DE2447709C3

DE2447709C3 - Entwicklungseinheit fur ein elektrostatisches Kopiergerät

Info

Publication number: DE2447709C3
Application number: DE2447709A
Authority: DE
Inventors: Fukusaburo Yamatokoriyama Nara Ito (Japan)
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1973-10-05
Filing date: 1974-10-07
Publication date: 1980-02-14
Also published as: FR2246902A1; FR2246902B1; DE2447709B2; DE2447709A1; JPS5063940A; US3972306A; JPS551580B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungseinheit für ein elektrostatisches Kopiergerät, bei dem auf einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger ein Bild durch aufeinanderfolgende Bearbeitungsvorgänge des Aufladens, Belichtens und Entwickeins geschaffen wird, wobei in der Entwicklungseinheit nahe der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsträgers eine Entwicklungselektrode angeordnet ist, unter Bildung eines die Entwicklung fördernden elektrischen Feldes zwischen dem latenten Bild und der Entwicklungselektrode.

Es sind bei Kopiergeräten verschiedene Methoden bekannt, das latente elektrostatische Bild zu entwickeln, z. B. die Kaskadenmethode, die Magnetbürstenmethode, die Pulverwolkenmethode und die Flüssigentwicklermethode. In letzter Zeit ist man bei jeder der vorgenannten Entwicklungsmethoden dazu übergegangen, eine Entwicklungselektrode zu verwenden.

Das latente elektrostatische Bild wird auf einer fotoleitenden dielektrischen Schicht gebildet, die auf

5¹S einem leitenden Substrat angeordnet ist Wenn das Bild eine große Fläche hat, ist der Spannungskontrast im mittleren Bereich des latenten Bildes geringer als im Randbereich des Bildes, da der Randbereich einen Grenzbereich zwischen einem geladenen und einem ungeladenen Gebiet darstellt, während der mittlere Bereich des Bildes einen solchen Grenzbereich nicht darstellt. Daher wird zwar ein elektrisches Feld im Inneren der fotoleitenden Schicht gebildet, jedoch werden elektrische Feldlinien im umgebenden Außenraum nahe dem Mittenbereich des Bildes nur in geringem Maße gebildet Wenn der Entwicklungsvorgang unter diesen Bedingungen durchgeführt wird, wird eine große Menge des Entwicklers auf dem Randbereich abgelagert, während die Ablagerung des Entwicklers im Mittenbereich des Bildes relativ gering ist Dieser Effekt ist als Kantenentwicklungseffekt bekannt

Die elektrischen Feldlinien, die von dem Mittenbereich des latenten Bildes ausgehen, können dadurch geändert werden, daß eine Entwicklungselektrode aus leitendem Werkstoff, z. B. Metall, in solcher Weise angeordnet wird, daß ein starkes elektrisches Feld zwischen der Entwicklungselektrode und dem latenten Bild entsteht Die elektrische Feldstärke ist um so größer, je geringer der Abstand zwischen der Entwicklungselektrode und dem latenten biid ist

Die Entwicklungselektrode muß daher nahe der Bewegungsbahn des fotoempfindlichen Papiers oder der Oberfläche der Trommel in der Entwicklungseinheit angeordnet werden; andererseits muß aber die Elektrode mit noch ausreichendem Abstand von dem fotoempfindlichen Papier oder der Trommeloberfläche angeordnet werden, damit sie das Zuführen de* Entwicklers, der Toner in einer geeigneten Konzentration enthält, auf die Oberfläche des fotoempfindlichen Papiers oder der Trommel nicht stört.

Bei einem bekannten, nach dem xerographischen Verfahren arbeitenden Kopiergerät (US-PS 35 50 556) wird das Kunstharzfarbpulver in Umfangsrichtung durch einen engen Zwischenraum zwischen der Trommeloberfläche und einer in engem Abstand von dieser angeordneten Metallplatte gefördert, wobei am Eingang und am Ausgang dieses Zwischenraums je ein Schneckenförderer zu dem Zweck vorgesehen ist, das Farbpulver seitlich, d. h. parallel zur Trommelachse, zum Eingang des genannten Zwischenraums bzw. davon w, eg zu fördern. Die Schneckenförderer haben auch eine elektrische Funktion, nämlich am Eingang des genannten Zwischenraums eine eventuell vorhandene Raumladung des Farbpulvers abzubauen und am Ausgang des Zwischenraums mittels eines geeigneten am Förderer anliegenden Potentials Kunststoffträgerteilchen, die aufgrund von Reibungselektrizität an der Trommeloberfläche anhaften, von dieser abzuziehen. Der eigentliche Entwicklungsvorgang findet jedoch innerhalb des Zwischenraums statt.

