EP0092107A1 - Electrophotographic copying process and apparatus for removing the developer liquid from a photoconductor surface - Google Patents

Electrophotographic copying process and apparatus for removing the developer liquid from a photoconductor surface Download PDF

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EP0092107A1
EP0092107A1 EP83103347A EP83103347A EP0092107A1 EP 0092107 A1 EP0092107 A1 EP 0092107A1 EP 83103347 A EP83103347 A EP 83103347A EP 83103347 A EP83103347 A EP 83103347A EP 0092107 A1 EP0092107 A1 EP 0092107A1
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EP
European Patent Office
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photoconductor
voltage
drum
charged
developer liquid
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EP83103347A
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Roland Dr. Moraw
Günther Schädlich
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/10—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer
    • G03G15/11—Removing excess liquid developer, e.g. by heat

Definitions

  • the invention relates to an electrophotographic copying method for removing the developer liquid from a photoconductor surface, in which a photoconductor layer is electrostatically charged, informationally exposed, the latent charge image obtained on the photoconductor layer is developed with a developer liquid to a visible toner image, excess developer liquid with an element attached to the photoconductor is removed, the toner image is electrophoretically transferred from the photoconductor to an image-receiving material and fixed thereon, and the photoconductor is cleaned and / or discharged, and a device for carrying out the method.
  • DE-OS 3 018 241 discloses such a method for removing excess developer liquid of a liquid developer consisting of an insulating developer liquid and charged toner particles suspended therein from a photoconductive surface which bears an electrostatic charge image developed by means of the liquid developer.
  • a drying element in the form of a squeeze roller or a suction roller is brought into contact with the photoconductive surface, the squeeze roller or the suction roller being kept at a potential whose polarity is equal to the polarity of the charge of the charged Is toner particles and also the relative movement between the photoconductive surface and the squeeze roller or the suction roller is controlled so that the relative speed in the contact area becomes zero.
  • the outer surface of the squeeze roller or the suction roller consists of an elastomeric material that has a Shore A hardness of less than 45 and a resistance value of less than 10 Ohm.cm.
  • the photoconductive surface is on a drum which runs counterclockwise past a metering or stripper roller which is suitable for limiting the amount of liquid remaining on the photoconductor after the latent charge image has developed. These D osier- or stripping roller does not contact the developed charge image, so that neither streaks nor distortions are generated. A developer liquid layer with a thickness between 10 and 15 ⁇ m then remains on the photoconductor surface.
  • the drum surface After passing the metering or scraper roller, the drum surface passes the squeeze roller, which is held at such a pretension that an electric field results, by which the toner is held on the photoconductor surface.
  • the bias applied to the nip roller has the same polarity as the toner particles in the developer liquid. In this way, it is achieved that the developed image adheres to the surface of the photoconductor without streaking, without smearing and without the toner being transferred to the nip roller.
  • the still existing liquid developer layer on the photoconductor surface is reduced to a thickness of 2 to 3 / um after passing the squeeze roller, so that the layer thickness of the developer liquid on the photoconductor is reduced overall to about a fifth of the initial value.
  • the information on the copy quality is limited to the fact that there are no drag marks, stripes and distortions in the copy. No information is given about the achievable copy density, which is an important criterion especially in the case of the squeeze roller technology, since a part of the toner particles deposited electrophoretically on the photoconductor is also squeezed off by the squeeze roller. Even if coarse stripes are avoided on the copies, even very short stripes on the edges caused by the squeezing affect the edge sharpness perpendicular to the running direction and thus the achievable resolution.
  • the resolution must be about six lines / mm both in the direction of travel as well as transversely to it, in order to be able to produce legible copies of the first and second generation from the previous copies.
  • the liquid development has the disadvantage that, in particular, due to the copies after the toner image has been transferred from the photoconductor surface residual developer liquid must be discharged onto the image-receiving material and must be evaporated by heating when the copies are fixed.
  • developer liquid is lost in large quantities and must be replenished again and again in the copying machine, and on the other hand, the air in the vicinity of the copying machine undesirably accumulates with evaporated developer liquid.
  • the usual developer liquids as such are not toxic, these are predominantly aliphatic hydrocarbons such as i-decane, in which the charged toner particles are dispersed, the large discharge of developer liquid is also undesirable for reasons of low environmental impact.
  • the object of the invention is to improve a method and a device of the generic type in such a way that good resolution and high copy density are obtained with the copies largely reducing the discharge of developer liquid.
  • the device for carrying out the method is characterized in that the charging device consists of a direct current corona and a high-voltage supply circuit which is designed for a continuous operating voltage of 8 kV, that the element for removing developer liquid is arranged between the liquid development station and the transfer station a gear drive engages with a gear on the shaft of a photoconductor drum and is under pressure on the peripheral surface of the photoconductor drum so that the gear drive is selected so that the peripheral speed of the element is 2% to 20% greater than the peripheral speed of the photoconductor drum, which is the same direction is driven with the element in the common contact area and that the transmission station comprises a DC corona with an operating voltage of up to 8 kV.
  • the advantages are achieved that with measures that are relatively easy to implement, such as higher charging of the photoconductor surface, compared to the photoconductor surface, a faster rotating nip roller for removing the excess development ler liquid and transfer of the developed toner image from the photoconductor surface to the image receiving material with a higher transmission voltage, each of these three measures is contrary to the conventional measures, the discharge of developer liquid can be halved compared to the prior art, without sacrificing the required copy quality.
  • a photoconductor layer is generally charged and exposed, the charge images are developed with charged toner particles which are dispersed in the developer liquid, excess developer liquid is removed from the photoconductor layer by rollers, and the 4 e toner images are transferred to image-receiving material, such as paper sheets.
  • the photoconductor layer is then cleaned for the next copying cycle and, if necessary, discharged.
  • the photoconductors are either applied in the form of tapes to supports which consist, for example, of polyester films with a conductive layer of vapor-deposited aluminum or are vapor-deposited on the outer surfaces of metallic drums.
  • the flexible tapes are mostly coated with elastic organic photoconductor layers made of poly - N-vinylcarbazole and trinitrofluorenone. More often than with tapes, the copiers are equipped with conductive aluminum drums on which the photoconductor layer is vapor-deposited.
  • inorganic photoconductors such as selenium or alloys of selenium with tellurium or, are used in particular on the drums Arsenic.
  • the invention is described primarily with reference to photoconductor layers made of selenium or alloys of selenium with tellurium or arsenic, but this does not represent any restriction of the inventive concept, which is also valid for organic photoconductors.
  • FIG. 1 The structure of a copying machine with which the method according to the invention can be carried out corresponds to the prior art and is shown schematically in FIG. 1.
  • a drum 1 is provided with a photoconductor 21 and is rotated counterclockwise by a drive source, not shown, at a predetermined speed.
  • a drive source not shown
  • the photoconductor 21 is made of organic material, for example poly-N-vinylcarbazole / trinitrofluorenone, the photoconductor is negatively charged by the electrostatic charging device, while a positive charge takes place in the case of a photoconductor 21 made of selenium.
  • the charged photoconductor 21 is in the exposure station 3 information about its optics moderately exposed, ie exposed with a radiation pattern from an original.
  • the electrostatic latent charge image obtained is developed in the development station 22 into a visible toner image by means of the developer liquid.
  • the development station 22 consists of a curved plate 4, which is adapted with its curvature to the peripheral surface of the drum 1 and a trough 5, which is filled with developer liquid.
  • the plate 4 serves as a development electrode and is supplied with a certain voltage by a voltage source, not shown.
  • a roller can also be provided.
  • the toner particles dispersed in the developer liquid are positively charged, while in selenium layers they are negatively charged. Excess developer liquid is largely removed by the removal device, which consists of the roller 6 with a scraper 7.
  • image-receiving material for example a paper sheet 8 is fed to the drum 1 from a container 25.
  • the transfer station 16 contains a charging device 9, for example a corona, which charges the paper sheet 8 electrostatically from the rear. In the case of a selenium photoconductor 21, the paper sheet 8 is charged positively.
  • a pressure roller can also be provided, which bears against the peripheral surface of the drum 1 and with a chip Power source is connected, which charges the platen to a suitable potential for transmission.
  • the cleaning device comprises a roller 11, for example a foam roller, and a wiper lip 12 which is arranged in the immediate vicinity of the roller 11.
  • the roller 11 is wetted with developer liquid and, together with the wiper lip 12, cleans the toner surface of the photoconductor surface.
  • the charging device 13 removes all residual charges of the photoconductor 21, which is completely discharged.
  • the DC corona 2 is supplied with an operating voltage of +6.5 kV when the photoconductor 21 is selenium.
  • light quantity is the charged to a maximum of about +1150 V, about 50 / unload thick photoconductive layer of selenium and in accordance with the then existing on the photoconductor layer residual charge toner particles are deposited to the electrostatic latent image to develop a toner image .
  • the charging device 14 consists of the DC corona 2, which is connected to a high-voltage circuit 15, which is designed for a continuous operating voltage of 8 kV of the DC corona 2.
  • the element for removing the developer liquid from the surface of the photoconductor 21 is preferably a squeeze roller 6 which rotates at a peripheral speed which is 2 to 20% higher than the rotational speed of the drum 1.
  • the squeeze roller is in line contact with the photoconductor 21 and is applied to the photoconductor surface by means of an angular lever 23 and a tension spring 24, which acts on one end of the angle lever, with a linear pressure of equal to or greater than 0.5 N / cm Drum 1 pressed.
  • the angular lever 23 is articulated on the axis of the squeeze roller 6 at one end and can be pivoted about a pivot point.
  • the line pressure between the squeeze roller 6 and the photoconductor surface of the drum 1 can also be 1 to 3 N / cm.
  • An elastic wiper blade 7 rests on the squeeze roller 6 and wipes off any developer liquid that protrudes from its peripheral surface.
  • the squeeze roller 6 is longer than the photoconductor drum 1 and protrudes beyond the end faces of the photoconductor drum 1. It is also possible, although this is not shown, for the squeeze roller to project beyond the end face of the photoconductor drum on only one side.
  • the squeeze roller 6 consists of a metal core and an elastic sleeve 20 with a thickness of 4 to 8 mm.
  • the Shore A hardness of the casing material is 25 to 60.
  • the material of the casing 20 is polyurethane with an addition of iron oxide and has a Shore A hardness of 27. It is essential that the surface of the casing 20 is smooth and has only unevenness up to a maximum of 2 / um, but unevenness smaller than 1 / um is preferred. Such a smooth surface of the shell 20 is achieved primarily by casting.
  • two angular levers 23, one each on the end face of the nip roller 6, are provided, which are pivotably mounted.
  • the squeeze roller 6 is in engagement via a gear drive 17 with a gear 18, which is seated on the shaft 19 of the drum 1.
  • the gear ratio between the gear drive 17 and the gear 18 is selected such that the peripheral speed of the nip roller 6 is about 2 to 20% greater than the peripheral speed of the drum 1 and that the nip roller 6 and the drum 1 are driven in the same direction in the contact area.
  • FIGS. 3a and 3b show the voltage in volts of a selenium photoconductor as a function of the light energy LE incident on the photoconductor, which in relative units is specified.
  • the specific charge ie the voltage per unit length of the photoconductor layer thickness, is 23 vI / ⁇ m.
  • the voltage decreases exponentially with the incident light energy, ie the greater the incident light energy, the more the photoconductor layer is discharged.
  • FIG. 3b the toner densities corresponding to the voltage values from FIG. 3a are plotted on the printed copies as a function of the incident light energy LE, which in turn is shown in relative units.
  • the toner density D is determined by the logarithm of the ratio of the incident light quantity and the light quantity reflected on the copy from the developed toner image.
  • a maximum density of 1 is already obtained at a voltage of + 850 V, with a compensated residual voltage of + 150 V.
  • lower density toner images are developed.
  • a slightly higher charge of the photoconductor than the theoretical value is required to achieve development with maximum density 1. This charge is in the diagrams of FIGS. 3a and 3b, for example, +1150 V.
  • the charging point of the maximum toner density U maxD is the charging voltage of the photoconductor which, without discharge by exposure under the respective operating conditions, produces copies with a maximum density equal to 1 in each case.
  • FIG. 4a and 4b show the voltage values during the exposure of a photoconductor layer charged with +8 kV and the corresponding copy densities as a function of the incident light energy LE, again measured in relative units. As can be seen in particular from FIG. 4b, the charge density decreases again when charging above the charge point of maximum toner density U maxD.
  • This reduced toner density of the copies can be compensated for by a larger transmission voltage in the transmission station 16 according to FIG. 1.
  • the voltage at the DC corona 9 in the transfer station 16 is increased from the usual +6.3 to +6.5 kV to +7.5 kV in the copying machine according to FIG. 1. If the transfer station works with a transfer roller instead of a transfer corona, its potential must be increased accordingly.
  • the toner images on the photoconductor layers are no longer adversely affected by the squeeze roller 6 above charging voltages of approximately 1300 V, ie from specific voltages of 26 v / / ⁇ m.
  • the charge on the photoconductor layers must not be so high that breakdowns occur in the photoconductor layers.
  • photoconductor layers with a thickness of 50 f um selenium up to about +1800 V, that is 36 V / / um can be charged without breakdowns.
  • Photoconductor layers made of a selenium alloy with tellurium and a thickness of 65 / um can be charged up to about +2500 V, that is 38 V / / um.
  • the squeeze roller 6 is equipped with an elastic sleeve made of a solvent-resistant material, such as polyurethane, as already mentioned, the sleeve being seated on a metal core of the roller.
  • the shell material is elastic and has a Shore A hardness of 25 to 60, in particular less than 35. For a low discharge of developer liquid, it proves advantageous to choose the thickness of the shell in the range from 4 to 8 mm. A Shore A hardness of less than 30, for example 27, is provided for thicknesses of more than 8 mm of the casing.
  • the conductivity of the nip roller 6 has no noticeable influence on the copy quality.
  • no potential of a certain size is applied to the squeeze roller 6, rather the metal core of the squeeze roller 6 is generally grounded.
  • the wiper blade 7 made of plastic or metal, which lies flat on the surface of the squeeze roller 6, is used for cleaning the squeeze roller 6.
  • Essential for an effective reduction in the amount of developer liquid discharged is a uniformly strong pressure of the squeeze roller 6 over the entire width of the photoconductor surface of the drum 1.
  • the squeeze roller 6 In the method according to the invention, it is necessary to make the surface of the squeeze roller 6 as smooth as possible. Surface structures of a few micrometers in height increase the amount of developer liquid discharged considerably. For example, the amounts of developer liquids discharged by the copies behave like 1: 1.3: 1.8 for structures of 5/7/9 / um height. Therefore, the squeeze rollers used have surfaces with structures of less than 2 / um height or less than 1 / um height. In order to produce such smooth rolls from elastic material, it is necessary to cast them in polished molds or to produce the squeeze rolls by surface calendering at elevated temperature. By turning, grinding and polishing, smooth roller surfaces made of elastic material are very labor intensive and difficult to manufacture.
  • the squeeze roller 6 projects over the two end faces or at least over one end face of the drum 1 in order to avoid moist, black edges on the edges of the copies. Closes the squeeze roller 6 flush with the photoconductor 21, that is, they are Squeeze roller 6 and drum 1 equally wide, so there are damp black edges on the edges of the copies in the running direction. Only when a squeeze roller 6 is used that is a few millimeters wider than the drum 1, the edges remain dry and clean. For a practical application, a lateral protrusion of the squeeze roller 6 of 2 to 5 mm is sufficient. If the squeeze roller 6 is significantly wider than the copy or drum 1, it is sufficient if the squeeze roller protrudes on the side on which the copy sheet is placed.
  • a squeeze roller 6 which has a cast shell of 8 mm thickness made of polyurethane with a Shore A hardness 27.
  • the 29.5 cm long squeeze roller 6 is pressed in line contact with the photoconductor layer on the drum 1 with a pressure of 2 N / cm and driven at a peripheral speed which was 5% greater than the peripheral speed of the drum 1.
  • a selenium-tellurium alloy is from 65 / used to thickness and, charged by the direct current corona 2, which is fed with +8 kV to +2410 V.
  • the liquid toner consists of a developer liquid such as Isopar L, an isoparaffinic hydrocarbon having a boiling point of 192 o C and a Infotec (R) toner.
  • the copies obtained are groundless and show a density of 1.1 to 1.2 in the full tone areas.
  • the resolution in the running direction is at least 6.3 lines / mm. And transversely to the running direction 5 to 6 lines / mm. With a somewhat lower density of 0.9 to 1.0, the resolution across the direction of travel is also 6.3 lines / mm.
  • the total consumption of liquid developer is determined by weighing the tub 5 of the development station 22 at the start of the measurement and after every 6000 copies. From this weight difference, the proportion by weight is subtracted, which escapes when the copier is operated without adding copy paper due to evaporation of developer liquid in the copier itself.
  • the discharge values for copies according to the present method are approximately 0.013 g of Isopar L per A4 page, while according to the prior art 0.129 g of Isopar L are discharged per A4 copy, ie approximately ten times the value .
  • a proportion of approximately 0.01 g of developer liquid per A4 copy in a template with 7% coverage appears to be the lower amount of developer liquid that is required to transfer the toner particles deposited on the photoconductor in the process according to the invention to impart the required paste-like consistency to the image-receiving material.
  • the photoconductor layer generally ages when copied in such a way that the maximum charge level decreases over time. With the increased corona voltage of +8 kV used, this aging effect appears somewhat more strongly than with the usual corona voltage of +6.5 kV. The charge level drops from 2350 V to about 1650 V at the end of the endurance test. All in all, it can be said that the higher charge does not stress the photoconductor layer more than the lower charge in conventional copying processes.

