DE3213798A1

DE3213798A1 - Elektrofotografisches kopierverfahren zum abtragen von entwicklerfluessigkeit von einer fotoleiteroberflaeche

Info

Publication number: DE3213798A1
Application number: DE19823213798
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Phys. Dr. Moraw; Günther 6200 Wiesbaden Schädlich
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3360766D1; US4482241A; EP0092106A1; AU551304B2; JPS58187963A; CA1205125A; EP0092106B1; AU1324483A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG

Hoe 82/K 014 - jS- 13. April 1982

WL-DI.Z.-is

Elektrofotografisches Kopierverfahren zum Abtragen von Entwicklerflüssigkeit von einer Fotoleiteroberfläche

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Kopierverfahren zum Abtragen von Entwicklerflüssigkeit von einer Fotoleiteroberfläche, die elektrostatisch aufgeladen, informationsmäßig belichtet, das erhaltene latente Ladungsbild mit der Entwicklerflüssigkeit zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt und die überschüssige Entwicklerflüssigkeit mit einem im geringen Abstand zu der Fotoleiteroberfläche angeordneten Dosierelement entfernt wird, an das eine Vorspannung gleicher Polarität wie diejenige der aufgeladenen Fotoleiteroberfläche angelegt ist, das Tonerbild von dem Fotoleiter auf ein Bildempfangsmaterial übertragen, auf diesem fixiert und der Fotoleiter gereinigt und/oder entladen wird.

Aus der DE-OS 3 018 241 ist ein derartiges Verfahren zum Entfernen überschüssiger Entwicklerflüssigkeit eines aus einer isolierenden Entwicklerflüssigkeit und darin suspendierten, geladenen Tonerpartikeln bestehenden flüssigen Entwicklers von einer fotoleitenden Oberfläche, die ein mittels des Flüssigentwicklers entwickeltes elektrostatisches Ladungsbild trägt, bekannt. Hierzu wird ein Trocknungselement in Gestalt einer Quetschwalze oder einer Aufsaugwalze mit der fotoleitenden Oberfläche in Kontakt gebracht, wobei die Quetschwalze bzw. die Aufsaugwalze auf einem Potential gehalten wird, dessen Polarität gleich der

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Polarität der Ladung der geladenen Tonerpartikel ist und darüber hinaus die Relativbewegung zwischen der fotoleitenden Oberfläche und der Quetschwalze bzw. der Ansaugwalze so gesteuert wird, daß die Relativgeschwindigkeit im Berührungsbereich zu Null wird. Die Mantelfläche der Quetschwalze bzw. der Aufsaugwalze besteht aus einem elastomeren Material, das eine Shore-A-Härte von weniger als 45 und einen Widerstandswert von weniger als 10 Ohm.cm aufweist. Die fotoleitende Oberfläche befindet sich auf einer Trommel, die im Gegenuhrzeigersinn an einer Dosier- oder Abstreifwalze vorbeiläuft, die geeignet ist, die auf dem Fotoleiter verbleibende Flüssigkeitsmenge nach dem Entwickeln des latenten Ladungsbildes zu begrenzen. Diese Dosier- oder Abstreifwalze berührt das entwickelte Ladungsbild nicht, so daß weder Streifen oder Verzerrungen erzeugt werden. Es bleibt dann noch eine Entwicklerflüssigkeitsschicht mit einer Stärke zwischen 10 und 15 /um auf der Fotoleiteroberfläche stehen. Nach dem Passieren der Dosier- oder Abstreiferwalze läuft die Trommeloberfläche an der Quetsch- bzw. Aufsaugwalze vorbei, die auf einer solchen Vorspannung gehalten wird, daß sich ein elektrisches Feld ergibt, durch das der Toner an der Fotoleiteroberfläche festgehalten wird. Die an die Quetschwalze angelegte-Vorspannung besitzt die gleiche Polarität wie die Tonerpartikel in der Entwicklerflüssigkeit. Auf diese Weise wird erreicht, daß das entwickelte Bild an der Fotoleiteroberfläche haften bleibt, ohne daß Streifen entstehen, ohne daß ein Verschmieren erfolgt und ohne daß der

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Toner auf die Quetschwalze übertragen wird. Die noch vorhandene Flüssigentwicklerschicht auf der Fotoleiteroberfläche ist nach dem Vorbeilauf an der Quetschwalze auf eine Stärke von 2 bis 3 ,um verringert, so daß die Schichtdicke der Entwicklerflüssigkeit auf dem Fotoleiter insgesamt auf etwa ein Fünftel des Ausgangswerts erniedrigt wird.

