DE2118629A1 - Entwicklungsverfahren für elektrostatische latente Bilder - 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

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Rank Xerox House, <98392i/22>

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Entwicklungsverfahren für' elektrostatische latente Bilder

Die Erfindung betrifft ein Entwicklungsverfahren für elektrostatische latente Bilder, bei dem eine Entwicklerstoffmischung aus Trägerteilchen und Tonerteilchen unter Schwerkraftwirkung über einen bewegten Aufzeichnungsträger kaskadiert wird.

Beim xerografischen Verfahren wird ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger, der auf einer leitfähigen Unterlage eine fotoleitfähige Schicht aufweist, zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht verwendet. Diese wird gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem zu reproduzierenden Lichtbild bestrahlt, wodurch die Flächenladung entsprechend der jeweils einwirkenden Lichtintensität selektiv abgeleitet wird. Das elektrostatische latente Bild kann durch Aufbringen elektroskopischer, gefärbter Teilchen in ein sichtbares Bild entwickelt werden. Bei diesem Entwicklungsvorgang werden die elektroskopischen Teilchen in solchen Bereichen abgelagert, in denen noch eine Flächenladung vorhanden ist. Die Teilchendichte wird dabei entsprechend der jeweils vorhandenen Ladungsdichte entwickelt. Das ent-

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wickelte Bild aus elektroskopischen Teilchen, das auf der fotoleitfähigen Schicht entsprechend dem Lichtbild erzeugt wird, wird dann auf einen anderen Bildträger, beispielsweise auf ein Papierblatt, übertragen und auf diesem z.B. durch Wärmeeinschmelzung zur Bildung eines dauerhaften Bildes fixiert.

Bei einem solchen Entwicklungsverfahren besteht der Entwicklerstoff aus einer Mischung fein gemahlener, farbiger, elektroskopischer Teilchen, die auch als Tonerteilchen bezeichnet werden, mit gröberen Trägerteilchen. Das Trägermaterial besteht aus Teilchenkernen aus Glas, Sand oder Stahlschrot, die mit einem anderen Material beschichtet sind, dessen Stellung in der reibungselektrischen Reihe einen Abstand gegenüber der Stellung des Tonermaterials hat. Daher wird bei Mischung der Tonerteilchen und der Trägerteilchen eine reibungselektrische Ladung einer bestimmten Polarität auf dem Tonermaterial erzeugt, während auf dem Trägermaterial eine entgegengesetzte Ladung erzeugt wird, so daß der Toner vom Trägermaterial angezogen wird. Kommt der Entwicklerstoff mit der ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Fläche in Berührung, so wird der Toner von dem Trägermaterial auf die Bildfläche infolge elektrostatischer Anziehung übertragen und in bildmäßiger Verteilung auf der fotoleitfähigen Schicht abgelagert.

Es sind verschiedene Verfahren zum Aufbringen elektroskopischer, gefärbter Teilchen auf ein elektrostatisches latentes Bild bekannt, eines dieser Verfahren ist die weitläufig angewendete Kaskadierungsentwicklung. Bei diesem Verfahren wird die aus Toner und Trägerteilchen bestehende Entwicklerstoffmischung über die Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers durch Schwerkraftwirkung kaskadiert. Hierbei werden die Tonerteilchen elektrostatisch von den Bildladun-

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gen stärker angezogen als von den Ladungen der Trägerteilchen. Die Kaskadierungsentwicklung ermöglicht eine wirtschaftliche Entwicklung von Strichzeichnungen mit hoher Schärfe, sie ist jedoch zur Entwicklung durchgehend oder halbgetönter Flächen nicht sehr gut geeignet, da sie eine nur schlechte Flächendeckung ermöglicht und einen starken Randeffekt zeigt. Dies liegt daran, daß beim Kaskadierungsverfahren zwei gegenseitig sich beeinflussende Erscheinungen auftreten, die eine ist die Ablagerung der Tonerteilchen auf den Bildflächen, die andere ist eine Entfernung der abgelagerten Tonerteilchen.' Ein Verfahren zur Verbesserung der Tonerablagerung besteht darin, die elektrische Feldstärke des elektrostatischen latenten Bildes auf der fotoleitfähigen Schicht zu erhöhen.