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Abstract

Die Erfindung weist eine Trommel (1) mit einem Fotoleiter (21) auf. Um den Umfang der Trommel (1) sind eine Gleichstromkorona (2) und eine Hochspannungsversorgungsschaltung (15), eine Belichtungsstation (3), eine Entwicklungsstation (22) mit einer Elektrode (4) und einer Wanne (5) mit Entwicklerflüssigkeit, eine Abtragwalze (6), eine Bildübertragungsstation (16) mit Übertragungskorona (9) und Heizvorrichtung (10), eine Reinigungsvorrichtung (11, 12) und eine weitere Aufladeeinrichtung (13), beispielsweise eine Wechselstromkorona oder Löschlampe, angeordnet. Eine Wischlippe (7) reinigt die Abtragwalze (6), die von winkelförmigen Hebeln (23) und Zugfedern (24) gegen die Trommel (1) angedrückt wird. Die Abtragwalze (6) umfaßt eine Hülle (20) auf einem Metallkern. Die einzelnen Papierblätter (8) werden einem Behälter (25) entnommen. Die Fotoleiteroberflächenspannung beträgt bis zu 1800 V, die Übertragungskoronaspannung bis zu 8 kV. Die Abtragwalze (6) läuft bis zu 20% schneller als die Trommel (1) um und wird mit einem Druck von 0,5 bis 3 N/cm gegen die Trommel (1) angedrückt.The invention has a drum (1) with a photoconductor (21). Around the circumference of the drum (1) are a direct current corona (2) and a high voltage supply circuit (15), an exposure station (3), a development station (22) with an electrode (4) and a tub (5) with developer liquid, a removal roller ( 6), an image transmission station (16) with a transmission corona (9) and heating device (10), a cleaning device (11, 12) and a further charging device (13), for example an AC corona or an extinguishing lamp. A wiper lip (7) cleans the removal roller (6), which is pressed against the drum (1) by angular levers (23) and tension springs (24). The removal roller (6) comprises a sleeve (20) on a metal core. The individual paper sheets (8) are removed from a container (25). The photoconductor surface voltage is up to 1800 V, the transmission corona voltage up to 8 kV. The removal roller (6) rotates up to 20% faster than the drum (1) and is pressed against the drum (1) with a pressure of 0.5 to 3 N / cm.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Kopierverfahren zum Entfernen der Entwicklerflüssigkeit von einer Fotoleiteroberfläche, bei dem eine Fotoleiterschicht elektrostatisch aufgeladen, informationsmäßig belichtet, das erhaltene latente Ladungsbild auf der Fotoleiterschicht mit einer Entwicklerflüssigkeit zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt wird, überschüssige Entwicklerflüssigkeit mit einem an dem Fotoleiter anliegenden Element entfernt wird, das Tonerbild elektrophoretisch von dem Fotoleiter auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und auf diesem fixiert wird, und der Fotoleiter gereinigt und/oder entladen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to an electrophotographic copying method for removing the developer liquid from a photoconductor surface, in which a photoconductor layer is electrostatically charged, informationally exposed, the latent charge image obtained on the photoconductor layer is developed with a developer liquid to a visible toner image, excess developer liquid with an element attached to the photoconductor is removed, the toner image is electrophoretically transferred from the photoconductor to an image-receiving material and fixed thereon, and the photoconductor is cleaned and / or discharged, and a device for carrying out the method.

