DE1237901B

DE1237901B - Method and device for developing charge images

Info

Publication number: DE1237901B
Application number: DEJ25647A
Authority: DE
Inventors: Reynold B Johnson
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1963-04-23
Filing date: 1964-04-14
Publication date: 1967-03-30
Also published as: CH418134A; NL144406B; BE646496A; GB987847A; NL6403164A; FR1392925A; US3247825A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

BiQUOTKEK DES DEUTSCHES' PATEHTAKTESBiQUOTKEK DES GERMAN ' PATEHTAKTES

Int. Cl.:Int. Cl .:

G03gG03g

DeutscheKl.: 57 e-4/22» · ί German class: 57 e -4/22 » · ί

Nummer: 1237 901Number: 1237 901

Aktenzeichen: J 25647IX a/57 eFile number: J 25647IX a / 57 e

Anmeldetag: 14. April 1964 Filing date: April 14, 1964

Auslegetag: 30. März 1967Open date: March 30, 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entwicklung eines Ladungsbildes mittels eines flüssigen elektrophotographischen Entwicklers, der einen polarisierbaren Toner enthält.The invention relates to a method and a device for developing a charge image by means of a liquid electrophotographic developer containing a polarizable toner.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mittels derer die Herstellung eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial, z.B. ein Papierband, nach dem elektrophotographischen Prinzip erfolgt. Hierzu wird ein Ladungsbild durch ein elektrisch aufgeladenes Pulver oder durch einen flüssigen Entwickler, der polarisierbare Tonerteilchen fein verteilt enthält, sichtbar gemacht.Methods and devices are already known by means of which the production of a toner image on a recording material such as a paper tape after the electrophotographic Principle takes place. For this purpose, a charge image is created by an electrically charged powder or by a liquid developer containing finely divided polarizable toner particles made visible.

Diese bekannten Verfaliren und Vorrichtungen arbeiten jedoch noch unbefriedigend, wenn größere zu tonende Bildbereiche, d. h. größere gleichmäßig geladene Flächen vorhanden sind, da infolge des sogenannten Randeffektes in den Randgebieten dieser Bereiche eine stärkere Farbkonzentration als in den inneren Bereichen auftritt.However, these known Verfaliren and devices still work unsatisfactorily, if larger image areas to be toned, d. H. larger evenly charged surfaces are available, as a result of the so-called Edge effect in the edge areas of these areas a stronger color concentration than in the internal areas occurs.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entwicklung von Ladungsbildern mittels eines flüssigen Entwicklers zu schaffen, bei denen der Randeffekt nicht auftritt.It is the object of the invention to provide a method and a device for developing charge images by means of a liquid developer, where the edge effect does not occur.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe dadurch, daß das Ladungsbild auf der Oberseite eines porösen isolierenden Aufzeichnungsmaterials erzeugt wird und die Unterseite des Aufzeichnungsmaterials gleichförmig mit dem flüssigen Entwickler benetzt wird.The inventive method solves this problem in that the charge image on the top a porous insulating recording material is produced and the underside of the recording material is uniformly wetted with the liquid developer.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung wird vor Aufbringung des Ladungsbildes die Unterseite des Aufzeichnungsmaterials mit einer dem Ladungsbild entgegengesetzten Polarität gleichförmig aufgeladen. Es hat sich gezeigt, daß damit Bilder mit höherer Auflösung entstehen.In a further advantageous embodiment of the invention, before the charge image is applied, the underside of the recording material with a polarity opposite to that of the charge image charged. It has been shown that this creates images with a higher resolution.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung mit einem endlosen Band als Aufzeichnungsträger, das in bekannter Weise kontinuierlich den einzelnen Behandlungsstationen zugeführt wird. Gemäß der Erfindung besteht das Band aus einem porösen isolierenden Material.A device with an endless belt as the recording medium is used to carry out the method, which is continuously fed to the individual treatment stations in a known manner. According to According to the invention, the tape consists of a porous insulating material.

Das Verfahren und ein Ausführungsbeispiel der Erfindu ag wird nunmehr an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigtThe method and an embodiment of the invention will now be based on the drawings described. It shows

F i g. 1 eine schematische Skizze der Entwicklungsvorrichtung, F i g. 1 is a schematic sketch of the developing device;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung undFig. 2 is a perspective view of the device and

F i g. 3 eine Skizze zur Erläuterung des porösen Aufzeichnungsmaterials.F i g. 3 shows a sketch to explain the porous recording material.

