DE2240551A1

DE2240551A1 - Xerografische entwicklungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2240551A1
Application number: DE19722240551
Authority: DE
Inventors: Raymond J Ashton; Eric G Kullberg; Jun Louis W Reichart
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-11-17
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1973-05-24
Also published as: AR204387A1; SE382356B; AU4902472A; DE2240551B2; BE789238A; NL7212753A; FR2161559A5; ES408654A1; AU472230B2; JPS4863729A; BR7208133D0; DE2240551C3; CH554551A; IT970948B; JPS553706B2; GB1409815A; CA991394A

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y. /USA

Xerografische Entwicklungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine xerografische Entwicklungsvorrichtung und im einzelnen eine Einrichtung'zum Unterstützen der Entwicklungi fähigkeit eines magnetischen Bürstenentwicklungssystems. Sie bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes, welches auf einer das Bild haltenden

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Platte aufgezeichnet ist, mit einer magnetischen Bürstenformeinheit zum Aufbau einer bürstenartigen Struktur von Entwicklermaterial in wirkungsmäßiger Verbindung mit der das Bild haltenden Platte innerhalb einer Entwicklungszone, einer Einrichtung.zum * Bewegen einer Strömung von Entwicklermaterial in die Entwicklungszone, und einer in der Entwicklungszone angeordneten Entwicklungselektrode.

Auf dem Gebiet der Xerografie wird, wie ursprünglich in der US-PS 2 887 691 gezeigt, eine xerografische Platte, Vielehe allgemein durch das Aufbringen einer ·. fotoleitenden Oberfläche auf eine leitende Unterlage ausgebildet ist, im Dunkeln gleichmäBig geladen und die geladene Plattenoberfläche dann einem Lichtbild ausgesetzt, welches 'die zu reproduzierende ursprüngliche Eingangsmusterinforniation enthält. Unter dem Einfluß des Lichtbildes wird der geladene Fotorezeptor in den vom Licht getroffenen Bereichen leitend, so daß die Ladung hierauf entsprechend dem ursprünglichen Lichtbild selektiv abgegeben und die ursprüngliche Eingangsmusteriniormation in Form eines latenten elektrostatischen Bildes aufgezeichnet wird. Das latente Bild kann durch eine Anzahl bekannter und in dieser Technik verwendeter Entwicklungsverfahren sichtbar gemacht werden, Vielehe allgemein so wirken, daß entgegengesetzt geladene Tonerteilchen in wirksame Beziehung mit der mit Bild versehenen Platte gebracht werden, wodurch die Tonerteilchen in den geladenen Bildbereichen elektrisch angezogen und gehalten werden. Allgemein ist die Menge der in den Bildbereichen der Plattenoberfläche eingefangenen Tonerteilchen unter anderem proportional der elektrischen Dichte des in der Entwicklung befindlichen· Bildes. Bereiche geringer Ladungsdichte werden auf der Platte allgemein als sichtbare Bilder geringer Tonerdichte aufgezeichnet, während Bereiche mit einer größeren Ladungsdichte als proportional dichtere oder dunklere Tonerbilder aufgezeichnet werden. In den meisten xerografisehen Verfahren wird die entwickelte Eingangsmusterinformation allgemein von der fotoleitenden Platte auf ein Blatt aus dem Material einer endgültigen Unterlage, wie z.B. Papier und dgl. übertragen, und das Tonerbild wird auf diesem Blatt fixiert, um eine mehr oder weniger dauerhafte Aufzeichnung oder ein Abbild des ursprünglichen Originals zu bilden.

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Die Magnetbürstenentwicklung ist infolge der ihr eigenen Vorteile lange eine führende Form der in der Xerografie verwendeten Bildentwicklung gewesen. In dieser besonderen Entwicklungstechnik wird eine Bürste aus Entwicklermaterial, aufgebaut aus einem permeablen Trägermaterial mit hieran elektrisch gehaltenen nichtpermeablen Tonerteilchen, dadurch erzeugt, daß das Material in das Flußfeld eines Permanentmagneten oder dgl. gebracht wird. Unter dem Einfluß des magnetischen Kraftfeldes richten sich die permeablen Trägerkörnchen entlang der· Flußlinien auf und bilden · einen bürstenartigen Aufbau. Die Entwicklung einer ein Bild tragenden Platte wird dann erreicht durch Wischen oder Bürsten der Fasern über.die Plattenoberfläche, wodurch die geladenen'Tonerteilchen elektrisch von der Bürste auf die Bildbereiche der Platte übertragen werden und so das Bild sichtbar machen.

