DE2241468A1

DE2241468A1 - Xerografisches entwicklungssystem

Info

Publication number: DE2241468A1
Application number: DE2241468A
Authority: DE
Inventors: Frank Y Yang
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-11-11
Filing date: 1972-08-23
Publication date: 1973-05-17
Also published as: NL7213635A; US3828728A; FR2160200A5; IT970350B; GB1413337A; SE372831B; BE791193A; JPS4856141A; CA980635A

Description

Xerografisch.es Entwicklungssystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Entwickeln elektrostatischer Latentbilder, insbesondere auf einer lichtempfindlichen Oberfläche zur xerografischen Vervielfältigung, unter Bewegen und Verteilen eines Toners, der fein verteilte elektrostatische Tonerpartikel und im Verhältnis zu diesen größere, reibungselektrisch haftende bz\ir. abtrennbare Trägerkörner.enthält.

Es ist in der Elektrofotografie oder Xerografie üblich, eine beispielsweise als xerografische Platte ausgebildete lichtempfindliche Oberfläche mit einer Isolierschicht aus· Fotowiderstandsmaterial auf einer elektrisch leitfähigen Unterlage zu benutzen. Dazu wird diese lichtempfindliche Oberfläche insgesamt elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem Lichtmuster des widerzugebenden Bildes belichtet, wobei, die Potowiderstandsschicht an den beleuchteten Plächen-

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teilen entladen wird. Die dann noch aufgeladenen Flächenbereiche der Potowiderstandsschicht bilden ein elektrostatisches Latentbild, dessen Gestalt derjenigen des widerzugebenden Bildes entspricht.

Dieses elektrostatische Latentbild kann dann entwickelt werden, indem man es mit einem fein verteilten elektrostatisch anziehbaren Material in Berührung bringt, beispielsweise einem Harzpulver, das an den Bildteilen durch die elektrostatischen Ladungen der Beschichtung festgehalten wird. Wo die Ladung am größten ist, wird die größte Materialmenge festgesetzt, und wo die Ladung am geringsten ist, haftet das Entwicklermaterial kaum oder gar nicht. Zur Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes lassen sich auch die Verfahren der Umkehrentwicklung benutzen, wobei"die nach der Belichtung noch vorhandenen aufgeladenen Flächenteile der Beschichtung den bildfreien Flächenteilen entsprechen. Nach der Entwicklung wird das xerografische Pulverbild im allgemeinen auf eine Trägerfläche übertragen, beispielsxireise auf ein Blatt Kopiepapier, an dem es mit irgendwelchen geeigneten Mitteln fixiert wird.

Beim elektrostatischen Kopieren wird vielfach ein Entwicklungsmaterial benutzt, das aus pigmentiertem Harapulver, nachstehend "Toner" genannt, und einem gröberen, körnigen Material besteht, das im folgenden als "Träger" bezeichnet wird. Das letztere hat in der reibungseiektrisehen Spannungsreilie zu dem Toner einen Abstand, so daß bei einer Wechselwirkung zwischen Pulver und Träger eine Ladung erzeugt wird, die das Anhaften des Toners am Träger bewirkt. Zusätzlich

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ermöglicht der Träger die gezielte mechanische Handhabung, so daß der Toner gut mit der "belichteten xerografischen Oberfläche in Berührung gebracht werden kann. Wie erwähnt, werden die Tonerpartikel von dem elektrostatischen Latentbild angezogen, so daß ein sichtbares Pulverbild entsteht.

Der Träger kann auch in Form von bürsten- oder pinselalinlichen Pasern ausgebildet sein, deren Funktion und Eigenschaften jenen des körnigen Trägermaterials entspricht; derartige Faserträger sind beispielsweise in der US-PS 3 251 706 beschrieben. Man hat auch vorgeschlagen, z.B. in der US-PS 2 8J2 311, eine Bürste aus Fasern zu bilden, die unter der Einwirkung eines Magnetfeldes aus magnetischen Trägerkörnern erzeugt werden.

Nun kann die Qualität des entwickelten Bildes von dem Verhältnis der Tonerpartikel zu den Trägerkörnern, das gemeinhin als Tonerkonzentration bezeichnet wird, beeinträchtigt werden. Besteht beispielsweise ein Tonermangel, so sind die Bildflächen nicht im Stande, zur vollen Bildentwicklung ausreichende Tonermengen anzuziehen, so daß helle oder flaue Kopien entstehen. Wenn andererseits der Entwickler eine überschüssige Tonermenge enthält, xirerden die Bildflächen zu dunkel und auch an bildfreien Flächenteilen setzen sich Tonermengen fest. .

