DE2112538C3 - Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung für flüssigen Entwickler zur Durchlaufentwicklung - Google Patents

Description

45 Die Ursache für eine Halo-Erscheinung besteht

darin, daß sich in dem Grenzbereich des Bereiches niederer Ladungsdichte ein Feldvcrlauf ausbildet, der zur Richtung der von den einzelnen Ladung; 11

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische primär ausgehenden Feldlinien umgekehrt gerichtet Entwicklungsvorrichtung für flüssigen Entwickler zur 50 ist. Im Bereich dieses umgekehrten Feldes wird kein Durchlaufentwicklung, mit einer sich in der Entwick- Toner angelagert, sondern weggeführt. Bekanntlich lungszone erstreckenden Entwicklungselektrode. verlaufen bei einem begrenzten, geladenen Beieich,

Eine photoleitfähige Schicht, die bei der Elektro- der einem ungeladenen Bereich benachbart ist (starke photographic angewendet wird, weist nach der bild- Änderung der Ladungsdichte) unter der Wirkung näßigen Belichtung immer ein mehr oder weniger 55 eines auf der Rückseite der geladenen Fläche begroßes Restpotential in den belichteten, an sich zu findlichen elektrisch leitenden Trägers an der Grenze entladenden Bereichen auf. Wenn man versucht, die des geladenen Bereiches die Feldlinien in höherer vollständige Entladung dieser Bereiche mit einer aus- Dichte als im Innenbereich unter Umkehrung ihrer reichenden erhöhten Strahlungsenergie zu erreichen. ursprünglichen Richtung zum rückwärtigen leitenden dann fallen die Potentiale der anderen Bereiche, in 60 Träger. Dies gilt auch, wenn sich in Nachbarschaft denen die Entladung nur bis zu einem gewissen des Bereiches hoher Ladungsdichte ein zw;.r eben-Ausmaß fortschreiten sollte, auf ein unerwünscht falls geladener, aber eine verhältnismäßig nur geringe niedriges Niveau und machen es unmöglich, eine gc- Ladungsdichte aufweisender Bereich befindci. insbctreue Wiedergabe der Kopiervorlage zu erreichen. sondere auch dann, wenn keine rückwärtige leitende Deshalb ist es allgemeine Praxis, das Bclichtungs- 65 Schicht vorhanden ist, weil die Feldlinien vom Be-■usmaß so einzustellen., daß ein gewisses niedriges reich höheren zum Bereich niedrigeren Potentials Restpotential im stark belichteten Bereich oder in den verlaufen. Dieser Effekt ist auch durch die 'Vnwen-Spitzlichtem verbleibt. Dabei wird der Untergrund dung einer Gegenelektrode, wie sie zum Entwickeln

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verwendet wird, und die ohnehin nur begrenzt an- an Bereiche hoher Ladungsdichte angrenzen, die

näherbar ist, nicht ganz auszuschalten, da gigebenen- Streifenbiidung und der Randeffekt verhindert werden

falls der rückwärtige leuenae ι rager, zumindest aber können und die eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit

dit Grenzzone des Bereiches niederer Ladungsdichtc ermöglicht.

dem Bereich hoher Ladungsdichte näher liegt., als die 5 Gemäß der Erfindung wird eine elektrophotogra-Gegenelektrode beim Entwickeln angenähert werden phische Entwicklungsvorrichtung für flüssige Entkann. Das deckt sich auch damit, daß der bekannte wickler zur Durchlaufcntwicklung mit einer sich in Randeffekt mit einer Entwicklungselektrode nicht der Entwicklerzone erstreckenden Entwicklungseanz ausgeschaltet werden kann, sondern !ediglich elektrode geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, wegen der mit dieser erreichten höheren Entwick- 10 daß die Entwicklungselektrode rasterartige Öffnungen lunesdichte in den innenzonen eine vermehrte To- aufweist, wobei das Verhältnis der Ausdehnung der nerablagerung am Rand als sichtbarer Schwärzungs- Öffnungen zu den geschlossenen Bereichen in Durchunterschied nicht mehr wahrnehmbar ist. Das umgc- laufnchtung des zu^entwickelnden Materials abnimmt, kehrte Feld tritt somit auch dann, wenn auch schwä- Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist die eher, auf, wenn einem Bereich hoher Ladungsdichte 15 Schaffung einer Einrichtung zur Ausführung der Entein zwar geladener, aber eine wesentlich geringere wicklung, die eine Anfangsentwicklung mil geringer Ladungsdichte aufweisender Bereich benachbart ist. Einflußnahme einer Entwicklungselektrode umfaßt, Stellt dieser Rereich nicht ein unerwünschtes Rest- worauf die nachfolgende Entwicklung mit erhöhter potential dar. sondern einen einem Grauwert ent- Einflußnahme einer Entwicklungselektrode erfolgt, sprechenden, also zu entwickelnden Bereich, tritt bei 20 Dabei wird durch die Änderung des Ausmaßes der Entwicklung die genannte Halo-Erscheinung auf. der öffnungen auf der Entwicklungselektrode deren

Einen weiteren Nachteil bei der Eleklrophoto- Einfluß variier'..

graphie stellen Streifen oder Schlieren im ent- Die Entwicklungselektrode ist in Richtung des anwickelten Bild dar. Streifen treten längs der Strö- kommenden elektrophotographischen zu entwickelnmungsrichtung der Entwicklerfiüssigkeit auf und be- 25 den Materials mil einem"grä^ßercn Ausmaß an Öffwirken eine Trübung der mit Toner belegten Fläche niingen versehen, wobei das Ausmaß der Öffnungen stromabwärts. Solche Schlieren oder Streifen sehen in Durchlaufrichtung des zu entwickelnden Materials wie der Schwanz eines Kometen aus. Leicht wahr- abnimmt und dadurch die Wirksamkeit der Eleknehmbare Schlieren oder Streifen verschlechtern trode stetig zunimmt. Mittels der Entwicklungselckaußerordentlich die Qualität eines entwickelten BiI- 30 trode gemäß der Erfindung wird die Bildung von des. Der wichtigste Grund, der zum Auftreten der Streifen oder Schlieren auf dem entwickelten Bild Schlieren führt, ist eine relative Geschwindigkeits- vermieden.