Bei einem weiteren, nach dem xerographischen Verfahren arbeitenden bekannten Kopiergerät (US-PS 33 36 905) wird das Kunststoffarbpulver mittels eines Bandförderers an einer relativ hochgelegenen Stelle auf die Trommeloberfläche gegeben und fällt von dieser an einer tiefergelegenen Stelle aufgrund der Schwerkraft wieder herab. Zwischen der Aufgabestelle und der Abgabestelle sind parallel zur Trommelachse verlaufende Metalldrähte in einem Abstand von der Trommeloberfläche angeordnet. Die Drähte sind mit einer Hochspannungsquelle verbunden und dienen dazu, Turbulenzen in dem entlang der Trommdobcrflächc

strömenden Entwickler zu erzeugen, um durch verbesserte Durchmischung Tonerverluste, die an den in Berührung mit der Trommeloberfläche gewesenen Trägerteilchen aufgetreten sind, wieder auszugleichen. Die an den Drähten anliegende Hochspannung dient dazu, mittels Koronaentladungen übermäßige Aufladungen von Trägerteilchen zu beseitigen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwicklungseinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sowohl ein befriedigender elektrischer Feldverstärkungseffekt als auch eine gleichmäßige Versorgung der das elektrostatische latente Bild tragenden Oberfläche mit Entwickler erhalten werden.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Entwicklungselektrode einen spiralförmigen federnden Metallkörper aufweist, der innerhalb des Entwicklungsabschnitts in unmittelbarer Nähe der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsträgers angeordnet ist

Bei der Entwicklungseinheit nach der Erfindung kann der spiralförmige federnde Metallkörper in Berührung mit der Oberfläche des fotoempfindlichen Papiers sein, während dieses sich durch die Entwicklungseinheit bewegt. Der Entwickler kann auf die Oberfläche des fotoempfindlichen Papiers durch die Zwischenräume gelangen, die innerhalb des spiralförmigen federnden Metallkörpers vorgesehen sind. Durch die Verwendung des spiralförmigen federnden Metallkörpers werden die Kantenentwicklungseffekte unterdrückt, auch wenn das Bild breitflächig ist. Ferner wird die Wiedergabe von jo allmählichen Abschattierungen verbessert, und der Kontrast des Bildes wird verbessert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt j-,

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein mit einer erfindungsgemäßen Entwicklungseinheit versehenes Kopiergerät;

F i g. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Entwicklungseinheit; und

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der spiralförmigen Entwicklungselektrode.

Zunächst wird, um ein vollständiges Verständnis der Erfindung zu erleichtern, unter Bezugnahme auf F i g. 1 ein Kopiergerät beschrieben, welches mit einer 4-, spiralförmigen Entwicklungselektrode versehen ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zur Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes das Flüssigentwicklerverfahren benutzt. Das fotoempfindliche Papier wird aus einer Kassette 10, welche die fotoempfindlichen Papierbögen enthält, abgegeben und gelangt durch einen Papierzuführabschnitt, einen Aufladeabschnitt, einen Belichtungsabschnitt, einen Entwicklungsabschnitt und einen Trocknungsabschnitt, und schließlich wird am Papierausgang ein mit der Kopie versehener γ, Bogen abgegeben, wie vom Stande der Technik her bekannt ist. Es ist nun in dem Entwicklungsabschnitt eine spiralförmige Entwicklungselektrode 12 vorgesehen. Das fotoempfindliche Papier, welches ein latentes elektrostatisches Bild aufweist, wird entlang einem _ho Zwischenraum geführt, der zwischen der spiralförmigen Entwicklungselektrode 12 und einer Papierführung 14 in dem Entwicklungsabschnitt vorgesehen ist. Das fotoempfindliche Papier kann in die Entwicklerflüssigkeit 16 eintauchen, die sich in einem wanncnförmigen Entwick- _b, lungsbehältcr 18 befindet, während das Papier entlang dem zwischen der spiralförmigen Elektrode 12 und der Papierführung 14 vorgesehenen Zwischenraum bewegt wird. Der Entwickler wird vorzugsweise von einem Vorratstank 20 auf das fotoempfindliche Papier aufgefüllt, um eine saubere Kopie zu erhalten.