Der Grund für diese Erscheinung ist die Tatsache, daß die Haftkraft der Tonerpartikel an einem Trägerkorn mit zunehmender Anzahl von Tonerpartikeln an einem bestimmten ·

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Trägerkorn nachläßt. Umgekehrt steigt bei abnehmender Anzahl der Tonerpartikel an einem bestimmten Trägerkorn die Anziehungskraft an, welche die Teilchen an dem Träger festhält. Sind also weniger Tonerpartikel an einem Trägerkorn vorhanden, so werden die Tonerpartikel nicht leicht an die elektrostatische Ladung des Latentbildes übergehen. Im Falle einer großen Anzahl von Tonerpartikeln an einem Trägerkorn ist jedoch die Anziehungskraft dazwischen stark verringert, und zwar oft so weit, daß sogar Restladungen auf bildfreien Flächenteilen genügen, um die Tonerpartikel anzuziehen.

Man hat verschiedene Verfahren und Mittel versucht, um die Tonermenge zu steuern, welche an das Entwicklungsgemisch abgegeben wird. Meist setzt man Toner in gewissen Zeitabständen zu, z.B. intermittierend unter Steuerung durch einen Zeitgeber oder durch ein Gerät, das entweder direkt die Tonerkonzentration oder die Dichte des entwickelten Bildes mißt. Solche Systeme sind zwar brauchbar, haben jedoch einige wichtige Nachteile. Ungünstig ist insbesondere, daß bei diesen Systemen Zeit benötigt wird, bis eine Reaktion auf einen örtlichen Tonermangel stattfinden kann, der etwa durch die Entwicklung von Flächenteilen mit hoher Bilddichte hervorgerufen wird. So kann eine Vorlage große bildfreie Flächenteile haben, die für den Entwicklungsvorgang Vollbildflächen bedeuten. Ersichtlich tritt eine Verarmung von Tonerteilchen im Entwicklergemisch dann nur örtlich auf. Wenn daher in herkömmlicher Weise dem Entwicklergemisch unterschiedslos Toner zugesetzt wird, entstehen Schwierigkeiten der oben aufgezeigten Art.

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Ein weiterer älterer Vorschlag besteht in der Verwendung mechanischer Einrichtungen, beispielsweise Rührwerkzeugen nach Art von Schlangenbohrern, die im Entwicklerbehälter · angeordnet sind und dazu dienen, den Entwickler zwecks gleichförmiger Tonerverteilung durcheinanderzurühren. Die Verwendung solcher mechanischer Einrichtungen bedingt einen' großen Platzbedarf. Weil außerdem nur die Verteilung des Toners geändert werden muß, ist es recht unwirtschaftlieh, das ganze Entwicklergemisch zu bewegen, bloß, um die optimale Tonex*verteilung zu erhalten, weil.ja das Entwicklergemisch eine verhältnismäßig kleine Menge von Tonerteilchen enthält, verglichen mit der Menge der Trägerkörner. Ein weiterer· Nachteil besteht darin, daß das Mischen der Tonerpartikel herkömmlicherweise im Entwicklerbehälter vor sich geht, der allgemein im Abstand zur Entwicklerzone des Systems angeordnet ist. Infolgedessen tritt eine Verzögerung zwischen der örtlichen Verarmung an Tonerpartikeln in der Entwicklerzone und dem Zeitpunkt einer wieder gleichförmigen Tonerverteilung auf.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und mit einfachen, wirtschaftlichen Mitteln die verbesserte Entwicklung elektrostatischer Latentbilder insbesondere in xerografischen Vervielfältigungsgeräten frei von entwicklerbedingten Bildfehlern zu ermöglichen.

Nach der Erfindung erzielt man dies durch gleichmäßige Verteilung von Tonerpartikeln im Entwicklerbad eines elektro-

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statischen Latentbild-Entwicklungssystems unter Benutzung eines elektrischen Leiters, der nahe dem Strömungsweg des Entwicklermaterials angeordnet und mittels einer elektrischen Spannungsquelle so aufgeladen wird, daß seine Polarität derjenigen der Tonerpartikel im Entwicklerbad entgegengesetzt ist. Quer zu dessen Fließrichtung wird der Leiter "bewegt, wobei er in den Bereichen des Entwicklermaterials, in welchen größere Mengen von Tonerteilchen dispergiert sind, daraus Tonerpartikel anzieht und in Abschnitte des Entwicklerbades fördert, die kleine Tonermengen enthalten.