Neben den Vorteilen, wie große Auflösung und kleine Energien zum Fixieren der Kopien, im Vergleich zur Trockenentwicklung, weist die Flüssigentwicklung den Nachteil auf, daß die Kopien erhitzt werden müssen, da nach dem Übertragen des Tonerbildes von der Fotoleiteroberfläche auf das Bildempfangsmaterial zusammen mit restlicher Entwicklerflüssigkeit, diese beim Fixieren der Kopien durch Erwärmen verdampft werden muß. Dadurch geht einerseits Entwicklerflüssigkeit in großer Menge verloren und muß immer wieder im Kopiergerät ergänzt werden und andererseits reichert sich in der Umgebung des Kopiergeräts die Luft in unerwünschter Weise mit verdampfter Entwicklerflüssigkeit an. Obwohl die üblichen Entwicklerflüssigkeiten als solche nicht toxisch sind, überwiegend handelt es sich hierbei um aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe wie i-Dekan, in denen die geladenen Tonerteilchen dispergiert sind, ist der große Austrag an Entwicklerflüssigkeit auch aus Gründen geringer Umweltbelastung nicht erwünscht.

Im Stand der Technik, wie er beispielsweise in der DE-AS 23 61 833 (US-PS 3,907,423) beschrieben ist,

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wird zur Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit nach der Entwicklung des Ladungsbildes auf der Fotoleiterschicht durch elektrophoretische Abscheidung von aufgeladenen Tonerteilchen überstehende und damit überschüssige Entwicklerflüssigkeit vor der übertragung des Tonerbildes auf das Bildempfangsmaterial in der Schichtstärke mittels einer gegensinnig zu dem Fotoleiter umlaufenden Abstreifwalze reduziert. Hierzu rotiert in einem Abstand von nur etwa 50 ,um eine Abstreifwalze mit großer Umfangsgeschwindigkeit gegenläufig zur Bewegung der Fotoleiterschicht. Die auf der Fotoleiterschicht abgeschiedenen Tonerbilder werden nicht verwischt, die überstehende Menge an Entwicklerflüssigkeit wird jedoch nur teilweise entfernt, so daß feuchte Kopien ausgegeben werden.

Die Abstreif- bzw. Dosierwalze ist durch einen Spalt von 0,05 bis 1 mm Breite von der Fotoleiteroberfläche getrennt. Durch die gegenläufige Rotation der Dosierwalze mit größerer Umfangsgeschwindigkeit als die der Fotoleitertrommel wird die Entwicklerflüssigkeit im Dosierspalt zwischen dem Fotoleiter und der Dosierwalze in zwei entgegengesetzt gerichtete Strömungen aufgeteilt, wobei die eine Strömung durch die Dosierwalze abgeschert und durch ein nachgeschaltetes Wischerblatt entfernt wird. Bei einem Dosierspalt von 100 ,um beträgt der Austrag an Entwicklerflüssigkeit durch eine DIN A4-Kopie etwa 0,2 g, so daß wegen der Linearität zwischen der ausgetragenen Entwicklerflüssigkeit und

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dem Dosierspalt davon ausgegangen werden kann, daß bei einem Spalt von 50 ,um der Au:
lerflüssigkeit betragen wird.

einem Spalt von 50 ,um der Austrag etwa 0,1 g Entwick-

Die Dosierwalze ist in isolierten Lagerscheiben gehaltert, und es bildet sich auf der Walze durch Induktion eine Vorspannung von etwa 300 V aus. Die Bildbereiche auf der Fotoleiteroberfläche haben ein elektrisches Potential von 900 bis 950 V, während die bildfreien Hintergrundstellen ein solches von etwa 150 V haben. Da das elektrische Potential der Dosierwalze niedriger als das des Bildbereiches und höher als das der bildfreien Stellen auf dem Fotoleiter ist, fließt der Toner von den bildfreien Stellen zu den Bildbereichen und wird an diesen festgehalten.