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 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 Wider- standswert von weniger als 10 Ohm.cm aufweist. Die fotoleitende Oberfläche befindet sich auf einer Trommel, die im Gegenuhrzeigersinn an einer Dosier- oder Abstreiferwalze 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 noch 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 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.DE-OS 3 018 241 discloses such a method for removing excess developer liquid of a liquid developer consisting of an insulating developer liquid and charged toner particles suspended therein from a photoconductive surface which bears an electrostatic charge image developed by means of the liquid developer. For this purpose, a drying element in the form of a squeeze roller or a suction roller is brought into contact with the photoconductive surface, the squeeze roller or the suction roller being kept at a potential whose polarity is equal to the polarity of the charge of the charged Is toner particles and also the relative movement between the photoconductive surface and the squeeze roller or the suction roller is controlled so that the relative speed in the contact area becomes zero. The outer surface of the squeeze roller or the suction roller consists of an elastomeric material that has a Shore A hardness of less than 45 and a resistance value of less than 10 Ohm.cm. The photoconductive surface is on a drum which runs counterclockwise past a metering or stripper roller which is suitable for limiting the amount of liquid remaining on the photoconductor after the latent charge image has developed. These D osier- or stripping roller does not contact the developed charge image, so that neither streaks nor distortions are generated. A developer liquid layer with a thickness between 10 and 15 μm then remains on the photoconductor surface. After passing the metering or scraper roller, the drum surface passes the squeeze roller, which is held at such a pretension that an electric field results, by which the toner is held on the photoconductor surface. The bias applied to the nip roller has the same polarity as the toner particles in the developer liquid. In this way, it is achieved that the developed image adheres to the surface of the photoconductor without streaking, without smearing and without the toner being transferred to the nip roller. The still existing liquid developer layer on the photoconductor surface is reduced to a thickness of 2 to 3 / um after passing the squeeze roller, so that the layer thickness of the developer liquid on the photoconductor is reduced overall to about a fifth of the initial value.

Die Angaben zur Kopienqualität beschränken sich darauf, daß keine Schleppspuren, Streifen und Verzerrungen in der Kopie auftreten. Es werden keine Angaben über die erzielbare Kopiendichte gemacht, die gerade bei der Quetschwalzentechnik ein wichtiges Kriterium ist, da durch die Quetschwalze auch ein Teil der elektrophoretisch auf den Fotoleiter abgeschiedenen Tonerteilchen abgequetscht wird. Auch wenn grobe Streifen auf den Kopien vermieden werden, so beeinträchtigen auch sehr kurze, durch das Abquetschen verursachte Streifen an Kanten senkrecht zur Laufrichtung die Kantenschärfe und somit auch die erzielbare Auflösung.The information on the copy quality is limited to the fact that there are no drag marks, stripes and distortions in the copy. No information is given about the achievable copy density, which is an important criterion especially in the case of the squeeze roller technology, since a part of the toner particles deposited electrophoretically on the photoconductor is also squeezed off by the squeeze roller. Even if coarse stripes are avoided on the copies, even very short stripes on the edges caused by the squeezing affect the edge sharpness perpendicular to the running direction and thus the achievable resolution.

Bei dem heutigen geforderten Qualitätsstand von Kopien muß die Auflösung etwa sechs Linien/mm sowohl in Laufrichtung als auch quer dazu betragen, um noch gut lesbare Kopien der ersten und zweiten Generation von den vorangegangenen Kopien herstellen zu können.With today's required quality level of copies, the resolution must be about six lines / mm both in the direction of travel as well as transversely to it, in order to be able to produce legible copies of the first and second generation from the previous copies.

Neben den Vorteilen, wie große Auflösung und kleine Energien zum Fixieren der Kopien, im Vergleich zur Trockenentwicklung, weist die Flüssigentwicklung den Nachteil auf, daß insbesondere durch die Kopien nach dem Übertragen des Tonerbildes von der Fotoleiteroberfläche auf das Bildempfangsmaterial restliche Entwicklerflüssigkeit ausgetragen und 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 aliphatische Kohlenwasserstoffe wie i-Decan, in denen die geladenen Tonerteilchen dispergiert sind, ist der große Austrag an Entwicklerflüssigkeit auch aus Gründen geringer Umweltbelastung nicht erwünscht.In addition to the advantages, such as high resolution and low energies for fixing the copies, compared to dry development, the liquid development has the disadvantage that, in particular, due to the copies after the toner image has been transferred from the photoconductor surface residual developer liquid must be discharged onto the image-receiving material and must be evaporated by heating when the copies are fixed. As a result, on the one hand, developer liquid is lost in large quantities and must be replenished again and again in the copying machine, and on the other hand, the air in the vicinity of the copying machine undesirably accumulates with evaporated developer liquid. Although the usual developer liquids as such are not toxic, these are predominantly aliphatic hydrocarbons such as i-decane, in which the charged toner particles are dispersed, the large discharge of developer liquid is also undesirable for reasons of low environmental impact.

Im Stand der Technik, wie er beispielsweise in der DE-AS 23 61 833 (US-PS 3,907,423) beschrieben ist, wird zur Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit nach der Entwicklung des Ladungsbildes auf der Fotoleiterschicht durch elektrophoretische Abscheidung von aufgeladenen Tönerteilchen überstehende und damit. überschüssige Entwicklerflüssigkeit vor der Übertragung des Tonerbildes auf das Bildempfangsmaterial die Schichtstärke der Entwicklerflüssigkeit 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.In the prior art, as described, for example, in DE-AS 23 61 833 (US Pat. No. 3,907,423), to reduce the discharge of developer liquid after development of the charge image on the photoconductor layer by means of electrophoretic deposition of charged toner particles. Excess developer liquid before the transfer of the toner image to the image-receiving material reduces the layer thickness of the developer liquid by means of a stripping roller rotating in the opposite direction to the photoconductor. For this purpose, a stripper roller rotates at a distance of only about 50 at high peripheral speed in the opposite direction to the movement of the photoconductor layer. The toner images deposited on the photoconductor layer are not blurred, the top one However, the amount of developer liquid is only partially removed, so that moist copies are dispensed.

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 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 Abquetschwalze mit zugehörigem Reinigungselement zu verwenden, um die überschüssige Entwicklerflüssigkeit von einem Fotoleiterband zu entfernen.Attempts have been made until recently to remove excess developer liquid from the photoconductor surface after developing the electrostatic charge image, both with suction rolls made of a foamed, open-pore polymer and with squeeze rolls, and thereby further reducing the discharge of developer liquid through the copies . The squeeze roller technology for this purpose for easier drying of liquid-developed charge images on photoconductor layers is described in its beginnings, for example, in US Pat. No. 3,299,787, which shows that a squeeze roller with associated cleaning element is used to remove the excess developer liquid from a photoconductor belt.

Im Stand der Technik wird als nachteilig empfunden, daß bei Verwendung von Fotoleitertrommeln mit Selen, die auf den Fotoleitern entwickelten Tönerbilder durch frei drehbare Quetschwalzen aus Polyurethan zum Entfernen überschüssiger Entwicklerflüssigkeit verschmiert und/oder verzerrt werden (DE-OS 30 18 241).The prior art finds it disadvantageous that when using photoconductor drums with selenium, the toner images developed on the photoconductors are smeared and / or distorted by freely rotatable squeeze rollers made of polyurethane to remove excess developer liquid (DE-OS 30 18 241).

Obwohl die Quetschwalzentechnik zur Verminderung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit einen bestimmten fortgeschrittenen Entwicklungsstand erreicht hat, weist sie doch noch Mängel auf, die einen breiten Einsatz verhindern. Unter den Kopierbedingungen, wie sie im Stand der Technik verwirklicht sind, gelingt es nicht, Kopien mit akzeptablen Kopiendichten von zumindest 0,7 und mit entsprechend guter Auflösung von etwa sechs Linien/mm zu erhalten.Although the squeeze roller technology for reducing the discharge of developer liquid has reached a certain advanced level of development, it still has shortcomings that are widely used prevent sentence. Under the copying conditions as implemented in the prior art, it is not possible to obtain copies with acceptable copy densities of at least 0.7 and with a correspondingly good resolution of about six lines / mm.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß bei weitgehender Reduzierung des Austrags von Entwicklerflüssigkeit durch die Kopien eine gute Auflösung und hohe Kopiendichte erhalten werden.The object of the invention is to improve a method and a device of the generic type in such a way that good resolution and high copy density are obtained with the copies largely reducing the discharge of developer liquid.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß

  • a) die Fotoleiterschicht auf eine Spannung höher als die Aufladespannung UmaxD für maximale Tonerdichte aufgeladen wird,
  • b) das anliegende Element mit einer gegenüber der Umlaufgeschwindigkeit des Fotoleiters bis zu 20 % größeren Umfangsgeschwindigkeit rotiert, und
  • c) die Übertragung des Tonerbildes bei einer größeren elektrischen Feldstärke erfolgt als der, die für die Übertragung von Tonerbildern erforderlich ist, die bei einer Aufladung des Fotoleiters auf die Aufladespannung UmaxD entwickelt werden.
This object is achieved by a method according to the preamble of claim 1 in that
  • a) the photoconductor layer is charged to a voltage higher than the charging voltage U maxD for maximum toner density,
  • b) the adjacent element rotates at a peripheral speed which is up to 20% greater than the rotational speed of the photoconductor, and
  • c) the transfer of the toner image takes place at a greater electric field strength than that which is required for the transfer of toner images which are developed when the photoconductor is charged to the charging voltage U max D.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 10.The further advantageous embodiment of the method results from the features of claims 2 to 10.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die Aufladeeinrichtung aus einer Gleichstromkorona und einer Hochspannungsversorgungsschaltung besteht, die für eine Dauerbetriebsspannung von 8 kV ausgelegt ist, daß zwischen der Flüssigentwicklungsstation und der Übertragungsstation das Element zum Entfernen von Entwicklerflüssigkeit angeordnet ist, das über einen Zahnradantrieb mit einem Zahnrad auf der Welle einer Fotoleitertrommel in Eingriff steht und an der Umfangsfläche der Fotoleitertrommel unter Druck anliegt, daß der Zahnradantrieb so gewählt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Elements 2 % bis 20 % größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Fotoleitertrommel ist, die richtungsgleich mit dem Element im gemeinsamen Kontaktbereich angetrieben wird und daß die Übertragungsstation eine Gleichstromkorona mit einer Betriebsspannung bis zu 8 kV umfaßt.The device for carrying out the method is characterized in that the charging device consists of a direct current corona and a high-voltage supply circuit which is designed for a continuous operating voltage of 8 kV, that the element for removing developer liquid is arranged between the liquid development station and the transfer station a gear drive engages with a gear on the shaft of a photoconductor drum and is under pressure on the peripheral surface of the photoconductor drum so that the gear drive is selected so that the peripheral speed of the element is 2% to 20% greater than the peripheral speed of the photoconductor drum, which is the same direction is driven with the element in the common contact area and that the transmission station comprises a DC corona with an operating voltage of up to 8 kV.