Ein Entwicklungsverfahren zur xerografischen Vervielfältigung unter Bewegen und Verteilen eines Toners ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der Strömungsbahn eines reibungselektrisch an Trägerkörnern angelagerte Tonerpartikel enthaltenden, durch eine Entwicklerzone hindurchbewegten Entwicklers ein Leiter angeordnet wird, der mit einer elektrischen Spannungsquelle einer Polarität verbunden wird, welche derjenigen der Tonerpartikel entgegengesetzt ist und um ihn herum ein elektrisches Feld erzeugt, daß der Leiter durch die Strömungsbahn quer hindurchbewegt wird, wodurch an den Leiter Tonerpartikel von den Trägerkörnern angezogen werden, wenn deren Anziehungskraft von jener des Leiterfeldes übertreffen wird, und daß die mit dem Leiter aufgenommenen Tonerpartikel durch die Strömungsbahn des Entwicklers hindurchbewegt und mit letzterem in Berührung gebracht werden, so daß die Tonerpartikel von dem Leiter an die Trägerkörner geführt werden, sobald die zwischen diesen und den Tonerpartikeln auftretende Anziehungskraft größer als die durch das Leiterfeld ausgeübte ist.

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Zum Entwickeln elektrostatischer Latenfbilder auf einer lichtempfindlichen Oberfläche sieht die Erfindung eine Anordnung derart vor, daß zur Aufnahme einer Menge von magnetisch anziehbarem Entwickler, der reibungselektrisch an Trägerkörnern angelagerte Tonerpartikel aufweist, ein mit einer Sammelwanne versehener Behälter vorhanden ist, in welchem nahe der lichtempfindlichen Oberfläche ein zylindrisches Auftrags-Element drehbar gelagert ist, das zum Halten von Entwicklermengen auf seiner Oberfläche und in Berührung mit der lichtempfindlichen Oberfläche einen Magneten enthält, daß im Behälter ferner ein Enttiicklerverteiler drehbar gelagert ist, von dem eine Anzahl von Flügeln absteht, mittels deren Entwickler aus der Sammlerwanne an das zylindrische Auftrags-Element förderbar ist, daß neben der Bewegungsbahn von an dem Auftrags-Element befindlichem Entwickler ein elektrischer Leiter angeordnet ist, der mit einer elektrischen Spannungswelle verbunden ist, deren Polarität derjenigen der Tonerpartikel im Ent-. Wickler an dem Auftrags-Element entgegengerichtet ist, so daß von dem Leiter zu dem Entwickler an dem Auftrags-Element ein elektrisches PeId ausgeht, das an den Leiter Tonerpartikel aus Bereichen des Entwicklers anzieht, welche größere Mengen von Tonerpartikeln dispergiert enthalten, und daß der Leiter allgemein quer zur Bewegungsrichtung des Entwicklers auf dem Auftrags-Element bewegbar ist, wodurch Tonerpartikel an dem Leiter in die Nähe solcher Bereiche des Entwicklers an dem Auftrags-Element gebracht werden, welche kleinere Mengen von Tonerpartikeln dispergiert enthalten, so daß von dem Leiter Tonerpartikel zu diesen Entwicklerbereichen an dem Auftrags-Element geführt werden.

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Die Erfindung gewährleistet auf überaus einfache Weise die selbsttätige Regelung der Tonerverteilung eines Entwicklergemisches und damit die Schaffung eines automatischen Kopiergeräts, mit dem kontinuierlich Vervielfältigungen hoher Bildqualität herstellbar sind. Dank der Erfindung ist es nämlich möglich, in einer nur wenige Teile aufweisenden Vorrichtung, die sich nahe der Entwicklung sz one des xerografischen Gerätes befindet, mit hohem Wirkungsgrad die gleichmäßige Verteilung des Toners in den Entwicklungsbereichen sicherzustellen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer xerografischen Vervielfältigungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht der
Station C aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf die Station C in Fig. 2.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 stellt ein typisches xerografisches Vervielfältigungsgerät dar, bei dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft anwendbar ist. Man sieht, daß ein lichtempfindliches Element 11 auf einer Trommel angebracht ist und mit einer elektrisch leitenden Schicht

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bedeckt ist, die ihrerseits an ihrer Außenfläche eine lichtleitende Isolierschicht 15 beispielsweise aus glasigem Selen tragt. Die Trommel 12 ist mittels eines (nicht gezeichneten) Motors um die Achse bzw. Welle 14 drehbar. Auf dem lichtempfindlichen Element 11 wird durch Vorbeiführen an einer Ladestation A und einer Belichtungsstation B ein elektrostatisches Latentbild erzeugt. Die Ladestation A enthält geeignete Einrichtungen, um auf der lichtleitenden Isolierschicht 15 eine gleichförmige elektrostatische Aufladung zu bewirken, beispielsweise mittels einer Korona-Entladungsvorrichtung 16.

