DE2221107A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Entwickeln - Google Patents

Description

Xerox Square, Hochester, Hew York 14603» USA

Verfahr3'ύ und Vorrichtung zum elektrostatischen Entwickeln

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsmusters mit einem Trockenentwickler, der aus einem Gemisch von elektrostatisch anziehbaren Tonerteilchen und magnetisch anziehbaren 'Irägerteilchen besteht, wobei die Trägerteilchen und die Tonerteilchen einender entgegengesetzt gepclte, reibungselektrische Ladungen haben und die Tonerteilchen mit der zur Polarität des zu entwickelnden Ladungsmusters entgegengesetzten Polarität geladen sind bzw. werden. Die Erfindung betrifft ferner eine elektrostatografisehe Entwicklungsvorrichtung zum Auftragen von Entwicklöricaterial auf eine Entwickleraufnahmefläche entsprechend einem elektrostatischen, Ladungsmuster.

Allgemein bezieht sich die Erfindung auf Bilderzeugungssysteme, Sie schafft insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für die elektrostatografische Entwickiung.

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Ιλιγ Di?zeugung mad Entwicklnng von Bildern auf der Oberflache von Fotowiderstandsmaterialien mit elektrostatischen J¹UtIeIn ist ein grundlegendes Verfahren in der USA-Patentschrift 2 297 691 (CF. Carlson) beschrieben. Dabei wird auf eine Schicht aus einem isolierenden Fotowiderstand?.-material eine gleichmäßige elektrostatische Ladung aufgebracht und diese ßchicltt mit einem Licht-Schatten-Muster belichtet, die Ladung von den belichteten Stellen der Schiebt abgeführt und das so erhaltene latente elektrostatische Bild dadurch entwickelt, daß auf das Bild ein als Toner bezeichnetes, feinverteiltes elektroskopisches Material aufgetragen wird. Der Toner wird normalerweise von den ladungstragenden Stellen der Schicht angezogen, so daß ein. dem latenten elektrostatischen Bild entsprechendes Tonerbild entsteht. Dieses Pulverbild kann dann auf eine Unterlage, s.B. aus Papier, übertragen und danach beispielsweise durch Wärmeeinwirkung bleibend auf der Unterlage fixiert werden.

J)ie Erzeugung des latenten Bildes kann anstatt durch gleichmäßiges Laden der Fotowiderstandsschicht und darauffolgendes Exponieren der Schicht mit einem Licht-Schatten-Muster auch direkt erfolgen, indem die Schicht dem Bild entsprechend geladen wird. Soll das Pulverbild nicht übertragen v/erden, so kann es auch direkt auf der Photowiderstandsschicht fixiert werden. Anstelle durch Wärmeeinwirkung kenn die Fixierung auch mit anderen geeigneten Mitteln vor sich gehen, z.B. mit Hilfe eines Lösungsmittels oder eines Überzuges.

Für das Auftragen von elektroskopischen Harkierungsteilchen auf das zu entwickelnde, latente elektrostatische Bild

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sind mehrere Verfahren bekennt«. Zu diesen gehören d,as Keskadeiientwicklangsvcrfaliren gemäß der USA-Patentschrift 2 618 552, das Pulverwolkenverfahren gemäß der USA-Patentschrift 2 221 776 und das Magnetbürstenverfahren beispielsweise gemäß der USA-Patentschrift 2 S7^ZI- 063. Zum Entwickeln von großen zusammenl)äugenden Flächen hat sich das Magnetbüi'stcn-EntwicklungPvorfahren als besonders zweckmäßig erwiesen. Danach wird ein als Toner bezeichnetes, feines Markieruiigspulver mit einem relativ groben, magnetisch anziehbaren Trägermaterial gemischt und reibungselektrisch derart aufgeladen, daß die Tonerteilchen an der Oberfläche des Trägermaterials haften. Bei der Magnetbürstenentwicklung kann die Bürste aus einem Magneten bestehen, von dem der beispielsweise aus Eisenfeilspänen oder einem anderen ferromagnetische Pulver bestehende, magnetisch ansiehbare Träger durch magnetische Anziehung in kettenähnlichen Anordnungen festgehalten wird, die den Borsten einer Bürste ähneln. Beim Auftragen des Toners auf die Bürste haften die Tonerteilchen infolge reibungselektrischer Anziehung an den ferromagnetischen Borsten. Zum Entwickeln des Bildes wird die das Bild enthaltende Fläche mit der Bürste bestrichen. Die Tonerteilchen werden von einer Ladung, die auf der das Bild enthaltenden Fläche vorhanden ist, dank entgegengesetzter Polarität elektrostatisch angezogen, wodurch das latente elektrostatische Bild entwickelt wird.

Tn der zweckmäßigsten und praktischsten Ausbildungsform des Magnetbürsten-Entwicklungssystems wird eine drehbare zylindrische Hülse vervrendet, die einen ortsfesten Stabmagneten umgibt, der das erforderliche Magnetfeld erzeugt.

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Wenn sich die drehbare Hülse dreht, wird der Entwickler von ihr aus dem Entwicklerbehälter magnetisch angezogen, wobei er din Form .einer Bürste annimmt-und in dieser Form während seiner Drehung an die Entwicklungszene abgegeben wird«. Das Magnetfeld wird gewöhnlich von einem einzigen, großen und schweren stabförmigen Dauermagneten aus einem Materiel erzeugt, das ein hohes Energieprodukt besitzt. Dieser Stabmagnet muß in der zylindrischen Hülse exzentrisch angeordnet sein, so daß komplizierte Halterungen erforderlich sind und die Freiheit der Konstruktion stark eingeschränkt wird. Wenn nur eine einzige Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes verwendet wird, muß dieser einzige Magnet so stark sein_v daß seine Haltekraft auch an der am weitesten entfernten Stelle der zylindrischen Rolle noch ausreicht. Nachteilig ist auch,, daß bei Erzeugung des Magnetfeldes durch nur einen Magneten die magnetische Anziehungskraft nicht an verschiedenen Stellen des Umfanges der Rolle so einstellbar ist, daß die verschiedenen Funktionen der Aufnahme und des Halteus des Entwicklers, der Bildung einer Bürste und der Freigabe des Trägers optimal durchgeführt werden. Außerdem reicht das Feld eines Stabmagneten weit über die Rollenoberfläche hinau.s, an der es zum Anziehen des Entwicklers erforderlich ist, und kann daher mit dem Feld von benachbarten Rollen in Wechselwirkung treten oder andere Vorgänge stören. Auch können Streufelder den fließenden Entwickler durchdringen und dabei die Reibung vergrößern, das Vermischen stören und in benachbarten, sich bewegenden Teilen z\i Wirbelstromverlusten führen.

In diesen Magnetbürsten-Entwicklungseystemen ist es ferner in allgemeinen erwünscht, die Dicke der von der Rolle·getragenen Entwicklerschicht dadurch zu beeinflussen oder zu re-

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guileren, daß man die Solle an einer Dosierrakel vorbeibcw&gt. Diese Rakel muß sehr genau eingestellt werden und sie kann auch bewirken, daß der sich bewegende Entwickler abgerieben und die Anzahl der Zusammenstöße zwischen einander benachbarten Trägerteilchen vergrößert wird..Dadurch wirc.'l die Schlagwirkung des Toners auf die Trägerperlan ■vermehrt, wodurch die Gebrauchsdauer des Entwicklers ver« '■ kürst wird. Eine Schlagwirkung des Toners auf den Träger soll jedoch im allgemeinen vermieden werden, weil durch eine Schlageinwirkung eines beliebigen Materials auf die Überfläche des Trägers dessen reibungselektrische Besiehung· zu den Tonerteilchen verändert wird, so daß der .Schlagwirkung unterworfenes Material leichter von dem. Träger abblättern kann, was zu einer ungleichmäßigen Entwicklung auf der das Bild enthaltenden Fläche führt.

