DE2833293C2 - Elektrostatographisches Bildumkehrgerät - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

daß das Potential der Entwicklungselektrode (22) +600 V beträgt und 200 V niedriger als das anfängliche Potential (+ 800 V) des photoleitfähigen Elementes (12) ist.

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Die Erfindung betrifft ein elektrostatographisches Bildumkehrgeräi zur Erzeugung positiver Kopien von negativen Vorlagen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein solches Bildumkehrgerät wird zur Erzeugung positiver, elektrostatischer Kopien von negativen Vorlagen eingesetzt, wie beispielsweise zur Herstellung von Kopien von Abbildungen, die auf Mikrofilmen aufge- 5^r> zeichnet worden sind.

Ein elektrostatographisches Bildumkehrgerät der angegebenen Gattung geht aus der DE-AS 10 26 620 hervor und weist ein schichtförmiges, photolcitfähiges Element, eine Aufladungseinrichtung zur Aufbringung ei- t>o ner elektrostatischen Ladung mit einem anfänglichen Potential vorgegebener Polarität auf das photoleitfähige Element, eine Abbildungseinrichtung zur Proji/.icrung einer Abbildung der negativen Vorluge nur auf einen Teilbereich des photolcitfiihigen Elementes zur ηί Erzeugung eines entsprechenden elektrostatischen Ladungsbildes durch bildmäßig verteilte Entladung des Teilbereiches sowie eine Entwicklungseinrichtung zur Aufbringung eines Toners auf das photoleitfähige Element und damit zur Entwicklung des Ladungsbildes zu einem Tonerbild auf; der Toner ist elektrostatisch mit der gleichen Polarität wie das phntoleitfähigc Element aufgeladen und haftet an den Flächen des Ladungsbildes mit niedriger elektrostatischer Ladung; in der Entwicklungseinrichtung ist eine Entwicklungselektrode angeordnet, die ein elektrisches Feld mit einem Potential der gleichen Polarität wie die Polarität des photoleitfähigen Elementes erzeugt, um den Toner elektrostatisch gegen das photoleitfähige Element abzustoßen.

Während beim Normalkopierverfahren Tonerteilchen eingesetzt werden, deren Polarität entgegengesetzt zu der Polarität des elektrostatischen Ladungsbild des ist, werden beim Bildumkehrverfahren die Tonerteilchen mit der gleichen Polarität wie das elektrostatische Ladungsbild aufgeladen. Diese Teilchen haften dann an den Bereichen mit niedriger elektrostatischer Ladung, also nicht an den Bereichen mit hoher elektrostatischer Ladung, wodurch eine umgekehrte Abbildung entsteht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elcktroslatographisches Bildumkehrgerät der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem das Anhaften des Toners auf der bildfreien nicht entladenen Bereichen des photoleitfähigen Elementes sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die so hergestellten, positiven Kopien einer negativen Vorlage, beispielsweise des Einzelbildes eines Negativfilms, eine ausgezeichnete Qualität haben, wobei insbesondere dichte, kräftige Bildbereiche gut wiedergegeben werden. Außerdem haftet praktisch kein Toner an den bildfreien Bereichen des photoleitfähigen Elementes, so daß die oben erwähnte Tonerverschwcndung und die damit zusammenhängende Überlastung der Reinigungseinrichtung vermieden werden.

Bei einer zu starken Erhöhung des Potentials der Entwicklungselektrode haftet der Toner an den Flächcnbcrcichcn des elektrostatischen Ladungsbildes mit hoher Ladung, so daß diese Flächenbcreichc einen grauen Untcrgrund erhalten und nicht in der gewünschten Weise als weiße Flächen erscheinen. Bei einer zu starken Verringerung des Potentials der Entwicklungselektrode in bezug auf das anfängliche Potential drs photoleitfähigen Elementes kommt es wiederum zu einer Reduzierung des Schwärzungsgrades der Abbildung. Durch Versuche ist festgestellt worden, daß sich qualitativ einwandfreie Abbildungen, und zwar sowohl in bezug auf die Untergrundflächen als auch in bezug auf die dichten Flächen, ergeben, wenn das Potential der Entwicklungselektrode 200 V niedriger als das anfängliche Potential des photoleitfähigen Elementes ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Darstellung eines elektrostatographischcn Bildumkehrgcrätes, und

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des mit einem elektrostatischen Ladungsbild versehenen phololeilfähigen, trommclförmigcn Elementes dieses Bildumkchrgcrätcs.