Es kann auch vorgesehen werden, an die Dosierwalze mittels einer Gleichspannungsquelle eine Vorspannung anzulegen, die so eingestellt wird, daß sie niederiger ist als das elektrische Potential der Bildbereiche und höher als das der bildfreien Stellen der Fotoleiteroberfläche. Durch das Anlegen der Vorspannung wird ausschließlich erreicht, daß die Hintergrundtönung der Kopien verringert und ein starker Kontrast des Bildes erzielt wird.

Es wurden bis in die jüngste Zeit immer wieder Versuche unternommen, sowohl mit Aufsaugwalzen aus einem geschäumten, offenporigen Polymer als auch mittels Quetschwalzen überschüssige Entwicklerflüssigkeit nach

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dem Entwickeln des elektrostatischen Ladungsbildes von der Fotoleiteroberfläche zu entfernen und dadurch den Austrag an Entwicklerflüssigkeit durch die Kopien weiter zu verringern. Die Quetschwalzentechnik hierfür zum leichteren Trocknen flüssig entwickelter Ladungsbilder auf Fotoleiterschichten ist in ihren Anfängen beispielsweise in der US-PS 3,299,787 beschrieben, aus der hervorgeht, eine Abciuetschwalze mit zugehörigem Reinigungselement zu verwenden, um die überschüssige Entwicklerflüssigkeit von einem Fotoleiterband zu entfernen.

Eine Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit durch eine größere Umfangsgeschwindigkeit der Dosierwalze ist wegen der asymptotischen Abnahme des Austrags in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit kaum möglich, da die bei dem merklichen Austrag erforderliche Umfangsgeschwindigkeit in herkömmlichen Kopiergeräten nur sehr schwer zu verwirklichen wäre.

Auch eine merkliche Verkleinerung des Spalts zwischen der Dosierwalze und der Fotoleiteroberfläche unter 50 /Um, die eine Verringerung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit erwarten ließe, ist wegen der feinmechanischen Toleranzen in bezug auf die Geradheit der Fotoleitertrommel und der Dosierwalze nicht realisierbar. Die Einhaltung bestimmter feinmechanischer Toleranzen wird umso schwieriger, je länger die Fotoleitertrommel und die Dosierwalze ist, um beispielsweise Kopien im Format DIN Al herzustellen. Für die Herstellung großflächiger Kopien sind wegen der größeren Bau-

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chigkeit der Trommeln und Dosierwalzen größere Spalte als 50 »um bei gleichzeitiger Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit anzustreben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß der Austrag an Entwicklerflüssigkeit bei Kopien bis zu DIN Al-Formaten vermindert wird, ohne daß eine Verkleinerung des Spaltes zwischen dem Dosierelement und der Fotoleiteroberfläche und eine Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Dosierelements erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorspannung des Dosierelements größer als 1 kV und die maximale Spannung auf der Fotoleiteroberfläche gleich oder kleiner als die Vorspannung des Dosierelements gewählt wird.

Die Differenz aus der maximalen Spannung auf der Fotoleiteroberfläche und der Vorspannung des Dosierelements beträgt vorzugsweise bis zu 200 V.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 8.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß durch die einfache Maßnahme des Anlegens eines großen elektrischen Feldes im Spalt zwischen Dosierelement und Fotoleiteroberfläche, unter Beibehaltung der übrigen

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Kopierbedingungen, der Austrag an Entwicklerflüssigkeit erheblich vermindert wird.

