DE2200449A1

DE2200449A1 - Process for developing an electrostatic latent image

Info

Publication number: DE2200449A1
Application number: DE19722200449
Authority: DE
Inventors: John Maksymiak; Smith James Winfred
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-01-06
Filing date: 1972-01-05
Publication date: 1972-07-20
Also published as: AU3768972A; IT946354B; US3707389A; JPS5432333B1; FR2121330A5; GB1375048A; NL7200006A; BE777721A; CA949827A

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. EWeickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. FiNCKE Dipl.-Ing. EWeickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. FiNCKE

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XBIXBI

XEROX CORPORATION Xerox SquareXEROX CORPORATION Xerox Square

Rochester, N.Y. 14 603 V.St.A, Rochester, NY 14 603 V.St.A,

8 MÜNCHEN 86, DEN
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983921/22·983921/22

Verfahren zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen
BildesMethod of developing a latent electrostatic
Image

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwicklung eines
latenten elektrostatischen Bildes mittels einer endlosen,
Tonermaterial an den Aufzeichnungsbräger bringenden dielektrischen Spenderfläche auf elektrisch leitfähiger Unterlage.The invention relates to a method for developing a
latent electrostatic image by means of an endless,
Toner material on the dielectric donor surface that brings the recording medium on an electrically conductive base.

In der elektrofotografischen Reproduktionstechnik wird ein
fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger geladen und dann mit einem Lichtbild der zu reproduzierenden Informationen belichtet, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild auf ihm entsteht.
Tonerteilchen, die aus einem fein verteilten, pigmentierten
Kunstharzmaterial bestehen, v/erden auf das latente Bild aufgebracht, so daß sie an ihm gebunden werden. Ein Tonerbild kann auf der fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche fixiert oder auf
einen anderen Bildträger übertragen und dort fixiert werden.In electrophotographic reproduction technology, a
charged photoconductive recording medium and then exposed to a light image of the information to be reproduced, whereby an electrostatic latent image is formed on it.
Toner particles made up of a finely divided, pigmented
Resin material are applied to the latent image so that they are bonded to it. A toner image can be fixed on or on the photoconductive recording surface
be transferred to another image carrier and fixed there.

Ein bekanntes Vorfahren zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder ist die sogenannte Übertragungsentwicklung. Diese besteht im wesentlichen darin, daß eine Tonerschicht an eine
mit einem latenten Bild versehene fotoleitfähige Schicht heran-A well-known ancestor of latent electrostatic image development is what is known as transfer development. This consists essentially in the fact that a toner layer to a
photoconductive layer provided with a latent image

2 09830/10262 09830/1026

2 U Ο Α Λ 92 U Ο Α Λ 9

gebracht wird, so daß die Tonerteilchen von ihrer Schicht auf die Bildflächenteile übertragen werden können. Bei einer Ausführungsform der Übertragungsentwicklung wird eine Tonerschicht auf ein Spenderelement aufgebracht, welches die Tonerteilchen auf seiner Oberfläche hält. Dieses Spenderelement wird dann in geringen Abstand zur Aufzeichnungsflache gebracht. Innerhalb dieses Abstandes werden die Tonerteilchen der Tonerschicht vom Spenderelement abgelöst und auf die fotoleitfähige Schicht durch die elektrostatischen Ladungen des latenten elektrostatischen Bildes übertragen, so daß eine Entwicklung stattfindet. Bei diesem Verfahren müssen die Tonerteilchen einen Luftspalt überwinden, um die Bildflächenteile auf der fotoleitfähigen Schicht zu erreichen. Bei zwei anderen Übertragungsverfahren wird die Sponderflache in Berührung mit der Aufzeichnungsfläche gebracht, so daß kein Luftspalt vorhanden ist. Bei einem derartigen Verfahren wird die mit Toner beschichtete Spenderfläche in nicht gleitende Berührung mit der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche gebracht, so daß das Bild in einem einzigen schnellen Schritt entwickelt wird. Bei einer anderen Ausführungsform dieses Verfahrens wird die Spenderflache auf der Bildfläche abgewälzt. Dieses Abwälzen in einem Bereich, der der Breite der dünsten aufgezeichneten Linie entspricht, verdoppelt die zur Entwicklung einer senkrecht zur Abwälzrichtung liegenden Linie verfügbare Tonermenge, und der Betrag der Abwälzung kann erhöht werden, so daß eine größere Tönungsdichte oder eine bessere Flächendeckung erreicht wird.is brought so that the toner particles can be transferred from their layer to the image area parts. In one embodiment During transfer development, a layer of toner is applied to a donor element which contains the toner particles holds on its surface. This donor element is then brought into close proximity to the recording surface. Within This distance, the toner particles of the toner layer are detached from the donor element and onto the photoconductive layer transfer the electrostatic charges of the electrostatic latent image so that development takes place. at In this process, the toner particles have to overcome an air gap to form the image area parts on the photoconductive layer to reach. With two other transfer methods, the sponder surface is brought into contact with the recording surface, so that there is no air gap. In such a procedure the toner coated donor surface is in non-sliding contact with the electrostatic recording surface so that the image is developed in a single rapid step. In another embodiment of this method the donor area is rolled onto the image area. This rolling in an area equal to the width of the thinnest recorded line doubles that for development a line perpendicular to the rolling direction, the amount of available toner, and the amount of rolling may be increased so that a greater tint density or better area coverage is achieved.

