DE2058244A1 - Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

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DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPUNG. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 55 54 7« · 8000 MO NCHEN 15, TELEGRAMME= KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

26, November 1970 W. 40 224/70 - Ko/Ne

Fuji Photo Film Co., Ltd. Ashigara Kamigun, Kanagawa, Japan

Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung.

Die Figuren 1 und 2 sind schematische Darstellungen, die typische, übliche Entwicklungsverfahren darstellen, während die Figuren J, 4 und 6 Seitenansichten im Längsschnitt einer Entwicklungsvorrichtung gemäss der Erfindung und die Figur 5 ein Schema, das ein Beispiel für die Anwendung eines endlosen Bandes in der Vorrichtung gemäss der Erfindung zeigt, darstellen.

Die Erfindung befasst sich mit einer Flüssigkeitsentwicklungsvorrichtung für die Elektrophotographie. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Entwicklungsvorrichtung, die für eine Hochgeschwindigkeitsentwicklung geeignet ist und keine Streifen des Bildes ergibt.

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Die Geschwindigkeit, womit ein elektrostatisches latentes Bild entwickelt wird, hat den Wert von einigen 10 cm je Sekunde im Fall der Dokumentenkopierung erreicht. Jedoch ist die Geschwindigkeit für die Entwicklung von Bildern mit kontinuierlicher Gradierung und Halbtönen weit niedriger', soweit bisher bekannt ist.

Die Bemühungen zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Entwicklung unter Anwendung der üblichen Vorrichtungen ergeben zahlreiche Schwierigkeiten. Die erste Schwierigkeit beruht in der Tatsache, dass verringerte Entwicklungszeiträume keine zureichende Entwicklungsdichte ergeben und die Ausbildung der Erscheinung des Kanteneffektes bewirken. Dieser Nachteil wird besonders beträchtlich im Fall der Wiedergabe von Bildern mit kontinui erli cb/^Gradi erung. Die Vermeidung dieses Nachteils fordert eine beträchtliche Verlängerung des Entwicklungszeitraumes. Die zweite Schwierigkeit besteht in der Erscheinung, dass eine erhöhte Entwicklungsgeschwindigkeit die Ausbildung von Streifen in dem entwickelten Bild in der Art von Schwänzen ergibt, die einem fliegenden Kometen folgen. Obwohl der Sachverhalt, wodurch diese Erscheinung erfolgt, nicht völlig geklärt ist, wurde aufgezeigt, dass die Erscheinung nicht auftritt, falls die relative Geschwindigkeit zwischen der Oberfläche des latenten Bildes und der Entwicklungsflüssigkeit gering ist. Damit jedoch diese Schwierigkeit überwunden wird, ist es notwendig, die relative Geschwindigkeit zwischen der Oberfläche des latenten Bildes und der Entwicklungsflüssigkeit in einer Richtung parallel zur Oberfläche des latenten Bildes auf ein Minimum zu bringen.

Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Flüssigkeitsentwicklung für elektrostatische, Ia-

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tente Bilder, die diese Nachteile nicht aufweisen.

In Fig. 1 ist ein übliches, manuelles Verfahren als typisches Beispiel zur Entwicklung von Bildern mit kontinuierlicher Graduierung dargestellt. Bei dieser Vorrichtung wird die das latente Bild hierauf tragende Bahn 11 so angebracht, dass die Ebene des latenten Bildes mit der Entwicklungselektrode 12 gegenübersteht, wobei das flüssige Entwicklungsmittel zu der Öffnung zwischen der Bahn 11 und der Entwicklungselektrode zugeführt wird. Das flüssige Entwicklungsmittel 14 wird in dem Behälter 13 aufbewahrt und zur Abwärtsströmung "

durch die Öffnung 15 auf Grund der Schwerkraft gebracht. Während das Mittel durch die Öffnung 15 nach abwärts strömt, wird das latente Bild hierdurch entwickelt. Anschliessend wird das Mittel im Behälter 16 aufgenommen. Gemäss einem derartigen Verfahren bildet, da das flüssige Entwicklungsmittel entlang der latenten Bildoberfläche strömt, das entwickelte Bild einen Streifen in der Richtung, in der das Mittel abwärts strömt. Derartige Bilder sind unzureichend und ergeben kein Bild von hoher Qualität.