komponente des Entwicklerflusscs parallel zu der zu Durch die Zunahme der Wirksamkeit der Elekentwickelnden Fläche. Eine vollständige Aus- trode in Durchlaufrichtung des Aufzeichnungsmaschließung dieser parallelen Komponente ist prak- 35 terials wird im Grenzbereich eines Bereiches nietisch unmöglich und auch nachteilig für eine aus- derer Ladungsdichte in Nachbarschaft zu einem Bereichende Zufuhr der Entwicklerflüssigkeit. Deshalb reich hoher Ladungsdichte eine Halo-Erscheinung muß man dieses Problem unter der Voraussetzung verhindert, veil die zunächst mit einem hohen OfT-des Bestehens der parallelen Komponente betrachten nungsausrnaß der Elektrode durchgeführte Entwick- und lösen. Obwohl der Mechanismus, durch den die 40 lung zu einem starken Randeffekt im Bereich hoher Streifen und Schlieren entstehen, noch nicht geklärt Ladungsdichte führt. Hierdurch wird nämlich durch ist, wurden viele Verfahren zur Verringerung der die verstärkte Tonerablagerung an der Grenze die Streifen und Schlieren gefunden. Als empirische ursprüngliche Ladung verstärkt neutralisiert und so-Regel gilt, daß die Schlierenbildung stärker wird. mit der Gradient der Ladungsdichte im Grenzbereich (a) bei einem Toner, der nur eine niedrige elektro- 45 verringert. Damit entfällt die Grundlage für eine HaIostatischc Ladung hat, (b) bei sehr steilen Änderungen Erscheinung. Mit zunehmender Ausbildung des Randder Ladungsdichte in einem Ladungsbild, (c) wenn effektes während der ersten Phase der Entwicklung die relative Geschwindigkeit zwischen der zu ent- verschwindet also zunehmend das umgekehrte elckwickelndcn Oberfläche und der Entwicklerflüssigkeit Irische Feld, so daß zunehmend auch in dessen Bezunimmt und (d) wenn die Entwicklungselektrode 50 reich Toner abgelagert wird. Im weiteren Verlauf näher an die zu entwickelnde Oberflächr herantritt, der Entwicklung mit abnehmendem Öffnungsausmaß so daß die elektrischen Kraftlinien, die von den der Elektrode wird dann der Innenbereich des Be-Bildladungen ausgehen, weniger diffus verlaufen. reiches hoher Ladungsdichte voll ausentwickelt, weil

Bei einer bekannten elektrophotographischen Mi- nunmehr die vom Innenbereich ausgehenden FeId-

krokopiervorrichtung (vgl. US-PS 33 81 662) wird 55 linien direkt zur Gegenelektrode verlaufen und nicht

ein zu entwickelndes Band auf dem Umfang einer in mehr wie bisher in der Randzone verdichtet sind.

flüssigen Entwickler tauchenden Trommel geführt Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden

und durch den Entwickler bewegt. Am Trommclum- die obenerwähnten Nachteile vermieden, und diese

fang sind im Entwicklungsbereich leitende Rollen Vorrichtung ist zur Hochgeschwindigkeitsentwickals Gegenelektrode!! angeordnet. Diese Gegenelek- 60 hing geeignet. Der Abstand zwischen der Entwick-

tmdcniOlIen sind in gleichmäßigem Abstainl'vonem- lungsclektrode und der das Ladungsbild tragenden

ander angeordnet. " " Fläche kann in Durchlaufrichtung des zu entwickeln-

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer den Materials konstant gehalten weiden. Wenn das

elektrophotographischen Durchlaiif-Entwicklungs- Verhältnis der öffnungen in der Entwicklungsclekvorrichtung für flüssige Entwickler, mit welcher eine 65 irodc von Anfang an sehr klein gehalten würde und

von einer elektrostatischen Remanenzladung her- der Abstand (nachstehend als »j>« bezeichnet) zwi-

rührende Schleicrbildung, die Bildung von weißen sehen der Entwicklungselektrode und der das La-

Halohöfen in Bereichen ""niederer Ladungsdichtc die dungsbild tragenden Fläche klein ist, würde auch eine

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geringe Remanenzladung entwickelt, was zur Schlei- Fig. 6 zeigt die Verteilung des elektrischen FeI- verb

erbildung führt. Auch ein sogenannter Randeffekt des, wenn die Wirkung der Entwicklungselektrode mit

und Streifen würden übertragen. klein ist; Ebei

Diese Nachteile werden durch Verwendung der F ι g. 7 zeigt die Verteilung eines elektrischen hei- (Nin

Entwicklungselektrode gemäß der Erfindung der vor- 5 des in der Nähe einer Oberfläche, die die in Fi g. 5 ist «j

stehend angegebenen Art vermieden. wiedcrgegcbcnc Laduiigsvcrtcilung aufweist, wenn die Feld

Insbesondere kann man gemäß der Erfindung die Wirkung der Entwicklungselektrode groß ist; ungc

Entwicklung bei einem hohen Öffnungsausmaß zu F i g. 8 zeigt eine Verteilung der elektrostatischen y

Beginn durchführen, wobei das Restpotential kaum Ladung, wobei ein Bereich gleichförmiger niederer Veil

entwickelt wird, und'sich das Restpotential unter dem 10 Dichte und ein Bereich gleichförmig hoher Dichte _wob

