DE3781040T2

DE3781040T2 - Fluessigkeitsentwicklungssystem.

Info

Publication number: DE3781040T2
Application number: DE8787304469T
Authority: DE
Inventors: Che Chung Chow
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2007-05-21
Also published as: US4686936A; EP0250098A3; JPH0652452B2; EP0250098B1; EP0250098A2; JPS62280783A; DE3781040D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elektrophotographische Druckmaschine und betrifft insbesondere ein Entwicklersystem zum Entwickeln eines latenten, elektrostatischen Bildes mit einem flüssigen Entwicklermaterial mit wenigstens einem flüssigen Träger mit darin verteilten Markierungsteilchen.
Eine typische elektrophotographische Druckmaschine verwendet ein photoleitendes Element, das auf ein im wesentliches gleichförmiges Potential geladen wird, damit seine Oberfläche empfindlich gemacht wird. Der geladene Teil des photoleitenden Element wird einem Lichtbild eines wieder zugebenden Originaldokuments ausgesetzt. Das Aussetzen des geladenen, photoleitenden Elements dissipiert selektiv die Ladungen in den beleuchteten Flächen darauf, um ein elektrostatisches Bild auf dem photoleitenden Element entsprechend den Informationsflächen in dem Originaldokument aufzunehmen. Nach der Aufnahme des elektrostatischen Bildes auf dem photoleitenden Element wird das latente Bild entwickelt, indem ein Entwicklermaterial damit in verbindung gebracht wird. Im allgemeinen wird das latente, elektrostatische Bild mit einem trockenen Entwicklermaterial mit Trägerkörnern und daran triboelektrisch haftenden Tonerpartikeln entwickelt. Die Tonerpartikel werden von dem latenten Bild angezogen und bilden ein sichtbares Pulverbild auf der photoleitenden Oberfläche. Nach dem Entwickeln des latenten Bildes mit den Tonerpartikeln wird das Tonerpulverbild auf ein Kopierblatt übertragen. Danach wird das Tonerpulver erhitzt, damit es permanent in das Kopierblatt eingebrannt wird.
Alternativ kann das latente, elektrostatische Bild durch Bereitstellen eines flüssigen Tintenentwicklermaterials entwickelt werden. Verschiedene Typen von flüssigen Tintenentwicklersystemen wurden bislang verwendet. Ein frühes System, das ein derartiges Konzept ausführt ist in US-A-3 084 043 offengelegt. Obwohl sich spezielle flüssige Entwicklersysteme voneinander unterscheiden, umfaßt ein typisches System eine Tiefdruckrolle, die geeignet ist, das flüssige Entwicklermaterial aufzunehmen. Bei der Aufnahme des flüssigen Entwicklermaterials wird herkömmlicherweise ein Abstreichmesser auf die Tiefdruckrolle angewandt, um überschüssige Flüssigkeit zu entfernen, die sonst die genaue Wiedergabe des ausgewählten Bildes stören würde, Die Flüssigkeit tragende Tiefdruckrolle wird typischerweise in eine Position gedreht, in der das latente, elektrostatische Bild, das auf der photoleitenden Oberfläche aufgenommen ist, das flüssige Entwicklermaterial in der Bildkonfiguration anzieht.
Bei elektrophotogaphischen Druckmaschinen hoher Kapazität ist eine Hauptüberlegung bei der Verwendung von flüssigen Entwicklersystemen die Menge des erforderlichen flüssigen Trägers, der in der nachfolgenden Wiedergewinnung entfernt wird, um Umweltgesichtspunkten zu entsprechen. Also ist es äußerst wünschenswert, daß man in der Lage ist, die Menge des auf der photoleitenden Oberfläche abgeschiedenen, flüssigen Entwicklermaterials reduzierte um die Menge des darauf abgeschiedenen flüssigen Trägers zu reduzieren. Vorzugsweise werden nur die Markierungspartikel auf dem latenten, elektrostatischen Bild in der Bildkonfiguration abgeschieden. Verschiedene Typen von flüssigen Entwicklersystemen wurden bislang verwendet. Zum Beispiel legt US-A- 3 245 381 ein flüssiges Entwicklersystem offen, bei dem eine Mulde ein flüssiges Entwicklermaterial enthält, das mit der Hilfe einer Aufbringrolle auf eine Entwicklerrolle aufgebracht wird. Ein Überschuß von Entwicklerflüssigkeit wird mit einer Gummirolle entfernt, die drehbar montiert ist. Ein Motorantrieb treibt die Aufbringrolle an. Die Entwicklerrolle wird durch die Aufbringrolle angetrieben. Die Entwicklerrolle ist graviert und besteht aus einem Material, das mit einem flüssigen Entwickler benetzbar ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes auf einem Element mit einem flüssigen Entwicklermaterial mit wenigstens einem flüssigen Träger mit darin verteilten Markierungsteilchen mit einer Vorrichtung zum Speichern eines Vorrats an flüssigem Entwicklermaterial zur Verfügung gestellt, gekennzeichnet durch:
eine Tiefdruckrolle, von der wenigstens ein Bereich im Vorrat des flüssigen Entwicklermaterials in der Speichervorrichtung angeordnet ist, um das flüssige Entwickler material von der Speichervorrichtung in einer Entwicklungszone zu dem latenten Bild zu bewegen;
eine Elektrode, die zur Tiefdruckrolle nahe benachbart angeordnet ist und vollständig in dem Vorrat an flüssigen Entwicklermaterial eingetaucht ist, um einen Kanal mit flüssigem Entwicklermaterial darin zu bilden;
eine Vorrichtung zum elektrischen Vorspannen der Elektrode, um zu bewirken, daß Markierungsteilchen in dem flüssigen Entwicklermaterial in dem Kanal auf der Tiefdruckrolle abgeschieden werden, um die Packungsdichte der von der Tiefdruckrolle transportierten Markierungsteilchen zu erhöhen; und
eine Vorrichtung zu elektrischen Vorspannen der Tiefdruckrolle, so daß die Markierungsteilchen von der Tiefdruckrolle auf das latente Bild angezogen werden.
Die Erfindung stellt auch eine elektrophotographische Druckmaschine zur Verfügung, bei der ein latentes, elektrostatisches Bild auf einem photoleitenden Element aufgenommen wird, das mit der Entwicklervorrichtung der in dem vorstehenden Paragraphen spezifizierten Art entwickelt wird.
Weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht, die eine elektrophotographische Druckmaschine mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine schematische Vorderansicht, die das in der Druckmaschine der Fig. 1 gezeigte Entwicklersystem zeigt.
Für ein allgemeines Verständnis der Merkmale der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen wurden gleiche Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente zu kennzeichnen. Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht, die eine elektrophotographische Druckmaschine mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung zeigt. Aus der folgenden Diskussion wird klar, das die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gleichermaßen gut geeignet ist für die Verwendung in einer breiten Vielfalt von Druckmaschinen und nicht notwendigerweise auf ihre Anwendung auf das spezielle, hierin gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet die Druckmaschine ein Band 10 mit einer auf einem leitfähigen Substrat abgeschiedenen, photoleitenden Oberfläche. Vorzugsweise besteht die photoleitende Oberfläche aus einer Selenlegierung, wobei das leitfähige Substrat aus einer Aluminiumlegierung besteht und elektrisch geerdet ist. Das Band 10 bewegt aufeinanderfolgende Teile der photoleitenden Oberfläche der Reihe nach durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die um ihren Bewegungspfad angeordnet sind. Die Stützanordnung für das Band 10 umfaßt drei Rollen 12, 14 und 16, die mit parallelen Achsen ungefähr an den Scheitelpunkten eines Dreiecks angeordnet sind. Die Rolle 12 wird von einem geeigneten Motor und Antrieb (nicht gezeigt) angetrieben, um das Band 10 in Richtung des Pfeils 18 zu drehen und vorwärts zu bewegen.
Zunächst geht das Band 10 durch eine Ladestation A. In der Ladestation A lädt eine Koronaerzeugungsvorrichtung 20 die photoleitende Oberfläche des Bandes 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichförmiges Potential.
Nach dem Laden der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 wird dessen geladener Teil zur Belichtungsstation B bewegt. In der Belichtungsstation B wird ein Originaldokument 22 auf einer transparente Trägerplatte 24 angeordnet. Eine Beleuchtungsanordnung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnet ist, beleuchtet das Originaldokument 22 auf der Platte 24, um Bildstrahlen zu erzeugen, die den Informationsflächen des Originaldokuments entsprechen. Die Bildstrahlen werden mittels eines optischen Systems auf den geladenen Bereich der photoleitenden Oberfläche projiziert. Das Lichtbild dissipiert die Ladung auf ausgewählten Flächen, um ein latentes, elektrostatisches Bild auf der photoleitenden Oberfläche aufzunehmen, das den Informationsflächen auf dem Originaldokument 22 entspricht.