Unter einer "Übertragungsentwicklung¹¹ sind also solche Entwicklungsverfahren zu verstehen, bei denen erstens die Tonerschicht nicht mit der Aufzeichnungsfläche in Berührung steht und die Tonerteilchen einen Luftspalt überwinden müssen, zweitens die Tonerschicht in IlollberUhrung mit der Aufzeichnungsfläche steht, drittens die Tonerschicht in Kontakt mit der Aufzeichnungsfläche gebracht und auf ihr abgewälzt wird. Die Übertragungsentwicklung wurde auch unter der Bezeichnung "Aufsetzentwicklung" bekannt.A "transfer development ¹¹ " is to be understood as such development processes in which firstly the toner layer is not in contact with the recording surface and the toner particles have to overcome an air gap, secondly the toner layer is in full contact with the recording surface, thirdly the toner layer is in contact with the recording surface The transfer development was also known as the "touchdown development".

209830/ 1 028209830/1 028

Bei einem typischen Übertragungsverfahren wird ein zylindrisches Spenderelement mit endloser Spenderfläche so gedreht, daß seine Oberfläche der bewegten Oberfläche einer fotoleitfähigen Trommel gegenübergestellt wird, auf der ein elektrostatisches latentes Bild vorhanden ist. An dem Umfang des Spenderelements sind mehrere Verfahrensstationen angeordnet, beispielsweise eine Beschickungsstation für Toner, eine Ladestation zur gleichmäßigen Aufladung der Tonerteilchen auf der Spenderfläche, eine Entwicklungsstation, an der die Tonerteilchen auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden, sowie eine weitere Ladestation, an der eine neutralisierende Ladung auf die restlichen Tonerteilchen aufgebracht wird und an der eine Reinigungsvorrichtung den restlichen Toner von der Umfangsflache des Spenderelements entfernt. Mit einer solchen Vorrichtung kann eine mehr oder weniger kontinuierliche Entwicklung durchgeführt werden.In a typical transfer process, a cylindrical dispensing element with an endless dispensing surface is rotated so that that its surface is opposed to the moving surface of a photoconductive drum on which an electrostatic latent image is present. Several process stations are arranged on the circumference of the dispenser element, for example a loading station for toner, a loading station for evenly charging the toner particles on the dispenser surface, a development station at which the toner particles are transferred to the recording medium, and another Charging station at which a neutralizing charge is applied to the remaining toner particles and at which a cleaning device the remaining toner from the peripheral surface removed from the donor element. With such a device a more or less continuous development can be carried out will.