Die weitere vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 12 bis 17.The further advantageous embodiment of the device results from the features of claims 12 to 17.

Mit der Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß mit relativ einfach zu realisierenden Maßnahmen, wie höhere Aufladung der Fotoleiteroberfläche, gegenüber der Fotoleiteroberfläche schneller rotierender Quetschwalze zum Entfernen der überschüssigen Entwicklerflüssigkeit und Übertragung des entwickelten Tonerbildes von der Fotoleiteroberfläche auf das Bildempfangsmaterial mit einer höheren Übertragungsspannung, wobei jede dieser drei Maßnahmen den herkömmlichen Maßnahmen entgegengerichtet ist, der Austrag an Entwicklerflüssigkeit gegenüber dem Stand der Technik halbiert werden kann, ohne daß Einbußen an der geforderten Kopienqualität auftreten.With the invention, the advantages are achieved that with measures that are relatively easy to implement, such as higher charging of the photoconductor surface, compared to the photoconductor surface, a faster rotating nip roller for removing the excess development ler liquid and transfer of the developed toner image from the photoconductor surface to the image receiving material with a higher transmission voltage, each of these three measures is contrary to the conventional measures, the discharge of developer liquid can be halved compared to the prior art, without sacrificing the required copy quality.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

  • Fig. l eine schematische Seitenansicht eines elektrofotografischen Kopiergeräts zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,
  • Fig. 2 eine Ansicht eines Zahnradantriebs, der über die Fotoleitertrommel die Quetschwalze des Kopiergeräts nach Fig. 1 in Bewegung versetzt,
  • Fig. 3a und 3b schematisch den Verlauf der Spannung der Fotoleiteroberfläche bzw. der Kopiendichte in Abhängigkeit von der auf den Fotoleiter einfallenden Lichtenergie in relativen Einheiten bei herkömmlichen Kopierbedingungen an dem Fotoleiter,
  • Fig. 4a und 4b den schematischen Verlauf der Spannung der Fotoleiteroberfläche bzw. der Kopiendichte in Abhängigkeit von der auf den Fotoleiter einfallenden Lichtenergie in relativen Einheiten, bei Kopierbedingungen an der Fotoleiteroberfläche nach der Erfindung.
Show it:
  • 1 shows a schematic side view of an electrophotographic copier for carrying out the method according to the invention,
  • 2 is a view of a gear drive that sets the squeeze roller of the copying machine of FIG. 1 in motion via the photoconductor drum,
  • 3a and 3b schematically the course of the voltage of the photoconductor surface or the copy density as a function of the light energy incident on the photoconductor in relative units under conventional copying conditions on the photoconductor,
  • F ig. 4a and 4b show the schematic course of the voltage of the photoconductor surface or the copy density as a function of the light energy incident on the photoconductor in relative units, under copying conditions on the photoconductor surface according to the invention.

Bei den bekannten Kopierverfahren wird im allgemeinen eine Fotoleiterschicht aufgeladen und belichtet, die Ladungsbilder mit aufgeladenen Tonerteilchen, die in der Entwicklerflüssigkeit dispergiert sind, entwickelt, überschüssige Entwicklerflüssigkeit von der Fotoleiterschicht durch Walzen entfernt und d4e Tonerbilder auf Bildempfangsmaterial, wie beispielsweise Papierblätter, übertragen. Danach wird die Fotoleiterschicht für den nächsten Kopierzyklus gereinigt und gegebenenfalls entladen. Die Fotoleiter sind entweder in Form von Bändern auf Trägern aufgebracht, die beispielsweise aus Polyesterfolien mit einer leitfähigen Schicht aus aufgedampftem Aluminium bestehen oder auf den Mantelflächen metallischer Trommeln aufgedampft. Die flexiblen Bänder werden meistens mit elastischen organischen Fotoleiterschichten aus Poly-N-Vinylcarbazol und Trinitrofluorenon beschichtet. Häufiger als mit Bändern sind die Kopiergeräte mit leitfähigen Trommeln aus Aluminium, auf denen die Fotoleiterschicht aufgedampft ist, ausgerüstet. Neben organischen Fotoleiterschichten werden auf den Trommeln insbesondere anorganische Fotoleiter eingesetzt, wie Selen oder Legierungen von Selen mit Tellur oder Arsen. Im folgenden wird die Erfindung in erster Linie unter Bezugnahme auf Fotoleiterschichten aus Selen bzw. Legierungen von Selen mit Tellur oder Arsen beschrieben, jedoch stellt dies keine Einschränkung des Erfindungsgedankens dar, der ebenso für organische Fotoleiter Gültigkeit hat.In the known copying methods, a photoconductor layer is generally charged and exposed, the charge images are developed with charged toner particles which are dispersed in the developer liquid, excess developer liquid is removed from the photoconductor layer by rollers, and the 4 e toner images are transferred to image-receiving material, such as paper sheets. The photoconductor layer is then cleaned for the next copying cycle and, if necessary, discharged. The photoconductors are either applied in the form of tapes to supports which consist, for example, of polyester films with a conductive layer of vapor-deposited aluminum or are vapor-deposited on the outer surfaces of metallic drums. The flexible tapes are mostly coated with elastic organic photoconductor layers made of poly - N-vinylcarbazole and trinitrofluorenone. More often than with tapes, the copiers are equipped with conductive aluminum drums on which the photoconductor layer is vapor-deposited. In addition to organic photoconductor layers, inorganic photoconductors, such as selenium or alloys of selenium with tellurium or, are used in particular on the drums Arsenic. In the following, the invention is described primarily with reference to photoconductor layers made of selenium or alloys of selenium with tellurium or arsenic, but this does not represent any restriction of the inventive concept, which is also valid for organic photoconductors.

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 Abtragwalze 6 für überschüssige Entwicklerflüssigkeit, eine Bildübertragungsstation 16, eine Reinigungsvorrichtung 11,12 und eine weitere Aufladeeinrichtung 13, beispielsweise eine Wechselstromkorona, und/oder Löschlampe angeordnet.The structure of a copying machine with which the method according to the invention can be carried out corresponds to the prior art and is shown schematically in FIG. 1. A drum 1 is provided with a photoconductor 21 and is rotated counterclockwise by a drive source, not shown, at a predetermined speed. Around the circumference of the drum 1 there are an electrical charging device 2, for example a corona, an exposure station 3, a development station 22, a removal roller 6 for excess developer liquid, an image transfer station 16, a cleaning device 11, 12 and a further charging device 13, for example an AC corona, and / or extinguishing lamp arranged.

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 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 Umfangsfläche 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 Abstreifer 7 besteht, zum größten Teil entfernt.If the photoconductor 21 is made of organic material, for example poly-N-vinylcarbazole / trinitrofluorenone, the photoconductor is negatively charged by the electrostatic charging device, while a positive charge takes place in the case of a photoconductor 21 made of selenium. The charged photoconductor 21 is in the exposure station 3 information about its optics moderately exposed, ie exposed with a radiation pattern from an original. The electrostatic latent charge image obtained is developed in the development station 22 into a visible toner image by means of the developer liquid. The development station 22 consists of a curved plate 4, which is adapted with its curvature to the peripheral surface of the drum 1 and a trough 5, which is filled with developer liquid. The plate 4 serves as a development electrode and is supplied with a certain voltage by a voltage source, not shown. Instead of the curved plate 4, a roller can also be provided. In organic photoconductor layers, the toner particles dispersed in the developer liquid are positively charged, while in selenium layers they are negatively charged. Excess developer liquid is largely removed by the removal device, which consists of the roller 6 with a scraper 7.

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 geeignetes Potential für die Übertragung auflädt. Nach der Übertragung des Tonerbildes von dem Fotoleiter 21 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.At the transfer station 16, image-receiving material, for example a paper sheet 8, is fed to the drum 1 from a container 25. The transfer station 16 contains a charging device 9, for example a corona, which charges the paper sheet 8 electrostatically from the rear. In the case of a selenium photoconductor 21, the paper sheet 8 is charged positively. Instead of the charging device 9, a pressure roller can also be provided, which bears against the peripheral surface of the drum 1 and with a chip Power source is connected, which charges the platen to a suitable potential for transmission. After the transfer of the toner image from the photoconductor 21 to the paper sheet 8, the latter is detached from the peripheral surface of the drum 1 and passed over a heating device 10 which dries the still moist toner image.

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.The cleaning device comprises a roller 11, for example a foam roller, and a wiper lip 12 which is arranged in the immediate vicinity of the roller 11. The roller 11 is wetted with developer liquid and, together with the wiper lip 12, cleans the toner surface of the photoconductor surface.

Die Aufladeeinrichtung 13 entfernt sämtliche Restladungen des Fotoleiters 21, der vollständig entladen wird.The charging device 13 removes all residual charges of the photoconductor 21, which is completely discharged.

Bei den bekannten Kopiergeräten herrschen derartige Kopierbedingungen vor, daß die Gleichstromkorona 2 mit einer Betriebsspannung von +6,5 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.In the known copiers such copying conditions prevail that the DC corona 2 is supplied with an operating voltage of +6.5 kV when the photoconductor 21 is selenium. Corresponding to the supplied in the exposure device 3, light quantity is the charged to a maximum of about +1150 V, about 50 / unload thick photoconductive layer of selenium and in accordance with the then existing on the photoconductor layer residual charge toner particles are deposited to the electrostatic latent image to develop a toner image .

