DE2655158C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Ladungsbildes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ils besteht seit langem das Bedürfnis, bei der Entwicklung von latenten elektrostatischen Ladungsbildern eine Betonerung der bildfreien Stellen von Vorlagen unterschiedlicher Grundhelligkeit, unter gleichzeitiger angemessener Entwicklung der Bildbereiche zu verhindern.

Bei elektrostatischen Ladungsbildern entspricht, bedingt durch ihre Erzeugung, die absolute Höhe der Potentialverteilung häufig nicht den für eine optimale BiIdeniwicklung erforderlichen Werten. So kann beispielsweise der Hintergrundbereich des latenten Ladungsbildes. der im Idealzustand potentialfrei sein sollte, ein Restpotential von etwa 100 bis 200 Volt aufweisen. Eine Annäherung an den angestrebten Idealzustand durch Erhöhen der Belichtungsintensität oder -zeit kann erreicht werden, jedoch ist es wirtschaftlicher and zweckmäßiger, eine Kompensation des Restpotentials durch Anheben des Entwicklerpotentials um einen entsprechenden Betrag vorzunehmen. Diese Methode hat den Vorteil, daß gleichzeitig auch unterschiedliche Hintergrund-Helligkeiten, Grau- oder Farbtöne des Hintergrunds der Vorlage durch entsprechende Veränderung der Kompensationsspannung ausgeglichen werden können.

Das Prinzip der Steuerung des Entwicklerpotentials wird nicht nur in der Elektrofotografie sondern auch in der Radiografie und bei der Zeichnungsvervielfältigung angewandt, bei denen nicht die absolute Hintergrundfreiheit angestrebt wird, sondern eine gewisse Tonerbedeckung, die feine Nuancen und Markierungen besser erkennen läßt

Bei dem aus der DE-OS 21 36 696 bekannten Entwicklungsverfahren wird die Vorspannung der Entwikkelciektrode in der Weise gesteuert, daß eine elektrische Ladung mit einer von der Spannung der zu entwikkcluden Ladung abhängigen Spannung gespeichert und so die Spannung der Entwickelelektrode auf dem durch die gespeicherte Spannung vorbestimmten Wert gehalten wird. Hierzu wird an einem Spannungsteil zwischen der Em wickelelektrode, die beispielsweise eine Magnetbürste ist, und der Gleichspannungsbezugsleitung eine Teilspannung abgegriffen, die einen bestimmten Prozentsatz der durch die Magnetbürste bei ihrem Kontakt mit dem Ladungsbild erzeugten Spannung entspricht. Diese Spannung wird über einen normalerweise geschlossenen Relaiskontakt an einen Kondensator angelegt. Öffnet sich dieser Relaiskontakt, so wird die Energiezufuhr von dem Spannungsteil zu einem Verstärker unterbrochen, so daß dieser nur noch mit dem Kondensator in Verbindung steht. Ein weiterer Kontakt des Relais schließt eine Verstärkerkette und ermöglicht es, daß die in dem Kondensator gespeicherte konstante Spannung nach geeigneter Verstärkung an die Magnetbürste angelegt wird. Parallel zu dem Spannungsteil ist ein weiterer Widerstand zwischen der Magnetbürste und der Bezugsleitung angeordnet, um eine unerwünschte Spar.-nungsanreicherung auf der Magnetbürste zu verhindern, die durch den Kontakt der Magnetbürste mit einem Ladungsbereich hoher Spannung auf der Oberfläche eines Fotoleiters resultieren würde.