Ein für ein derartiges Verfahren geeignetes Spenderelement ist beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 203 394 bekannt. Es besteht aus einem Zylinder aus elektrisch leitfähigem Material, auf dem eine Schicht eines vergleichsweise schlecht isolierenden, lichtunempfindlichen Materials angeordnet ist, auf deren Oberfläche wiederum ein Punktmuster besser isolierenden lichtunempfindlichen Materials angeordnet ist. Die erste Schicht aus schlecht isolierendem Material ist mit einem derartigen spezifischen Widerstand ausgewählt, daß sie eine elektrostatische Ladung aufnimmt, so daß eine elektrostatische Aufladung der gesamten Spenderfläche einschließlich des Punktmusters und der Bereiche dazwischen auf ein gleichmäßiges Potential möglich ist. Der spezifische Widerstand des ersten dielektrischen Materials ist jedoch so gering, daß innerhalb der Bewegungszeit der Spenderfläche von der Ladestelle zur Tonerbeschickungsstelle praktisch die gesamte elektrostatische Ladung auf die leitfähige Unterlage der Spenderfläche abgeleitet ist. Dadurch bleiben die Punkte gleichmäßig auf ein vorgegebenes Potential geladen, da sie einen höheren spezifischenA dispenser element suitable for such a method is known, for example, from US Pat. No. 3,203,394. It consists of a cylinder made of electrically conductive material on which a layer of a comparatively bad one insulating, light-insensitive material is arranged, on the surface of which in turn a dot pattern is better insulating light-insensitive material is arranged. The first layer of poorly insulating material is such resistivity selected so that it accepts an electrostatic charge, so that an electrostatic Charging of the entire donor area including the dot pattern and the areas in between to a uniform potential is possible. However, the resistivity of the first dielectric material is so low that within the movement time of the dispenser surface from the loading point to the toner loading point practically the entire electrostatic Charge is diverted to the conductive surface of the donor surface. This keeps the points evenly on a given one Potential charged because it has a higher specific

2 09830/1026 ' ~2 09830/1026 '~

2 J U U A A S2 J U U A A S

Widerstand haben. Wenn ein solches Spenderelement in Kontakt mit einer aufgeladenen Ilasse Tonerteilchen kommt, so werden die Tonerteilchen von den Punkten angezogen, während die Bereiche zwischen diesen Punkten von ihnen frei bleiben. Das Spenderelement wird auf diese Weise mit Toner beschickt, so daß es anschließend in die Entwicklungszone geführt werden kann.Have resistance. When such a donor element comes into contact with a charged mass of toner particles, so are the toner particles are attracted to the dots, while the areas between these dots remain free of them. That In this way, the donor element is loaded with toner so that it can then be fed into the development zone.

Ein Ilachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß beachtliche Kosten, Zeitaufwand und Bedienungsaufwand entstehen, wenn ein solches Spenderclement hergestellt werden soll. Die Technik der latenten elektrostatischen Bildentwicklung und insbesondere der übertragungsentwicklung könnte wesentlich verbessert v/erden, wenn das Spenderelement und das Verfahren zu seinem Betrieb vereinfacht werden könnten.A disadvantage of this method is that it incurs considerable costs, time and operator effort if such a dispenser element is to be produced. The technique of electrostatic latent image development, and particularly transfer development, could be greatly improved if the donor element and the method of operating it could be simplified.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder zu schaffen, welches sich durch besonders einfache Ausführung und geringen Kosten- und Bedienungsaufwand auszeichnet.The object of the invention is to provide an improved method for the development of latent electrostatic images, which is characterized by its particularly simple design and characterized by low costs and operating costs.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Spenderfläche vor dem Aufbringen des Toners einer Koronaentladung ausgesetzt wird und daß sie danach durch einen vibrierenden Tonerbehälter geführt wird, dessen Innenfläche eine reibungselektrische Aufladung des Toners bewirkt und dessen leitfähige Außenfläche mit einem elektrischen Potential verbunden wird, das niedriger als das Ladungspotential der Spenderfluche 1st.A method of the type mentioned at the outset is designed according to the invention to achieve this object in such a way that the donor surface corona discharge prior to application of the toner and thereafter passed through a vibrating toner container is performed, the inner surface of which causes a triboelectric charge of the toner and its conductive External surface is connected to an electrical potential that is lower than the charge potential of the donor curse.