Obwohl die Feldstärke des latenten Bildes im allgemeinen höher ist als die Feldstärke der Trägertexlchenladungen, besteht eine Neigung des abgelagerten Toners, von der fotoleitfähigen Schicht durch die noch wirksame Anziehungskraft zwischen Toner- und Trägermaterial wieder entfernt zu werden. Diese Entfernung des bereits abgelagerten Toners durch das Trägermaterial wird auch als "Reinigungseffekt" bezeichnet.

Dieser Reinigungseffekt ist sehr wichtig, da der in den Hintergrundflächen des latenten Bildes abgelagerte Toner durch diesen Effekt wirksam entfernt werden kann, jedoch wird auch der Toner in durchgehend zu tönenden Bildflächen entfernt. Dies ist zu verstehen, wenn berücksichtigt wird, daß der in den Hintergrundflächen abgelagerte Toner eine nur sehr schwache Anziehung des Bildträgers erfährt, da die Ladung der fotoleitfähigen Schicht in diesen Bereichen im Idealfall Null sein soll.

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Infolge der vorstehend beschriebenen beiden Erscheinungen muß das Mischungsverhältnis von Tonermaterial und Trägermaterial sorgfältig überwacht und eingestellt werden. Eine zu starke Tonerkonzentration ergibt starke Hintergrundablagerungen des Toners und eine schlechte Reinigungswirkung, während andererseits eine zu geringe Tonerkonzentration eine geringe Bilddichte und eine zu starke Reinigungswirkung zur Folge hat. Daher ist es möglich, das Gleichgewicht zwischen der Bilddichte und der Hintergrunddichte durch Einstellung der Tonerkonzentration für Strichzeichnungsreproduktionen beizubehalten, ,jedoch ist es unmöglich, eine optimale Reproduktion durchgehend getönter Bilder und Halbtonreproduktionen herzustellen.

Um diese Nachteile der Kaskadierungsentwicklung zu vermeiden, wurden verschiedene weitere Verfahren entwickelt. Beispielsweise kann eine Entwicklungselektrode verwendet werden, die nahe der mit einem elektrostatischen latenten Bild versehenen Fläche angeordnet ist. Eine solche Elektrode ist sehr günstig für die Entwicklung durchgehend schwarzer Flächen. Wird sie verwendet, so wird zwischen ihr und dem latenten Bild ein sehr starkes elektrisches Feld erzeugt, welches ρ eine entsprechend starke Anziehungskraft auf den Toner ausübt. Ferner ist das elektrische Feld sehr gleichmäßig. Die elektrische Feldstärke steigt an, wenn der Abstand zwischen der Elektrode und der Bildfläche verringert wird. Daher wird die Entwicklung mit abnehmendem Abstand immer besser. Es gibt jedoch einen praktischen Grenzwert für diesen Abstand, wenn die Kaskadierungsentwicklung angewendet wird. Die Trägerteilchen sind sehr grob, so daß bei einem zu geringen Abstand zur Entwicklungselektrode eine Hemmung der Träger-. teilchen auf-tritt, wenn beispielsweise der Abstand in derselben Größenordnung wie die Größe der Trägerteilchen oder geringer ist. Die Hemmungen der Trägerteilchen verur-

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sacken eine Verschlechterung des entwickelten Bildes und eine Beschädigung der fotoleitfähigen Schicht.

Ferner v/erden durch geringeren Abstand der Elektrode die Strömungsgeschwindigkeit und die Strömungsmenge des Entwicklerstoffs zwischen Elektrode und Bildfläche begrenzt, wodurch sich eine Verringerung des Entwicklungswirkungsgrades ergibt.

Um ein Bild hoher Qualität zu erhalten, kann man die Entwicklungselektrode mit einem solchen Abstand zur Bildfläche anordnen, daß der Entwicklerstoff bei seiner Strömung nicht gehemmt wird. Die Gesamtgeschwindigkeit des Verfahrens kann verlängert werden, was einer Verlängerung der Entwicklungszeit entspricht, um den verringerten Entwicklungswirkungsgrad infolge der geringen Entwicklerströmungsgeschwindigkeit zu kompensieren.

Es wurden auch verschiedene Versuche zur Verringerung der Entwicklerstoffhemmungen durchgeführt, die jedoch nur- geringen Erfolg zeigten. Eine Entwicklungselektrode aus feinen Drähten und eine Entwicklungselektrode aus perforierter Metallfolie wurden verwendet, jedoch ergab sich dabei eine extreme Verringerung des Entwicklungsv/irkungsgrades.