Ferner ist eine Belichtungsstation C TOrhanden, die eine Lichtquelle oder Lampe 17 soxirie eine Linse bzw. ein Objektiv 18 aufweist. Eine zu vervielfältigende Vorlage, beispielsweise ein Durchlichtfilm 19» wird zwischen der Lichtquelle 17 und der Linse 18_:angeordnet. Der PiIm 19 wird von einer Spule 20 aus durch das von der Lichtquelle 17 erzeugte Licht hindurchgeführt und nach dieser Belichtung auf einer zweiten .Spule 21 aufgewiekelt. Infolge des Zusammenwirkens von Licht, Film und Linse wird auf das lichtempfindliche Element 11 ein optisches Bild projiziert, dessen Bewegung mit derjenigen der Trommel 12 synchronisiert ist. Das projizierte optische Bild erzeugt eine selektive Ladungsverteilung auf den beleuchteten Flächen der Isolierschicht 15» in der somit ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird. Statt der angegebenen Bilderzeugung svorrichtung können auch andere Einrichtungen für das Hervorbringen von Bildern auf gewöhnlichen Isolierflächen Verwendung finden.

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Nach erfolgter Aufladung und Belichtung gelangt das lichtempfindliche Element 11 zur Belichtungsstation C, in welcher das elektrostatische Latentbild sichtbar gemacht wird. Diese Station C wird weiter unten anhand der Pig. 2 und 3 näher erläutert. An die Bildentwicklung schließt sich im typischen xerografischen Verfahren der Übertragung»- schritt in der Übertragungsstation D an, wo das Bild von dem lichtempfindlichen Element 11 auf eine Bahn 22 aus Papier od. dgl. übertragen wird, die über Führungsrollen oder -walzen 23,24 läuft, vor der Übertragung von einer Spule 25 abgewickelt und nach der Übertragung sowie der Wärmebehandlung auf einer Spule 26 aufgewickelt wird. Die elektrostatische Übertragung des entwickelten Latentbildes vom lichtempfindlichen Element 11 auf die Papierbahn 22 geschieht mittels einer zweiten Korona-Entladungsvorrichtung 27- Ein Heizelement 28 ist so angeordnet, daß es das übertragene Bild erwärmt und auf diese Weise das Bild auf der Papierbahn 22 fixiert, d.h. permanent haftend anbringt.

In einer Reinigungsstation E ist eine zylindrische Drehbürste 29 angeordnet, welche nach der Bildübertragung an dem lichtempfindlichen Element 11 zur Anlage kommt und dabei restliches Bildmaterial von der Isolierschicht 15 entfernt, wodurch diese wieder verwendbar wird. Geräte und Verfahrensschritte der angegebenen Art sind bei der xerografischen Vervielfältigung bekannt bzw. üblich, und die vorliegende Erfindung kann im Zusammenhang damit oder mit irgendwelchen der vielen gleichwertigen Geräte bzw. Vorgänge Verwendung finden.

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Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von Fig. 2 und 3 dargelegt. Die Entwicklungsstation C enthält einen Entwicklungsbehälter 30 mit Seitenwandungen 36,37 (Fig. 3)· Im unteren, als Sammelwanne ausgebildeten Teil 35 des Gehäuses 30 befindet sich ein Entwicklergemisch, das geladene Tonerpartikel und entgegengesetzt geladene Trägerkörner enthält. Die Trägerkörner dienen dazu, die Tonerpartikel aufzunehmen und auf ihnen eine reibungselektrische Ladung zu erzeugen. Normalerweise haben die Trägerkörner ein=n Kern bzw. ein Grund- oder Mittelstück, das aus einem Festkörper von' vorzugsweise hoher Dichte wie Glas-, Stahl- oder Mlckelschmelze besteht, und einen Überzug oder eine Einschalung in geeignetem überzug, um dem körnigen Trägermaterial die notwendigen reibungselektrischen Eigenschaften zu verleihen. Die Reibungselektrizität zwischen den Tonerpartikeln und den Trägerkörnern beruht auf den entsprechenden Stellungen in der reibungselektrischen Spannungsreihe. Gemäß der Theorie der Reibungselektrizität werden die MatBrialien in einer Reihe derart angeordnet, daß ein bestimmtes Material jeweils positiv aufgeladen wird, wenn es mit irgendeinem darunter bzw. dahinter in der Reihe angeordneten Material in Berührung kommt, wogegen es eine negative Aufladung erhält, wenn es mit irgendeinem Material in Berührung gelangt, das in der Spannungsreihe darüber bzw. davor angeordnet ist. Zweckmäßig wählt man das Material der Tonerpartikel und der Trägerkörner so, daß sie gegenseitig eine beträchtliche Aufladung erzeugen. In den meisten Fällen hängt das Ausmaß dieser Aufladung vom Abstand der Werkstoffanordnung in der