Ein Schalter bewirkt, daß die Eigenvorspannung, die aus dem Betonerungsstrom abgeleitet wird, im Kondensator gespeichert werden kann, nachdem sich deren Potential im vollen Umfang eingestellt hat, d. h. nachdem nicht nur die Bildkante, sondern ein Teil des Bildes die Entwicklungszone bereits verlassen hat Aus diesem Grund ist der Schalter in einigem Abstand hinter der Entwicklungszone angeordnet um zu verhindern, daß er noch vor Ausbildung der vollen Eigenvorspannung auf den Kondensator umschaltet

Die DE-OS 25 58 453 betrifft eine elektrofotografische Entwicklungseinrichtung, bei der Fühlelektroden nahe den Entwicklungselektroden durch Schutzelektroden, die um die Fühlelektroden herum angeordnet sind. vor äußeren Störungen oder SrV v/ankungen der zu messenden Potentiale geschützt werden. Die von den Fühlelektroden gemessenen Potentiale von Teilen des latenten Ladungsbildes werden als Ausgangssignale an eine Einrichtung ausgegeben, die an die Entwicklungselektroden ein Potential anlegt, das etwas höher als das niedrigste gefühlte Potential ist Bei dieser Entwicklungseinrichtung handelt es sich um eine herkömmliche Steuereinrichtung, bei der vor dem Betonerungsprozeß Fühlelektroden die jeweiligen augenblicklichen Potentiale von Teilen des elektrostatischen Bildes abtasten, von diesen Potentialen das niedrigste Potential in einer Fühlschaltung verarbeiten und an die von den Fühl- und Schutzelektroden entfernt angeordneten Entwicklungselektroden anlegen, die die Steuerung des Betonerungsverfahrens lenken. Die Fühlelektroden mit den Schutzelektroden und den davon räumlich getrennt angeordneten Entwicklungselektroden benötigen viel Platz und bei einer Übertragung dieses Prinzips von einer Flüssigtoner-Entwicklungsvorrichtung auf eine Trockentoner-Entwicklungsvorrichtung wären zwei voneinander getrennte Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtungen erforderlich, was sowohl wegen der gewünschten kompakten Bauweise als auch aus physikalischen Gründen, nämlich der Schwierigkeit, einen elektrischen Gleichlauf zwischen den beiden Magnetbürsten-Entwickfungseinrichtungen herzustellen und die Tonerkonzentration in jeder der beiden Einrichtungen konstant zu halten, nur mit großem Aufwand realisiert werden könnte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung des an das Entwicklergemisch angelegten Potentials anzugeben, bei dem die über die Messung erhaltene, zum Hintsrgrundpotential proportionale Ste^.arspannung zu einem Zeitpunkt an das Entwicklergemisch angelegt wird, zu dem das zu entwickelnde latente Ladungsbild noch zur Gänze in der Emwicklungszone sich befindet, so daß die Steuerspannung für das gesamte latente Ladungsbild wirksam wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aus den Maßnahmen der Patentansprüche 2 bis 5 ersichtlich.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 6.

Die weitere Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 7 bis 13.

Mit der Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß das Messen des Hintergrundpotentials und das Steuern der Vorspannung der Entwickelelektrode über die Entwikkelstation erfolgen, daß das Verfahren nicht auf elektrisch leitende oder nicht leitende Entwickler beschränkt ist und weitgehend unabhängig von schwankenden EinfluBgrößen, wie beispielsweise Tonerkonzentrationsschwankungen im Entwickler, systematischen und Zufallsschwankungen im elektrostatischen Ladungsbild, ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des ι ο erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es auch bei in Ablaufrichtung kurzen Entwicklungszonen von beispielsweise nur IO mm Länge, wie dies bei vielen Magnetbürstenverfahren der Fall ist, erfolgreich arbeitet. Eine wirkungsvolle Steuerung der Vorspannung der is Entwickelelektrode innerhalb einer derart kurzen Entwickelzone ist nur durch eine kapazitive Auskopplung des Hintergrundpotential des Ladungsbildes zu erreichen.