Die Aufladeeinrichtung 14 besteht aus der Gleichstromkorona 2, die mit einer Hochspannungsschaltung 15 verbunden ist, die für eine Dauerbetriebsspannung von 8 kV der Gleichstromkorona 2 ausgelegt ist. Das Element zum Entfernen der Entwicklerflüssigkeit von der Oberfläche des Fotoleiters 21 ist bevorzugt eine Quetschwalze 6, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit umläuft, die 2 bis 20 % höher als die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 1 ist. Die Quetschwalze befindet sich im Linienkontakt mit dem Fotoleiter 21 und wird über einen winkelförmigen Hebel 23 und eine Zugfeder 24, die an dem einen Ende des Winkelhebels angreift, mit einem linearen Druck von gleich oder größer als 0,5 N/cm an die Fotoleiteroberfläche der Trommel 1 angedrückt. Der winkelförmige Hebel 23 ist an der Achse der Quetschwalze 6 mit einem Ende angelenkt und um einen Drehpunkt schwenkbar. Entsprechend der Wahl der Feder 24 kann der Liniendruck zwischen der Quetschwalze 6 und der Fotoleiteroberfläche der Trommel 1 auch 1 bis 3 N/cm betragen. Ein elastisches Wischerblatt 7 liegt an der Quetschwalze 6 an und streift von deren Umfangsfläche überstehende Entwicklerflüssigkeit ab.The charging device 14 consists of the DC corona 2, which is connected to a high-voltage circuit 15, which is designed for a continuous operating voltage of 8 kV of the DC corona 2. The element for removing the developer liquid from the surface of the photoconductor 21 is preferably a squeeze roller 6 which rotates at a peripheral speed which is 2 to 20% higher than the rotational speed of the drum 1. The squeeze roller is in line contact with the photoconductor 21 and is applied to the photoconductor surface by means of an angular lever 23 and a tension spring 24, which acts on one end of the angle lever, with a linear pressure of equal to or greater than 0.5 N / cm Drum 1 pressed. The angular lever 23 is articulated on the axis of the squeeze roller 6 at one end and can be pivoted about a pivot point. Depending on the choice of the spring 24, the line pressure between the squeeze roller 6 and the photoconductor surface of the drum 1 can also be 1 to 3 N / cm. An elastic wiper blade 7 rests on the squeeze roller 6 and wipes off any developer liquid that protrudes from its peripheral surface.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Quetschwalze 6 länger als die Fotoleitertrommel 1 und ragt über die Stirnflächen der Fotoleitertrommel 1 hinaus. Es ist auch möglich, obwohl dies nicht dargestellt ist, daß die Quetschwalze nur an einer Seite über die Stirnfläche der Fotoleitertrommel hinausragt.As shown in FIG. 2, the squeeze roller 6 is longer than the photoconductor drum 1 and protrudes beyond the end faces of the photoconductor drum 1. It is also possible, although this is not shown, for the squeeze roller to project beyond the end face of the photoconductor drum on only one side.

Die Quetschwalze 6 besteht aus einem Metallkern und einer elastischen Hülle 20 mit einer Dicke von 4 bis 8 mm. Die Shore-A-Härte des Hüllenmaterials beträgt 25 bis 60. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material der Hülle 20 Polyurethan mit einem Zusatz von Eisenoxid und besitzt eine Shore-A-Härte von 27. Wesentlich ist dabei, daß die Oberfläche der Hülle 20 glatt ist und nur Unebenheiten bis zu maximal 2 /um aufweist, wobei jedoch Unebenheiten kleiner als 1/um bevorzugt werden. Eine derart glatte Oberfläche der Hülle 20 wird vor allem durch Gießen erzielt.The squeeze roller 6 consists of a metal core and an elastic sleeve 20 with a thickness of 4 to 8 mm. The Shore A hardness of the casing material is 25 to 60. In a preferred embodiment, the material of the casing 20 is polyurethane with an addition of iron oxide and has a Shore A hardness of 27. It is essential that the surface of the casing 20 is smooth and has only unevenness up to a maximum of 2 / um, but unevenness smaller than 1 / um is preferred. Such a smooth surface of the shell 20 is achieved primarily by casting.

Wie aus den Fig. 1 und Fig. 2 zu ersehen ist, sind zwei winkelförmige Hebel 23, je einer an der Stirnfläche der Quetschwalze 6 vorgesehen, die schwenkbar gelagert sind. Die Quetschwalze 6 steht über einen Zahnradantrieb 17 mit einem Zahnrad 18, das auf der Welle 19 der Trommel 1 aufsitzt, in Eingriff. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnradantrieb 17 und dem Zahnrad 18 ist derart gewählt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Quetschwalze 6 etwa 2 bis 20 % größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1 ist und daß die Quetschwalze 6 und die Trommel 1 richtungsgleich im Kontaktbereich angetrieben sind.As can be seen from FIGS. 1 and 2, two angular levers 23, one each on the end face of the nip roller 6, are provided, which are pivotably mounted. The squeeze roller 6 is in engagement via a gear drive 17 with a gear 18, which is seated on the shaft 19 of the drum 1. The gear ratio between the gear drive 17 and the gear 18 is selected such that the peripheral speed of the nip roller 6 is about 2 to 20% greater than the peripheral speed of the drum 1 and that the nip roller 6 and the drum 1 are driven in the same direction in the contact area.

Zur Erläuterung der Kopierbedingungen bei herkömmlichen Entwicklungsverfahren wird auf die Fig. 3a und 3b Bezug genommen. Fig. 3a zeigt die Spannung in Volt eines Fotoleiters aus Selen in Abhängikeit von der auf den Fotoleiter einfallenden Lichtenergie LE, die in relativen Einheiten angegeben ist. Die spezifische Aufladung, d.h. die Spannung pro Längeneinheit der Fotoleiterschichtdicke, beträgt 23 vI/um. Die Spannung nimmt exponentiell mit der einfallenden Lichtenergie ab, d.h. je größer die einfallende Lichtenergie ist, desto stärker wird die Fotoleiterschicht entladen..To explain the copying conditions in conventional development methods, reference is made to FIGS. 3a and 3b. 3a shows the voltage in volts of a selenium photoconductor as a function of the light energy LE incident on the photoconductor, which in relative units is specified. The specific charge, ie the voltage per unit length of the photoconductor layer thickness, is 23 vI / µm. The voltage decreases exponentially with the incident light energy, ie the greater the incident light energy, the more the photoconductor layer is discharged.

In Fig. 3b sind die den Spannungswerten aus Fig. 3a entsprechenden Tonerdichten auf den ausgegebenen Kopien in Abhängigkeit von der einfallenden Lichtenergie LE, die wiederum in relativen Einheiten dargestellt ist, aufgetragen.In FIG. 3b the toner densities corresponding to the voltage values from FIG. 3a are plotted on the printed copies as a function of the incident light energy LE, which in turn is shown in relative units.

Die Tonerdichte D wird durch den Logarithmus des Verhältnisses aus einfallender Lichtmenge und der von dem entwickelten Tonerbild reflektierten Lichtmenge auf der Kopie bestimmt.The toner density D is determined by the logarithm of the ratio of the incident light quantity and the light quantity reflected on the copy from the developed toner image.

Wie ein Vergleich der Kurvenverläufe in den Fig. 3a und 3b zeigt, wird bereits auf einer Spannung von + 850 V, bei einer kompensierten Restspannung von + 150 V, eine maximale Dichte von 1 erhalten. Bei niedrigeren Spannungen werden Tonerbilder geringerer Dichte entwickelt. Unter Berücksichtigung der Dunkelentladung während der Laufzeit der Kopie von der Aufladeeinrichtung bis zum Ausgang der Entwicklungsstation, ist eine etwas höhere Aufladung des Fotoleiters als der theoretische Wert zum Erzielen einer Entwicklung mit maximaler Dichte 1 erforderlich. Diese Aufladung beträgt bei den Diagrammen nach den Fig. 3a und 3b beispielsweise +1150 V. Als Aufladepunkt maximaler Tonerdichte UmaxD wird nachfolgend die Aufladespannung des Fotoleiters bezeichnet, die ohne Entladung durch Belichten unter den jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen Kopien mit jeweils maximaler Dichte gleich 1 ergibt.As a comparison of the curve profiles in FIGS. 3a and 3b shows, a maximum density of 1 is already obtained at a voltage of + 850 V, with a compensated residual voltage of + 150 V. At lower voltages, lower density toner images are developed. Taking into account the dark discharge during the runtime of the copy from the charger to the exit of the development station, a slightly higher charge of the photoconductor than the theoretical value is required to achieve development with maximum density 1. This charge is in the diagrams of FIGS. 3a and 3b, for example, +1150 V. The charging point of the maximum toner density U maxD is the charging voltage of the photoconductor which, without discharge by exposure under the respective operating conditions, produces copies with a maximum density equal to 1 in each case.

Unter normalen Kopierbedingungen besteht keine Veranlassung, die Fotoleiterschichten merklich höher als bis zum Aufladepunkt maximaler Tonerdichte aufzuladen. Es gilt vielmehr, daß bei darüber hinausgehender Aufladung die Tonerdichte der Kopien abnimmt, während Halbtöne der Vorlage auf der Kopie wie Volltöne wiedergegeben werden. Eine solche Tonerwertverschiebung bzw. Tonerwertumkehr ist für kommerziell hergestellte Kopien nicht tolerierbar.Under normal copying conditions there is no reason to charge the photoconductor layers appreciably higher than up to the charging point of maximum toner density. Rather, it is true that the toner density of the copies decreases when the charge is increased further, while halftones of the original are reproduced on the copy like full tones. Such a toner shift or reversal of the toner value is intolerable for commercially produced copies.