In den Figuren ist ein elektrostatographisches BiIdumkchrgcrät dargestellt, das durch das Be/.ugszciehen 11 angedeutet ist und im folgenden auch als »clcktrosüi-

tisches Kopiergerät« bezeichnet werden soll. Dieses Kopiergerät 11 weist eine als schichtförmiges, photoleitfähiges Element dienende photoleitfähige Trommel 12 auf, die sich mit konstanter Drehzahl in Richtung des Uhrzeigersinns dreht. Durch eine Aufladungseinrichtung 13 werden elektrostatische Ladungen auf die Trommel 12 aufgebracht Mittels ein;-;· Abbildungseinrichtung, die durch eine Sammellinse 14 angedeutet ist, wird eine Abbildung einer negativen Vorlage 16 bildmäßig auf die photoleitfähige Trommel 12 projiziert, um durch bildmäßig verteilte Entladung des Abbildungsbereiches ein entsprechendes, elektrostatisches Ladungsbild der zu kopierenden Vorlage herzustellen. Diese negative Vorlage 16 liegt im allgemeinen in Form eines Mikrofilm-Negativs oder eines einzelnen, photographischen Negativs vor.

Zu der bildmäßig verteilten Entladung des Teilbereiches der photoleitfähigen Trommel 12 kommt es in den »hellen Bereichen« des Ladungsbildes, auf denen die elektrostatische Aufladung weitgehend abgebaut wird. Diese Aufladung bleibt jedoch in den »dunklen Bereichen« der aufgeladenen Fläche zurück, da es dort zu keiner merklichen Photoleitung kommt.

Mittels einer Entwicklungseinrichtung 17 wird ein Toner 18 auf das elektrostatische Ladungsbild auf der photoleitfähigen Trommel 12 aufgebracht, um das elektrostatische Ladungsbild zu einem Tonerbild zu entwickeln. Erzeugt die Aufladungseinrichtung 13 eine positive, elektrostatische Aufladung der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 12, so hat das elektrostatische Ladungsbild eine positive Polarität; dann muß auch der Toner 18 mit positiver Polarität aufgeladen werden.

Der Toner kann aus Kunstharz-Tonerteilchen oder einer Mischung aus ferromagnetischen Trägerteilchen und Kunstharz-Tonerteilchen bestehen. In jedem Fall werden die Tonerteilchen reibungselektrisch mit der gleichen Polarität wie das elektrostatische Ladungsbild aufgeladen und auf die photoleitfähige Trommel 12 aufgebracht. Da die Tonerteilchen durch die Bildbereiche mit hoher positiver Aufladung abgestoßen werden, haften sie nur an den Abbildungsflächen mit niedriger Aufladung.

Bei dem aus F i g. 1 ersichtlichen Beispiel enthält die Vorlage 16 den weißen Buchstaben »F« auf schwarzem Untergrund. Der weiße Bereich des Buchstabens »F« wird bei der Abbildung phololeitfähig, so daß die entsprechenden elektrischen Ladungen auf der Trommel 12 abgebaut werden (siehe F i g. 2). Infolgedessen ist die elektrostatische Ladung auf dem von dem Buchstaben »F« eingenommenen Flächenbereich des elektrostatischen Ladungsbildes auf der Trommel 12 sehr niedrig. Jedoch ist die elektrostatische Ladung in den anderen Flächenbereichen des elektrostatischen Ladungsbildes hoch.

