DE2032068A1 - Steuervorrichtung fur einen Zweikompo nentenentwickler in einer Entwicklungsan lage - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, .

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. FiNCKE Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

XEROX GOEPORATION

Rochester, New York 14603, V. St. A.

Steuervorrichtung für einen Zweikomponentenentwickler in einer Entwicklungsanlage

Die Erfindung bezieht sich generell auf die elektrophotographische Entwicklung und insbesondere auf eine vorgespannte Steuerelektrode für die Verwendung bei der elektrophotographischen Entwicklung. '

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Entwicklerelektrode,

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die imstande ist, die Tonerkonzentration in einem/Komponentenentwickler-Strom zu steuern, der sich durch eine Entwicklungszone hindurchbewegt, wenn in dieser Zone ein Bild vorhanden ist. Der Elektrode sind ferner StrÖmy^unterbrechungseinrichtungen zugeordnet, die eine Zeitverzögerung bei der Entwicklung während der Zeitspanne überwinden, während der die Tonerströmungskonzentration von einer Seite des Systems zur anderen Seite hin verschoben wird. ·

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Auf dem Gebiet der Elektrpphotographie, wie sie in der US-Patentschrift 2 297 691 ursprünglich angegeben worden ist, wird eine elektrophotographische Platte aus einem leitenden Trägermaterial gebildet, auf dem ein elektrisch isolierenderStoff aufgebracht wird. Eine solche elektrophotographische Platte wird dann gleichmäßig aufgeladen und einem zu vervielfältigenden Originalbild entsprechend auf der Oberfläche belichtet. Der photoleitende Überzug wird veranlaßt, unter dem Einfluß des Lichtbildes derart leitend zu werden, daß selektiv die darauf befindliche elektrostatische Ladung abgeleitet wird und ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Das latente elektrostatische Bild wird dann mittels einer Vielzahl von pigmentierten Harzen sichtbar gemacht oder entwickelt. Diese Harze sind speziell für diesen Zweck entwickelt worden. Das pigmentierte Harzmaterial bzw. der Toner wird von dem latenten Bildbereich auf der photoleitenden Oberfläche im Verhältnis der darauf befindlichen Ladungsmenge angezogen. Bereiche mit kleiner Ladungskonzentration werden zu Bereichen mit geringer Tonerdichte, während Bereiche mit großer Ladungskonzentration zu proportional dichteren Bereichen werden. Das vollständig entwickelte Bild wird im allgemeinen auf ein Endträgermaterial, wie z.B. Papier, übertragen. Auf diesem Trägermaterial wird das Bild dann fixiert, wodurch eine dauerhafte Aufzeichnung des Originals erhalten ist.

Eines der am häufigsten benutzten Verfahren zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes stellt das sogenannte Kaskadierungs-Yerfahren dar, bei dem ein Zwei-Komponenten-Entwickler veranlaßt wird, über die ein Bild tragende photoleitende Fläche zu fließen bzw. zu strömen und eine Bildentwicklung zu bewirken. Es hat sich gezeigt, daß,wenn bestimmte auf Harzbasis aufgebaute Tonerstoffe in Reibkontakt mit in der triboelektrischen Spannungsreihe entfernt liegenden körnigen Perlen gebracht werden, die gewöhnlich als "Träger"

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bezeichnet werdenj eine elektrostatische Ladung zwischen den zwei Stoffen hervorgerufen wird. Die Toner- und die Trägerstoffe.werden triboelektrisch mit entgegengesetzten Polaritäten geladen, und das feinere partikelförmige Tonermaterial haftet an dem Träger in einem geladenen Zustand. Wenn die mit dem Toner beladenen Perlen oder Kügelchen mit der photoleitenden Oberfläche in Kontakt gelangen, wird der Toner elektrostatisch von dem Träger abgelöst und in den Bildbereichen durch die relativ starken elektrischen Feldkräfte des latenten elektrostatischen Bildes angezogen.

Bei einer herkömmlichen abwärtsgerichteten Kaskadierungsentwicklung sind die ein Bild tragende photoleitende Oberfläche und der Entwicklerstrom so geführt, daß sie sich in der gleichen Richtung bewegen. Die abwärts strömenden Trägerkügelchen oder -perlen geben zunächst ihr Tonermaterial in der oben beschriebenen Weise ab, um das latente elektrostatische Bild zu entwickeln. Die von dem Toner befreiten Trägerkügelchen, die nämlich einen gewissen Teil ihres Toners bei dem Entwicklungsprozess abgegeben haben, werden elektrostatisch instabil und versuchen sich selbst zu neutralisieren, indem sie mehr geladenes Tonermaterial an ihren Flächen anziehen. Wenn die einen Tonermangel zeigenden Kügelchen über die elektrophotographische Platte hinwegströmen, überlaufen sie die Entwicklerbildbereiche auf der Platte und führen eine zweite wichtige Funktion aus. Die sich bewegenden Kügelchen scheuern oder lösen nämlich lose festgehaltenen Toner von der photoleitenden Oberfläche in den kein Bild tragenden Bereichen ab und ziehen ihn elektrostatisch an. Dieser abgelöste Toner wird von der Kügelchenoberflache festgehalten, wodurch die Plattenoberfläche wirksam gesäubert wird.

Die nach unten gerichtete Kaskadierungsentwicklung hat sich auf Grund der ihr anhaftenden Vorteile in automatischen

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elektrophotographischen Maschinen auf kommerziellem Gebiet eines großen Erfolgs erfreut. Die Anwendung der abwärts gerichteten Kaskadierungsentwicklung hängt jedoch davon ab, daß die elektrophotographische Platte so angeordnet ist, daß sie sich in der gleichen Richtung bewegt wie der Entwicklerstrom. Aus diesem Grunde ist eine ernsthafte Beschränkung in der Form der automatischen Vorrichtung gegeben, in der diese Entwicklung angewandt werden kann. Häufig besteht bei der automatischen Elektrophotographie jedoch der Wunsch, ein latentes elektrostatisches Bild auf einer sich bewegenden photoleitenden Oberfläche zu entwickeln, das umgekehrt ist oder die in zur Strömungsrichtung des Entwicklermaterials entgegengesetzter Richtung bewegt wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie eine elektrophotographische Platte mit Hilfe eines Zweikomponentenentwxcklers entwickelt werden kann, bei der die oben erwähnte Beschränkung hinsichtlich der Richtungen, in denen sich die elektrophotographische Platte und der Entwickler zu bewegen haben, nicht bestehen.

Gelost wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, die die Bewegung eines Zweikomponentenentwicklers durch eine Entwicklungszone steuert, und zwar in unmittelbarer Nähe zu einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Elektrode, die in der Entwicklungszone in dichter und paralleler Beziehung zu dem ein Bild tragenden Teil gehalten wird, ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die diese Elektrode mit der gleichen Polarität elektrisch vorspannen, wie sie das latente elektrostatische Bild besitzt, und mit einem Potential, daß höher ist als das Potential in den kein Bild tragenden Bereichen auf dem genannten Teil. Das Potential ist dabei aber niedriger als das Potential des

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latenten elektrostatischen Bildes auf dem genannten Teil. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die den Strom des sich zwischen dieser Elektrode und dem das Bild tragenden Teil bewegenden Entwicklers derart zurückleiten, daß der Entwickler auf die Oberfläche des betreffenden Teils auftrifft.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. .

E¹Xg.-1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine automatische elektrophotographische Maschine, bei der die vorliegende Erfindung angewandt ist.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Seitenansicht' die Entwicklungsvorrichtung, die in der in Fig. 1 dargestellten elektrophotographischen Vervielfältigungsmaschine benutzt wird, wobei zur besseren Darstellung der Konstruktion einzelne Teile weggelassen sind.

Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Teilschnittansicht das in Fig. 2 dargestellte Entwicklungssystem, unter Veranschaulichung des Entwicklerstroms durch den unteren Teil des Systems.

Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht die Entwicklungsvorrichtung gemäß Fig. 2, wobei ein eingekerbter Bereich einer Hauptentwicklungselektrode veranschaulicht ist. .

Fig. 5 zeigt in einer vergrößerten Teilschnittansicht der Entwicklungsvorrichtung gemäß Fig. 2 eine zu einer Entwicklerzone hinführende Zuführrinne und eine Reinigungselektrode.

Die generelle Vorrichtung gemäß der Erfindung ist hier als in einer automatischen xerographisehen Maschine enthaltend dargestellt, und zwar unter Verwendung einer trommeiförmigen elektrophotographischen Platte 10. Diese elektrophotographische Platte 10 enthält eine photoleitende Schicht, die auf

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einem elektrisch leitenden Träger aufgebracht ist.

Die Trommel 10 ist auf einer Welle 11 angeordnet, die in dem Maschinenrahmen (nicht dargestellt) gelagert ist und die in der durch den Pfeil bezeichneten Richtung mittels eines Motors 9 gedreht wird. Dies hat zur J?olge, daß die Trommeloberfläche aufeinanderfolgend eine Vielzahl von elektrophotographischen Bearbeitungsstationen durchläuft.

Pur die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind die verschiedenen elektrophotographischen Bearbeitungsstationen auf der Bewegungsbahn der in Fig. 1 dargestellten Trommel 10 vorgesehen, wie dies funktionell nachstehend näher erläutert werden wird.

An einer Ladestation A ist eine Koronaerzeugungseinrichtung vorgesehen, die auf die photoleitende Schicht der Trommeloberfläche eine gleichmäßige positive elektrostatische Ladung aufbringt, wenn die Trommel in der bezeichneten Richtung gedreht wird.

An einer Belichtungsstation B wird ein Licht- oder Strahlungsbild eines zu.reproduzierenden Originalschriftstücks, das auf einer Platte 14 aufliegt, auf die Trommeloberfläche projiziert. Dadurch wird Ladung von denjenigen Bereichen abgeleitet, die von der Strahlung erreicht werden. Auf diese Weise wird ein dem Originalschriftstück entsprechendes latentes elektrostatisches Bild erzeugt.

An einer Entwicklungsstation D, die ein generell mit 20 bezeichnetes Gehäuse aufweist, wird ein Zweikomponentenentwickler, der im vorliegenden Fall negativ geladene Tonerteilchen enthält, an den Eingangsbereich der Entwicklungszone abgegeben, Von dieser Stelle aus wird der Entwickler veranlaßt, entgegen der Bewegungsrichtung über einen nach oben sich bewegenden Trommelflächenbereich zu strömen. Dies erfolgt mittels eines Becher enthaltenden Fördersystems 27« Auf diese Weise vermögen

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die Tonerteilchen das elektrostatische Bild auf der Trommeloberfläche zu berühren und an diesem Bild zu haften, wodurch ein dem zu vervielfältigenden Originalschriftstück hinsichtlich der Bildkonfiguration entsprechendes entwickeltes Pulverbild erzeugt ist.

An einer Ubertraroingsstation D wird das elektrophotographische Pulverbild elektrostatisch von der Trommeloberfläche auf ein Blatt aus einem Endträgennaterial übertragen, wie mittels . einer Koronaübertragungseinrichtung 24.

An einer Trommelreinigungs- und Trommelentladestation E wird die Trommeloberfläche dem Einfluß einer Reinigungs-Koronaeinrichtung 39 ausgesetzt und dann von einem Abstreifblatt berührt. Auf diese Weise werden restliche Tonerteilchen abgeführt, die nach der Obertragungsoperation noch auf der Trommeloberfläche verblieben sein können. Außerdem wird hier die Trommeloberfläche mittels einer Lichtquelle 43 belichtet, wodurch eine nahezu vollständige Entladung jeglicher auf der Trommeloberfläche noch verbliebener restlicher elektrostatischer Ladung erfolgt.

Die an der Station D vorgesehene ubertrai^ungskoronaeinrichtüng 24 gibt an die Rückseite des Er.dträgermaterials positive Ionen ab, wodurch eine Ladung von hinreichender Stärke auf der Rückseite des Papiers hervorgerufen wird, um den Toner von der Trommeloberfläche zu dem Endträgermaterial hin zu ziehen, Die positive Ladung, die über die kein Bild tragenden Hintergrundbereiche abgegeben worden ist, läßt jedoch das Trägermaterial an der sich bewegenden Trommeloberfläche haften. Eine Vielzahl von bogenförmigen Abstreiffingern, die hinter der Übertragungsstation angeordnet sind, sind so ausgebildet, daß sie die Vorderkante des jeweils haftenden Trägermaterials von der Trommel ablösen und das betreffende Material nach oben

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wegführen. Wenn sich die Trommel weiterdreht, um das Trägermaterial nach vorn zu führen, streifen die Finger das Material von der Trommel ab und bringen es mit einer Vakuum-Transporteinrichtung 26 in Kontakt. Das Trägermaterial, v.on dem ein Teil noch elektrostatisch an der Trommeloberfläche haftet, wird veranlaßt, sich längs der Vakuum-Transporteinrichtung zu einer Einbrenneinrichtung 30 hin zu bewegen.

Unter dem Einfluß der sich drehenden Trommel wird das Trägermaterial längs der stillstehenden Vakuumtransporteinrichtung 26 in den Klemmbereich einer oberen Einbrennwalze 31 und einer unteren Einbrennwalze 32 geführt. Die gemeinsam wirkenden Einbrennwalzen sind so angeordnet, daß sie einen entsprechenden Druck auf das Trägermaterialblatt ausüben, das zwischen ihnen liegt und damit das betreffende Blatt mit einer zur Trommelflächendrehung synchronisierten Geschwindigkeit bewegen. Eine Strahlungsenergiequelle 33 ·> die quer zu der unteren Einbrennwalze verläuft, vermag schnell Wärmeenergie an die untere Einbrennwalze abzugeben. Die Wärmeenergie wird auf der Oberfläche der Walze gespeichert und in thermische Berührung mit dem ein Bild tragenden Trägermaterial gebracht, wenn sich die untere Walze in der durch den Pfeil bezeichneten Richtung dreht. Die BiIdfixierunr wird bei dieser elektrophotographischen Vervielfältigungseinrichtung mittels einer Kombination von Druckausübung und Wärmeenerrrieabgabe bewirkt. Die Druckabgabe und die Wärmeenerrrieübertragung an das Pulverbild erfolgen zu dem Zeitpunkt, zu dem das Trägermaterial die Einbrennwal ζ en an Ordnung durchläuft.

Die das fixierte Bild tragende Vervielfältigung oder Kopie wird längs einer generell mit 40 bezeichneten kreisförmigen Bewegungsbahn transportiert. Diese Bewegungsbahn umfaßt eine Heihe von Klemmwalzen, die so angeordnet sind, daß sie entweder ein Endträgermaterial aus der Vorrichtung in eine

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Aufnahmeschale 36 leiten oder das betreffende Trägermaterial in eine zweite Zuführschale 35 einführen. Das von der Zuführschale 35 aufgenommene Trägermaterial wird dann erneut durch die elektrophotographischen Bearbeitungsstationen hindurchgeführt, um ein zweites Bild oder Doppelbild auf seiner Rückseite zu erhalten.

Es ist auf dem Gebiet der Elektrophotographie seit langem bekannt, daß die Entwicklungseigenschaften eines Zweikomponentenentwicklers sich erheblich verändern, wenn der betreffende Entwickler veranlaßt wird, während des Entwicklungsprozesses zwischen einer vorgespannten Elektrode und einer ein Bild tragenden photoleitenden Oberfläche zu strömen. Obwohl der genaue Grund für diese Änderung der Entwickelbarkeit bisher nicht vollständig geklärt ist, machten sich die erzielten Ergebnisse jedoch deutlich in der Qualität der erzielten Kopie bemerkbar.