In Fig.2 ist die Entwicklungseinheit mit de*- spiralförmigen Entwicklungselektrode 12 dargestellt, wobei Teile, die in F i g. 1 gezeigten Teilen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die spiralförmige Entwicklungselektrode 12 enthält im wesentlichen eine Tragplatte 22 aus Metall und Spiralfedern 24, die ebenfalls aus Metall bestehen. Beide Enden der Spiralfedern 24 werden von Metallstücken 30 und 32 unter Verwendung von an diesen Metallstücken vorgesehenen Bohrungen 26 und 28 getragen, wobei die Metallstücke 30 und 32 an der Tragplatte 22 angebracht sind Die Tragplatte 22 ist an dem Chassis des Kopiergerätes angebracht unter Verwendung eines Vorsprunges 34 und befindet sich somit auf Erdpotential. Die Spiralfedern 24 werden somit auf Erdpotential gehalten. Innerhalb der Spiralfedern 24 befinden sich Zwischenräume, da die Spiralfedern 24 von den Metallstücken 30 und 32 unter Ausnutzung der federnden Eigenschaften der Spiralfedern 24 gespannt gehalten werden. Ein Rührer 36 ist vorgesehen zu dem Zweck, die Entwicklerflüssigkeit in dem Entwicklungstank 18 umzurühren.

F i g. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht die spiralförmige Entwicklungselektrode 12. Es sind 12 Spiralfedern 24 zwischen den Metallstücken 30 und 32 gespannt. Der Entwickler kann gleichmäßig durch die Zwischenräume strömen, die innerhalb der Spiralfedern 24 und zwischen benachbarten Spiralfedern 24 vorgesehen sind.

Die spiralförmige Entwicklungselektrode 12 wird nahe dem latenten elektrostatischen Bild angeordnet, welches sich auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Papiers befindet, ohne das Nachfüllen des Entwicklers, welcher Toner in einer geeigneten Konzentration enthält, auf die das latente elektrostatische Bild aufweisende Oberfläche zu stören, da die Spiralfedern 24 lichte Zwischenräume aufweisen und ferner federnde Eigenschaften haben. Der elektrische Feldverstärkungseffekt wird so in befriedigender Weise erhalten, und es können saubere Kopien hergestellt werden.

Bei dem Flüssigentwicklerverfahren ist die Zeitdauer des Entwickiungsvorganges von wesentlicher Bedeutung. Ohne Verwendung der Entwicklungselektrode ist es erforderlich, das fotoempfindliche Papier langer als 10 Sekunden in die Entwicklerflüssigkeit zu tauchen, um eine saubere Kopie zu erhalten. Wenn die Entwicklungselektrode gemäß der Erfindung in dem Entwicklungsabschnitt vorgesehen wird, kann der Entwicklungsvorgang unter Erzielung einer sauberen Kopie in • 0,5 bis 2 Sekunden ausgeführt werden.

Ein Kopiergerät, bei dem eine spiralförmige Entwicklungselektrode der beschriebenen Art verwendet wird, ist auch dazu geeignet, eine Matrize für den Offset-Druck oder das Sekundäroriginal für die elektrostatische Fotografie herzustellen, da der Kontrast des unter Verwendung der spiralförmigen Entwicklungselektrode entwickelten Bildes sehr hoch ist.

Die nachfolgenden Tabelle dient zur Erläuterung der Vorteile der Erfindung; dabei wird das Bild, welches mit einer die spiralförmige Entwicklungselektrode aufweisenden Entwicklungseinheit entwickelt worden ist, verglichen mit dem Bild, welches von einer Entwicklungseinheit entwickelt worden ist, die die bekannte aus einer Metallplatte bestehende Entwicklungselektrode aufweist.