In den Fig. 4a und 4b sind die Spannungswerte bei der Belichtung einer mit +8 kV aufgeladenen Fotoleiterschicht sowie die korrespondierenden Kopiendichten in Abhängigkeit von der einfallenden Lichtenergie LE, wiederum in relativen Einheiten gemessen, dargestellt. Wie insbesondere aus Fig. 4b ersichtlich ist, nimmt bei einer Aufladung über den Aufladepunkt maximaler Tonerdichte U maxD die Kopiendichte wieder ab.4a and 4b show the voltage values during the exposure of a photoconductor layer charged with +8 kV and the corresponding copy densities as a function of the incident light energy LE, again measured in relative units. As can be seen in particular from FIG. 4b, the charge density decreases again when charging above the charge point of maximum toner density U maxD.

Entgegen diesen Ergebnissen bei den üblichen Kopierbedingungen der bekannten Entwicklungsverfahren wurde gefunden, daß bei Aufladespannungen größer als U die Tonerdichte gleichbleibt, d.h. nicht absinkt, wie dies in Fig. 4b gezeigt ist, unabhängig davon, ob die überstehende Entwicklerflüssigkeit auf der Fotoleiteroberfläche mit einer in geringem Abstand gegenläufig rotierenden Walze oder mit der angedrückten mitlaufenden, elastischen Quetschwalze 6 entfernt wird. Damit ergibt sich eine Möglichkeit, den bis dahin durch angedrückte Quetschwalzen verursachten prinzipiellen Nachteil zu vermeiden, nämlich die Verringerung der Kopiendichte durch die Einwirkung der Quetschwalze. Die zuvor erwähnte, gleichbleibende Tonerdichte bei einer Aufladung der Fotoleiterschicht über die Spannung UmaxD hinaus, lieferte jedoch, falls keine weiteren Maßnahmen getroffen werden, eine Kopiendichte etwas geringer als die maximale Kopiendichte. Diese verminderte Tonerdichte der Kopien kann durch eine größere Übertragungsspannung in der Übertragungsstation 16 nach Fig. 1 kompensiert werden. Dazu wird bei dem Kopiergerät nach Fig. 1 die Spannung an der Gleichstromkorona 9 in der Übertragungsstation 16 von den üblichen +6,3 bis +6,5 kV auf +7,5 kV erhöht. Arbeitet die Übertragungsstation anstelle einer Übertragungskorona mit einer Übertragungswalze, so muß deren Potential entsprechend erhöht werden.Contrary to these results under the usual copying conditions of the known development processes, it was found that the toner density remains the same at charging voltages greater than U, ie does not decrease decreases, as shown in FIG. 4b, irrespective of whether the protruding developer liquid on the photoconductor surface is removed with a roller rotating in opposite directions at a small distance or with the pressed, elastic, squeezing roller 6. This results in a possibility of avoiding the fundamental disadvantage caused up to then by squeeze rollers being pressed on, namely the reduction of the copy density due to the action of the squeeze roller. The aforementioned constant toner density when the photoconductor layer was charged beyond the voltage U maxD , however, provided that no further measures were taken, the copy density was slightly lower than the maximum copy density. This reduced toner density of the copies can be compensated for by a larger transmission voltage in the transmission station 16 according to FIG. 1. For this purpose, the voltage at the DC corona 9 in the transfer station 16 is increased from the usual +6.3 to +6.5 kV to +7.5 kV in the copying machine according to FIG. 1. If the transfer station works with a transfer roller instead of a transfer corona, its potential must be increased accordingly.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Tonerbilder auf den Fotoleiterschichten ab Aufladespannungen von etwa 1300 V, d.h. ab spezifischen Spannungen von 26 v/ /um durch die darübergeführte Quetschwalze 6 nicht mehr beeinträchtigt. Die Aufladung der Fotoleiterschichten darf nicht so hoch sein, daß Durchschläge in den Fotoleiterschichten auftreten. So lassen sich Fotoleiterschichten mit einer Dicke von 50 fum Selen bis etwa +1800 V, das sind 36 V//um, ohne Durchschläge aufladen. Fotoleiterschichten aus einer Legierung Selen mit Tellur und einer Dicke von 65 /um lassen sich bis etwa +2500 V, das sind 38 V//um, aufladen.In the method according to the invention, the toner images on the photoconductor layers are no longer adversely affected by the squeeze roller 6 above charging voltages of approximately 1300 V, ie from specific voltages of 26 v / / µm. The charge on the photoconductor layers must not be so high that breakdowns occur in the photoconductor layers. In this way, photoconductor layers with a thickness of 50 f um selenium up to about +1800 V, that is 36 V / / um, can be charged without breakdowns. Photoconductor layers made of a selenium alloy with tellurium and a thickness of 65 / um can be charged up to about +2500 V, that is 38 V / / um.

Zur Verbesserung der Auflösung der unter derartigen Kopierbedingungen hergestellten Kopien, die weitgehend trocken ausgegeben werden und grundfrei und kontrastreich sind, ist es erforderlich, die Quetschwalze 6 im Berührungsbereich mit der Trommel 1 schneller als diese umlaufen zu lassen. Dadurch wird vermieden, daß Flächen und Linien an den hinteren Kanten quer zur Laufrichtung einen leicht gezackten Rand aufweisen, der das Auflösungsvermögen quer zur Laufrichtung auf etwa 2,8 Linien/mm begrenzt. Diese fein gezackten Ränder bestehen aller Wahrscheinlichkeit nach aus Tonerteilchen, die durch die Quetschwalze 6 abgequetscht werden. Entgegen den Angaben nach dem Stand der Technik in der DE-OS 30 18 241, wo es heißt, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen der Quetschwalze und der Fotoleitertrommel null sein soll, zeigt sich, daß das Abquetschen von Tonerteilchen durch die Quetschwalze dadurch vermieden wird, daß diese mit einer um etwa 2 bis 20 % größeren Umlaufgeschwindigkeit im Vergleich zur Geschwindigkeit des Fotoleiters, im Kontakt mit diesem, bewegt wird. Ein optimaler Bereich erstreckt sich von etwa 2 bis 12 % größerer Geschwindigkeit. Durch diese Maßnahme wird die Auflösung quer zur Laufrichtung von der Trommel 1 und der Quetschwalze 6 auf 5 bis 6,3 Linien/mm verbessert.In order to improve the resolution of the copies produced under such copying conditions, which are largely dry and are free of ground and rich in contrast, it is necessary to allow the squeeze roller 6 to rotate faster than the drum 1 in the area of contact with the drum. This avoids that surfaces and lines on the rear edges have a slightly jagged edge transversely to the running direction, which limits the resolving power transversely to the running direction to about 2.8 lines / mm. These finely serrated edges in all likelihood consist of toner particles that are squeezed off by the squeeze roller 6. Contrary to the information according to the prior art in DE-OS 30 18 241, where it is said that the relative speed between the squeeze roller and the photoconductor drum should be zero, it can be seen that the squeezing of toner particles by the squeeze roller is avoided in that this is moved at a rotation speed which is about 2 to 20% greater than the speed of the photoconductor in contact with it. An optimal range is from about 2 to 12% faster speed. Through this measure, the dissolution becomes transverse to the run direction of the drum 1 and the nip roller 6 improved to 5 to 6.3 lines / mm.

Die Quetschwalze 6 ist mit einer elastischen Hülle aus einem lösungsmittelfesten Material, wie Polyurethan, wie schon erwähnt wurde, ausgerüstet, wobei die Hülle auf einem Metallkern der Walze aufsitzt. Das Hüllenmaterial ist elastisch und besitzt eine Shore-A-Härte von 25 bis 60, insbesondere weniger als 35. Für einen geringen Austrag an Entwicklerflüssigkeit erweist es sich günstig, die Dicke der Hülle im Bereich von 4 bis 8 mm zu wählen. Bei Dicken über 8 mm der Hülle wird eine Shore-A-Härte von unter 30, beispielsweise 27, vorgesehen.The squeeze roller 6 is equipped with an elastic sleeve made of a solvent-resistant material, such as polyurethane, as already mentioned, the sleeve being seated on a metal core of the roller. The shell material is elastic and has a Shore A hardness of 25 to 60, in particular less than 35. For a low discharge of developer liquid, it proves advantageous to choose the thickness of the shell in the range from 4 to 8 mm. A Shore A hardness of less than 30, for example 27, is provided for thicknesses of more than 8 mm of the casing.

Die Leitfähigkeit der Quetschwalze 6 ist ohne merklichen Einfluß auf die Kopienqualität. Bei dem-erfindungsgemäßen Verfahren wird an die Quetschwalze 6 kein Potential bestimmter Größe angelegt, vielmehr ist der Metallkern der Quetschwalze 6 im allgemeinen geerdet. Zur Reinigung der Quetschwalze 6 dient das an der Oberfläche der Quetschwalze 6 flach anliegende Wischerblatt 7 aus Kunststoff oder Metall.The conductivity of the nip roller 6 has no noticeable influence on the copy quality. In the method according to the invention, no potential of a certain size is applied to the squeeze roller 6, rather the metal core of the squeeze roller 6 is generally grounded. The wiper blade 7 made of plastic or metal, which lies flat on the surface of the squeeze roller 6, is used for cleaning the squeeze roller 6.

Wesentlich für eine effektive Verminderung der Menge an ausgetragener Entwicklerflüssigkeit ist ein gleichmäßig kräftiger Andruck der Quetschwalze 6 über die gesamte Breite der Fotoleiteroberfläche der Trommel 1.Essential for an effective reduction in the amount of developer liquid discharged is a uniformly strong pressure of the squeeze roller 6 over the entire width of the photoconductor surface of the drum 1.