Für die dabei ablaufenden Vorgänge gibt es keine stichhaltige Erklärung. Es liegt keine Dosierung von Entwicklerflüssigkeit durch Ladungen vor, die von einer freien, nicht mit Entwicklerflüssigkeit benetzten Korona auf die Flüssigkeitsoberfläche abgesprüht werden, und die dann eine Einstellung der Flüssigkeitsschicht auf dem Fotoleiter bewirken könnten, wie· dies in der DE-OS 2 739 104 beschrieben ist. Es handelt sich hier um eine überraschende Wirkung, die von dem Fachmann nicht zu erwarten war, da diesem lediglich aus dem Stand der Technik bekannt war, zur hintergrundfreien Entwicklung ein Potential anzulegen, das etwa in der Größenordnung von 300 V liegt und erheblich kleiner als das Potential von etwa 950 V der Bildstellen auf der Fotoleiterschicht ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen naher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines

elektrofotografischen Kopiergeräts zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, und

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Fig. 2 die Abhängigkeit der ausgetragenen Entwicklerflüssigkeitsmenge von der an das Dosierelement angelegten Spannung und dem Spalt zwischen dem Dosierelement und der Fotoleiteroberfläche.

Der Aufbau eines Kopiergeräts, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, entspricht dem Stand der Technik und ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Eine Trommel 1 ist mit einem Fotoleiter 21 versehen und.wird von einer nicht dargestellten Antriebsquelle mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit im Gegenuhrzeigersinn in Drehung versetzt. Um den Umfang der Trommel 1 sind eine elektrische Aufladeeinrichtung 2, beispielsweise eine Korona, eine Belichtungsstation 3, eine Entwicklungsstation 22, eine Dosierwalze 6 für überschüssige Entwicklerflüssigkeit, eine Bildübertragungsstation 16, eine Reinigungsvorrichtung 11,12 und eine weitere Aufladeeinrichtung 13, beispielsweise eine Wechselstromkorona, und/oder Löschlampe angeordnet.

Ist der Fotoleiter 21 aus organischem Material, beispielsweise aus Poly-N-Vinylcarbazol/Trinitrofluorenon, so wird der Fotoleiter von der elektrostatischen Aufladeeinrichtung negativ aufgeladen, während bei einem Fotoleiter 21 aus Selen eine positive Aufladung erfolgt. Der aufgeladene Fotoleiter 21 wird in der Belichtungsstation 3 über deren Optik informationsmäßig belichtet, d.h. mit einem Strahlenbild einer

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Vorlage belichtet. Das erhaltene elektrostatische latente Ladungsbild wird in der Entwicklungsstation 22 mittels der Entwicklerflüssigkeit zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt. Die Entwicklungsstation 22 besteht aus einer gewölbten Platte 4, die mit ihrer Krümmung der Umfangsflache der Trommel 1 angepaßt ist und aus einer Wanne 5, die mit Entwicklerflüssigkeit gefüllt ist. Die Platte 4 dient als Entwicklungselektrode und wird durch eine nicht dargestellte Spannungsquelle mit einer bestimmten Spannung beaufschlagt. Anstelle der gewölbten Platte 4 kann auch eine Walze vorgesehen werden. Bei organischen Fotoleiterschichten sind die in der Entwicklerflüssigkeit dispergierten Tonerteilchen positiv aufgeladen, während sie bei Selenschichten negativ aufgeladen sind. Überstehende Entwicklerflüssigkeit wird durch die Abtragsvorrichtung, die aus der Walze 6 mit einem Abr streifer 7 besteht, zum größten Teil entfernt.

Bei der Übertragungsstation 16 wird aus einem Behälter 25 Bildempfangsmaterial, beispielsweise ein Papierblatt 8 der Trommel 1 zugeführt. Die Übertragungsstation 16 enthält eine Aufladeeinrichtung 9, beispielsweise eine Korona, die das Papierblatt 8 von der Rückseite her elektrostatisch auflädt. Bei einem Fotoleiter 21 aus Selen wird das Papierblatt 8 positiv aufgeladen. Anstelle der Aufladeeinrichtung 9 kann auch eine Druckwalze vorgesehen sein, die an der Umfangsfläche der Trommel 1 anliegt und mit einer Spannungsquelle verbunden ist, die die Druckwalze auf ein

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geeignetes Potential für die Übertragung auflädt. Nach der Übertragung des Tonerbildes von dem Fotoleiter auf das Papierblatt 8 wird dieses von der Umfangsfläche der Trommel 1 abgelöst und über eine Heizvorrichtung 10 geführt, die das noch feuchte Tonerbild trocknet.

