DE2059126A1

DE2059126A1 - Process for developing an electrostatic latent image on a reusable photoconductive recording surface

Info

Publication number: DE2059126A1
Application number: DE19702059126
Authority: DE
Inventors: William Carpenter Rochester N Y Emerson (V St A )
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1969-12-01
Filing date: 1970-12-01
Publication date: 1971-06-03
Also published as: GB1329982A; CA937800A; JPS5113585B1; US3625683A

Description

Patentanwälte Dipi^-Ing. F. Weickmann, · /UOcl IPatent Attorneys Dipi ^ -Ing. F. Weickmann, / UOcl I.

Dipiu-Ing. H.Weigkmannj DIPL.-PHYS. Dr. K. Fincke ΧΜΪ DiPt.-lNG. F. A.WEICEMANN, DiPL.rCHEM. B. HuberDipiu-Ing. H. Weigkmannj DIPL.-PHYS. Dr. K. Fincke ΧΜΪ DiPt.-lNG. F. A. WEICEMANN, DiPL.rCHEM. B. Huber

Oase XD/2754. 8 MÜNCHEN 27, DENOasis XD / 2754. 8 MUNICH 27, DEN

JlU/ Cf ?<l· MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22 JlU / Cf ? <L MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 483921/22

XEROX OOHPOSASIOI, Xerox Square, Rochester, 1T*Y. 14603 / USAXEROX OOHPOSASIOI, Xerox Square, Rochester, 1T * Y. 14603 / USA

Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes auf einer wiederverwendbaren photoleitfähigen Aufzeichnungsfläche Method of developing an electrostatic latent Image on a reusable photoconductive recording surface

Die Erfindung betrifft ein "Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes auf einer wiederverwendbaren photoleitfähigen Aufzeiehniangsflache, die kontinuierlich durch eine Entwicklungszone bewegt und zwischen den Bilderzeugungen von restlichen [!tonerteilchen der jeweils vorhergehenden Bilderzeugung gereinigt wird.The invention relates to a "method for developing an electrostatic latent image on a reusable photoconductive recording surface that is continuously fed by a Development zone moved and between the image formations of remaining toner particles from the previous image generation is cleaned.

Beim elektrophotographischen Verfahren, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 2 297 691 beschrieben ist, wird ein Aufzeichnungsträger mit leitfähiger Unterlage und photoleitfähiger Isolierstoffschicht gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und die photoleitfähige Schicht mit einem Lichtbild eines zu reproduzierenden Örigiaalbildes leuchtet. Die photoleitfähige Schicht wird durch die iiehteinwlrkiing leitfähig, so daß die elektrostatische Ladung aelikt>iv abgeleitet und ein latentes elektrostatisches Bild erzäugt wird« Dieses kann mit einem der bekannten pigmeBtlertea Etutetharispisilvtr entwickelt werden, die zu diesem Zweck zur VerilguBg stehen. Dieser foner wird an dem latentenIn the electrophotographic process, as for example in US Pat. No. 2,297,691 describes a recording medium with a conductive backing and a photoconductive one Layer of insulating material evenly charged electrostatically and the photoconductive layer with a light image of one to be reproduced Origiaal image shines. The photoconductive layer becomes conductive due to the unity, so that the electrostatic Charge aelikt> iv is derived and a latent electrostatic image is generated «This can be done with one of the known pigmeBtlertea Etutetharispisilvtr to be developed to this Purpose to stand for VerilguBg. This foner is attached to the latent

109813/1718109813/1718

Bild auf der photoleitfähigen Schickt entsprechend der noch vorhandenen Ladungsverteilung elektrostatisch gebunden. Bin Bereich geringer Ladungskonzentration wird dabei zu einem Bereich geringer Tonerdichte, während Bereiche größerer Ladungskonzentration entsprechend dichter getönt werden· Das entwickelte Bild wird dann auf ein Kopieblatt übertragen und auf diesem fixiert, sodaß sich eine dauerhafte Aufzeichnung des Originalbildes ergibt·Image on the photoconductive sends according to the still existing Charge distribution bound electrostatically. Am area the lower charge concentration becomes a region lower Toner density, while areas of greater charge concentration be tinted correspondingly more densely · The developed image is then transferred to a copy sheet and fixed on this so that a permanent recording of the original image results

Das am weitläufigsten angewendete Verfahren zur Entwicklung eines elektrophotographischen Bildes ist die Kaskadierungsentwieklung. Hierbei wird ein Zweikomponentenentwickler verwendet, der feinverteilte Teilchen eines pigmentierten Kunstharzes und größere Trägerteilchen enthält. Die Trägerteilchen dienen zum Transport des Kunstharzpulvers, welches das latente elektrostatische Bild entwickelt· Das Trägermaterial, das eine gegenüber dem Toner größere Teilchengröße hat, enthält auf den einzelnen Trägerteilchen eine relativ große Anzahl Tonerteilchen· Durch eine geeignete Auswahl der Stoffe wird eine reibungselektrische Anziehung zwischen dem Toner und dem Trägermaterial erzeugt, wenn beide in Berührung miteinander gebracht werden· Der Toner wird in den Bildflächenteilen abgelagert, indem die mit ihm versehenen Trägerteilchen über den Aufzeichnungsträger kaskadiert werden. Die ladung in den Bildflächen bewirkt eine Ablösung des Toners von den Trägerteilchen, so daß das latente Bild entwikkalt wird· Die Kaskadierungsentwicklung ist beispielsweise in den US-Patentschriften 2 573 881, 2 965 868 und 2 990 278 beschrieben· The most widely used method of developing an electrophotographic image is cascading. Here, a two-component developer is used, the finely divided particles of a pigmented synthetic resin and contains larger carrier particles. The carrier particles are used to transport the synthetic resin powder, which is the latent electrostatic Image developed · The carrier material, which has a larger particle size than the toner, contains on the individual Carrier particles a relatively large number of toner particles · By a suitable selection of the substances a triboelectric Attraction created between the toner and the substrate when both are brought into contact with each other · The toner is deposited in the image area parts in that the carrier particles provided with it cascade over the recording medium will. The charge in the image areas causes the toner to detach from the carrier particles, so that the latent image develops will · For example, the cascading development is in U.S. Patents 2,573,881, 2,965,868, and 2,990,278.