Im Stand der Technik nach der DE-OS 21 36 696 hat nach dem Schluß der Messung und der nachfolgenden Umschaltung zur Steuerung der Vorspannung der Entwickelelektrode die Anfangszone des latenten Ladungsbildes im allgemeinen den Einflußbereich der Entwikkeleinrichtung bereits wieder verlassen, so daß die über die Messung erhaltene Steuerspannung zu spät eingreift, um für das gesamte latente Ladungsbild gleichermaßen wirksam zu werden. Das Ergebnis ist dann eine Kopie mit Anfangsrand, der auf die anfänglich noch ungesteuerte Vorspannung der Entwickelelektrode zurückzuführen ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Ergebnis der Messung nicht anfällig gegenüber Störspannungen ist, da es erheblich über dem Rauschpegel der üblicherweise in den Schalt- und Versorgungsleitungen auftretenden Störspannungsimpulsen liegt.

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I in schematischer Schnättdarsteüung eine Entwickelstation und eine Fotoleitertrommel sowie eine Schaltanordnung zum Entwickeln von Ladungsbildern gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Ersatzschaltbild der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine schematische Teüansicht der Entwickelelektrode und eines Teils der Fotoleitertrommel.
F i g. 4 einen Schnitt durch die Entwickelelektrode,
Fig. 5 die Schaltzyklen zweier Relais, die in der Schaltanordnung nach den F i g. 1 und 2 verwendet werden.

F i g. 6 eine Schnittansicht der den Fotoleiter tragenden Trommel, die mit Schaltnocken zum Betätigen der Relais der Schahanordnung versehen ist, und

F i g. 7 den Zusammenhang zwischen dem Hintergrundpotential des Fotoleiters und der Eingangs- und Ausgangsspannung der ersten Spannungsverstärkerstufe.

In Fig. 1 ist schematisch im Schnitt eine Trommel 1 dargestellt, auf deren Mantelfläche als Aufzeichnungsmaterial ein Fotoleiter 14 aufgebracht ist, der auf seiner äußeren Oberfläche ein latentes elektrostatisches Ladungsbild 9 trägt, das mittels eines Entwicklergemisches 3 sichtbar gemacht wird. Das Entwicklergemisch 3 befindet sich in einem Vorratsbehälter 2 und wird mit Hilfe einer Entwickelelektrode 10, die beispielsweise eine Maenetbürstenwalze sein kann, an das Ladungsbild 9 angetragen. Die Entwickelelektrode 10 weist eine Metallwalze 23 auf, auf der eine dielektrische Schicht 20, wie eine Eloxalschicht, aufgebracht ist. Eine Eloxalschicht bewirkt im allgemeinen eine Potentialverschiebung, die bei der Auslegung der Potentiale der Schaltungsanordnung berücksichtigt werden muß. Das von der Entwickelelektrode 10 nicht auf die Fotoleiteroberfläche übertragene Entwicklergemisch 3 wird durch eine Abstreifrakel 35 von der Schicht 20 abgelöst und rieselt in den Vorratsbehälter 2 zurück. An der einen Begrenzungskante des Vorratsbehälters 2 ist eine Formplatte 22 angeordnet, deren Abstand von der Schicht 20 die Dicke des an dem latenten Ladungsbild 9 anliegenden Pelzes des Entwicklergemisches 3 bestimmt. Eine Leitung 24 verbindet die Metallwalze 23 mit einem ersten Kontakt R I< eines ersten Relais R I. Diese Leitung 24 steht des weiteren mit einem Widerstand R in Verbindung, der über einen ersten Koniakt R Hi eines zweiten Relais R II mit einer Spannungsquel-Ie 19 in Verbindung steht, die bevorzugt eine Gleichspannungsquelle mit veränderlicher Gleichspannung ist. Der eine Pol dieser Gleichspannungsquelle liegt auf Masse.