Eine Schlagwirkung des Toners auf Trägerperlen kann auch in Magnetbürsten-Entwicklungssystemen auftreten, in denen das Fließen des Entwicklers durch mechanische Schaber, Kratzer, Schieber od.dgl. bzw. durch das Drehen des Stablasgneten im Innern der Rolle unterbrochen und eingeleitet wird. Die Schieber tragen zum Verschleiß des Trägers und zur Schlagwirkung des Toners auf die Trägerteilchen bei. Ferner muß eier Entwickler durch eine Entwicklungszone geführt werden, in welcher die Magnetbürste die das Bild enthaltende Fläche bestreicht und welche von einer schmalen Drosselöffnung zwischen der Rolle und der das Bild enthaltenden Fläche gebildet wird. Dabei kann es vorkommen, daß die Tonerteilchen infolge der elektrostatischen Anziehung von den Trägerteilchen auf die das Bild enthaltende Fläche übergehen. Um der das Bild enthaltenden Fläche genügend Tonerteilchen zuzuführen, muß man die Entwicklerborsten im

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allgemeinen zusammendrücken, damit auch jener Toner für die Entwicklung zur Verfügung steht, der an den von den Rändern der Borsten entfernten Trägerteilchen haftet. Zu diesem Zusammendrücken in der Entwicklungszone ist es .im allgemeinen notwendig, den Entwickler unter Krafteinwirkung durch die Entv/icklungszone zu bewegen, so. daß für die Entwicklung mehl' Energie oder mehr Leistung erforderlich ist.

Bei der Magnetbürstenentwicklung tritt ferner das Problem auf, daß die Kopien oft zerkratzt aussehen, weil· die magnetisch anziehbaren Trägerteilchen in Form von magnetisch verkoppelten Kettenstücken über entwickelte geschlossene Flächen gezogen oder geschoben werden. Bei der Erzeugung eine's Magnetfeldes mit Hilfe eines einzigen Dipols in Form eines Stabmagneten erfolgt nach der Bildung einer Bürste durch den Entwickler auf der Oberfläche eines Auftrageorgans bis zum Erreichen der Entwicklung.szone nur noch eine geringe Vermischung des Trägers und des 'i'onsrc Das kann dazu führen, daß das Tonermat^erial stellenweise ungenügend geladen und der Toner nicht im ganzen Entwickler gleichmäßig verteilt ist. Beide Erscheinungen führen zu einer EntwidiLung von geringerer Qualität.

Es sind schon verschiedene Anstrengungen gemacht worden, die vorstehend angeführten Schwierigkeiten zu beseitigen oder herabzusetzen. Bei jedem dieser Versuche wurden bestimmte Probleme mehr oder minder gelöst, doch blieben andere Schwierigkeiten bestehen. Daher besteht nach wie vor das Bedürfnis, die angegebenen und weitere Schwierigkeiten alle möglichst weitgehend oder vollständig su beseitigen.

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Zum Auftragen von Entwicklermaterial auf eine Entwickleraufnahmefläche entsprechend einem elektrostatischen Ladungsmuster'wird, gemäß der Erfindung der Entwickler in Form einer Magnetbürste von dem Entwicklervorrat· zu einer Entwicklungszone transportiert und danach in magnetisch unbeeinflußtem Zustand in flächiger Berührung mit der Entwickler aufnahmefläche durch die .Entwicklungszone gefördert.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere so ausgebildet, daß eine Entwicklungszone zwischen einem beweglichen Entwicklerauftrageorgan und einem Entwickleraufnahmeelement geschaffen wird, auf dem sich das zu entwickelnde Ladungsmuster befindet, daß das Entwicklergemisch in Form einer Magnetbürste auf dem beweglichen Entwicklerauftrageorgan von einem Entwicklervorrat zu der Entwicklungszone transportiert wird, daß der Entwickler auf dem beweglichen Aufträge-Morgan durch die Entwicklungszone transportiert wird, in welcher das Magnetfeld den Entwickler nicht in Form einer Bürste zu halten vermag, sondern das Entwicklergemisch eine im wesentlichen gleichmäßige, bürstenlose Schicht bildet, welche das Entwickleraufnahmeelement flächig berührt, und daß die Berührung zwischen letzterem und der bürstenlosen Schicht nach der Entwicklung aufgehoben wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt sich zusammen aus einer Einrichtung zum Transport eines magnetisch anziehbaren Trockenentwicklermaterials in Form einer Magnetbürste von einem Entwicklervorrat zu einer Entwicklungsζone, die ■zwischen der Entwickleraufnahmefläche und der Transporteinrichtung vorhanden ist, aus einer Einrichtung zum Transport des Entwicklers in Form einer magnetisch unbeeinflußten Schicht in flächiger Berührung mit der Entwiekleraufnahmefläche durch die Entwicklungszone hindurch und aus einer

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Einrichtung zum Entfernen von ungebrauchtem Entwickler aus der Entwicklungszone.

Durch die Entwicklung gemäß der'Erfindung werden die vorstehend angegebenen Schwierigkeiten beseitigt, was mit geringerem Leistungsbedarf möglich ist, während die Schlagwirkung auf den Träger herabgesetzt, die Gebrauchsdauer des Entwicklers verlängert, eine anpassungsfähige und sehr einfache Konstruktion der Vorrichtung ermöglicht, das Auftreten des Magnetfeldes auf die tatsächlich benötigten Bereiche beschränkt, die Entwicklung von geschlossenen Flächen verbessert, eine automatische Dosierung der Abgabe des Entwicklers an das Entwicklerauftrageorgan erzielt und schließlich die Herstellbarkeit von Kopien mit gleichmäßigen, geschlossenen Flächen gewährleistet ist,.

Besonders vorteilhaft ist, daß nach der Erfindung die Snt~ wicklungszone im wesentlichen nicht dem Einfluß der Magnetfelderzeugungseinrichtung ausgesetzt ist, die den Entwickler während seines Transports zu der Entwicklungßsone in Form einer Bürste hält. Da in der Entwicklungszone der Entwickler magnetisch unbeeinflußt ist und dort zwischen einander berührenden,- magnetisch ansielibaren Perlen im wesentlichen keine magnetischen Haftkräfte vorhanden sind, fällt der Entwickler unter der Wirkung seines Eigengewichts von dem Entwicklerauftrageorgari herunter, sobald dieses sich nach unten dreht. Gewöhnlich ist der Entwickler auf einem Entwicklerauftrageorgan in der Entwicklungszone nicht mehr in Form einer Bürste, sondern in Form einer dichtgepackten Schicht vorhanden, welche die Entwickleraufnahme fläche flächig berührt.

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Sas in der Entwicklungszone vorhandene Magnetfeld reicht nicht aus, den Entwickler in Form einer Magnetbürste zu halten« Andererseits kann die Magnetf elderzeugungsein-· richtung den Entwickler während seines Transports vom Jäitwicklervorrat zur Entwicklungszone in Foria einer Magnetbürste halten. Die Verwendung von kleinen, mehrpoligen IlagrH-tfelderzeugungselementen, z.B. von. handelsüblichen biegsamen Magneten und keramischen Magneten ermöglicht eins solche Ausbildung und Steuerung des Magnetfeldes, daß die effektiv kleinen Magnetfelder zum Durchführen bestimmter ITunktionen ausgelegt werden können, in einem benachbarten Bereich durchzuführende Punktionen aber nicht beeinflussen. Diese Möglichkeit der Beeinflussung der einzelnen Toner- und Trägerteilchen in dem Entwickler gestattet daher die Regelung der Berührungen oder Zusammenstöße zwischen den Teil-chen und mit äußeren Flächen und ermöglicht es ferner, den Entwickler nur an die Stellen zu transportieren, an denen er erwünscht ist» Durch das Fernhalten des Magnetfeldes von der Entwicklungszone werden auch die Kräfte zwischen den Trägerperlen verringert, so daß sich diese auf dem Entwickleraufnahmeelement freier abwälzen können und daher die Reibung zwischen dem Entwickleraufnahme element und dem Entwicklerauftragorgan vermindert wird. Ss ist überraschend, daß trotz dieser Beeinflußbarkeit die in. der Entwicklungszone erforderliche Leistung und die Schlageinwirkung des Toners auf den Träger beträchtlich herabgesetzt sind. Wichtig ist auch, daß.is ich Kopien von höherer Qualität erzielen lassen_o

V/eitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich, aus der folgenden Beschreibung von Ausführc-ng^beispielen anhand der Zeichnung., Darin zeigts

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Fig. 1 einen schematischen Schnitt dur-ch eine erfindungsgemäße Entwicklun gsvorr i chtiuig,

Fig. 2 einen schematirchen Schnitt durch eine andere Ausführung sform einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 einen schematisierten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Yorrichtur^ und

Fig. 4- ein Diagramm der^bewegimgsabbängigen Leistungsaufnahme sum Vergleich der Entwicklung mit drei verschiedenen Vorrichtungen.