Obwohl die Kaskadierungsentwicklung in der Elektrophotographie erfolgreich angewendet wird, weist sie auch einige Nachteile auf. Beispielsweise sind relativ große Fördervorrichtungen zur Bewegung des Entwicklerstoffs erforderlich, die die Gesamtgröße einer elektrophotographischen Heproduktionsmaschine bestimmen. Eine Pulverwolke, die unerwünschte Hintergrundzeichnungen bei der Entwicklung verursacht, tritt bei dem KaskadierungsvorgangAlthough the cascading development in electrophotography When used successfully, it also has some drawbacks. For example, relatively large conveyors are used for Movement of developer required, which is the overall size an electrophotographic production machine. A cloud of powder, which causes undesirable background drawings during development, occurs in the cascading process

109823/1718109823/1718

_ 3 —_ 3 -

auf« Feiner Bind eine Abnutzung der JLufzeicnnungaplatte und eine Verschlechterung des Xrageraaterials nicht au -veraeiden.On a fine binding one wear of the air drawing plate and one Do not avoid deterioration of the Xrager material.

diese Vaehteile der üblichen ^yT»y**»^a ·* "mnpMWfari «*vi ™g χα seitigen, wurde ein. neues Verfahren entwickelt, bei de» das latente elektrostatische Bild dadurch entwickelt wird, daß eine bewegte photoleittShige Aufzeichnungen fiwihe alt einsai Zweikoepo- *>t In Kontakt gebracht wird» der wich Ί« ^ni^i hefindet. Sie Aufzeichnungsfläche BewegtThese parts of the usual ^y T »y **» ^a · * "mnpMWfari« * vi ™ g χα side, a new process was developed in which the latent electrostatic image is developed by the fact that a moving photoconductive record is fiwihe old Zweikoepo- *> t is brought into contact with "the wich Ί" ^ ni ^ i hefindet. It moves the recording surface

sich entgegengesetxt einer durch die Schwerkraft erxeugt«a._v opposed to someone who is exerted by gravity «a. _v auf den ffiiwfof!^kI vrwtofTY *>1ίτηΐΜΐτΙγ^τ^ιβ TismiinifiiiILn" _L wodurch sich eine Entwickleratoffsträsung innerhalb des Gehäuses anshlLdet· Biese StrSsnag liefert die snr Sarchalschong des Saner asit de«on the ffi iwfof! ^ kI vr wtofTY *> 1ίτη ΐ Μΐ τ Ιγ ^ τ ^ ιβ TismiinifiiiILn " _L whereby a developer flow is attached within the housing · Biese StrSsnag supplies the snr Sarchalschong of the Saner asit de

erforderliche Bewegung und die dabei nötige BaI-required movement and the necessary balance

Sim derartiges Terffahren kann, in den verschiedensten geoeetrischen Ansfihr^iagsforaen -werwirkllcht werden. Sie arheitem inagesast nach dea«elhen &rundprinxip und xelgen entsprechend uoer-Such driving can be realized in a wide variety of geoetrical entry forums. You arheitem inagesast according to dea «elhen & rundprinxip and xelgen according to einstiaBBende Ergebnisse. Bas grundlegende Verfahren wird amch als C^Eatwickleng; hexelchnet» da die Sntwlcklung im einssi C-fSx>-" asigen J^itMlcll^va@8eeh9ase erfolgt. Siese Bezeichnung soll imOngoing results. The basic procedure is amch as C ^ Eatwickleng; hexel calculated »since the development in one C-fSx> -" asigen J ^ itMlcll ^ va @ 8eeh9ase takes place. This designation should be used in jedoch in keiner Welse fiiyfHrhrJSf^^wVP irerstandem werden·however in no catfish fiiyfHrhrJS f ^ ^ wV P irerstandem be

die ^SatWlclcLane; einige der ohengenasmten lacitteile -vermeldet, 1st sie jedoch, in Ihrer grundlegenden lorm noch -vernes«-the ^ SatWlclcLane; some of the ohengenasmten lacitteile -reported, if it is, however, in its basic lorm still -vernes "-

. Beispielsweise erzeugt sie eine relativ ge-. For example, it creates a relatively

in dom C-iormigen Gehäuse. ler-in dom C-shaped housing. learning

nei· tdtifc eins -amimreicSaende Tereisdaung -worn Soraer «ad Träger— lL, eine «a geringe aeifeengselelctrizität, eine acäawierigenei · tdtifc eins -amimreicSaende Tereisdaung -worn Soraer «ad carrier— lL, a slight elctricity, an acäaierige

im die aktive EatwLcklaagczoa« aaf. m«aim the active EatwLcklaagczoa «aaf. m «a

*«r aalt geriaigear StrazangagMchwlBaiigkeit anftreteadan* «R aalt geriaigear StrazangagMchwlBaiigkeit anftreteadan