Es wurden Untersuchungen durchgeführt um zu bestimmen, welche Auswirkung eine Elektrode auf die dynamischen Strömungseigenschaf ten eines Zweikomponentenentwicklers während der Entwicklung hat. Dabei wurde eine langgestreckte stationäre Elektrode in dem Entwicklergehäuse einer automatischen elektrophotographischen Maschine untergebracht und in .geringer Entfernung parallel zu einer sich drehenden Trommeloberfläche gebracht. Die Trommel wurde zur Bildung eines latenten Bildes auf ihrer Oberfläche nach herkömmlichen elektrophotographischen Verfahren behandelt. An die Elektrode wurde eine Vorspannung bzw. ein Potential angelegt, die bzw. das von entsprechender Polarität war wie sie das latente Bild besaß . Die Amplitude dieser Vorspannung bzw. dieses Potentials lag dabei unterhalb des Wertes des Bildpotentials, jedoch oberhalb des Wertes des Hintergrundpotentials. Dabei wurden breite durchgehende

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Bereiche elektrophotographisch auf der Trommeloberfläche abgebildet und dann dadurch entwickelt, daß ein ständiger Strom von Entwicklermaterial zwischen die Trommeloberfläche und die Elektrode geleitet wurde. Dabei wurde die Trommel in zur Entwicklerströmungsrichtung entgegengesetzterRichtung bewegt. Es zeigte sich, daß die Elektrode die Entwicklung der durchgehenden Bereiche des Bildes förderte. In allen Fällen wurde jedoch die Vorderkante, d.h. diejenige Kante des Bildes, die zuerst durch den Elektrodenbereich hindurchgeführt wurde,

ψ verwaschen bzw. sie zeigte ein unterentwickeltes Aussehen. Im Zusammenhang mit den obigen Umgebungsbedingungen wurde die Theorie aufgestellt, daß zwischen der Elektrode und den Hintergrundbereichen auf der Trommeloberfläche ein gerichtetes Kraftfeld aufgebaut wird, das die Tonerteilchen in dem Entwickler zu der Elektrodenseite des Systems hin strömen läßt, Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß in der Entwicklerströmung ein Tonergradient hervorgerufen wird, wenn ein kein Bild tragender Bereich sich in der Elektrodenzone befindet. Dies führt zu einer starken Tonerströmungskonzentration des sich längs der Elektrodenseite des Systems bewegenden Toners. Wenn ein kein Bild tragender Bereich einem

t latenten Bild in dem Elektrodenbereich verangeht, steht zunächst ungenügend Toner an der Trommeloberflache zur Verfügung, um eine vollständige Entwicklung der Vorderkante des Bildes zu bewirken. Das Bildpotential nimmt dann jedoch bald die bestimmende Stärke" in dem System an, und der Toner wird sodann von der Elektrode zu der Trommel hin angezogen. Dies führt zu einer Verschiebung des Tonergradienten. Da der Photoleiter während dieser Prüfungen in zur Entwicklerströmungsrichtung entgegengesetzter Richtung bewegt wurde, ergab sich aus der Zeitspanne für die vollständige Erzielung der Tonergradientenverschiebung ein© Unterentwicklung längs der Vorderkante der Bilder. Nachdem die Verschiebung erfolgt war, zeigte sich jedoch eine gute Entwicklung durchgehender Bereiche.

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Um nachzuweisen, daß bei der Zweikomponentenentwicklerströmung ein Tonergradient durch eine Entwicklungselektrode hervorgerufen wurde und daß dieser Gradient auf Änderungen in den Eigenschaften des elektrostatischen Feldes des Systems anspricht, wurde der obige Versuch wiederholt_y indem -zwei relativ breite latente Bilder auf elektrophotographischein We~e längs der Trommeloberfläche erzeugt wurden. Zunächst waren die beiden Bildbereiche in irgendeinem Abstand voneinander entfernt, so daß eine relativ lange Entwicklung; des kein Bild tragenden Bereichs bei dem Entwicklungssystem festzustellen war, wenn die Bilder aufeinanderfolgend durch die Elektrodenzone liefen. Bei dem relativ langen, kein Bild besitzenden Bereich zwischen den beiden Bildern zeigte sich der Vorderkanteneffekt an beiden Bildern. Der kein Bild tragende Bereich zwischen den beiden Bildern wurde dann allmählich verkürzt, indem die latenten elektrostatischen Bilder dichter zusammengeführt wurden. Auf diese Weise wurde schließlich ein Punkt erreicht, bei dem das zweite Bild in dem Elektrodenbereich nicht mehr die Erscheinungeiner unterentwickelten Vorderkante zeigte. Die Vorderkante des ersten Bildes zeigte in der Elektrodenzone jedoch noch deutlich Anzeighen einer Unterentwicklung. Es dürfte einzusehen sein, daß der kein Bild tragende Bereich zwischen den Bildern derart verkürzt worden war, daß nicht genügend Zeit zur Verfugung stand, um eine Verschiebung des Gradienten von der Trommelseite des Systems zu ermöglichen. Damit stand noch hinreichend viel Toner auf der Trommeloberfläche zur Verfügung, um die Vorderkante des zweiten Bildes in dem Elektrodenbereich zu entwickeln.

Aus diesen Untersuchungen wurde geschlossen, daß ein Tonergradient in einer ZweikomponentenentwicklerstrÖmung erreicht werden könnte, die sich durch eine Elektrodenentwicklunrszone hindurchbewegt. Darüber hinaus könnte die Entwicklungsfähigkeit

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des Systems dadurch gesteuert werden, daß der Tonergradient in dem die zu entwickelnde lichtempfindliche Platte berührenden oder nicht berührenden Toner entsprechend festgelegt wird.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der die obigen Erkenntnisse ausgenutzt sind. Auf diese Weise ist ein Entwicklungssystem geschaffen, bei dem eine, vollständige Steuerung oder !Regulierung eines Zweikomponentenentwicklers ermöglicht ist j wenn dieser Entwickler sich durch eine elektrophotographische Entwicklungszone hindurch bewegt. Obwohl die betreffende Vorrichtung hier im Zusammenhang mit einem System gezeigt ist, bei" dem die Tonerströmungsrichtung und die Bewegungsrichtung der vorgesehenen elektrophotographischen Trommel entgegengesetzt gerichtet sind, dürfte angesichts der vollständigen Steuermöglichkeit des Entwicklers einzusehen sein, daß die betreffend© Vorrichtung in gleicher Weise auch bei einer Vielzahl weiterer Maschinenformen anwendbar ist und auf die Anwendung in dem besonderen Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist« Es dürfte ferner einzusehen sein, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in irgendeiner Zahl von Zweikomponentenentwicklungssystemen angewandt werden kann, um Bilder auf elektrophotographischen Platten zu entwickeln, die in irgendeiner Anzahl von Stellungen getragen sind, und zwar umgekehrt oder sonstwie.

Im folgenden seien die Figuren 2 bis 5 näher betrachtet. Die Vorrichtung des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems umfaßt grundsätzlich eine Reihe von leitenden Steuerteilen, die durch Isolierblöcke voneinander beabstandet sind. Diese Isolierblöcke sind dicht und parallel verlaufend zu einer sich bewegenden elektrophotosraphischen Trommeloberfläche angeordnet, und zwar derart, daß zwischen ihnen ein durchgehender, geschlossener Strömuncsweg (rebildet ist. Dieser Strömungsweg wird im folgenden als Entwicklungszone bezeichnet j er ist mit 51 bezeichnet.