Einfluß des Entwicklers und durch Dunkelabfall ver- benachbart sind; fcstt

ringern kann, bis dann mit fortschreitendem Durch- Fig. 9 zeigt die Verteilung des elektrischen Feldes wicV

lauf das öffnungsausmaß abnimmt. in der Nähe der Oberfläche eines elektrophotogra- und

Eine Tonerablagerung in den Untcrgrundbc- phischcn Aufzeichnungsmatcrials, das die in Fi g. 8 das

reichen kann nicht mehr auftreten, weil kein Rest- 15 gezeigte Ladungsverteilung aufweist; _trod

potential mehr vorhanden ist. Außerdem wird ein Fig. 10 zeigt die Verteilung der elektrostatischen der

zusammenhängender Bereich hoher Ladungsdichte, Ladung, die eine allmähliche Änderung von nie- ist.

der einem Bereich niederer Dichte benachbart ist, zu derer Ladungsdichtc zu hoher Ladungsdichle zeigt; i;

Beginn der Entwicklung zunächst einer Entwicklung Fig. 11 zeigt die Verteilung des elektrischen FeI- clck

mit Randeffekt unterworfen, was, wie dargelegt, die 20 des. das durch die in Fig. 10 gezeigte Ladungs'ci- übe

Bildung einer Halo-Erscheinung verhindert. Bei der teilung erzeugt wird; ein

weiteren Entwicklung des auf diese Weise halb ent- F i g. 1 2 ist eine Draufsicht, die den Entwicklungs- bcsi

wickelten Bildes mit kleinem Öffnungsausmaß der zustand zeigt, der beobachtet wird, wenn flüssiger unit

Elektrode wird auch die Fläche hoher Ladungsdichte Entwickler über die Oberfläche eines clcktrophoto- phi«

in den Innenbereichen gleichförmig nachentwickelt, 25 graphischen Aufzeichnungsmatcrials, das eine stu- sch;

so daß der Randcffckl verschwindet. Da Streifen teilweise sich ändernde Ladungsverteilung aufweist. 1

oder Schlieren im wesentlichen bei einem kleinen senkrecht zu dieser Stufenfolge fließen gelassen wird; glci

Öffnungsausmaß und in den Bereichen, wo der Gra- Fig. 13 bis 17 zeigen Liingsschnittansiditen von mit

dient der Ladungsdichtc groß ist, auftreten, werden Entwicklungselektrode!! zur Verwendung in der VHr- wie

sie ebenfalls wirkungsvoll verhindert, weil während 30 richtung gemäß der Erfindung; lcn

der Entwicklung mit kleinem Öffnungsausmaß der F i u. 18 und 19 zeigen Draufsichten von Entwick- ide;

Elektrode auf Grund des Randeffektes der Gradient lungselcktrodcn zur Verwendung in der Vorrichtung Hai

der Ladungsdichte kleiner ist. gemäß der Erfindung. FeI

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Fig. 1 zeigt ein clektrophotographisches Auf- gcz-

Tonerbild stark verbesserter Qualität durch eine 35 zcichnungsmatciia! 10, dessen halbe Oberfläche Eic

erste Entwicklung mit betontem Randeffekt, kombi- gleichförmig geladen ist. Das Aufzeichnungsmaterial or«.-.

niert mit einer zweiten Entwicklung mit unterdrück- umfaßt eine photolcitfähigc Schicht 11 und einen lei- ersi

tem Randeffekt, erhallen werden. (enden Schichtträger 12. Die crslerc kann amorphe« siei

Das Verhältnis der Ausdehnungen der Öffnungen Selen, eine homogene Mischung aus photoleitfähigcm gek

auf der Entwicklungselektrode kann geändert wer- 40 Zinkoxyd und einen isolierenden Harz umfassen. um

den. Es können aber auch mehrere Elektroden mit während geeigneie Materialien für den Schichtträger j «,ι

verschiedenen Verhältnissen der Ausdehnung der Metallplanen. Kunststoffilme und -folien, die mit 1

öffnungen verwendet werden. Das Verhältnis der elektrisch leitenden Mitteln behandelt sind, und Pa- linl

Öffnungen oder offenen Bereiche zu den geschlossc- pier, das durch spezielle Behandlungen eine geeig- lini

nen Bereichen wird nachstehend mit »5« bezeichnet. 45 nete Leitfähigkeit aufweist, sind. Während der Ent- Gr

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der wicklung wird der Schichtträger 12 im allgemeinen voi

Zeichnung erläutert, wobei sich die Fig. 1 bis 7 auf auf Erdpotential gehalten. Das Ladungsbild in dieser un

grundsätzliche Verhältnisse beziehen, von denen die Figur besteht aus einer positiven Ladung, die auf der kcl

Erfindung ausgeht. rechten Hälfte der Oberfläche 11 mit einer gleichförmi- gil

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines elektro- 5° gen Dichte Λ_(ι verteilt ist. Eine gleiche Ladungsmenge du

photqgraphischen Aufzeichnungsmatcrials, dessen entgegengesetzter Polarität wird in der Grenzschicht Ei

halbe Fläche gleichförmig elektrostatisch geladen ist; zwischen den Schichten 11 und 12 induziert. Die po- du

Fig. 2 zeigt die Verteilung der elektrostatischen sitive Ladungsverteilung ist graphisch in Fig. 2 wie- nc Ladung auf der Oberfläche eines elektrophotogra- dergegeben. in der die Ordinate dem Seitenabstand

phischen Aufzeichnungsmatcrials, das, wie in Fig. 1 55 von der Grenze, die den geladenen und den nichtge- Fr

gezeigt, elektrostatisch geladen ist; ladencn Bereich trennt, entspricht. Die Ladungs- de

Fig. 3 und 4 zeigen die Abwesenheit bzw. An- dichte wird über den ganzen Bereich als gleichförmig ur