Gemäß Fxg» 1 wird eine sur Erzeugung eines elektrostatografischen Üldes dienende Fläche Ti, a.B. eine Schicht aus einem isolierenden Fotowiderstandsmaterial in Form einer Trommel, durch eine Entwieklungssone bewegt, die von dem Raum zwischen de3- irOFime!fläche und dein Entwickierauftrageorgan 15 gebildet wird. Die Trommel ist in der Zeichnung nur teilweise dargestellt. Die Fläche 11 kann vorher in der üblichen Weise eine gleichmäßige Ladung erhalten haben und danach mit einem Licht-Schatten-Kuster belichtet worden sein.

Das Entv/icklerauftrageorgan 15 besitzt einen ortsfesten Schaft 13i der eins hohe magnetische- Permeabilität hat und als magnetisches Nebense/ilußglied oder Anker dient. Mindestens ein Teil des ortsfesten Schaftes ist von mehreren ortsfesten magnetischen Elementen 14 umgeben, die an dein Schaft befestigt sind und aus einzelnen kleinen Stabmagiieten, aus kleinen Streifen oder Sektoren eines biegsamen gummimagnetischen Materials oder aus einem Sektor eines keramischen Magneten bestehen könruui, der so Eir.gnetisi-irt ist, daß er eine imzahl magnetischer Pole bildet:. Einander benachbarte Magnetpole

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haben an der Außenfläche einander entgegengesetzte Polaritäten, so daß die gewünschte Magnetfelderzeugungsäjirichtung vorhanden ist. Die einzelnen magnetischen Elemente 14 können einander benachbart oder in kleinen Abständen voneinander angeordnet sein.

In Betrieb muß daß von den ortsfesten magnetischen Elementen 14 erzeugte Magnetfeld so stark sein, daß es durch seine magnetische Wirkung den Entwickler in Form einer Bürste hält, während er vom Entwicklervorrat oder -behälter längs der Oberfläche einer drehbar gelagerten, leitenden, zylindrischen Hülse 12 bei deren Drehung im Behälter 10 in eine Entwicklungszone transportiert wird, die -to η dem· Spalt swisehen der das Bild enthaltenden Fläche 11 und der Oberfläche der Hülse 12 gebildet wird. Die Feldstärke der Magnetfelderzeugungseinrichtung reicht nicht aus, den Entwickler in der Entwicklungszone noch in Form einer Bürste zu halten. Außerhalb dieser Zone ist im wesentlichen keine Berührung zwischen dem Entwickler und dem Entwickleraufnahmeelement vorhanden. Gegebenenfalls kann man mit Hilfe von rotierenden, mit Flügeln versehenen Mischorganen 16 im Entwicklerbehälter 10 eine gleichmäßige Zusammensetzung des Entwicklers aufrechterhalten.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsforii der Erfindung. Hier hat das Entwickler auf tr ageorgan eine endlose, be\i?egliche Transportfläche, z.B. ein Band 21, das von zylindrischen Antriebsrollen 20 und 29 getragen und angetrieben wird. Im Innern der Antriebsrolle, welche das Band in die Entwicklungszone vorwärtsbewegt, befindet sich ein ringförmiger, mehrpoliger Magnetfelderzeuger, der auf der Achse ,der EoIle längs jenes Teils zentriert ist, auf dem der Entwickler in die Lhtwicklungszone transportiert xfird. Dieser

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Magnetfelderseuger "besitzt mehreis Magnetelemente 23, die. im Innern der Rolle 20 fest angeordnet sind und einen Schaft 28 umgeben..Gegebenenfalls kann zwischen dem Schaft 28 und den Magnet element en 23 ein'magnetisches .Nebenschlußglied oder ein Anker 22 angeordnet sein.

Bei dieser Ausführungsfern wird Entwickler auf das unmagnetische, leitende Band 21 magnetisch angezogen und von ihm in die Entwicklungszone transportiert, die von dem Zwischenraum zv/iseilen dem Band 21 und einer ein Bild enthaltenden Fläche gebildet wird. Letztere besteht beispielsweise aus einem Isoliermaterial 25, das mittels Führungs- und Antriebsrollen 24 durch die Entwicklungszone bewegt wind· Dank dieser Ausbildung läßt sich infolge der verhältnismäßig kleinen Ausdehnung des Magnetfeldes der Entwickler in Form, von Borsten einer Magnetbürste aus dem Entwicklervorrat in die Entwicklungszone und danach in magnetisch unbeeinflußtem Zustand durch die Entwicklnngszone transportieren. Nach der Entwicklung kann der Entwickler aus der Entwicklungszone entfernt werden und unter Schwerkraftwirkung· in den Entwicklerbehälter 26 fallen.

Man kann gegebenenfalls mit "Flügeln versehene Mischorgane 27 vorsehen, die den Entwickler von dem zur Aufnahme des zurückkehrenden Entwicklers dienenden Teils des Entwicklerbehälters zu dessen zur Abgabe <3es Entwicklers dienendem Teil bewegen. Es fet auch möglich, den axis der Entwicklungszone entfernten Entwickler magnetisch auf das Auftrageband anziehen und dann von dem Ausbringteil durch den Entwicklervorrat und wieder in die Entwicklungszone zu transportieren.

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Bei der in Fig. 3 gezeigten Aus führung sf orm wird der Entwickler aus einem Entwicklervorrat transportiert, wobei er magnetisch in Form einer Bürste gehalten wird. Danach wird der Entwickler in eine magnetfeldfreie Entwicklungssone geschleudert, aus der er später wieder ausgebracht, magnetisch wieder eingefangen und in den Entwicklerbehälter aurückgeführt wird. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die Entwicklungszone allgemein von dem Spalt "zwischen der das Bild enthaltenden Fläche 30 und einem leitenden Glied 32 gebildet, das in bekannter V/eise als Entwicklungselektrode dient. Der Entwickler in dem Entwicklerbehälter $1 gelangt daraus auf eine drehbar gelagerte zylindrische Rolle 33» die in ihrem Innern einen konzentrischen, mehrpoligen Magnetfelderzeuger 34- enthält, welcher der anhand von iig»1 oder 2 beschriebenen Einrichtung entsp3?iclit« Dar Entwickler wandert in Form einer Bürste um die Rolle 33 herum und wird dann in die vorstehend beschriebene Entxficklungszone geschleudert. Das Entwicklera.uftrageorgan hat eine solche Umfangsgeschwindigkeit, daß der Entwickler am.Scheitel der Rolle, wo der Einfluß des Magnetfeldes aufhört, von der Oberfläche der Rolle 33 in. die Entwicklungszone geschleudert wird. In Abhängigkeit von der Ausbildung des Entwicklerai^ftrageorgans und des Magnetfelderzeugers kann man ohne weiteres die Geschwindigkeit bestimmen, mit der sich die Rolle bewegen muß, damit der Entwickler von dem Entwicklervorrat zu der Entwicklungszone gefördert und in diese geschleudert wird. Hat er die Entwicklungszone durchlaufen, so kann der Entwickler auf der drehbar gelagerten, zylindrischen Rolle unter¹ Bildung einer Magnetbürste wieder aufgefangen werden. In dieser Rolle ist konzentrisch ein ortsfester, mehrpoliger · Msgnetfelderzeuger 36 angeordnet, der der anhand von Fig. 1 oder 2 beschriebenen Einrichtung ähnelt. Der Entwickler kann

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da"nn zu dem Entwicklervorrat zurücktransportiert werden, wenn dies erwünscht ist.