In Fig. 2 ist ein Beispiel für eine Entwicklungsvorrichtung gegeben, welche keine ReIativgeschwindig- J keit zwischen der Oberfläche des latenten Bildes und der Entwicklungsflüssigkeit ergibt und infolgedessen keine Streifen in dem entwickelten Bild herbeiführt. In der Vorrichtung gemäss Fig. 2 rotiert die Metalltrommel 21 in der durch die Pfeilmarkierung 23 angegebenen Richtung und der untere Teil der Trommel wird in der Entwicklungsflüssigkeit 25 eingetaucht enthalten, die im Behälter 24 enthaltenist. Die Trommel 21 weist einen an der Oberfläche aufgebauten Film des Entwicklungsmittels auf, da ihr unterer Teil in Berührung mit

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der Entwicklungsflüssigkeit kommt und den Film nach aufwärts fördert, wenn sie rotiert. Am oberen Teil der Trommel 21 bewegt sich der Bogen des latenten Bildes 11 in der durch die Pfeilmarkierung 22 angegebenen Richtung, wobei die Oberfläche des latenten Bildes nach abwärts gerichtet ist. Dadurch wird die Oberfläche des latenten Bildes in Berührung mit dem Flüssigkeitsfilm gebracht. Die Trommel 21 dient auch als Entwicklungselektrode. Wenn die Tangentialgeschwindigkeit der Trommel 21 so gewählt wird, dass sie praktisch gleich zur Geschwindigkeit des Bogens oder der Bahn 11 ist, wird die die Relativgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche des latenten Bildes und derjenigen des flüssigen Entwicklungsmittels sehr gering, so dass es möglich wird, die Ausbildung von Streifen im entwickelten Bild auszuschliessen. In einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 ist es Jedoch schwierig, da der Zeitraum, während dessen die Oberfläche des latenten Bildes in Kontakt mit dem flüssigen Entwicklungsmittel gehalten wird, sehr kurz ist, eine ausreichende Entwicklungsdichte zu erhalten. Falls eine niedrige Entwicklungsgeschwindigkeit ausreicht, kann ein ziemlich zufriedenstellendes Bild unter Anwendung eines flüssigen Entwicklungsmittels mit einer hohen Tonerkonzentration und einer hohen Viskosität erhalten werden. Wenn jedoch das flüssige Entwicklungsmittel eine hohe Konzentration und eine hohe Viskosität besitzt, wird die Verschmierung der Oberfläche des latenten Bildes durch das Mittel beträchtlich und Schutzmassnahmen hiergegen werden kompliziert. Wenn jedoch ein flüssiges Entwicklungsmittel mit niedriger Konzentration und niedriger Viskosität verwendet wird, fliesst das an der Trommeloberfläche anhaftende Mittel, das nach aufwärts zu dem höchsten Punkt der Trommel prehoben wird, entlang der Trommeloberfläche auf Grund der

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Schwerkraft nach abwärts. Infolgedessen wird die Menge des in Berührung mit der Oberfläche des latenten Bildes gebrachten Toners unzureichend. Somit kann die erforderliche Entwicklungsdichte nicht erhalten werden, ganz gleich, wie niedrig die Entwicklungsgeschwindigkeit eingestellt wird.

Auf Grund der Erfindung ergibt sich eine Entwicklungsvorrichtung, die die Entwicklung eines Bildes in hoher Geschwindigkeit ohne Anwendung einer Entwicklungsflüssigkeit mit einer hohen Viskosität und hohen Kon- t zentration erlaubt, wobei das entwickelte Bild frei von der Erscheinung der Streifenbildung ist.

Mg. 3 stellt einen schematischen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar. In dem Schema der Fig. 3 bezeichnet die Bezugsziffer 301 ein flexibles, endloses Band, wobei mindestens eine Oberfläche desselben elektroleibend ist,und dieses Band wird um zwei Walzen 302 und 303 gedreht. Konkrete Beispiele für endlose Bänder im Rahmen der Erfindung sind endlos geformte Streifen aus Kunststoffolien, deren Oberfläche platiert oder vakuumabgeschieden Metallsubstanzen, enthalten, elektroleitende Kautschukbänder und flexible | Meballbänder. Das endlose Band wird mit feststehender Geschwindigkeit in der durch die Pfeilmarkierung 317 angegebenen Richtung rotiert. Auf das endlose Band wird in der Umgebung der Walze 302 das flüssige Entwicklungsmibbel 3071 das im Behälter 306 enthalten ist, durch die Pumpe 304 aufgegeben. Das flüssige Entwicklungsmittel kann gleichmässig auf das endlose Band durch Ausbildung des Enfcla«ui.ip;£jtoiles 305 dei¹ Pumpe in Form eines Schlitzes oder einer* Reihe von schmal en Munds bücken aufgegeben w.'ji'dcu, Da?; auf dar, criclloö« Band aufgebrachte, f.Lü«»i.ge

