DE2547565A1

DE2547565A1 - Elektrophotographisches entwicklungsverfahren und einrichtung zu dessen durchfuehrung

Info

Publication number: DE2547565A1
Application number: DE19752547565
Authority: DE
Inventors: Akira Midorikawa; Seiichi Miyakawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1974-10-24
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2547565B2; US4035071A; JPS5148341A; DE2547565C3

Description

DR. BERG DIPL.-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR 2547565

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 860245

Anwaltsakte: 26 510 2 3. OKT. 1975

Ricoh Company, Ltd
Tokyo / Japan

Elektrophotographisches Entwicklungsverfahren und Einrichtung zu dessen Durchführung

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Entwicklungsverfahren und eine Einrichtung zu dessen Durchführung.

In der Elektrophotographie ist ein Entwicklungsverfahren mit einer sogenannten selbstständigen Vorspannung (self-bias) bekannt, bei welchem in dem Bereich eines photoleitenden Teils, wo ein Entwickler zuzuführen ist, eine Entwicklungselektrode in Gegenüberlage und in einem Abstand in der Größenordnung von einigen Millimetern oder weniger angeordnet ist. Bei dem

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N089) 988272 8 München 80,MMKrtircheratiiße45 Btnkea: Bayerische Vereinsbiiik München453100

9J7043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bink München 3892623

- TELEX: 0524560 BERG d Po«t**eck München 65343-80«

Entwicklungsverfahren der vorbeschriebenen Art wird ein elektrisches Potential mit derselbenPolarität, jedoch mit einer geringeren Höhe bzw. einem geringerem Wert als das eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil an der Entwicklungselektrode entweder durch Induktion oder über eine Widerstandsanordnung erzeugt. Die Größe bzw. Höhe des Potentials hängt hierbei von dem Abstand zwischen dem photoleitenden Teil und der Entwicklungselektrode, deren Form und Ausbildung, dem als Entwickler verwendeten Material sowie dem Potential des latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil ab.

Bei einem xerographischen Verfahren, bei welchem als photoleitendes Teil ein Teil aus Selen, beispielsweise eine Selentrommel, verwendet wird und es mit einem Naßentwickler beaufschlagt wird, ergibt sich an einem zu kopierenden Material, welches im allgemeinen weiß ist und einen wesentlich kleineren bzw. verminderten Bildflächenanteil aufweist, ein Potential von etwa 50V im wesentlichen über der gesamten Fläche des photoleitenden Teils und ein Potential von etwa 20V an der Entwicklungselektrode. Ein in dem Entwickler enthaltener Toner wird zu dem photoleitenden Teil hin angezogen, welches ein höheres Potential als die Entwicklungselektrode aufweist, so daß Bereiche der Kopie, welche weiß bleiben sollten, etwas beeinträchtigt bzw. entstellt sind, was insgesamt ein durchgehendes Verschmutzen bzw. Verschmieren des Hintergrunds zur Folge hat. Wo dagegen der Hintergrund des zu kopierenden Materials beispielsweise in einer gelben oder blauben Farbe gefärbt bzw getönt ist oder

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wo.der Anteil des Bildbereichs größer ist, kann die Entwicklungselektrode ein Potential annehmen, das bis zu 600V hoch ist, wenn das Potential des latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil in der Größenordnung von 1000 V liegt, wodurch sich ein Potentialunterschied zwischen diesen Teilen in der Größenordnung von 400V ergibt, welcher niedrig genug ist, um eine tatsächliche Verschlechterung bzw. einen Qualitätsverlust bei dem Entwicklungsvorgang zu bewirken, indem eine Kopie mit einem sehr hellen oder geringen Schwärzungsgrad geschaffen wird.

Bekannt ist auch, die Entwicklungselektrode elektrisch zu erden. Obwohl bei diesem Verfahren der Schwärzungsgrad des Bildes verbessert ist, wird das Restpotential des photoleitenden Teils oder das Potential in den Bereichen des photoleitenden Teils, welche dem weißen Hintergrund des zu kopierenden Materials entsprechen, durch das Oberflächenpotential der belichteten Bereiche beeinflußt, was dann wieder zu einem Verschmieren bzw. Verschmutzen des Hintergrundes führt.

Ferner ist bekannt, ein festes Vorspannungspotential an die Entwicklungselektrode anzulegen; ein niedriges Vorspannungspotential führt jedoch zu einem Verschmieren oder Verschmutzen des Hintergrundes, während ein hohes Vorspannungspotential den Entwicklungsvorgang verschlechtert bzw. dessen Qualität beeinflußt, so daß sich wieder einer der vorstehend angeführten Nachteile ergibt.

Die Erfindung soll daher ein elektrophotographisches Ent-

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wicklungsverfahren schaffen, bei welchem ein Verschmieren oder Verschmutzen des Hintergrundes sowie eine Verminderung bzw. Beeinträchtigung des Entwicklungsvorgangs vermieden ist.