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reibungselektrischen Spannungsreihe ab. Je größer also dieser Abstand ist, desto größer ist auch die gegenseitige Auf ladling, und umgekehrt ist bei kleinerem Abstand die gegenseitige Aufladung um so kleiner. Zum Verständnis der Entstehung der reibungselektrischen Ladung auf den Tonerpartikeln wird auf die US-PS 2 618 551 verwiesen.

Im Behälter JO ist ein Entwicklerverteiler 31 drehbar angeordnet, von dem Flügel 31' abstehen. Der Verteiler 31 ist um eine Achse bzw. Welle 38 drehbar, welche in geeigneter V/eise in Lagern 39 gelagert ist, die an den Seitenwänden 36?37 des Behälters 30 angebracht sind.

Oberhalb des Verteilers 31 ist im Behälter 30 eine Magnetbürste angebracht, welche ein vorzugsweise als Walze ausgebildetes, zylindrisches Auftrags-Element 32 aufweist, das um einen vorzugsweise feststehenden Magneten 33 drehbar angebracht ist. Das von dem Magneten 33 ausgehende Iiagnetfeld zieht das magnetisch anziehbare Entwicklergemisch an die Walze 32 an. Diese befördert nun das Entwicklergemisch, so daß der Toner von dem ejlektrostatischen Latentbild auf der Isolierschicht 15 angezogen wird. Die Walze 32 ist auf einer Welle bzw. Achse 40 angebracht, die mittels Lagern 41 in geeigneter Weise an den Wandungen 36,37 gelagert ist. Die Wellen bzw. Achsen 38»4-0 sind mit einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung verbunden.

Wenn im Betrieb der Entwicklerverteiler 31 umläuft, schaufeln seine Flügel 31' den in der Sammelwanne 35 des Behälters

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befindlichen Entwickler nach oben und in den Bereich des Magnetfeldes, das von dem Magneten 33 ausgeht. Zweckmäßig wird daher der Abstand zwischen dem Verteiler 31 und der Auftragswalze 32 der Magnetbürste so knapp gehalten, ·" daß die Stärke des Magnetfeldes ausreicht, um die Anziehung des Entwicklers auf die Walze 32 sicherzustellen. ■

Der von dem Magneten 33 auf die Auftragswalze 32 angezogene Entwickler haftet daran während des Walzenumlaufs. Dabei richtet sich das magnetische Gemisch von Toner- und Trägerteilchen entlang den magnetischen Feldlinien aus und erhält so eine Gestalt, welche den Borsten einer Bürste" ähnelt. Diese Drehbewegung des Entwicklergemisches führt es dicht an das elektrostatische Latentbild heran., das auf der Isolierschicht'15'des lichtempfindlichen Elements 11 gebildet ist. Nun zieht das elektrostatische Latentbild Tonerpartikel aus dem Entwicklergemisch an, wodurch das Latentbild entwickelt wird. Vorteilhaft ordnet man den Magneten 33 so an, daß einer seiner Pole das Entwickler- ■ gemisch auf der Auftragswalze 32 richtungsmäßig beeinflußt, damit das Gemisch in naher Nachbarschaft des elektrostatischen Latentbildes aufgerichtet ist, also abstehend oder genähert radial angeordnet ist.