Infolge der hohen Ladung auf den anderen Flächenbereichen des elektrostatischen Ladungsbildes haften die Tonerteilchen nur in dem Flächenbereich des Buchstabens »F«. Die Tonerteilchen haben eine dunkle Farbe, wie beispielsweise schwarz. Infolgedessen besteht das Tonerbild aus dem schwarzen Buchstaben »F« auf weißem Untergrund. Wenn das Tonerbild auf ein weißes Kopierblatt 19 übertragen wird, lieg! eine Kopie mit einem schwarzen »F« auf weißem Untergrund vor. Die Entwicklungseinrichtung 17 weist einen Enlwicklerbchälter 21 mil dem Toner 18 auf. Eine drehbare Metallhiilse 22 ist zum Teil in den Toner 18 eingetaucht. Eine Dauermagneianordnung 23 ist im Inneren der Hülse 22 fest angebracht Wenn der Toner iS magnetische Trägerteilchen aufweist, haften diese Trägerteilchen magnetisch an der Hülse 22, welche die Tonerteilchen mitnimmt, wodurch eine magnetische Bürste 24 an der Hülse 22 ausgebildet wird. Die magnetische Bürste 24 wird zum Entwickeln bürstend an der Trommel 12 in Anlage gebracht. Mittels einer Abstreifeinrichtung 26 wird nicht verbrauchter Toner 18 von der Hülse 22 entfernt und in den Entwicklerbehälter 21 zurückgeleitet Von einer Vorspannungsquelle aus, die hier in Form einer Batterie 27 dargestellt ist, wird eine positive Vorspannung an die Hülse 22 angelegt, um die Tonerteilchen gegen die Trommel 12 abzustoßen. Die Vorspannung, die mittels der Batterie 27 an die Hülse 22 angelegt wird, ist entsprechend gewählt, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das stark genug ist, damit die Tonerteilchen an den Flächenbereichen mit niedriger Ladung (an den hellen Abbildungsflächen) und nicht an den Flächenbereichen der Trommel mit hoher Ladung (den dunklen Abbildungsbereichen) haften.

Eine Übertragungseinrichtung 28 weist Zuführrollen 29 und 31, um ein Kopicrblatt 19 mit derselben Oberflächengeschwindigkeit wie die Trommel 12 zuzuführen und an dieser in Anlage zu bringen, und außerdem

eine Übertragungsladeeinrichtung auf, um eine negative Ladung auf die Rückseite des Kopierblattes 19 aufzubringen und dadurch das positive Tonerbild auf das Kopierblatt 19 zu übertragen. Die anschließende Fixicreinrichiung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Kopierblatt 19 ist nicht dargestellt. Jedoch sind eine Reinigungseinrichtung 33, die den Resttoner von der Trommel 12 entfernt, und eine Entladeeinrichtung 34 angedeutet, die die Trommel 12 vor dem erneuten Aufladen entlädt.

In der Praxis ist es nicht möglich, die ganze Oberfläche der Trommel 12 für die Abbildung auszunutzen; dies gilt insbesondere dann, wenn das Kopiergerät U auf unterschiedliche Kopierblattgrößen abgestimmt ist. Außer bildfreien Randbereichen an den axialen Enden der Trommel 12 (was nicht dargesiellt ist) ist am Umfang ein bildfreier Randbereich vorgesehen, der sich im Uhrzeigersinn von einer Steile B bis zu einer Stelle A erstreckt (siehe F i g. 2). Mit anderen Worten wird das elektrostatische Ladungsbild auf der Trommel 12 nur in einem Bereich ausgebildet, der sich im Uhrzeigersinn von der Stelle A bis zu Stelle B erstreckt.

Normale Bildkopiergeräte weisen Zeitgeber oder ähnliche Einrichtungen auf, um die Aufladungseinrichtung so zu steuern, daß nur der Abbildungsbereich elektrostatisch geladen wird, der sich von der Stelle A bis zur Stelle B erstreckt. Infolgedessen ist das elektrostatische Potential auf der Trommel 12 in dem bildfreien Bereich, der sich im Uhrzeigersinn von der Stelle B bis zur Stelle A erstreckt, Null, so daß hier keine Tonerteilchen anhaften, die sonst mittels der Reinigungseinrichtung 33 entfernt werden müssen, was leicht zu deren Überlastung führt; obendrein wird dadurch Toner vergeudet.