Wie- in der US-PS 5 11? 884 gezeigt, kann die Entwicklungsfähigkeit des magnetischen Bürstensystems beträchtlich verbessert und unterstützt werden durch eine elektrische Steuerung der Ablagerung von Tonerteilchen auf ,der Plattenoberfläche während des Entwicklungsprozesses. Eine Entwicklungselektrode, bestehend aus einer üblichen Entwicklerauf bririgwalze, wie sie in der Technik allgemein bekannt und verwendet wird, wird in der aktiven 'Entwicklungszone angeordnet. Der Entwicklungselektrode wird eine elektrische Steuer-■ vorspannung zugeführt, Vielehe die Entwicklungsfähigkeit des Systems unterstützt, besonders seine.Fähigkeit zur Durchführung einer guten Entwicklung durchgehender oder fester Bereiche, und welche gleichzeitig dazu dient, die Entwicklung der Bereiche ohne Bild oder Hint.ergrundbereiche auf der 'Platte zu verhindern. In den meisten Fällen ist es -wünschenswert, das Elektrodenvorspanhpotential auf eine Höhe zu bringen, Vielehe genügend groß ist, um das Ablagern von Tonerteilchen in den Bereichen ohne Bild oder Hintergrundbereichen der Platte zu verhindern, welche jedoch genügend klein ist, um eine Entwicklung jener aufgezeichneten Bildbereiche zu ermöglichen, welche eine ursprüngliche'Eingangsmusterinformation enthalten. Infolge dieser Eigenart des elektrostatischen Aufzeichnungsprozesses werden jedoch oft wertvolle Eingangsmusterinformationen auf der Platte mit einem Potential aufgezeichnet werden,

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welches sehr nahe dem aufgezeichneten Hintergrundpotential liegt, und als Folge wird diese Information infolge der Wirkung des elektrischen Steuerfeldes nicht mehr wiederhergestellt werden.

Obwohl die Aktivität des Tonermaterials bei seinem Durchgang durch die Entwicklungszone durch die Verwendung eines Steuerfeldes elektrisch geregelt werden kenn, ist man der Meinung, daß das Steuerfeld das Verhalten der Tonerteilchen in den Eingangs- und Ausgangsbereichen der Entwicklungszone, ungünstig beeinflussen kann. Infolge eines Zusammenwirkens der Elektroden mit anderen Teilen in diesen Bereichen werden elektrische Kraftfelder erzeugt, welche dazu neigen, die feinen, sich in die aktiven Entwicklungszoneri hinein- und aus diesen herausbewegenden Tonerteilchen elektrisch aufzurühren. Dies führt wiederum zu einer Ablagerung von unerwünschten Tonerteilchen auf der Platte, was zur Herstellung einer schmutzigen Kopie führt, d.h. einer Kopie, welche einen hohen Anteil an Toner in den Hintergrundbereichen enthält.

Ziel der Erfindung ist es daher, die Entwicklungsfähigkeit einer xerografischen Entwicklungsvorrichtung zu verbessern. Insbesondere soll die Entwicklung eines mit Hilfe magnetischer Bürstenentwicklung hergestellten xerogi^afischen Bildes verbessert und die Ablagerung von-unerwünschten falschen Tonerteilchen^ ^;Äuf Bereichen ohne Bild einer xerografischen Platte während des'^Bri'tv/icklunßsprozesses verhindert werden.

Mit der Erfindung soll es möglich sein, das Aufrühren von Entwicklermaterial beim Eintreten in die aktive Entwicklungszohe eines magnetischen Bürstenentwicklungssystems und beim Austreten aus dieser auf ein Minimum zu bringen. Gleichzeitig soll ein magnetisches Bürstenentwicklungssystem geschaffen werden, welches die Fähigkeit zum Entwickeln von Bildern geringer Dichte aufweist.

Das Ziel der Erfindung wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß sich die

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Entwicklungselektrode in den Bereich erstreckt,/invjelchem Entwicklermaterial in die Entwicklungszone strömt, ein leitendes Teil benachbart dem sich in diesen Bereich"erstreckenden Teil der Entwicklungselektrode in dem Entwicklereingangsbereich, so angeordnet ist, daß es mit der Entwicklungselektrode einen Strömungsweg fur das in die Entwicklungszone eintretende Entwicklermaterial bildet, und eine Einrichtung zum elektrischen Vorspannen der Entwicklungselektrode und des leitenden Teils auf im wesentlichen das gleiche Potential vorgesehen ist.

Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergehen sich aus den Ansprüchen. .

Die Erfindung schafft- ein magnetisches Bürstenentwieklungssystem mit einem elektrisch neutralen Entwicklereingangs- und -ausgEaigsbereich der aktiven Entwicklungszone. Eine kontinuierliche Entwicklungselektrode ist in der aktiven Entwicklungszone so angeordnet, daß sie sich in die Entwicklereingangs- und -ausgangsbereiehe des- Systems hinauserstreckt. Ein leitendes Teil ist benachbart den sich hinauserstreckenden Teilen der Entwicklungselektrode im Eingangs- und Ausgangsbereich angeordnet und wirkt mit der Entwicklungselektrode zusammen, um einen relativ geschlossenen Strömungsweg' für den sich in die Entwicklungszone hineinbewegenden und aus dieser herausbewegenden Entwickler vorzusehen. Die leitenden Teile und die Elektrode sind alle mit einer gemeinsamen einstellbaren Energiequelle verbunden, und werden auf im wesentlichen das gleiche Vorspannungspotential gebracht. Eine weitere Einrichtung ist vor gesellen zum Regeln des von den vorspannbaren Elementen zugeführten Vorspannungspotentials derart, daß die Fähigkeit des Systems zum Entwickeln von Eingangsbildern geringer Dichte unterstützet und verbessert wird«

Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Ziele und Merkmale ist ein Ausfuhrungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher besehrieben. In- der .Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 eine schematische Darstellung eines automatischen/ xerografisehen Reproduktionsgerätes mit eingebauter erfindungsgemäßer Entwicklungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, der in Pig. I dargestellten Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Pig. j) eine Querschnittsansicht längs der Linie 3~3 in Fig. 2.