Ein weiterer Versuch bestand in der Verwendung einer langen Entwicklungselektrode, wodurch die Entwicklungszeit verlängert wurde. Es ist jedoch schwierig, eine solche Elektrode in einer Kopiermaschine anzuordnen, da der zur Verfügung stehende Raum immer begrenzt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrofoto-. grafisches Entwicklungsverfahren anzugeben, das die vorstehend aufgezeigten Nachteile der Kaskadierungsentwicklung

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insbesondere bei Verwendung einer Entwicklungselektrode vermeidet.

Ein Entwicklungsverfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Entwicklerstoffmischung zwischen dem Aufzeichnungsträger und einer festen Fläche hindurchgeführt wird und dort eine in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger stehende Teilchenansammlung bildet, die dann in den Bereich zv/ischen dem Aufzeichnungsträger und einer Entwicklungselektrode ge-" leitet v/ird, deren Abstand zum Aufzeichnungsträger geringer ist als der entsprechende Abstand der festen Fläche.

Gemäß der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Entwicklungsverfahrens vorgesehen.

Der Entwicklerstoff und die Bildfläche des latenten elektrostatischen Bildes bewegen sich beide relativ zur Entv/icklerstoffansammlung und zur Entwicklungselektrode. Dadurch v/erden latente Bilder sehr gut entwickelt, und der Entwicklerstoff in der Ansammlung v/ird laufend aufgefrischt, da jeweils neue Tonerteilchen in den oberen Bereich der Ansammfc lung eingeführt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 den Schnitt einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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In Fig. 1 ist eine elektrofotografische Reproduktionsmaschine mit einer lichtempfindlichen Trommel 101 dargestellt, an der eine Ladestation 102, eine Belichtungsstation 103, eine Entwicklungsstation 104, eine Bildübertragungsstation 105, eine Heini^ningsstation 106 und eine Bestrahlungsstation 107 angeordnet sind. Kopieblätter 109 aus Papier werden einem Vorratsfach 108 entnommen, das sich auf der linken Seite der Bildübertragungsstation 105 befindet. Die Blätter v/erden mit Förderrollen 111 und 112 zur Bildübertragungsstation 105 gebracht und mit einem Übertragungsband 113 an einer Fixierstation 114- vorbeibewegt.

Die lichtempfind]iche Trommel 101 dreht sich auf einer Achse 100 in der durch den Pfeil dargestellten Richtung und enthält eine isolierende fotoleitfähig Schicht, die beispielsweise aus glasförmigem Selen 101b besteht. Sie befindet sich auf einem Ketallzylinder 101a, der den Tro'nmelkörper bildet.

An der Entwicklungsstation 104· befindet sich eine Entwicklungsvorrichtung 1, die ein Gehäuse 2, eine Entwicklerstoffansammlung 3 aus Entwicklerstoff 9, eine gekrümmte Wandung 4- für die Ansammlun-'"- 5 und eine Tonereinsabevorrichtung 8 enthält.

Die Wandung 4- ist mit ihrer konkaven Seite so angeordnet, daß diese der Oberfläche der Trommel 101 unter einem Abstand m gegenübersteht, wobei der Abstand m geringer ist als die Länge 1 der Wandung 4- und als der Kreisbogen der Oberfläche der Trommel 101, der einen Winkel θ im zweiten Quadranten der Trommel 101 einschließt. Das obere Ende der Wandung 4- ist nach links in der dargestellten Weise abgebogen, so daß es den Bntwicklerstoff 9 aus den Förderbehältern des Förderers 7 in die Ansammlung 3 führt. Die Wandung 4- besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material,

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ihr unterer Teil ist mit der Entwicklungselektrodenplatte 5 über ein elektrisch, isolierendes Abstandselement 10 verbunden.

Die Entwicklungselektrode 5 befindet sich nahe der Oberfläche der Trommel 101 -in gleichmäßigen Abstand, ihre untere Kante liegt, etwas unter der horizontalen Mittellinie,die durch die Trommelachse 100 geführt ist. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Wandung 4- zumindest in dem Bereich, in dem der Entwicklerstoff mit ihr in Kontakt kommt, wie die Oberfläche der Elektrode 5 mit einem elektrisch isolierenden Kunstharz überzogen. Für die Entwicklungselektrodenplatte 5 kann jedes geeignete leitfähige Material verwendet werden* Die Platte 5 und d.ie Wandung 4 der Ansammlung 3 sind gegeneinander elektrisch isoliert, so daß an beide Elemente unabhängig voneinander jeweils eine Spannung angeschaltet xtferden kann.