und bewegt sich in diesem Zustand zur rechten Seite zusammen mit dem Band. Während das flüssige Entwicklungsmittel in praktisch fixierter Filmstärke mit praktisch konstanter Geschwindigkeit nach rechts bewegt wird, wird der Bogen oder die Bahn 3O8,"die ein latentes Bild trägt, zwischen den Quetschwalzen 309 und 310 durchgegeben und • dann von oben links auf die Oberfläche des endlosen Bandes in einem bestimmten Winkel bezüglich der Bandoberfläche, welche praktisch horizontal verläuft, mit prak-

W tisch der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebsgeschwindigkeit des endlosen Bandes gefördert. Das vordere Ende der Bahn oder des Bogens kommt in Berührung mit der Oberfläche des endlosen Bandes geringfügig nach rechts (vorwärts) des Entladungsteiles 305 der Pumpe. Da der Bogen oder die Bahn flexibel ist, bewegt er sich praktisch parallel zu dem endlosen Band von der Berührungsstelle an. Da das flüssige Entwicklungsmittel in einem fixierten Verhältnis auf das endlose Band vor der Berührung des Bogens oder der Bahn mit dem endlosen Band über eine enge Öffnung steht, wird eine praktisch einheitliche Tiefe des flüssigen Entv/icklungsmittels in der

% Öffnung zwischen der Oberfläche des endlosen Bandes und der Oberfläche des latenten Bildes ausgebildet. Weiterhin bewegen sich Bahn oder Bogen und endloses Band in praktisch der gleichen Geschwindigkeit unter Beibehaltung der Flüssigkeitsschicht. Deshalb erfolgt keine Streifenbildimg in dem entwickelten Bild. Weiterhin wird der Zeitraum, während dessen die Überfläche des latenten Bildes den endlosen Band gegenübersteht, in der gewünschten Weise verlängert;, indem in geeigneter Weise die Länge den Banden gewählt wird. Das endlose Band dient als Entwicklun£v^c5(; Lekbi/odo uiui gleichzeitig als Träger für den Bogen odor die Baiin. Die; erforderliche Entwicklun^sdichte kann

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durch geeignete Wahl der Tonerkonzentration des flüssigen Entwicklungsmittels erhalten werden. Dies beruht darauf, dass im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung bei dieser Vorrichtung keine Strömung des flüssigen Entwicklungsmittels auf Grund der Schwerkraft nach abwärts erforderlich ist. Der Bogen oder die Bahn wird nach der Entwicklungsstufe zwischen einem Paar Quetschwalzen 312 und 313 so durchgeführt, dass er von dem Überschuss an flüssigem Entwicklungsmittel, das an der Oberfläche des latenten Bildes anhaftet, befreit wird. Das flüssige Ehtwicklungsmittel, welches auf dem endlosen Band verbleibt, kann in dem Behälter 306 zurückgewonnen werden, so dass es wieder verwendet werden kann, oder es kann in einem getrennten Behälter 315 aufgenommen werden. Um sie in den Behälter 315 aufzunehmen, kann die Flüssigkeit auf dem endlosen Band mittels einer Bürste 314- abgeschabt werden oder sie kann durch irgendeine andere geeignete Vorrichtung entfernt werden. Da die Flüssigkeit 316 eine geringere Tonerkonzentration als das flüssige Entwicklungsmittel 307 besitzt, kann sie verworfen werden. Die Flüssigkeit, welche durch die Abquetschwalzen entfernt wurde, wird in gleicher Weise im Behälter 315 aufgenommen. Es ist wirksam zur Vermeidung der Nebelbildung durch ein geeignetes Verfahren die entwickelte Bahn oder den entwickelten Bogen vor der Stufe des Abquetschens zu waschen, wenn auch in Fig. nicht gezeigt. Güns ti gen·; ei se ist die Kneifwalze 310 hoch isolierend und eine der Kneifwalzen 309 und 310 besteht aus einer flexiblen Substanz. Zu einer wirksamen Verhinderung der Nebelbildung des Bildes ist die Kneifwalze 310 günstigerweise mit einem porösen Material, beispielsweise einem Schwamm, überzogen und mit einer hochisolierenden Flüssigkeit imprägniert, so dass einheitlich