Entsprechend Fig. 1 ist eine xerografisehe Trommel 10 so angeordnet, daß sie mit einem sich drehenden, Toner tragenden Entwicklungssystem mit magnetischer Bürste .wirkungsmäßig in Verbindung steht. Da die Praxis der Xerografie dem Fachmann bekannt ist, sind die einzelnen Bearbeitungsstationen zur Herstellung einer xero- grafisehen Kopie von einem Original hier in Blockform dargestellt und mit A bis E bezeichnet. Es versteht sich jedoch, daß die xerografische Trommel 10 mit einem leitenden Substrat versehen ist, auf welchem ein äußerer überzug aus einem fotoleitenden Material 11 angebracht ist. Die Trommel ist so angeordnet, daß sie sich um eine welle 12 auf einem endlosen Weg bewegt, auf welchem mit Hilfe eines Koronagenerators oder dgl. in einer Ladestation A eine gleichmäßige Anfangsladung auf die fotoleitende Oberfläche aufgebracht wird. Die geladene Oberfläche vjird dann mit einem Lichtbild bestehend aus einer ursprünglichen Eingangsmusterinformation in der Belichtungsstation B bestrahlt, wo die gleichmäßige Ladung auf der Trommel selektiv abgeleitet -wird, um so die ursprüngliche Eingangsmusterinformation in Form eines latenten elektrostatischen Bildes auf der Trommel aufzuzeichncn. Als nächstes wird die das Bild tragende Trommeloberfläche durch ein Magnetbürstenentwicklungssystem in einer Entwicklungsstation C geführt, wo Tonerteilchen auf die mit einem Bild versehenen Plattenbereiche aufgebracht werden, wodurch das latente elektrostatische Bild sichtbar wird. Als nächstes wird die die Tonerteilchen tragende Oberfläche in Richtung der

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Trommeldrehung durch eine Bildübertraguiigsstation D geführt, wo ein Blatt aus dem Material der endgültigen Unterlage in Kontakt mit dem entwickelten Bild gebracht und das Bild elektrisch von der Plattenoberfläche auf das Unterlagenblatt übertragen wird. Schließlich v/erden in der Station E restliche, nach der Beendigung des Übertragungsvorgangs an der Trommeloberflache verbleibende Tonerteilchen entfernt, und der Fotoleiter wird in einen Zustand gebracht, in welchem er erneut durch die xerografIschen Bearbeitungsstationen geführt werden kann.. ·

Insbesondere unter Bezugnahme"auf die Fig, 2 und j5 ist die elektrisch isolierte Entwicklungsvorrichtung 20 mit. Magrietbürsten gemäß der Erfindung in einem Entwicklergehäuse 21 enthalten, und das Entwicklergehäuse ist im wesentlichen durch Stirnwände 27), 24 und eine obere Abdeckplatte 25 geschlossen. Vorzugsweise sind wenigstens das Hauptgehäuse der Entwicklungseinheit und die hieran befestigte Abdeckplatte aus einem leitenden, nichtpermeablen Material wie Aluminium oder dgl. hergestellt, welches eine elektrische Vorspannung aufnehmen kann. Die Abdeckplatte arbeitet mit dem Grundkörper des Entwicklergehäuses zusammen und ergibt eine läng*-· liehe Öffnung 26 in der Seitenwand der Einheit,.welche benachbart der sich drehenden Trommeloberfläche aus fotoleitendem Material ^! 11 angeordnet ist. Die Öffnung erstreckt sich in Längsrichtung wenigstens .über die gesamte fotoleitende Schicht auf der.Trommelober fläche und stellt eine Einrichtung dar, durch'welche eine in der Entwicklungseinheit vorgesehene magnetische Entwicklungsbürste mit dem latenten elektrostatischen Bild auf der fotoleitenden .Oberfläche"wirkungsmäßig in-Verbindung treten kann.

