DE2165450C3

DE2165450C3 - Vorrichtung für die elektrophotographische Flüssigentwicklung

Info

Publication number: DE2165450C3
Application number: DE2165450A
Authority: DE
Inventors: Osamu Fukushima; Satoru Honjo; Masamichi Sato
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1979-09-13
Also published as: NL7118114A; AU3746471A; DE2165450B2; JPS5124254B1; AU466983B2; GB1362074A; IT945720B; FR2121085A5; CA949309A; US3783827A; BE777528A; DE2165450A1

Description

Die Erfindung betiifft eine Vorrichtung für die elektrophotographische Flüssigentwicklung von blattförmigem Aufzeichnungsmaterial mit mehreren in π Reihe und mit Abstand nebeneinander in einem Gehäuse gelagerten Trägerwalzen, die das zu entwikkelnde Aufzeichnungsmaterial weiterbefördern und durch eine Antriebseinrichtung mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden, mit mehreren jeweils über to den Trägerwalzen angeordneten Entwicklungswalzen, die mit den Trägerwalzen eine Reihe von Walzenpaaren bilden, und mit Einrichtungen zur Zuführung eines flüssigen Entwicklers von oben in die Zwischenräume zwischen den Walzenpaaren. ti

Ein ernstes Problem, das bei der Flüssigentwicklung auftritt, ist die Schwierigkeit, den Entwickler gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des zu entwickelnden Blattes (Folie) aufzubringen. Selbst wenn eine gleichmäßige Zufuhr erzielt wird, kann keine gleichmäßige vi Entwicklung erwartet werden, wenn die Menge des Entwicklers nicht reichlich ist. Deshalb muß der Entwickler gleichmäßig und innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit ausreichend zugeführt werden, da eine längere Entwicklung einen Zerfall des latenten r. Ladungsbildes und gleichzeitig eine Zunahme des Schleiers aufgrund des Restpotentials mit sich bringt.

Der Zerfall der latenten Bildladung wird neben der Neutralisation der Ladung durch die Tonerablagerung durch die Neutralisation derselben durch andere < lonenarten als den Toner und auch durch Leckstellen in dem photoleitfähigen Überzug hervorgerufen. Ein solcher Ladungszerfall liefert ein entwickeltes Bild mit einer niedrigeren Tonersättigungsdichte als sie bei perfekter Neutralisation der Ladung allein durch · Tonerablageriing zu erwarten wäre.

Insbesondere ist im Falle der Entwicklung von kontinuierlich getönten Bildern ein Entwicklungsverfahren, das innerhalb einer kurzen Entwicklungszeit von einem Randeffekt, Streifen und Flecken aufgrund der ungleichmäßigen Entwicklerzufuhr freie Tonerbilder liefern kann, von besonders großer Bedeutung, wobei keine wesentliche Restladung zurückbleibt und Tonerbilder mit niedrigem Hintergrund erhalten werden können. Um dies zu erreichen, müssen jedoch einander widersprechende Bedingungen erfüllt werden. Die Minimalisierung des Randeffektes erfordert einen extrem schmalen Elektrodenspalt zwischen der Elektrode und der zu entwickelnden Oberfläche. Ein solcher schmaler Spalt behindert die richtige Zufuhr und den Austausch des Entwicklers und führt zu einem Mangel au Gleichmäßigkeit des Ausmaßes der Entwicklung auf der gesamten Oberfläche. Wenn man auf einen schnellen Entwicklerstrom zurückgreift, besteht die Neigung, daß Streifen auftreten wegen der großen relativen Geschwindigkeit zwischen der das latente Bild tragenden Oberfläche und dem Entwickler. Diese Tendenz wird bei einem kleinen Elcktrodcnspalt noch ausgeprägter. Durch Entwicklung bei schwacher Entwicklerzufuhr über einen ausgedehnten Zeitraum hinweg werden diese nicht miteinander zu vereinbarenden Anforderungen teilweise gelöst, jedoch nimmt andererseits der Hintergrund wegen der Restladung zu.