So wurde bei Versuchen festgestellt, daß der Austrag an Entwicklerflüssigkeit bei Erhöhung des Andruckes der Quetschwalze 6 an die Fotoleiteroberfläche im linienförmigen Kontaktbereich von 0,43 N/cm auf 3,3.N/cm um 30 % erniedrigt wird.In experiments, it was found that the discharge of developer liquid by increasing the pressure of the squeeze roller 6 against the photoconductor surface in the line-shaped contact area from 0.43 N / cm to 3.3.N / cm by 30%.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erforderlich, die Oberfläche der Quetschwalze 6 so glatt wie möglich zu gestalten. Oberflächenstrukturen von wenigen Mikrometern Höhe vergrößern die Menge an ausgetragener Entwicklerflüssigkeit beträchtlich. Beispielsweise verhalten sich die durch die Kopien ausgetragenen Mengen an Entwicklerflüssigkeiten bei Strukturen von 5/7/9 /um Höhe wie 1 : 1,3 : 1,8. Deshalb besitzen die verwendeten Quetschwalzen Oberflächen mit Strukturen von weniger als 2 /um Höhe bzw. auch weniger als 1 /um Höhe. Um derart glatte Walzen aus elastischem Material herzustellen, ist es erforderlich, diese in polierten Gußformen zu gießen oder die Quetschwalzen durch oberflächliches Kalandrieren bei erhöhter Temperatur herzustellen. Durch Abdrehen, Schleifen und Polieren sind glatte Walzenoberflächen aus elastischem Material nur sehr arbeitsaufwendig und schwierig herzustellen.In the method according to the invention, it is necessary to make the surface of the squeeze roller 6 as smooth as possible. Surface structures of a few micrometers in height increase the amount of developer liquid discharged considerably. For example, the amounts of developer liquids discharged by the copies behave like 1: 1.3: 1.8 for structures of 5/7/9 / um height. Therefore, the squeeze rollers used have surfaces with structures of less than 2 / um height or less than 1 / um height. In order to produce such smooth rolls from elastic material, it is necessary to cast them in polished molds or to produce the squeeze rolls by surface calendering at elevated temperature. By turning, grinding and polishing, smooth roller surfaces made of elastic material are very labor intensive and difficult to manufacture.

Wie im Zusammenhang mit Fig. 2 schon erwähnt wurde, steht die Quetschwalze 6 über die beiden Stirnflächen bzw. zumindest über die eine Stirnfläche der Trommel 1 über, um feuchte, schwarze Ränder an den Kanten-der Kopien zu vermeiden. Schließt nämlich die Quetschwalze- 6 bündig mit dem Fotoleiter 21 ab, d-h, Sind die Quetschwalze 6 und die Trommel 1 gleichbreit, so treten an den Kanten der Kopien in Laufrichtung feuchte schwarze Ränder auf. Erst wenn eine Quetschwalze 6 verwendet wird, die einige Millimeter breiter als die Trommel 1 ist, bleiben die Ränder trocken und sauber. Für einen praktischen Anwendungsfall reicht ein seitlicher Überstand der Quetschwalze 6 von 2 bis 5 mm aus. Ist die Quetschwalze 6 deutlich breiter als die Kopie bzw. die Trommel 1, so genügt es, wenn die Quetschwalze an derjenigen Seite übersteht, an der das Kopierblatt angelegt wird.As has already been mentioned in connection with FIG. 2, the squeeze roller 6 projects over the two end faces or at least over one end face of the drum 1 in order to avoid moist, black edges on the edges of the copies. Closes the squeeze roller 6 flush with the photoconductor 21, that is, they are Squeeze roller 6 and drum 1 equally wide, so there are damp black edges on the edges of the copies in the running direction. Only when a squeeze roller 6 is used that is a few millimeters wider than the drum 1, the edges remain dry and clean. For a practical application, a lateral protrusion of the squeeze roller 6 of 2 to 5 mm is sufficient. If the squeeze roller 6 is significantly wider than the copy or drum 1, it is sufficient if the squeeze roller protrudes on the side on which the copy sheet is placed.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben.In the following, an embodiment of the invention is described in detail.

Das nachfolgend angeführte Ergebnis wird mit einer Quetschwalze 6 erzielt, die eine gegossene Hülle von 8 mm Stärke aus Polyurethan mit einer Shore-A-Härte 27 besitzt. Die 29,5 cm lange Quetschwalze 6 wird im Linienkontakt mit der Fotoleiterschicht auf der Trommel l mit einem Druck von 2 N/cm angedrückt und mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die 5 % größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1 war. Als Fotoleiter wird eine Selen-Tellur-Legierung von 65 /um Dicke verwendet und von der Gleichstromkorona 2, die mit +8 kV gespeist wird, auf +2410 V aufgeladen. Der flüssige Toner besteht aus einer Entwicklerflüssigkeit, wie Isopar L, einem isoparaffinischen Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von 192 oC und einen Infotec(R)-Toner. Die erhaltenen Kopien sind grundfrei und zeigen in den Vollton-Bereichen eine Dichte von 1,1 bis 1,2. Die Auflösung in Laufrichtung beträgt zumindest 6,3 Linien/mm.und quer zur Laufrichtung 5 bis 6 Linien/mm. Bei etwas geringerer Dichte von 0,9 bis 1,0 ist die Auflösung quer zur Laufrichtung gleichfalls 6,3 Linien/mm.The result mentioned below is achieved with a squeeze roller 6 which has a cast shell of 8 mm thickness made of polyurethane with a Shore A hardness 27. The 29.5 cm long squeeze roller 6 is pressed in line contact with the photoconductor layer on the drum 1 with a pressure of 2 N / cm and driven at a peripheral speed which was 5% greater than the peripheral speed of the drum 1. As a photoconductor, a selenium-tellurium alloy is from 65 / used to thickness and, charged by the direct current corona 2, which is fed with +8 kV to +2410 V. The liquid toner consists of a developer liquid such as Isopar L, an isoparaffinic hydrocarbon having a boiling point of 192 o C and a Infotec (R) toner. The copies obtained are groundless and show a density of 1.1 to 1.2 in the full tone areas. The resolution in the running direction is at least 6.3 lines / mm. And transversely to the running direction 5 to 6 lines / mm. With a somewhat lower density of 0.9 to 1.0, the resolution across the direction of travel is also 6.3 lines / mm.

Zur Bestimmung des Austrags an Entwicklerflüssigkeit durch die Kopien wird der Gesamtverbrauch an Flüssigentwickler durch Wiegen der Wanne 5 der Entwicklungsstation 22 zu Beginn der Messung und nach jeweils 6000 Kopien bestimmt. Von dieser Gewichtsdifferenz wird der Gewichtsanteil abgezogen, der bei einem Betrieb des Kopiergeräts ohne Zugabe von Kopierpapier durch Verdunsten von Entwicklerflüssigkeit im Kopiergerät selbst entweicht.To determine the discharge of developer liquid through the copies, the total consumption of liquid developer is determined by weighing the tub 5 of the development station 22 at the start of the measurement and after every 6000 copies. From this weight difference, the proportion by weight is subtracted, which escapes when the copier is operated without adding copy paper due to evaporation of developer liquid in the copier itself.

Beim Kopieren einer völlig weißen Vorlage ohne Information beträgt der Austrag etwa 0,002 g Isopar L pro DIN A4-Kopie. Eine solche Kopie ist völlig trocken.When copying a completely white original without information, the discharge is approximately 0.002 g Isopar L per A4 copy. Such a copy is completely dry.

Beim Kopieren einer weißen Vorlage nach dem Stand der Technik mit einer im geringen Abstand von nur 35 /um bis dreifacher Umfangsgeschwindigkeit gegenläufig zum Fotoleiter rotierenden Walze beträgt der Austrag etwa 0,118 g Isopar L pro DIN A4-Kopie. Derartige Kopien sind feucht und müssen in der Fixierstation durch ein Heizelement getrocknet werden.When copying a white document of the prior art with a / in order to three times the circumferential speed of rotating in opposite directions at a small distance of only 35 to the photoconductor drum is the discharge of approximately 0.118 g Isopar L per DIN A4 copy. Such copies are damp and must be dried in the fuser by a heating element.

*Beim Kopieren einer Vorlage mit etwa 7 % Deckung ,die für Schriftseiten typisch ist, betragen die Austragswerte für Kopien nach dem vorliegenden Verfahren etwa 0,013 g Isopar L pro DIN-A4-Seite, während nach dem Stand der Technik 0,129 g Isopar L pro DIN-A4-Kopie ausgetragen werden, d.h. etwa der zehnfache Wert.* When copying a template with approximately 7% coverage that typical for written pages, the discharge values for copies according to the present method are approximately 0.013 g of Isopar L per A4 page, while according to the prior art 0.129 g of Isopar L are discharged per A4 copy, ie approximately ten times the value .

Ein Anteil von etwa 0,01 g Entwicklerflüssigkeit pro DIN-A4-Kopie bei einer Vorlage mit 7 % Deckung scheint die untere Entwicklerflüssigkeitsmenge zu sein, die erforderlich ist, um bei dem erfindungsgemäßen Verfahren den auf dem Fotoleiter abgeschiedenen Tonerteilchen, eine für die Übertragung auf das Bildempfangsmaterial erforderliche pastöse Konsistenz zu verleihen.A proportion of approximately 0.01 g of developer liquid per A4 copy in a template with 7% coverage appears to be the lower amount of developer liquid that is required to transfer the toner particles deposited on the photoconductor in the process according to the invention to impart the required paste-like consistency to the image-receiving material.

Nach der zuvor beschriebenen Technik wurde ein Dauertest über mehrere Wochen angestellt, bei dem über 60000 Kopien entwickelt wurden. Während dieser Zeit blieb die Quetschwalze 6 ständig in Kontakt mit der Trommel 1. Nach Beendigung des Dauertests zeigte die Quetschwalze 6 keine Schleifspuren oder Riefen oder sonstige Eindrücke. Der mechanische Verschleiß der Fotoleiterschicht auf der Trommel 1 war geringer oder höchstens gleichgroß wie bei einer Fotoleitertrommel, die nach einem herkömmlichen Kopierverfahren betrieben wird. Die maximale Rauhtiefe nach 60000 Kopien beträgt etwa 2,4 /um.According to the technique described above, a long-term test was carried out over several weeks, in which over 60,000 copies were developed. During this time, the squeeze roller 6 remained in constant contact with the drum 1. After the end of the endurance test, the squeeze roller 6 showed no grinding marks or scoring or other impressions. The mechanical wear of the photoconductor layer on the drum 1 was less than or at most equal to that of a photoconductor drum which is operated using a conventional copying method. The maximum roughness depth after 60,000 copies is about 2.4 / µm.

Die Fotoleiterschicht altert beim Kopieren im allgemeinen in der Weise, daß die maximale Aufladungshöhe mit der Zeit zurückgeht. Bei der verwendeten erhöhten Koronaspannung von +8 kV tritt dieser Alterungseffekt etwas stärker in Erscheinung als bei der üblichen Koronaspannung von +6,5 kV. Die Aufladungshöhe geht von 2350 V bis auf etwa 1650 V am Ende des Dauertests zurück. Insgesamt läßt sich die Aussage machen, daß durch die höhere Aufladung die Fotoleiterschicht nicht stärker beansprucht wird als durch die niedrigere Aufladung bei herkömmlichen Kopierverfahren.The photoconductor layer generally ages when copied in such a way that the maximum charge level decreases over time. With the increased corona voltage of +8 kV used, this aging effect appears somewhat more strongly than with the usual corona voltage of +6.5 kV. The charge level drops from 2350 V to about 1650 V at the end of the endurance test. All in all, it can be said that the higher charge does not stress the photoconductor layer more than the lower charge in conventional copying processes.

