DE3310542C2

DE3310542C2 - Einrichtung zur Entwicklung einer elektrostatischen Abbildung zu einem Entwicklerbild

Info

Publication number: DE3310542C2
Application number: DE3310542A
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Matsudo Chiba Fukuda; Itsuo Sagamihara Kanagawa Ikeda; Yuichi Kobayashi; Tsuneo Tokio/Tokyo Kurotori; Seiichi Nagareyama Chiba Miyakawa; Manabu Yokohama Kanagawa Mochizuki; Mitsuhiro Yokohama Kanagawa Nonaka; Satoshi Kawaguchi Saitama Shinguryo
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1983-03-23
Publication date: 1987-04-16
Also published as: DE3348081C2; US4669859A; DE3310542A1

Abstract

Eine Entwicklungseinrichtung, mit welcher ein elektrostatisches, latentes Bild auf einer Abbildungsfläche entwickelt werden kann, weist eine gegenüber der Abbildungsfläche angeordnete Entwicklungselektrode und eine Steuerschaltung zum Steuern des Potentials der Entwicklungselektrode auf. Wenn in einer Ausführungsform die Steuerschaltung die Entwicklungselektrode elektrisch erdfrei schaltet, ist der obere Grenzwert des Spannungsverlaufs auf verschiedene Werte eingestellt. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Steuerschaltung einen Fühler zum Fühlen des Potentials der Abbildungsfläche auf, wodurch ein Entwicklungsbetrieb mit einer sog. fest vorgegebenen Vorspannung oder einer automatischen Vorspannung durchführbar ist. Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Entwicklungsvorgang automatisch in Abhängigkeit von der Stellung einer Andrückplatte eingestellt, welche auf einer Vorlage anzuordnen ist, um die Vorlage während eines Kopiervorgangs in einer vorgegebenen Stellung zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entwicklung einer elektrostatischen, latenten Abbildung zu einem Entwicklerbild der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE-OS 25 16 102 ist ein Kopiergerät bekannt, bei dem selbsttätig eine Vorspannung an die Entwicklungselektrode angelegt wird. Außerdem wird darauf hingewiesen, daß die Zuführung der Vorspannung in den Ruhepausen der Entwicklungseinrichtung unterbrochen werden muß. Während dieser Zeitspannen kann dann die Entwicklungselektrode gereinigt werden.
Eine Einrichtung zur Entwicklung einer elektrostatischen, latenten Abbildung zu einem Entwicklerbild der angegebenen Gattung geht aus der DE-OS 27 04 370 hervor und weist eine Entwicklungselektrode, die mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber einer die elektrostatische, latente Abbildung tragenden Abbildungsfläche angeordnet ist, weiterhin eine Einrichtung zur Zuführung eines Entwicklers zu dem Spalt zwischen der Abbildungsfläche und der Entwicklungselektrode sowie eine Einrichtung zur Einstellung eines oberen Grenzwertes für das Potential auf, das auf der Entwicklungselektrode durch das Potential des gegenüberliegenden Bereiches der Abbildungsfläche induziert wird.
Dabei kann der obere Grenzwert für die Vorspannung der Entwicklungselektrode in zwei verschiedenen Stufen eingestellt werden, nämlich auf 200 V bzw. 400 V; außerdem kann die Belichtungsstärke in zwei Schritten eingestellt werden und zwar mittels einer Schlitzbreite von 8 mm bzw. 12 mm für das Belichtungslicht.
Der Kopiervorgang läuft nach Auswahl einer der folgenden drei Paare von Bedingungen ab, nämlich bei 200 V und einer Schlitzbreite von 8 mm, bei 400 V und einer Schlitzbreite von 8 mm oder bei 400 V und einer Schlitzbreite von 12 mm. Die Einstellung des oberen Grenzwertes für die Entwicklungsspannung ist also der Einstellung der Breite des Belichtungsspaltes zugeordnet.
Fig. 2 dieser Druckschrift zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Entwicklung bei freier Vorspannung und einer der drei folgenden Bedingungen ausgeführt wird, nämlich einer Entwicklungsspannung von 0 V und einer Schlitzbreite von 12 mm, einer Entwicklungsspannung im Bereich von 120 bis 240 V und einer Schlitzbreite von 12 mm und einer Entwicklungsspannung von 120 bis 240 V und einer Schlitzbreite 15 mm.