In der BE-PS 7 52 387 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine elektrophotographische Flüssigentwicklung von blattförmigem Aufzeichnungsmaterial beschrieben, bei welchem die das latente Bild tragende zu entwickelnde Schicht und eine Entwicklungselektrode in direkte Berührung miteinander gebracht werden, wobei die Schicht und/oder die Entwicklungselektrode gleichförmige Oberflächenunregelmäßigkeiten von sehr feiner Struktur in der Weise enthalten, daß die unmittelbar berührte Fläche der Schicht mit der Elektrode einen Wert von 10% der Gesamtfläche der zu entwickelnden Oberfläche nicht übersteigt, wobei der größere Teil der Berührungspunkte durchschnittliche Größen von nicht mehr als 50 Mikron besitzt, und wobei die beiden Oberflächen keine relative Bewegung während der Berührung erhalten. Es war jedoch bei dieser bekannten Arbeitsweise noch nicht möglich, die Menge der zuzuführenden Entwicklerflüssigkeit in ausreichendem Ausmaße zu erhöhen, so daß eine gleichförmige Entwicklung des latenten Bildes in zufriedenstellender Weise noch nicht gewährleistet wurde.

Die DE-OS 18 14 996 beschreibt eine Vorrichtung für die elektrophotographische Flüssigentwicklung, bei welcher oberhalb der zu entwickelnden das latente Bild tragenden Oberfläche ein Verteiler für Tonerflüssigkeit angeordnet ist, der beispielsweise aus einem Trog, der quer über und mit Abstand oberhalb der Bildoberfläche verlaufend angeordnet und an einer Oberseite offen ist besteht. Andererseits kann der Verteiler für die Zuführung der Entwicklungsflüssigkeit aus einem kreisförmigen Rohr bestehen, das über einen in seiner Mitte angeordneten Anschluß mit der Flüssigkeit versorgt wird und das in seinem oberen Bereich eine Reihe von Bohrungen, durch welche die Tonerflüssigkeit ausläuft, aufweist. Dabei wird in jedem Fall eine möglichst gleichförmige Strömung der Entwicklerflüssigkeil über die zu entwickelnde Oberfläche erreicht. Bei dieser Ausführungsform ist es jedoch nicht möglich, eine Entwicklung auszuführen, bei welcher unter Anwendung eines stationären Teiches aus der Entwicklermasse Bilder, die frei von Streifen sind und eine gleichförmige Entwicklungsdichte aufweisen, erhalten

werden können.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung für die elektrophotographische Flüssigentwicklung von blattförmigem Aufzeichnungsmaterial der eingangs angegebenen Art, mit welcher das der zu s entwickelnden Blattoberfläche angebotene Entwicklerflüssigkeitsvolumen erhöht werden kann, ohne daß dadurch die Flüssigkeitsströmung über die Oberfläche intensiviert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch zwei endlose Bänder, die an den seitlichen Enden der Trägerwalzen unter Bildung jeweils einer gespannten Schleife, die mindestens einige der Trägerwalzen einschließt, aufgehängt sind, und die von den is Trägerwalzen mitgenommen mit ihren äußeren Rändern an Seitenwänden in dichtem Kontakt entlangstreifen und auf denen durchlaufende Blätter des Aufzeichnungsmaterials mit den Rändern aufliegen, so daß die jeweils durchlaufenen Zwischenräume Troge darstellen, in denen sich der zugeführte Entwickler 2.0 einem zeitweisen Entwicklerbad staut

Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich. Bilder zu entwickeln, die einen hohen Grad an Gleichmäßigkeit bezüglich des Entwicklungsgrades aufweisen und frei von Streifen sind, die häufig in den Grenzgebieten zwischen Bezirken hoher Dichte und Bezirken niedriger Dichte beobachtet werden. Darüber hinaus kann sie wegen ihres einfachen Aufbaus leicht in automatische Entwicklungsvorrichtungen eingebaut su werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß auf der zu entwickelnden Oberfläche ein temporärer Entwicklerteich nur dann ausgebildet wird, wenn ein zu entwickelndes elektrophotographisches Blatt in die Vorrichtung eingeführt wird. Ein solcher r> Entwicklerteich ermöglicht die Wiederauffrischung und Zufuhr des Entwicklers, ohne daß eine starke relative Bewegung zwischen Entwickler und Bildoberfläche hervorgerufeil wird. Es wird eine Entwicklerschicht von wenigstens einigen Millimetern Dicke stationär auf der zu entwickelnden Oberfläche gebildet und die in der Nähe der Oberseite dieser Schicht auftretende Störung breitet sich nicht direkt auf die Büdoberfläche aus. Natürlich muß beim Aufbau der Vorrichtung dafür Sorge getragen sein, daß in der Flüssigkeitsschicht und π in der Nähe der Bildoberfläche kein Bereich vorliegt, in dem der Entwickler örtlich mit einer großen Strömungsgeschwindigkeit fließt. Die Entwicklerzufuhr mittels einer Teichbildunghat sich als außerordentlich gleichmäßig erwiesen und liefert Bilder mit gleichförmigem vi Entwicklungsgrad. Außerdem läuft die aus den Zufuhrdüsen ausströmende Entwicklerflüssigkeit nicht direkt gegen die Büdoberfläche, sondern auf die obere Oberfläche des Teiches, so daß die relative Geschwindigkeit des Entwicklers zu der Bildoberfläche ausrei- 3~> chend klein ist, um das Auftreten von Streifenbildung zu vermeiden.

Bei einer bevorzugten Anordnung werden mehrere elektrisch leitende Walzen mit einem kleinen Durchmesser als Entwicklungselektroden verwendet, wobei die Entwicklerflüssigkeit durch den Abstand zwischen den Walzen zu der Bildoberfläche zugeführt wird. Wenn die Walzen mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Transportgesrhwindigkeit der zu entwickelnden Blätter rotieren, wird die relative Bewegung zwischen dem Entwickler und der Büdoberfläche minimal gehalten, wodurch eine Streifenbiidung vermieden wird. Bei der Vorrichtung gemalj der Erfindung wird ein Entwicklerteich nur dann gebildet, wenn ein elektrophotographisches Blatt in die Vorrichtung eingeführt wird und wenn das Blatt abgeführt wird, fällt die Flüssigkeit nach unten und zirkuliert frei. Dadurch wird für jedes neu ankommende Blatt der Entwickler vollständig regeneriert

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger praktischer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A 'der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform,

Fig.3 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die sich von der in F i g. 1 gezeigten Ausfüinrungsform durch die Verwendung eines weiteren endlosen Bandpaares 25 einer geringen Breite unterscheidet, das zwischen den Elektrodenwalzen an den seitlichen Tilden aufgehängt ist Diese Eiänder halten die Seätenkanicii i^er blattförmigen Aufzeichnungsmaterialien, die außerhalb der Bilderzeugungsfläche liegen, wodurch die Elektrodenwalzen um die Dicke der Bänder 25 angehoben werden, so daß ein Elektrodenspalt der gleichen Größe entsteht;

F i g. 4 einen Längsschnitt durch die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung, aus dem zu ersehen ist, daß zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials und den Elektrodenwalzen ein gleichmäßiger Spalt bestehen bleibt, da die endlosen Bänder 25 nur die Seitenränder der Blätter festhalten;

F i g. 5 eine andere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung in Form einer schematischen Schnittansicht. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform insofern, als das endlose Band 15 nicht über die gesamten Trägerwalzen geführt ist. So sind die ersten und letzten Walzen aus der Schleife ausgeschlossen.

F i g. 6 andere Typen von Hilfselektroden. Gemäß Fig.6a wird eine flache Platte als Hilfselektrode verwendet, während gemäß F i g. 6b eine solche mit einem muldenähnlichen Querschnitt verwendet wird, in welche der Entwickler eingeführt wird. Diese Elektrode hat sich zur Verringerung der Ungleichmäßigkeit der Entwickluiigszufuhr als sehr wirksam erwiesen.