Der erste Kontakt R Ii des ersten Relais R I ist in seiner Ruhestellung r mit dem zweiten Kontakt R II2 des zweiten Relais R II verbunden, der auf Masse liegt. In seirxir Arbeitsstellung a verbindet der erste Koniakt R Ii des ersten Relais R I die Leitung 24 einerseits mit einem Eingang einer Verstärkerschaltung 11 und andererseits mit der einen Elektrode eines kapazitiven Gliedes Cm, dessen andere Elektrode auf Masse liegt. Der Ausgang der Verstärkerschaltung U ist über eine Verbindungsleitung 21 an einen mehrpoligen Schalter 5 angeschlossen, der wahlweise mit einem der Eingänge 4,5 oder 6 einer ersten Spannungsverstärkerstufe 12 verbunden ist. Der Ausgang der ersten Spannungsverstärkerstufe 12 ist an eine zweite Spannungsverstärkerslufe 13 angeschlossen. Die Verstärkerschaltung i 1 sowie die beiden Spannungsverstärkerstufen 12 und 13 sind oingangsseitig mit einer Gleichspannungsquelle 15 verbunden, deren Ausgangsspannung, beispielsweise im Bereich von 0—300 Volt veränderlich ist. Diese Gleichspannungsquelle 15 ermöglicht es, die Bezugsspannungen der Verstärkerschaltungen 11 und der beiden Spannungsverstärkerstufen 12 und 13 nach Bedarf zu verändern.

Eine Ausgangsleitung 25 verbindet den Ausgang der zweiten Spannungsverstärkerstufe 13 über einen zweiten Kontakt R I2 des ersten Relais RI mit der Formplatte 22.

Die Steuerung der Schaltphasen der beiden Re!-is R I und R II kann bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 über eine elektronische Zeitgebereinheit 16 erfolgen, die nach einem fest eingegebenen Programm die Schalttakte der beiden Relais bestimmt.

Die Messung des Hintergrundpotentials und die Steuerung der Vorspannung der Entwickelelektrodc 10 werden im folgenden anhand des Ersatz-Blockschaltbilds nach Fig.2 näher beschrieben. In dem Ersatz-Schaltbild sind eine Kontaktkapazität Ck des Entwicklergemisches 3 zwischen der Entwickelelektrode 10 und der Oberfläche des Fotoleiters 14, eine Eigenkapazität Cb der Entwickelelektrode 10 und eine Kapazität Ca der Schicht 20 der Entwickelelektrode 10 eingezeichnet die in Reihe mit dem kapazitiven Glied Cm liegen, das beispielsweise ein Kondensator mit einer Kapazität von 1 bis 2000 pF. bevorzugt von 50 bis 150 pF sein kann. Das als Meßfühler wirkende Entwicklergemisch 3 mit der

Knntaklkapazität C* und der Eigenkapazität Ch der Eniwickelelektrode 10, die zusammen eine wirksame Kapazität in der Größenordnung von 1 nF besitzen, ist über die Kapazität Ca von einigen nF der Schicht 20 der Eniwickelelektrode 10 direkt an die Verstärkerschaltung 11 bzw. an das kapazitive Glied C_M angeschlossen. Die Meßspannung erscheint an dem kapazitiven Glied Ca; durch kapazitive Spannungsteilung über die voranstehend erwähnte Kapazitätskette. Da die Meßspannung der Verstärkerschaltung 11 über den ersten Relaiskontakt R I₁ in dessen Arbeitsstellung a zugeführt wird, ist der Weg für das Meßsignal nur für die Dauer der Meßphase frei, die durch die Schließzeit des ersten Relais R I bestimmt wird. Während der Steuerphase und der darauf folgenden Zwischenphase ist das erste Relais R I. wie aus dem Schaltdiagramm nach Fi g. 5 der beiden Relaiss R I und R Il ersichtlich ist, in seiner Ruhestellung. Das zweite Relais R II ist während der Meßphiise und der Steuerphase geöffnet und nur während

streckt und einen trogförmigen Einschnitt aufweist, der an den Rändern von den unmittelbar der Schicht 20 der Entwickelelektrode 10 gegenüberliegenden Kontaktplättchen 26 begrenzt wird. Die zu beiden Seiten befindliehen Kontaktplättchen 26 sind miteinander verbunden und an die Ausgangsleitung 25 in F i g. 1 über den zweiten Kontakt R I₂ des ersten Relais R I angeschlossen. In F i g. 4 ist noch angedeutet, daß über den Widerstand R eine bestimmte Vorspannung an die Entwickelelektrode