Die vorstehend beschriebenen drei Aus'führungsb ei spiele der erfindungsgemäßen Entwicklung können im Bahnten des Grundgedankens der Erfindung in vielfältiger Weise abgewandelt werden, so daß der Entwickler'in jeder beliebigen Entwicklungsanordnung auf die gewünschte Weise beeinflußt v/erden kann* Zum Beispiel kann es in bestimmten Fällen erwünscht sein, in der Entwicklungszone mehrere Entwicklerauftragsrollen vorzusehen, die der Rolle 15 in Fig. 1 entsprechen.. Dies kann besonders zur Schnellentwicklung zweckmäßig sein. Zum Transport des Entvrixklers auf die 'in Fig. 1 gezeigte Transport- und Auftragerolle 15 läßt sich auch eine aweite Rolle verwenden, die eine mehrpolige Magnetfelderzeugungseinrichtung enthält. Bei Verwendung von einander benachbar ten Entwicklerauftragerollen, die gegensinnig umlaufen, und je einen ringförmigen, mehrpoligen Magnetfelderzeuger enthalten, kann man eine gleichzeitige Entwicklung bei einer Bewegung des Entwicklers in und entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der das Bild enthaltenden Fläche vornehmen.

Im Rahmen der Erfindung kann man beliebige mehrpolige Magnetfelderzeugungseinrichtungen in jeder geeigneten Ausbildung verwenden. Aus den handelsüblichen keramischen Magneten und biegsamen Magneten lassen sich ohne Schwierigkeit geeignete Materialien auswählen. Zur Herstellung der keramischen Magnete geht man im allgemeinen so vor, daß man eine aus Ferritpulver und einem keramischen Bindemittel zusammengesetzte Masse strangpreßt und das Strangpreßprodukt bei hohen

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Temperaturen sintert, abkühlt und magnetisiert. Gegebenenfalls können die keramischen Magnete durch Schleifen oberflächenbearbeitet werden. Dagegen ist es sehr schwierig, sie zu "bohren oder spangebend zu verformen. Die biegsamen Magnete bestehen im allgemeinen aus feinverteilten Ferritteilchen, z.B. aus Bariumferrit, das in einem allgemein unmagnetischen Bindemittel, aus Kautschuk oder Kunststoff gleichmäßig dispergiert ist. Diese Materialien werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß ein großer magnetischer Körper, welcher in einer Grundmasse die Ferrit·- teilchen enthält, in die gewünschte Form stranggepreßt wird, worauf der harzartige Kunststoff oder das elastomere Material bis zur Verfestigung gehärtet wird. Das Bindemittel kann beliebige Zusätze enthalten, z.B. Vulkanisiermittel, Weichmacher u.dgl., die in der Grundmasse erwünscht sind. Anstelle von Bariumferrit sind zur Herstellung von guten Dauermagneten auch Teilchen aus Blei- und Strontiumferrit verwendbar.

Die mehrpolige Magnetfelderzeugungseinrichtung kann von jeder geeigneten Form oder Ausbildung sein. Beispielsweise kann sie die Form von mehreren biegsamen Gummimagnetstreifen haben, die je einen einzigen Magnetdipol bilden, oder die Form eines biegsamen Blattes, das eine geeignete Form besitzt und mehrere einzelne magnetfelderzeugende Dipole enthält. Zusätzlich können geformte keramische Magnete von jeder gewünschten Form verwendet werden. Besonders befriedigende Ergebnisse erzielt man mit stranggepreßten Ringkörpern, die aus ferrithaltigem Gummi bestehen und in einem Teil ihres Umfanges entsprechend magnetisiert sind. ^f

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Die mehrpoligen Magneti'elderzeuger können auf jede geeignete Weise magnetisiert werden. Sie werden gewöhnlich auf bekennte Weise mit einer normalen Stoßentladungs- oder Gleichstrom-Magnet i si er einrichtung magnetisiert. Da jeder erfindungsgemäß verwendete Magn et felde'r zeuger vor dem Einbau der Magnete magnetisiert werden kann und auf einer Fläche dieser Magnete mehrere Pole vorgesehen sein können, sind die verschiedenartigsten Konstruktionen und Herstellungsverfahren möglich. Mit dem mehrpoligen Magnetfelderzeuger läßt sich ein Magnetfeld von praktisch jeder gewünschten Stärke erzeugen* Die höchste Feldstärke des Magnetfeldes an der Oberfläche des Entwicklerauftrageorgans in der Txansportzone beträgt gewöhnlich etwa 200 bis 1000 Oersted. Im. allgemeinen muß das Magnetfeld mindestens so stark sein, daß es den Entwickler in Form einer Bürste auf der Oberfläche des Auftrageergans hält, wobei die obere Grenze der Feldstärke durch die geometrische Ausbildung und Materialeigenschaften bestimmt wird. Infolge der geringen Ausdehnung der von diesen mehrpo'ligen Magnetfelderzeugern ausgehenden Magnetfelder ist gewährleistet, daß die Felder auf die nächste Umgebung der Magnetelemente beschränkt sind und daher an jeder gewünschten Stelle enden können.

Auch das EntwidiLerauftrageorgan kann von jeder geeigneten Größe j Konstruktion und Form sein. Beispielsweise kann es aus einer zylindrischen Rolle oder einem Band bestehen und allgemein als endlose, bewegliche Transpo.rtflache ausgebildet sein. Durch zweckentsprechende Verwendung und Anordnung der ein Magnetfeld von geringer Ausdehnung erzeugenden Einrichtung wird die Beeinflussung des Magnetfeldes in den im wesentlichen feldfreien Bereichen sehr erleichtert. Auftrage-

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organe in Form von zylindrischen Rollen haben im allgemeinen einen Durchmesser von 25- mm bis zu einem Mehrfachen davon. .Tm Innern dieser Rolle können mehrere einzelne Ringmagnete oder rechteckige Stabmagnete oder Gummimagnete angeordnet sein, die Breiten in einer Größenordnung von etwa 6 bis 25 mm und Dicken von etwa 1,6 bis 13 mm haben.

Das Auftrageorgan, beispielsweise in Form der drehbaren, zylindrischen Hülse gemäß Figi, 1, kann aus beliebigem lei- ■ tendem Material bestehen und eine rauhe oder glatte fläche besitzen. Da der im Rahmen der Erfindung verwendete, mehrpolige Magnetfelderzeuger aus einem Material mit relativ kleinem Energieprodukt besteht und nur ein Feld von geringer Ausdehnung bzw. Reichweite erzeugt, wird das _m Auftrageorgan im allgemeinen nahe bei dem magnebischen Material angeordnet. Um zu gewährleisten, daß bei Verwendung eines Auftrageorgans von gegebener Form das Magnetfeld andere Magnetfelder nicht stört und das magnetische Material optimal ausgenutzt wird, kann es zweckmäßig sein, in der in Fig.1 gezeigten Weise ein magnetisches Webenschlußglied oder einen Anker zu verwenden. Zu diesem Zweck kann jedes geeignete Material herangezogen werden, das eine hohe magnetische Permeabilität und eine geeignete Gestaltung hat.

Im Betrieb kann das Fließen des Entwicklers aus dem Entwicklerbehälter zur Entwicklungszone ohne weiteres dadurch unterbrochen werden, daß der sonst ortsfeste, insbesondere ringförmige mehrpolige Magnet um eine Achse gedreht wird. Da die Felder nur kurze Reichweite haben und gut definiert sind,'' braucht der Magnet zum Unterbrechen der Entwickler-Btrömung nicht sehr weit bewegt zu werden. Soll das Fließen · des Entwicklers unterbau chen werden, ,so kann man dem Magneten

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in der Fließrichtung des Entwicklers derart drehen, daß ■ der in diesem Zeitpunkt auf der Rolle vorhandene Entwickler vollständig durch die Entwicklungszone transportiert wird und die Rolle keinen zusätzlichen Entwickler transportiert, so daß die Rolle sauber bleibt. Diese Drehung kann durch ein einfaches Nockengetriebe bewirkt werden, das an dem Schaft des magnetischen Tragorgans angreift.