In F i g. I gelangt ein blattförmiges Aufzeichnungsmaterial 100 mit der das zu entwickelnde latente Bild tragenden Oberfläche nach oben in die Entwicklungseinheit. Die Achse der Trägerwalzen 1 bis 7 sind in den in den seitlichen Tragplatten (nicht dargestellt) vorgesehenen Lagern befestigt und sie werden durch einen Aiißep^r7iotor (nicht dargestellt) mittels Getrieben oder Ketten (nicht dargestellt) mit einer konstanten und gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Die Elektrodenwalzen 8 bis 14 bestehen aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. einem Metall. Auf beiden seitlichen Enden der Trägerwalzen I bis 7 sind zwei endlose Bänoer 15 aufgehängt Der Entwickler wird durch üie Einführungsdüsen 16 bis 21 eingeführt und in einem Vorratsbehälter 22 gesammelt und durch einen in dem Boden des Behälters vorgesehenen Ausgang 23 mittels einer Pumpe (nicht dargestellt) in die Düsen im Kreislauf zugeführt. Wenn nach der Entwicklung einer Reihe von Blättern der Toner verbraucht ist und seine Konzentration herabgesetzt ist, wird dem Entwickler automatisch oder manuell ein getrennt aufbewahrtes Wiederauffüllungs- bzw. Regenerierungskonzentrat zugesetzt. Der Entwickler wird

durch feine Schlitze oder Leitungen mit schmalen öffnungen durch die Düsen 16 bis 21 versprüht. Für jede Düse sind Führungsplatten 22 bis 27 vorgesehen, um einen gleichmäßigen Strom des Entwicklers zu gewährleisten. Die Führungsplatten und die Walzen bilden einen keilförmigen Zwischenraum, in dem die Flüssigkeit kurz gehalten wird, so daß sie nicht direkt gegen die Aufzeichnungsblätter fließt; diese Stagnierung hat die Wirkung, daß das Auftreten von Streifen verringert und eine gleichmäßige Zufuhr des Entwicklers erzielt wird.

Das wesentliche Merkmal liegt jedoch in der Verwendung der endlosen Bänder 15. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Bänder 15 auf den Seitenenden der Trägerwalzen aufgehängt und sind in Kontakt mit den beiden Seitenwänden 28 und 29 im Umlauf. Die Bänder verhindern, daß der Entwickler frei durch den Spalt zwischen (Jem Ain/eiuiii im igsuia i ί und den Seiieiiwänden 28 und 29 fällt.

Da die Seitenränder der zu entwickelnden Blätter 100 auf den Bändern 15 liegen, wird die Bodenfläche des temporären Teiches von dem Aufzeichnungsblatt 100 und den beiden endlosen Bändern 15 gebildet. Bei einer solchen Anordnung wird die Entwicklerflüssigkeit während des Durchgangs durch die Entwicklungseinheit auf dem laufenden Aufzeichnungsblatt gehalten. Wie in F i g. 2 erläutert, kann die Achse jeder Trägerwalze an einem Ende aus der Seitenwand hervorstehen, so daß ein Antriebsmechanismus, beispielsweise ein Getriebe oder eine Kette, angebracht werden kann, das bzw. die durch einen Motor angetrieben wird. Um zu verhindern, daß der Entwickler entlang der Oberfläche der vorstehenden Achse ausläuft, ist auf die Achse eine Abschirmscheibe 30 aufgesetzt.