Beim Anfahren des Kopiergeräts nach längerem Stillstand treten keine Störungen beim Einschalten auf, obwohl die Quetschwalze ständig in Kontakt mit der Fotoleiterschicht steht. Das ist aller Wahrscheinlichkeit darauf zurückzuführen, daß ungetrocknete Tonerreste von der sehr glatten Oberfläche der Quetschwalze 6 leicht abgespült und redispergiert werden.When the copier is started after a long standstill, there are no malfunctions when switching on, although the squeeze roller is constantly in contact with the photoconductor layer. This is most likely due to the fact that undried toner residues are easily rinsed off and redispersed from the very smooth surface of the nip roller 6.

Neben üblichen oberflächenglatten Kopierpapieren wurden auch rauhere Papiere untersucht. Die aus diesen Papieren hergestellten Kopien zeigen im Vollton und in den Linien eine geringfügige Ausfaserung, jedoch ist der Qualitätsabfall geringer als auf Kopien, die mit derartigen Papieren nach dem Stand der Technik hergestellt werden.In addition to the usual surface-smooth copy papers, rougher papers were also examined. The copies made from these papers show slight fraying in the full tone and in the lines, but the quality drop is less than on copies made with such papers according to the prior art.

Claims (17)

l. Elektrofotografisches Kopierverfahren zum Entfernen der Entwicklerflüssigkeit von einer Fotoleiteroberfläche, bei dem eine Fotoleiterschicht elektrostatisch aufgeladen, informationsmäßig belichtet, das erhaltene latente Ladungsbild auf der Fotoleiterschicht mit einer Entwicklerflüssigkeit zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt wird, überschüssige Entwicklerflüssigkeit mit einem an dem Fotoleiter anliegenden Element entfernt wird, das Tonerbild elektrophoretisch von dem Fotoleiter auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und auf diesem fixiert wird, und der Fotoleiter gereinigt und/oder entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Fotoleiterschicht auf eine Spannung höher als die Aufladespannung UmaxD für maximale Tonerdichte aufgeladen wird, b) das anliegende Element mit einer gegenüber der Umlaufgeschwindigkeit des Fotoleiters bis zu 20 % größeren Umfangsgeschwindigkeit rotiert, und c) die Übertragung des Tonerbildes bei einer größeren elektrischen Feldstärke erfolgt als der, die für die Übertragung von Tonerbildern erforderlich ist, die bei einer Aufladung des Fotoleiters auf die Aufladespannung UmaxD entwickelt werden. l. Electrophotographic copying process for removing the developer liquid from a photoconductor surface, in which a photoconductor layer is electrostatically charged, exposed for informational purposes, the latent charge image obtained on the photoconductor layer is developed with a developer liquid to a visible toner image, excess developer liquid is removed with an element attached to the photoconductor, which is removed Toner image is transferred electrophoretically from the photoconductor to an image-receiving material and is fixed thereon, and the photoconductor is cleaned and / or discharged, characterized in that a is charged), the photoconductor layer to a voltage higher than the Auflades p Annun g U maxD for maximum toner-density, b) the adjacent element rotates at a peripheral speed which is up to 20% greater than the rotational speed of the photoconductor, and c) the transfer of the toner image takes place at a greater electric field strength than that which is necessary for the transfer of toner images which are developed when the photoconductor is charged to the charging voltage U maxD . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fotoleiterschichten aus Selen auf eine Spannung größer als 1300 Volt aufgeladen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that photoconductor layers of selenium are charged to a voltage greater than 1300 volts. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fotoleiterschichten aus Selen auf eine spezifische Ladung, das ist die Spannung pro Längeneinheit der Fotoleiterschichtdicke von größer als 25 V/ /um aufgeladen werden.3. The method according to claim 1, characterized in that photoconductor layers of selenium to a specific charge, that is the voltage per unit length of the photoconductor layer thickness of greater than 25 V / / to be charged. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Fotoleiterschichten aus Selen auf eine spezifische Ladung bis zu 36 V/ /um aufgeladen werden.4. The method according to claim 3, characterized in that photoconductor layers of selenium are charged to a specific charge up to 36 V / / . 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Fotoleiterschichten aus Selen mit einer Dicke von 50 jum auf eine Spannung bis zu 1800 Volt aufgeladen werden.5. The method according to claim 2, characterized in that photoconductor layers of selenium with a thickness of 50 j to be charged to a voltage up to 1800 volts. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Tonerbildes von dem Fotoleiter auf das Bildempfangsmaterial mit einer Übertragungsspannung von 7,5 bis 8 kV erfolgt.6. The method according to claim 1, characterized in that the transfer of the toner image from the photoconductor to the image receiving material is carried out with a transmission voltage of 7.5 to 8 kV. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anliegende Element eine Quetschwalze ist, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit umläuft, die 2 bis 12 % höher als die Umlaufgeschwindigkeit des Fotoleiters ist.7. The method according to claim 1, characterized in that the adjacent element is a nip roller which rotates at a peripheral speed which is 2 to 12% higher than the rotational speed of the photoconductor. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze im Linienkontakt mit dem Fotoleiter steht und mit einem linearen Druck von gleich oder größer als 0,5 N/cm angedrückt wird.8. The method according to claims 1 and 7, characterized in that the squeeze roller is in line contact with the photoconductor and is pressed with a linear pressure equal to or greater than 0.5 N / cm. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Liniendruck zwischen der Quetschwalze und dem Fotoleiter 1 bis 3 N/cm beträgt.9. The method according to claim 8, characterized in that the line pressure between the squeeze roller and the photoconductor is 1 to 3 N / cm. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze durch ein Wischerblatt gereinigt wird.10. The method according to claim 7, characterized in that the squeeze roller is cleaned by a wiper blade. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, mit einer Fotoleiteroberfläche, die durch eine Aufladeeinrichtung elektrostatisch aufgeladen und über eine Belichtungseinrichtung informationsmäßig belichtet wird, um ein entsprechendes latentes Ladungsbild auszubilden und nacheinander an einer Flüssigentwicklungsstation, einem Element zum Entfernen von Entwicklerflüssigkeit, einer übertragungsstation zum übertragen des entwickelten Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, einer Reinigungsstation mit einer Wechselspannungskorona zum Löschen von Restladungen auf der Fotoleiteroberfläche vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeeinrichtung (14) aus einer Gleichstromkorona (2) und einer Hochspannungsversorgungsschaltung (15) besteht, die für eine Dauerbetriebsspannung von 8 kV ausgelegt ist, daß zwischen der Flüssigentwicklungsstation (4,5) und der Übertragungsstation (16) das Element (6) zum Entfernen von Entwicklerflüssigkeit angeordnet ist, das über einen Zahnradantrieb (17) mit einem Zahnrad (18) auf der Welle (19) einer Fotoleitertrommel (1) in Eingriff steht und an der Umfangsflache der Fotolaitertromel unter Druck anliegt, daß der Zahnradantrieb (17) so gewählt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Elements 2 % bis 20 % größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Fotoleitertrommel (1) ist, die richtungsgleich mit dem Element (6) im gemeinsamen Kontaktbereich angetrieben wird und daß die Übertragungsstation (16) eine Gleichstromkorona (9) mit einer Betriebsspannung bis zu 8 kV umfaßt.11. An apparatus for performing the method according to claims 1 to 10, with a photoconductor surface which is electrostatically charged by a charging device and exposed for informational purposes via an exposure device in order to form a corresponding latent charge image and in succession at a liquid development station, an element for removing developer liquid , a transfer station for transferring the developed toner image to an image receiving material, a cleaning station with an AC voltage corona for deleting residual charges on the photoconductor surface, characterized in that the charging device (14) consists of a DC current corona (2) and a high-voltage supply circuit (15), which is designed for a continuous operating voltage of 8 kV that the element (6) for removing developer liquid is arranged between the liquid development station (4, 5) and the transfer station (16), which engages via a gear drive (17) with a gear (18) on the shaft (19) of a photoconductor drum (1) and presses against the circumferential surface of the photoconductor drum, that the gear drive (17) is selected such that the peripheral speed of the element is 2% to 20% greater than the peripheral speed of the photoconductor drum (1), which is driven in the same direction as the element (6) in the common contact area, and that the transfer station (16 ) comprises a DC corona (9) with an operating voltage of up to 8 kV. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (6) eine Quetschwalze mit elastischer Hülle (20) ist, die eine glatte Oberfläche mit Unebenheiten kleiner als 1 um und maximal bis zu 2 um aufweist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the element (6) is a nip roller with an elastic sleeve (20) which has a smooth surface with unevenness less than 1 µm and a maximum of up to 2 µm. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Hülle (20) 4 bis 8 mm und die Shore-Härte 25 bis 60 beträgt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the thickness of the casing (20) is 4 to 8 mm and the Shore hardness is 25 to 60. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Hülle (20) größer als 8 mm und die Shore-Härte kleiner oder gleich 35 ist.14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the thickness of the casing (20) is greater than 8 mm and the Shore hardness is less than or equal to 35. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze (6) gegossen ist.15. The apparatus according to claim 12, characterized in that the squeeze roller (6) is cast. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (20) der Quetschwalze (6) Polyurethan mit einem Zusatz von Eisenoxid ist und eine Shore-Härte von 27 besitzt.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the material of the shell (20) of the nip roller (6) is polyurethane with an addition of iron oxide and has a Shore hardness of 27. 17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschwalze (6) länger als die Fotoleitertrommel (1) ist und zumindest an einer Seite über die Stirnfläche der Fotoleitertrommel (1) hinausragt.17. The apparatus according to claim 12, characterized in that the squeeze roller (6) is longer than the photoconductor drum (1) and protrudes at least on one side over the end face of the photoconductor drum (1).
EP83103347A 1982-04-15 1983-04-06 Electrophotographic copying process and apparatus for removing the developer liquid from a photoconductor surface Expired EP0092107B1 (en)

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