Es wird also ein Spenderelement verwendet, mit dem die Tonerteilchen an das zu entwickelnde latente Bild herangeführt werden und das eine endlose Oberfläche aus einem dielektrischen Material aufweist.'Dieses Spenderelement wird kontinuierlich an mehreren Behandlungsstationen vorbeigeführt, zu denen eine Ladentation bzw. eine Ladevorrichtung gehört, mit der die Spenderfläche vor dem Aufbringen des Tonerc aufgeladen v.virci.So it is a donor element used, with which the toner particles be brought up to the latent image to be developed and that an endless surface made of a dielectric Material has.'This donor element is continuous passed several treatment stations, one of which Charging station or a charging device belongs with which the dispenser surface is charged before applying the toner v.virci.

2 0 ^l) B 3 0 / U) 2 6 2 0 ^l ) B 3 0 / U) 2 6

An einer Beschickungsstelle wird der Toner auf die Spenderflache aufgebracht, wobei er in einem Behälter bereitgehalten wird, dessen Innenfläche aus einem Material besteht, die eine reibungselektrische Aufladung der Tonerteilchen mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der Ladung der Spenderfläche bewirkt. Die Außenfläche des Behälters wird auf einem gegenüber dem Ladungspotential der Spenderfläche geringeren Potential gehalten, und der Behälter ist nahe an der Spenderfläche angeordnet, wobei während der Übertragung der Tonerteilchen auf die Spenderfläche eine Vibration des Behälters durchgeführt wird. Dadurch entsteht ein Fließbettzustand des Toners im Behälter, womit auch eine reibungselektrische Aufladung erreicht wird. Die Tonerteilchen werden durch die Spenderfläche an ein zu entwickelndes latentes elektrostatisches Bild herangebracht.The toner is placed on the dispenser surface at a loading point applied, wherein it is kept ready in a container, the inner surface of which consists of a material, the one triboelectric charging of the toner particles with one polarity opposite to that of the charge on the donor surface. The outer surface of the container is on an opposite side the charge potential of the donor surface is kept at a lower potential, and the container is arranged close to the donor surface, wherein a vibration of the container is carried out during the transfer of the toner particles onto the donor surface. This creates a fluidized bed state of the toner in the container, which also causes a triboelectric charge. The toner particles are brought up to a latent electrostatic image to be developed through the donor surface.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer in den Figuren dargestellten Vorrichtung zu ihrer Durchführung beschrieben, wodurch auch die weiteren Vorteile und V/esenszüge der Erfindung besser erkenntlich werden. Es zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to a device shown in the figures for its implementation described, whereby the further advantages and features of the invention can be better recognized. Show it:

!■ig. 1 den Schnitt einer nach der Erfindung arbeitenden Reproduktionsmaschine und! ■ ig. 1 shows the section of a reproduction machine operating according to the invention and

Bⁿig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils eines Spenderelementes und der zugehörigen Beschickungsvorrichtung für Toner.B ⁿ ig. Figure 2 is an enlarged cross-section of a portion of a dispensing member and associated toner supply device.

Das erfindungsgemäße*Verfahren arbeitet nach dem Prinzip der Übertragungsentwicklung, bei der die Tonerteilchen auf ein auf einem Aufzeichnungsträger vorhandenes elektrostatisches latentes Bild zu dessen Entwicklung übertragen werden. Das Verfahren wird im folgenden für seine Anwendung in einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine beschrieben, es kann jedoch auch in jedem anderen Reproduktionssystem eingesetzt v/erden, wo ein latentes elektrostatisches Bild durch Aufbringen von Toner zu entwickeln ist.The * method according to the invention works on the principle of Transfer development, in which the toner particles are transferred to an electrostatic latent image can be transferred to its development. That The method is described below for its application in an electrophotographic reproduction machine, it however, it can also be used in any other reproduction system where a latent electrostatic image is deposited of toner to develop.