Da die Magnete' ein relativ energiearmes PeId von geringer Ausdehnung erzeugen, ist der Entwickler auf dem Auftrageorgan im allgemeinen in Form einer Bürste vorhanden, deren Dicke etwa der Größenordnung der Polteilung zwischen den Polen des Magnetfelderzeugers entspricht. Diese Polteilung beträgt im allgemeinen etwa 3»2 bis 9}5,mm. Durch das geringe Reichweite aber einen steilen Gradienten besitzende Magnetfeld wird der Entwickler in Form einer Bürste auf der Oberfläche des Auftrageorgans gehalten.Läuft dieses an den einzelnen Polen des Magnetfelderzeugers vorbei, so walzen sich die einzelnen Entwicklerteilchen unter dem Einfluß der sich verändernden Richtung des Magnetfeldes ab, wobei sie sich als Ganzes in der Laufrichtung der sich bewegenden Fläche des Auftrageorgans bewegen. Es wird angenommen, daß dieses Abwälzen die Gleichmäßigkeit des Entwicklers und damit auch der Entwicklung verbessert. In der Transportzone ist das Magnetfeld im allgemeinen so stark, daß die Bürste gegen die Wirkung von Schwerkraft, Trägheit und Fliehkraft gebildet und aufrechterhalten wird, während der Entwickler von einem geeigneten Vorrat zur Entwicklungszone gefördert wird. Während der Entwickler von dem Auftrageorgan durch die Entwicklungszone transportiert wird, befindet er sich dagegen in einem magnetisch unbeeinflußten Zustand, so daß sich der Entwickler in der Entwicklungszone frei bewegen kann.

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Wenn man gemäß Fig. 1 als Auftrageorgan eine Rolle verwen-. det und die das Bild enthaltende Fläche bogenförmig ist," findet die Entwicklung im mittleren Teil des Spalts statt, der zwischen der Auftragerolle und der das Bild enthaltenden Fläche vorhanden ist. Diese Zone ist im wesentlichen magnetfeldfrei. Im Innern des Auftrageorgans ist der Magnetfelderzeuger so angeordnet, daß der Entwickler in Bürstehforin vom Entwicklervorrat an eine solche Stelle des Auftrageorgans transportiert wird, von der aus"die mechanische Bewegung des Auftrageorgans allein den Weitertransport des Entwicklers in die Entwicklungszone und durch sie hindurch beitfirken kann. Bei einem zylindrischen Auftrageorgan bewirkt man dies ohne weiteres dadurch, daß der mehrpolige Magnetfelderzeuger einwärts von jenem bogenförmigen Teil der zylindrischen Rolle angeordnet wird, der zum Transport des Entwicklers von dem Entwicklervorrat zu der Entwicklungszone erforderlich ist. In letzterer selbst ist kein Magnetfeld vorhanden, das die Bewegung des Entwicklermaterials behindern könnte.

Man kann zwar sagen, daß die Entwicklungszone im wesentlichen magnetfeldfrei ist, -doch bedeutet das nicht, daß das Feld unbedingt einen Wert von Null Oersted haben muß. Z.B. ist das Magnetfeld der Erde wirksam, das meist eine Feldstärke von etwa 0,5 Oersted hat . Das in der Entwicklungszone-vorhandene Magnetfeld ist aber so schwach, daß es die Struktur des Entwicklers während der Entwicklung nicht beeinflußt. Gewöhnlich beträgt die Feldstärke des Magnetfeldes in der Entwicklungszone weniger als etwa ein Zehntel des Magnetfeldes, das zur Bildung der Entwicklerbürste dient. Diese Forderung bedingt im allgemeinen, daß in der Entwicklungsaone ein Magnetfeld von höchstens etwa 50 Oersted vorhanden ist.

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In der Entwicklungszone können Auftrageorgan und bildhaltige Fläche jeden geeigneten Abstand zueinander haben. Normalerweise ist der Abstand davon abhängig, wieviel Entwickler ,während der Entwicklung vorhanden sein soll. Im allgemein-eri haben sich Abstände von etwa 0,5 bis 3_f0 mm in der Entwicklungszone als befriedigend erwiesen. Bei einem derartigen Abstand bewegt sich das bewegliche Auftrageorgan mit dem mechanisch an der Oberfläche haftenden Entwicklermaterial durch die Entwicklungszone hindurch, wobei das Auftrageorgan den Entwickler derart durch die Entwicklungszone drückt, daß zwischen dem Entwickler und der das Bild enthaltenden Fläche die gewünschte, satte, fließende Berührung und daher eine gleichmäßige Entwicklung erzielt wird.

Im allgemeinen laufen sowohl das Auftrageorgan als auch die Fläche, die mit dem zu entwickelnden elektrostatischen Ladungsmuster versehen ist, durch die Entwicklungszone hindurch. Dabei können das Auftrageorgan und die genannte Fläche gleichsinnig oder gegensinnig bewegt werden. Es wird angenommen, daß Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Entwieklerauftrageorgans sowie die Geschwindigkeit der Entwicklung in weiten Bereichen gewählt werden können. Im allgemeinen wird jedoch das Entwicklerauftrageorgan vorzugsweise schneller bewegt als die Fläche mit dem zu entwickelnden elektrostatischen Ladungsmuster, damit die Ent- . wicklerzufuhr in einer für die Entwicklung ausreichenden Menge gewährleistet wird. Es hat sich gezeigt, daß man mit einem Verhältnis von etwa 3:1 der Umfangsgeschwindigkeit des Entwicklerauftrageorgans zu der Geschwindigkeit der das Bild enthaltenden Fläche in der Entwicklungszone im allgemeinen gute Ergebnisse erzielt.

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Gewöhnlich wird das Auftrageglied mi tr einer solchen Geschwindigkeit "bewegt, daß die unter der. Wirkung des Magnetfeiderzeugers gebildete Magnetbürste durch die Wirkung der .Fliehkraft nicht verändert wird. Man kann gegebenenfalls die Ausdehnung der Entwicklungszone vergrößern_t indem man ein Auftrageorgan in Form eines Bandes verwendet, das einem größeren 'Teil der das Bild enthaltenden Fläche benachbart ist, so daß eine sehr gleichmäßige Entwicklung gewähr-· leistet ist. Aus der nachstehenden Beschreibung geht jedoch hervor, daß durch die Entwicklung in einem im wesentlichen feldfreien Bereich die Leistung herabgesetzt wird, die erforderlich ist, um den auf dem Auftrageorgan vorhandenen Entwickler durch die Entwicklungszone zu drücken. Derzeit wird angenommen, daß in Abwesenheit eines starken Magnetfeldes keine wesentlichen magnetischen Verkettungen zwischen einander berührenden, magnetisch anziehbaren Teilchen auftreten, so daß sich die Entwicklerteilchen in der Entwicklungszone frei bewegen können und die Reibung zwischen der das Bild enthaltenden Fläche und dem Auftrageorgan herabgesetzt wird.

Dieses Entwicklungsverfahren hat den weiteren Vorteil, daß das Entwicklerauftrageorgan in üblicher Weise als Entwicklungselektrode dienen kann, so daß geschlossene Flächen besser entwickelt werden und gegebenenfalls auch eine Umkehrentwicklung möglich ist. Eine Umkehrentwicklung kann erzielt werden, indem man an die Elektrode ein Potential anlegt, das dieselbe Polarität und annähernd denselben Wert hat wie das Potential der geladenen Stellen der das Bild enthaltenden Fläche.

