DE2100370A1 - Elektrophotographisches Gerat - Google Patents

Description

MTENTANWXLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT 2100 3 7

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 555476 8000 MÖNCHEN 15, TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

7. Januar 1971 W. 40 309/71 - Ko/B

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

Elektrophotographisches Gerät

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Gerät, das die Abscheidung von mehr Entwicklerteilchen wirksam auf Teilen eines isolierenden Materials mit geringer elektrischer Ladung verursacht.

In Pig. 1 ist eine schematische Seitansicht einer üblichen Umkehrflüssigkeitsentwicklungsvorrichtung für die Elektrophotographie gezeigt, in den Pig. 2, 4 und sind schematische Ansichten von wichtigen Teilen des Gerätes gemäß der Erfindung gezeigt und in Fig. 3 ist schematisch eine Ausführungsform der Regelvorrichtung, die zur Einwirkung des elektrischen Feldes lediglich auf das bogenförmige Isoliermaterial bestimmt ist, gezeigt.

Es ist allgemein bekannt, daß, wenn ein in einem isolierenden Material, beispielsweise einer Schicht einer photoleitenden isolierenden Substanz, enthaltenes elektrostatisches latentes Bild enger an Entwicklerteilchen, die nachfolgend als Toner bezeichnet werden, mit einer elektrischen Ladung von gleicher Polarität v/ie die elektrische Ladung, woraus das latente Bild gebildet wird, gebracht wird, die Teilchen durch die elektrostatische Abstossungskraft in den an elektrischer Ladung reichen Teilen abgewiesen warden und infolgedessen auch Teilen

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abgeschieden werden, die von elektrischer Ladung frei sind. Falls ein durch eine derartige Umkehrentwicklung gebildetes Tonerbild gebildet ist, ist der Toner nicht aufgrund der elektrostatischen Anziehung abgeschieden. Er wird entsprechend der Stärke des elektrischen Oberflächenfeldes abgeschieden und nicht entsprechend der Dichte der elektrischen Ladung, woraus das elektrostatische latente Bild gebildet ist. Infolgedessen wird der Toner in größerer Menge nahe den Teilen abgeschieden, wo ein großer Unterschied der Dichte der elektrischen Ladungen auftritt und nur sehr wenig Toner wird an Teilen abgeschieden, wo die elektrische Ladung einheitlich gering ist. Als Maßnahme zur· Vermeidung dieses Nachteils ist ein Verfahren bekannt, wobei eine Gleichstromspannung entsprechend dem elektrischen Oberflächenpotential an Teilen des elektrostatischen latenten Bildes mit der maximalen elektrischen Ladungsdichte an die Entwicklungselektrode angelegt wird, so daß ein elektrisches Feld proportional der Differenz zwischen der maximalen elektrischen Ladungsdichte zwischen der Entv/icklungselektrode und dem Isoliermaterial an Teilen von geringerer elektrischer Ladung zur Erzielung einer zufriedenstellenden Entwicklung angelegt wird, was nachfolgend als Umkehrentwicklungsverfahren bezeichnet wird.

In Geräten zur Durchführung dieses Umkehrentwicklungsverfahrens v/ird, wenn das zu entwickelnde Isoliermaterial nahe an die Entv/icklungselektrode gebracht wird, der Toner an der Oberfläche des isolierenden Materials entsprechend dem darin ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild abgeschieden. Falls das isolierende Material, das das elektrostatische latente Bild enthält, nicht eine lange kontinuierliche Rolle ist, sondern ein verhältnismäßig

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kleiner Bogen ist und ein derartiges "bogenförmiges Isoliermaterial intermittierend dem Entwicklungsgerät zur Entwicklung zugeführt wird, gibt es Fälle, bei denen kein Bogen eng an der Entwicklungselektrode sich befindet. In derartigen Fällen verursacht das an die Entwicklungselektrode angelegte elektrische Potential, daß der Toner überflüssigerweise am Inneren des Entwicklungsgerätes anhaftet und es geht äusserst viel Toner verloren. Infolgedessen tritt ein starker Tpnerverlust auf und das Innere der Vorrichtung wird verschmiert«