Grundsätzlich enthält das Entwioklergehäuse (l) eine einzelne, allgemein mit J>0 bezeichnete magnetische .Bürstenformeinheit, welche benachbart der langgestreckten öffnung 26 angeordnet ist, und (2) eine allgemein mit 40 bezeichnete magnetische Entwicklerhebeeiriheit, welche unmittelbar über und parallel ausgerichtet mit der Bürstenformeinheit angeordnet ist. Im Betrieb wird'Entwicklermaterial oder Entwicklerpulver, welches" im Sumpfbereich 27- des Entwicklergehäuses gespeichert ist, zunächst von der Bürstenformeinheit

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·" aufgenommen, durch die aktive Entwicklungszone geführt und j

eventuell zu dem Hebemechanismus übertragen, welcher das Material ! zum oberen Ende der Einheit befördert. Hier wird das Entwicklermaterial aus dem Hebemechanismus abgegeben und auf einer geneigten )

. Rinne 28 abgelagert, wo sich das Material unter dem Einfluß der < Schwerkraft die Rinne hinunterbewegen kann und schließlich in ; ' eine Reihe von quermischenden Leitblechen 29 fallt. Die quermischen- \ den Leitbleche sind in dem Entvficklergehäuse angeordnet> um den ' nach unten gerichteten Fluß des Entwicklermaterials zu unterbrechen ;., und umzuleiten, um eine ausreichende Durchrührung zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen zu erreichen und die Tonerteilchen triboelektr'isch aufzuladen, .sowie die Tonerteilchen wie- ■ der über¹ die gesamte Breite des Entwicklergehäuses zu verteilen, ,Beim Verlassen der quermischenden Leitbleche kann das nun richtig geladene und gleichmäßig verteilte Entwicklermaterial in den Sumpfbereich 27 zurückfallen, wo es erneut in dem Entwicklungsprozess verwendet werden kann. · ■

Im Aufbau weisen sowohl die magnetische BürEfenformeinheit 30 als auch die magnetische Entwicklerhebeeinheit 40 allgemein ein äußeres Aufbringwalzenteil auf, welches so angeordnet ist, daß es eine Generatoreinrichtung für magnetischen Fluß im wesentlichen umschließt. Die untere magnetische Bürstenforrneinheit 30 enthält eine zylindrische Hülse Jl, welche mittels Stirnkappen 32 und 33 an beiden Enden geschlossen und gestützt ist, während, die obere magnetische Entwicklerhebeeinheit ähnlich aus einer zylindrischen Hülse 41 aufgebaut ist, welche von Stirnkappen 42 und 43 gestützt wird. Die beiden Einheiten sind mittels ähnlicher Lageraufbauten, wie in Fig. 2 dargestellt, zwischen den Stirnwänden 23, 24 des Entwicklungssystems drehbar gelagert. Die Stirnkappen 33* ^3 auf der rechten Seite sind jeweils drehbar in einem Lager 39 gelagert, welches seinerseits in der rechten Stirnwand·24 gehalten ist, während die Stirnkappen 32, 42 auf der linken Seite jeweils auf ähnliche V/eise so angeordnet sind, daß sie sich frei in der linken .Stirnwand 23 drehen. Feste Achsen 35, 45 sind drehbar, in den Stirti* kappen der jeweiligen magnetischen Einheit gelagert und mit Hilfe einer Einstellschraube 36 gegen Drehung gesichert. Es ist zu bemerken, daß die Stirnkappen 33, 43 auf der rechten Seite der- beiden f.

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Einheiten durch die Stirnwand des Gehäuses ragen, und daß Zahnräder 50 bzw, 51 auf ihnen befestigt.sind.'Die Zahnräder stehen mit einem; einzelnen Antriebs zahnrad 53 in "Verbindung, weiches dazu dient, die obere und untere zylindrische Walzeneinheit in ■·; der angedeuteten Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit um jeweils die entsprechende stationäre'Achse zu drehen.-

Die untere zylindrische Hülse j51 umschließt eine magnetische Bürstenformeinheit, aufgebaut aus einem- starr auf der stationären tragenden Achse ·55 befestigten nichtpermeablen Halteelement 55-Das Halteelement trägt zwei'gerichtete Magnete, .einen größeren Bürstenformmagnet 56 und einen kleineren Aufne.hmemagne't 57» Der Bürstenformmagnet ist auf der stationären Achse so angeordnet, daß ■ sein Hauptflußfeld in- im wesentlichen horizontaler Richtung auf die xerografische Trommel gerichtet ist. In "der Praxis ist das Flußfeld so.angeordnet, daß es durch die nichtpermeable Hülse Jl der Bürstenformeinheit, durch die öffnung 26' in dem Entwicklergehäuse und dann in wirkungsmäßiger Verbindung mit der sich bewegenden fotoleitenden Tromraeloberflache verläuft. Der kleinere, Aufnehmemagnet 57 ist an der Bodenfläche des Halteelements- so befestigt, daß sein Flußfeld zu dem Sumpf bereich des Entwicklergehäuses, hingerichtet ist. Die "Pole der zwei gerichteten Magneten sind in bezug auf die sich, drehende Hülse >1 entgegengesetzt angeordnet. Der Aufnehmemagnet 57 ist so angeordnet, daß er EntwickleormateFial von dem Sumpfbereich 27 anzieht und- das Material gegen die· sich drehende Oberfläche der Hülse· hält, wodurch das Material in- die. Entwickiungszone gebracht wird. Der Bürstenformmagnet kann· andererseits das- in die Entwicklungszone abgegebene Ehtwleklermaterial von der Hülsenoberfläche weg aufrichten, und. zu der xerogräfIschen Platte hin richten, wo es zur Durchführung der Bildentwicklung ■;' verwendet werden kann.. .