Wesenheit einer Entwicklungselektrode die Verteilung angenommen. Λ - Λ₍₎. Die Fig. 3 und 4 zeigen die wi

eines elektrischen Feldes senkrecht auf und in der Verteilung des elektrischen Feldes, das aus der be

Nähe der Oberfläche eines elektrophotographischen 60 obigen Ladungsverteilung entsteht und nahe der ge- ni<

Aufzeichnungsmatcrials, das eine wie in Fig. 2 ge- ladcncii Oberfläche beobachtet wird. Die Kurven h;

zeigte elektrostatische Ladungsverteilung aufweist; entsprechen den Feldern senkrecht auf die geladene Iu

Fig. 5 zeigt die Verteilung der elektrostatischen Ebene. Fig. 3 zeigt die Feldvcrtcilung ohne eine pe

Ladung, die erhalten wird, wenn die elektrostatische Entwicklungselektrode, bevor eine Entwicklung ein- ai

Ladung entsprechend der Ladung in Fig. 1 auf die 65 gesetzt hat. In diesem Fall wird festgestellt, daß rc Oberfläche eines elektrophotographischen Aufzeich- die Fcldvertcilung gänzlich verschieden ist von der

nungsmatcrials aufgebracht wird, das eine gleich- Ladung, auf der das Feld beruht. Diese Tatsache ist >n

polare Remanenzladung aufweist; bekanntlich mit dem sogenannten Randeffekt nahe tr

verbunden. Es ist zu bemerken, daß ein Feldbereich mit umgekehrter Richtung in der linken Hälfte der Ebene, die der Grenze benachbart ist. besteht. (Nimmt man an, daß das obere Feld positiv ist. so ist dieses umgekehrte Feld negativ.) Das umgekehrte ;, Feld hat sein Maximum in der Nähe der Grenze des ungeladenen Bereiches zum geladenen Bereich.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die der Verteilung des beobachteten elektrischen Feldes zeigt, wobei die das Ladungsbild tragende Oberfläche in festgelegtem Abstand gegenüber einer geerdeten Entwicklungselektrode angeordnet ist. Die Kurven A und R in F i g. 4 entsprechen den Fällen, bei denen das Öffnungsverhällnis (S) auf der Entwicklungselektrode sehr gering ist bzw. groß ist. d. h. der Einiluß der Entwicklungselektrode groß (A) bzw. klein (H) ist.

Die Verteilung des elektrischen Feldes und der elektrostatischen Ladung zeigt eine ziemlich gute Übereinstimmung, wenn (.S) sehr klein ist. obgleich ein schwaches umgekehrtes elektrisches Feld noch beslehenbleibt, das insbesondere in Nähe der Grenzlinie (wiedergegeben durch den Nullpunkt der graphischen Darstellung) ein Maximum h.it und das schnell nach links verschwindet.

Fig. 5 zeigt eine Eadungsverteilung mit eine·· gleichförmigen an sich unerwünschten Restladung mit einer Dichte Λ_η' auf der linken Hälfte der Ebene, wie sie sich bei Belichtung mit Schwarz- und Weißwerten ergibt. Die Eadungsverteilung in F 1 c 2 ist eine ideale Ladunesvertcilung mit <V " 0 auf der linken Hälfte. Fig. 6 zeigt in Analogie zu Fig. 2 und 3 die FcIcK crteihmg senkrecht zur Ebene, bei eier in F i g. 5 cczeiaten Ladungsverteilune, in Abwesenheit emcr Elektrode oder mit einer Elektrode mit einem relativ ,5 großen Öfiruinuv-erhältnis (.S'). Wie ans dieser Figur ersichtlich ist. ist das Feld der Restladung neutralisiert, und es ergibt sich auf der linken Hälfte ein umgekehrtes (negatives) Feld mit einem Maximum, das unmittelbar lern stark geladenen Bereich benachbart ist.

Dies entspricht der Kurve A in F i g. 4. wobei der iinkc Kiirvcnast wegen der Restladung'I₀' auf der linken Seite insgesamt nach oben verschoben ist. Auf Grund des RnndfTcktcs wird das an sich \orhandcnc von der Restladung V stammende positive Feld unterdrückt, werncieich das resultierende umgekehrte FcUl kleiner ist als ohne Restladung Λ_η'. Dies silt, sowcii der Iinkc Bereich (Bereich niederer Ladungsdichte, d. h. der Restladung) voll unter den Einfluß des Randfcldes des Bereiches hoher Ladunasdichte kommt und das Feld der Restladung neutralisiert werden kann.

Wenn eine Entwicklerflii^iakei! (die in diesem FaI! einen negativ geladenen feinverteiltcn Toner, der in einer isolierenden Flüssigkeit dispergiert ist. umfaßt) einer solchen Fcldvcrteilung zugeführt wird, wird der Toner nur abgelagert, wo ein positives Feld besteht, und da auf der linken Hälfte, wo an sich verhältnis (Λ), wie sie an sich zur Unterdrückung des RandelTektes (bei A im Bereich hoher Ladungsdiehie) angewendet wird. Bei geringem ÖlTnungsausmai.'i (.S) wird das durch die Restladung <\,' gebildete positive Feld durch das umgekehrt verlaufende Randtelu. das durch den gleichförmig geladenen Bereich hoher 1 adimgsdichte (rechte Hälfte) an sich verursacht wird, nicht in dem Maße aufgehoben wie im Falle der F 1 g. 6. weil jetzt der Randefickt (Dichte des Randfcldes im Bereich hoher Ladungsdichte) verringert ist. so daß cm restliches positives Feld auf der linken Hälfte der Ebene zurückbleibt. Auf Grund dessen wird auch hier Toner abgelagert, und es entsteht eine unerwünschte Untergrundentsvieklung. Es kann somit gesagt werden, daß der eine Vorteil der Entwicklungselektrode mit einem Nachteil erkauft wird.