2 0 9830/10282 0 9830/1028

- ⁶- /2ÜU4AS- ⁶ - / 2ÜU4AS

In Fig. 1 ist eine elektrofotografische Reproduktionsmaschine dargestellt. Diese enthält einen elektrofotografischen Aufzeichnungsträger in Form einer Trommel 10, der in der dargestellten Pfeilrichtung an Stationen A-E vorbeigeführt wird. Die Trommel hat eine lichtempfindliche Oberfläche, beispielsweise aus Selen, welches auf einer leitfähigen Unterlage angeordnet ist. Auf dieser Schicht kann ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt werden. Die verschiedenen Station am Umfang der Aufzeichnungstrommel, welche an der Erzeugung von Reproduktionen beteiligt sind, umfassen eine Ladestation A, eine Belichtungsstation B, eine Entwicklungsstation C, eine Bildübertragungsstation D und eine Reinigungsstation E. Die Stationen A, B, D und E sind mehr oder weniger konventionell ausgebildet und erfüllen ihre verschiedenen bekannten Funktionen. Außer ihrer Zusammenwirkung mit der in neuartiger Weise arbeitenden Station C gehören sie nicht unmittelbar zur Erfindung.In Fig. 1, there is shown an electrophotographic reproduction machine. This contains an electrophotographic recording medium in the form of a drum 10, which is guided past stations A-E in the direction of the arrow shown. The drum has a light-sensitive surface, for example made of selenium, which is arranged on a conductive base. on an electrostatic latent image can be formed on this layer. The various stations on the circumference of the recording drum, which are involved in the production of reproductions include a charging station A, an exposure station B, a development station C, an image transfer station D, and a cleaning station E. The stations A, B, D and E are more or less conventionally designed and fulfill their different requirements known functions. Besides their interaction with Station C, which works in a new way, they belong not directly related to the invention.

An der Station A bringt eine Ladevorrichtung 12, beispielsweise ein Korotron, eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die fotoleitfähige Schicht auf. Während die Trommel gedreht wird, wird die geladene Oberfläche mittels einer Belichtungsvorrichtung 14, beispielsweise mit einem Projektor, mit einem Lichtbild bestrahlt. Das dadurch erzeugte latente elektrostatische Bild wird durch Aufbringen eines fein verteilten, pigmentierten Kunstharzpulvers, des sogenannten Toners, an der Entwicklungsstation C entwickelt bzw. sichtbar gemacht. Diese Vorrichtung wird im folgenden noch eingehender beschrieben. Nach dem Entwicklungsvorgang an der Station C wird die Trommeloberfläche an der Bildübertragungsstation D vorbeigeführt, an der ein Kopieblatt 16 bereitgehalten wird und eine Korona-EnQadungsvorrichtung 18 sowie eine Fixiervorrichtung 20 angeordnet sind. Uach der Übertragung des entwickelten Bildes auf das Kopieblatt und Fixierung wird die Trommeloberfläche an der Reinigungsstation E vorbeigeführt, an der eine Reinigungsvorrichtung 22, beispielsweise eine rotierende Bürste, angeordnet ist.At station A, a charging device 12, for example a corotron, applies a uniform electrostatic charge to the photoconductive layer on. While the drum is being rotated, the charged surface is exposed by means of an exposure device 14, for example with a projector, irradiated with a light image. The resulting latent electrostatic Image is developed or made visible at development station C by applying a finely divided, pigmented synthetic resin powder, the so-called toner. This device is described in more detail below. After the development process at station C, the drum surface is fed past the image transfer station D at which a Copy sheet 16 is kept ready and a corona charging device 18 and a fixing device 20 are arranged. After transferring the developed image to the copy sheet and fixation, the drum surface is guided past the cleaning station E, at which a cleaning device 22, for example a rotating brush is arranged.