Gemäß der Erfindung ist daher ein elektrophotographisches Entwicklungsverfahren und eine Einrichtung zu dessen Durchführung geschaffen, wobei eine Entwicklungselektrode in Gegenüberlage eines photoleitenden Teils, auf welchem ein elektrostatisches, latentes Bild aufgebracht ist, so angeordnet ist, daß ein dem mittleren bzw. durchschnittlichen Potential des latenten Bildes entsprechendes Potential an der Elektrode entweder durch Induktion oder durch eine Widerstandsanordnung erzeugt wird. Das Potential an der Elektrode wird jedoch gesteuert, so daß es durch ein eine konstante Spannung schaffendes Element, wie beispielsweise einen Varistor, über einer vorgegebenen Spannung gehalten wird, die etwas höher ist als das niedrigste Potential auf zumindest einem Teil des photoTeitenden Teils oder gleich dessen Spannung ist, wobei angenommen bzw. vorausgesetzt ist, daß irgendeine Art latenter Bilder auf dem photoleitenden Teil aufgebracht ist, um selbst von einem sehr hellen Bild oder einem Bild mit geringer Schwärzungsdichte auf einer zu kopierenden Vorlage Kopien guter Qualität herzustellen. Das Elektrodenpotential kann ferner durch einen Varistor gesteuert werden, in^dem beispielsweise ein Ansteigen über weitere vorgegebene Spannung verhindert wird, welche erheblich höher als die ersterwähnte Spannung ist, so daß Kopien guter Qualität selbst von einer Vorlage mit einem gefärbten oder getönten Hintergrund oder einem größeren Anteil an schwarzen Bildbereichen hergestellt werden. - 5 -

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung*,

!"ig. 2 in Form einerKurve die Arbeitsweise der in !ig. 1 dargestellten Einrichtung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 4 in Form einer Kurve die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung.

In Fig. 1 ist ein photoleitendes Teil 11 dargestellt, welches die Form einer Trommel hat und mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit in der durch einen Pfeil A angegebenen Richtung mittels einer entsprechenden Antriebseinrichtung angetrieben wird. Wenn sich das photoleitende Teil dreht, wird es mittels einer Koronaentladeeinrichtung 12 geladen und bildmäßig mit einem zu kopierenden Material bzw. mit einer zu kopierenden Vorlage belichtet, wie durch Pfeile B angedeutet ist, was von einer Belichtungseinrichtung aus erfolgt, um ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem photoleitenden Teil auszubilden-, das dann mittels einer Entwicklungseinrichtung 13 entwickelt und mittels einer Übertragungseinrichtung mit Hilfe einer

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Koronaentladeeinrichtung 14 auf ein Transfer- bzw. Übertragungsblatt oder auf ein Kopierblatt übertragen wird. Anschließend wird die Trommel durch eine Reinigungseinrichtung gereinigt, welche eine Rolle oder Walze 16 sowie eine schneidenförmige (Abkratz-) Einrichtung aufweist, und wird dann mittels einer Koronaentladeeinrichtung 18 entladen. Nach der Übertragung bzw. nach dem Transfer wird das Bild auf dem Übertragungs- oder Kopierblatt mittels einer nicht dargestellten Fixiereinrichtung fixiert und dann als Kopie aus dem Gerät nach außen ausgetragen.

Jede der Koronaentladeeinrichtungen 12, 14 und 18 weist ein Abschirm- oder Schutzgehäuse 19, 20 oder 21 auf, in welchem eine Drahtelektrode 22, 23 oder 24 angeordnet ist. Der Ausgang einer Hochspannungsquelle ist an die Drahtelektroden22 bis angelegt. Die Koronaentladeeinrichtung 12, welche dazu dient, das photoleitende Teil zu laden, weist eine leitende Platte auf, welche in dem Abschirm- oder Schutzgehäuse 19 angeordnet ist. Ein Varistor 26, welcher als Element für eine gleichbleibende, konstante Spannung vorgesehen ist, ist zwischen die leitende Platte 25 und Erde geschaltet, und die Verbindung zwischen der leitenden Platte 25 und dem Varistor 26 ist über einen in Durchlaßrichtung geschalteten Gleichrichter^ 27 mit einer Entwicklungselektrode 28 der Entwicklungseinrichtung 13 verbunden. Die Entwicklungselektrode 28 ist in Gegenüberlage von dem unteren Teil des photoleitenden Teils 11 in einem Abstand in der Größenordnung von einigen Millimeternoder weniger angeordnet. Die Entwicklungseinrichtung 13 weist ferner einen

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Behälter 29 auf, welcher einen bestimmten Vorrat an Entwicklerflüssigkeit 50 enthält, welche zur Entwicklung (des elektrostatischen, latenten Bildes) in denRaum zwischen das photieitende Teil 11 und die Entwicklungselektrode 28 gepumpt wird. Ein Potential, das dem Potential des latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil 11 oder dessen mittleren Oberflächenpotential entspricht, wird an der Entwicklungselektrode 28 entweder durch Induktion oder durch eine Widerstandsanordnung erzeugt, wie durch gestrichelte Linien in Jig. 2 angedeutet ist, um einen zufriedenstellenden bzw. entsprechenden Kopiervorgang ohne ein Verschmieren oder Beschmutzen des Hintergrundes zu ermöglichen.