Nach der Aufnahme des latenten, elektrostatischen Bildes auf der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 bewegt das Band 10 das latente, elektrostatische Bild zur Entwicklungsstation C. In der Entwicklungsstation C dreht sich eine Entwicklerrolle 28 in der Richtung des Pfeils 30, um ein flüssiges Entwicklermaterial in Kontakt mit dem auf der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 aufgenommenen, latenten, elektrostatischen Bild zu bringen. Das flüssige Entwicklermaterial, allgemein mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet, ist in einer Gehäusekammer 34 gespeichert. Die Rolle 28 ist eine Tiefdruckrolle, die teilweise in dem in der Gehäusekammer 34 befindlichen, flüssigen Entwicklermaterial 32 eingetaucht ist. Eine vollständig in dem flüssigen Entwicklermaterial 32 eingetauchte Elektrode 36 ist nahe an der Rolle 28 angeordnet, um einen Kanal 38 zu bilden, durch den das flüssige Entwicklermaterial geht. Das Entwicklermaterial umfaßt einen isolierenden, flüssigen Träger mit darin verteilten Markierungs- oder Tonerpartikeln. Die Elektrode 36 ist elektrisch vorgespannt, um ein elektrisches Feld in dem Kanal 38 zu erzeugen, der die Tonerpartikel veranlaßt, sich durch den flüssigen Träger zu bewegen und sich auf der Tiefdruckrolle 28 abzuscheiden. Eine Dosierklinge 40 entfernt überschüssiges, an der Tiefdruckrolle 28 haftendes Material. Die Entwicklerstation C wird hiernach unter Bezugnahme auf Fig. 2 weiter beschrieben.
Wie weiterhin in Fig. 1 gezeigt bewegt nach dem Entwickeln des elektrostatischen Bildes das Band 10 das entwickelte Bild weiter zur Übertragungsstation D. In der Übertragungsstation D wird ein Blatt eines Trägermaterials 42 von einem Stapel mittels eines Blattransportmechanismus bewegt, der allgemein durch das Bezugszeichen 46 bezeichnet ist. Die Übertragungsstation D umfaßt eine Koronaerzeugungsvorrichtung 48, die Ionen auf die Rückseite des Blattes aus Trägermaterial, also den Kopierbogen 42 sprüht. Dies zieht das entwickelte Bild von der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 auf den Kopierbogen 42. Ein Förderband 50 bewegt den Kopierbogen zur Trockenstation E.
Die Trockenstation E umfaßt eine Trocknungsvorrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 52 gekennzeichnet ist und die das entwickelte Bild permanent auf dem Kopierbogen fixiert. Die Trocknungsanordnung 52 umfaßt eine erwärmte Rolle 54 und eine Unterstützungs- oder Anpreßrolle 56, die federnd in eine Verbindung gebracht wird, um einen Walzenspalt zu bilden, durch den der Kopierbogen geht. Beim Trocknungsvorgang wird der flüssige Träger verdampft und die Tonerpartikel verschmelzen miteinander und verbinden sich mit dem Kopierbogen in der Bildkonfiguration. Nach dem Fixieren wird der fertige Kopierbogen in einen Ausgangskorb 58 gegeben, um dort von dem Maschinenbenutzer entfernt zu werden.
Nach dem Übertragen des entwickelten Bildes auf den Kopierbogen bleibt restliches Entwicklermaterial an der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 haften. Eine Reinigungsrolle 60, die aus einem geeigneten Kunstharz besteht, wird in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Bewegung des Bandes 10 angetrieben, um die photoleitende Oberfläche sauber zu schrubben. Jedwede verbliebene Ladung auf der photoleitenden Oberfläche wird durch Beleuchten der photoleitenden Oberfläche mit Licht von Lampen 66 gelöscht.
In Fig. 2 ist die detaillierte Struktur der Entwicklungsstation C gezeigt. Wie dort gezeigt, ist die Tiefdruckrolle 28 in Verbindung mit dem Band 10. Führungen 68 und 70 beschränken den Bewegungspfad des Bandes 10. Das Band 10 windet sich um die äußere Umfangsfläche der Rolle 28, um eine ausgedehnte Entwicklungszone 72 zu bilden. Zum Beispiel kann sich die ausgedehnte Entwicklungszone 72 von etwa 1º bis etwa 40º erstrecken. Wenn auch nicht unabdingbar, wurde herausgefunden, daß eine ausgedehnte Entwicklungszone die Entwicklung des auf der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 aufgenommenen, latenten, elektrostatischen Bildes verbessert. Die Tiefdruckrolle 28 besitzt eine Mehrzahl von Taschen oder Vertiefungen, die mit dem flüssigen Entwicklermaterial gefüllt werden, wenn sich die Rolle in dem flüssigen Entwicklermaterial 32 in der Gehäusekammer 34 dreht. Die Tiefdruckrolle 28 wird elektrisch auf ein geeignetes Potential geeigneter Höhe vorgespannt, so daß Tonerpartikel auf dem auf