Die magnetische Entwicklerhebeeinheit 4o hat ebenfalls.eine Reihe von kleinen, in der Hülse ^I angeordneten magnetis-chen Polen 59·. Die Pole sind halbkreisföriirig auf einem leitenden Stützten 6O

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gehalten, welches seinerseits an der stationären stützenden Achse ^5 befestigt ist. Jeder in der Reihe auf den vorhergehenden Pol folgende Pol ist in bezug auf diesen entgegengesetzt ausgerichtet, wodurch eine Reihe von relativ starken'magnetischen Gliedern entsteht, Vielehe sichvon einer Lage entsprechend 6 Uhr bis in eine Lage entsprechend etwa 11 Uhr bezüglich der Hülse erstrecken. Infolge der Polanordnung wird ein magnetisches Netzwerk an dem Außenumfang des sich drehenden niohtpermeablen Hülsenteils ausgebildet, welches Entwfcklermaterial sicher gegen die Hülse halten kann, in einer Weise, die ein Hochtragen des Materials zum Oberteil des Entwicklungsgehäuses durch die Hülse ermöglicht. Die Flußfelder der magnetischen Bürstenformeinheit und der magnetischen Entwicklerhebeeinheit sind in den Bereichen, welche die beiden Einheiten voneinander trennen> miteinander gekoppelt, so daß das von der Hülse Jl aus der Ent v/ick lungs;: one herausbewegte Entwicklermaterial magnetisch auf die Hülse 41 der Entwicklerhebeeinheit übertragen wird, ohne daß unförmige mechanische Verarbeitungs- und Transporteinrichtungen und dgl. erforderlich ,sind.

Im Betrieb wird die zylindrische Hülse j)l der magnetischen Bürstenformcxnriehtung JO nacheinander durch den Entwieklersumpf und durch die aktive Entwicklungszone gedreht. Im Sumpfbereich wird das Entwieklermaterlal mit Hilfe des vorgesehenen Aufnehmemagneten in kontakt mit der sich drehenden Hülsenoberfläche gezogen. Das Material wird dann auf der Oberfläche des sich drehenden Körpers in das Ilauptflußfeld des Burstenformmagneten gebracht, wo sich die Entwicklerteilchen entlang der Hauptflu31inien ausrichten und einen bürstenartigen Aufbau ergeben. Infolge der Magnetanordnung ragen die Bürstenfasern nach außen durch das Entwicklungsgehäuse in wirkungsmäßige Verbindung mit der sich drehenden fotoleitenden frommeloberfläche. Wenn sich die xerografische Trommel in der angegebenen Richtung dreht, werden die Bürstenfasern über dsn Fotorezeptor gezogen, welcher durch die Entwieklungszone bewegt wird. Als Folge werden Tonerteilchen mit Hilfe des klassischen MagnettoÜrstenentwicklungsmechanisrnus von den Bürstenfasern auf die

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Bildbereiche auf der Platte übertragen, wodurch die Bilder sichtbar gemacht' v/erden." Das Entwicklermaterial, bewegt sich weiter durch die aktive Entwickiungs?',one und wird in den Entwicklerausgangsbereich in 'unmittelbarer Nähe der Hülse 4l der Entwicklerhebeeinheit gebracht. Hier bewegt sich das Entwicklermaterial über die magnetische Brücke, welche die beiden Einheiten verbindet, und wird gegen die Hülse 4l gehalten, welche das Entwieklermaterial ihrerseits zum oberen Ende des Entwieklergehäuses, trägt und es in der geneigten Rinne 28 ablagert. Viie oben festgestellt, führt die Rinne das Entw.icklermaterial in die quermischenden Leitbleche, von wo es dann in den Sumpfbereich des Entwicklers zurückkehrt.. · - · '■-."" ;

Wie in der bereits erwähnten US-PS 5 11? 884 gezeigt, -kann ein elektrisches-' Kraftfeld in Verbindung mit einem magnetischen Bürstenformflufifeld benutzt werden, um die Entwicklungsfähigkeit des magnetischen Bürstensystems zu unterstützen. Üblicherweise.ist die Elektrode allgemein in der-aktiven Entwicklungszone in unmittelbarer Nähe der xerografisehen Plattenoberfläche angeordnet und erhält eine elektrische Vorspannimg mit einem Potential in der Nähe des normalerweise.aufgebrachten Hintergrundpotentials auf der Platten oberfläche. Hintergrund wird hier als Fachausdruck zur Definition jener Bereiche auf der fotoleitenden Platte benutzt, welche, obwohl sie ein schwaches Potential aufweisen, trotzdem keine ursprüngliche Eingangsmusterinformation enthalten.