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An der oberen Einstrittsseite der geschlossenen Entwicklungszone befindet sich eine Zuführrinne, die generell mit 60 be- * zeichnet ist und durch die ein ständiger Strom eines Zweikomponentenentwicklers in die Entwicklungszone gerichtet ist. Eine Reihe von leitenden Steuerelementen bildet die Rückwand der Entwicklungszone 51i diese leitenden Steuerteile bewirken, wie weiter unten noch näher ersichtlich werden wird, eine Steuerung der Verteilung des Entwicklers in dem Entwicklerstrom während der Entwicklung. Die Vorderwand der Entwicklungszone wird durch die sich aufwärts drehende Trommeloberfläche gebildet. Es sei bemerkt, daß bei dieser besonderen Entwicklungsvorrichtung die Trommeloberfläche sich nach oben in entgegengesetzter Richtung bei dem nach unten gerichteten Entwicklerstrom dreht. Diese besondere Beziehung zwischen der Strömung des Entwicklers und der Drehung der elektrophotographischen Platte ist der Beziehung direkt entgegengesetzt, die bei der am häufigsten benutzten Kaskadierungsentwicklung vorhanden ist, wie sie in der US-Patentschrift 2 618 551 angegeben ist. Damit wirken die Trägerkügelchen nicht im klassischen Sinne, um während des Entwicklungsprozesses zunächst Toner abzugeben und dann, wenn sie zum Teil von Toner befreit sind, die in den kein Bild tragenden Hintergrundbereichen schlecht festgehaltenen Tonerteilchen abzuführen.

Die leitenden Steuerteile und die diese Teile trennenden Isolierblöcke sind an einem nicht leitenden festen Tragrahmen 50 angeordnet. Der betreffende Tragrahmen ist an den Seitenwänden des Entwicklergehäuses 20 befestigt. In einer Stirnwand des Gehäuses ist eine öffnung vorgesehen, durch die der sich drehenden Trommeloberfläche ermöglicht ist, in geringer Entfernung von den in diesem Gehäuse getragenen leitenden Steuerteilen an diesen Steuerteilen vorbeizulaufen. Die Steuerteile und die Isolierblöcke verlaufen beide horizontal über die Trommeloberfläche j sie weisen (nicht dargestellte)

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Enddichtungen auf, die sich in Kontakt mit den äußersten Enden der Trommeloberfläche befinden und die Entwicklungszone 5Ί abschließen.

Das im Vorstehenden als Zweikomponentenentwickler bezeichnete Zveikomponentenentwicklermaterial wird von einem Sammel- und Mischbereich in einem Sumpf 55 des Entwicklergehäuses in die Zufuhrrinne 60 mittels einer Fördereinrichtung 27 (Pig. 1) geleitet. Die Fördereinrichtung besteht aus einer t Reihe von horizontal ausladenden langgestreckten Bechern 56> die an einem endlosen Band befestigt sind, das über Riemenscheibenanordnungen 57 und 58 läuft. Wenn die Becher in der - bezeichneten Richtung durch den Entwicklersumpfbereich transportiert werden, werden sie mit Entwickler geladen. Die ständige Bewegung der Becher durch den Entwickler bewirkt eine hinreichende Bewegung der Entwicklermischung, um eine triboelektrische Aufladung der Materialien zu bewirken. Die mit Entwickler beladenen Becher werden nach Verlassen des Sumpfbereichs zur Oberseite des Entwicklergehauses hin geführt, wo sie ihren Inhalt an die Zuführrinne 60 abgeben. Auf diese Weise wird ein ständiger Materialstrom an die Entwicklungszone abgegeben.

Das in die Zuführrinne abgegebene Entwicklermaterial wird in die Entwicklungszone 51 eingeführt, in der es unter dem' Einfluß der Erdschwerkraft nach unten strömen kann, und zwar entgegengesetzt zu der sich nach oben bewegenden photoleitenden Plattenoberfläche. Das Verhalten des Entwicklermaterials bei Durchströmen der Entwicklungszone wird genau und automatisch durch das Steuerteil gesteuert bzw. reguliert, um die Plattenoberfläche zu entwickeln und (unerwünschte) Hintergrundbereiche zu reinigen. Auf diese Weise wird die Entwicklung äußerst klarer und sauberer elektrophotographischer Bilder

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erzielt. Auf Grund der dem vorliegenden System anhaftenden einzigartigen Empfindlichkeit kann eine große Anzahl an Bildern, wie Strichbilder, durchgehende Bereiche, Halbtonbilder oder Kombinationen derartiger Bilder verarbeitet werden, ohne daß die elektrischen oder mechanischen Parameter des Systems zu ändern sind. Wenn das Entwicklermaterial die Entwicklungszone verläßt, wird es an einer Aufnahmeleitfläche 62 aufgefangen, die in unmittelbarer Nähe der Trommeloberfläche in dem unteren !Teil des Entwicklergehäuses angeordnet ist. Das aufgefangene Entwicklermaterial wird dann längs einer schräg gestellten Rinne 65 in den Suepfbereich 55 zurückgeführt, in welchem es abgelagert und zur Vorbereitung auf eine Wiederverwendung in dem elektrophotographischen Entwicklungsprozess erneut aufgeladen wird. Ferner befindet sich unmittelbar unterhalb des Auffang- bzw. Aufnahmeleitblechs 62 eine Entwicklergehäusedichtung 66, die mit der sich bewegenden Trommeloberfläche in der Weise zusammenzuwirken vermaT, daß verhindert ist, daß jeglichem Entwicklermaterial, das in diesen Bereich eintreten kann, am Verlassen des Entwicklernehäuses exmögUcht ist.

Nachdem die Platte geladen und belichtet ist, wird das latente Bild auf der Trommeloberfläche nach oben durch die in der Entwicklun{:szone 51 befindliche untere öffnung hindurchbewegt. Es sei bemerkt, daß bei dieser Ausführungsform der Eintrittspunkt des latenten elektrostatischen Bildes auch der Punkt ist, an dem das Entwicklermaterial die Entwicklung^zone verläßt. Wie aus der nachstehenden Erläuterung noch näher ersichtlich werden wird, wird das Entwicklermaterial an dieser Anfangsstelle des Entwicklunrsbereichs auf Grund der dem System anhaftenden einzigartigen Eigenschaften in ^eei.~neter Weise aufgeladen und in einen Zustand rebracht, in dem eine vollständige Bilaentwickluns: innerhalb einer kurzen Zeitspanne erfolgt. Tatsächlich wird dabei am Beginn des Ent-

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Wicklungsbereichs eine geringe Überentwicklung erzielt. Dabei ist dann mehr Toner für die Bildentwicklung auf der Trommeloberfläche erforderlich, was au einer gewissen Hintergrundentwicklung führt. Eine übermäßig stark© Hintergrundentwicklung stört bei der vorliegenden Vorrichtung jedoch nicht, da der Hintergrund wirksam auf der Plattenoberfläche gesäubert wird, wenn sich die Platte durch die Entwicklungszone hindurchbewegt.

Ein auf der photoleitenden Oberfläche, wie einer Selentrommel, erzeugtes latentes elektrostatisches Bild weist dann in charakteristischer Weise ein elektrostatisches EeIdbild auf, das längs der Kanten oder Außenränder extrem stark und

dicht ist. Die Dichte und Stärke der Kräftefeldkomponenten, und zwar insbesondere der Komponenten, die senkrecht zur Plattenoberfläche gerichtet sind, nehmen dabei allmählich ab, wenn man sich von den Kantenbereichen entfernt« Während der Entwicklung reichen die den Randbereichen zugehörigen stärkeren und dichteren Feldkomponenten aus, um entgegengesetzt geladene Tonerteilchen anzuziehen. Die den größeren, durchgehenden Innenbereichen zugehörigen schwächeren und eine geringere Dichte aufweisenden Komponenten vermögen jedoch nicht wirksam oder schnell Tonerteilchen einzufengen, weshalb diese Bereiche im wesentlichen auf Grund einer Unterentwicklung ein verwaschenes Aussehen besitzen. Eine auf einem geringen Potential liegende Entwicklerelektrode 70, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, befindet sich in unmittelbarer Nähe der sich bewegenden Plattenoberfläche, und zwar am Anfang des Entwicklungsbereichs» Der hier benutzte Ausdruck "geringes Potential" wird zur Bezeichnung jeglichen Potentials verwendet, das niedriger ist als das Potential, das in den kein Bild tragenden Bereichen auf der Trommeloberfläche vorhanden ist (die den Hintergrundbereichen des Bildes entsprechen).