Im folgenden wird die bei gebräuchlichen Entw icklungsvcrfahrcn auftretende Lichthufbildung (Halo-Bildting) erläutert.

Fig. S zeigt ein Beispiel einer Ladungsverteilung. die zwei Bereiche umfaßt, wobei jeder eine gleicharmige hohe bzw. niedere Dichte <\, und <\ hat und der Bereich von <\, einem schwarz und Λ, einem weiß zu entwickelnden Bereich entspricht. Eine abrupte Anuu;ing der Ladungsdichtc tritt an der Grenze tier beiden Bereiche aui. Die durchgehende Linie in 1 1 g. '-> zeigt die Feldvcrteilung in Verbindung mit tier in F 1 g. X gezeigten Ladungsverteilung in Gegenwart einer Elektrode mit einem kleinen .S-Wcit (vgl 1 i c. 7). wobei auf Grund des durch den hohen Potenti.!!unterschied bewirkten Randfeldes des Bereiches hober Ladungsdichte im Grenzbcrcich des Bereiches niederer Ladungsdichte ein umgekehrtes (negatives) Feld auftritt, welches das positive Feld des Bereiches niederer Ladungsdichte neutralisiert und an der Grenze ein Maximum hat. Wenn nun eine Entwickierrlüssigkcit auf die Ebene unter der Elektrode mit kleinem .S"-Wcri aufgebracht wird, wird Toner gemäß der Feldverteilung, die durch die durchgehende linie der F1 g. ⁽> gezeigt ist. abgelagert. Wird die 1 ntwickiuna unierbrochen, bevor die vollständige Neutralisation der Ladung beendet ist, verbleibt cmc restliche Ladunc auf der F.bene, die schematisch durch die gestrichelte Linie in Fig. S wiedergegeben ist. Dies bedeutet, daß auf Gr: \ eines kleinen .S-Wer'es die l.adungsncuiralisation net der Entwicklung, über aiie Bereiche im wesentlichen gleichförmig fortschreite;, mit Ausnahme an der Grenze der beider Bereiche. Das Feld innerhalb des Bereiches des umgekehrten (negativen) Feldes verläuft dann so. wie es durch die gestrichelte Linie in F i g. 9 gezeig; ist. wobei alle wesentlichen Merkmale der ursprünglichen Anordnung mit Fcldvcrteiiung vor der Entwicklung mit verringertem absolutem Wert beibehalten werden. Eine Halo-Erscheinung tritt bereits zu diesem Zeitpunkt auf. weil im Grenzbercich ein umgekehrtes Feld besteht. Aus der F i g. 9 ist ersichtlich, daß das innerhalb des bereits erau ent-

nicht entwickelt werden ^oll. kein positives Feld vor- 60 wickelten Bereichs niederer Ladungsdichte ursprünghanden ist. tritt auch keine (Untergrund-jEntwick- lieh vorhandene positive Feld, wenn auch verringert.

hing in diesem Bereich auf, obgleich primär ein Restpotential vorhanden ist. Dafür ergibt sich aber ein ausgeprägter Randcffckt im Grenzbereich des Bereiches hoher Ladungsdichtc.

Fig. 7 zeigt die Feldanordnung entsprechend des üi Fig. 5 gezeigten Ladungsbildes mit einer Elektrode mit einem verhältnismäßig kleinen ÖfFnungsnoch vorhanden ist. woraus ersichtlich ist, daß bei Verwendung einer Elektrode mit geringem ÖfTnungsverhältnis (.S") von Beginn an und während der Entwicklung ein positives Feld im Bereich geringer Ladungsdichtc. sogar nachdem die Toncrabscheidung bis zu einem beträchtlichen Ausmaß fortgeschritten ist. aufrechterhalten bleibt. Bei einer Weiterentwick-

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lung würde also in dem Bereich niederer Ladungsdichte, dort wo ein positives Feld noch vorhanden ist, weiterhin Toner abgeschieden werden; nicht jedoch in dem grenznächsten Bereich, wo das umgekehrte Feld herrscht, so daß die Halo-Erscheinung weiter verstärkt werden würde.

Fig. 10 beschreibt eine Restladungsverteilung, wenn die Entwicklung unter Anwendung einer Ladungsverteilung ausgeführt wird, die durch die durchzogene Linie in F i g. 8 dargestellt ist, und zwar mit einem verhältnismäßig großen .V-Wert.

Die Anfangsverteilung des elektrischen Feldes nimmt auf Grund des großen i'-Wertes die Form der F i g. 6 an, und deshalb beginnt die Ablagerung der Tonerteilchen vorzugsweise in den Bereichen mit starkem elektrischen Feld in der Nähe der Grenzen.

Eine solche Ablagerung neutralisiert die elektrostatische Ladung ausschließlich in den Teilen, wo das elektrische Feld stark ist. während die elektrostatische Ladung in den Teilen, die von den Grenzen entfernt liegen, ziemlich unverändert bleibt. Nach teilweise vorangeschrittener Entwicklung hat die verbleibende Ladung, die durch weitere Entwicklung neutralisiert werden soll, die Verteilung, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, und zeigt nunmehr eine allmähliche Änderung der Ladungsdichtc im Grenzbereich. Die Feldverteilung, die mit einer solchen Ladungsverteilung (geringer Potentialunterschied) verbunden ist, ist von einem umgekehrten Feld frei, wie dies in Fig. 11 gezeigt wird.

Fig. 11 zeigt die Verteilung des elektrischen Feldes, entsprechend der Ladungsverteilung von Fig. 10, wenn der Wert S sehr klein gehalten wird. In diesem Fall kann der Wert von .V extrem klein gehalten werden, da in diesem Fall auf Grund des Fehlens einer abrupten Änderung der Ladungsdichte kein umgekehrtes Feld, wie im Falle von Fi g. 9. gebildet wird. Infolge der gemäßigten Änderung des elektrisches Feldes, wie in F i g. 11 gezeigt, treten daher kaum Halos oder Streifen auf.