In Pig. 1 ist ein Beispiel für ein Gerät zur Durchführung dieser gewöhnlichen Umkehrentwicklungsmethode gezeigt. Der Behälter 1 ist mit dem Toner als Dispersion in einer isolierenden Flüssigkeit gefüllt, was nachfolgend als flüssiges Entwicklungsmittel 10 bezeichnet wird, v/obei die Entwicklungselektrode 4 und ein endloses Trägerband 5 so angebracht sind, daß sie in das flüssige Entwicklungsmittel eintauchen. Me Entwicklungselektrode 4- und das Trägerband 5 sind beide elektrisch leitend und das elektrische Potential wird mittels der Kraftquelle 8 angelegt, so daß ein elektrisches Feld zwischen denselben ausgebildet wird. Das Trägerband 5 wird in der durch den Pfeil 6 angegebenen Richtung mittels Walzen 7 und 8 gedreht, so daß es die Funktion des Tragens des Bogens 2, der ein elektrostatisches latentes Bild 3 enthält, in den Spalt 11 zwischen der Entwicklerelektrode 4 und dem Trägerband 5 erfüllt und dann den Bogen entlang der Führung 9 austrägt. Viährend der Bogen 2 durch den Spalt 11 passiert, wird das darauf ausgebildete elektrostatische latente Bild 3 durch den Toner mit einer elektrischen Ladung der gleichen Polarität wie das elektrostatische Bild entwickelt. Da jedoch das am Spalt 11 vorliegende elektrische Feld im all-

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gemeinen durch das elektrische Potential des elektrostatischen Bildes beseitigt wird, steht nichts zur Beseitigung des elektrischen Feldes am Spalt 11 zur Verfügung, wenn der Bogen 2 nicht am Spalt 11 vorliegt. Infolgedessen verursacht das elektrische Feld mit der maximalen Größe, daß der Toner an dem Trägerband anhaftet, wodurch der in dem flüssigen Entwicklungsmittel vorliegende Toner im starken Ausmaß verloren geht. Ausserdem wird das Trägerband selbst verschmiert und zwar in erheblichem Ausmaß. Man kann sich zwar überlegen, das elektrische Potential zwischen der Entwicklungselektrode 4 und dem Trägerband lediglich in dem Zeitraum anzulegen, wo der Bogen im Spalt 11 ist, und die Anlegung desselben aufzuhören, wenn der Bogen 2 nicht im Spalt 11 Vorliegt. In diesem Fall muß jedoch die Anlegung des elektrischen Potentials fortgesetzt werden, bis sich der Bogen 2 vollständig aus der Öffnung 11 entfernt hat und infolgedessen entwickelt das elektrische Feld auch den Teil der Öffnung 11, worin der Bogen 2 teilweise fehlt, solange irgendein Teil des Bogens noch im Spalt 11 vorhanden ist. Auch hierbei wird infolgedessen der Toner kontinuierlich auf dem Trägerband abgeschieden.

Die Erfindung ergibt ein elektrophotographisches Gerät, bei der dieses Problem gelöst ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

In Fig. 2 ist ein Beispiel eines Umkehrentwicklungsgerätes für die Elektrophotographie gemäß der Erfindung dargestellt. Der zu entwickelnde Bogen 2 wird durch die Walzen 30 und 30' entlang der Führung 9 in den Spalt 11 gefördert. Die Einrichtungen 12 und 12', die zur Feststellung des Eintrittes des Bogens 2 dienen, fühlen die

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vordere Endstellung des Bogens ab. Die Feststellungseinrichtungen 12 und 12' sind beispielsweise von dem Aufbau, daß Infrarotstrahlen von der Einrichtung 12 abgegeben werden und durch die Einrichtung 12* aufgenommen oder abgefühlt werden und der Eintritt des Bogens kann durch die Tatsache festgestellt werden, daß der Bogen 2 den Infrarotstrahl unterbricht und infolgedessen ihn am Erreichen der Infrarotstrahlfeststellungsvorrichtung 15 hindern. Das bei der Feststellung des' vorderen Endes des Bogens abgegebene Signal verursacht, daß das elektrische Potential an die Entwicklerelektrode angelegt wird, wobei eine zulässige Zeitgrenze zur Verzögerung gegeben wird, die eintritt, bevor der Bogen 2 den Spalt 11 erreicht. Die Entwicklerelektrode 14 ist in kleine Anteile in senkrechter Richtung zur Richtung, wie sich der Bogen vorwärtsbewegt, unterteilt. Wenn der Bogen 2 in den Spalt 11 eintritt, wird einer der Schalter 15 an der Slektrodenunterteilung, die ganz links im Diagramm vorliegt, zur Einleitung der Anlegung des elektrischen Potentials hierdurch geschlossen. Wenn das Förderband 5 sich vorwärts bewegt, bewegt sich der Bogen weiter über den Spalt 11,wobei die restlichen Schalter 15 der unterteilten Entwicklungselektrode einer nach dem anderen in Richtung nach rechts synchron mit der Förderungsgeschwindigkeit des endlosen Bandes geschlossen werden, so daß sich eine allmählich erweiternde Anlegung des elektrischen Potentials ergibt. Auf diese V/eise wird das auf dem Bogen 2 gebildete elektrostatisch latente Bild entwickelt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Gerät sind sowohl Flüssigkeitsentwicklungsmittel als auch Behälter identisch mit dem in Fig. 1 gezeigten und wurden in der Zeichnung weggelassen. Wenn sich der Bogen 2 nach rechts bewegt, wird dessen Schwanzende durch