Der Förderer 7, der im Gehäuse 2 angeordnet ist, enthält zwei Antriebsrollen 7b und mehrere Förderbehälter 7&, 7&¹ .·· auf einem Förderband 7c, er befördert den Entwicklerstoff 9 aus.dem unteren Teil 6 des Gehäuses 2 in die Entwicklerstoff ansammlung 3* ■

Der Entwicklerstoff 9 enthält Tonerteilchen und Trägerteilchen, die Tonerteilchen bestehen aus Kunstharz und haben einen Durchmesser von 1 bis 30 Mikron, die Trä.gerteilchen haben einen Durchmesser von 50 bis 800 Mikron.

Die Tonereinßrabevorrichtung 3 ist an der oberen linken Seite des Gehäuses 2 angeordnet, mit ihr wird Toner 9a in den unteren Teil 6 des Gehäuses 2 eingegeben.

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In Ρΐκ. 2 ist eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, sie arbeitet mit einem flexiblen, lichtempfindlichen Band 201, das auf drei Rollen 200, 2Oo' und 200" geführt ist. An dem Band sind eine Ladestation 202, eine Belichtungsstation 203, eine Entwicklungsvorrichtung 21, eine Bildübertragungsstation 205, eine Reinigungsstation 206 und eine Bestrahlungsstabion 207 angeordnet. Das lichtempfindliche Band 201 enthält eine isolierende fotoleitfähige Schicht 201b auf einer Metallunterlage 201a."

Die Entwicklungsvorrichtung 21 hat ein Gehäuse 22, eine Entwicklerstoffansammlung 23 aus Entwicklerstoff 9, eine Wandung 24-, eine Entwicklungselektrodenplatte 25 und einen Förderer 27. Die Wandung 24- der Ansammlung 23 ist so angeordnet, daß sie der Oberfläche des Bandes 201 unter einem Abstand ρ gegenübersteht, wobei dieser Abstand kürzer als die Länge η der Wandung 24 ist. Die Oberkante der Wandung ist nach links in dargestellter Weise abgebogen, um den Entwicklerstoff 9 vom Förderer 27 in die Ansammlung 23 zu führen. Die Wandung besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie es bereits für die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Die Unterkante der Wandung ist mit der Entwicklungselektrodenplatte 25 über ein elektrisch isolierendes Abstandselement 28 verbunden.

Die Entwicklungselektrode 25 ist nahe der Oberfläche des Bandes 201 unter gleichmäßigem Abstand in einem Bereich angeordnet, wo das Band einen Kreisbogen bildet. Die Unterkante 25a der Wandung 25 erreicht einen Punkt 30° unter der Horizontalen, die durch die Mittellinie der Rolle 200 geführt ist. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Wandung 24-in zumindest dem Bereich, wo der Entwicklerstoff mit ihr in Berührung kommt, wie die Oberfläche der Entwicklungs-

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elektrode 25 mit einem elektrisch isolierenden Kunstharz beschichtet. Für die Entwicklungselektrodenplatte 25 kann jedes geeignete leitfähige Material verwendet v/erden. Die Platte 25 und die Wandung 24- der Ansammlung 25 sind gegeneinander elektrisch isoliert, so daß an beide Elemente v/ahlweise eine Spannung angeschaltet werden kann.

Der Förderer 27, der im Gehäuse 22 angeordnet ist, hat zwei Rollen 27a und 27a', Führungsrollen 27b und 27b¹ sov/ie Förderbehälter 27d, 27d' ..., die an einem Band 27c befestigt ψ sind. Er befördert den Entwicklerstoff 9 aus dem unteren Bereich 26 des Gehäuses 22 in die Entwicklerstoffansammlung 25.

Der Toner wird mit einer Tonereingabevorrichtung eingegeben, die in der Figur nicht dargestellt ist.