Ein Koronaentladestrom fließt von der Drahtelektrode 22 zu der leitenden Platte 25 und von dort über den Varistor26, so daß auf diese Weise eine vorgegebene Spannung V^ an diesem erzeugt wird. Die Spannung V,- wird über den Gleichrichter 27 an die Entwicklungselektrode 28 angelegt, wodurch dessen Potential über die vorgegebene Spannung V_x. gesteuert wird, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt ist. Dieser Gesichtspunkt wird nunmehr im einzelnen näher betrachtet; selbst wenn nämlich das Potential des latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil 11 in dem Bereich der schwarzen Bildteile, das heißt, wenn das Oberflächenpotential in den Bereichen, die mit den schwarzen Bildteilen des zu kopierenden Materials bzw. der Vorlage belichtet sind, ohne Berücksichtigung der eigentlichen Bildbereiche auf einem vorgegebenen Wert, beispielsweise von 1000V bleibt, ist das Potential des latenten Bildes

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in den weißen Bildbereichen, nämlich das Oberflächenpotential in den Bereichen, welche mit der weißen Hintergrundfläche des zu kopierenden Materials belichtet sind, wegen des Kontrastes . auf dem zu kopierenden Material niedriger als das Potential der schwarzen Bereiche, so daß die mittlere oder durchschnittliche Spannung des photoleitenden Teils 11 sich mit den schwarzen Bildbereichen auf dem zu kopierenden Material zusammen mit einer entsprechenden Änderung des Potentials der Entwicklungselektrode 28 ändert. Durch entsprechende Wahl des an die Entwicklungselektrode 28 angelegten Vorspannungspotentials V^, das entwas höher als das Potential des latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil 11 in den weißen Bereichen oder gleich diesem Potential ist oder einen Wert hat, welcher im Hinblick auf eine Zunahme in diesem Potential geändert wird, welches infolge eines ermüdeten bzw. gealterten photoleitenden Teils vorkommt, kann das Verschmieren bzw. Verschmutzen des Hintergrundes vermieden werden, selbst wenn das zu kopierende Material voll- · kommen weiß gefärbt ist.

In Pig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei liefert eine Hochspannungsquelle 32 den Strom für den Varistor 26, und ein weiteres, eine konstante Spannung schaffendes Element oder ein Varistor 33 ist zwischen die Entwicklungselektrode 28 und Erde geschaltet. Die Hochspannungsquelle 32 weist einen Transformator 34 auf, welcher den Ausgang eines herkömmlichen bzw. üblichen Wechselstromanschlußgerätes herauftransformiert· hierbei wird der Ausgang einer ersten Sekundärwicklung an eine Spannungsverdopplerschaltung

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angelegt, welche ein Paar Dioden 35 und 36 sowie ein Paar Kondensatoren 37 und 38 aufweist. Der Ausgang der Spannungsverdopplerschaltung wird gleichgerichtet und an die Drahtelektrode 22 der Koronaentladeeinrichtung 12 angelegt. Der Ausgang einer zweiten Sekundärwicklung des Transformators 34 wird mittels einer Diode 39 gleichgerichtet, mittels eines Kondensators 40 geglättet und dann über einen Widerstand an den Varistor 26 angelegt.

Wenn das Potential der Entwicklungselektrode 28 dazu neigt, über eine vorgegebene Spannung Vp hinaus anzusteigen, wie durch die ausgezogene Linie in IPig. 4 angezeigt ist, wird der Varistor 33 wirksam, wodurch die an ihm anliegende Spannung auf die vorgegebene Spannung Vp begrenzt wird. Folglich ist eine Zunahme des Potentials der Entwicklungselektrode 28 über ein vorgegebenes Potential Vp hinaus vermieden, wodurch eine Verschlechterung bzw. ein Verlust in dem Bildschwärzungsgrad bei einem zu kopierenden Material vermieden ist, welches einen gefärbten bzw. getönten Hintergrund oder einen großen Anteil an Bildbereichen aufweist. Der Wert des Potential Vo ist entsprechend dem Dunkelheits- bzw. Schwärzungsgrad des zu kopierenden Materials gewählt, welches als ein weißer Hintergrund wiedergegeben bzw. kopiert werden sollte.