In dem Ausführungsbeispiel wird ein Ladungsbild auf der Oberfläche eines endlosen Bandes, das aus Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung von LadungsbildernIn the exemplary embodiment, a charge image is formed on the surface of an endless belt which consists of Method and device for developing charge images

Anmelder:Applicant:

International Business Machines Corporation, Armonlc, N. Y. (V. St. A.)International Business Machines Corporation, Armonlc, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

ίο Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt, Böblingen, Sindelfinger Str. 49 ίο Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, patent attorney, Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Reynold Β. Johnson, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)Named as inventor:
Reynold Β. Johnson, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 23. April 1963 (275 071)V. St. v. America April 23, 1963 (275 071)

einem dünnen, isolierenden Kunststoffmaterial, wie z.B. Polytetrafluorethylen (Teflon) besteht, erzeugt. Das Band ist mit vielen kleinen, eng aneinanderliegenden Löchern versehen. Durch eine Auftragswalze wird Entwickler auf die Unterseite des porösen Kunststoffbandes aufgebracht. Das Ladungsbild wird auf der Oberseite des Bandes durch eine hohe Gleichspannung erzeugt, die wahlweise an Aufladeelektroden und die Auftragswalze unterhalb des Bandes angelegt wird. Die polarisierten Tonerteilchen auf der Unterseite des Bandes werden durch die Bildladungen entgegengesetzten Vorzeichens angezogen. Da das Band zahlreiche kleine Löcher enthält, wird der Toner durch die Löcher nach oben gezogen, entsprechend dem Ladungsmuster des Ladungsbildes. Bis das Band eine zugeordnete Übertragungsstation erreicht hat, ist durch die Löcher hindurch genügend Toner nach oben gezogen worden, so daß in bekannter Weise des Tonerbild, das durch die erfindungsgemäße Entwicklung entstanden ist, von dem Aufzeichnungsmaterial auf eine Papierbahn übertragen werden kann, die unter Druck in Kontakt mit der Oberseite des Bandes gebracht wird.a thin, insulating plastic material such as polytetrafluoroethylene (Teflon). The tape has many small, closely spaced holes. By an applicator roller developer is applied to the underside of the porous plastic tape. The charge image becomes Generated on the top of the belt by a high DC voltage, which is optionally applied to charging electrodes and the application roller is applied below the belt. The polarized toner particles on the Underside of the tape are attracted by the image charges of opposite signs. Since that If the tape contains numerous small holes, the toner will be drawn up through the holes, accordingly the charge pattern of the charge image. Until the tape has an assigned transfer station has reached, enough toner has been drawn up through the holes so that in known Manner of the toner image, which has been created by the development according to the invention, of the recording material can be transferred to a paper web which is brought into contact with the top of the belt under pressure.

Die genauere Erläuterung erfolgt nun zunächst an Hand von F i g. 1. Dort ist ein dünnes poröses Band 1 gezeigt, das aus einem Isoliermaterial, wie z.B. Polytetrafluoräthylen (Teflon), besteht und durch eine geeignete Einrichtung (nicht gezeigt) in Richtung des Pfeils 2 an einer ein Ladungsbild erzeugenden Einrichtung 3 und einer einen flüssigen Entwickler aufbringenden Entwicklungsstation 4 vorbei-The more detailed explanation is now given first with reference to FIG. 1. There is shown a thin porous belt 1 , which consists of an insulating material such as polytetrafluoroethylene (Teflon) and is attached by a suitable device (not shown) in the direction of arrow 2 to a charge image generating device 3 and a liquid developer applying development station 4

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bewegt wird. Dann wird das Isolierstoffband 1 mit einer Papierbahn 5 in Berührung gebracht, das in Richtung des Pfeils 6 bewegt wird. Die Papierbahn 5 wird mittels der Walzen 7 und 8 auf dem Band 1 abgerollt.is moved. Then the insulating tape 1 is brought into contact with a paper web 5, which is shown in FIG Direction of arrow 6 is moved. The paper web 5 is unrolled onto the belt 1 by means of the rollers 7 and 8.