Die Reinigungsvorrichtung umfaßt eine Walze 11, beispielsweise eine Schaumstoffwalze, und eine Wischerlippe 12, die in unmittelbarer Nähe der Walze 11 angeordnet ist. Die Walze 11 wird mit Entwicklerflüssigkeit benetzt und reinigt zusammen mit der Wischerlippe 12 die Fotoleiteroberfläche von Tonerresten.

Die Aufladeeinrichtung 13 entfernt sämtliche Restladungen des Fotoleiters 21, der vollständig entladen wird.

Bei den bekannten Kopiergeräten herrschen derartige Kopierbedingungen vor, daß die Gleichstromkorona 2 mit einer Betriebsspannung von +6,3 kV gespeist wird, wenn der Fotoleiter 21 Selen ist. Entsprechend der in der Belichtungseinrichtung 3 zugeführten Lichtmenge wird die auf etwa maximal +1150 V aufgeladene, ca. 50 ,um dicke Fotoleiterschicht aus Selen entladen und entsprechend der dann auf der Fotoleiterschicht vorhandenen Restladung werden Tonerteilchen abgeschieden, um das latente Ladungsbild zu einem Tonerbild zu entwickeln.
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Die Aufladeeinrichtung 14 besteht aus der Gleichstromkorona 2, die mit einer Hochspannungsschaltung 15 verbunden ist, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Dauerbetriebsspannung von 8 kV der Gleichstromkorona 2 ausgelegt ist.

Die Dosierwalze besteht aus Aluminium, das oberflächlich eloxiert ist und läuft in einem Abstand von 50 ,um gegenläufig zur Trommel 1 mit dreifacher Umfangsgeschwindigkeit um. Die Dosierwalze 6 trägt in nicht dargestellter Weise an den Enden ihrer vorstehenden Wellenstümpfe Ablaufrollen aus Isoliermaterial mit eingebauten Wälzlagern, die in Schilden drehbar gelagert sind. Durch die Wahl der Durchmesser dieser Ablaufrollen v/erden die jeweils gewünschten Spalte S zwischen der Dosierwalze β und der Fotoleiteroberfläche vorgegeben. Die Ablaufrollen sind in fester Anlage mit der Fotoleiteroberfläche auf der Trommel 1. Mit der Dosierwalze 6 ist eine Spannungsquelle 17 verbunden.

In Fig. 2 sind die ausgetragenen Mengen an Entwicklerflüssigkeit pro DIN A4-Kopie in Abhängigkeit von der Größe des Spalts zwischen der Dosierwalze 6 und der Fotoleiteroberfläche aufgetragen, wobei der Parameter dieser Kurven die an die Dosierwalze 6 angelegte Spannung ist. Wird als Entwicklerflüssigkeit

(R)

Isopar M mit darin dispergierten Infotec^v -Tonerteilchen verwendet, so werden die in Fig. 2 gezeigten Kurvenverläufe erhalten. Isopar M ist ein flüssiger

Isoparaffinkohlenwasserstoff, der bei 223 ⁰C siedet.

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Zur Bestimmung des Austrages an Isopar M durch die Kopien wird die Pixierstation des Kopiergeräts ausgeschaltet und eine größere Zahl von Kopierblättern vor und nach dem Durchlauf durch das Kopiergerät gewogen. An der Dosierwalze 6 werden nacheinander verschiedene Spannungen zwischen 0 und +2 kV angelegt. Wie ersichtlich ist, nimmt bei spannungsloser- Dosierwalze 6 die Menge an ausgetragener Entwicklerflüssigkeit linear mit der Breite des Spaltes S zu. Nahezu der gleiche Sachverhalt ergibt sich bei einer Spannung von +1 kV an der Dosierwalze 6. Diese beiden Kurven in Fig. 2 zeigen, daß keine signifikanten Effekte zur Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit bei Spannungen unterhalb von +1 kV an der Dosierwalze 6 auftreten. Erst bei Spannungen größer als +1 kV, beispielsweise +1,5 kV ergibt sich eine erhebliche Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit für Breiten des Spalts S zwischen 50 ,um und 130 ,um. Der Austrag wird dabei im Bereich des Spalts von 50 ,um bis 110 ,um etwa um die Hälfte verringert und selbst bis zu einer Breite des Spalts S von 130 ,um ergibt sich noch eine Verringerung um 42 % im Vergleich zu einem Betrieb mit einer Dosierwalze 6, an die keine Spannung angelegt wird.

Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Dosierwalze 6 mit einer Spannung von +2 kV betrieben wird, da dann der Austrag an Entwicklerflüssigkeit bis zu Spaltbreiten von 150 ,um auf 1/5 und weniger des Wertes erniedrigt wird, der sich bei einer spannungs-

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losen Dosierwalze 6 ergibt. Selbst bei einem Spalt von 200 ,um ergibt sich noch eine Reduzierung des Austrage um etwa 30 % gegenüber einem Betrieb· mit spannungsloser Dosierwalze 6.

Ähnliche Ergebnisse werden mit einem organischen Fotoleiter erhalten, wenn negative Spannungen an die Dosierwalze 6 angelegt werden, was erforderlich ist, da das Kopiergerät in diesem Fall mit positiv aufgeladenem Toner betrieben wird.

Der Einfluß der Geschwindigkeit der gegenläufigen Drehung der Dosierwalze 6 gegenüber dem Fotoleiter auf den Austrag an Entwicklerflüssigkeit wird durch die Hochspannung an der Dosierwalze 6 herabgesetzt. Beispielsweise wird der Austrag nur um 20 bis 30 % kleiner, wenn die Dosierwalze 6 mit l,5facher Umfangsgeschwindigkeit anstatt mit 3- bis 3 l/2facher Umfangsgeschwindigkeit gegenläufig zum Fotoleiter rotiert. Selbst bei gleichgerichteter Umfangsgeschwindigkeit von Dosierwalze 6 und Fotoleiter'ist die Erniedrigung des Aus.trags an Entwicklerflüssigkeit bei angelegter Hochspannung beträchtlich, wenn nur sichergestellt wird, daß durch eine Reinigungsvorrichtung, wie beispielsweise das Wischerblatt 7 in Fig. 1, die von der Dosierwalze 6 abgezogene Entwicklerflüssigkeit von deren Oberfläche entfernt wird.

Beim Entwickeln mit Flüssigtoner aus Entwicklerflüssigkeit und darin dispergierten negativ aufgeladenen

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Tonerteilchen werden beim Anlegen positiver Spannung an die Dosierwalze 6 hintergrundfreie Kopien mit Austragswerten, wie sie für verschiedene Spannungen und Spaltbreiten in Fig. 2 angegeben sind, erhalten.

Während die Kopien bei einer angelegten Spannung von +1,5 kV flau sind, und noch lesbar sind, reicht der Kontrast der Kopien bei einer angelegten Spannung von +2 kV nicht mehr aus. Bei negativen Spannungen an der Dosierwalze 6 werden unter den vorgegebenen Bedingungen mit einem positiv aufgeladenen Fotoleiter aus Selen, vollflächig schwarze Kopien bei gleichfalls vermindertem Austrag an Entwicklerflüssigkeit erhalten. Daraus folgt, daß die ausgetragene Menge an Entwicklerflüssigkeit im großen und ganzen unabhängig von der Polarität der an die Dosierwalze 6 angelegten Spannung ist, nicht jedoch die Kopiengualität bzw. die Tonerdichte der Kopien.

Entsprechend sind bei negativ aufzuladenden Fotoleitern aus organischen Materialien, wie Poly-N-Vinylcarbazol und Trinitrofluorenon negative Spannungen an die Dosierwalze 6 anzulegen, um grundfrei, vollflächig schwarze Kopien bei geringem Austrag an Entwicklerflüssigkeit zu erhalten.

