DE3213314A1

DE3213314A1 - Method and device for developing electrostatic charge images

Info

Publication number: DE3213314A1
Application number: DE19823213314
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Phys. 8520 Erlangen Lange
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1983-10-13

Abstract

The invention relates to a method and a device for developing electrostatic charge images, the charging of the pigment, its transport to the charge image and the application of the pigment to said image being performed at spatially separate locations. In this regard, it is difficult when using a dry toner to achieve proportional development of the charge image. The invention provides that the toner powder is transported on an electrically insulating belt (11), whose rear is provided with electrically conductive strips (16) located transverse to the transport direction (11'), to the image layer (21) and is transferred there by an electric field onto the image layer (21). In addition, for the purpose of precipitating undesired particles (8, 9) before transport the pigment can be led through a chamber (10), which acts as an air classifier, if necessary around an electric field (7). The proportional development of charge images according to the invention is particularly suitable for use in medical diagnostic radiography. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entwickeln elektrischerMethod and apparatus for developing electrical

Ladungsbilder Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln elektrischer Ladungsbilder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche sind im Hauptpatent, d.h. dem DE-PT ............Charge images The invention relates to a method and a device for developing electrical charge patterns according to the preamble of the patent claim 1. Such are in the main patent, i.e. the DE-PT ............

(VPA 82 P 3728 DE), beschrieben.(VPA 82 P 3728 DE).

Die Entwicklung unsichtbarer Ladungsbilder kann mit trockenem Farbpigment (Trockentoner) bekanntlich über Kaskaden-, Magnetbürsten- oder Puderwolken-Verfahren erfolgen (vgl. z.B. US-PS 42 67 450). Dabei ist es aber nachteilig, daß in der Regel nur Bilder mit hervorgehobenen Kanten erhalten werden und keine Proportionalentwicklung. Bei der Verwendung von Farbpigmenten, die in einer Flüssigkeit dispergiert sind (Flüssigtoner), wird die Tonerflüssigkeit über Düsensysteme an das Bild herangeführt und läuft dann wieder in den Vorratsbehälter zurück. Lästig ist dabei, daß beim Trocknen der Flüssigkeit explosive Luftgemische entstehen und eine Geruchsbelästigung hingenommen werden muß bzw.,daß zu deren Vermeidung größerer Aufwand notwendig ist.The development of invisible charge images can be achieved with dry color pigment (Dry toner) is known via cascade, magnetic brush or powder cloud processes take place (see e.g. US-PS 42 67 450). However, it is disadvantageous that as a rule only images with highlighted edges are obtained and no proportional expansion. When using color pigments that are dispersed in a liquid (Liquid toner), the toner liquid is fed to the image via nozzle systems and then runs back into the storage container. What is annoying is that the Drying the liquid creates explosive air mixtures and an unpleasant odor must be accepted or that greater effort is necessary to avoid them.

Bei allen Trockentoner-Entwicklungsverfahren ist es schwierig, die elektrostatischen Ladungsbilder proportional zu entwickeln. Das Kaskaden-Verfahren entwickelt stark kantenbetont. Bei Magnetbürster- und Puderwolken-Verfahren gibt es geringe Möglichkeiten, durch entsprechende Hilfsfelder eine näherungsweise Proportionalentwicklung durchzuführen. Das erfordert dann aber eine sehr lange Entwicklungszeit. Diese ist erforderlich, um das Puderbild nicht durch Luftturbulenzen wieder vom Ladungsbild abzublasen.All dry toner development processes have a difficult time finding the to develop electrostatic charge images proportionally. The cascade method developed with a strong emphasis on the edges. With magnetic brush and powder cloud processes there are there are few possibilities of an approximately proportional development through corresponding auxiliary fields perform. That requires but then a very long development time. This is necessary so that the powder image does not come off again due to air turbulence To blow off the charge image.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verfahren und Vorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Möglichkeit anzugeben, bei der auch mit einem Trockentoner Proportional-Entwicklung eines Ladungsbildes ermöglicht wird.The invention is based on the problem of methods and devices according to the preamble of claim 1 to indicate a possibility in which also with a dry toner proportional development of a charge image is made possible.

