DE2715904C3

DE2715904C3 - Kaskadenentwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches Kopiergerät

Info

Publication number: DE2715904C3
Application number: DE2715904A
Authority: DE
Inventors: Günther Maurischat
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1977-04-09
Filing date: 1977-04-09
Publication date: 1981-05-27
Also published as: IT1102488B; FR2386849A1; US4231319A; IT7848797A0; JPS53126941A; DE2715904B2; BE865410A; NL7803650A; DE2715904A1; GB1598223A; CA1098304A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaskadenentwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches Kopiergerät, in welcher ein Toner-Trägergemisch aus einem Vorratsbehälter mittels einer Baggerkette zu einer erhöhten Abwurfstelle gefördert wird und von dort über die zu entwickelnde, ein latentes Bild tragende fotoleitende Schicht rieselt, wobei die für die Entwicklung des latenten Bildes erforderliche elektrostatische Aufladung des Träger-Tonergemisches durch triboelektrische Effekte erfolgt, und wobei das Träger-Tonergemisch mindestens an einer Stelle seines Umlaufs mit einer elektrisch leitfähigen Fläche in Verbindung steht

Ein Gerät dieser Art ist z. B. Gegenstand der DE-OS 21 58 334. Dabei dienen die mit dem Entwicklergemisch in Berührung stehenden leitfähigen Oberflächen dazu, die Homogenität der triboelektrischen Aufladung des Toner-Trägergemisches zu verbessern und damit die Herstellung von Kopien mit hohem Kontra:*: zu

ίο ermöglichen. Tatsächlich ist ein auf diese Weise entladenes Träger-Tonergemisch, welches gleichmäßig eine in der Nähe des Erdpotentials liegende Nettoladung aufweist in der Lage, selbst dünne und kontrastarme Stellen der Vorlage einwandfrei abzubil-

is den. Mit dem Abbau der insgesamt nach außen wirkenden, eine der Aufladung des Toners entgegengesetzte Polarität aufweisenden Restladungen des Toner-Trägergemisches, wie sie bei der triboelektrischen Aufladung dieses Gemisches entstehen, erhöht sich aber zwangsläufig auch die Fähigkeit des Systems zur Abbildung von Untergrundstellen mit störendem Restpotential. In der eingangs genannten Offenlegungsschrift wird daher u. a. auch schon vorgeschlagen, die völlige Entladung des Entwicklergemisches dadurch zu

2s verhindern bzw. zu unterbrechen, daß das Entwicklergemisch auf seinem weiteren Umlauf nichtleitende Auflageflächen vorfindet wodurch jedoch nur eine verhältnismäßig unvollkommene Einstellung des gewünschten Ladungszustandes erreicht werden kann.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungseinrichtung zu schaffen, welche es gestattet den Ladungszustand des Toner-Trägergemisches mit einfachen Mitteln genau den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Hierzu ist gemäß der Erfindung eine isoliert im Vorratsbehälter der Entwicklungsvorrichtung angeordnete, mit dem Toner-Trägergemisch-Vorrat in Berührung stehende Elektrode mittels bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdender elektrischer Schaltelemente mit einem Erdpotential verbunden. Vorzugsweise ist zwischen der Ek&trode und dem Erdpotential ein bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdendes Schaltelement mit einstellbarer Grenzspannung eingeschaltet Zum Beispiel kann zwischen der Elektrode und dem Erdleiter eine Reihe von einzeln oder gemeinsam bei einem zwischen 100 Volt und 1200 Volt liegenden Spannungsgefälle leitfähig werdenden Schaltelementen eingeschaltet sein. Zweckmäßig ist eine Kette von mehreren bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdenden elektrischen Schaltelementen in Serie geschaltet, der Anfang der Kette ist mit der Elektrode verbunden, und es ist ein wahlweise verschiedene Stellen dieser Kette mit dem Erdleiter verbindender Stufenschalter vorgesehen.

Durch diese Anordnung wird die im Toner-Träfergemisch durch triboelektrische Effekte entstehende Aufladung auf eine konstruktiv vorgegebene bzw. mittels des Stufenschalters eingestellte Spannung begrenzt. Dabei können sowohl die Beschaffenheit der Vorlage, des Toners und des Aufzeichnungsträgers, als auch die im Laufe des Kopierbetriebes auf der Trommeloberfläche entstehenden Restladungen berücksichtigt werden.
Im einzelnen werden bei einer vorteilhaften Ausfiih-

b·, rungsform der Erfindung die bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdenden Schaltelemente von Zenerdioden, bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung von spannungsabhän-

gigen Widerständen handelsüblicher Art gebildet

In der Zeichnung sind einige Ausföhrungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt Dabei zeigt

F i g. I eine erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung in halbschematischer Darstellung mit einem Blockschaltbild der Ladungsbegrenzungsanordnung,