Bei einer solchen Entwicklungseinrichtung tritt das folgende Problem auf: Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen die Entwicklungselektrode mit einem relativ hohen Potential betrieben werden muß, nämlich beispielsweise einem Potential im Bereich zwischen 900 und 1000 V. Eine so hohe Spannung läßt sich jedoch beim Arbeiten mit einer Entwicklungs- bzw. Vorspannung, die sich selbsttätig einstellt, nicht erzielen, weil die in den entsprechenden Schaltungsteilen vorgesehenen aktiven Bauelemente, insbesondere Transistoren, so hohe Spannungen nicht aushalten können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungseinrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der auch dann die Ablagerung von Entwickler auf der Entwicklungselektrode verhindert wird, wenn die Entwicklungselektrode mit relativ hohen Spannungen, nämlich Potentialen im Bereich zwischen 900 und 1000 V, betrieben werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgenden Überlegungen: Wenn die oben erwähnte, hohe Vorspannung an die Entwicklungselektrode angelegt werden muß, ermöglicht die freie Vorspannung, die nur von der Induktion durch das Potential der Abbildungsfläche abhängt, die Erzeugung einer ausreichend hohen Spannung mit einem schaltungstechnisch einfachen Aufbau, bei dem keine empfindlichen aktiven Elemente benötigt werden.
Andererseits kann bei der normalen Entwicklung die Vorspannung selbsttätig eingestellt werden, nämlich entweder auf einen bestimmten Wert der Vorspannung oder auf eine sich frei einstellende Vorspannung mit oberen und unteren Grenzwerten, wie es für die Erzielung einer optimalen Entwicklung erforderlich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den Grundaufbau einer mit flüssigem Entwickler arbeitenden Entwicklungseinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät,
Fig. 2 den schaltungstechnischen Teil der Entwicklungseinrichtung, und
Fig. 3 eine Kurvendarstellung der Funktionsweise der Entwicklungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt den Grundaufbau eines mit Naßentwicklung arbeitenden elektrophotographischen Kopiergerätes. Dieses Kopiergerät weist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial in Form einer Trommel 1 auf, die in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung gedreht werden kann; die lichtempfindliche Oberfläche der Trommel 1 besteht aus einem elektrisch leitenden Schichtträger und einer Schicht aus einem photoleitfähigen Material auf diesem Schichtträger.
An der Umfangsfläche der drehbaren Trommel 1 sind in Drehrichtung nacheinander die folgenden Verarbeitungsstationen angeordnet, nämlich eine Aufladungseinrichtung 2, eine Belichtungseinrichtung 3, eine Entwicklungseinrichtung 4, eine Quetschrolle 5, eine Übertragungseinrichtung 6, eine Reinigungseinrichtung 8 und eine Entladungseinrichtung 9.
Die Aufladungseinrichtung 2 wird durch eine positive Korona-Aufladungseinrichtung gebildet, die die Oberfläche der Trommel 1 gleichmäßig positiv auflädt.
Die Entwicklungseinrichtung 4 weist einen Behälter 4 b zur Aufnahme einer vorgegebenen Menge eines flüssigen Entwicklers 4 a sowie eine plattenförmige Entwicklungselektrode 4 c auf, die unter und in einem geringen Abstand (üblicherweise in einem Abstand von maximal einigen Millimeter) von der Umfangsfläche der Trommel 1 angeordnet ist. Der flüssige Entwickler 4 a wird dem Spalt zwischen der Entwicklungselektrode 4 c und der Trommel 1 mittels einer Pumpe 4 d zugeführt, wodurch der Entwickler in Kontakt mit der auf der Umfangsfläche der Trommel 1 ausgebildeten, elektrostatischen, latenten Abbildung gebracht wird.
Der flüssige Entwickler 4 a kann beispielsweise eine Trägerflüssigkeit und negativ geladene, in dem flüssigen Entwickler fein verteilte Tonerpartikel enthalten.
Die Quetschrolle 5 entfernt den überflüssigen Entwickler 4 a von der Oberfläche der Trommel 1 und leitet ihn zu dem Behälter 4 b zurück.