der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 aufgenommenen, latenten, elektrostatischen Bild in einer Bildkonfiguration abgeschieden werden, wenn die Rolle 28 durch die Entwicklungszone 72 geht. Zum Beispiel umfaßt das flüssige Entwicklermaterial eine isolierende Trägerflüssigkeit, die eine Kohlenwasserstofflüssigkeit sein kann, auch wenn andere isolierende Flüssigkeiten verwendet werden können. Eine geeignete Kohlenwasserstofflüssigkeit ist Isopar, welches ein Handelsname der Exxon-Gesellschaft ist. Dieses sind verzweigte, verkettete, aliphatische Kohlenwasserstofflüssigkeiten (hauptsächlich Dekan). Die Tonerpartikel umfassen einen Binder und ein Pigment. Das Pigment kann Kohlenstoffschwarz sein. Jedoch wird der Fachmann erkennen, daß jedes geeignete flüssige Entwicklermaterial verwendet werden kann. Ein derartiges, geeignetes Entwicklermaterial ist in US-A-4 582 774 beschrieben.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Tiefdruckrolle 28 teilweise in das flüssige Entwicklermaterial 32 eingetaucht. Eine Packelektrode 36, die nahe neben der Rolle 28 angeordnet ist, ist von dieser getrennt, um einen Kanal 38 dazwischen zu bilden. Die Elektrode 36 ist vollständig in das flüssige Entwicklermaterial eingetaucht. Die packelektrode 36 besteht aus einem leitfähigen, metallischen Material wie die Rolle 28. Eine Spannungsquelle 74 spannt die Elektrode auf ein geeignetes Potential geeigneter Höhe bezüglich der an die Rolle 28 angelegten elektrischen Vorspannung vor, so daß die Tonerpartikel in dem flüssigen Entwicklermaterial 32 auf der Rolle 28 abgeschieden werden, wodurch die Packungsdichte der pigmentierten Tonerpartikel erhöht wird, die von der Tiefdruckrolle 28 in pfeilrichtung 30 transportiert werden. Die Tiefdruckrolle 28 transportiert dann die Tonerpartikel zur Dosierklinge 40. Vorzugsweise besteht die Dosierklinge 40 aus einem elastischen Material, wie etwa einem elastomeren Material, wobei deren freier Endabschnitt 76 mit der äußeren Umfangsfläche der Rolle 28 in Verbindung ist, um die Dicke der Tonerpartikel in den Taschen oder Vertiefungen der Rolle 28 auf eine im wesentlichen gleichförmige Dicke zu kontrollieren und überschüssiges flüssiges Trägermaterial von der Rolle 28 zu entfernen, so daß der äußere Umfang der Inseln der Tiefdruckrolle im wesentlichen sauber gewischt ist. Danach bewegt die Rolle 28 das Entwicklermaterial in den Entwicklungsbereich, wo die Tonerpartikel auf dem auf der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 aufgenommenen, latenten, elektrostatischen Bild in Bildkonfiguration aufgebracht werden. Da es keine Entwicklung in den Nicht-Bild- Flächen der photoleitenden Oberfläche gibt, bleibt dieser Bereich im wesentlichen frei vom flüssigem Träger des flüssigen Entwicklermaterials. Also wird anschließend kein flüssiger Träger von den Nicht-Bild-Flächen der photoleitenden Oberfläche auf den Kopierbogen übertragen.
Zusammenfassend ist klar, daß das Entwicklersystem der vorliegenden Erfindung eine Entwicklerrolle vom Tiefdrucktyp verwendet, deren äußerer Umfang vor der Entwicklung durch eine elastische Klinge im wesentlichen sauber gewischt wird. Die elastische Klinge kontrolliert auch die Höhe des flüssigen Entwicklermaterials auf der Tiefdruckrolle oder in deren Taschen. Das Entwicklersystem verwendet auch eine vollständig in dem flüssigem Entwicklermaterial eingetauchte Packungselektrode, um die Dichte der Tonerpartikel auf der Oberfläche der Tiefdruckrolle zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Dichte der zur Entwicklungszone transportierten Markierungspartikel deutlich erhöht, was zu einer verbesserten Entwicklung des auf der photoleitenden Oberfläche aufgenommenen, latenten, elektrostatischen Bildes führt. Außerdem verhindert die Entwicklung von einer Tiefdruckrolle, daß Nicht-Bild-Flächen mit flüssigem Träger benetzt werden, wodurch die Gesamtmenge des auf den Kopierbogen übertragenen, flüssigen Trägers und der resultierende Verlust an die Umwelt stark verringert wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes auf einem Element (10) mit einem flüssigen Entwicklermaterial (32) mit wenigstens einem flüssigen Träger mit darin verteilten Markierungsteilchen mit einer Vorrichtung (34) zum Speichern eines Vorrats an flüssigem Entwicklermaterial, gekennzeichnet durch:

eine Tiefdruckrolle (28), von der wenigstens ein Bereich im Vorrat des flüssigen Entwicklermaterials in der Speichervorrichtung (34) angeordnet ist, um das flüssige Entwicklermaterial von der Speichervorrichtung in einer Entwicklungszone zu dem latenten Bild zu bewegen;

eine Elektrode (36), die zur Tiefdruckrolle nahe benachbart angeordnet ist und vollständig in dem Vorrat an flüssigem Entwicklermaterial eingetaucht ist, um einen Kanal (38) mit flüssigem Entwicklermaterial darin zu bilden;

eine Vorrichtung (74) zum elektrischen Vorspannen der Elektrode, um zu bewirken, daß Markierungsteilchen in dem flüssigen Entwicklermaterial in dem Kanal auf der Tiefdruckrolle abgeschieden werden, um die Packungsdichte der von der Tiefdruckrolle transportierten Markierungsteilchen zu erhöhen; und

eine Vorrichtung zu elektrischen Vorspannen der Tiefdruckrolle, so daß die Markierungsteilchen von der Tiefdruckrolle auf das latente Bild angezogen werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem eine Vorrichtung (40) umfaßt, die zwischen der Entwicklungszone (72) und der Elektrode (36) angeordnet ist, um die Menge des von der Tiefdruckrolle (28) in die Entwicklungszone bewegten flüssigen Entwicklermaterials zu steuern.

3. Vorrichtungen nach Anspruch 2, wobei die Steuerungsvorrichtung (40) von dem Vorrat an flüssigem Entwicklermaterial in der Speichervorrichtung getrennt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung eine elastische Klinge (40) umfaßt, wobei der freie Endbereich (76) derselben die Rolle (28) berührt, um überschüssigen flüssigen Träger, der an der Rolle haftet, zu entfernen und die Dicke des darauf verbleibenden flüssigen Entwicklermaterials zu steuern.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Element (10) mit dem darauf aufgezeichneten latenten Bild ein flexibles Band ist und wobei ein Teil des Bandes (10) um einen Bereich der äußeren Umfangsfläche der Rolle (28) gewickelt ist, so daß die Entwicklungszone eine ausgedehnte Entwicklungszone ist.

6. Elektrophotographische Druckmaschine mit einer Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.