BAD ORIGINAL 109871/171« BATH ORIGINAL 109871/171 «

2O5 912 62O5 912 6

Um bei der O-Eiitwicklung optimale Betriebsbedingungen erreichen zu können, ist eine relativ lange Anlaufzeit erforderlich, in der die Stoffe miteinander vermischt und in richtiger Weise geladen v/erden« Dien liegt gleichfalls an der dem Verfahren eigenen, gelungen Strömungsgeschwindigkeit des Entwicklers* Die Anlaufzeit liegt in der Größenordnung von Minuten und macht daher das Entwicklungsverfahren für die Verwendung in schnell und a;itomatisch arbeitenden Reproduktionsmaschinen ungeeignet.In order to achieve optimal operating conditions for O-development To be able to do this, a relatively long start-up time is required in which the substances are mixed with one another and properly charged This is also due to the successful flow rate of the developer inherent in the process * The start-up time is on the order of minutes and therefore makes the development process quick and itomatic for use unsuitable for working reproduction machines.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder so zu verbessern, daß eine kräftigere Durchmischung von Träger- und Tonerteilchen in der Entwicklungszone und eine stärkere Einwirkung des Entwicklerstoffs auf die Aufzeichnungsfläche möglich ist.The object of the invention is to develop electrostatic to improve latent images so that a more vigorous mixing of carrier and toner particles in the development zone and a stronger exposure to the developer on the recording surface is possible.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die restlichen Tonerteilchen am Beginn der Entwicklungszone in eine zusammenhängende Entwicklerstoffströmung eingeführt werden, die in Kontakt mit der Aufzeichnungsfläche steht»A method of the type mentioned is designed according to the invention to solve this problem in such a way that the remaining Toner particles are introduced into a continuous flow of developer material at the beginning of the development zone, which are in contact with the recording area stands »

Durch dieses Verfahren wird die Wechselwirkung zwischen Trägerund Tonerteilchen wesentlich verbessert, wodurch die in der Entwicklungszone vorhandene Entwicklerstoffströmung·eine höhere Geschwindigkeit bei besserer Durchini schmiß des Entwicklerstoff a erhält« Die Reinigung der Aufzeichnungsfläche von rentlichen Tonerteilchen erfolgt am Beginn der Entwiokl.ungczone, no daß an anderen Stellen des Bewegungsbereiehee dta' Aufzeichnungsfläche kein Raumbedarf für besondere Reinigungsvorrichtungen entstellt. Dies i si insbesondere» günstig'für die O-JSritwi cklung, da diese bo verbessert wird, daß sie auch in schnell, und automatisch arbeitenden Reproduktionsmaschinen angewendet werden kann, Eg sind ferner keine besonderen Riickfiihrungsvcrri chtungen für die durch die Reinigung gewonnenen Tonerteilchen in die Entwicklungsvorrichtung erforderlich. Bei der-C-Entwicklung kann schließlich die Entwicklerstoffströmung selbst durch den am Be- ;. - ■ 1098?3/ 1718This process significantly improves the interaction between carrier and toner particles, which means that the flow of developer material in the development zone has a higher speed with better throughput of the developer material other places of the movement range dta 'recording surface no space required for special cleaning devices is distorted. This i si particular »cklung günstig'für the O-JSritwi since these bo is improved in that it can also be applied in fast and automatically working reproduction machines, Eg are also no particular Riickfiihrungsvcrri chtungen for recovered by the cleaning toner particles in the Development device required. In the case of -C development, the flow of developer material itself can finally flow through the at the loading;. - ■ 1098? 3/1718

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

ginn der Bntwieklungszone erfolgenden Reinigungsvorgang und die damit verbundene mechanische Bewegung aufrechterhalten werden·The cleaning process and the associated mechanical movement is maintained

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben, Bs zeigen:The invention is illustrated below with reference to one in the figures illustrated embodiment, Bs show:

Fig. 1 eine Darstellung der bisherigen 0-Entwicklung,1 shows a representation of the previous 0 development,

-I¹Ig. 2 eine AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer automatisch arbeitenden elektrophotographischen Reproduktionsmaschine und-I ¹ Ig. 2 shows an embodiment of the method according to the invention on an automatically operating electrophotographic reproduction machine and

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in Fig. 3 gezeigten Entwicklungsvorrichtung.FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the developing device shown in FIG.