Wie deutlicher aus F i g. 3 ersichtlich ist, enthält das Band 1 zahlreiche winzige Löcher 9. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist das Isolierstoffband in F i g. 3 zwar so dargestellt, daß zylindrische Öffnungen oder Löcher darin geformt sind, aber die im Handel erhältlichen Materialien, die sich zur Verwendung bei dem angegebenen Verfahren eignen, sind von einer mehr schwammartigen Beschaffenheit.As can be seen more clearly from FIG. 3, the tape 1 contains numerous tiny holes 9. To simplify the drawing, the insulating tape is shown in FIG F i g. 3 is shown so that cylindrical openings or holes are formed therein, but the im Commercially available materials suitable for use in the indicated method, are of a more spongy texture.

Ein Ladungsbild 10 wird durch den Bildgenerator 3 auf der Oberseite des Isolierstoffbandes 1 geformt. Hierzu kann man z. B., wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, einen Kopf mit wahlweise erregbaren Aufladeelektroden verwenden.A charge image 10 is formed by the image generator 3 on the upper side of the insulating tape 1. For this you can z. B., as in the embodiment described, a head with optional Use excitable charging electrodes.

An Stelle des Kopfes mit den Elektroden kann auch eine photoleitfähige Schicht verwendet werden, die im Dunkeln gleichförmig aufgeladen wird und auf der durch Aufprojizieren eines Lichtbildes in bekannter Weise ein Ladungsbild erzeugt wird, das dann auf das Band l übertragen wird, wo es in der angegebenen Weise entwickelt, d. h. sichtbar gemacht wird.Instead of the head with the electrodes, a photoconductive layer can also be used, which is uniformly charged in the dark and on which a charge image is generated by projecting a light image in a known manner, which is then transferred to the tape 1 where it develops in the manner indicated, i. H. made visible will.

Der Entwickler wird in der Entwicklungsstation 4 auf die Unterseite des Bandes 1 aufgebracht. Dies kann mittels einer Walze geschehen, wie in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, oder auch durch eine andere geeignete Einrichtung. Die in F i g. 1 gezeigte Reihenfolge des Aufbringens des Ladungsbildes auf das Band und des Aufbringens des Entwicklers braucht nicht unbedingt eingehalten zu werden. Der Entwickler kann auch vor der Aufbringung des Ladungsbildes oder gleichzeitig damit aufgebracht werden.The developer is applied to the underside of the belt 1 in the development station 4. this can be done by means of a roller, as in the preferred embodiment, or by a other suitable facility. The in F i g. 1 shown sequence of application of the charge image the tape and the application of the developer need not necessarily be adhered to. Of the Developer can also be applied before or at the same time as the charge image is applied will.

Während sich nun das Bandl zur Bildübertragungsstation mit den Walzen 7 und 8 bewegt, wird der im Entwickler enthaltene Toner von der Unterseite des Bandesl durch von den BildladungenlO durch die kleinen Löcher auf die Oberseite des Bandes gezogen, so daß bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der das Ladungsbild tragende Teil des Bandes die Walze 7 erreicht hat, ein Tonerbildll auf der Oberseite des Bandes 1 entsprechend der Form des Ladungsbildes 10 entstanden ist. Das Tonerbild 11 bewegt sich dann weiter in rollendem Kontakt mit der Papierbahn 5 und wird dabei auf die Papierbahn übertragen.While the belt is now moving to the image transfer station with rollers 7 and 8, is the toner contained in the developer from the underside of the belt1 through from the image charges10 pulled through the small holes on the top of the tape so that by the time, too which the part of the belt carrying the charge image has reached the roller 7, a toner image on the Upper side of the band 1 is created in accordance with the shape of the charge image 10. The toner image 11 then moves further in rolling contact with the paper web 5 and is thereby on the paper web transfer.

Für das Band 1 kann man verschiedene Isolierstoffe verwenden. Es hat sich jedoch erwiesen, daß, wenn netzbare Isolierstoffe verwendet werden, die Kapillarwirkung einen sauberen Abdruck verhindern kann. Es kann sein, daß der Toner durch alle Löcher in dem porösen Band durchtritt und als dunkler Untergrund abgedruckt wird. Als gutes Material für das Isolierstoffband, das relativ schlecht netzbar ist, hat sich Polytetrafluorethylen (Teflon) erwiesen. Ebenso kann man verschiedene Arten von elektrostatisch anziehbarem Toner benutzen. Zum Beispiel kann es sich bei dem Toner in dem Entwickler um eine kolloidale Suspension handeln; in diesem Faille werden nur die Tonerteilchen durch das Blatt hindurchgezogen. Als Toner kann man auch ein Mittel verwenden, das in einer Flüssigkeit gelöst ist; in diesem Falle muß die gesamte Lösung sich für die elektrostatische Anziehung eignen.Various insulating materials can be used for tape 1. However, it has been found that if wettable insulating materials are used, the capillary action prevents a clean impression can. The toner may pass through all of the holes in the porous belt and be darker Is printed on the background. As a good material for the insulating tape, which is relatively poorly wettable, has proven to be polytetrafluoroethylene (Teflon). Various types of electrostatically attractable toner can also be used. For example the toner in the developer can be a colloidal suspension; in this case only the toner particles are drawn through the sheet. A toner can also be used as a means use that is dissolved in a liquid; in this case the entire solution must be for the electrostatic attraction.