Obwohl diese spezifischen Hintergrundbereiche auf ein reaktiv niedriges Ladungspotential während dös xerografischen Belichtungsprozesses reduziert sind, können sie unter bestimmten Bedingungen willkürlich verteilte Tonerteilchen, Vielehe in Kontakt mit ihnen gebracht-werden, anziehen-und halten. Durch Vorspannen der Entwicklungselektrode auf ein Potential etwas höher als das Hintergrundpotential auf der Plattenoberflache wird ein elektrisches Kraftfeld in der Entwicklungszone' ausgebildet, 'welches Toner von der Platte wegzuziehen versucht, wenn ein Hintergrundbereich durch

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die Entwicklungszone bewegt wird, und hierdurch eine Hintergrundentwicklung unterdrückt. Wenn ein latentes Bild in die Entwicklungszone gebracht wird, wird das Bildkraftfeld der dominante Paktor in dem System, und der Toner in diesem Bereich wird zur Platte hingezogen. Wie in "Elektrofotografie" von Schaffert, veröffentlicht von der Focal Press, beginnend bei Seite 27, ausgeführt iss, arbeitet die Entwicklungselektrode während der B.Udentwicklung auch mit der xerografischen Platte zusammen _t um die elektro statischen Felder des latenten elektrostatischen Bildes schärfer zu umreißen und so die Entwicklungsfähigkeit.des Systems zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Fähigkeit des Systems zum Entwickeln großer durchgehender Ladungsbereiche.

Obwohl die Elektrode ejjie hilfreiche Steuereinrichtung zur Verwendung in dem'magnetischen Bürstenentwicklungssystem darstellt, dürfte sie auch zu zwei unerwünschten Ergebnissen führen, Vielehe zu beseitigen die" Erfindung einzigartig geeignet ist. Erstens kann die Elektrode mit einem anderen Aufbau als der xerografischen Platte zusammenarbeiten, welche in unmittelbarer Nähe der Entwicklungszone, angeordnet ist. Als Folge können relativ starke, elektrische Kraftfelder erzeugt werden, besonders in solchen Bereichen, wo Entwickler in di-'e Entwicklungszone eintritt und diese verläßt, welche die Tonerteilchen nahe der Platte genügend aufrühren oder durcheinanderbringen können, um eine unerwünschte Hintergründentwicklung zu erzeugen. Zweitens gehen, da die Elektrode allgemein auf eine Höhe etwas über dem Hintergrund vorgespannt ist, wertvolle Eingangsdaten, v/elche auf der Platte oder um die Hintergrundpotentialhöhe aufgezeichnet sind, verloren und können nicht wiederhergestellt werden. ■ . ■ .

Um diese ungewöhnlichen Ergebnisse zu erzielen, sind die obere Hülse 41 und die tuitere Hülse 31 wie auch das Gehäuse 21 für Entwickler und seine zugehörige Abdeckplatte 25 alle mit einer ger. meinsamen Vorspannungsquelle, wie in Fig. 1 dargestellt, verbunden.

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Eine einstellbare Vorspannungsquelle 70, bestehemräus einer normalen Energieversorgung Jl' vma einer Energieversorgung 72 mit niedriger Eingangsleistung, ist mit Hilfe eines Schaltnetz-Werkes 75 mit einem leitenden Streifen 65 verbunden, v/elcher seinerseits an einer Seitenwand des Entwicklergehäuses befestigt ist. Der Streifen endet an_zwei Punkten in Federkontakten lh und 75, welche in elektrische Verbindung .mit den Enden der Achsen 35 und 45 gedrückt werden. Elektrische Energie von der Energieeinheit verläuft durch die Achse 35 und wird über das Halteelement 55 und einen Gleitkontakt. 67 su der zylindrischen Hülse 3I über-.-tragen. Ähnlich wird die an die Achse 45 abgegebene Energie über das Stützteil βθ tirid einen Gleitkontakt 68 zu der zylindrischen Hülse 41 übertragen.

Wie zu erkennen, werden mit Hilfe des elektrischen Netzwerks beide zylindrischen Walzenteile oder Hülsen 31 und 41 wie auch das Entwicklergehäuse 21 und die Abdeckplatte 25 auf das gleiche Ladungspotentlal vorgespannt. Als Folge kommt das Entwicklermaterial in eine elektrisch neutrale Strömungszone, wenn es sich von dem Sumpfbereich für Entwickler in die aktive Entwicklungszone bewegt und wenn es die Entwicklungszone verläßt und nach oben zum oberen Ende des Entwicklergehäuses getragen -wird. Die sich durch die elektrisch neutralen Eingangs- und Ausgangsbereiche bewegenden Tonerteilchen erfahren daher geringe''oder keine .elektrische Aufrührung, und als Ergebnis fließt das Material in die Entwieklungszone und aus dieser heraus mit einem Minimum an erzeugten freien Tonerteilchen, wodurch die Fähigkeit des Systems zur Durchführung unerwünschter Hintergründentwicklung verringert wird.

ist weiter zu bemerken, daß die vorliegende Vorrichtung auch zwei unterschiedliche Betriebsweisen aufweist. In der ersten oder normalen Betriebsweise werden alle vorspannbaren Elemente, d.h. die Hülsen 31, hl, das Entwicklergehäuse 21 und die Abdeckplatte 25 auf das gleiche VorspannungspOtential gebracht, welches etwas größer als das allgemein auf der xerografisehen Trommel aufgebrachte Hintergrundladiingspotential und vorzugsweise unter dem Ladungspotential ist, bei welchem eine überwiegende ursprüngliche Eingangsmusterinformation auf der Trommel aufgezeichnet wird.