Mit beiden beschriebenen Reproduktionsmaschinen werden Kopien in üblicher Weise hergestellt, indem die rotierende Trommel oder das Band an der Ladestation gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen werden, die geladene Fläche mit einem Lichtbild an der Belichtungsstation belichtet wird, das so erzeugte ^ latente Bild durch Ablagerung von Toner mit der Entwick-" lungsvorrichtung entwickelt wird, das Tonerbild von der Oberfläche der Trommel oder des Bandes auf ein Papierblatt übertragen wird, welches der Bildübertragungsstation zugeführt wird, und das Tonerbild auf dem Papierblatt mit der Fixiervorrichtung fixiert wird.

Nach der Bildübertragung werden die Trommel oder das Band an der Reinigungsstation gereinigt und dann gleichmäßig an der Bestrah lungsstation bestrahlt, um sie auf einen neuen Bilderzeugungszyklus vorzubereiten.

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Im folgenden wird nun die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens eingehender beschrieben.

Frische Tonerteilchen im Entwicklerstoff, die in den oberen Teil der Entwicklerstoffansammlung eingegeben werden, kommen mit der Entwicklerstoffansammlung an die Bildfläche auf der Trommel oder dem Band heran. Die Bewegung des Entwicklerßtofxs innerhalb der Ansammlung ist komplizierter Natur. Der Ent^wicklerstoff fließt nur nach unten, wenn die lichtempfindliche Trommel oder das Band sich in Ruhe befinden. Die Strömungsgeschwindigkeit ist viel geringer als die Geschwindigkeit des Entwicklerstoffs zwischen der Elektrode 5 und der "'rommel oder dem land und als die Geschwindigkeit der Oberfläche der Trommel oder des Bandes. Daher kann sich der Hntwicklerstoff innerhalb der Ansammlung in der in Fig.1 n;ez,eia^%ten Pieilrichtunre infolge der Reibun^seinwirkung der Bildfläche bewegen. Die tatsächliche Strömung des Entwicklerstoffs innerhalb der Ansammlung wird als eine Kombination dieser beiden Strömungsarten angesehen, d.h. einer Abwärtsströmunc: und einer rotierenden Strömung. Ferner bewegen sich die Teilchen relativ zueinander und individuelle Träecerteilchen drehen sich.

Die vorstehend beschriebenen drei Bewegungen können den Entwicklungswirkungsgrad verbessern. Der Wirkungsgrad der Kaskadierungsentwicklung hängt von der Zahl oder der Frequenz der Zusammenstöße der Trägerteilchen und der Bildfläche ab, wobei die Trägerteilchen auf ihrer Oberfläche mit Tonerteilchen versehen sein müssen. Eine höhere Frequenz ergibt einen höheren Entwicklungswirkungsgrad und führt zur gewünschten Entwicklungsqualität innerhalb kurzer Entwicklungszeit oder in einer schmalen .Entwicklungszone.

Außer der hohen Freauenz der Zusammenstöße kann in der Ent-

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wicklerstoffansammlung der Effekt einer unter geringem Abstand angeordneten Entwicklungselektrode erreicht v/erden, wenn die Trägerteilchen elektrisch leitfähige Kerne haben, da die Trägerteilchen sich in einem eng gepackten Zustand abwärts bewegen. Wenn die Bildfläche mit der Entwicklerstoff ansammlung in Berührung kommt, ergibt sich also ein entwickeltes Bild hoher Dichte und guter durchgehender Flächentönung.

Auf diese Weise kann also ein entwickeltes Bild hoher Qualität in einer kurzen Entwicklungszeit oder einer schmalen Entwicklungszone erzielt werden. Bei hoher Entwicklungswirkung und starker Flächentönung tritt jedoch der Nachteil auf, daß der Toner auch in den Fintergrundflachen abgelagert wird, wie es oben beschrieben wurde. Daher gelangt eine entwickelte Bildfläche in den Bereich der Entwicklungselektrode, die zwar ein Bild starker Tönungsdichte trägt, jedoch auch mit nachteiligen Hintergrundablagerungen versehen ist.

Bei der Kaskadierungsentwicklung wird im allgemeinen eine Pulverwolke aus Tonerteilchen durch gegenseitige Zusammenstöße von Trägerteilchen und durch Aufprallen von Trägerteilchen an den Wänden erzeugt. Dadurch tritt eine unerwünschte Ablagerung des Toners in den Hintergrundflächen auf.