ίο 10 während der Zwischenphase angelegt wird und daß über eine Welle 36 der Entwickelelektrode 10, die elektrisch mit der Metallwalze 23 verbunden ist, die Meßspannung bzw. das Meßsignal abgegriffen wird.

In F i g. 6 ist schematisch eine weitere Schaltmöglich-

keit für die beiden Relais R I und R 11 dargestellt. Hierzu sitzen auf der Achse der Trommel 1 zwei Schaltnocken 18,28 auf, die mit Rollen 33,34 zusammenwirken, die an dem einen Ende von Schaltfahnen 31 bzw. 32 befestigt sind. Die Schaltfahnen sind Bestandteile von Schalter 29

dei Zwischenphase in seiner Arbeitsstellung a geschlos- 20 bzw. 30, deren Ausgänge zu dem zweiten Relais Λ II sen. um über den Widerstand R, der etwa in der Größen- bzw. dem ersten Relais R I führen.
Ordnung von 10 ΜΩ liegt, an die Entwickelstation ein In Fig. 7 ist schematisch der Zusammenhang zwibestimmtes Potential vor Beginn der Meßphase anzule- sehen dem Hintergrundpotential des Fotoleiters 14 und gen, um den Aufbau der Spannung über die Kondensa- der Eingangs- und der Ausgangsspannung der ersten torkette Ck, Cb. Ca zu beschleunigen. Nach Beendigung 25 Spannungsverstärkerstufe 12 dargestellt. Zu jedem Hinder Meßphase geht das erste Relais R I in seine Ruhe- tergrundpotential des latenten Ladungsbildes, das auf stellung r über, wodurch der erste Kontakt R \\ des der Abszissenachse aufgetragen ist. gibt es eine wäher.sten Relais R I die Zufuhr der Meßspannung zu der rend der Meßphase festgestellte, an einem der Eingänge Verstärkerschaltung 11 bzw. zu dem kapazitiven Glied 4, 5 oder 6 der ersten Spannungsverstärkerstufe 12 an- Cm unterbricht. Da die Verstärkerschaltung 11 bevor- 30 liegende Eingangsspannung U_E und eine zur Steuerung zuj't eine Eingangsstufe mit einem Feldeffekttransistor der Entwickelspannung erwünschte Ausgangsspannung

auiweist, der einen hohen Eingangs-Ableitwiderstand besitzt, wirkt das kapazitive Glied Cm, nachdem der ersie Kontakt R Ii in seine Ruhestellung r übergegangen ist, als Haltekondensator mit einer Zeitkonstante in der Größenordnung von einer Sekunde bis 10" Sekunden.

Der mehrpolige Schalter 5 in der Verbindungsleiiung 21 /wischen der Verstärkerschaltung 11 und der ersten Spjinnungsverstärkerstufe 12 ermöglicht es. einen der Eingänge 4, 5 oder 6 der Spannungsverstärkerstufe 12 anzusteuern und das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung U je nach Bedarf zu verstärken. Die erste Spiinnungsverstärkerstufe 12 ist im allgemeinen eine

a- Es können auch mehrere Ausgangsspannungen Uao, Ua\ und Ua2 usw. für unterschiedliche Dichten des Hintergrundes, beispielsweise zur Vervielfältigung von kontrastarmen Strichzeichnungen, Wiedergabe verschiedener Hintergrundfarben und/oder möglichst tonerfreiem Hintergrund erforderlich sein. Durch entsprechende Einstellung des Verstärkungsfaktors

Q2

ren mit a2/a, und Addieren der Spannung im Schnittpunkt Uas = Ues hervorgeht.