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die Feststelleinrichtungen 12 und 12' festgestellt und wenn das Schwanzende des Bogens vollständig die völlig links liegende Unterteilung der Entwicklungselektrode mit einer gegebenen Verzögerung verlassen hat, werden die Schalter 15 geöffnet, so daß die .Anlegung des elektrischen Potentials an die Entwicklungselektrode allmählich aufhört. Wenn der Bogen 2 durch das Förderband 5 gefördert wird, bewegt sich das Schwanzende nach rechts und die Schalter 15 werden allmählich synchron mit der Förderungsgeschwindigkeit wieder geöffnet. Infolgedessen wird das elektrische Potential an den Teilen des Spaltes abgenommen, von denen der Bogen entfernt wurde, wodurch ein überflüssiger Verbrauch des Toners innerhalb des Flüssigkeitsentwicklungsmittels verhindert werden kann.

Bei diesem Gerät kann ein Stromkreis enthalten sein, der die Anlegung des elektrischen Potentials zwecks Beibehaltung während einer feststehenden "Zeitdauer,beispielsweise von dem Zeitpunkt der Feststellung des Durchganges des vorderen Endes des Bogens,erlaubt, wenn die Förderungsgeschwindigkeit des Bogens konstant gehalten wird.

Falls die Dauer der Anlegung des elektrischen Potentials an die Elektrode etwas kürzer als die erforderliche Zeit für den Bogen, um unter der Elektrode vollständig durchzugehen, ist, wird die Entwicklungsgeschwindigkeit selbstverständlich in einem geringen Ausmaß erniedrigt. Wenn dies auch nicht günstig ist, ist es immerhin noch besser, als wenn die Dauer übermäßig lang ist.

In Fig. 3 ist ein Beispiel für eine Verzögerungsvorrichtung zur Steuerung des Schalters, der zum Start und Abbruch der Anlegung des elektrischen Potentials an die Entwicklungselektrode dient, gezeigt. Er wirkt so, daß die Abgabe der Bogenfeststellungsvorrichtung 12 mittels des '

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Verstärkers 16 verstärkt wird und den Schalter 18 mittels des Relais schliesst, falls.der Bogen in der IestStellungsvorrichtung verbleibt. Die Bezugsziffer 17 bezeichnet eine Einrichtung zur Anregung des magnetischen Aufzeichnungsringkopfes 19 mit einer Wechselstromquelle von etwa 1000 c/s. Der magnetische Aufzeichnungskopf 19 wird durch das Schliessen des Schalters 18 angeregt. Infolgedessen wird das magnetische Aufzeichnungsband 22 magnetisiert und das Signal darauf aufgezeichnet. Das Band bewegt sich in der durch die Pfeilmarkierung 23 gezeigten Richtung. Diese Bewegung entspricht der Bewegung des Bogens. Beispielsweise bewegt es sich mit einer Geschwindigkeit,die gleich zur Antriebsgeschwindigkeit des endlosen Bandes oder einer von mehreren Unterteilungen der Antriebsgeschwindigkeit des endlosen Bandes ist. Infolgedessen bewegt sich der Teil, wo das Signal aufgezeichnet wird, nach rechts gemäß der Zeichnung und erreicht den Teil direkt unterhalb der Gruppe der Signalableseköpfe 24. Die Tatsache, daß der Teil des Bandes, wo das Signal aufgezeichnet ist, den Ableskopf in der Stellung ganz links erreicht, entspricht der Tatsache, daß der Bogen gerade das linke Ende des Spaltes 11 in der Zeichnung der Fig. 2 erreicht. Mit der Bewegung des Bandes bewegt sich der Teil des aufgezeichneten Signals nach rechts und erreicht gleichzeitig den Ableskopf der nächsten Gruppe von Köpfen 23. Dies ist praktisch synchron mit der Bewegung, mit der der Bogen bewegt wird, um die entsprechenden Teile der Unterteilung der Entwicklungselektrode zu erreichen. Das Signal, welches durch den Ableskopf abgelesen wurde, wird dann durch den Verstärker 24 verstärkt und die erhaltene Abgabe wirkt zum Schliessen der Schalter 17 der Pig. 2, so daß das elektrische Potential an die entsprechenden Unterteilungen der Entwicklungs-

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elektrode mittels der Relais angelegt wird.