Obwohl Schleier nud Streifen vorteilhafterweise durch Aufrechterhalten von großen S-Werten während der Entwicklung verringert werden, sollte eine solche Arbeitsweise vermieden werden, da die Entwicklungsgeschwindigkeit außerordentlich verlangsamt wird und da es unmöglich ist, ein zufriedenstellendes Bild zu erhalten, das eine getreue Wiedergabe des latenten Bildes ist und welches keine Randeffekte aufweist. Es ist daher notwendig, den 5-Wert nach einer geeigneten Zeit zu verringern. Diese Zeit liegt im allgemeinen im Bereich von mehreren 10 bis mehreren 100 see und übersteigt manchmal diesen Bereich, obwohl diese Zeit stark von verschiedenen Faktoren abhängt, wie von den Eigenschaften des elektrophotographischcn Materials, dem Widerstand des flüssigen Entwicklers, der elektrostatischen Ladung auf den Tonerteilchen, der Konzentration der Tonerteilchen im flüssigen Entwickler, der Wanderungsgeschwindigkeit der Toner u. dgl.

Fig. 12 zeigt einen entwickelten optischen Keil, der den Einfluß des Öffnungsverhältnisses S auf die Bildung von Schlieren, abhängig von der Ladungsdichteänderung, wiedergibt.

Dieses Bild wird durch Entwicklung eines Ladungsbildes, das einem optischen Stufenkeil entspricht, erhalten. Die Entwicklung wurde ausgeführt, wobei der S-Wert außerordentlich klein gehalten wurde, und die Zuführung einer Entwicklerflüssigkeit in der durch den Pfeil angegebenen Richtung erfolgte.

Versuche haben gezeigt, daß es zwei Arten von Schlieren gibt. Eiinc Art erstreckt sich weit, aber schwach längs der Fließlichtung des Entwicklers, und die andere Art ist kurz, aber dicht. Wenn der .V-Wert vergrößert wird, verschwindet die letztere Art, während die ersterc Art erhalten bleibt. Die weitreichenden Schlieren verschwinden bei Verringerung

ίο der Durchflußlcistung des Entwicklers. Die langen Streifen verschwinden auch, wenn die Fließgeschwindigkeit des (Hissigen Entwicklers verringert wird, und zwar unabhängig vom .S'-Wcrt. Es hat sich auch bestätigt, daß diese kurzen Streifen nicht auftreten.

wenn die Entwicklung mit einem großen .S'-Wert beginnt und der Wert von S während der Entwicklung kleiner gemacht wird.

Zum Beispiel wurde experimentell bestätigt, daß die dunklen kurzen Streifen nicht auftreten, wenn die erste Entwicklung nur 0,3 bis 5 sec mil einem großen Λ'-Wert durchgeführt wird.

Die wesentlichen Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden zusammengefaßt:

1. Schleier

Da es praktisch unmöglich ist. die Bildung eines Remancnzpotcnlials in der Elektrophotographie zu vermeiden, ist die Schleierbildung auf Grund des elektrischen Feldes, das vom Remanen/potential ct-

zeugt wird, unvermeidlich, wenn die Entwicklung mit einem kleinen Verhältnis der offenen Bereiche vom Beginn der Entwicklung an durchgeführt wird. Es ist jedoch möglich, diesen Schleier zu vermeiden, indem das Verhältnis der offenen Bereiche zu Beginn der Entwicklung groß gehallen wird, um das Remanenzpotential 711 schwächen.

2. Halo- und Randeffekt in den Bildbereichen

In der Elektrophotographie treten sogenannte

Halo- oder Tonermangefbereichc in Teilen niederer Dichte in Nähe der Grenzen zu Bereichen hoher Ladungdichte auf. wo die Ladungsdichte eine abrupte Änderung zeigt, und die Bereiche hoher Ladungsdichte an den Grenzen zeigen eine höhere Bilddichtc.

verglichen mit derjenigen "in den inneren Teilen dei Bereiche, was zum sogenannten Randeffekt führt - Diese Phänomene sind theoretisch unabwendbar wenn nicht das öffnungsverhältnis (S) der Entwicklungselektrode auf Nulfverringert wird. Andererseits

ist es gemäß der Erfindung möglich, diesen Randeffekt auf einen praktisch annehmbaren Wert zu verringern, und zwar durch anfängliche Entwicklung mil einem großen Öffnungsverhäftnis (5) der Entwicklungselektrode, das zunehmend verringert wird.

3. Streiten oder Schlieren

Das entwickelte Bild zeigt Streifen oder Schlieren wenn Teile, die eine abrupte Ladungsänderung zeigen, mit einem flüssigen Entwickler entwickelt wer

den, der eine relative Geschwindigkeitskomponcnti mit Bezug auf das Ladunesbild aufweist. Dicsi Schlieren werden um so leichter eebildct. wenn be einer bestimmten relativen Geschwindigkeit das Verhältnis [S) der offenen Bereiche klein ist. Es ist möglieh, die Bildung solcher Streifen zu verhindern, indem die Entwicklung zu Beginn mit einem größerer Verhältnis (S) an o'icnen Bereichen durchgcführ wird, wobei die Randentwicklung einsetzt und di(

ursprünglich abrupte Änderung der Ladungsdichte abgeschwächt wird, worauf anschließend das Verhältnis (S) der offenen Bereiche vermindert wird.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 13 zeigt eine schemalische Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer (lachen Metallcntwicklungselcktmdc I. Die Entwicklungselektrode 1 umfaßt mehrere dünne schmale streil'enförmige Elektroden 2 bis 9. die im rechten Winkel zum Zuführweg des elektrophotographischcn Aiil/eichnungsmateiials angeordnet sind, wobei zwischen den streifenl'örmigen Elektroden Öffnungen 14 bis 19 vorgesehen sind. Ein endloses Band 20, das aus Metallplatte^ einem Metallgcflecht, KunststolT-material. Kautschuk, Tuch od. dgl. hergestellt ist, wird um die beiden Walzen 21 und 22 geführt. Bandförmiges elektrophotographischcs Aufzeichnungsmaterial 10, das mit Ladungsbildern versehen ist, wird durch das endlose Band 20 getragen und von rechts nach links geführt. Die elektrisch leitende Schicht des Aufzeichnungsmaterials 10 ist isoliert geführt oder durch das Band 20 geerdet.