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und

F i g. 3 einen Schnitt durch eine mit dem Entwicklergemisch in Berührung stehende Elektrode.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Schnitt durch eine Kaskadenentwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches Kopiergerät Dabei befindet sich das Toner-Trägergemisch 1 in einem Vorratsbehälter 2 und wird dort in bekannter Weise aufgrund der Relativbewegungen zwischen den Teilchen des Gemisches elektrostatisch aufgeladen. Eine Baggerkette 3 transportiert das Toner-Trägergemisch zu einer erhöhten Abwurfstelle 4. wo sich die Behälter 5 der Baggerkette 3 entleeren, so daß das Toner-Trägergemisch in bekannter Weise auf die Oberfläche 7 einer Kopiertromme! 8 rieseln kann. Das Toner-Trägergemisch färbt dabei das auf der Kopiertrommel 7, 8 befindliche Ladungsbild ein und gelangt anschließend wieder in den Vorratsbehälter 2 zurück.

Für den Fall, daß die Oberfläche 7 der Kopiertrommel in üblicher Weise ein Ladungsbild trägt dessen Bildstellen eine positive Ladung at^if · : . sä ein Toner-Trägergemisch verwendet dessen Toneranteil sich aufgrund der triboelektrischen Effekte negaJv, und dessen Trägeranteil sich positiv auflädt Dies ist z. B. für ein Gemisch von aus Kunststoff bestehenden Tonerteilchen und Trägerkugeln aus Glas oder Metall der Fall. Die negativen Ladungen der an den Trägerkugeln haftenden Tonerteilchen neutralisieren sich zum Teil gegenseitig mit den positiven Ladungen der Trägerkugeln, so daß ein arbeitsfähiges Toner-Trägergemisch nach außen durchaus einen insgesamt neutralen Ladungszustand zeigen kann. Die nach außen wirkende Nettoladung nimmt insbesondere dann den Wert Null an, wenn, wie im Falle des Gegenstandes der eingangs zitierten Offenlegungsschrift geerdete Elektroden mit dem umlaufenden Entwicklergemisch in Verbindung stehen. Andererseits kann ein derartiges, während seines Umlaufes elektrisch isoliert gehaltenes Entwicklergemisch aber auch aufgrund der in ihm vor sich gehenden triboelektrischen Effekte eine nach außen wirkende Nettospannung von bis zu etwa + 2500 Volt annehmen.

Es hat sich nun gezeigt daß der erzielbare so Entwicklungseffekt bezüglich einer kontrastreichen Wiedergabe der Bildstellen und einer sauberen Wiedergabe des Bilduntergrundes in hohem Maße von der Größe der nach außen wirkenden Nettoladung des Entwicklergemischs abhängt, wobei je nach der Art der abzubildenden Vorlage und auch je nach dem Zustand der Kopiertrommel und der auf ihr sich bildenden Restladungen ganz verschiedene Werte dieser Nettoladung erforderlich sind. Um diese Nettotadung genau einstellen zu können, ist wie insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht, in den unteren Teil des Behälters 2 eine Elektrode 10 eingelegt, welche mittels einer Isolierschicht Il von dem leitfähigen Gehäuse 2 getrennt ist. Die Elektrode IO ist etwa über den gesamten Bereich geführt, in welchem der Entwicklervorrat I mit dem Gehäuse 2 in Berührung steht. Sie ist mittels Leitungen 12 bis 14 unter Zwischenschaltung eines einstellbaren, spannungsabhängigen Sciultelementes IS mit einem Erdpotential t6 verbunden. Zur Verhinderung einer unkontrollierten Aufladung des Gehäuses 2 ist außerdem noch Ober eine Leitung 17 eine Verbindung dieses Gehäuses mit dem Erdpotential 16 hergestellt

Das einstellbare, spannungsabhängige Schaltelement 15 enthält gemäß F i g. 1 eine Reihe von Zenerdioden 18a-18«, welche mittels Leitungen 196-19/7+1 mit Kontakten 20b-2On+1 verbunden sind. Eine weitere Leitung 19a stellt noch eine direkte Verbindung zwischen der Elektrode 10 und einem Kontaktstück 20a her. Als Zenerdioden 18a-18/7 können z. B. die Dioden BZY 97 C 180 der Firma Siemens Verwendung finden, welche zwischen ihrem Ausgang und ihrem Eingang ein Spannungsgefälle von ca. 160 Volt begrenzen. Ober die Kontakte 20a-20/j+l bewegt sich eine mittels eines äußeren Einstellers 22 verstellbare Kontaktzunge 21, welche Ober die Leitungen 13 und 14 mit dem Erdpotential 16 verbunden ist

Entsprechend der Stellung der Kontaktzunge 21 wird die kontrollierte Ladung des Träger-Tonergemisches auf 0 Volt odei auf die a- bis η-Fache Sr-. ,-,Itspannung der verwendeten Zenerdioden begrenzt in Falle der Verwendung der besagten Siemens-Dioden BZY 97 C 180 ergeben sicn also die Schaltstufen 0,180, 360, 540 bis π χ 180VoIt

