinander stationären Bewegung von Bildträger und Spenderblatt, durch eine Trennvorrichtung zur Ablösung des entwickelten Bildes vom Spenderblatt und durch eine Elektrodenvorrichtung, die eine elektrophoretisch^ Wanderung von Toner im Bereich eines geringen Abstandes vom Bildträger zum Spenderblatt nach deren Trennung erzeugt.

In der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung wird also das elektrostatische latente Bi3d auf der lichtempfindlichen

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Schicht in enge Berührung mit der Tonersehicht eines Speiiderblattes -.gebracht* Diese Tonersehicht enthalt auch die nichtleitende flüssigkeit, .Der Toner v/ird zur Erzeugung des Tonerbildes, auf dem elektrostatischen latenten Bild elektrostatisch gebunden, was dem eigentlichen Entwieklungsvorgang entspricht. lach der !Trennung der entwickelten lichtempfindlichen Schicht -vom Spenderblatt wird ein elektrisches PeId erzeugt, das sich zwischen der Schicht und dem Spenderblatt auswirkt. Der Toner* der nicht elektrostatisch, sondern mechanisch an der lichtempfindlichen Schicht noch, anhaftet, sowie der in der nichtleitenden: Flüssigkeit suspendierte Toner werden zum Spender— ' blatt hin angezogen und bilden eine neue Toner schicht, die eine erneute Verwendung des Spenderblattes zur Entwicklung ermöglicht. Im Bereich des elektrischen Feldes wird also die Tonerdichte verringert, und die dort irorhandene Flüssigkeit muß nicht entfernt "werden. Auf diese Weise wird die aus dem Entwieklungsbereich durch den Bereich des elektrischen. Feldes transportierte licht empfindliehe Schicht mit der nichtleitenden Flüssigkeit, die keinen Toner enthält,' gespült. / .."... - ,"·'"_.

Bisher, wurde angenommen, daß ein auf diese Weise erzeugtes elektrisches Feld das Tonerbild zerstören würde· Experimentell stellte sich jedoch heraus, daß bei ausreichend kleinen Tonerteilchen (Durchmesser weniger als ca. 1 Mikron) das durch das elektrostatische latente Bild gebundene Tonerbild kaum durch ein derartiges Feld beeinträchtigt wird* Diese günstige Erscheinung zeigt sieh auch dann _t wenn ein Mehrfarbenbild entwickelt wird. Auch hierbei tritt "keine Zerstörung des Tonerbildes auf.

Die erfindungsgemäße Entwicklungseinrichtung arbeitet mit' einem Sp.enderblatt und ermöglicht eine hohe Ehtwickluags*- geschwindigkeit, wobei Randeffekte -orermieden werden. Ferner kann ,das Spenderblatt überschüssigen Toner aus"der nichtlei-

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tenden Flüssigkeit innerhalb des elektrischen Feldes herausziehen, so daß die nichtleitende Flüssigkeit gleichzeitig auch als Spüllösung verwendbar ist. Me Adsorption des Toners am Spenderblatt ermöglicht eine wiederholte Verwendung des Spenderblattes und verhindert einen unnötigen Tonerverbrauoh» Die entwickelte lichtempfindliche Schicht wird gereinigt, so daß Bilder entstehen, die keine Nebelbildung sseigen und daher eine hohe Qualität haben. Die Einrichtung ist zur Reproduktion von Bildern mit kontinuierlicher Tönung geeignet.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird im folgenden an Hand der Figur beschrieben. Sie besteht aus einem Entwicklungsgehäuse 1, das eine nichtleitende Flüssigkeit 2 mit suspendiertem Toner enthält, einem Spenderblatt 3 in Form eines endlosen Bandes, das mit einer positiv geladenen Tonerschicht. 31 versehen ist, Rollen 32 und 33 zur Führung des Spenderblattes 3 in der durch den Pfeil dargestellten Richtung, einen bandförmigen Bildträger 4» der mit einem elektrostatischen latenten Bild (dargestellt durch die negativen Ladungen) versehen ist. Rollen 41 und 42 zur Erzeugung einer innigen Berührung zwischen der Bildfläche und der Tonerschicht 31 des Spenderblattes 3» einer RoIXe 43 zur Führung des Bildträgers 4 und des Spenderblattes 3 lediglich an deren Kanten, so daß eine Trennung beider Teile verursacht wird, einer Rolle 44 zur Beförderung des Bildträgers 4 aus der nichtleitenden Flüssigkeit 2 heraus und Quetschrollen 45 und 46. Die Rolle 46 ist auf ihrer Oberfläche spiegelglatt poliert. Der durch das Spenderblatt 3 und die Rollen 32 und 33 gebildete Raum enthält einen Isolierstoffblock 5, auf dem eine geerdete Entwicklungselektrode 51 derart vorgesehen ist, daß sie mit der Rückseite des Spenderblattes 3 hauptsächlich im Berührungsbereich mit dem Bildträger 4 in &leitberührung steht. Die Elektroden 52 und 53» die hinter dem Bildträger 4 und dem Spenderblatt 3 im Bereich ihrer