Tn Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Das dünne und poröse endlose IsoIiersloffbandl wird über die Walzen 12, 8,13,14 und 15 geführt. An der Oberseite des endlosen Bandesl ist ein Ladungsbilder erzeugender Bildgeneratot 3 angeotdnet, der aus einem Kopf 16 besteht, auf dem nicht ei e Aufladeelektroden 17 in einer quer zur Bewegung des Bandesl (s. Pfeil 2) verlaufenden Reihe anTn Fig. 2 shows a preferred embodiment of a device according to the invention. The thin and porous endless IsoIiersloffbandl is guided over the rollers 12, 8, 13, 14 and 15. At the top of the endless belt is a charge image generating image generator 3, which consists of a head 16 on which no egg e Charging electrodes 17 in a row running transversely to the movement of the tape (see arrow 2) geordnet sind. Die Elektroden 17 des Biklgeneiatois 3 erzeugen durch wahlweise Anlegune einet Gleichspannung ein LadungsbildlO auf dei Obeiseite des Bandes 1. Der Bildgenerator 3 ist über LeitimgIS mit einer Bildsteuerschaltung 19 verbunden, die überare ordered. The electrodes 17 of the Biklgeneiatois 3 generate a charge image on the top of the by optionally applying a direct voltage Band 1. The image generator 3 is connected via LeitimgIS to an image control circuit 19, which via Leitung 20 mit der einen Seite einer Gleichspannungsquelle 21 verbunden ist. Die andere Seite der Gleichspannungsquelle ist an die ] .eitting 22 angeschlossen, die ihrerseits mit den Leitungen 23~ und 24 verbunden ist. Die Leitung 23 ist an die Gegenelektrode 25 anLine 20 is connected to one side of a DC voltage source 21. The other side of the DC voltage source is connected to the] .eitting 22, which in turn is connected to lines 23 ~ and 24. The line 23 is connected to the counter electrode 25 geschlossen, die sich im unteren Teil eines Entwick lerbehälters 26 befindet, und die Lcilung 24 ist an eine Sprühentladungsstation 27 angeschlossen.closed, which is in the lower part of a develop Lerbehälters 26 is located, and the Lcilung 24 is connected to a spray discharge station 27.

Die Gegenelektrode 25 ist innerhalb des Entwicklerbehälters in Längsrichtung desselben angcord-The counter electrode 25 is inside the developer container in the longitudinal direction of the same angcord- net, wobei der Entwicklerbehälter sich seinerseits über die ganze Breite des porösen Bandes 1 cr^ti eckt. Eine Auftragswalze 28 überträgt den FntwickIer 29 auf das Band 1. Die Walze 28 ist so gelagert, daß sie auf der Unterseite des Bandes 1 abrollt und gleichnet, the developer container in turn being cornered over the entire width of the porous belt 1 cr ^ ti. An application roller 28 transfers the developer 29 to the belt 1. The roller 28 is mounted so that it unrolls on the underside of the tape 1 and the same zeitig in die Farbe 29 in der Kammer 26 eintaucht In der Sprühentladungsstation wird die angrenzende Oberfläche des Bandes 1 gleichförmig aufgeladen, während sich das Bund an ihr \orbeibe\vegt. Das Band wird über die Walzen 13,14 und 15dips into the paint 29 in the chamber 26 early In the spray discharge station, the adjacent surface of the belt 1 is uniformly charged as the bundle moves past it. The belt is rolled over rollers 13, 14 and 15 durch die Reinigungskammer 30 geführt, die ein flüssiges Reinigungsmittel 31 enthält. Das Band wird zwischen einem Reinigungsblatt 32 und einer Druckrolle 33 ausgedrückt, wodurch das Band 1 beim Verlassen der Reinigungsvorrichtung von der über-passed through the cleaning chamber 30, the a contains liquid detergent 31. The tape is squeezed out between a cleaning sheet 32 and a pressure roller 33, whereby the tape 1 when leaving the cleaning device from the over- schüssigen Reinigungsflüssigkeit befreit wird.schüssigen cleaning fluid is freed.