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die Oberfläche des latenten Bildes benetzt wird, wenn der Bogen oder die Bahn durch die Walzen läuft, d.h. durch ein Vorbad. Um einen einheitlichen Abstand zwischen dem flüssigen Entwicklungsmittel und der Oberfläche des endlosen Bandes zu halten, ist es wirksam, wenn ein Gebläse 311 einen Luftstrom nach abwärts gegenüber der Bahn oder dem Bogen richtet. Dieses Verfahren erwies sich als besonders wesentlich, falls ein Bogen oder eine Bahn zur Kräuselung neigt oder aus Papier von beträchtlicher Stärke gefertigt ist. Dieses Verfahren ist nicht erforderlich, falls der Bogen flach und glatt ist und schmiegsam ist.

In Fig. 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsformdder Erfindung gezeigt. Der einzige Unterschied zwischen der Vorrichtung gemäss Fig. 4 und derjenigen der Fig. 3 beruht in der Art der Zuführung des flüssigen Entwicklungsmittels auf das endlose Band. In der Vorrichtung gemäss Fig. 4· wird eine Zufuhrwalze 401 anstelle der Pumpe eingesetzt. Diese Zufuhrwalze ist so angebracht, dass der untere Teil derselben in dem flüssigen Entwicklungsmittel eintaucht. Wenn sie mit geeigneter Geschwindigkeit rotiert, wird das flüssige Entwicklungsmittel zur Anhaftung an der Oberfläche gebracht und nach oben gefördert. Wenn die Flüssigkeit die Umgebung des oberen Teiles desselben erreicht, schabt das Abstreifblatt 403 die Flüssigkeit von der Oberfläche ab. Die durch das Blatt abgeschabte Flüssigkeit fliesst über das Blatt und trifft auf das endlose Band auf. Das gleiche Verhalten wie bei der Pumpe kann durch geeignete Wahl der Umdrehungszahl der Zufuhrwalze und der Form des Abstreifblattes erreicht werden.

Ausser den vorstehend angegebenen Verfahren zur Zuführung des flüssigen Entwickluiigsmittels auf das

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endlose Band kann das flüssige Entwicklungsmittel auf Grund der Schwerkraft von einem erhöht angebrachten Tank durch ein Rohr auf die Oberfläche des endlosen Bandes gefördert v/erden. Kurz ausgedrückt, beruht die Erfindung daraufy dass eine ausreichende Menge des flüssigen Entwicklungsmxttels auf dem endlosen Band durch ein geeignetes "Verfahren aufgebracht wird, ohne dass die Flüssigkeit nach abwärts auf dem Band strömt, die Oberfläche des latenten Bildes dem Band von oberhalb gegenübersteht und gleichzeitig die Oberfläche des la- { tenten Bildes, das flüssige Entwicklungsmittel und das endlose Band j das als Entwicklungselektrode dient, mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit angetrieben werden.

In Fig. 5 ist eine Form eines endlosen Bandes 301 zur Anwendung im Rahmen der Erfindung gezeigt. Die Bezugsziffer 501 bezeichnet den Teil, wo das flüssige Entwicklungsiaittel in einheitlicher Tiefe aufgebracht ist und der Oberfläche des latenten Bildes gegenübersteht. Die Bezugsziffer 502 bezeichnet eine endlose Eintiefung entlang der Kante des Bandes, so das verhindert wird, dass das flüssige Entwicklungsmittel von a der Seite des Bandes abfällt. Durch Anwendung dieser Massnahme kann eine ausreichende Menge des flüssigen Entwicklungsmxttels einheitlich auf dem endlosen Band 501 gehalten werden. Auf Grund der charakteristischen Merkmale der Erfindung ist die Oberfläche des endlosen , Bandes 501 günstigerweise flach und glatt. Die Einverleibung von Manchen in das Band ist nicht günstig vom Gesichtspunkt der Haltung der Flüssigkeit an Ort und \ Stelle. Hinsichtlich der Form des endlosen Bandes ist ·. es günstig, ein endloses Band anzuwenden, welches durch ' \ überlagerung eines endlosen Bandes aus einem Metallsieb