Wenn das Schwanzende des Bogens vollständig durch die Peststellungsvorrichtung 12 gegangen ist, wird der Schalter 18 geöffnet und vom Aufzeichnungskopf 19 die Erregung abgenommen. Das auf dem Magnetband 22 aufgezeichnete Signal liegt nicht mehr weiterhin vor, da das Magnetband bereits mit einem permanenten Magneten 20 zur Löschung des Signals behandelt wurde. Mit einer Verzögerung von einem feststehenden Zeitraum erreicht der Teil des Bandes, von dem das Signal gelöscht wurde, die Gruppe der,Ables~ köpfe 25 und eine Ablesung des Signals erfolgt nicht mehr; Infolgedessen werden die Schalter 15 in der Zeichnung gemäß Fig. 2 geöffnet, so daß die Anlegung des elektrischen Potentials an die Entwicklungselektrode an einen Schalter nach dem anderen von der linken Seite her aufhört. Dadurch wird das elektrische Potential lediglich an den Teilen des Spaltes 11, wie in Fig. 2 gezeigt, angelegt, wo der Bogen 2 vorliegt. Da kein elektrisches Feld an Teilen vorhanden ist, wo der Bogen nicht mehr vorliegt, kann der Verlust an Toner verhindert werden.

In Fig. 4 ist ein Beispiel gezeigt, wo eine Mehrheit von elektrisch leitenden Walzen 26 von kleinem Durchmesser als Entwicklungselektroden angewandt wird. . und durch einen in der Zeichnung nicht gezeigten Motor angetrieben werden, so daß der Durchgang des Bogens durch den Spalt glatt verläuft.

In Fig. 5 ist ein Beispiel für ein Gerät gegeben, das zur Variierung des an die unterteilte Entwicklungselektrode anzulegenden elektrischen Potentials geeignet ist, so daß mögliche nachteilige Effekte aufgrund von Erscheinungen, wie Dunkelabfall des elektrostatischen Bildes auf dem Bogen vermieden werden. Allgemein ist es günstig,

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das Potential bei höherer Größe auf der Seite, wo der Bogen in das Gerät eintritt, und bei niedriger Größe an der Seite, wo der Bogen aus dem Gerät austritt, zu halten. Die Bezugsziffer 27 bezeichnet eine Gruppe von Y/lderständen, die zur Unterteilung des elektrischen Potentials der Kraftquelle 28 dienen. Mittels dieser Gruppe von Widerständen 27 kann das an die unterteilte Entwicklungselektrode anzulegende elektrische Potential variiert werden.

Die bisherige Beschreibung beschränkte sich auf eine Umkehrentwicklungsvorrichtung. Das Gerät gemäß der Erfindung kann jedoch auch angewandt werden, um den Toner praktisch einheitlich über die gesamte Oberfläche eines Bogens abzuscheiden, der kein elektrostatisch latentes Bild enthält. Anders ausgedrückt, kann das Gerät auch als Einrichtung zur Zuführung des Toners, ohne irgendeinen schädlichen Verbrauch des Toners oder Verschmierung des Inneren des Gerätes verwendet werden. Das bedeutet, daß das Gerät auch'zur Herstellung eines Donatorbogens verwendet werden kann.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Elektrophotographisches Gerät, gekennzeichnet durch allmählich sich schliessende und allmählich sich öffnende Stromkreise zur Anlegung eines elektrischen Potentials an die Entwicklungselektrode, so daß die Anlegung des elektrischen Potentials mit der Relativbewegung der Entwicklungselektrode bezüglich des bogenförmigen Isoliernaterials synchronisiert v/ird, wodurch das elektrische Feld lediglich an den Teilen der Entwicklungselektrode ausgebildet wird, die dem bogenförmigen Isoliermaterial gegenüberstehen, während es eine Relativbewegung hierzu hat, so daS der Toner in dem flüssigen Entwicklungsmittel_t in der Richtung des bogenförmigen Isoliermaterials strömt.

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