Eine Korona-Übertragungseinrichtung 6 lädt die Rückseite eines Bildempfangsmaterials 7 positiv auf, wodurch das auf der Oberfläche der Trommel erzeugte Tonerbild elektrostatisch zur Vorderseite des Bildempfangsmaterials 7 hin angezogen wird. Dadurch erfolgt eine Übertragung des Tonerbildes von der Oberfläche der Trommel 1 auf das Bildempfangsmaterial 7.
Die Reinigungseinrichtung 8 weist eine Reinigungsrolle 8 a, die auf der Oberfläche der Trommel 1 abrollt, sowie eine Reinigungsschneide 8 b auf, die an der Oberfläche der Trommel 1 anliegt und die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen von der Oberfläche der Trommel 1 entfernen soll.
Bei der Entladungseinrichtung 9 handelt es sich schließlich um eine Korona-Entladungseinrichtung, deren drahtförmige Elektrode mit einer Wechselspannungs-Hochspannungsquelle verbunden ist; dadurch kann das Oberflächenpotential der Trommel 1 vor dem nächsten Abbildungszyklus eingestellt werden.
Zur Erzeugung einer Kopie dreht sich die Trommel 1 mit konstanter Drehzahl; gleichzeitig wird ihre Oberfläche durch die Aufladungseinrichtung 2 gleichmäßig positiv aufgeladen; die gleichmäßig aufgeladene Oberfläche wird mittels der Belichtungseinrichtung 3 mit einer Abbildung der zu kopierenden Vorlage belichtet, so daß aufgrund der Photoleitfähigkeit der Oberfläche der Trommel 1 Ladungen selektiv abgebaut werden und dadurch eine elektrostatische, latente Abbildung der Vorlage entsteht. Diese elektrostatische, latente Abbildung wird in der folgenden Entwicklungseinrichtung 4 zu einem Tonerbild entwickelt, das dann auf das Bildempfangsmaterial 7 übertragen wird. Das übertragene Tonerbild wird anschließend in einer Fixiereinrichtung (nicht dargestellt) fixiert. Die nach der Übertragung auf der Oberfläche der Trommel 1 zurückgebliebenen Tonerteilchen werden durch die Reinigungseinrichtung 8 entfernt; anschließend wird die Oberfläche der Trommel 1 mittels der Korona-Entladungseinrichtung einer Wechselstrom-Behandlung unterzogen, wodurch das Potential der Oberfläche gleichmäßig auf einen bestimmten Wert gebracht wird.
Im folgenden soll die Einstellung der Vorspannung erläutert werden, die an die Entwicklungselektrode 4 c angelegt wird. Der entsprechende schaltungstechnische Aufbau der Entwicklungseinrichtung ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Hierbei ist eine Z-Diode 20 über einen ersten Schalter 23 und einen zweiten Schalter 17 in Reihe zwischen die Entwicklungselektrode 4 c und Erde geschaltet. Der Schalter 23 ist normalerweise geschlossen und wird bei Beendigung einer bestimmten Funktion automatisch geöffnet, die nach dem Öffnen des Schalters begonnen worden ist.
Zwei weitere, in Reihe liegende Z-Dioden 12 und 18 liegen parallel zu einer Wechselspannungsquelle 11. Die Kathode der Z-Diode 12 ist über einen Widerstand 22 und eine Diode 16 einerseits mit dem Schalter 17 und andererseits mit dem Schalter 23 verbunden. Der Anschlußpunkt zwischen den beiden Z-Dioden 12 und 18 liegt an Erde.
Ein Schalter 19 ist einerseits an die Entwicklungselektrode 4 c und andererseits über einen Widerstand an die Anode der Z-Diode 18 angeschlossen.
Da die in Reihe liegenden Z-Dioden 12 und 18 parallel zur Wechselspannungsquelle 11 geschaltet sind, wird das Potential an der Kathode der Z-Diode 12 auf einem vorgegebenen, konstanten Pegel V _B ₀ gehalten, der über die als Gleichrichter dienende Diode 16 an die Entwicklungselektrode 4 c angelegt wird. Die Entwicklungselektrode 4 c ist elektrisch erdfrei; zwischen der Oberfläche der Entwicklungselektrode 4 c und dem gegenüberliegenden Teil der Umfangsfläche der Trommel 1 ist ein kleiner Spalt in der Größenordnung von einigen mm ausgebildet, so daß an der Entwicklungselektrode 4 c ein Potential induziert wird, dessen Größe von dem durchschnittlichen Oberflächenpotential der gegenüberliegenden Bereiche der Trommeloberfläche abhängt, welches wiederum durch das Flächenverhältnis zwischen dem Untergrund und den Bildbereichen der elektrostatischen, latenten Abbildung bestimmt wird.