Da die Elektrodenwalzen so gelagert werden, daß sie sich in vertikaler Richtung frei bewegen können, sind die Seitenwände mit öffnungen versehen, die größer sind als die Größe der Walzenachse. Um zu verhindern, daß der flüssige Entwickler durch diese öffnungen ausläuft, sind Abdeckplatten 31 und 32 parallel zur Laufrichtung

Hp«; Aiif7pirhnnniTshlal!p<; anophrachi nip Flplftrrwipn-

walze hat einen gleichmäßigen Durchmesser und bildet die Seitenwand des temporären Teiches in Querrichtung zur Laufrichtung des Aufzeichnungsblattes, wodurch das Aus aufen des Entwicklers verhindert wird. Da die Walzen durch die Reibung mit der Bildoberfläche des Aufzeichnungsblattes gedreht werden, muß die durch die Seitenwände auf die Walzen ausgeübte Reibung möglichst gering sein. Untersuchungen haben gezeigt, daß zur frzielung der Teichbildung zwischen der Seitenwand und dem Ende der Walze ein Zwischenraum von etwa '/5 mm zulässig ist. Ein solcher Zwischenraum ist auch im Hinblick auf die Reibungsbelastung für die Walzenrotation erwünscht. Wie in F i g. 1 dargestellt, werden die Entwicklungselektrodenwalzen, wenn ein Aufzeichnungsblatt in die Entwicklungseinheit eingeführt wird, durch die Dicke des Aiifzeichnungsblattes angehoben und befördern zusammen mit den Trägerwalzen das Aufzeichnungsblatt weiter, wobei gleichzeitig zwischen den benachbarten Walzenpaaren ein Entwicklerteich gebildet wird.

Geeignete Materialien für das endlose Band sind z. B. elektrisch leitende Bändern, isolierende Kunststoffe oder Gewebe. Wenn das Band ein Isolator ist, kann das Aufzeichnungsblatt durch die Trägerwalzen geerdet sein. Wenn eine Erdung durch das endlose Band erforderlich ist, kann ein isolierendes Kunststoffband, das mit einem feinen Metalldraht umwickelt ist, verwendet werden, das leichter herzustellen ist als ein Metallband. Die Bildoberfläche eines elektrophotographischcn Aufzeichnungsblattes weist eine mikroskopische Oberflächenrauheit auf. Wenn der Rauheitsgrad hoch ist, können die Elcktrodenwalzen während der ί Entwicklung direkt mit der Bildoberfläche in Kontakt gebracht werden, ohne daß dadurch eine Verschlechterung des entwickelten Bildes durch das direkte Kontaktieren mit der Walze hervorgerufen wird, da die Walzenoberfläche nur mit den winzigen vorstehenden

in Teilen der Oberfläche des Aufzeichnungsblattes in tatsächlichem Kontakt steht. In einem solchen Falle werden natürlich die direkt kontaktierten vorstehenden Teile durch den Toner verschmutzt. Eine solche Verschmutzung ist jedoch mit bloßem Auge kaum

i^r> erkennbar, solange die Dimensionen der vorstehenden Teile kleiner sind als das Auflösungsvermögen des iiiL-nMjiiiiciien Auges (O.i nun ouei wenigei). Wenn dagegen die Rauheit gering ist, d. h. wenn die Bildoberfläche ganz glatt ist, wird die Kontaktfläche

-'Ii größer und bewirkt eine unerwünschte Übertragung (Offsetting) des entwickelten Tonerbildes auf die Elektrodenwalzen.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung eignet sich besonders für die Entwicklung von Aufzeichnungsmate-

2i rialien mit einer Oberfläche einer solchen Glätte. Das Auslaufe.: des Cntwicklers durch den Spalt wird genügend klein, so daß ein Entwicklerteich gebildet wird, wenn dieser Spalt auf einen Wert von weniger als 0,5 mm eingestellt wird. Wie in F i g. 3 dargestellt, ist für

κι die erste Walze 8 und die letzte Walze 14 eine stärkere Beschränkung erforderlich, um das Gegenstromfließen und Lecken (Auslaufen) des Entwicklers zu verhindern. Für diese Walzen ist ein Spalt von etwa 0,1 mm zulässig, wodurch der Teich so schnell gebildet werden kann, als

r> ob zwischen den Elektrodenwalzen und der Oberfläche kein Spalt vorhanden wäre. Durch Anbringung von Rillen auf der Elektrodenwalze ist es möglich, den Elektrodenspalt leicht einzustellen und die unerwünschte Verschiebung der endlosen Bänder zu verhindern.