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Mit dem betreffenden Ausdruck soll ferner eine geerdete Elektrode sowie eine Elektrode umfaßt sein, die ein Potential führt, dessen Polarität entgegengesetzt zu dem Potential ist, das auf der Trommeloberfläche herrscht* Es zeigt sich eine starke Veränderung in der Entwicklungsfähigkeit des Systems, und zwar insbesondere im Hinblick auf durchgehend getönte und halb getonte Bildbereiche, wenn eine ein niedriges Potential führende Elektrode in unmittelbarer Nähe eines unterentwickelten latenten elektrostatischen Bildes auf der Plattenoberfläche gebracht wird. Die Elektrode bewirkt, daß die normalerweise den schwächeren Innenkräftefeidern zugehörigen Feldkomponenten stärker werden und eine höhere Dichte erreichen. Durch Steuerung des an die Elektrode angelegten elektrischen Potentials können diese Peldkomponenten derart gerichtet werden, daß eine Verstärkung der geladenen !tonerteilchen auftritt, die sich in dem Tonerteilchenstrom gegen die ein Bild tragende Trommeloberfläche bewegen.

Die Elektrode 70 ist über eine Leitung 113 und eine elektri- , sehe Anschlußklemme 76 an eine geeignete Vorspannungsquelle angeschlossen. Die Elektrode 70 liegt dabei auf einem Potential, das unterhalb des Potentials liegt, das in den kein Bild tragenden Bereichen oder in den belichteten Bereichen auf der Trommeloberfläche vorhanden ist. In diesem invertierten oder umgekehrten Bereich der Entwicklungszone wird ein Kräftefeld erzeugt, das den Toner in dem Tonerstrom nach oben in die Trommeloberfläche beschleunigt. Die Elektrode verstärkt nun nicht nur die Kräftefelder, die den durchgehenden Bildbereichen zugehörig sind, und zwar auf Grund ihrer unterhalb des Hintergrundpotentials liegenden Vorspannung, sondern auch die Kräftefelder, die den belichteten, kein Bild tragenden Bereichen zugehörig sind, und zwar derart, daß über die gesamte Trommeloberfläche in diesem Elektrodenbereich ein relativ starkes Kräftefeld vorhanden ist. Dies führt zu einer äußerst

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starken Konzentration des auf der Trommeloberfläche zu

Beginn der Bildentwicklung zur Verfügung stehenden Toners. Diese Konzentration ist in Eig. 3 durch den dunkleren Bereich in dem Tonerstrom veranschaulicht«, Es sei bemerkt, daß die Schaffung der starken Tonerkonsentration an der Trommeloberfläche in diesem invertierten Bereich durch die Elektrode gesteuert wird» Die Schwerkraft wird _t obwohl sie vorhanden ist, durch das Kräftefeld aufgehoben, so daß der in dem P Tonerstrom befindliche Toner mit der invertierten Trommeloberfläche in Kontakt gelangt«,

Zur weiteren Förderung einer frühen Bildentwicklung bei der vorliegenden Vorrichtung werften die Tonerteilchen, die sich durch den ein niedriges Potential führenden Elektrodenbereich hindurchbewegen, zunächst voa dora Trägerlcügelchen befreit, so daß sie leichter durch das Kräftefeld gesteuert, und be- " einflußt werden können _o Di© Befreiung des Toners wird dadurch bewirkt, daß man. di® mit Sonar beladenen Trägerkügelchen auf der Trommeloberfläche auftreffen läßt, wi© z.B« in dem das . niedrige Potential führenden EXektrodenbereich«, In die Vorderfe kante der Elektrode 70 ist dabei eine Schrägkante 74- eingeschnitten« Der Entwicklerstrom befindet sich auf Grund seiner-- ^urchleitung durch den invertierten Bereich zu diesem Zeitpunkt mit der Elektrodenseite des Systems in Kontakt und gelangt daher in Strömungs-Kontakt mit der unterschittenen Schrägkante. Diese Schrägkante ist so geformt, daß sie den Tonerstrom mräckleitet und mit d@r Trommeloberflache in Kontakt bringt. Mit Auftreffen der Tonerteilchen auf die Trommel werden diese Tonerteilchen von den Trägerkügelchen durch Rütteln gelöst, und an dieser Anfangsst©lle des Entwicklerbereichs entsteht eine Pulverwolke ana freiem Toner«, Der freie Toner, der sich noch unter dem Einfluß des Tonerstroms bewegt, wird ohne

weiteres durch die gerichteten elektrostatischen FeIdkräfte zu der Tromraelseite des Systems hin transportiert, so daß nunmehr in der Strömung ein Tonergradient auftritt. Auf diese Veise steht eine starke Tonerkonzentration auf der Trommeloberfläche zur Verfügung. Obwohl hier eine Kerbe oder Schrägkante benutzt wird, um den Entwicklerstrom »urückzuleiten, sei bemerkt, daß jede geeignete Einrichtung zur Zurückleitung von Entwickler zwecks Berührung der Trommeloberfläche ohne ernsthafte Äbbremsung des Entwicklerstroms in entsprechender Weise benutzt werden kann.

Das nächste leitende Teil, das in Trommeldrehrichtung folgt, ist eine Hauptentwicklerelektrode 71· Die Hauptentwicklerölektrode 71 ist von der auf niedrigem Potential liegenden Elektrode elektrisch isoliert, und zwar mittels eines dielektrischen Blocks 75·.Eine geeignete Vorspannungsquelle 97 ist über eine Leitung 114 und eine elektrische Anschlußklemme 81 an die Hauptentwicklerelektrode 71 angeschlossen. Die beiden benachbarten Elektroden 70 und 71 sind von nahezu gleicher Dicke. Der dielektrische Block 75 besitzt jedoch eine geringere Dicke , so daß auf der Rückseite des Systems in der invertierten Zone eine Tasche oder Lücke gebildet ist. Das Entwicklermaterial in dem Entwicklerstrom fällt ohne weiteres in die betreffende Lücke hinein und gelangt im Zuge der weiteren Strömung mit der Schrägkante 174- in Kontakt. ·

Es hat sich gezeigt, daß die Entwicklungsfähigkeit der latenten elektrostatischen Bilder in dem das niedrige Potential führenden Elektrodenbereich in direktem Verhältnis zu der Anzahl der Kügelchenberührungen gesteigert werden kann, die auf der Trommeloberfläche erreicht werden können, sowie entsprechend der Geschwindigkeit, mit der die Kugeleben auf die Trommel auftreffen. Der Winkel, unter dem die Schrägkante die Kügelchen zur Berührung der Trommeloberfläche abgibt, ist daher

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in diesem Bereich derart optimiert, daß eine große Zahl von Kügelclienberührungen und eine hohe Geschwindigkeit bei den Kügelehenaufsehlägen erzielt werden. Es dürfte einzusehen sein, daß dieser optimale Winkel sich ändert, wenn sich die Stellung der auf niedrigem Potential liegenden Elektrode in Bezug auf die sich bewegende photoleitende Oberfläche ändert und daß diese Änderung nicht notwendigerweise bei allen Entwicklungssystemen die gleiche ist«