Es folgt eine kurze Erläuterung der G-Entwicklung und des dabei auftretenden Strömungsmechanismus im Entwicklerstoff, wodurch die Erfindung verständlicher wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten G-Entwicklung ist eine Trommel 10 in der dargestellten Richtung durch ein muschelförmiges Gehäuse 13 hindurch drehbar gelagert. Das Gehäuse enthält eine ausreichende Menge Entwicklerstoff, so daß die Trommel den Entwicklerstoff 15 berührt, während eie sich durch das Gehäuse bewegt. Dabei wird eine Strömung des Entwicklerstoffs erzeugt. Diese Strömung ist durch kleine PJfeLle dargestellt. Eine dünne Schicht des Entwioklerstoffs nahe der Trommeloberfläche bewegt sich in Aufwärtsrichtung ungefähr mit der Trommelgeschwindigkeit, während die gesamte rückwärtige Schicht des Entwickierstoffö (die Rückseite dea Bewegungssystems) mehr oder weniger als eine Einheit abwärtsbewegt wird und den durch den aufwärtabewegten Entwicklerstoff geleerten Raum ausfüllt.The following is a brief explanation of the G-evolution and the flow mechanism that occurs in the developer the invention will be more understandable. In the G development shown in Figure 1, a drum 10 is in the direction shown rotatably supported by a shell-shaped housing 13 therethrough. The housing contains a sufficient amount of developer, so that the drum contacts the developer 15 as it moves through the housing. This creates a flow of the developer generated. This flow is represented by small PJfeLle. A thin layer of the developer near the drum surface moves upwards at about drum speed while the entire back layer of the developer oil (the back of the motion system) more or less than one unit is moved downward and fills the space emptied by the upwardly moved developer.

Die Aufwärtaströmung dea Entwioklerstoffe in Kontakt mit der Trommeloberflache bildet die aktive Entwicklungszone. Theoretisch wird richtig geladener und mit Toner versehener Entwicklerstoff dem Beginn der aktiven Entwioklungazone von einer Vorrätemenge aus zugeführt, die sich auf der Rückseite dts Syrttms befindet, Der in die aktive Entwioklungßzone eingeführte Ent-The upward flow of the developing agents in contact with the The drum surface forms the active development zone. Theoretically properly charged and toned developer material is added to the beginning of the active development zone from a reserve fed out, which is on the back dts Syrttms The development introduced into the active development zone

^109S"^M718 BADOR.G.NAU ^109S " ^M718 BADOR.G.NAU

Wicklersfcoff wird in Kontakt mit der Trommeloberfläche mitgeführt, während die Trommel sich dreht, wobei die Entwicklung durch den klassischen elektrophobographischen Entwicklungs- und ReinigungsVorgang erfolgt. Schließlich wird eine Stelle erreicht, an der die sich bewegende Trommeloberfläche die Schwerkraft der Trägerteilchen de3 Entwicklerstoffs nicht mehr überwinden kann, so daß der Entwicklerstoff von der Trommel abfällt und auf die Rückseite des Systems zurückkehrt, wo er den durch die Aufwärtsströmung geleerten Raum ausfüllt. Es ist zu erkennen, daß die die aktive Entwicklungszone verlassenden Trägerteilchen ihren Toner beim Entwicklungsvorgang abgegeben haben und daher auf der Rückseite des Systems wieder mit Toner aufgefrischt werden müssen, bevor sie erneut in die aktive Entwicklungszone eingeführt werden können.Wicklersfcoff is carried along in contact with the drum surface, while the drum rotates, the development being carried out by the classical electrophobographic development and Cleaning process takes place. Finally a place is reached at which the moving drum surface can no longer overcome the gravity of the carrier particles of the developer, so that the developer falls off the drum and onto the Back of the system, where it fills the space emptied by the upward flow. It can be seen that the carrier particles leaving the active development zone have given up their toner during the development process and therefore on The back of the system must be refreshed again with toner before being reintroduced into the active development zone can be.

Die Strömungsgeschwindigkeit bei der G-Entwicklung ist nicht durch die Bewegung an der Grenzschicht zwischen Trommel und Entwicklerstoff begrenzt, sondern durch die zur Rückführung aufgefrischten Entwicklerstoffs in die Entwicklungszone über die Rückseite des Systems erforderliche Zeit. Da es sich um ein geschlossenes Strömungssystem handelt, ist die Volumengeschwindigkeit innerhalb der aktiven Entwicklungszone gleich der Ge-" schwindigkeit auf der Rückseite des Systems. Versuche haben gezeigt, daß bei einem unendlich großen Entwicklerstoffvorrat am Beginn der aktiven Entwicklungszone eine Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden kann, die diejenige der grundlegenden C-Entwicklung um das Achtfache übertrifft.The flow rate in G development is not limited by the movement at the boundary layer between drum and developer, but by the return replenished developer into the development zone through the back of the system. Since it is a is a closed flow system, the volume velocity within the active development zone is equal to the speed on the back of the system. Experiments have shown that with an infinitely large supply of developer on At the beginning of the active development zone, a flow velocity that of the basic C development can be generated exceeds eight times.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist verständlich, daß die Rückseite des Entwicklungssystems möglichst steil angeordnet sein soll, um eine hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen. Der Böschungswinkel des Entwicklerstoffs begrenzt jedoch die Rückführungegeometrie des Systems. Der Böschungswinkel ist derjenige maximale Winkel gegenüber der Horizontalen, bei dem eine Menge eines lockeren, teilchenförmigen Stoffe ihre Lage ohne Rutschen beibehält» Der Böschungswinkel des Sntwiokleretoffs im From the above it can be understood that the rear side of the development system should be arranged as steeply as possible in order to achieve a high flow rate. The angle of repose of the developer, however, limits the return geometry of the system. The slope angle is the maximum angle to the horizontal, in which a quantity of a loose particulate material maintains its position without slipping "The angle of repose of the Sntwiokleretoffs

109823/1718 .109823/1718.