Original	Schwärzung	des kopierten
	Bildes
Durchmesser Schwärzung	Bei Verwen	Bei Verwen
einer des Originals	dung der	dung der
schwarzen	plattenför	spiralför
Kreisscheibe	migen Ent	migen Ent
	wicklungs	wicklungs
(mm)	elektrode	elektrode

1,6
1,6
1,5

0,8

0,75

0,7

1,2
1,1
1,05

Die Messung wurde ausgeführt am Mittelpunkt der Kreisscheibe des Originals bzw. der Kopie unter Verwendung eines Densitometers vom Reflektionstyp. Selbstverständlich sind dabei alle anderen Bedingungen des Entwicklungsvorganges, wie etwa die Zeitspanne, während der das fotoempfindliche Papier in die Entwicklerflüssigkeit getaucht wird, und die Konzentration der Entwicklerflüssigkeit, bei beiden Vorgängen zur Herstellung des kopierten Bildes identisch gewählt wurden.

Wenn die Methode der Kaskadenentwicklung verwendet wird, um das latente elektrostatische Bild zu entwickeln, ist die plattenförmige Entwicklungselektrode gemäß dem Stande der Technik nicht gut geeignet. Der Träger, welcher auf seiner Oberfläche das Tonerpulver trägt, hat einen großen Durchmesser nämlich 0,3 bis 0,5 mm, und daher muß die dem Stande der Technik entsprechende Plattenelektrode von der Oberfläche der Trommel etwa 3 mm entfernt sein, um das gleichmäßige Auffüllen des Entwicklers auf die Oberfläche der Trommel nicht zu stören. Der elektrische Feldverstärkungseffekt kann daher möglicherweise nicht in befriedigendem Maß erreicht werden.

H) Die erfindungsgemäße spulenförmige Entwicklungselektrode kann dagegen nahe der Oberfläche der Trommel angeordnet werden, da der Träger, welcher das Tonerpulver auf seiner Oberfläche trägt, auf die Oberfläche der Trommel durch die Zwischenräume hindurch aufgebracht werden kann, die innerhalb der Spiralfedern oder zwischenbenachbarten Spiralfedern vorgesehen sind. Aufgrund der Verwendung der spiralförmigen Entwicklungselektrode in der Entwicklungseinheit können die von dem latenten elektrostatischen Bild erzeugten elektrischen Feldlinien verstärkt werden und können saubere Kopien erhalten werden, auch wenn das Original einen großflächigen schwarzen Bereich aufweist. Wenn z. B. das Original eine schwarze Kreisscheibe mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Schwärzung von 1,6 aufweist, hat die erhaltene Kopie eine Schwärzung von 1,2, wenn die erfindungsgemäße spulenförmige Entwicklungselektrode verwendet wird, und eine Schwärzung von 0,6, wenn die bekannte plattenförmige Entwicklungselektrode verwendet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entwicklungseinheit für ein elektrostatisches Kopiergerät, bei dem auf einem photoleitfähigen Aufzeichnungsträger ein Bild durch aufeinanderfolgende Bearbeitungsvorgänge des Aufladens, Belichtens und Entwickeins geschaffen wird, wobei in der Entwicklungseinheit nahe der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsträgers eine Entwicklungselektrode angeordnet ist unter Bildung eines die Entwicklung fördernden elektrischen Feldes zwischen dem latenten Bild und der Entwicklungselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode (12) einen spiralförmigen federnden Metallkörper aufweist, der innerhalb des Entwicklungsabschnitts in unmittelbarer Nähe der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsträgers angeordnet ist.

2. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwicklungsbehälter (18) zur Aufnahme von Entwicklerflüssigkeit (16), ein Vorratstank (20) zum Nachfüllen der Entwicklerflüssigkeit und eine ein Eintauchen des Aufzeichnungsträgers in die im Entwicklungsbehäiter (18) befindliche Entwicklerflüssigkeit (16) ermöglichende Fiihrung (14) vorgesehen sind, und daß der spiralförmige federnde Metallkörper nahe der genannten Führung (14) angeordnet ist.

3. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungselck- jo trode (12) aus mehreren metallischen Spiralfedern (24) sowie einer metallischen Tragplatte (22) zum Tragen der Spiralfedern (24) besteht.

4. Entwicklungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfedern (24) über die Tragplatte (22) mit Erdpotential verbunden sind.

5. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, wobei der Aufzeichnungsträger in Form einer eine photoleitfähige Oberfläche aufweisenden Trommel zwecks Durchführung eines xerographischen Prozesses vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der spiralförmige federnde Metallkörper innerhalb des Entwicklungsabschnitts in unmittelbarer Nähe der Trommeloberfläche angeordnet ist.