DE2715904C3 - Kaskadenentwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches Kopiergerät - Google Patents
Kaskadenentwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches KopiergerätInfo
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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-
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 atif · : . 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.
Claims (6)
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.
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