Mit Hilfe des Verfahrens, und der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann man ein elektrostatisches Ladungsmuster auf

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jeder geeigneten elekt.rostatografischen Bilderzeugungsfläche entwickeln» Allgemein ist daau jede Fläche verwendbar, auf der ein elektrostatisches Ladungsauster gebildet und kurze Zeit hindurch aufrechterhalten werden kann. Elektrostatografisehe Bilderzeugungsflachen können beispielsweise von Dielektriken gebildet werden. z.B. von kunststoffüberzogenen "Papieren und Fotowiderständen« Geeignete Fotowiderstände bestehen aus Fotowider stando·- material auf einem elektrisch leitenden Schichtträger, z.B. aus Messing, Aluminium, Nickel, Stahl od.dgl. Der Schichtträger kann jede zweckmäßige Dicke haben, starr oder biegsam sein und in jeder gewünschten Form verwendet werden, z.B. in Form eines Blattes, e'iner Bahn; einer Platte, eines Zylinders, einer Trommel od.dgl. Der Schichtträger kann auch, aus anderen Materialien bestehen, z.B. aus Blättern a.us .metallüberzogenem Papier oder aus kunststoffüberzogenen Blättern.

Die Entwicklung läßt sich mit jedem geeigneten Entwicklermaterial durchführen. Beispielsweise kann man, wie an sich bekannt ist, elektroskop!sehe Markierungsteilchen verwenden, die als Toner bezeichnet werden und viel größere, magnetisch anziehbare Trägerperlen. Diese Werkstoffe werden unter Berücksichtigung ihrer reibungselektrischen Eigenschaften so ausgewählt, daß bei ihrer Berührung miteinander jedes Material elektrisch auf eine Polarität geladen wird, die der des anderen entgegengesetzt ist. Man kann daher das eine Material positiv laden, wenn sich/das andere Material in der reibungselektrischen Reihe unter ihm befindet, und negativ, wenn sich das andere Material

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„ρ Χ—

In der reibungselektrischen Reihe über ihm befindet. Ein magnetisch an2,iehbarer Entwickler muß einen Anteil .aus einem magnetisch anziehbaren Material enthalten. Das körnige Trägermaterial kann daher Eisenfeilspäne oder ein anderes ferroinagnetisch.es .Pulver enthalten-, damit unter dem Einfluß eines" Magnetfeldes den Borsten .einer Bürste ähnelnde,, kettenarti'ge Anordnungen von magnetischen Teilchen gebildet werden.

Das Tonermaterial haftet unter der Wirkung der reibungselektrischen Anziehung an den ferromagnetischen Borsten. Die viel größeren Trägerteilchen können durchschnittliche Teilchendurchmesser von etwa 50 bis 600 um haben und mit einem. Material überzogen sein, das die gewünschte üeibungselektrische Beziehung zwischen dem Träger und dem Toner gewährleistet. Das Trägermaterial hat im allgemeinen eine solche Masse, daß es während der Entwicklung nicht an dem elektrostatischen Bild haftet. Man kann ein geeignet gefärbtes oder pigmentiertes elektroskop!sehes Markierungsmaterial verwenden. Geeignete bekannte Werkstoffe sind Kopalharz, Sandarakharz, Kolophonium, Phenolformaldehydharze, Methylacry!harze, Polystyrolharze, Polypropylenharze, Epoxidharze, Polyäthylenharze und Gemische daraus.- Diese Tone haben im allgemeinen durchschnittliche Teilchendurchmesser von etwa 1 bis. 30 um.

Es wurde vorstehend schon erwähnt, daß die zur Durchführung der Entwicklung erforderliche. Leistung überraschenderweise stark herabgesetzt wird, wenn die Entwicklung in einem Bereich erfolgt, in dem praktisch kein Einfluß •eines Magnetfeldes vorhanden ist. Dies geht aus den fol-

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genden vergleichenden Ausführungsbeispielcu hervor, in denen bevorzugte Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Erfindung beschrieben und miteinander verglichen werden. Die Erfindung ist auf diese BeicpisLe jedoch Dicht eingeschränkt. Das Beispiel 1 stellt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Die Beispiele II und III dienen nur zum Vergleich. Sofern nichts anderes gesagt ist, sind alle Mengen, Anteile und Prozentsätze auf Gewichtsbasis angegeben.

Beispiel I

Eine elektrofotografische Platte, die auf. einem leitenden Substrat eine 60 μΐη. dicke Oberflächenschicht aus Selen besitzt, wurde in üblicher Weise auf +900 -V geladen und mit einem Licht-Schatten-Muster belichtet. Die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes, das auf der Selenplatte vorhanden ist, wurde mit Hilfe eines üntwiöklerauftrageorgans der in Fig. 1 dargestellten Art durchgeführt, indem mehrere Stabmagnete mit einem quadratischen Querschnitt yon etwa 6 mm Seitenlänge so um einen Stahlanker herum angeordnet wurden, daß der der Vertikalen von der Vorlaufseite der Auftragsrolle zur Enbwicklungszone nächstliegende Pol einen Winkelabstand von etwa JO links von der Vertikalen und der dem Austrittsteil der Entwicklungszone' benachbarte, letzte Stabmagnet einen Winkelabstand von etwa 60° rechts von der Vertikalen hatte. Die Stabmagnete waren von einem Stück aus einem unter der'Bezeichnung PJastiform von der Firma Ley man Corporation in Cincinnati (Qb-io, USA) erhältlichen Werkstoff abgeschnitten. Die drehbare Rolle war

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eine Solle von 38,1 mm Durchmesser aus nichtrostendem. Stall Ι» Zur Entwicklung wurde ein Entwickler verwendet, der aus. Stahl bestehende Trägerperlen von 250 um Durchmesser und in einer Menge von etwa 1,5 Gewichtsprozent den Toner Xerox 914· enthielt. Die Platte wurde mit einem Abstand von etwa 1,3 πιπί durch die Entwicklungszone bewegt, und svrar sowohl in der Bewegungsrichtung der Entwicklerauftragerolle als auch entgegengesetzt zu ihr. Der Lsistungs-. ν er υ 3: auch -in der Entwicklungszone wurde durch Messen des Drehmoments bestimmt, das zur Aufrechterhaltung einer konstanten Umfangsgeschwindigkeit der Rolle von etwa 503 mia/s auf die Auftragerolle wirkt. Als Bezugswert wurde eine Nullleistung herangezogen, die erforderlich ist, um die Rolle mit einer Umfangsgeschwindigkeit" von 508 mm/s zu drehen, worm die Rolle zwar mit Entwickler beladen ist, die Platte absr nicht berührt. Der Entwickler wurde der rotierenden Rolle in einer Menge von etwa 8,3 g pro cm.s zugeführt. Da zur Bildung der feldfreien Zone die Magnete nur bis zu einem Winkelabstand von 30 von der Vertikalen reichten, hatte das" Magnetfeld in der ITähe der Entwi cklungs zone seine größte Feldstärke -in einem Winkelabstand von etwa 45 von der Vertikalen. Es betrug auf der Oberfläche der Rolle etwa 4-50 Gauß_t wenn auf der Rolle kein Entwickler vorhanden war, und etwa Ά^^ Gauß, wenn Entwickler auf der Rolle vorhanden v.¹ al¹* Die feldstärke an der Stelle der Vertikalen betrug ohne Entwickler etwa 10 Gauß und mit auf der Rolle vorhandenem Entwickler etwa 30 Gauß. Die Kurve A in Fig. 4 stellt den Leistungsbedarf bei verschiedenen Entwicklungsgeschwindigköiten und bei Bewegung des' lichtempfindlichen Elements in Dr-eh richtung der Rolle und entgegengesetzt zu ihr grafisch dar.

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Beispiel II

Das Verfahren gemäß Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch der mehrpolige Magnetfelderzeuger derart um die Achse der Rolle umlief, daß die Stabmagnete die Rolle in der ganzen Entwicklungsabne umgaben und der feldfreie Saum an der Stelle auftrat, an welcher der Entwickler von der Rolle weggeschleudert wurde. Die Kurve B in Fig. '4 stellt den Verlauf des Leistungsbedarxs dar, der bei diesem Entwicklungsverfahren mit in der Entwicklur.gszone vorhandenem Magnetfeld unter verschiedene Entwicklungsgeschwindigkeiten auftrat, wobei ^ich das lichtempfindliche Element in Drehrichtung der Rolle und entgegengesetzt zu ihr bewegte. Bei einem Vergleich der Qualität der in den Beispielen I und II erhaltenen Kopien erkennt man, daß in beiden Fällen gleich gute Kopien erzielt wurden, obwohl der Energieverbrauch in der Ent v/ick lungs ζ one im einen Pall mindestens das Dreifache betrug.