»0 Da« Aiifypirhniinasmatprial kann unter dem Griff durch die oberen und unteren Bänder an seinen Rändern entlang des Weges mit Sicherheit transportiert werden, selbst wenn das Aufzeichnungsblatt die Neigung zum Eindrehen hat, oder in einem eingedrehten Zustand

^ 5 vorliegt. Bei der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung sind die endlosen Bänder 15 an den beiden Seitenrändern der Trägerwalzen 2 bis 6 aufgehängt Der wesentliche Unterschied zwischen der Vorrichtung gemäß F i g. 3 und derjenigen gemäß F i g. 5 ist darin zu sehen, dai3 bei

•ι) der letzteren die endlosen Bänder 15 nicht über die Endwalzen 1 und 7 geführt sind. Diese Vorrichtung ist von sieben Walzenpaaren in sechs Abteilungen unterteilt.

Bei dieser Anordnung wird in den ersten und letzten

y> Abteilungen kein Teich gebildet, da der Entwickler nicht aus den Düsen <n diese Abteilungen eingeführt wird, sondern darin von den benachbarten Abteilungen zuströmt, durch den Zwischenraum zu den Seitenwänden nach unten fällt, wodurch ein Auslaufen oder

^¹ Einströmen im Gegenstrom des Entwicklers in eine andere Einheit verhindert werden kann. Außerdem können zwischen den Walzen kleinere elektrisch leitende Walzen vorgesehen sein, um die Wirkung der Elektrodenentwicklung zu verbessern. Diese kleineren

• Walzen werden ebenfalls durch die Seitenwände so gehalten, daß sie entlang der vertikalen Richtung beweglich sind.

Der Durchgang des Aufzeichnungsblattes ist gerade

7 8

im l-'alle der erläuterten Ausführungsformen. IJm das hergestellt sein. Ks kann auch eine große Anzahl von

Ablaufen des h'.itwicklcrs /u verbessern und das kleinen Elcktrodcnwal/.en dicht nebeneinander an-

Ausfließcn des Kniwicklers /u verhindern, kann jedoch geordnet sein. Die Anzahl der Trägcrwalzcn kann auch

der Durchgang auch bogenförmig gemacht werden. Die mehr oder weniger als 7 betragen.

Hilfselektrode!! können aus einer flachen Metallplatte ■·,

Hierzu 5 Blatt /.eichnuncen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung für die elektrophotographische Flüssigentwicklung von blattförmigem Aufzeichnungsmaterial mit mehreren in Reihe und mit Abstand nebeneinander in einem Gehäuse gelagerten Trägerwalzen, die das zu entwickelnde Aufzeichnungsmaterial weiterbefördern und durch eine Antriebseinrichtung mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden, mit mehreren jeweils über den Trägerwalzen angeordneten Entwicklungswalzen, die mit den Trägerwalzen eine Reihe von Walzenpaaren bilden, und mit Einrichtungen zur Zuführung eines flüssigen Entwicklers von oben in die Zwischenräume zwischen den Walzenpaaren, gekennzeichnet durch zwei endlose Bänder (15), die an den seitlichen Enden der Trägerwaizen (1—7) unter Bildung jeweils einer gespannten Schleife, die mindestens einige der Trägerwalzen einschließt, aufgehängt sind, und die von den Trägerwalzen mitgenommen mit ihren äußeren Rändern an Seitenwänden (28, 29) in dichtem Kontakt entlangstreifen und auf denen durchlaufende Blätter (100) des Aufzeichnungsmaterials mit den Rändern aufliegen, so daß die jeweils durchlaufenen Zwischenräume Tröge darstellen, in denen sich der zugeführte Entwickler zu einem zeitweisen Entwicklerbad staut.