Die tragende Fläche des Bandes 2ü ist mit Bezug auf die Waagerechte schwach geneigt, so daß der flüssige Entwickler von rechts nach links Hießt. Der flüssige Entwickler in dem Behälter 23 wird der Leitung 25 durch den Ausfluß 24 des Behälters 23 mittels einer Pumpe (nicht gezeigt) zugeführt und auf das Aufzeichnungsmaterial 10 durch die Öffnungen oder Spalte, dii. in der Leitung 25 vorgesehen sind, zugeführt. Sämtliche Elektroden 2 bis 9 haben dieselbe Größe und sind im selben Abstand und parallel zu der Oberfläche des Bandes 20 angeordnet. Die Öfinungen 13 bis 19 zwischen den Elektroden werden in Vorführrichtung allmählich schmäler, d. h., die Öffnung 13 ist am breitesten und die Öffnung 19 am engsten. Für die Entwicklungselektrode 1 können, wie vorstehend erwähnt, Mehrfach-Elektroden oder eine Metallplatte, die mit Öffnungen, die den Öffnungen 13 bis 19 entsprechen, versehen ist. verwende; werden. Bei Verwendung von Mehrfachclcktroden wird es bevorzugt, diese Elektroden elektrisch zu verbinden. Diese Elektroden können elektrisch auf verschiedene Potentiale vorgespannt werden. Zum Beispiel ist es notwendig, wenn die Remancnzladung des Ladungsbildes groß ist und die Ladung durch den flüssigen Entwickler nicht genügend abgeleitet wird, eine Vorspannung an die Elektroden anzulegen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Vorspannung allmählich zu verringern, da die Remanenzladung im Verlaufe der Entwicklung absinkt.

In der Vorrichtung, wie in Fig. 13 gezeigt, beträgt die Länge der Elcktrodenstrcifcn längs des Weges des Aufzeichnungsmaterials zwischen etwa Vio mm und mehren 10 cm und vorzugsweise mehreren Millimetern bis mehreren Zentimetern. Der Querschnitt dieser Elektrodcnstrcifen, der in Fig. 13 rechteckig gezeigt ist, kann rund, oval, quadratisch, dreieckig od. dgl. sein.

Fig. 14 zeigt eine andere Ausfiihrungsform der Entwicklungselektrode, wie sie in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird. Die Bezugszeichen 22 bis 29 bezeichnen streifcnförmigc Elektroden, deren Länge längs des Entwicklungsweges in der Reihenfolge der Bezugszeichen größer ist. Die Bezugszeichen 33 bis 39 bezeichnen die Abstände oder öffnungen zwischen diesen Elektroden, die annähernd konstant gehalten werden. Dabei ist das Verhältnis der offenen Bereiche S auf der rechten Seile prößer und auf der linken Seite geringer (vgl. Fig. 14).

F i g. 1 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Entwicklungselektrode gemäß der Erfindung. Die Elektrodenstreifen 42 bis 50 haben dieselbe Größe, und der Streifen 51 ist größer in Richtung des Entwicklungsweges. Die Öffnungen 52 bis 60 zwischen

ίο diesen Streifen werden allmählich schmäler. Das Verhältnis .V ist bei dem Streifen 51 gleich Null.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung, bei der eine halbzylindrische Entwicklungselektrode verwendet wird, mit der ein biegsames elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial 10 kontiuierlich mit einer konstanten Geschwindigkeit um die Trommel 70 mit dem nach außen gerichteten Ladungsbild geführt wird. Die Elcktroilenstrcifen 61 bis 69 sind halbzylindrisch in konstantem Abstand von der Oberllächc der Trommel angeordnet und weiden durch Öffnungen 72 bis 79 voneinander getrennt. Die Spalten 72 bis 79 werden allmählich in der angegebenen Reihenfolge kleiner. Das Bezugszeichen 71 bezeichnet den Spiegel des flüssigen Entwicklers.

Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform der Entwicklungselektrode, bei der dünne Metalldrähte verwendet werden. Die Bezugszeichen 80 bis 89 bezeichnen Drahlclektroden. die parallel gespannt sind. Die Bezugszeichen 91 bis 99 bezeichnen die öffnungen oder Abstände zwischen benachbarten Elektroden. Diese Abstände werden mit der Reihenfolge der Bezugszeichen kleiner.

Der Abstand (g) zwischen der das Ladungsbild tragenden Fläche und der Entwicklungselektrode muß nicht konstant sein. Das Verhältnis S muß dann in seiner Größe bzw. seiner Änderung entsprechend angepaßt werden.

Gemäß der Erfindung ist .S bei Entwicklungsbeginn groß, wobei das Einbringen des flüssigen Ent-Wicklers /wischen der zu entwickelnden Fläche und der Entwicklungselektrode mühelos durchgeführt werden kann, was zu einer großen Entwicklungsgeschwindigkeit beiträgt.

Die Fig. 18 und 19 zeigen eine andere Ausführungsform der Entwicklungselektrode. Die in Fig. 18 gezeigte Entwicklungselektrode ist eine flache Metallplatic 100, die mit rechteckigen Löchern verseher ist. Fig. IQ zeigt eine Entwicklungselektrode, die mi kreisförmigen Löchern versehen ist. Bei beiden Ent wicklung.-.elektrodcn wird S von rechts nach link: kleiner.