Der Varistor 26 kann mit Strom von einer anderen Koronaentladeeinrichtung versorgt werden, um ein Niederschlagen von Toner auf der Entwicklungselektrode 28 zu verhindern, indem die Koronaentladung zeitlich gesteuert an- und abge-

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schaltet wird. Obendrein kann der Varistor 26 durch eine Gleichspannungsquelle ersetzt werden. Das vorbeschriebene Verfahren einer selbständigen Vorspannung (self-bias) kann durch ein Verfahren mit automatischer Vorspannung (auto-bias) abgewandelt werden, wobei das Oberflächenpotential des photoleitenden Teils gefühlt wird, um ein Potential an die Entwicklungselektrode anzulegen, welches von dem gefühlten Ausgang abhängt. Selbstverständlich kann die Erfindung genauso auch bei einem mit Trockenentwickler arbeitenden Verfahren angewendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

) Elektrophoto graphisches Entwicklungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwicklungselektrode (28) in Gegenüberläge von einem photoleitenden Seil (11) mit einem auf ihm aufgebrachten, elektrostatischen, latenten Bild in der Weise angeordnet ist, daß ein Potential, welches einem mittleren oder durchschnittlichen Potential des latenten Bildes entspricht, an der Elektrode (28) entweder durch Induktion oder durch eine Widerstandsanordnung geschaffen wird, daß an die Elektrode (28) eine erste vorbestimmte Spannung angelegt wird,welche etwas hoher als das niedrigste Potential an zumindest einem Teil des photoleitenden Teils (11) oder gleich diesem Potential ist, wobei anzunehmen bzw. vorauszusetzen ist, daß irgendein latentes Bild auf dem photoleitenden Teil (11) ausgebildet ist, so daß das Potential an der Elektrode (28) über der ersten vorbestimmten Spannung gehalten wird, und daß gleichzeitig ein Entwickler zwischen das photoleitende Teil (11) und die Elektrode (28) zur Entwicklungs des latenten Bildes zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et , daß das an der Elektrode (28) durch das latente Bild geschaffene Potential gesteuert wird, um zu verhindern, daß es über eine zweite vorbestimmte Spannung ansteigt, welche höher als die erste vorbestimmte Spannung ist.

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3. Einrichtung zur Durchführung des elektrophotographischen Entwicklungsverfahrens, gekennzeichnet durch ein photoleitendes Teil (11) mit einem auf ihm aufgebrachten, elektrostatischen latenten Bild, durch eine Entwicklungselektrode (28^WeIcIIe in Gegenüberlage von dem photoleitenden Teil (11) so angeordnet ist, daß einPotential, welches einem mittleren oder durchschnittlichen Potential eines latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil (11) entspricht, entweder durch Induktion oder durch eine Widerstandsanordnung geschaffen wird, durch eine Einrichtung (26,27;26,32,41),um an die Elektrode (28) eine erste vorbestimmte Spannung anzulegen, welche etwas höher als das niedrigste Potential an zumindest einem Teil des photoleitenden Teils (11) oder gleich dieser Spannung ist, wobei die Ausbildung eines latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil (11) angenommen bzw. vorausgesetzt ist, so daß das Potential an der Elektrode (28) über der ersten vorbestimmten Spannung gehalten wird, und durch eine Einrichtung zum Zuführen * von Entwickler zwischen das photoleitende Teil (11) und die Elektrode (28), um das latente Bild zu entwickfein.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsanlegende Einrichtung ein eine konstante Spannung schaffendes Element (26) aufweist, dafe zwischen eine Stromquelle (25) und Erde geschaltet ist, und daß die Verbindung zwischen demElement(26 ) und der Stromquelle (25) über einen in Durchlaßrichtung gepolten Gleichrichter mit der Elektrode (28) verbunden ist.

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5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle eine leitende Platte (25) aufweist, welche in einer Entladeeinrichtung (12) zum Laden des photoleitenden Teils (11), bevor es zur Ausbildung eines latenten Bildes auf dem photoleitenden Teil (11) belichtet wirdjangeordnet ist, und daß die Entladeeinrichtung (12) eine mit einer Hochspannungsquelle (31) verbundene Drahtelektrode (25) und eine mit Erde verbundene Abschirmung (19) zur Abschirmung der Drahtelektrode (25) aufweist, und daß die leitende Platte (25) in der Abschirmung (19) und gegenüber bzw. bei der Drahtelektrode (25) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung des Potentials, das an der Elektrode (28) durch ein latentes Bild oder an dem photoleitenden Teil (11) geschaffen ist, um zu verhindern, daß es über eine zweite vorbestimmte Spannung ansteigt, welche höher als die erste vorbestimmte Spannung ist.

7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein eine konstante Spannung schaffendes Element (26) aufweist, das zwischen die Elektrode (28) und Erde geschaltet ist.

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