Bei der gemäß der Erfindung erzeugten Entwicklerstoffansammlung ist die Erzeugung einer Pulverwolke aus Tonerteilchen relativ schwach. Ferner kann die unerwünschte Tonerwolke durch eine Entwicklungselektrode 5 unterhalb der Entwicklerstoff ansammlung: verhindert werden. Die Reinigunsswirkung der Entwicklungselektrode wird verbessert, wenn eine Hochspannung angeschaltet wird, die eine Toner-

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ablagex^ung in den Bildhintergrundflächen verhindert.

Die Entwicklungselektrode wirkt sich im dritten Quadranten der Trommel aus, v/o die Entwicklerstoff strömung durch ihre Schwerkraft vom latenten Bild weg gerichtet ist. Eine v/irksamere Entwicklung kann erreicht werden, wenn die Entwicklungselektrode im zweiten Quadranten angeordnet ist, wo
der Entwicklerstoff in Richtung zur Bildfläche hin strömt. Die Polarität der an die Entwicklungselektrode angeschalteten Spannung ist ,-jedoch entgegengesetzt der Polarität der Ladung der Tonerteilchen.

In der Entwicklerstoffansammlung wird also eine Entwicklung hohen Wirkungsgrades durchgeführt. Der in den Hintergrundflächen unerwünscht abgelagerte Toner wird durch die Entwicklungselektrode entfernt, wenn die lichtempfindliche
Trommel oder das Band nachfolgend an der Elektrode vorbeibewegt v/erden . Dadurch ergibt sich insgesamt die erwünschte Kopiecmalität.

Zur weiteren Erläuterung der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden einige Beispiele angegeben.

Beispiel 1

Ein elektrostatisches latentes Bild wurde auf einer lichtempfindlichen Trommel erzeugt, die durch Vakuumaufdampfung mit einer Schicht aus glasigem Selen von ca. 50 Mikron
Stärke versehen war und deren Körper aus einem Aluminiumzylinder bestand. Die Trommel wurde auf ca. 700 Volt positiv mit einer Korona-Entladungsvorrichtung aufgeladen und
mit einem Lichtbild bestrahlt.

Die lichtempfindliche Trommel wurde dann mit dem elektrostatischen latenten Bild in die Entwicklungszone gebracht, wo sie in Kontakt mit dem Sntv/icklerstoff innerhalb der?

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Entwicklerstoffansamnlung gelangte. Ferner v/urde sie dann in die Reinifainfszone der Entwicklungselektrode peführt, wodurch der unerwünschte Toner in den Hintergrundflächen in der in Fig. 1 gezeigten V/eise entfernt v/urde. Der verwendete Entwicklerstoff enthielt ein ^ewichtsteil Tonerteilchen, die aus einem schwarz gefärbten Polystyrol-Cooolymer bestanden und einen Durchmesser von ca. 10 Mikron hatten, und 100 Gewichtsteile gröbere Trägerteilchen, die aus Stahlschrot mit einer Teilchengröße von ca. 400 Mikron bestanden und mit einem Kunstharz beschichtet waren, so daß die Tonerteilchen eine negative reibungselektrische Ladung annahmen. Der Entwicklerstoff füllte mehr als 80 % des Ansammlungsraumes. Die Länge des Kreisbogens der Entv/icklerstoffansammlung, die die Oberfläche der 'Trommel berührte, betrug ca. 50 mn. Der Abstand m zwischen der Wandung der Ansammlung und der Trommeloberfleche betrug ca. $0 mm. Die Wandung v/ar wie die Trommel geerdet.

Wie auch in Fig. 1 dargestellt ist, war die Entwicklungselektrode unter der Entv/icklerstoffansammlung nahe der Trommeloberfläche unter einem Abstand von ca. 3 mm angeordnet. Die Länge der Elektrode in Richtung des Kreisbogens betrug ca. 35 nun. Wurde die Entwicklung ohne Entwicklungselektrode durchgeführt, so hatte das entwickelte Bild starke Tönungsdichte und gute Flächentönung, jedoch auch eine starke Hintergrundtönung. Bei Verwendung einer geerdeten Entv/icklungselektrode stimmte die Bildqualität mit der oben beschriebenen überein. Es ergab sich ein gutes Bild mit starker Tönungsdichte und verringerter Hintergrunddichte bei einer positiven Spannung von ca. 200 Volt an der Entv/icklungselektrode. Bei einer positiven Spannung von 400 Volt an der Elektrode ergab sich ein Bild mit naher.u keiner Hintergrundtönung. Die Bilddichte und die Flächentonung waren zufriedenstellend. Bei einer positiven Spannung

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von 800 Volt an der Entwicklungselektrode wurde die Bilddichte etwas verringert, die Flächentönung wurde etwas schlechter.