209830/ 1 026209830/1 026

- 7 - . 22ÜÜU3- 7 -. 22ÜÜU3

An der Entwicklungsstation C ist ein Spenderelement 24 angeordnet. Dieses ist ein geschliffener Metallzylinder 26, auf dessen Oberfläche ein dielektrischer Film 28 vorgesehen ist. Das Spenderelement ist drehbar gelagert und kann mit seiner Oberfläche durch einen Tonerbehälter 32 bewegt werden, der im folgenden noch beschrieben wird. Dieser Behälter 32 enthält eine Menge an Tonerteilchen 34. Die Spenderrolle 24 ist so angeordnet, daß ein geringer Abstand zwischen der Oberfläche der Aufzeichnungstrommel 10 und der Außenfläche der Tonerschicht auf der Spenderrolle 24 gebildet ist. Dieser Abstand kann ca. 0,025 bis 0,25 mm betragen. Die Spenderrolle 24 kann in der dargestellten Pfeilrichtung gedreht werden. Nahe ihrem Umfang ist eine Ladevorrichtung 30, beispielsweise eine Korona-Entladungsvorrichtung angeordnet. Diese ist zwischen dem Tonerbehälter 32 und der Entwicklugszone des Systems angeordnet und bringt eine Ladung auf die Oberfläche der Spenderrolle 34 auf, bevor diese in den Tonerbehälter eintritt. Am Umfang der Spenderrolle 24 ist zwischen dem Tonerbehälter 32 und der Entwicklungszone C eine zweite Ladevorrichtung 38, beispielsweise eine Korona-Entladungsvorrichtung, angeordnet. Diese bringt eine gleichmäßige Ladung auf die Tonerteilchen auf, welche sich auf der Oberfläche der Spenderrolle befinden.A donor element 24 is arranged at development station C. This is a ground metal cylinder 26, on the surface of which a dielectric film 28 is provided. The dispenser element is rotatably mounted and can be moved with its surface through a toner container 32, the will be described below. This container 32 contains a quantity of toner particles 34. The dispenser roll 24 is arranged so that that a small distance between the surface of the recording drum 10 and the outer surface of the toner layer is formed on the dispenser roll 24. This distance can be approximately 0.025 to 0.25 mm. The dispenser roll 24 can in can be rotated in the direction of the arrow. Near its perimeter is a charging device 30 such as a corona discharge device arranged. This is arranged between the toner container 32 and the development zone of the system and applies a charge to the surface of the donor roll 34 before it enters the toner container. On the circumference of the dispenser roll 24, between the toner container 32 and the development zone C, is a second charger 38, for example a corona discharge device. This applies a uniform charge to the toner particles, which are on the surface of the dispenser roll.

Iiach der Bildentwicklung wird die Spenderrolle zur erneuten Beschickung mit Toner vorbereitet, wozu der auf ihr vorhandene restliche Toner einer neutralisierenden Ladevorrichtung 40, beispielsweise einem Korotron, ausgesetzt wird. Dadurch kann dieser restliche Toner mittels einer Reinigungsvorrichtung, beispielsweise einer Drehbürste 42, leichter entfernt werden. Der Drehbürste 42 kann eine nicht dargestellte Absaugvorrichtung zugeordnet sein. Die Spenderrolle wird auf diese Weise von restlichem Toner bzw. von Restbildern oder Geisterbildern befreit, die sich nach dem Entwicklungsvorgang auf ihr einstollen können. Gleichzeitig wird sie zur Aufnahme eines neuen Tonervorrates vorbereitet.After the image has developed, the donor roll becomes a new one Loading with toner prepared, including the remaining toner on it from a neutralizing charging device 40, for example a corotron. As a result, this residual toner can be removed by means of a cleaning device, for example a rotary brush 42, can be removed more easily. The rotary brush 42 can be a suction device, not shown be assigned. In this way, the dispenser roll is cleared of residual toner or residual images or ghost images freed, which curl up on it after the development process can. At the same time, it is prepared to accept a new supply of toner.