Gemäß F i g. 2 enthält das einstellbare, spannungsabhängige Schaltelement 15 eine Reihe von handelsüblich unter der Bezeichnung VDR (Voltage Dependent Resistor) im Handel erhältliche, spannungsabhängige Widerstände 23a-23<£ Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeigneter Widerstand dieser Art wird z. B. von der Firma General Electric unter der Bezeichnung Varistor V 250 LA 20A in den Handel gebracht Die Widerstände 23a —23c/sind wieder mittels Leitungen 24a-24c/mit den Kontaktstücken 20a -20c/ eines mittels eines äußerer. Einstellers 22 einstellbaren Stufenschalters verbunden, dessen Kontaktzunge 21 über Leitungen 13 und 14 am Erdpotential 16 liegt Auch mit dieser Anordnung läßt sich eine gesteuerte Entladung des Entwicklergemisches 1 über die Elektrode 10 einleiten, welche bei der 1 bis n-fachen Ausl bespannung des Einzelwiderstandes einsetzt, wobei über das Kontaktstück 20a auch eine widerstandsfreie Entladung des Gemisches bewirkt werden kann.

Es hat sich gezeigt, daß bei manchen Vorlagen bereits die Begrenzung der Ladung des Entwiciclergemisches auf unter 100 Volt zu einer merkbaren Verbesserung des Kopienuntergrundes ohne merkbare Beeinträchtigung der Wiedergabe von z. B. dünnen und/oder grauen Linien der Vorlage führen kann, während bei anderen Vorlagen, welche z. B. satte schwarze Linien auf einem stark getönten Untergrund aufweisen, die Einschaltung eines ent kurz vor der natürlichen Grenze der triboe'^kTischen Toneraufladung in der Nähe von etwa 1500 Volt wirksam werden Entladungswiderstandes geboten sein kann, h diesem letztgenannte!. Potentialbereich trägt die erfindungsgemäße, kontrollierte Aufladung im Gegensatz zur völlig isolierten Entwicklerführung immer noch zu einer Homogenisierung der Aufladung des EnM. icklergemisches bei und verhindert vor allem ein zeitweiliges Oberschlagen bzw. Zusammenbrechen der Ladungen, welches sich als Streifigwerden des Kopienunlergrundes auswirken würde.

Die Tatsache, daß beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung die jeweils erforderliche Nettoladung durch kontrollierte Begrenzung der sich im Entwickler selbst bildenden Ladungen und nicht etwa durch äußere Einleitung solcher Ladungen zustande kommt, wirkt

sich noch in der Richtung günstig aus, daß sich beim Wiederbeginn des Kopierens nach längeren Betriebsunterbrechungen, wenn sich am Aufzeichnungsträger noch nicht die vollen Restladungen aufgebaut haben, auch die volle am Einsteller 22 eingestellte Ncttoladung erst mit einer gewissen Verzögerung aufbaut. Auf diese Weise wird der wechselnde Einfluß dieser Restladungen auf das Entwicklungsergebnis zu Betriebsbeginn bis zu einem gewissen MaB selbsttätig berücksichtigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kaskadenentwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches Kopiergerät, in welcher ein Toner-Trägergemisch aus einem Vorratsbehälter mittels einer Baggerkette zu einer erhöhten Abwurfstelle gefördert wird und von dort über die zu entwickelnde, ein latentes Bild tragende fotoleitende Schicht rieselt, wobei die für die Entwicklung des latenten Bildes erforderliche elektrostatische Aufladung des Träger-Tonergemisches durch triboelektrische Effekte erfolgt, und wobei das Träger-Tonergemisch mindestens an einer Stelle seines Umlaufs mit einer elektrisch leitfähigen Fläche in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine isoliert im Vorratsbehälter (2) der Entwicklungsvorrichtung angeordnete, mit dem Toner-Trägergemisch-Vorrat (1) in Berührung stehende Elektrode (10) mittels bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdender elektrischer Schaltelemente (15, 18a-18/), 23a—23d) mit einem Erdpotential (16) verbunden ist

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Elektrode (10) und dem Erdpotential (16) ein bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähiges Schaltelement (15) mit einstellbarer Greazspannung eingeschaltet ist

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Elektrode und dem Erdleiter eine Reihe von einzeln oder gemeinsam bei verschiedenen zwischen 100 Volt und 1200 Volt liegenden Spannungsgefällen leitfähig werden Scha'telementen (18a- 18n, 23a—23d) eingeschaltet ist

4. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß eine Kette von mehreren bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdenden elektrischen Schaltelementen (18a, 18/7, 73a-Hd) in Serie geschaltet ist, daß der Anfang der Kette mit der Elektrode (10) verbunden ist und daß ein wahlweise verschiedene Stellen dieser Kette mit dem Erdpotential (16) verbindender Stufenschalter (20-22) vorgesehen ist.

5. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdenden Schaltelemente von Zenerdioden (18a- lenjgebildet werden.

6. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einem bestimmten Spannungsgefälle leitfähig werdenden Schaltelemente von spannungsabhängigen Widerständen (23a - 23d)gebildet werden.