Das vorstehende Experiment wurde mit einer Tromme!Umfangsgeschwindigkeit von ca. 15. cm/sec durchgeführt.

Bei Entwicklung eines latenten Bildes auf der Trommel mit einer Entwicklungsvorrichtung, die nicht mit einer Entwicklerstoffansammlung und ohne Entwicklungselektrode arbeitete, ergab sich ein schlecht getöntes Bild geringer Tönungsdichte. Um eine Bilddichte für eine Strichzeichnung zu erhalten, die der vorstehend beschriebenen Dichte entsprach, mußte die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel auf 5 cm/sec verringert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich jedoch die Möglichkeit, auch mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 20 cm/sec eine zufriedenstellende Tönungsdichte zn erreichen.

Beispiel 2

Ein elektrostatisches latentes Bild wurde auf einem lichtempfindlichen flexiblen Band erzeugt, das durch Aufdampfen einer glasigen Selenschicht von ca. 40 Mikron Stärke in Vakuum auf ein flexibles Metallband hergestellt war. Das Band wurde auf drei rotierenden Rollen geführt, von denen zwei einen Durchmesser von 200 mm und eine einen Durchmesser von 50 mm hatten. Das Band wurde auf eine Spannung von ca. 700 Volt positiv mit einer Korona-Entladungsvorrichtung aufgeladen und mit einen: Lichtbild belichtet. Dann wurde das Band mit dem latenten ¹³Ud in die Entwicklungsvorrichtung der in Fig. 2 gezeigten Art eingeführt. Der Entv/ieklerstoff entsürach dem in -eispiel 1 beschriebenen.

Die ~L?ne:e des Kreisbc-Ter-s der

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der mit der Oberfläche des Bandes in Berührung stand, betrug ca. 55 nun, der Abstand zwischen der Wandung der Ansammlung und der Bandoberfläche betrug ca. 30 mm. Die Wandung war wie das Band geerdet. Wie aus Fig. 2 gleichfalls hervorgeht, wurde die Entwicklungselektrode unter der Entwicklerstoffansammlung an der Bandoberfläche unter einem Abstand von H- mm angeordnet. Die Länge der Elektrode in Richtung des Kreisbogens betrug ca. 105 mm. In diesem Falle befand sich die Fnterkante der Entv/icklungselektrode ca. 25 mm unter der horizontalen, durch die Rollenachse 200 geführten Mittellinie .

Das auf diese Weise erzeugte Bild hatte eine ausgezeichnete Bilddichte und Flächentönung sowie geringste Hinterprrunddichte.

^- Beispiel 3

Die Entwicklungselektrode aus Beispiel 2 wurde in zwei Teile aufgeteilt,-.die übereinander angeordnet wurden. Die Länge dsv ersten Elektrode in Richtung des Kreisbogens betrug ca. 30 mm, diejenige der zweiten Elektrode ca. 65 mm. Bei der Entwicklung wurde eine positive Spannung von 200 Volt an die erste Elektrode, eine positive Spannung von 600 Volt an die zweite Elektrode angeschaltet. Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 ergab sich eine gute Kopie mit hoher Bilddichte und gleichmäßiger Flächentönungs dichte sowie nahezu keiner Hintergrundtönung.

Beispiel 4

Ein Metalldrahtgitter wurde in die Entwicklerstoffansammlung der gemäß Beispiel 1 verwendeten Entwicklungsvorrichtung eingesetzt, xvobei der Abstand zur lichtempfindlichen Trommeloberfläche ca. M- mm betrug. Die Länece des Metalldrahtgitters in Richtung des Kreisbogens betrug ca. 30 mm.