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-8- 22ÜÜA49-8- 22ÜÜA49

In Fig. 2 ist ein Teil des Spenderelements sowie dessen Wechselwirkung mit dem Tonerbehälter 32 dargestellt. Der Tonerbehälter 32 hat eine leitfähige Unterlage 44, an seiner Innenseite ist er mit einem Material 46 versehen, welches eine reibungselektrische Aufladung der Tonerteilchen mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der Ladung der Oberfläche des Spenderelements bewirkt. Dieses Material für die Schicht 46 soll so ausgewählt sein, daß bei Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Fläche 46 und den Tonerteilchen eine positive Ladung auf dem einen und eine negative Ladung auf dem anderen Material erzeugt wird. Ein Beispiel eines solchen Materials ist polymerisiertes Methylmethacrylat, welches unter der Bezeichnung Lucite handelsüblich ist. Wenn dieses Material in Reibungsberührung mit einem Tonermaterial, beispielsweise mit schwarz pigmentiertem, modifiziertem Phenolformaldehydharz, handelsüblich unter der Bezeichnung Amberol F-71, gebracht wird, so nimmt der Toner eine negative Ladung an, während das Schichtmaterial eine positive Ladung annimmt. Andere geeignete Stoffe für die Schicht 46 und für dieTonerteilchen finden sich in der US-Patentschrift 2 638 416. Die leitfähige Unterlage 44 des Behälters ist elektrisch geerdet, so daß er ein geringeres Ladungspotential führt als die auf die dielektrische Oberfläche 28 des Spenderelements mit der Entladungsvorrichtung 30 aufgebrachte Ladung.In Fig. 2 is part of the donor element and its interaction shown with the toner container 32. The toner container 32 has a conductive pad 44 on its inside it is provided with a material 46, which a triboelectric charging of the toner particles with a Causes polarity opposite to that of the charge on the surface of the donor element. This material for the shift 46 should be selected so that when a relative movement is generated between the surface 46 and the toner particles positive charge on one material and a negative charge on the other material is generated. An example of such a material is polymerized methyl methacrylate, which under the name Lucite is commercially available. When this material is in frictional contact with a toner material, for example with black pigmented, modified phenol-formaldehyde resin, commercially available under the name Amberol F-71 is, the toner takes on a negative charge, while the layer material takes on a positive charge. Other suitable Materials for layer 46 and for the toner particles can be found in U.S. Patent 2,638,416. The conductive pad 44 of the container is electrically grounded so that it carries a lower charge potential than that on the dielectric Surface 28 of the donor element with the discharge device 30 charge applied.

Eine Vibrationsvorrichtung 36 ist dem Tonerbehälter 32 zugeordnet und erzeugt eine Relativbewegung zwischen dem Schichtmaterial 4b auf der Innenseite des Behälters 32 und den Tonerteilchen. Der Grad dieser Relativbewegung soll derart sein, daß eine Reibungsberührung der Tonerteilchen mit demMaterial 46 entsteht und die Tonerteilchen auch mit der Oberfläche des Spenderelements 24 in Berührung gebracht werden. Wie aus Fig. hervorgeht, wird der Toner reibungselektrisch durch den Reibungskontakt mit dem Material 46 auf der Innenseite des Tonerbehälters 32 negativ aufgeladen. Die Ladungsvorrichtung 30 bringt eine positive Ladung auf die Oberfläche der dielektrischenA vibrating device 36 is associated with the toner container 32 and creates a relative movement between the layer material 4b on the inside of the container 32 and the toner particles. The degree of this relative movement should be such that frictional contact of the toner particles with the material 46 and the toner particles are also brought into contact with the surface of the donor element 24. As shown in Fig. As can be seen, the toner becomes triboelectric by frictional contact with the material 46 on the inside of the toner container 32 negatively charged. The charging device 30 applies a positive charge to the surface of the dielectric

209830/1U26209830 / 1U26

Schicht 28 auf. Wenn das Spenderelement durch die Tonerteilchen hindurchbewegt wird, werden diese von der positiv aufgeladenen dielektrischen Schicht angezogen. Damit eine gleichmäßige Schicht 48 aus Tonerteilchen auf der Oberfläche der geladenen dielektrischen Schicht gebildet wird, ist es erforderlich, den Abstand zwischen der dielektrischen Schicht und dem leitfähigen Material des Tonerbehälters derart einzustellen, daß ein elektrisches Feld zwischen beiden erzeugt wird. Dieses Feld muß so stark sein, daß die Tonerteilchen auf der Oberfläche der geladenen dielektrischen Schicht abgelagert werden. Ein Abstand von 0,05 bis 1,75 ram zwischen den Pfeilen a und b ist hierzu geeignet, wenn ein Postentialunterschied von ca. 300 Volt zwischen den beiden Flächen herrscht.Layer 28 on. When the donor element is moved through the toner particles, they become positively charged by the dielectric layer attracted. So that a uniform layer 48 of toner particles on the surface of the charged dielectric layer is formed, it is necessary to adjust the distance between the dielectric layer and the set conductive material of the toner container in such a way that an electric field is generated between the two. This The field must be so strong that the toner particles are deposited on the surface of the charged dielectric layer. A distance of 0.05 to 1.75 ram between arrows a and b is suitable if there is a potential difference of there is approx. 300 volts between the two surfaces.