Nach der Erfindung wird aus einem Vorratsbehälter Toner mit einem Luftstrom durch eine Düse geblasen und erhält dabei in bekannter Weise seine triboelektrische Aufladung. Die geladenen Tonerteilchen gelangen dann in einen Raum, in welchem ein Band aus elektrisch isolierender Folie als Endlosschleife über Rollen geführt ist. An seiner den Rollen zugewandten Seite trägt das Band quer zur Umlaufrichtung elektrisch leitfähige, parallel nebeneinanderliegende Streifen. Diese können aus Metall, etwa Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Silber(Ag) oder ähnlichem, bestehen. So können mittels einer Kontaktschiene, die an der mit den Streifen belegten Rückseite des Bandes anliegt, Spannungen U1 gegenüber Erdpotential angelegt werden. So zieht die Isolierfolie an ihrer freien Vorderseite bei Anlegen des positiven Pols an die leitfähigen Streifen alle negativen Tonerteilchen, die aus dem Windkanal kommen, an.According to the invention from a storage container is toner with a Air flow is blown through a nozzle and receives its triboelectric in a known way Charging. The charged toner particles then get into a space in which a Tape made of electrically insulating film is guided as an endless loop over rollers. On its side facing the rollers, the belt carries electrical power transversely to the direction of rotation conductive strips lying next to each other in parallel. These can be made of metal, for example Aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag) or the like exist. So by means of a contact bar on the back of the tape covered with the strips is applied, voltages U1 are applied with respect to earth potential. So pulls the insulating film on their free front side when the positive pole is applied to the conductive strips any negative toner particles coming out of the wind tunnel.

Durch die Aufladedüse können Toner mit einer handelsüblichen Korngrößenverteilung (etwa Durchmesser von 2 bis 50/um) geblasen werden. Bei einer Leitung des aufgewirbelten Tonerstromes in laminarer Strömung kann eine Abscheidung schwerer Teilchen etc. erfolgen (Windsichtung). Es ist zusätzlich auch möglich, die Aufwirbelung des Tonerpuders in möglichst laminarem Luftstrom durch ein Kondensatorfeld mit angelegter Feldstärke von 10 bis 300, insbesondere 100, Volt/cm zu leiten. Dabei wird einmal eine Trennung von positiven und negativen Tonerteilchen erreicht, außerdem eine Selektion von großen (schweren) Teilchen und kleinen und fernerhin eine gewünschte Ladungsverteilung der Tonerteilchen (Ladungsspektrograph). Durch die Windsichtung und das Kondensatorfeld ist aus dem vorgenannten Korngrößengemisch eine Korngrößenverteilung erreichbar, die nur noch im Bereich von 2 bis 5/um liegt, und eine enge Ladungsverteilung der Teilchen von z.B. 10 Elementarladungen je Tonerteilchen eingestellt. Diese Teilchen werden dann mittels des Bandes zum Ladungsbild gebracht.Toners with a commercial grain size distribution can be loaded through the charging nozzle (approximately 2 to 50 µm in diameter). With a line of the whirled up A toner flow in a laminar flow can lead to a separation of heavy particles etc. take place (air sifting). It is also possible to whirl up the toner powder in as laminar air flow as possible through a capacitor field with an applied field strength from Conduct 10 to 300, especially 100, volts / cm. It will once a separation of positive and negative toner particles is achieved, as well a selection of large (heavy) particles and small and furthermore a desired one Charge distribution of the toner particles (charge spectrograph). Through the wind sifting and the capacitor field is a grain size distribution from the aforementioned grain size mixture achievable, which is only in the range from 2 to 5 μm, and a narrow charge distribution of the particles of, for example, 10 elementary charges per toner particle. These particles are then brought to the charge image by means of the tape.

Dort befinden sich zwei Umlenkrollen für das Band, derart, daß sowohl Bildfläche als auch Band in kleinem Abstand parallel zueinander verlaufen. An dieser Stelle wird dann an den leitfähigen Streifen eine Metallschiene angelegt, die auf einem Potential U2 gegenüber dem Aufladepotential U4 der etwa aus Selen (Se) bestehenden Bildschicht liegt, so daß die Tonerteilchen in Richtung auf das Ladungsbild zu bewegt werden. Die Trägerplatte der Bildschicht ist bei der Entwicklung ebenfalls gegenüber dem Aufladepotential U4 auf ein entsprechendes Potential U3 gelegt. Nicht vollständig übertragene, auf dem Band verbleibende Tonermenen können nach Passieren der Bildfläche durch einen Abstreifer entfernt werden. Bildschicht und tonerbelegtes Isolierband werden synchron zueinander bewegt.There are two pulleys for the tape, so that both The image surface and the band run parallel to one another at a small distance. At this Place a metal rail is then placed on the conductive strip, which on a potential U2 compared to the charging potential U4, which consists for example of selenium (Se) Image layer lies so that the toner particles move in the direction of the charge image will. The carrier plate of the image layer is also opposite during development the charging potential U4 placed on a corresponding potential U3. Not completely transferred amounts of toner remaining on the tape can after passing through the image surface can be removed by a scraper. Image layer and toner coated electrical tape are moved synchronously with each other.

Diese Vorrichtung ergibt folgende Vorteile: 1. Die Tonerteilchen können durch die nur elektrische Beeinflussung ohne Turbulenz an das Ladungsbild herangeführt werden und ergeben ein gleichmäßiges Angebot von Toner an die Bildfläche.This device has the following advantages: 1. The toner particles can brought up to the charge image by the only electrical influence without turbulence and result in an even supply of toner to the image area.