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Auf diese Weise wird,.wie oben erläutert, die Hintergrundentwicklung unterdrückt und die Bildentwicklung unterstützt. In 3iner zweiten Betriebsweise bei einem Eingang geringer Dichte wird das allen vorspannbaren Elementen zugeführte Vorspannungs~ potential unter das Hintergrundpotential verringert. Dies führt dazu, daß etwas Hintergrund entwickelt wirdj die Eingängsbilder geringer Dichte, welche gewöhnlich verlorene ursprüngliche Eingangsmusterinformation im Eingang enthalten, werden dagegen jetzt sichtbar gemacht. Um dieses Ergebnis zu erhalten, ist eine mehrfache Vorspannungsquelle 70 vorgesehen, welche wenigstens zwei Vorspannungsquellen oder Energieversorgungen 71 "und 72 enthält, die mit den vorspannbaren Elementen mit Hilfe des oben erwähnten elektrischen Netzwerks und einer Schaltanordnung oder einem Schaltnetzwerk 73 verbunden sind. Wenn sich das Schaltnetswerk 73 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, wird die normale Vorspannungsquelle oder Energieversorgimg 71 in elektrische Verbindung mit den νorspannbaren Teilen gebracht und das System arbeitet in einer konventionellen oder normalen Betriebsweise. Das Umschalten des Schaltnetzwerks schaltet die Energieversorgung 71 ab und schaltet hierfür die zweite Energieversorgung 72 für die Vor .spann energie ein, Vielehe dazu dient, die vorspannbaren Teile auf ein zweites oder geringeres Vorspannungspotential zu bringen, was Eingangsbilder geringer Dichte herauszuarbeiten ermöglicht.

Bei der hier gezeigten xerografischen Reproduktionseinrichtung ist vorgesehen, daß der Potorezeptor anfänglich a.uf ein relativ hohes Potential geladen ist, und daß die mittlere Eingangsmußterinformation ebenfalls mit einem relativ hohen Potential auf die Platte aufgezeichnet werden kann. Anfänglich-wird der Fotoleiter auf eine Höhe zwischen +700 und +1000 V geladen. Während der Belichtung wird die Hintergrundladung auf eine Höhe etwa zwischen +100 und +300 V verringert. Die Entwicklungselektrode ist in der aktiven Entwicklungszone mit einem Abstand von zwischen 1,52 und 2,03 mm von der sich bewegenden fotoleitenden Plattenoberfläche angeordnet. Die Entwicklung des Fotoleiters, welcher sich mit etwa 8,76 cm/s bewegt,'wird dadurch erreicht, daß Entwicklermaterial durch die aktive Entwicklungszone mit einer Geschwindigkeit

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yon etwa J58,l cm/s geführt wird. Bei normaler Betriebsweise werden-..'die. vorspannbaren Elemente alle auf' ein Vor spannungs- . potential "zwischen" etwa 50 und 100 V über dem normalerweise auf der Platte anzutreffenden Hintergrundpotential gebracht. Bei der zt^eiten Betriebsweise wird das.Vorspannungspötential auf eine Höhe etxvas unterhalb des Hintergrundpotentials und allgemein etwa 100 V unterhalb des Hintergrundpotentials gebracht.

Während* die Erfindung.im Zusammenhang mit dem dargestellten Aufbau beschrieben worden ist, ist sie nicht auf Einzelheiten des dargestellten und beschriebenen Beispiels begrenzt, sondern umfaßt auch Modifikationen und Änderungen innerhalb des Erfindungsbereiches. Kurz zusammengefaßt umfaßt die Erfindung"insbesondere eine Vorrichtung zum Verbessern der Entwicklungsfähigkeit eines magnetischen Bürstenentwicklungssystems durch Vorsehen eines elektrisch neutralen Eingangs- und Ausgangsströraungsbereiches,' durch Vielehe das EnMcklermaterial. beim Eintreten in die Entwicklungszone und bäm Verlassen der Entwicklungszone_s läuft. Eine zweite Betriebsweise ist weiter vorgesehen zum Unterstützen äer Fähigkeit des Systems zum Entwickeln von Eingangsbildern relativ geringe!· Dichte. . ' . ■ . '