BAD ORIGJNALBAD ORIGJNAL

— τ —- τ -

Entwicklung^gehäuse 13 hält den Entwicklerstoff von der Trommeloberfläche-urit ex-einem "beachtlichen Abstand fern, während sich die -Trommel durch das Gehäuse dreht. Bei den meisten handelsüblichen Entwicklerstoffen tritt keine Berührung der Trommel auf, bis ihre Oberfläche einen Winkel von ca. 45° gegenüber der Vertikalen hat. Der Böschungswinkel begrenzt also die Länge der aktiven Entwicklungszone und damit auch die Hückführungsgeometrie des Entwicklerstoffs erheblich».Development housing 13 keeps the developer material from the drum surface ex-a "considerable distance as the drum rotates through the housing. With most of the commercially available Developer materials do not come into contact with the drum, until their surface is at an angle of approx. 45 ° to the vertical Has. The angle of repose thus limits the length of the active development zone and thus also the return geometry of the developer material considerably ».

Es sei jedoch bemerkt, daß die G-Entwicklung trotzdem ein sehr wirksames Verfahren darstellt. Mit ihr werden bei einer Völumenströmungsgesehwindigkeit, die um den Faktor 200 bis 400 geringer ist als die Strömungsgeschwindigkeit in den meisten handelsüblichen Entwicklungssystemen, gute Kopien erzeugt« Dieser hohe Wirkungsgrad zeigt sich auch an dem extrem "ausgehungerten" Zustand der Trägerteilchen, wenn diese die aktive Entwicklungszone verlassene It should be noted, however, that the G expansion is still a very represents effective procedure. With it at a volume flow velocity, which is 200 to 400 times lower than the flow velocity in most of the commercially available ones Development systems, good copies produced «This high level of efficiency is also reflected in the extremely" starved " State of the carrier particles when they left the active development zone

Die Erfindung verbessert die C-Entwicklung innerhalb einer elektrophotographischen Reproduktionsmaschine und beseitigt die oben aufgezeigten Schwierigkeiten in der in Pig* 2 und 3 gezeigten Weise. Die Erfindung kann iri elektrophotographiscben Reproduktiönsmaschinen jeder Art angewendet werden, im dargestellten Fall handelt es sich um die Anwendung in einer Maschine mit trommeiförmigem Aufzeichnungsträger. Eine Trommel 10 ist auf einer Achse 11 befestigt, die in den Rahmenteilen der Maschine (nicht dargestellt) drehbar gelagert ißt. Die wichtigsten elektrophotographischen Verlahrensstationen Bind am Trommelumfang angeordnet, so daß sie auf die Troimneloberflache einwirken können, während diese kontinuierlich an ihnen vorbeibewegt wird. . The invention improves C development within an electrophotographic Reproduction machine and eliminates the difficulties outlined above in the manner shown in Pig * 2 and 3. The invention can be applied to electrophotographic reproducing machines of any kind, in the case shown it is the application in a machine with drum-shaped recording medium. A drum 10 is mounted on a shaft 11 which eats rotatably mounted in the frame parts of the machine (not shown). The most important electrophotographic process stations Bind on the drum circumference arranged so that they act on the Troimneloberflache while it is continuously moved past them. .

Die verschiedenen elektrophotographischen Verfahrensstationen im Bewegungsbereich der Trommeloberfläche werden im folgenden: 'hinsichtlich ihrer Funktion kurz erläutertί ...■ :The various electrophotographic process stations In the area of movement of the drum surface, the following are: 'Briefly explained with regard to their functionί ... ■:

' 109873/1718 - ί w'109873/1718 - ί w

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

An einer Ladestation A wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die photoleitfähige Trommeloberfläche aufgebracht.At a charging station A there is a uniform electrostatic Charge applied to the photoconductive drum surface.

An einer Belichtungsstation B wird ein Licht- oder Strhlungsbild eines zu reproduzierenden Bildes auf die Trommeloberfläche projiziert, um deren Ladung in den bestrahlten Flächenteilen abzuleiten und damit ein latentes elektrostatisches Bild des zu reproduzierenden Bildes zu erzeugen.At an exposure station B, a light or radiation image of an image to be reproduced is applied to the drum surface projected in order to dissipate their charge in the irradiated surface parts and thus a latent electrostatic Generate image of the image to be reproduced.

An einer Entwicklungsstation C wird ein elektrophotographischer Entwicklerstoff, der Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung entgegengesetzt derjenigen des elektrostatischen latenten Bildes enthält, in Kontakt mit der bewegten Trommeloberfläche gebracht, wodurch die Tonerteilchen an dem elektrostatischen latenten Bild haftenbleiben.At a development station C, an electrophotographic developer, the toner particles with a contains electrostatic charge opposite to that of the electrostatic latent image, in contact with the moving one Brought drum surface, whereby the toner particles adhere to the electrostatic latent image.

An einer Bildübertragungsstation D wird das entwickelte elektrostatische Bild von der Trommeloberfläche auf einen Bildträger übertragen.At an image transfer station D, the developed electrostatic image is taken from the drum surface transfer an image carrier.