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oder einem Tuchmaterial mit einem endlosen Band aus Kunststoff gebildet wurde, dessen Oberfläche platiert oder vakuumabgeschieden mit einer metallischen Substanz oder mit einem elektrischleitenden Anstrich ist. Bei den für das endlose Band eingesetzten Materialien ist es erforderlich, dass sie gegen die korrodierende Wirkung des flüssigen Entwicklungsmittels beständig sind. Falls Kunststoffmaterialien und/oder Kautschuk verwendet werden, muss auf diese Anforderung geachtet werden.

ψ Es ist nicht immer erforderlich, dass bei dem endlosen Band die elektrischleitende Schicht an der Oberfläche vorliegt. Die elektrischleitende Oberfläche kann auch mit einem eine starkisolierende Flüssigkeit enthaltenden Material abgedeckt sein. Beispielsweise können Fasern elektrostatisch dicht zu einer Tiefe eines kleinen Bruchteiles von 1 mm bis zu 1 mm angebracht sein. Oder es kann eine poröse Schicht aus Velvet, Flanell oder Schwamm auf der Oberfläche vorliegen. Die Anbringung eines derartigen flüssigkeitshaltenden Materials dient zur Verbesserung der Beibehaltung des flüssigen Entwicklungsmittels auf dem endlosen Band, so dass es

fe möglich wird, die Konzentration des flüssigen Entwicklungsmittels zu erniedrigen. Es dient auch zur Vereinheitlichung der öffnung zwischen der Oberfläche des elektrostatisch latenten Bildes und dem elektrischleitenden Teil des endlosen Bandes.

In Fig. 6 ist ein Beispiel für eine Vorrichtung unter Anwendung einer Mehrzahl von endlosen B&ndern gebracht. In dem Schema bezeichnet 601 eine Bahn, die ein elektrostatisch latentes Bild an der unteren Oberfläche aufweist, 602 eine poröse Walze zur Ausbildung eines Vorbades für die Bahn 601, während 602 und 603 ein Paar von Quetschwalzen, 604,606 und 608 endlose

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Bänder, 605*607 und 609 Walzen zur Haltung der Bahn gegen die obere Oberfläche des endlosen Bandes und 610 bis 612 Entladungsteile zur Zuführung des flüssigen Entwicklungsmittels auf die endlosen Bänder bezeichnen. Die Bezugsziffern, 613 und 614 geben Schwämme zum Abwischen des flüssigen Entwicklungsmittels von den endlosen Bändern an. Bei dieser Vorrichtung wird eine vorteilhafte Zuführung und Ergänzung des flüssigen Entwicklungsmittels erreicht, so dass sich Bilder von einheitlicher Bildqualität ergeben. ' J

Auf Grund der erfindungsgemässen Vorrichtung können Bilder mit ausreichender Dichte, frei von den Erscheinungen des Kanteneffektes und der Streifenbildung, erhalten werden.

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Claims (4)

1. _ ₁₂ - 205ü

   Patentansprüche

   Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein elektrisch leitendes endloses Band, das zum praktisch horizontalen Antrieb eingerichtet ist, Einrichtungen zur Förderung eines flexiblen, elektrophotographischen, empfindlichen Materials, das ein elektrostatisches latentes Bild trägt, auf die obere Oberfläche des endlosen Bandes in praktisch der gleichen Geschwindigkeit und der gleichen Richtung wie das Band und Einrichtungen zur Zuführung des flüssigen Entwicklungsmittels in die Öffnung zwischen dem endlosen Band und dem elektrophotographischen, empfindlichen Material, wobei das flüssige Entwicklungsinittel zwischen dem endlosen Band und dem elektrophotographischen, empfindlichen Material gehalten wird und in diesem Zustand gefördert wird, wobei während dieses Zeitraums durch das Mittel das elektrostatische, latente Bild auf dem elektrophotographischen, empfindlichen Materia] entwickelt wird.
2. 2. Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung gemäss Fig. 3.
3. 3. Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung gemäss Fig. 4-.
4. 4. Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung gemäss Fig. 6.

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