Zur Verbesserung des Bildkontrastes sind Maßnahmen geeignet, die eine schnelle, stabile und dichte Abscheidung von Tonerteilchen auf den aufgeladenen Stellen des Fotoleiters ermöglichen. Dazu kann vorgesehen werden, anstelle einer flächenförmigen Elektrode 4 eine

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Antragswalze für den Toner vorzusehen, die in etwa 50 um Abstand zu dem Fotoleiter aufweist und diesem ·

ständig frische Entwicklerflüssigkeit zuführt, so daß in der Entwicklerflüssigkeitsschicht unmittelbar in Kontakt mit dem Fotoleiter keine vorzeitige Verarmung durch bereits abgeschiedene Tonerteilchen auftritt. Das starke elektrische Feld, als Folge des geringen Abstandes von nur 5 0 ,um begünstigt ein schnelles Ab- IQ scheiden der Tonerteilchen. Dadurch werden gut lesbare grundfreie Kopien einer Dichte von 0,65 erhalten. Die Tonerdichte wird durch den Logarithmus des Verhältnisses aus ungeschwächt reflektierter Lichtmenge und der von dem entwickelten Tonerbild reflektierten Lichtes menge auf der Kopie bestimmt. Es liegt eine Spannung von +1,5 kV an der Dosierwalze in 50 ,um Abstand von dem Fotoleiter aus Selen an. Der Austrag an Entwicklerflüssigkeit durch die Kopien beträgt dabei etwa 0,065 g pro DIN A4-Kopie. Ist die Dosierwalze geerdet, d.h. liegt keine Spannung an ihr an, so beträgt der Austrag ca. 0,16 g pro DIN A4-Kopie.

Die Stabilität der auf dem Fotoleiter abgeschiedenen Tonerbilder kann weiterhin durch eine zusätzliche, nicht dargestellte Entwicklungselektrode zwischen der Antragsstelle der Entwicklerflüssigkeit und der Dosierwalze erhöht werden. Eine wirkungsvolle Maßnahme zur Stabilitätserhöhung der Tonerbilder auf dem Fotoleiter ist die Aufladung der Fotoleiterschicht bis über die Aufladespannung ü_maxD hinaus, wobei diese

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Spannung die Kopierbedingungen festlegt, bei denen nach dem Stand der Technik Kopien maximaler Tonerdichte erhalten werden. Im Stand der Technik beträgt die maximale Aufladespannung bei einer Fotoleiterschicht aus 50 ,um Selen +1150 V. Wird die Koronaspannung für die Aufladung von +6,3 kV auf +8 kV erhöht, so wird die Fotoleiterschicht aus Selen auf etwa +1800 V aufgeladen. Die dann abgeschiedenen Tonerbilder werden selbst von einer Dosierwalze mit einem Potential von +2 kV nicht abgezogen. Bei diesen Bedingungen muß lediglich die Spannung der Übertragungskorona in der Übertragungsstation von +6,3 kV auf +7,5 V erhöht werden. Wird anstelle einer Übertragungskorona eine übertragungswalze verwendet, so muß entsprechend deren Potential erhöht werden. Die unter solchen Kopierbedingungen bei einem Spalt von 50 .um hergestellten Kopien weisen optische Dichten zwischen 0,9 und 1,1 auf. Die Kopien selbst sind trocken, denn der Gehalt an Isopar M beträgt nur etwa 0,015 g pro DIN A4-Kopie.

Ohne angelegte Spannung an die Dosierwalze 6 werden 0,16 g pro DIN A4-Kopie an Entwicklerflüssigkeit ausgetragen.

Bei einem Dosierspalt von 110 ,um werden 0,035 g pro DIN A4-Kopie an Entwicklerflüssigkeit ausgetragen, wenn an der Dosierwalze 6 ein Potential von +2 kV anliegt und 0,350 g pro DIN A4-Kopie, wenn die Dosierwalze 6 ohne Spannung betrieben wird.