Nach der Übertragung des entwickelten Bildes auf den Bildträger wird die Trommeloberfläche an einer Ladevorrichtung 18 vorbeibewegt, mit deren negativer Ladung die Trommelladung umgekehrt wird, um die Trommel auf die nachfolgende Reinigung vorzubereiten. Die ein Restbild tragende Trommel wird dann an einer Entladungsstation 19 vorbeibewegt, an der ihre gesamte Oberfläche mit Licht beleuchtet wird, um die photoleitfähige Isolierstoffschicht vollständig zu entladen. Nach dieser Entladung ist die Trommeloberfläche zur erneuten elektrostatischen Aufladung und Belichtung bereit, obwohl das Restbild der vorherigen Bilderzeugung noch auf ihr vorhanden ist. Bei den bekannten elektrophotographischen Vorrichtungen wird dieses Restbild vor der erneuten Aufladung und Belichtung entfernt.After the developed image has been transferred to the image carrier, the drum surface is moved past a loading device 18, their negative charge reverses the drum charge to prepare the drum for subsequent cleaning. The drum carrying a residual image is then moved past an unloading station 19 which has its entire surface is illuminated with light in order to completely discharge the photoconductive insulating material layer. After this discharge is the Drum surface ready for renewed electrostatic charging and exposure, although the remaining image from previous imaging is still present on it. In the known electrophotographic devices, this residual image is before the renewed Charge and exposure removed.

Die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung enthält ein Gehäuse 20, dessen oberer Teil zur Vorbeibewegung der photoleitfähigenThe developing device of the present invention includes a housing 20, the upper part of which is used to move the photoconductive

1098?3/17181098? 3/1718

Trommeloberflache geöffnet ist. Das Gehäuse 20 verläuft in Längsrichtung über die gesamte elektrophotographische Trommel. Ein Bereich 22 zwischen dem unteren Gehäuse und der Trommeloberfläche bildet die aktive Entwicklungszone des Entwicklungssystems. Drum surface is open. The housing 20 extends in Lengthwise across the entire electrophotographic drum. An area 22 between the lower housing and the drum surface forms the active development zone of the development system.

Der übrige Bereich des Entwicklungsgehäuses 20 enthält zwei Vorratsbereiche. Der Vorratsbereioh 23 liegt vor der aktiven Entwicklungszone und wird im folgenden als der Eintrittssammelbereich bezeichnet. In ähnlicher Weise wird der hinter der aktiven Entwicklungszone liegende Bereich 24 im folgenden als der Austrittssammelbereich bezeichnet. Beide Bereiche verlaufen über die länge der Trommeloberfläche und stehen mit der aktiven Entwicklungszone in Verbindung.The remainder of the development housing 20 contains two storage areas. The storage area 23 is in front of the active one Development zone and is hereinafter referred to as the entry collection area designated. Similarly, the area 24 behind the active development zone will hereinafter be referred to as the Designated outlet collection area. Both areas run over the length of the drum surface and are in communication with the active development zone.

Im Eintrittssammelbereich 23 sind ein oder mehrere drehbare Bürstenelemente 25 angeordnet, die in leichter Berührung über die Länge der Trommeloberfläche verlaufen. Während die Borsten 26 die Trommeloberfläche reinigen, werden sie durch eine Abstreifschiene 27 zusammengedrückt, um die auf ihnen enthaltenen restlichen Tonerteilchen zu entfernen. Die Borsten 26 können beispielsweise aus Dynel, Nylon, verschiedenen Pelzarten vie Neuseeland-Karnickelpelz und Kombinationen dieser Stoffe bestehen. Die Bürste 25 wird mit einer Geschwindigkeit gedreht, die zwischen dem 1,5- bis 10-fachen der Trommelgeschwindigkeit liegt, um eine einwandfreie Entfernung der restlichen Tonerteilchen zu erzielen. Die Achse der Bürste 25 ist aus dem Entwicklungsgehäuse herausgeführt und wird mit einem Antriebsmotor 50 im Uhrzeigersinn gedreht.In the inlet collecting area 23, one or more rotatable brush elements 25 are arranged, which in light contact over run the length of the drum surface. While the bristles 26 clean the drum surface, they are passed through a scraper bar 27 pressed together to remove the residual toner particles contained on them. The bristles 26 can for example made of Dynel, nylon, various types of fur New Zealand rabbit fur and combinations of these fabrics are made. The brush 25 is rotated at a speed between 1.5 to 10 times the drum speed to achieve proper removal of the remaining toner particles. The axis of the brush 25 is out of the development housing out and is rotated clockwise with a drive motor 50.

Beim Betrieb der Entwicklungsvorrichtung erzeugt der Antriebsmotor 50 eine Drehung der Bürste 25 im Uhrzeigersinn an der Abstreichschiene 27 vorbei, wodurch eine kontinuierliche Entwicklerstoffströmung in den Eintrittssammelbereioh 23 geleitet wird. Hierdurch werden die restlichen Tonerbilder von der Trommeloberfläche abgewischt und in die aktive Entwiokierstoffetrö-When the developing device is operated, the drive motor generates 50 a clockwise rotation of the brush 25 past the scraper bar 27, as a result of which a continuous flow of developer material into the entry collection area 23 will. As a result, the remaining toner images are wiped off the drum surface and fed into the active

109823/1718109823/1718

mung im Eintrittsbereich 23 geführt, wo sie von den tonerfreien Teilen der Trägerteilchen elektrostatisch angezogen werden·mung in the entrance area 23, where they are free from the toner Parts of the carrier particles are electrostatically attracted

Es hat sich gezeigt, daß eine kontinuierliche Strömung des Ent-. Wicklerstoffs nicht' dauernd aufrechterhalten werden kann. Hierzu ist eine zusätzliche Antriebskraft außer der durch die bewegte Trommeloberfläche erzeugten Kraft erforderlich, durch die der Entwicklerstoff in die aktive Entwicklungszone 22 befördert wird.It has been shown that a continuous flow of the Ent-. Wrapping material cannot be maintained permanently. For this purpose there is an additional driving force besides the one moving The force generated by the drum surface, by which the developer material is conveyed into the active development zone 22, is required will.