Wie obenerwähnt, ist es für die Herstellung von Kopien mit dem erwünschten Aussehen sehr wichtig, daß die Tonerverteilung innerhalb des Entwicklergemisches gleichmäßig ist. Die Erfindung gewährleistet dies durch die Verwendung eines gleitenden Elementes 3²N beispielsweise eines Drahtes in der Strömüngsbahn des Entwicklergemisches. Der Leiter 34·

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ist so angeordnet und ausgebildet', daß er quer zur Bewegungsrichtung des Entwicklergemisehes "bewegbar ist. Im Ausführungsbeispiel ist ein Ende des Leiters 34- mit einer Wickelfeder 43 verbunden, die innerhalb eines Gehäuses 42 angeordnet ist (Fig. 3)· Das andere Ende des Leiters 34 ist über eine geeignete Führung 44 hinweggeführt und mit einem Ende eines drehbaren Elementes 45 verbunden, das z.B. als Kurbel oder Exzenter ausgebildet, mit der Achse bzw. Welle 38 verbunden und daher mit ihr drehbar ist. Infolgedessen fungiert das drehbare Element 45 als Exzenter, der die Drehbewegung der Welle 38 in eine hin- und hergehende Bewegung des Leiters 34- umwandelt. Während die Kurbel 45 rotiert, geht der Leiter in der Strömungsbahn des Entwicklergemisches hin und her. Die Wickelfeder 43 dient dazu, den Leiter 34· jeweils in seine Ausgangsstellung zurückzuführen und ihn außerdem straff zu spannen.

Ein Ende der Spannfeder 43 ist mit einer Welle 49 verbunden, die an Gehäusewänden 48 gelagert ist, wovon in Fig. 3 nur eine sichtbar ist. Eine Federbefestigung 50 legt das entgegengesetzte Ende der Wickelfeder 43 am Gehäuse 42 fest. Mit der Welle bzw. Achse 49 ist auch ein Ende des Leiters 34 verbunden, so daß bei dessen Beilegung in der Strömungsbahn des Entwicklers die Feder 43 zusammengepreßt w.rd. Dieses Zusammendrücken der Feder 43 erzeugt eine Kraft, welche den Draht 34 straff hält und ihn bei weiterem Umlauf der Welle bzw. Achse 38 in seine Ausgangsstellung zurückführt. Mittels eines Schleifers 46 ist der Leiter 34· mit einer elektrischen Spannungsquelle 47 ver-

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bunden, die ihn auf eine geeignete Vorspannung von "beispielsweise 500 V bringt und so rund um den Leiter 34-ein elektrisches Feld erzeugt. Zweckmäßig hat die elektrische Spannungsquelle 4-7 die gleiche Polarität wie die Ladung des Trägermaterials; ohne Bedeckung "bzw. Überzug sollte ein Trägerkorn zweckmäßig ein Potential von mehr als 500 V haben, wie aufgrund der folgenden Überlegung deutlich wird.

Wie bereits erwähnt, ist die Anziehungskraft, Vielehe die Tonerpartikel auf den Trägerkörnern hält, proportional zur Anzahl von Tonerpartikeln auf dem betreffenden Trägerkorn. Sind also weniger Tonerpartikel auf einem Trägerkorn, so werden sie stärker angezogen und nicht leicht an die Ladung des elektrostatischen Latentbildes übergehen. Sitzt umgekehrt eine große Anzahl von Tonerpartikeln auf einem Trägerkorn, so ist die Anziehungskraft dazwischen erheblich verringert, und zwar oft so weit, daß selbst Restladungen auf bildfreien Flächenteilen ausreichen, um die Tonerpartikel anzuziehen.

Der sich in der Strömungsbahn des Entv/icklergemi sehe s bewegende Leiter 34- zieht nun Tonerpartikel von Tragerkömem an, auf denen jeweils eine große Anzahl von Tonerpartikeln sind. Dieser Übergang der Tonerpartikel von den Trägerkörnern an den Leiter 34- erfolgt, weil die Anziehungskraft, mit der die Tonerpartikel auf den Trägerkörnern gehalten sind, kleiner ist als die Anziehungskraft zwischen den Tonerpartikeln und dem Leiterfeld. Wenn danach die Tonerpartikel mit Trägerkörnern in Berührung gelangen, auf denen im Ver-

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hältnis weniger Tonerpartikel sitzen, überwiegt die Anziehungskraft zwischen den Tonerteilchen und diesen Trägerkörnern die Anziehungskraft, welche zwischen den Tonerteilchen und dem Leiterfeld herrscht. Man erzielt so überraschend einfach eine völlig gleichmäßige Tonerverteilung im Entwicklergemisch.

Vorzugsweise wird der Leiter 34 im wesentlichen nahe einem der Pole des Magneten 33 angeordnet, so daß die Entwicklerteilchen aufgerichtet oder abstehend angeordnet werden, wenn die Berührung mit dem Leiter 34 erfolgt.