Beispiel III

Zu einem weiteren Vergleich wurde der ringförmige Magnetfelderzeuger gemäß Beispiel I und II durch einen Dipolmagneten ersetzt, der ein Magnetfeld mit einer Maximalfeldstärke auf der Oberfläche der Rolle von etwa 4-5Ö Gauß erzeugte. Während in den Beispielen I und II Entwickler nur in einer Menge von 8,3 g pro cm.s durch die Entwickf lungszone transportiert wurde, betrug im Beispiel III wegen der größeren Ausdehnung des Magnetfeldes die Entwicklermenge etwa 17>7 S P^'⁰ cm.s. Die Entwicklung erfolgte

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mit verschiedenen Eatwicklungsgeschwindigkeiten, wobei." das lichtempfindliche Element in Dreinrichtung des Auftrageorgans und entgegengesetzt zu ihr bewegt wurde. Die gemäß diesem Beispiel erhaltenen Kopien sind in ihrer Qualität den in den Beispielen I und II erhaltenen vergleichbar. In Kurve C von Fig. 4- ist der Leistungsverlauf in der Entwicklungszone grafisch dargestellt« Man sieht deutlich, wie stark die Leistung durch Anwendung der Erfindung herabgesetzt wurde.

Derzeit wird angenommen» .daß diese Herabsetzung der Leistung dadurch ermöglicht wird., daß beim Hindurchdrücken des Entwicklers durch die Entwicklungszone keine der Wirkung der Magnetbürste entgegengesetzte Wirkung und kein Zusammen-, drücken der Magnetbürste erforderlich ist. Wenn man in Entwicklungseinrichtungen j in denen die Entwicklung in einem Magnetfeld bzw. in einem magnetfeldfreien Bereich erfolgt, die Gebrauchsdauer des Entwicklers lange Zeit hindurch untersucht, erkennt man, daß der in einem.magnetfeldfreien Bereich verwendete Entwickler offenbar eine längere Gebrauchsdauer hat, weil die Schlagwirkung der Tonerteilchen auf den Träger herabgesetzt wird. Ferner führen die von den erfindungsgemäßen ringförmigen Magnetfelderzeugern ausgehenden Magnetfelder kurzer Reichweite auf der Transportstrecke und. der gegebenenfalls verwendeten Rücktransportstrecke zur Bildung von sehr kleinen Magnetbürsten, so daß keine Abstreichrakeln und dgl. zur Regulierung der Dicke des Entwicklers auf der Oberfläche des Auftrageorgans erforderlich sind. Dadurch wird die Schlagwirkung der Trägerteilchen aufeinander stark vermindert und die Gebrauchsdauer des Entwicklers entsprechend verlängert.

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Es ist ferner festgestellt worden, daß bei der Entwicklung in einem im wesentlichen feldfreien Bereich die Neigung zur Bildung von Streifen in geschlossenen !'lachen herabgesetzt wird/ Aus Fig. 4- geht hervor, daß der Leistungsbedarf zunimmt, wenn sich die das Bild enthaltende Fläche und die Oberfläche des Auftrageorgans annähernd synchron bewegen. Dies dürfte auf Reibungsverluste zurückzuführen sein, die sich unter diesen Bedingungen einem Maximum nähern, weil in diesem Fall zwischen dem Entwickler einerseits und der Oberfläche des Auftrageorgans sowie der das Bild enthaltenden Fläche andererseits Haftreibungsverluste auftreten, die höher sind als die Gleitreibungsverluste.

Die Erfindung schafft ein relativ kleines, kompaktes Entwicklungssystem, das sehr vielseitig verwendbar und anpassungsfähig ist. Man kann das Entwicklungssystem so auslegen, daß starke Magnetfeldeinflüsse in Bereichen wirksam sind, in dfenen dies erwünscht ist,' wahrend die Magnetfeldeinflüsse in anderen Bereichen schwächer sind oder praktisch ganz fehlen. Der Leistungsbedarf für die- Entwicklung wird dadurch herabgesetzt, daß Magnetfelder dazu verwendet v/erden, den Entwickler während seines Transports von dem Entwicklervorrat zur Entwicklungszone in Form einer Bürste zu halten, während das Magnetfeld von Bereichen ferngehalten v/erden kann, in denen es nicht erwünscht ist. Es ist anzunehmen, daß das stärkere Mischen des Entwicklermaterials während seines Iransports aus dem Entwicklervorrat in die Entwicklungszone wesentlich zur gleichmäßigen Entwicklung in der Entwicklungszone beiträgt. Da die in jedem Entwicklungszyklus zu bewegende Materialmasse stark vermindert ist, werden auch die Zusammen-

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stoße zwischen einander benachbarten Trägerteilcheii und Tonerteilchen stark reduziert. Entsprechend wird auch die Schlagwirkung der Tonerteilchen auf die Trägerteilchen verringert, so daß die Gebrauchsdauer des Entwick- ' lers verlängert wird.

Sämtliche auü den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Er.-findung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims (20)

1. Patentansprüche

   fly Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladurigsmusters mit einem Trockenentwickler, der aus einem Gemiüci.·. von elektrostatisch aftziehbaren Tonerteilchen und magnet!sch anziehbaren Trägerteilchen "besteht, wobei die Trägerteilchen und die Tonerteilchen einander entgegengesetzt gepolte -reibungselektrische Ladungen haben und die Tonerteilchen mit der zur Polarität des zu entwickelnden Ladungsmusters entgegengesetzten Polarität geladen öind, dadurch gekennzeichnet , daß eine Entwicklungszone zwischen einem beweglichen Entwicklerauftragsorgan und einem Entwickleraufnahmeelement geschaffen wird, auf dem sich das zu entwickelnde Ladungsmuster befindet, daß das Entwicklergemisch in Form einer Magnetbürste auf dem beweglichen Entwicklerauftrageorgan von einem Entwicklervorrat zu der Entwicklungszone transportiert wird, daß der Entwickler auf dem beweglichen Auftrageorgan durch die !Entwicklungszone transportiert wird, in welcher das Magnetfeld den Entwickler nicht in Form einer Bürste zu halten vermag, sondern das Entwicklergemisch eine im wesentlichen gleichmäßige, bürstenlose Schacht bildet, welche das Entv/ickler aufnähmeelement flächig berührt, und daß die Berührung zwischen dem Entv/ickler auf nähme element und der bürstenlosen Schicht nach der Entwicklung aufgehoben wird.
2. 2. Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsmusters mit einem Trockenentwickler, der aus einem Gemisch von elektrostatisch anziehbaren Tonerteilchen und magnetisch anziehbaren Trägerteilchen besteht, wobei die Trägerteilchen

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   und die Tonerteilchen einander entgegengesetzt gepolte . reibungselektrische Ladungen haben-und die Tonerteilchen mit der zur Polarität des z-u entwickelnden Ladungsmusters entgegengesetzten Polarität geladen sind, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen einem beweglichen, mit dem zu entwickelnden Lad.ungsimj.ster versehenen Entwickler auf-^- nahmeelement und einer ortsfesten leitenden Fläche- eine Entwicklungszone gebildet wird; daß das Entwicklergemisch in Form einer Magnetbürste auf einer Entsicklertransportflache gefördert wird, daß der Entwickler von der Transportfläche in die Entwicklungszone geschleudert wird, in der das Magnetfeld den Entwickler nicht in Form einer Bürste zu halten vermag, sondern das Entwicklergemisch eine im wesentlichen gleichmäßige, bürstenlose Schicht bildet, welche das Entwickleraufnahmeelement flächig berührt, und daß nach der Entwicklung der Entwickler in Form einer Magnetbürste von einer Entwick ~ lerwiederauffangflache magnetisch wiederaufgefangen wird.
3. 3. Verfahren zxim Entwickeln eines elektrostatischen •Ladungsmusters , dadurch gekennzeichnet , daß zwischen einem beweglichen endlosen Entwicklerauftrageorgan und auf einem mit dem zu entwickelnden Ladungsmuster versehenen Entwickleraufnahmeelement eine Entwicklungszone geschaffen wird, in der das Magnetfeld nicht imstande ist, einen Entr wickler in Form einer Bürste zu halten, daß ein elektrostatisch anziehbarer Trockenenti^i ekler in Form einer Magnetbürste auf dem beweglichen endlosen Auftrageorgan von einem Entwicklerbehälter zu der Entwicklungszone gefördert wird, daß der Entwickler in Form einer magnetisch unbeeinflußten, 'bürstenlosen Schicht, die mit dem Entwickleraufnahmeelement in im wesentlichen gleichmäßiger Berührung steht, durch die Entvicklungszone transportiert wird, und daß danach die Berührung zwischen dem' Entwickleraufnahmeelement und dem Entwickler aufgehoben wird.