Die Hauptsntwicklerelektrode führt eine solche elektrische ™ Vorspannung, daß die betreffend© Elektrode eine Ladungspolarität entsprechend der Ladungspolarität besitzt, wie sie auf der Trommeloberfläeh© vorhanden ist. Die Größe der Ladung ist dabei niedriger als die der geladenen Bildbereiche, Jedoch höher als die der Hintergrundbereiehe«, Dadurch, daß man an die Hauptentwicklerelektrode ein Potential anlegt, das irgendwo zwischen dem Bildpotential und dem Hintergrundpotential liegt, wirkt die Elektrod® als selbstregulierende Einrichtung, die die Bildentwicklung zu fördern imstande ist und gleichzeitig eine Reinigung bzw. Beseitigung einer Zufalls-Hintergrundentwicklung von der Trommeloberfläche vorzunehmen vermag.

h Gelangt ein zunächst entwickeltes Bild von dem das niedrige Potential führenden Elektrodenbereich in den Hauptentwickler- ■ elektrodenbereich hinein, so überwiegen die starken Kräftefelder, die den Bildbereichen zugehörig sind, und es entsteht ein gerichtetes Kräftefeld. Dieses Kräftefeld führt dazu, daß der Toner in dem Tonerstrom mit der ein Bild tragenden Trommeloberfläche in Kontakt gelangt, auf der er überaus notwendig ist, um die Bildentwicklung zu fördern und zu vervollständigen. Bewegt sich demgegenüber ein kein Bild tragender Bereich in den Hauptentwicklerelektrodenbereich Mnein, so bewirken die der Entwicklerelekfcrode zugehörigen stärkeren Kräftefeldkomponenten, daß Tonerteilchen, von dem geladenen Elektrodenteil angezogen werden. Damit zeigt sich auf der

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Rückseite dee Systems in diesen Bereichen ©ine starke Tonerkonzentration, während die von !Eoner befreiten bzw. erschöpften Tragerkügelchen auf der Trommeloberfläche strömen bzw. fließen. Die von loner befreiten Trägerkügelchen, die die Trommel berühren, bewirken sowohl eine mechanische Abschabung als auch eine elektrostatische Anziehung lose festgehaltener !Tonerteilchen von diesen Hintergrundbereiohen. Der von den Kügelchen entfernte Toner wandert dabei entweder zu der Rückseite des Systems hin, oder er wird elektrostatisch an der jeweiligen Kügelchenoberflache gebunden.-In federn Fall wird der so abgeführte Toner in dem Strömungssystem eingefangen und längs dieser Strömung von dem gereinigten Oberflächenbereich weggeführt.

Wie ersichtlich, vermag die Hauptentwicklerelöktrode euf- das Vorhandensein oder Fehlen eines siGh durch den Hauptentwicklerelektrodenbereieh hindurchbewegenden Bildes zu reagieren und dabei mehr oder weniger als Schalter zu wirken, der den Tonergradienten in dem Tonerstrom in Abhängigkeit von dem Trommelzustand verschiebt. Das Zweikomponentenentwicklermaterial in dem Entwickler- oder Tonerstrom wird in diesem Bereich dazu ausgenutzt, entweder die Trommeloberfläche von unerwünschten Hintergrundablagerungen zu reinigen oder öle Entwicklung der latenten elektrostatischen Bilder weiter zu fördern. Bei einem im hier beschriebenen System gegenüberstehenden System stellt die Vorderkante des elektroätatischen Bildes die Auslöseeinrichtung dar, die die Tonergradientenverschiebung auf die Feststellung der Zustandänderung auf der Trommeloberfläche auslöst. Wie zuvor bemerkt, ergibt sich mit Ansprechen des Systems eine Zeitverzögerung, wenn sich der Tonergradient von einer Seite des Systems zu anderen Seite hin ändert, was zu einer Unterentwicklung der Vorderkante des Bildes führt. Diese Zeitverzögerung in dem elektrischen An-. Sprechvermögens des Systems wird bei der vorliegenden Vorrichtung

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mechanisch überwunden ₉ so- daß der Tf©rd/erkant©a©f£ekt vermieden ist, " -

Im folgenden sei Mg® 4 natier
hervorgeht, ist eine Kerfe©"©dar etn Nut? 85 in,de® invertierten Bereichcfer HauptentwiekX©rel9kt3?öa© 71 vorgesehen'«, Das Entwicklermaterial,, das sieh is Ab^Ü3?fesi?ieiitung des invertierten Teiles des Haupt©! ©ktroclenbereiehs bewegt, fallt in die durch die Nut gebildet© Hiek® hinein«. Bis tJn-terseit© d®r Nut ist so geformt! daß der Hauptstroii u.es latwickleraaterials wieder zuruckgeleitet wird und auf die siefe bewegende Trommel-Oberfläche aufzutreffen verraage ¥@nn,die Haupt@atwickler©lektirode als Reinigungseiiiricfetimg wirkt, öaan Eötörstützt dieses Auftreffen der fräg©i?Mig©Xßfe§B aaf d@B kein Bild tragenden Bereichen das mechanisch© ifebErsttn öder die !©inigung der Tronmeloberfläelie von restlieteü Ϊοπθε*» Iq₁ ©irfespreelxender Weise unterstützt das Auftr©ff©a des Enteißklers in einem " entwickelten Bildbersieh 'auf des? froa®®X©fe@rfllGfe@ den Entwickltingsprosess, iad@ii sraäehit plijsikaligeli fon&r von der Hückseite des Systems in Koatafet mit ton Bildb©r©ic-hen gebracht wird, wodurch ^eglick© mit der fonergradientenverscMebung verbundene Zeitverzögejeung Sberwjnden ist_s und indem zum zweiten eine aus freiem Soner bestehende fon@rpulverwolkein und um die Bildber©ich@ erzeugt wird* Aus dieser Tqnerpulverwolke können die freieu fönarteiicton ©toe weiteres von den Bildbereichen angezogen werd@a» -

Auch hier haben sich die IntwiekluBgsfäliigkexi; und di© Reinigung als direkt proportional' dtr e^sielbaren Anzahl an · Kügelchenaufschlagen und der Gesehwinäigkait.erwiesen, mit der die Kügelchen auf die Trommeloberfliehe auftreffen«, Bi@ Form der Kerbe bzw. des Nuts 85 in der Bauptontwieklerelektrode ist daher so gewählt, daß sowohl die tesaliX ä@r lüg®lchenaufschläge als auch die Geschwindigkeit, mit der die Kügelchen

auf die Trommeloberfläche auftreffen, optimiert ist. Obwohl hier eine Kerbe verwendet wird, dürfte einzusehen sein, daß irgendeine geeignete Einrichtung verwendet werden kann, die imstande ist, den Entwicklerstrom so zu leiten, daß er auf der Trommeloberfläche auftrifft, ohne daß dabei der Entwicklerstrom behindert wird.

Die in Richtung der Trommelbewegung nächstfolgende Elektrode ist eine Reinigungselektrode 72. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Reinigungselektrode in dem oberen Teil der Entwicklerzone oder Entwicklungszone neben der öffnung angeordnet, durch die frischer Entwickler zunächst in die Entwicklungszone eingeführt wird. Die Reinigungselektrode ist körperlich neben der Hauptentwicklungselektrode angeordnet} sie ist von dieser Elektrode durch einen dielektrischen Block 92 elektrisch {retrennt. Die Reinigungselektrode hat hauptsächlich die Aufgabe, ein extrem stark gerichtetes Kraftfeld zu erzeugen, mit dessen Hilfe Toner an die Elektrodenseite des Systems angezogen werden kann, um die Bewegung der freien oder schlecht gehaltenen Tonerteilchen durch den oberen Teil der Entwicklerzone zu steuern oder zu regulieren. Öle Reinigungselektrode bewirkt ferner, daß die die Platte in diesem Bereich berührenden, sich bewegenden Trägerkügelchen unerwünschte Hintergründablagerungen von der Plattenoberfläche abführen.