2. Die zur Entwicklung angebotenen Tonerteilchen haben eine enge Korngrößen- und Ladungsverteilung, so daß sich die Vorteile ergeben, daß das entwickelte Bild geringeres Kornrauschen zeigt, höhere Ortsauflösung erhält und ladungsproportional entwickelt wird.2. The toner particles offered for development have a narrow grain size and charge distribution, so that there are advantages that the developed image shows lower grain noise, maintains higher spatial resolution and is proportional to the charge is being developed.

3. Es können je nach Breite des Entwicklersteges, d.h. des Abstandes Se-Oberfläche und rückseitig kontaktierte Isolierfolie, genügend Tonerteilchen zur Ausentwicklung des Ladungsbildes angeboten werden.3. Depending on the width of the developer bar, i.e. the distance Se surface and rear-side contacted insulating film, enough toner particles for Development of the charge pattern are offered.

4. Durch die Hilfsspannung U2, die an der Rückseite der Isolierfolie und gegenüber dem Aufladepotential U4 der Se-Schicht liegt, kann der Entwicklungsraum in der Feldstärke sehr homogen ausgerichtet werden. So kann wegen geringem Entwicklungselektrodenabstand und homogener Feldlinienverteilung die Proportional-Entwicklung gewährt werden.4. Through the auxiliary voltage U2, which is on the back of the insulating film and opposite to the charging potential U4 of the Se layer, the development space be aligned very homogeneously in the field strength. So can because of the small gap between the development electrodes and homogeneous field line distribution, the proportional development can be granted.

5. Durch einfachen Wechsel der Kondensatorspannung Uo und der Spannungen U1, U2, U3 kann sowohl Negativals auch Positiventwicklung der Bilder erreicht werden.5. By simply changing the capacitor voltage Uo and the voltages U1, U2, U3 both negative and positive development of the images can be achieved.

6. Auch bei im Sinne von flüssigdispergierten Tonerpigmenten entsprechenden anderen Vorratsbehältern, ohne das entsprechende Kondensatorfeld, da bei diesem bereits eine enge Korngrößenverteilung eingestellt ist, kann nach der Erfindung auch Flüssigentwicklung durchgeführt werden.6. Also with corresponding in the sense of liquid-dispersed toner pigments other storage containers, without the corresponding capacitor field, as with this one a narrow grain size distribution has already been set, according to the invention liquid development can also be carried out.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.Further advantages and details of the invention are set out below further explained with reference to the embodiment shown in the figure.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäß mit einer Windsichteinrichtung und einer Tonertransportvorrichtung ausgestattetes Entwicklungsgerät für elektrostatische Bilder dargestellt.In the figure 1 is according to the invention with a wind sifting device and an electrostatic developing apparatus equipped with a toner transporting device Pictures shown.

In der Figur 1 ist mit 1 ein Tonervorratsbehälter bezeichnet, der einen Vorrat 2 an Toner enthält, der durch einen als Pfeile 3 symbolisierten Luftstrom als Pulverwolke in einen mit 4 bezeichneten Abschnitt eines Gehäuses 5 gebracht wird, in welchem zwischen Platten 6 und 7 ein elektrisches Feld UO von ca.In FIG. 1, 1 denotes a toner storage container which contains a supply 2 of toner, which is represented by an air flow symbolized as arrows 3 brought as a powder cloud in a designated 4 section of a housing 5 in which between plates 6 and 7 an electric field UO of approx.

100 Volt/cm liegt. Durch den als Windsichter wirkenden Raum 10 zwischen den Platten 6, 7 hindurch gelangt der Strom an Tonerteilchen nach Ablagerung schwerer und stark geladener Teilchen 8 und 9 in einen Raum 10', in welchem ein isolierendes Band 11 in Richtung eines Pfeiles 11' um Umlenkrollen 12, 13, 14 und 15 läuft. Das Band weist an seiner den Rollen zugewandten Seite quer zur Richtung des Pfeiles verlaufende elektrisch leitfähige Belegungen 16 aus Al auf. An den Belegungen 16,die auch aus Cu o.ä. bestehen können, liegen Kontaktschienen 17, 18 und 19 an, die über einen Anschluß 20 auf positivem Potential U1 gehalten werden. Zwischen den Rollen 13 und 14 verläuft das Band parallel zu einer aus Selen bestehenden Bildschicht 21, die zusammen mit einer Trägerschicht 22 eine übliche xerografische Aufnahmeplatte darstellt. Dabei besteht die Schicht 21 aus Selen und ist 300 - 500 /um dick, während die Trägerplatte 22 ca.2 mm dick ist und aus Al besteht.100 volts / cm. By acting as a wind sifter space 10 between The flow of toner particles passes through the plates 6, 7 after deposition is more difficult and highly charged particles 8 and 9 in a space 10 'in which an insulating Belt 11 runs in the direction of an arrow 11 'around pulleys 12, 13, 14 and 15. That On its side facing the rollers, the tape points transversely to the direction of the arrow running electrically conductive coatings 16 made of Al. At the assignments 16, the can also consist of Cu or the like, there are contact bars 17, 18 and 19 that are above a terminal 20 can be held at positive potential U1. Between roles 13 and 14 the tape runs parallel to an image layer consisting of selenium 21, which together with a carrier layer 22 is a conventional xerographic recording plate represents. The layer 21 consists of selenium and is 300-500 μm thick, while the carrier plate 22 is about 2 mm thick and made of Al.