Es ist nicht notwendig, daß die Entwicklungselek trodc, die gemäß der Erfindung verwendet wird, ge erdet ist. Geerdete Elektroden neigen zur Schleier bildung auf Grund des Rcmancnzpotentials. Es is auch möglich, die Elektroden am Eingang der Ent wicklungszonc nicht zu erden und erst die nachfol gendcn Elektroden zu erden.

Wie vorstehend gezeigt, wird es gemäß der Er findung ermöglicht, eine Entwicklung mit zunächs verringerter Wirkung der Entwicklungselektrod durchzuführen, indem eine Entwicklungselektrod mit einem großen Verhältnis (S) der offenen Be reiche zu Beginn der Entwicklung verwendet wir und dann unter verstärkter Wirkung der Entwich lungselektrodc weiter zu entwickeln, indem eine Eni wicklungselektrode mi' einem kleinen S-Verhältni verwendet wird.

Wenn das Remanenzpotential während der Abschwächung der abrupten Änderung der Ladungsdichte zu Beginn der Entwicklung durch den Einfluß des flüssigen Entwicklers und den Dunkelabfall nicht genügend verringert wird, wird vorzugsweise eine Vorspannung angelegt, um das Feld des Re-

manenzpotentials zu kompensieren und dadurch eine Schleierbildung zu verhindern.

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein elektrophotographisches Bild ohne Schleier. Halo- und RandefTekt erhalten und d;ibei eine Hochgeschwindigkeitsentwicklung ermöglicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. gleichförmig entwickelt, wenn ein Toner genau proPatentansprüche: portional der Potentialverteilung im Ladungsbild abgelagert wird, wodurch ein Bild von schlechter Qua-

   ! Elektrophotographische Entwickiungsvor- ütäfentsteht, das einen Schleier aufweist,

   richtung für flüssigen Entwickler zur Durchlauf- 5 Um die Untergrundentw.cklung auf GninG des

   entwicklung, mit einer sich in der Entwicklungs- Restpotentials zu verhindern, wurde ein Verfahren

   zone erstreckenden Entwicklungselektrode, da- vorgeschlagen, das durch die Verwendung einer Entdurch gekennzeichnet, daß die Ent- wicklunaselektrode, an die eine Gleichspannung m

   wickiungselektrodc rasterartige Öffnungen auf- Höhe des Restpotentials gelegt ist, charakterisiert ist.

   weist, wobei das Verhältnis der Ausdehnung der io Dieses Verfahren ist jedoch kaum auf eine automa-

   öffnungen zu den geschlossenen Bereichen in tische Entwicklungseinrichtung anwendbar, bei der

   Durchlaufrichtung des zu entwickelnden Mate- ein elekirophotographisches Material durch den Em-

   rials abnimmt. wickler geführt wird, und zwar aus folgenden Grün-
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch !, dadurch ge- den: Die elektrostatische Ladung des Ladungsbildes kennzeichnet, daß die Elektrode ein Linierraster 15 wird während des Durchgangs durch die Entwickleraus quer zur Durchlaufrichtung verlaufenden flüssigkeit, gegenüber der Entwicklungselektrode. Elektrodenstreifen bildet, wobei das Verhältnis verringert. Auch der Wert des Restpotentials wird des Streifenabstandes zur Si reifenbreite in Durch- verringert zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das eleklaufrichtung abnimmt. trophotographische Material der Elektrode gegcn-
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 20 übergestellt, an dieser entlanggeführt wird und zu kennzeichnet, daß die Elektrodenstreifcn gleich dem "es schließlich die Elektrode verläßt. Folglich breit sind. wird das Restpotential durch die Anwendung einer
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch ge- konstanten Spannung an der Entwicklungselektrode kennzeichnet, daß die Abstände zwischen den zunehmend überkompensiert, und es ist deshalb eine Elektrodcnstreifen gleich sind. 25 getreue Wiedergabe der Vorlage nicht möglich.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Außerdem muß der Wert der an die Elektrode angekennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode aus legten Spannung in Abhängigkeit von der Art des einer Platte mit Öffnungen besteht, die in Durch- elcklrophotographischen Materials, das unterschied-Iaufrichumg kleiner werden. liehe Hell- und Dunkelabfallcharakteristika aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- 30 geregelt werden. Es ist daher notwendig, das Restkennzeichnet, daß die Öffnungen rechteckig und potential vor der Entwicklung zu messen.

   in Reihen quer zur Durchlaufrichtung derart ge- Eine weitere Erscheinung, die als »Halo« oder

   geneinander versetzt angeordnet sind, daß die »Lichthof« bezeichnet wird, ist für die Eleklraphoto-

   Zwischcnräume zwischen den öffnungen in graphic spezifisch. Ein Lichthof tritt auf. wenn zwei

   Durchlaufrichtung nicht fluchten. " 35 Gebiete mit ausgesprochen unterschiedlichen In-
7. 7. Vorrichtung" nach Anspruch 5, dadurch ge- diingsdichten benachbart sind und der l.adungsdiehukennzeichnet, daß die Öffnungen kreisförmig sind. gradient an der Grenze zwischen ihnen groß ist. Die
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Bezeichnung »Halo-Erschcinung« oder »Lichthof-: kennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode ein wird dabei für die Erscheinung verwendet, bei der Drahtnetz ist, dessen Maschenweite in Durch- 40 der Grenzbereich eines Bereiches mit niederer Lalaufrichtung abnimmt. dungsdichte in der Nachbarschaft zu einem Bereich

   mit demgegenüber hoher Ladungsdichte nicht proportional zu seiner Ladungsdichte entwickelt wird. sondern als Tonermangelgebiet vorliegt.