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Trennung-angeordnet sind, stehen einander gegenüber. Die Elektrode 52 ist geerdet, während die Elektrode 53 ein ne gatives Potential gegenüber Erde führt. Auf der Unterseite des Isolierstoffblockes 5 ist eine Elektrode 54 angeordnet, die ein negatives Potential führt, und die gitterförmige Elektrode 55 steht dieser Elektrode 54 auf der anderen Seite des Spenderblattes 3 gegenüber. Die Elektrode 55 führt ein positives Potential. Außerhalb des Entv/i cklungsgehäus es 1 ist eine Pumpe 6 vorgesehen., die durch einen Motor 7 getrieben wird und die nichtleitende Flüssigkeit 2 mit hoher Tonerdichte aus dem Entwicklungsgehäuse L heraus befördert und sie im Bereich der gitterförmigen Elektrode 55 in das Gehäuse wieder eingibt. Zur Absaugung der nichtleitenden Flüssigkeit dient ein Rohr 61 am Boden des Entwicklungsgehäuses 1, während die Eingabevorrichtung 62 zur Einführung der Flüssigkeit dient und hierzu mit zahlreichen Bohrungen versehen ist, die hinter der Elektrode 55 angeordnet sind. Die Flüssigkeit wird in den Raum zwischen der Elektrode 55 und dem Spenderblatt 3 eingegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung werden alle Rollen in einem derartigen Drehsinn bewegt, daß das Spenderblatt 3 und der Bildträger 4 mit gleicher Geschwindigkeit transportiert werden. Die Tonerschicht 31 des Spenderblattes 3 und die" Bildfläche des Bildträgers 4 v/erden innerhalb der nichtleitenden Flüssigkeit 2 durch die Rollen 32 und 41 miteinander in Berührung gebracht und nach rechts transportiert, wobei sie relativ zueinander im stationären Zustand gehalten werden. Während der Berührung wird der Toner des Spenderblattes 3 auf der Fläche des elektrostatischen, latenten Bildes elektrostatisch gebunden. Die Entwicklungselektrode 51 auf der Rückseite des Spenderblattes 3 verstärkt die Entwi cklungs wirkung, so daß sich eine schnelle Entwicklung ohne Randeffekt ergibt,-Die kontinuierliche Tonung wird zufriedenstellend entwickelt. IJach vollständiger Entwicklung wird der Bildträger 4 zwischen die Rollen'42 und

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ORfQiNAL INSPECTED

43 geführt, so daß er, vom Spenderblatt: 3 getre-njxt wird* Danach wer den der .Bildträger 4 aind-das Spenderblatt 3 zwischen, der Rolle 43 und der Rolle-44 mil; geringem Abstand einander gegenüber gehalten. Zwischen-beiden wird, mit den Elektr-oden. 52 und 53 ein elektrisches INeId erzeugt, so daß der an der Bildfläche mechanisch anhaftende Töner sowie der Toner innerhalb der. nichtleitenden flüssigkei-t 2 in Richtung der Elektrode 53 bewegt und daher auf dem Spenderblax-t 3 zur Bildungeiner Toherschicht. 3-1 abgelagert wird. Der Potentialunter- . : schied zwischen den. Elektroden 52 und 53 ist zwar abhängig. vom Abstand der Elektroden und der Geschwindigkeit des Bildträgers variabel,, beträgt -jedoch bei einem Elektrodenabstand in der Größenordnung von 2.inm ca..100 Y.o.l't>. Zwischen dem Bild-träger 4 und dem Spenderblatt 3 wird also ein Bereich erzeugt j in dem praktisch kein Toner vorhanden ist. Dadurch wird der mit dem Tonerbild versehene-Bereich des Bildträgers 4 nach der Entwicklung gereinigt und dann über die Rolle aus dem Entwicklungsgehäuse herausgeführt* Der Bildträger 4, der jetzt mil; der nichtleitenden flüssigkeit benetzt ist,, wird zwischen den Quet sehr ollen 45 und 46 hindurchgeführt. Da die Rolle 46 spiegelglatt poliert isrb_f wird das Tonerbild durch .sie nicht beeinträchtig-t, . '