Die Z-Diode 12 regelt also bei geschlossenem Schalter 17 und offenem Schalter 23 im Zusammenwirken mit der Spannungsquelle 11 das an die Entwicklungselektrode 4 c anzulegende Potential und stellt dadurch einen unteren Grenzwert V _B ₀ des Potentials an der Entwicklungselektrode 4 c ein.
Sind die Untergrundbereiche einer zu kopierenden Vorlage farbig ausgelegt, und haben die Bildbereiche der Vorlage eine ziemlich große Fläche, wie es beispielsweise bei einer Photographie der Fall ist, so steigt das durchschnittliche Oberflächenpotential der elektrostatischen, latenten Abbildung auf der Oberfläche der Trommel 1 an, wodurch sich auch das induzierte Potential an der Entwicklungselektrode 4 c erhöht.
Wird jedoch der Schalter 23 geschlossen, so wird die Entwicklungselektrode 4 c auf einem vorgegebenen Potential B 1 gehalten, da die Z-Diode 20 zwischen der Entwicklungselektrode 4 c und Erde liegt. Mit anderen Worten wird bei geschlossenem Schalter 23 der obere Grenzwert des an der Entwicklungselektrode 4 c induzierten Potentials auf V _B ₁ eingestellt, nämlich den durch die Z-Diode 20 festgelegten, konstanten Spannungswert.
Der obere Grenzwert V _B ₁ des an die Entwicklungselektrode 4 c angelegten Potentials wird bei geschlossenem Schalter 23 durch die Z-Diode 20 vorgegeben. Bei dieser Ausführungsform erfolgt also nur dann eine Einstellung des oberen Grenzwertes V _B ₁ für das Potential an der Entwicklungselektrode 4 c, wenn der Schalter 23 geschlossen ist, während der obere Grenzwert nicht eingestellt wird, wenn der Schalter 23 offen ist.
Der sich dadurch ergebende Verlauf der an die Entwicklungselektrode 4 c angelegten Entwicklungsspannung V _B ergibt sich aus Fig. 3.
Es läßt sich erkennen, daß in einem ersten Bereich I der untere Grenzwert V _B ₀ des Potentials konstant bleibt, nämlich bei geschlossenem Schalter 23, während im Bereich II die Entwicklungsspannung V zunächst linear zunimmt. Wird dann der Schalter 23 geöffnet, nämlich in Abhängigkeit von der Art der zu kopierenden Vorlage, so wird das an der Entwicklungselektrode 4 c induzierte Potential auf dem konstanten Wert V _B ₁ gehalten, der von der Z-Diode 20 abhängt.
Bleibt der Schalter 23 geschlossen, so nimmt die Entwicklungsspannung V _B in den Bereichen II und III weiter zu. Dadurch wird also die Entwicklungselektrode 4 c durch das freie, induzierte Potential ohne jeden oberen Grenzwert beaufschlagt.
Der untere Grenzwert V _B ₀ sollte so eingestellt werden, daß er etwa gleich dem oder etwas größer als das Oberflächenpotential der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 1 ist, wenn diese einer Leerbelichtung unterzogen wird, oder eine Vorlage mit vollständig weißer Oberfläche belichtet wird. Der untere Grenzwert V _B ₀ kann beispielsweise in einem Bereich von 110 bis 180 V eingestellt werden. Dadurch wird verhindert, daß es zu Verschmutzungen des Untergrundes kommt, und zwar selbst dann nicht, wenn die wiederzugebende Vorlage nahezu vollständig weiß ist.

Claims

Einrichtung zur Entwicklung einer elektrostatischen, latenten Abbildung zu einem Entwicklerbild

a) mit einer Entwicklungselektrode, die mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber einer die elektrostatische, latente Abbildung tragenden Abbildungsfläche angeordnet ist,

b) mit einer Einrichtung zur Zuführung eines Entwicklers zu dem Spalt zwischen der Abbildungsfläche und der Entwicklungselektrode, und

c) mit einer Einrichtung zur Einstellung eines oberen Grenzwertes für das Potential, das auf der Entwicklungselektrode durch das Potential des gegenüberliegenden Bereiches der Abbildungsfläche induziert wird,
gekennzeichnet durch

d) eine Schaltanordnung (23), die die Einrichtung (20) zur Einstellung des oberen Grenzwertes außer Betrieb setzt, so daß die Entwicklungselektrode (4 c) durch das freie, induzierte Potential ohne Obergrenze beaufschlagt wird.