Beim Betrieb der Anordnung wird der Tonerbehälter mit einem Tonermaterial gefüllt und durch die Vibrationsvorrichtung 36 in Bewegung versetzt. Dann wird das Spenderelement 24 gedreht und eine Koronaladung auf seine Oberfläche mittels der Ladevorrichtung 30 aufgebracht. Die geladene Spenderoberfläche zieht Tonerteilchen an, wenn sie ihren niedrigsten Punkt im Behälter erreicht, so daß diese Tonerteilchen in die Entwicklungszone befördert werden können und dort ein latentes elektrostatisches Bild entwickeln. Um sicherzustellen, daß die Tonerteilchen an der Spenderoberfläche eine gleichmäßige elektrostatische Ladung erhalten, ist die Ladevorrichtung 38 vorgesehen, welche eine gleichmäßige Ladung auf die Tonerschicht aufbringt.In operation of the arrangement, the toner container is filled with a toner material and driven by the vibrating device 36 set in motion. The dispenser element 24 is then rotated and a corona charge is applied to its surface by means of the loading device 30 applied. The charged donor surface will attract toner particles when they are at their lowest point in the Container reached so that these toner particles can be conveyed into the development zone and there a latent electrostatic Develop image. To ensure that the toner particles on the donor surface have a uniform electrostatic Received charge, the charging device 38 is provided, which applies a uniform charge to the toner layer.

Zur Beschreibung der Erfindung wurde das Spenderelement als Zylinder vorausgesetzt. Es kann jedoch auch als endloses Band ausgeführt sein, welches den Toner aus dem Behälter an die verschiedenen Stationen bringt. Eine übliche Antriebsvorrichtung, beispielsweise Motore, Bänder usw., kann zur Bewegung der verschiedenen beweglichen Elemente in bekannter Weise vorgesehen sein.To describe the invention, the dispenser element was assumed as a cylinder. However, it can also be used as an endless belt be executed, which brings the toner from the container to the various stations. A common drive device, for example motors, belts, etc., can be provided to move the various movable elements in a known manner be.

209830/1026209830/1026

Claims

2200U9

Λ j Method for developing a latent electrostatic image by means of an endless dielectric donor surface on an electrically conductive substrate which brings toner material to the recording medium, characterized in that the donor surface is exposed to a corona discharge before the toner is applied and in that it is then passed through a vibrating toner container whose inner surface causes the toner to be triboelectrically charged and whose conductive outer surface is connected to an electrical potential which is lower than the charging potential of the donor surface.

2. The method according to claim 1, characterized in that between the donor surface and the conductive outer surface an electric field is generated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the toner layer applied to the donor element is evenly charged electrostatically.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a donor element (24) is provided with a continuous, endless, dielectric surface (28) on which an electrostatic Loading device (30) and then a toner charging device (32) are arranged, which from a container (32) which is coupled to a movement device (36) and has a conductive outer surface (44) and is triboelectric active inner surface (46), wherein the conductive outer surface (44) is connected to a potential, which is lower than the charge potential generated with the charging device (30).

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5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the donor element has a conductive pad (26) for the dielectric layer (28) and that the substrate (26) is connected to a reference potential source.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the movement device (36) is a vibration device is that through their movement a triboelectric charge of the toner particles at least in the area between the inner layer of the container (46) and the part of the dispenser surface (28) opposite it.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the container (32) at such a distance from the donor surface (28) is arranged, the toner transfer to the donor surface (28) causing an electric field between the Dispenser pad (26) and the container (32) exist.

8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that that on the toner loading device (32) in the direction of movement of the dispenser surface (28) following another Charging device (38) is provided, which evenly distributes the toner particles present on the donor surface (28) electrostatically charges.

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