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen

Bildes, welches auf einer das Bild haltenden Platte aufgezeichnet ist, mit einer magnetischen BUrstenformeinheit zum Aufbau einer bürstenartigen Struktur von Entwicklerrriaterial in wirkungsmäßiger Verbindung mit der das Bild haltenden Platte innerhalb einer Ent— wicklungczone, einer Einrichtung zum Bewegen einer Strömung von Entwicklermaterial in die Entwicklungszone, und einer In der Entv/ieklungszone angeordneten Entwicklungselektrode,, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Entwicklungselektrode (51) in den Bereich erstreckt, in welchem Entwicklermaterial in die Entwicklungszone strömt, ein leitendes Teil (2.1) benachbart dem sich in diesen Bereich erstreckenden Teil der Entwicklungselektrode (j51) in dem Entwicklereingangsbereich so angeordnet ist, daß es mit der Entwicklungselektrode (3I) einen Strömungsweg für das in die Entwicklungszone eintretende Entwicklermaterial bildet, und eine Einrichtung (70) zum elektrischen Vorspannen der Entwicklungselektrode (51) und des leitenden Teils (21) auf im wesentlichen das gleiche Potential vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mit der Einrichtung (70) zum elektrischen Vorspannen eine Schalteinrichtung (73) zum Ändern der der Entwicklungselektrode (jU) und dem leitenden Teil (21) zugeführten Vorspannung vorgesehen ist.
3. 'Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j daß die Schalteinrichtung (73) zum Vorspannen der Entwicklungselektrode (]5l) und des leitenden Teils (21) auf ein erstes Potential größer als das Hintergrundpotential auf der Platte in einer ersten Betriebsstellung der Schalteinrichtung (73) und auf ein Potential bei oder unter dem ersten Potential in einer zweiten Betriebsstellung der Schalteinrichtung (735 Vorgesehen ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- .

durch gekennzeichnet , daß die Entwicklungselektrode (51) aus einem'nichtpermeablen, zylindrischen Walzenteil besteht, welches die Burstenformeinheit im wesentlichen umschließt und so angeordnet ist, daß die Außenfläche der Walze aufeinanderfolgend durch eine Entwicklermaterialversorgung.und durch das Flußfeld der Bürstenformeinheit verläuft.
5· Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung nach einem

der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere mit einem stationären bürstenformenden-Magneten benachbart einer sich bewegenden, das Bild haltenden Platte und mit einer Einrichtung ,zum Fördern .perrneablen Entwicklermaterläls durch das Flußfeld des Magneten zum Erzeugen einer bürstenartigen Struktur von Entwicklermaterial, welche in wirkungsmäßiger Verbindung mit der sich bewegenden Platte innerhalb einer Entwicklungszone steht, sowie mit einer in äer■Entwicklungszone angeordneten Entwicklungselektrode, dadurch gekennzeichnet - , daß sich die Entwicklungselektrode (31) aus einem leitenden, nichtpermeablen Material von der Entwicklungszone in Bereiche erstreckt, invelchen Entwicklermaterial in die Entwicklungszone eintritt und diese verläßt, ein Paar leitender Teile ,(21, 25) jeweils so benachbart den sich erstreckenden Teilen der Entwicklungselektrode (~j>l) im Eingangs- und Ausgangsbereich der -Entwicklungszone angeordnet sind, daß sie mit der Entwicklungselektrode (31) einen Strömungsweg bilden, durch welchen sich das Entwicklerrnaterial beim Eintreten in die Entwicklungszone und beim Verlassen der Entwieklungszone bewegt, und eine Einrich-.tung (70) zum elektrischen Vorspannen der Entwicklungselektrode (51) und der beiden leitenden Teile (2I₃ 25) auf im wesentlichen das gleiche Potential vorgesehen ist. ·
6. Vorrichtung nach Anspruch 53 dadurch gekennzeichnet , daß mit der Einrichtung (70) zum elektrischen Vorspannen eine Schalteinrichtung (73) zum Verändern des Vorspannungspotentials auf der Entwicklungselektrode (31) und den leitenden Teilen (21, 25) verbunden ist.

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7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch' gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtung zum Verändern des Vorspannungspotential's zwischen einem ersten Potential größer als das Hintergrundpotential auf der das Bild haltenden Platte und einem zweiten bis zur Höhe des ersten Potentials veränderbaren Potential vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß das erste Potential zwischen 50 und 100 V über dem Hintergrundpotential auf der Platte liegt.
9· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Hebeeinrichtung (hO) benachbart, dem Ausgang der Entwicklungszone zum Heben des die Entwicklungsdose verlassenden Entwicklermaterials auf eine Höhe wesentlich über der Entwicklungszone vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch g e k e η η ζ.ei ch net , daß die Hebeeinrichtung (4θ) einen mit ihr verbundenen Mechanismus (59) zum Erzeugen eines magnetischen Flusses zum magnetischen Koppeln der Hebeeinrichtung (*\0) mit der ßUrstenforrr.einheit (30) aufweist, wodurch das die Entwicklungszohe verlassende Entwicklerinaterial magnetisch zu der Hebeeihrichtung (ho) überführbar ist.

11, Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Hebeeinrichtung (4θ) elektrisch mit der Einrichtung (70) zum elektrischen Vorspannen verbunden und auf ein Potential im wesentlichen gleich dem Potential auf der Entwicklungselektrode (Jl) und den leitenden Teilen (21, 25) gebracht ist.

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