Parallel zu der aus den Teilen 21 und 22 bestehenden Platte liegt an den elektrisch leitfähigen Belegungen der Rückseite des Bandes 11 eine Schiene 23 an, die über einen Anschluß 24 gegenüber dem Se-Aufladepotential U4 auf einem Potential von U2 liegt. Über einen Schleifkontakt 25 liegt die Trägerplatte 22 der Bildschicht 21 gegenüber dem Se-Aufladepotential U4 auf einem Potential von U3. Die Platte wird außerdem, wie durch einen Pfeil 26 angedeutet, in der gleichen Richtung wie das Band 11 bewegt. In Umlaufrichtung des Bandes 11 befindet sich nach der Umlenkung durch die Rolle 14 ein Abstreifer 27, mit welchem auf dem Band 11 verbliebenes Tonermaterial in einem Behälter 28 befördert wird, so daß bei der Umlenkung durch die Rolle 15 das saubere Band wieder neu beladen werden kann.Parallel to the plate consisting of parts 21 and 22 lies a rail on the electrically conductive coverings on the rear side of the tape 11 23, which via a terminal 24 opposite the Se charging potential U4 on a Potential of U2 is. The carrier plate 22 is located above a sliding contact 25 Image layer 21 opposite the Se charging potential U4 at a potential of U3. The plate is also, as indicated by an arrow 26, in the same direction as the belt 11 moves. In the direction of rotation of the belt 11 is located after the deflection through the roller 14 a scraper 27, with which the toner material remaining on the belt 11 is conveyed in a container 28, so that when deflected by the roller 15 the clean belt can be reloaded again.

Die an den Kondensatorplatten 6 und 7 abgelagerten Tonerteilchen unterschiedlicher Größe und Ladung können nach der Bildentwicklung durch einfache Umpolung der Platten in ein nicht dargestelltes Abfallgefäß außerhalb des Kondensators abgelagert werden.The toner particles deposited on the capacitor plates 6 and 7 are different The size and charge can be changed after the image has been developed by simply reversing the polarity of the plates be deposited in a waste container, not shown, outside the condenser.

Die Funktion der Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres durch die obige allgemeine Beschreibung der Erfindung.The function of the device is readily apparent from the above general description of the invention.

1 Figur 6 Patentansprüche1 Figure 6 claims

Claims

Claims 1. A method for developing electrostatic charge images by applying a color pigment according to patent ... A 82 P 3728 DE) ..., whereby the Charging of the pigment, its transport to the charge image and the application of the pigment on this image takes place in spatially separate places by the pigment initially is charged, then on an at least approximately electrically insulating surface transported to the charge image and finally, transferred to this image, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the transport by means of a belt Insulating material is made, which is placed on a part as an endless tape over rollers his path is parallel to the image to be developed, with that of the image removed part of the revolving belt a potential is maintained, which the toner pigment binds electrically to the belt and to the one parallel to the developing Image running part of the belt has a potential which is the transition of the toner pigment on the picture shows that the setting of the potentials by means of electrical contact rails is effected on the opposite side of the belt from the transport side are in contact with electrically conductive strips running transversely to the direction of transport.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the toner pigment is used as an air sifter before it is fed to the belt acting space.

3. The method according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the wind sifter is penetrated by an electrical capacitor field.

4. The method according to claim 2 and 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that wind sifting and capacitor field to select a grain size of 2-5 µm can be adjusted.

5. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the image and the tape at the point where they face each other be moved at the same speed and in the same direction.

6. Device for performing the method according to one of the preceding Claims that the endless belt with its pulleys is located in a box with a Has sliding path for the picture and in a side wall near the bottom an introduction for the exit of the air classifier, the belt by means of the pulleys is brought down into the space of the box in which the introduction of the Pigment powder cloud from the air classifier is located and that the introduction on the side of the box on which the tape is moved away from the image, with between the image and the feeding of the pigment on the belt a scraper for the after Covering the image with pigment will attack the remaining pigment.