Das-,Tonea?blatt 3. wird jmch der jEntwicklung und nach der SchichtMlduELg an--der'.gitterförmigen; Elektrode 55 vorbeiwährend seine Rückseite mit der- Elektrode 54 in -. ist. - Zwischen- den_s Elektroden 54. und 55 wird ein . elektrisches Feld erzeugt, so.daß der Toner innerhalb der nichtleitenden flüssigkeit-2 auf-dem Spenderblatt abgelagert wird,-w.odiiTßh'die Ton erschient eine insgesamt gleichmäßige S.tärke .erhält. Zur-Verbesserung der Wirksamkeit wird die. noch Toner enthaltende nichtlei-fcende Plüssiglceit mit der Pumpe, 6 durch, die Eingabeyorrichtung 62 in den Raum zwisch.en SpjBnderhlatt 3 "und Elektrode 55 getrieben, so daß auf dem Spenderb;lat't.-3:,.eine,. ausreichenoL starke- Toners.Qhicht 31. gebildet

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wird. Diese Tonerschicht wird erneut in den Entwicklungsprozeß eingeführt. Die Entwicklungselektrode 51 dient nicht nur als Entwicklungselektrode hinter dem Spenderblatt 3» sondern auch als Abschirmung für die Elektroden 53 und 54, ^so daß auf diesen kein Toner abgelagert wird. ' .

Nach der Entwicklung enthält das Tonerblatt 3 noch eine Tonerschioht in einer negativen Bildverteilung. Diese Tönerschieht muß nicht besonders beseitigt werden. Sollte sie die erneute Verwendung des Spenderblattes zur Entwicklung beeinträchtigen, so kann eine Reinigungsbürste oder eine ähnliche Vorrichtung vorgesehen sein, die die Schicht vom Spenderblatt entfernt und eine erneute Dispersion des Toners in der nichtleitenden Flüssigkeit 2 bewirkt.

Das in der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung zu-verwendende Spenderblatt muß aus einem Material bestehen, das keine Auflösung oder Anschwellung der lichtempfindlichen . Schicht bewirkt, einen hohen elektrischen Widerstand sowie eine geringe Dielektrizitätskonstante"hat. Ferner muß es gegenüber der nichtleitenden Flüssigkeit widerstandsfähig sein. Geeignete Stoffe sind beispielsweise Zellulosetriäcetat, Teflon, Polyethylenterephthalat u.a.

Als nichtleitende Flüssigkeit kann, die für normale elektrofotografische Zwecke .verwendete Jbitwicklungsflüssigkeit eingesetzt werden. Jedoch kann eine Entwicklerart-nicht verwendet werden, die durch Dispersion sehr feiner i*lüssigkeitsteilchen hergestellt wird· ;■■'.,. · _1? -.*:,....- ■■

Eine .Umkehrentwicklung kann durch Umkehrung der Polarität des Toners oder der zwischen den Elektroden erzeugten "'S|)äiiniiung verwirklicht werden* Ferner? ist,es Äöglioh^ Entwicklungselektrode äe nächWunsöh eine Spannung schalten.

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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindxmgsgemäße ^fetwlcIclimgseinrichtcEng eine BildeatwioKLung" und gleichzeitig eine Bildreinigung iBnerlialb ein tmd desselben G-eliätises bewirkt vmä eine Toner schient auf dem Spender-"blatt derart erzeugt, daß dieses wiederholt verwendet werden kann. Somit ist eine hohe Entwickltingsgresehwindigkeit möglich ttnd mit einer einfachen wan kompakten Ausführung ein automatischer Betrieb durchzuführen» Das mit der erfindnngsgemäßen Einrichtung hergestellte Tonerbild zeigt praktisch keine Febelbildungen* Schließlich wird mit der erfindungsgemäßen Satwicklungseinrichtung ein nmr sehr geringer Tonerverbraueh "verursacht.

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Claims

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Einrichtung zur elektrofotografischen ELüssigkeitsentwicklung_r gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (32> 41) zur innigen Berührung des mit einem, latenten elektrostatischen Bild versehenen Bildträgers (4) mit der fonerschicht (51) eines Spenderblattes (5) innerhalb einer die lichtempfindliche Schicht nicht lösenden oder zum Quellen ■ "bringenden nichtleitenden Lösung (2) mit hohem elektrischen Widerstand "und geringer Dielektrizitätskonstante sowie zur relativ zueinander stationären Bewegung von Bildträger (4) und" Spenderblatt (5)r durch, eine Trennvorrichtung (42_r 43) zur Ablösung des entwickelten Bildes vom Spenderblatt (5) und durch eine Elektrodenvorrichtung (52, 53)V die eine elektrophoretische Yianderung von Toner im Bereich eines geringen Abstandes vom Bildträger (4) zum Spenderblatt (3) nach deren Trennung erzeugt.

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