™ Da die restlichen Tonerteilchen in den Eintrittseammelbereich befördert werden, reicht diese zusätzliche Kraft aus, um eine kontinuierliche und fehlerfreie Entwicklerstoffströmung vom Eintrittssammelbereich in die aktive Entwicklungszone 22 zu bewirken. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung die Erzeugung von Strömungsgeschwindigkeiten, die weit über denjenigen der bisherigen O-Entwicklung liegen·™ As the remaining toner particles in the entry pool area are conveyed, this additional force is sufficient to ensure a continuous and error-free flow of developer material from To effect entry collection area into the active development zone 22. In this way the invention enables generation of flow velocities that are far above those of the previous O-development

Die Form des Gehäuses 20 im Bereich der bewegten Trommeloberfläche 10 erzeugt ein aufwärtsgerichtetes Strömungsbild innerhalb des Gehäuses, wodurch die mit Toner beladenen Trägerteilchen in Kontakt mit der Trommeloberfläche zum Austrittssammelbereich 24 befördert werden. Der Entwicklerstoff füllt die aktive Entwicklungszone vollständig aus, und die sich drehende Trommel 10, die in inniger Berührung mit dem Entwicklerstoff steht, führt den Entwicklerstoff zum Austrittssammelbereich 24· Während die mit Toner beladenen Trägerteilohen in dieser Richtung bewegt werden, geben sie die Tonerteilchen infolge des klassischen Entwicklungs- und Reinigungsvorgange ab, wodurch das latente Bild in derselben Weise wie bei der bisherigen C-Entwicklung entwickelt wird.The shape of the housing 20 in the area of the moving drum surface 10 creates an upward flow pattern within the housing, causing the toner-laden carrier particles in contact with the drum surface to the exit plenum area 24. The developer fills the active one Development zone completely off, and the rotating Drum 10, which is in intimate contact with the developer, guides the developer to the outlet collection area 24. While the carrier parts loaded with toner are moved in this direction, they give off the toner particles as a result of the classic development and cleaning processes, whereby the latent image in the same way as with the previous C development is being developed.

Der verbrauchte Entwioklerstoff wird dem Eintrittssammelbereich 23 wieder zugeführt, indem er auf der Rückseite des Entwicklungssystems nach unten bewegt wird. Dies kann durch ein sich drehendes Förderelement 35 begünstigt wirden. Die Entwicklerstoffteil-The used deviator material becomes the inlet collection area 23 by moving it down the rear of the development system. This can be caused by a rotating Conveying element 35 are favored. The developer part

109823/1718109823/1718

chen fallen infolge ihrer Schwerkraft in den unteren Teil des Entwicklungsgehäuses in Richtung auf die Bürste 25» wodurch sich ein kontinuierlicher Kreislauf ergibt. Der zur Beladung der freien Trägerteilchen erforderliche frische Toner kann durch eine geeignete Öffnung (nicht dargestellt) leicht in das Entwicklungsgehäuse eingegeben werden.Chen fall due to their gravity in the lower part of the Development housing in the direction of the brush 25 »which results in a continuous cycle. The one for loading Fresh toner required for the free carrier particles can easily be introduced into the development housing through a suitable opening (not shown) can be entered.

Die Bürste 25 führt Erdpotential. Sie leitet jegliche positive Raumladung ab, die sich auf dem Trägermaterial ansammeln kann. Wäre diese Ableitung nicht vorhanden, so würde das reibungselektrische Gleichgewicht des Entwicklungssystems gestört.The brush 25 carries earth potential. She directs all positive Space charge that can accumulate on the carrier material. If this derivative were not present, the triboelectric would be The equilibrium of the development system is disturbed.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr von der Geometrie der Rückseite des Entwicklungssystems abhängig, sondern von der Geschwindigkeit, mit der die Bürste 25 den Entwicklerstoff in die aktive Entwicklungszone eingibt. Der Bürstenmechanismus, der die restlichen Tonerteilchen laufend zuführt, bildet gewissermaßen eine unendlich ergiebige Quelle für Entwicklerstoff, die mit d'er aktiven Entwicklungszone in Verbindung steht. Obwohl dieses System nicht besonders kräftig arbeitet, wie dies bei einer Kaskadierungsentwicklung der Fall ist, erzeugt die Reinigungs- und Entwicklungsanordnung mit der Drehbürste eine mehr als ausreichende Wechselwirkung zwischen Trägerteilchen und Tonermaterial, um die geeigneten reibungselektrischen Wirkungen zu erzeugen und den Entwicklerstoff ohne Beeinträchtigung der photoleitfähigen fläche oder des Trägermaterials zu durchmischen.In the method according to the invention, the flow rate is no longer depends on the geometry of the rear of the development system, but on the speed with which the brush 25 feeds the developer into the active development zone. The brush mechanism that removes the remaining toner particles continuously supplies, forms an infinitely rich source of developer material, as it were, with d'er active development zone communicates. Although this system does not work as vigorously as it does in cascading development is the case, the cleaning and developing assembly with the rotary brush produces a more than adequate one Interaction between carrier particles and toner material in order to generate the appropriate triboelectric effects and Mix the developer material without affecting the photoconductive surface or the carrier material.