Zur gleichförmigen Tonerverteilung trägt die Anordnung des Leiters 3^ nahe der Entwicklerzone der xerografisehen Vorrichtung wesentlich bei. Örtliche Tonerverarmungen, die beispielsweise auf der Wiedergabe von Voll-Bildflächen beruhen können, werden ohne die bisher unvermeidliche Verzögerung rasch ausgeglichen.

Es ist besonders hervorzuheben, daß der Leiter 34 im Rahmen vorliegender Erfindung auch andere als die dargestellten Ausführungsformen haben kann. Beispielsweise kann der Leiter 34 eine endlose Kette oder ein endloses Band sein, das von einer Anzahl von Rädern oder Scheiben angetrieben ist. Es lassen sich aber auch andere, auf dem Gebiet des Elektro-Maschinenbaus bekannte Konstruktionen und Anordnungen des Leiters 3^ verwenden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann die Oberfläche des Leiters 34 dadurch vergrößert v/erden, daß

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Vorsprünge 34-' darauf angebracht werden. Statt solcher Vorsprünge 3^' können jedoch auch andere Mittel vorgesehen sein, mit denen die Oberfläche des leitenden
Elements 34 in geeigneter Weise vergrößert oder aufgerauht wird. Die Oberflächenvergrößerung des Leiters 34' ermöglicht es, bei jedem Durchlauf des Leiters 34 durch die Entwicklungszone jeweils eine größere Anzahl von
Tonerteilchen anzuziehen bzw. zu befördern.

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

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Claims

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Patentansprüche

^f/\J Entwicklungsverfahren zur xerografischen Vervielfältigung unter Bewegen und Verteilen eines Toners, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strömungsbahn eines reibungselektrisch an Trägerkörnern angelagerte Tonerpartikel enthaltenden, durch eine Entwicklerzone hindurchbewegten Entvficklers ein Leiter angeordnet wird, der mit einer elektrischen Spannungsquelle einer Polarität verbunden wird, welche derjenigen der Tonerpartikel entgegengesetzt ist und um ihn herum ein elektrisches Feld erzeugt, daß der Leiter durch die Strömungsbahn quer hindurchbewegt wird, wodurch an den Leiter Tonerpartikel von den Trägerkörnern angezogen werden, wenn deren Anziehungskraft von jener des Leiterfeldes übertroffen wird, und daß die von dem Leiter aufgenommenen Tonerpartikel durch die Strömungsbahn des Entwicklers hindurchbewegt und mit letzterem in Berührung gebracht werden, so daß die Tonerpartikel von dem Leiter an die Trägerkörner geführt werden, sobald die zwischen diesen und den Tonerpartikeln auftretende Anziehungskraft größer als die durch das Leiterfeld ausgeübte ist.

2. Entwicklungsverfahren für elektrostatische Latentbilder auf einer lichtempfindlichen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Oberfläche in Berührung gebracht wird mit einer aus Trägerteilchen und daran elektrostatisch angelagerten Toner-

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partikeln bestehenden Entwicklermenge, die wenigstens in einem Teilbereich kleinere Tonermengen dispergiert enthält und in anderen Teilbereichen größere Mengen von Tonerpartikeln aufweist, daß zur Erzeugung einer Entwicklerströmung gegenüber der lichtempfindlichen Oberfläche diese in bezug auf das Entwicklermaterial bewegt wird, nahe dem ein elektrischer Leiter angeordnet wird, welchem eine elektrische Spannung einer Polarität zugeführt wird, die derjenigen der Tonerpartikel in der Strömungsbahn entgegengesetzt ist, wodurch von dem Leiter zu.dem Entwickler in der ßtrömungsbahn ein elektrisches Feld geht, das an den Leiter Tonerpartikel aus größere Mengen hiervon enthaltenden Bereichen des Entwicklers anlagert, und,daß der Leiter allgemein quer zur Strömungsrichtung des Entwicklers bewegt wird, wodurch Tonerpartikel von dem Leiter nahe zu solchen Bereichen der Entwicklerströmung gebracht werden, die kleinere Mengen von Tonerpartikeln darin dispergiert enthalten, so daß diesen Bereichen Tonerpartikel von dem Leiter zugeführt werden. .