Die Reinigungselektrode ist über eine Leitung 115 und einen elektrischen Anschluß 95 an eine geeignete Vorspannungsquelle 98 angeschlossen. Die Vorspannungsquelle hält die Reinigungselefctrode auf einem extrem hohen Potential, dessen Polarität der Polarität entspricht, die die Ladung in den geladenen Bildbereichen auf der Trommeloberfläche besitzt. In diesem oberen Bereich wird somit ein extrem starkes gerichtetes Kraftfeld erzeugt, dessen Feldstärke ausreicht, um freie oder schlecht gehaltene Tonerteilchen von der

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Trommeloberfläche abzuführen. Jeglicher in dem Bereich der Reinigungselektrode vorhandener freie Toner wird somit unter gesteuerten Bedingungen entlang der Rückseite des Systems bewegt. Das in diesem Bereich erzeugte Ladungsfeld ist von hinreichender Stärke, um ferner einen gewissen Anteil des Toners und zwar insbesondere den Toner, der an den längs der Trommel strömenden Kügelchen schlecht haftet, abzulösen und zu der Rück- oder Elektrodenseite der Entwicklerzone hin zuführen. Bei einem Übergewicht an auf der Rückseite des Entwicklerstroms konzentriertem Toner sind die mit der Trommeioberfläche in Kontakt gelangenden Kügelchen von Tonerteilchen relativ stark befreit, weshalb sie leichter die Funktion des Scheuerns und elektrostatischen Anziehens von in den Hintergrundbereichen der Trommeloberfläche schlecht gehaltenen Tonerteilchen auszuführen vermögen. Wie ersichtlich sein dürfte, ruft die Reinigungselektrode einen zweifachen Effekt hervor, um entwickelte Hintergrundbereiche /abgelagerten Tonerteilchen am Verlassen der Entwicklerzone zu hindern. Zum einen wird der freie Toner und der schlecht bzw. schwach gehaltene Toner von der Plattenoberfläche weggeführt, und zum anderen bewirken die Trägerkügelchen auf der Plattenoberfläche eine mechanische und elektrostatische Reinigung der Plattenoberfläche von Hintergrundablagerungen. Durch Feststellen der auf der photoleitenden Oberfläche vorhandenen Bildladung und durch Aufbringen einer diese Ladung übersteigenden Ladung an die Reinigungselektrode, d.h. durch Anlegen eines Potentials zwischen 150 bis 700 Volt oberhalb des Bildpotentials, können die oben aufgezeigten Ergebnisse effektiv erzielt werden.

Es dürfte nunmehr verständlich sein, daß die Bewegung des Entwicklermaterials in die aktive Entwicklerzone, bei der vorliegenden Vorrichtung sowohl elektrostatisch als auch mechanisch gesteuert werden muß, um die Ausbildung unerwünschter Pulverwolken in diesem Einfühxungsberedch zu

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unterdrücken und zu steuern. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Entwickler-Zuführrinne 60 hauptsächlich durch eine horizontal verlaufende, schräg gestellte leitende Leitfläche 73 und durch eine horizontal verlaufende bogenförmige Abschirmung 7^ gebildet. Obwohl es im einzelnen nicht näher dargestellt ist, sind beide Enden der Rinne zwischen der Leitfläche und der Abschirmung verschlossen, und zwar durch einen Isolierstoff. Dadurch ist die Rinne imstande, eine Menge des Zweikomponentenentwicklermaterials zu tragen. Die schräg gestellte Leitfläche 73 weist einen nach unten verlaufenden Schenkel 86 auf, der unter einem schwachen Radius in die Entwicklerzone hineinläuft und der sich nach unten erstreckt, um einen Teil der Rückwand des Entwicklersystems zu bilden. Die Abschirmung 74· j äiö aus einem leitenden Material besteht, wird in einer horizontalen Lage auf einem Isolierträger 90 getragen. Der untere Teil der Abschirmung lauft · in einem Rand 87 aus, der neben dem gebogene» Teil des Schenkels 86 liegt.

Der Rand 87 ist komplementär zu der Krümmung des gebogenen Teils des Schenkels 86 an der unteren Leitfläche gebogen! er wirkt mit diesem gebogenen Teil des Schenkels 86 zusammen, um eine Eingangsöffnung 61 zu bilden, die sich horizontal über die Breite der Entwicklerzone hinzieht. Die Rinne 60 ist grundsätzlich trichterförmig ausgebildet} sie läuft von einer relativ breiten öffnung zu einem beschränkten Durchgang 61 spitz zu. Die Breite der Durchgangsöffnung ist nahezu gleich dem Abstand zwischen der Trommeloberfläche und den Steuerelektuoden, so daß in der Einführzone eine entsprechende Strömungsmengengeschwindigkeit erhalten wird wie in der aktiven Entwickler- bzw. Entwicklungszone. Während des Betriebs geben die Becher kontinuierlich Entwicklensaterial in die trichterförmige Zufuhrrinne ab. Obwohl dieses Entwicklermaterial normalerweise in die Zuführrinne mit einer

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relativ hohen Geschwindigkeit eingeführt wird, erfolgt zunächst in der Binne bezüglich des Entwicklermaterials eine Abbremsung, bevor dieses Entwicklermaterial durch die Durchgangsöffnung in den aktiven Entwicklungsbereich abgegeben wird. Die anfängliche Herabsetzung der EntwicklerstrÖmungsgeschwindigkeit in Verbindung mit einer flachen Strömungsbahn für das Entwicklermaterial führt zu einer bedeutenden Herabsetzung der mechanischen Bewegung des Zweikomponentenentwicklermaterials. Auf diese Weise wird die Neigung des Entwicklermaterials, in | und um den Einführbereich zu der Entwickler- bzw. Entwicklungszone Pulverwolken zu bilden, unterdrückt.

Die geneigte Leitfläche 73, die die untere Wand der Zuführrinne 60 bildet, führt ein relativ hohes Potential, das an diese Leitfläche mittels einer geeigneten Vorspannungsquelle angelegt wird, und zwar über eine Zuführleitung 116 und Anschlußklemme 88. Die untere Leitfläche führt eine elektrische Vorspannung der gleichen Polarität wie sie die Ladung der Bilder auf der Trommeloberfläche besitzen. Die Amplitude der Ladung ist jedoch wesentlich größer als die Amplitude der Bildladung· Die Rinne ist von der Reinigungselektrode durch ' einen dielektrischen Block 93 elektrisch getrennt. Auf der ™ anderen Seite liegt die Abschirmung 94 auf einem relativ niedrigen Potential, das niedriger ist als das Potential, auf dem die Zufuhrrinne liegt. Das Potential wird hi er, mittels einer Vorspannungsquelle 100 über eine Zuführleitung 11? und Anschlußklemme 89 zugeführt. Auch hier wird der Ausdruck "niedriges Potential" im weitesten Sinne verwendet, wie dies oben erläutert worden ist. Dadurch, daß die Abschirmung auf einem relativ niedrigen Potential gehalten wird, während die Leitfläche auf einem relativ hohen Potential gehalten wird, wird ein äußerst starkes Kraftfeld in dem Einführbereich erzeugt. Dieses Kraftfeld ist dabei imstande, geladene Tonerteilchen, die sich durch diesen Bereich hindurchbewegen,

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anzuziehen und/oder zur Rückseite des Systems hin zu führen. Es hat sich gezeigt, daß des in der Zuführrinne erzeugte verstärkte Kraftfeld einen Tonergradienten in dem Entwicklerstrom schafft, bevor der Entwickler bzw. das Entwickler· material mit der Trommeloberfläche in Berührung gelangt. Da auch hier der herabhängende Schenkel 86 an dem unteren !Teil der unteren Leitfläche 73 sich schwach in die Entwicklungszone hineinzieht, und da die Geschwindigkeit des die Zufuhr- rinne passierenden Entwicklermaterials wesentlich abgebremst wird, ist auch hier eine schwache mechanische Bewegung des Toners in diesem Zufuhr- oder Einführbereich festzustellen. Dadurch wird auch hier die Neigung, Pulverwolken su bilden, unterdrückt. Die Amplitude und die Stärke, in der die beiden Leitflächenplatten vorgespannt werden, ruft darüber hinaus ein außerordentlich starkes gerichtetes Kraftfeld in dem Einführbereich hervor. Dieses Kraftfeld vermag jeglichen freien und lose festgehaltenen Toner in diesem Bereich von der Photoleiterfläche wegzuziehen. Sie Kombination dieser beiden Effekte stellt sicher, daß keine oder nur zufällig auftretende Tonerteilchen zu der Plattenoberfläche hin wandern, wenn der Toner bzw* das Tonermaterial in die aktive Entwicklungszone eingeführt wird.