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Ähnlich spezifische Austragswerte für die Entwicklerflüssigkeit werden an DIN Al-Kopien erhalten, wenn die Fotoleitertrommel eine Länge von 80 bis 105 cm besitzt.

Die mit reinen Entwicklerflüssigkeiten erzielbaren Verminderungen an ausgetragener Entwicklerflüssigkeit sind bei sonst gleichen Kopierbedingungen etwas höher als bei Flüssigentwickler mit Tonerteilchen. Das kann durch die unterschiedlichen Leitfähigkeiten bedingt sein, da reine Entwicklerflüssigkeiten spezifische

—13 —1 —1 Leitfähigkeiten zwischen 10 Ohm cm bis

-15 -1 -1

10 Ohm cm aufweisen, wogegen Entwicklerflüssigkeiten mit dispergierten Tonerteilchen spezifische Leitfähigkeiten im Bereich von 10" Ohm" cm"" besitzen.

Der Austrag an Entwicklerflüssigkeit von 0,015 g pro DIN A4-Kopie bei einem Dosierspalt von 50 ,um ist bemerkenswert niedrig. Die Vorlage für eine derartige Kopie besitzt eine Deckung von 7 % durch schwarze Schrift- oder Bildzeichen. Bei einer völlig weißen Vorlage beträgt der Austrag an Entwicklerflüssigkeit unter sonst gleichen Bedingungen nur 0,003 g bis 0,004 g pro DIN A4-Kopie.

Ein Austrag an Entwicklerflüssigkeit von etwa 0,01 g pro DIN A4-Kopie bei einer Vorlage mit 7 % Deckung scheint die untere Menge zu sein, die erforderlich ist, um den auf dem Fotoleiter abgeschiedenen Toner-

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teilchen die für die übertragung auf das Bildempfangsmaterial erforderliche pastöse Konsistenz zu verleihen.

Claims

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Hoe 82/K 014 = - 20^- 13. April 1982

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Patentansprüche

1. Elektrofotografisches Kopierverfahren zum Abtragen von Entwicklerflüssigkeit von einer Fotoleiteroberfläche, die elektrostatisch aufgeladen, informationsmäßig belichtet, das erhaltene latente Ladungsbild mit der Entwicklerflüssigkeit zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt und die überschüssige Entwicklerflüssigkeit mit einem im geringen Abstand zu der Fotolederoberfläche angeordneten Dosierelement entfernt wird, an das eine Vorspannung gleicher Polarität wie diejenige der aufgeladenen Fotoleiteroberfläche angelegt ist, das Tonerbild von dem Fotoleiter auf ein Bildempfangsmaterial übertragen, auf diesem fixiert und der Fotoleiter gereinigt und/oder entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Dosierelements größer als 1 kV und die maximale Spannung auf der Fotoleiteroberfläche gleich oder kleiner als die Vorspannung des Dosierelements gewählt wird.

'2. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz aus der maximalen Spannung auf der Fotoleiteroberfläche und der Vorspannung des Dosierelements bis zu 200 Volt beträgt.

3. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Dosierelements im Bereich von 1,5 bis 2,0 kV liegt.

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4. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiereleraent als Dosierwalze ausgebildet ist und in einem geringeren Abstand von der Fotoleiteroberfläche als die Entwicklerflüssigkeitsschichtdicke auf der Fotoleiteroberfläche angeordnet wird,

5. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotoleiteroberflache auf eine Spannung höher als die Aufladespannung U _D für maximale Tonerdichte der Kopien aufgeladen wird.

6. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach

Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet? daß ein Dosierspalt S von 50 bis 130 ,um zwischen der Fotoleiteroberfläche aus Selen und der Dosierwalze und eine Vorspannung der Dosierwalze von +1,5 kV vorgesehen sind.

'7. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach Anspruch A₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosierspält S von 50 bis 200 ,um zwischen der Fotoleiteroberfläche aus Selen und der Dosierwalze bei einer Vorspannung der Dosierwalze von +2 kV besteht.

8. Elektrofotografisches Kopierverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerflüssigkeit längs eines Dosierspalts S bis zu 105 cm Länge abgetragen wird.