Die Reinigungs- und Entwicklungsanordnung verbessert die aktive Entwicklungszone, indem die Abhängigkeit von der Geometrie der Rückführung beseitigt ist. Dadurch kann eine Entwicklungsvorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, vielseitiger eingesetzt werden als die bisherige C-Entwicklung.The cleaning and development arrangement improves the active development zone by eliminating the dependency on the geometry of the return. As a result, a development device that works according to the method according to the invention can be used in a more versatile manner than the previous C development.

Der Böschungswinkel des Entwicklerstoffs begrenzt die Länge der Entwicklungszone nicht mehr. Mit einer nach der Erfindung arbei- _t tenden Vorrichtung kann die aktive Entwicklungszone verlängertThe angle of repose of the developer no longer limits the length of the development zone. With a arbei- according to the invention _t Tenden device active development zone can be extended

109823/1718109823/1718

oder verkürzt werden, so daß sie auf die jeweilige Maschinengeschwindigkeit oder Trommelgröße optimal eingestellt werden kann. Die gemäß der Erfindung vorgesehene Drehbürste ist nicht auf den Einsatz an einem zylindrischen Aufzeichnungsträger beschränkt, sondern kann auch leicht "beispielsweise an einem photoleitfähigen, endlosen Band oder an einer bewegten, flachen Platte eingesetzt werden.or shortened so that they can be adjusted to the respective machine speed or drum size can be optimally adjusted. The rotary brush provided according to the invention is not on the Use on a cylindrical recording medium is limited, but can also easily "for example on a photoconductive, endless belt or on a moving, flat plate.

Das erfindungsgemäße Verfahren isoliert die aktive Entwicklungszone gewissermaßen gegenüber der Rückseite des Entwicklungssystems, so daß mehr Anwendungsmöglichkeiten als bisher verwirklicht werden können. Die untere Begrenzungsfläche der aktiven Entwicklungszone kann in der Art einer vorgespannten Elektrode verwendet werden, wie dies bei den üblichen Entwicklungssystemen der Fall ist, wenn an sie eine Gleichspannung angelegt wird. Diese muß einen derartigen Wert haben, daß Hintergrundentwicklung unterdrückt und die Entwicklung durchgehend getönter Flächen verbessert wird. Weitere Einzelheiten über die Wirkungsweise von Entwicklungselektroden finden sich in den US-Patentschriften 2 573 881 und 2 725 304.The method according to the invention isolates the active development zone to a certain extent from the rear of the development system, so that more applications than before can be realized. The lower boundary of the active one Development zone can be in the manner of a biased electrode can be used, as is the case with conventional developing systems when a DC voltage is applied to them. These must have such a value that background development suppressed and the development of continuously tinted areas is improved. More details about how it works of developing electrodes can be found in U.S. Patents 2,573,881 and 2,725,304.

Innerhalb des gesamten Funktionsbereichs einer nach der Erfindung arbeitenden Entwicklungsvorrichtung tritt eine ausreichende Durchmischung des Entwicklerstoffs auf, wodurch auch die geeignete Elektrifizierung durch Reibung erzielt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei die Eingabe eines vorschriftsmäßig gemischten und geladenen Entwicklerstoffs in den Eintrittsbereich der aktiven Entwicklungszone unabhängig von der dort herrschenden Strömungsgeschwindigkeit. Dieser Vorgang ist hinsichtlich der Durchmischung des Entwicklerstoffs unabhängig von der Strömung an der Grenzfläche zwischen Trommeloberfläche und Entwicklerstoff, sondern er wird durch die mechanische Wirkung der laufend gedrehten Reinigungsbürste bestimmt. Diese erfüllt außer der Entfernung restlicher Tonerteilchen von der Trommeloberfläche und der Durohmischung desWithin the entire functional range of a developing device according to the invention, there is sufficient Mixing of the developer material, whereby the suitable electrification is achieved by friction. The inventive Method enables a properly mixed and charged developer to be entered into the entry area of the active development zone independently the prevailing flow velocity there. This process is independent of the mixing of the developer from the flow at the interface between the drum surface and developer material, but it is caused by the mechanical Effect of the continuously rotating cleaning brush is determined. This fulfills apart from the removal of residual toner particles of the drum surface and the Durohm mixture of the

109873/1718109873/1718

Bntwicklerstoffa eine weitere Funktion, die darin besteht, daß sie einen extrem hohen Anteil des teilchenförmigen Entwicklerstoffs vor der Eingabe in die aktive Entwicklungszone berührt und dabei jegliche Raumladung ableitet, die sich auf den Trägerteilchen ansammeln könnte.Developer material has another function, which is that they have an extremely high proportion of the particulate developer touched before entering the active development zone and thereby dissipates any space charge that is on the carrier particles could accumulate.

109823/1718109823/1718

Claims

-H- patent application

Process for developing an electrostatic latent image on a reusable, photoconductive Recording surface that moves continuously through a development zone and between the image formations of residual toner particles the respective preceding image formation is cleaned, characterized in that the remaining toner particles at the beginning (23) of the development zone (22) are introduced into a continuous flow of developer material which is in contact with the recording surface (10).

2. The method according to claim 1, characterized in that the recording surface (10) by an upwardly inclined Development zone (22) is moved, at the beginning (23) of which the remaining toner particles are brushed off the recording surface (1O) will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after the transfer of the developed toner image from the recording surface (10) and before cleaning it, the recording surface (10) is also electrostatically charged of a polarity that matches the polarity of the toner particle charge.

109823/1718 .109823/1718.