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4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, . daß Entwickleraufnahmeelement und Entwicklerauftrageorgan in derselben Richtung durch die Entwicklungszone bewegt werden.
5. 5» Verfahren nach einem der Ansxxrüche 1 bis. 3, dadurch g e~ kennzeichnet , daß das Entwickleraufnahmeelenient und das Entwicklerauftrageorgan in entgegengesetzten .Richtungen durch die Entwicklungszone bewegt werden.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i"bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß das Entwicklerauftrageorgan mit einer höheren Oberflächengeschwindigkeit durch die Entwicklungszone bewegt wird als das EntwickleraufnahmeeleEent.
7. 7· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Entwicklerteilchen von dem Vorrat zu der Entwicklungszone unter dem. Einfluß der Kraftlinien eines mehrpoligen Magnetfeldes transportiert werden und daß sie unter Abwälzen auf der Oberfläche des beweglichen Auftrageorgans als Ganzes in der Bewegungsrichtung des beweglichen Auftrageorgans bewegt werden.
8. 8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß das Entwicklerauftrageorgan eine endlose, bewegliche Fläche besitzt.
9. 9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß in der Transportzone ein Magnetfeld mit einer Feldstärke von etwa 200 bis 1000 Oersted und in der Entwicklungszone ein Magnetfeld mit einer Feldstärke von weniger als etwa 50 Oersted 'benutzt wird..

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10. 10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß nach der Entwicklung der Entwickler in Form einer Magnetbürste magnetisch wiederaufgefangen und zu dem Entwicklervorrät zurückgeführt wird* ■ '
11. 11. Verfahren nach wenigstens· einem der .Ansprüche 1 bis 10,'· dadurch gekennzeichnet , daß Trägerteilchen mit einer Teilchengröße von etwa 50 bis 400 pm- benutzt werden. · .
12. 12.Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche Λ bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein •Entwickleraufnahmeelement mit einer isolierenden Fotowiderstandsschicht verwendet wird, die ein latentes elektrostatisches Bild enthält*
13. 13* Elektrostatografische Entwicklungsvorrichtung zum Auftragen von Entwicklermaterial auf eine Entwickleraufnahmefläche entsprechend einem elektrostatischen Ladungsmuster, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12, 14,21,23,33>34) zum Transport eines magnetisch anziehbaren Trockenentwicklermaterials, in Form einer Magnetbürste von. einem Entwicklervorrat (10,26,31) zu einer Entwicklungszone, die zwischen der Entwickleraufnahmefläche (11,25,30) und der Transporteinrichtung (12,21,33) vorhanden ist, durch eine Einrichtung (12,21,33) zum Transport des Entwicklers in Form 'einer magnetisch unbeeinflußten Schicht in flächiger Berührung mit der Entwickleraufnahmeflache (11,25,30) durch ■ die Entwicklungszone hindurch und durch eine Einrichtung (12,14,21,29,35,36) zum Entfernen von ungebrauchtem Entwickler aus der Entwicklungszone.

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14. 14. Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer ein Bild enthaltenden Fläche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum. Bilden einer Entwicklungszone zwischen einer Entwicklertransporteinrichtung (I2,21-,33)und der das Bild enthaltenden Fläche "(11,25,30) durch eine Einrichtung "(12,14,21,23» 33,34) zum Transport von magnetisch· anziehbarem Trockenentwicklermaterial von einem Entwicklervorrat (10,26 ,"31) zu der Entwicklungzone, durch eine Einrichtung (12,21,35) zum Anordnen des Entwicklers in der Entwicklungszone in Form einer magnetisch unbeeinflußten dichtgepackten Schicht, die in flächiger Berührung mit der das Bild enthaltenden Fläche (11,25,30) in einer solchen Menge bewegbar ist, daß das latente elektrostatische Bild auf der dieses Bild enthaltenden Fläche (11,25,30) entwickelt vrLrd, und durch eine. Einrichtung (12,14,21,29,35,36) zum Entfernen von ungebrauchtem Entwicklermaterial aus der Entwicklungszone.
15. 15· Elektrostatografische Entwicklungsvorrichtung zum Auftragen von Entwicklermaterial auf eine Entwickleraufnahmeflache entsprechend einem elektrostatischen Ladungsmuster, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (33,34) zum Transport eines magnetisch^ anziehbaren Trockenentwicklers in Form einer Magnetbürste von einem Entwicklervorrat (31) zu einer Entwicklungszone, die zwischen der Entwickleraufnahmefläche (30) und einer ortsfesten leitenden Fläche (32) vorhanden ist, durch eine Einrichtung (33) zum Wegschleudern des Entwicklers von der Transporteinrichtung (33,34) in die Entwicklungszone zwecks magnetisch

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    unbeeinflußter Berührung mit der Entwickleraufnahmeflache ■ (30) und durch eine Einrichtung (35»36) zum Entfernen von ungebrauchtem Entwickler aus der Entwicklungszone.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» g e Ic en η ζ ei c.hn e t durch eine Einrichtung zum Anlegen eines Potentials an eine ortsfest leitende Flache (32), das dieselbe Polarität und annähernd denselben .hat wie das Potential an der Entwickler aufnahmefläche (30).
17. 17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Transporteinrichtung (12,14,21,23,33,34·) eine endlose, bewegliehe Transportfläche (12,21,33) besitzt, die mit dem Entwicklervorrat· (10,26,30) und der Entwicklungszone in Verbindung steht, und daß innerhalb der endlosen Transportfläche (12,21,33) eine ortsfeste mehrpolige Magnetfelderzeugungseinrichtung (14,23,34-) angeordnet ist, deren Feldstärke ausreicht, um einen auf der beweglichen Transportfläche (12,21,33) vorhandenen Entwickler auf dem zwischen dem Entwicklervorrat (10,26,31) und der Entwicklungszone befindlichen Teil der Transportfläche (12,21,33) in Form einer Bürste zu halten, den Entwickler in der Entwicklungszone aber nicht in'Form einer Bürste zu halten vermag.
18. 18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17* dadurch gekennzeichnet ^ daß die Transporteinrichtung als nichtmagnetische, leitende, starre, zylindrische Hülse (12,33) ausgebildet ist.

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19. 19* Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß eine ortsfeste mehrpolige Magnetfelderzeugungseinrichtung (3^z0 nit einem kontinuierlichen ringförmigen.Korper auu magnefciaierbar ein ilatsriai vorhanden ist, wovon nur der Sektor zwischen dem Entwicklervorrat (31) und der Entw ick lungs ζ one eine Dauermagnet.! si erurjg besitzt.
20. 20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19t dadurch gekennzeichnet, daß die Entwickleraufnahmefläche mittels einer Bewegungseinrichtung (24) durch die Entwicklurigszone hindurch in Bewegungarichtung des Entwicklers bewegbar ist.

    21„ Vorrichtung nach wenigstens einem-der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet ₅ daß die durch eine Einrichtung zum Bev/egen der Entvd-ckleraufnahmefläche (11) mittels einer Bewegungseinrichtung durch die Entwieklungszone hindurch entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Entwicklers bewegbar ist.

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