Diese Schwierigkeit tritt bei einem Umkehrkopierge-

bo rät nicht auf, obwohl die ganze Oberfläche der Trommel 12 geladen wird. In dem bildfreien Bereich, der sich im Uhrzeigersinn von der Stelle B bis zu Stelle A erstreckt, stößt die hohe elektrostatische Ladung die Tonerteilchen ab und verhindert dadurch, daß sie in dem bildfrei-

b5 en Bereich auf der Trommel 12 haften. Infolgedessen ist eine Überlastung der Reinigungseinrichtung 12 und eine Verschwendung und Vergeudung von Toner ausgeschlossen.

Beispiel

Eine drehbare Trommel mit einer photoleitenden Selenschicht wurde auf ihrer ganzen Oberfläche mit einem elektrostatischen Potential von +800V geladen. Die ■> Trommel wurde bildmäßig mit einer negativen Vorlage belichtet, um ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen. Dann wurde Toner, der aus negativ geladenen ferromagnetischen Trägerteilchen, die mit einem Harz mit hohem elektrischem Widerstand überzogen sind, und aus positiv geladenen Tonerteilchen bestand, auf die Trommel aufgebracht, um das elektrostatische Ladungsbild zu einem Tonerbild zu entwickeln. Eine Vorspannung von +600V wurde an die Hülse einer Entwicklungseinrichtung der dargestellten und beschriebe- r> nen Art angelegt.

Die sich ergebende Kopie wies eine ausgezeichnete Qualität auf. Ferner wurde festgestellt, daß im wesentlichen keine Tonerteilchen an den bildfreien Flächenbereichen der Trommel hafteten. Dichte kräftige Bildbereiche wurden besonders gut wiedergegeben.

Bei einer Erhöhung der Vorspannung über den angegebenen Wert hinaus haftet Toner an den Flächenbereichen des elektrostatischen Ladungsbildes mit hoher Ladung; diese Flächenbcrciche werden dann grau und 2I nicht weiß kopiert. Bei einer Verringerung der Vorspannung unter einen bestimmten unteren Wert kommt es zu einer Minderung des Schwärzungsgrades der Abbildung. Infolgedessen wird die Vorspannung auf dem angegebenen optimalen Wert gehalten, der 200 V unter jo dem anfänglichen Potential von 800 V der Trommel liegt.

Die Trommel 12 kann durch ein photoleitendes Band, eine Platte., ein Blatt u. ä. ersetzt werden. Es kann auch eine Kaskaden-Entwicklungseinrichtung verwendet werden, bei der eine Entwicklungsvorspannung an eine elektrisch geladene Elektrode, weiche den Entwickler trägt, oder an eine halbfeuchte Entwicklungseinrichtung angelegt wird, bei welcher die Entwicklungsvorspannung an eine Entwicklungsschale angelegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrostatographisches Bildumkehrgerät zur Erzeugung positiver Kopien von negativen Vorlagen

   a) mit einem schichtförmigen photoleitfähigen Element,

   b) mit einer Aufladungseinrichtung zur Aufbringung einer elektrostatischen Ladung mit einem anfänglichen Potential vorgegebener positiver Polarität auf das photoleitfähige Element,

   c) mit einer Abbildungseinrichtung zur Projizierung einer Abbildung der negativen Vorlage nur auf einen Teilbereich des photoleitfähigen Elementes zur Erzeugung eines entsprechenden, elektrostatischen Ladungsbildes durch bildmäßig verteilte Entladung des Teilbereiches, und

   d) mit einer Entwicklungseinrichtung zur Aufbringung eines Toners auf das photoleitfähige Element und damit zur Entwicklung des Ladungsbildes zu einem Tonerbild.

   e) wobei der Toner elektrostatisch mit der gleichen Polarität wie das photoleitfähige Element aufgeladen ist und an den Flächen des Ladungsbildes mit niedriger elektrostatischer Ladung haftet, und

   f) in der Entwicklungseinrichtung eine Entwicklungselektrode angeordnet ist zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit einem Potential der gleichen Polarität wie die Polarität des photoleitfähigen Elementes, um den Toner elektrostatisch gegen das photoleitfähige Element ab- zustoßen.