Wie in Fi g. 1 wird die Bahn eines Bildempfangsmaterials, z. B. eine Papierbahn 5, mit der Oberseite des Bandes 1 durch die Walze 7 in Kontakt gebracht. Das LadungsbildlO wird an der FntwickIungsAs in Fig. 1 is the web of image receiving material, e.g. B. a paper web 5, with the top of the belt 1 brought into contact by the roller 7. The charge image is in the process of development station 4 vorbeibewegt, die den Entwickler 29 ent hält, in dem sich die Elektrode 25 befindet, die an die andere Seite der Gleichspannungsqucllc 21 angeschlossen ist Dadurch wird der Toner polarisiert. Während sich dann das Band 1 weiteibewest wirdstation 4 moves past the developer 29 ent holds, in which the electrode 25 is located, which is connected to the other side of the DC voltage source 21. This polarizes the toner. While the band 1 is then weiteibewest in der voran beschriebenen Weise das Ladungsbild entwickelt und das so entstandene Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial, z.B. die Papierbahn5. übertragen.the charge image in the manner described above developed and the resulting toner image onto an image receiving material, e.g. the paper web5. transfer.

Das die Reste des Farbbildes 11 und des auf der Unterseite des Bandes aufgebrachten Lnlwicklers 29 enthaltende Band 1 läuft dann durch das in der Reinigungskammer 30 enthaltene flüssige Reinigungsmittel 31, wo diese Reste entfernt werden. Zwar sind nur eine Reinigungskammer 30 und eine Rcinieungsflüssigkeit 31 gezeigt worden, aber natürlich sind ver schiedene Bäder möglich, durch die eine ausreichende oder gründliche Reinigung des Bandes I sichergestellt wird. Dann läuft das Band zwischen dem Reinieungsblatt32 und der Druckrolle 33 hindurch, wodurch die Flüssigkeit 31 aus dem Band entfernt wird.The remnants of the color image 11 and of the roller 29 applied to the underside of the tape The tape 1 containing it then runs through the liquid cleaning agent contained in the cleaning chamber 30 31, where these remains are removed. Although only one cleaning chamber 30 and one cleaning liquid 31 have been shown, ver different baths are possible, through which a sufficient or thorough cleaning of the belt I is ensured will. Then the tape passes between the cleaning sheet 32 and the pressure roller 33, whereby the liquid 31 is removed from the tape.

Zwar kann man ein schnelltiocknendes Reinigungsmittel 31 verwenden, so daß das Bandl beim Frreichen der Aufladungs- und RntwicklungsstationIt is true that a quick-drying cleaning agent 31 can be used, so that the tape is removed from the charging and developing station

Claims

is completely dry, but of course you can also use additional drying devices, such as a heating device, a suction device, or you can blow the tape with air. The spray discharge station 27 is not necessary for the system to function satisfactorily. However, it has been shown that if the underside of the strip 1 is previously charged to a polarity which is opposite to that of the charge image to be generated, images with a higher resolution are produced. In the system described above, the charge image was applied directly to the insulating tape. If the paper 5 has insulating properties, it is also possible to apply the charge image to that side of the paper tape that is in contact with the insulating tape. With such an arrangement, of course, the duration of contact between the insulating tape wetted on the underside with developer and the paper bearing the charge image must be long enough to allow the toner to pass through the pores of the insulating tape in sufficient quantity. Patent claims:

1. Process for developing a charge image by means of a liquid electrophotographic Developer which contains a polarizable toner, characterized in that the charge image on the top of a porous, insulating recording material is produced and the underside of the recording material is uniform with the liquid developer is wetted.

2. The method according to claim 1, characterized in that before application of the charge image the underside of the recording material with an opposite side to the charge image Polarity is charged uniformly.

3. Device for performing the method according to claims 1 and 2 with a endless tape as recording material, which is guided through the individual treatment stations is characterized in that the endless belt is made of a porous insulating material consists.

1 sheet of drawings