Eine optimale Kombination für das hier beschriebene System ergibt sich dann, wenn die leitenden Elektrodenteile von der Trommeloberfläche in einer Entfernung zwischen etwa 1,8 mm und 2,04 mm (entsprechend 0,07 bzw. 0,08 Zoll) entfernt sind und die des niedrige Potential führende Elektrode· auf nahezu

an der
Erdpotential liegt, während /. Hauptentwicklerelektrode eine Spannung zwischen 50 und 150 Volt über Erdpotential auf der Plattenoberfläche liegt. Es hat sich gezeigt, da£ eine dreieckförmige Nut in der Hauptentwicklerelektrode mit einem eingeschlossenen Winkel-von etwa 120° zu guten Ergebnissen führt, wenn diese Nut 10° bis 20° unterhalb der horizontalen Mittel-

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lini© der Trommel liegt. Da das durch die Hauptelektrode gelieferte Ansprechverhalten langsamer ist als o©^nes? das durch die das niedrige Potential führende Elektrode hervorgerufen wird, sollte die Hauptentwicklerelektrode in Richtung der Entwicklerströmung drei bis viermal länger sein als die das niedrige Potential führende Elektrode. Zur weiteren

an Erzielung optimaler Ergebnisse ist es zweckmäßig,/die Rein^gungselektrode ein Potential anzulegen, das zwischen 150 und 700 Volt über dem Bildpotential liegt, das auf der geladenen RLettenoberflache festzustellen ist. Ferner sind die die Zufuhrrinne bildende leitende Abschirmung und die Leitfläche nach unten aufeinander zu trichterförmig auszubilden, so daß sie einen Durchgang bilden, der im Einführbzw. Zuführbereich der Entwickler- bzw. Entwicklungszone eine Breite zwischen etwa 1,65 mm und 2,04 mm (entsprechend 0,065 bzw. 0,080 Zoll) besitzt. Die geneigte Leitfläche ist dabei auf ein Potential vorzuspannen, das zwischen 300 und 700 Volt»oberhalb des Bildpotentials liegt, das auf der Plattenoberfläche festzustellen ist. Die Abschirmung soll etwa Erdpotential führen*

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte ersichtlich sein, daß das beschriebene Entwicklersysirem bzw. Entwicklungssystem ein dynamisches Strömungssystem ist. Dies bedeutet, daß bei dem Tonergradienten in dem Tonerstrom, der auf eine sich bewegende Trommeloberflache bzw. von dieser weg gerichtet ist, die Tonerteilchen nicht notwendigerweise von der Elektrode eingefangen und festgehalten werden, sondern vielmehr längs der Elektrode unter dem Einfluß der Trägerkügelchen in dem Strom geführt werden. Es dürfte daher einzusehen sein, daß die Elektroden nicht zu Kollektoren für loses Tonermaterial werden, sondern vielmehr als eine Einrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration in dem Strom wirken, wenn dieser durch die Entwicklungszone hindurchgeführt wird. Durch Verändern der

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Intensität und Richtung der in den verschiedenen Teilen
der Entwicklungszone erzeugten Komponenten-Kraftfelder·und
durch Zurückleitung des Entwicklerstroms an bestimmten Punkten zum Zwecke des Auftreffens auf der photoleitenden Oberfläche wird die Entwicklungsfähigkeit des Systems gesteigert und derart gesteuert, daß ein elektrophotographisches Qualitätsbild erzeugt wird. Das hier beschriebene System ist nicht
schwerkraftabhängig, wodurch es nicht auf die Anwendung einer speziellen Maschinenform beschränkt ist. Dies bedeutet, daß
die elektrostatische und mechanische Steuerung des Zweikomponentenentwicklerstroms in gleicher Weise für die Anwendung in irgendeinem Entwicklungssystem geeignet ist, bei
dem als Entwicklermechanismus ein Zweikomponentenentwicklerstrom ausgenutzt wird.

Zum Zweck© einer einfachen Erläuterung ist auf positiv g©- " ladene Trägermaterialien und negativ geladene Tonerteilchen
Bezug genommen worden. Es dürfte jedoch einzusehen sein, daß mit einer Beschreibung der speziellen Potentiale für die entsprechenden leitenden Teile keine Beschränkung der Erfindung beabsichtigt ist. Es ist nämlich ebenso möglich, Träger- und Tonermaterialien zu verwenden, die hinsichtlich ihrer triboelektrischen Eigesciiaften sich stark voneinander unterscheiden. Dies würde selbstverständlich dazu führen, daß entsprechende Änderungen hinsichtlich der Beziehung der Vorspannungs-Ladungen erforderlich wären, die die verschiedenen leitenden Teile führen. Sämtliche Angaben bezüglich positiver oder
negativer Ladungen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung sind daher als eine Beziehung für entgegengesetzt geladene Körper anzusehen, die entweder positiv oder negativ sein können, und zwar solange, wie diese Beziehung von entsprechenden oder
unterschiedlichen Ladungen beibehalten wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines in einer Entwicklungszone in unmittelbare Nähe eines ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Tragteils gelangenden Zweikomponentenentwicklers, dadurch gekennzeichnet t daß in der Entwicklungsson© (51) eine Elek-

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   trode (71) in der NäheAlas Bild tragenden Tragteiles (10) angeordnet ist und parallel zu diesem verläuft, daß Einrichtungen (97) vorgesehen sind, die an die Elektrode (71) ©in Potential gleicher Polarität anlegen wie sie das latente elektrostatisch© Bild besitzt₉ jedoch mit höherer Amplitude als sie das Potential in den kein Bild tragenden Bereichen des Tragteils (10) und mit niedrigerer Amplitude als sie das latente elektrostatische Bild auf dem Tragteil (10) besitzt, und daß Einriebtungen (85) vorgesehen sind, di© den sich zwischen der Eleirerod© (7*1) und «i@ia Tragtail (10) hindurchtretenden Entwicklerstsiom derart zurück!eiten, daß er auf di© Oberfläch© dts Sragteila (10) auftrifft.

   2» Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die das Sragteil (10) in zu der Entwieklerströmungsrichtung entgegengesetzter Richtung bewegen«,

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Elektrode (71) über einem invertierten Boreich der Oberfläche des Tragteiles (10) liegt und daß die zur Zurück!eitung des Entwicklerstroms dienenden Einrichtungen (85) so angeordnet sind, daß der Entwxeklerstrom gegen den invertierten Teil gerichtet ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Zurückleitung des Entwicklerstroms durch eine Kerbe (85) erfolgt, die in der dem invertierten Bereich gegenüberliegenden Elektrode (71) enthalten ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (71) auf einem Potential vorgespannt ist, das zwischen 50 und 150 Volt höher ist als das Potential in den kein Bild tragenden Bereichen auf dem Tragteil (10),

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch.gekennzeichnet, daß das Trasrteil (10) eine Trommel (10) ist und daß die in der Elektrode (71) keilförmig ausgebildete Kerbe (85) einen öffnungswinkel von etwa 120° besitzt und 10° bis 20° unterhalb der horizontalen Mittellinie der Trommel (10) liegt.

   Q0488A/1919.

   L e e r s e i t e