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Es wurde im oberen Teil der Entwicklerstoffansammlung angeordnet. Die öffnungen im Gitter hatten eine Größe von ca. 4- mm. Die Oberfläche der Drähte war mit einem isolierenden Kunstharzmaterial beschichtet. Das Gitter war von der Wandung der Ansammlung elektrisch isoliert und an eine Spannungsquelle angeschlossen. Der verwendete Entwicklerstoff bestand aus einer Mischung feiner, schwarz gefärbter Teilchen von ca. 12 Mikron Durchmesser, die aus einem Polystyrol-Copolymer bestanden, sowie gröberer Sandteilchen von ca. 600 Mikron Durchmesser, die mit einem Kunstharzmaterial beschichtet waren, um eine negative reibungselektrische Ladung auf den feinen Teilchen zu erzeugen. Das entwickelte Bild hatte eine gute Qualität, d.h. eine hohe Bilddichte, gleichmäßige Flächentönungsdichte und geringste Hintergrundtönung. Die Entwicklung wurde mit einer positiven Spannung von 100 Volt an dem Metalldrahtgitter und von 800 Volt an der Entwicklungselektrode durchgeführt. Ferner zeigte sich, daß eine Vibration des Metalldrahtgitters während der Entwicklung günstige Auswirkungen hatte.

Wie vorstehend ausgeführt, bewirkt die beim erfindungsgemäßen Verfahren verv/endete Entwicklungselektrode nicht eine Verbesserung des Entwicklungswirkungsgrades, sondern eine Entfernung unerwünschter Tonerablagerungen in den Bildhintergrundflächen. Daher ist es nicht erforderlich, die Entwicklungselektrode so nahe der Bildfläche anzuordnen, wie dies bei den bekannten Entwicklungsverfahren der Fall ist.

Es kann also ein relativ großer Elektrodenabstand eingestellt werden, ohne die Reinigungswirkung beim Entwicklungsverfahren zu verschlechtern.

Der große Elektrodenabstand verhindert eine Hemmung der

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.Entwicklerstoffströmung und gewährleistet eine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit. Eine Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, ermöglicht also die Herstellung optimaler Kopien.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   \ 1 J Entwicklungsverfahren für elektrostatische latente "Rüder, bei dem eine Entwicklerstoffmischung aus Trägerteilchen und Tonerteilchen unter Schwerkraftwirkung' über einen bewegten Aufzeichnungsträger kaskadiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Entv/i ekler stoff mischung zwischen dem Aufzeichnungsträger (101) und einer festen Fläche (M-) hindurchgeführt wird und dort eine in Berührung mit dein Aufzeichnungsträger (101) stehende Teilchenansammlung (23) bildet, die dann in den Bereich zwischen dem Aufzeichnungsträger (101) und einer Entwicklungselektrode (5) geleitet wird, deren Abstand zum Aufzeichmmgsträ.rer (101) geringer ist als der entsprechende Abstand der festen Fläche
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode (5) mit einer elektrischen Spannung versehen wird.
3. ö. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode in zwei Teilelektroden aufgeteilt ist, an die unterschiedliche Spannungen angelegt werden.
4. 4-, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da·? ein T-ietalldrahtgitter oder eine perforierte Metallplatte als Entwicklungshilfselektrode innerhalb der Entwicklerstoffansammlung vorgesehen v:ird, wobei eine elektrische Spannung an die Entwicklungshilfselektrode angeschaltet ist.

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5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Entwicklungshilfselektrode während des Entwicklungsvorganges in Vibration versetzt wird.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anordnung (7) zur Kaskadierung einer Mischung aus Trägerteilchen und Tonerteilchen unter Schwerkraftwirkung auf einen beweglichen Aufzeichnungsträger (101), der mit einem elektrostatischen latenten Bild versehen ist, durch eine fest angeordnete Wandung (4), die unter einem Abstand zum Aufzeichnungsträger (101) angeordnet ist und die Ausbildung einer Entwicklerstoffansammlung ermöglicht, und durch eine fest angeordnete Entwicklungselektrode (5) unterhalb der Wandung (4), deren Abstand zum Aufzeichnungsträger (101) geringer ist als derjenige der Wandung (4), so daß die Entwicklerstoffströmung von der Ansammlung in den Bereich zwischen der Entwicklungselektrode (5) und dem Aufzeichnungsträger (101) bewegbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode in zwei elektrisch getrennte Teilelektroden aufgeteilt ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wandung und dem Aufzeichnungsträger eine Entwicklungshilfselektrode angeordnet ist, die aus einem Metalldrahtgitter oder einer perforierten Metallplatte besteht und mit einem nichtleitenden Material beschichtet ist.

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