Anordnung zum Entwickeln elektrostatischer Latentbilder auf einer lichtempfindlichen Oberfläche, dadurch g e kennz eichne, t, daß zur Aufnahme einer Menge von magnetisch anziehbarem Entwickler, der aus reibungselektrisch an Trägerkörnern angelagerten Tonerpartikeln besteht, ein mit einer Sammelwanne (35) versehener Behälter (30) vorhanden ist, in welchem nahe der lichtempfindlichen Oberfläche (11,1-5) eiⁿ zylindrisches Auftragselement (32) drehbar gelagert ist, das zum Halten

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von Entwicklermengen auf seiner Oberfläche und in Berührung mit der lichtempfindlichen Oberfläche einen Magneten (33) enthält, daß im Behälter (30) ferner ein Entwicklerverteiler (31) drehbar gelagert ist, von dem eine Anzahl von Flügeln (31') absteht, mittels deren Entwickler aus der Sammelwanne (35) an das zylindrische Auftrags-Element (32) förderbar ist, daß neben der Bewegungsbahn von an dem Auftrags-Element (32) befindlichem Entwickler ein elektrischer Leiter (34) angeordnet ist, der mit einer elektrischen Spannungsquelle (47) verbunden ist, deren Polarität derjenigen der Tonerpartikel im Entwickler an dem Auftrags-Element (32) entgegengerichtet ist, so daß von dem Leiter (3*0 zu dem Entwickler an dem Auftrags-Element (32) ein elektrisches Feld ausgeht, das an den Leiter Tonerpartikel aus Bereichen des Entwicklers anzieht, weiche größere Mengen von Tonerpartikeln dispergiert enthalten, und daß der Leiter (34) allgemein quer zur Bewegungsrichtung des Entwicklers auf dem Auftrags-Element (32) bewegbar ist, wodurch Tonerpartikel an dem Leiter (34) in die Nähe solcher Bereiche des Entwicklers an dem Auftrags-Element (32) gebracht werden, welche kleinere Mengen von Tonerpartikeln dispergiert enthalten, so daß von dem Leiter (34) Tonerpartikel zu diesen Entwicklerbereichen an dem Auftrags-Element (32) geführt werden.

4. Anordnung zum Entwickeln elektrostatischer Latentbilder mit Entwickler aus fein verteilten elektrostatischen Tonerpartikeln und im Verhältnis zu diesen größeren, reibungselektrisch entfernbaren Trägerkörnern, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Entwickler in einer Strömungsbahn angeordnet ist, in welcher ein Leiter (34-) quer "beweglich angeordnet ist» dem bei der Entwicklung elektrostatischer Latentbilder mittels einer Antriebseinrichtung (4-3,45) eine Bewegung erteilbar und der zur Erzeugung eines elektrischen Feldes rund um den Leiter (34-) an eine elektrische Spannungsquelle (4-7) angeschlossen ist, deren Polarität jener der Tonerpartikel entgegengerichtet ist, und daß mittels einer Verteilereinrichtung (3%32). ein kontinuierlich variabler Anteil des Entwicklers an dem Leiter (34-) berührend vorbeiführbar ist, wobei letzterer Tonerpartikel■anzieht, wenn seine Anziehungskraft größer ist als diejenige zwischen den Trägerkörnern und den Tonerpartikeln, und wobei die am Leiter (34-) haftenden Tonerpartikel davon losgelöst werden, wenn sie in Be-. rührung mit Trägerkörnern geraten, deren Anziehungskraft jene des elektrischen Leiterfeldes übersteigt.

Anordnung zum Entwickeln elektrostatischer Latentbilder mit einer Einrichtung zum Bewegen eines Entwicklers, der Tonerpartikel und reibungselektrisch daran haftende Trägerkörner enthält, unter im wesentlichen gleichförmiger Verteilung der Tonerpartikel in der Entwicklerströmung, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Bewegungsbahn des Entwicklers ein elektrischer Leiter (34) angeordnet und mit einer elektrischen Spannungsquelle (47) verbunden·ist, deren Polarität jener der Tonerpartikel im Entwickler entgegengesetzt ist, so daß zu diesem ein von dem Leiter (34) ausgehendes elektrisches Feld ent-

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steht, das Tonerpartikel aus Bereichen des Entwicklers anzieht, welche größere Mengen von Tonerpartikeln enthalten, und daß der Leiter (34-) allgemein quer zur Bewegungsrichtung des Entwicklers bewegbar ist, wodurch Tonerpartikel auf dem Leiter (3²O nahe an Bereiche des Entwicklers mit kleinerem Gehalt an Tonerpartikeln
förderbar und in diesen Bereichen aufnehmbar sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5* dadurch
gekennzeichnet, daß der Leiter (5^) sich im wesentlichen nahe einem Pol des Magneten (33) befindet.

7- Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 his 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (3²O mit Einrichtungen (3^¹) zur Vergrößerung seiner
Oberfläche versehen ist.

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