Dies erfolgt mit U_A = a₂ ■ Ur + C₂ und Ue = a, ■ Ur + C\ durch Einsetzen in die Beziehung der Schnittpunktordinaten Uas — Ues. wodurch erhalten wird Ua = a₂la_x(U_E-UEs) + Uas- Die Ausgangssteuerspannung Ua geht also jeweils aus der Eingangs-Meßspannung U_E durch die Schritte wie Subtrahieren

der ersten Spannungsverstärkerstufe 12 kann erreicht werden, daß die im allgemeinen steiler verlaufende Ausübliche Transistorstufe, deren Verstärkungsfaktor im 45 gangsspannung U_A aus der Eingangsspannung L/_£durch Bereich von 2 bis 4 liegt. Die zweite Spannungsverstär- Subtrahieren der Schnittpunktordinate Ues. Multiplizie-

kerstufe 13 ist als Endstufe ausgebildet und liefert die ' ....
Steuerspannung bzw. die Vorspannung an die Entwikkelelektrode 10 über die Ausgangsleitung 25 und den in

seiner Ruhestellung r befindlichen zweiten Kontakt R I₂ des ersten Relais R I an die Widerstandskette, gebildet aus den Widerständen Rm. Rk und Rg.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Widerstand Rmzwischen der Schicht 20 der Entwickelelektrode 10 und

einem Kontaktplättchen 26 der Formplatte 22 auftritt. 55 der Schnittpünktordinate Ues von der Eingangsmeß-Des weiteren ist in dieser Figur angedeutet, an weichen spannung U_E, Multiplizieren dieser Spannungsdifferenz Stellen die Kapazitäten Ca, Cb und C_K sowie die Wider- mit dem Verstärkungsfaktor a₂/a_t und Addieren der stände R_B und Rk auftreten. Bei der Ausführungsform Schnittpunktspannung Uas hervor. Dies bedeutet, daß nach F i g. 3 werden beispielsweise das erste und zweite mit Hilfe der Addition der Grundspannung und der An-Rehiis mittels Schaltmarkierungen 17 ein- bzw. ausge- 60 wendung eines einfachen Verstärkers ausgekommen schultet, die an der Oberfläche des Fotoleiters 14 ange- werden kann, wobei diese Regel auch bei unterschiedliordnet sind. Diese Schaltmarkierungen 17 gelangen bei chen Formatbreiten des Ladungsbildes gilt, die entspreder Drehung der Trommel 1 mit Schalthebel 8 von orts- chend der jeweiligen Stellung des mehrpoligen Schalfesten Mikroschaltern 7 in Berührung, die dadurch beta- ters S wählbar sind.

tigt werden und die erforderlichen Schaltimpulse für die 65 Die Wirkungsweise der Entwicklervorrichtung ist fol-

Rehris RI und R Ii liefern. gende:

In F i g. 4 ist im Detail die Formplatte 22 dargestellt, Das auf dem Fotoleiter 14 befindliche latente elektro-

die sich über die Breite der Enrwickelelektrode 10 er- statische Ladungsbild 9 wird zur Entwicklung in den

Einflußbereich der Entwickelelektrode 10 gebracht. Dabei wird zu einem Zeitpunkt kurz vor dem Einbringen des Latentbild-Randes bis zu einem Zeitpunkt, bevor der Latentbild-Rand den Einflußbereich der Entwickelelektrode wieder verläßt, das Potential der bildfreien Anfangszone der Vorlage über die kapazitive Spannungsauskopplung mittels des kapazitiven Gliedes C_M gemessen. Für die Feststellung der Größe des Meßsignals steht nur eine kurze Zeitspanne von beispielsweise V20 Sekunde zur Verfügung. Die kapazitive Auskopplung ist bei leitfähigem oder nichtleitfähigem Trägermaterial bzw. Toner des Entwicklungsgemisches 3 möglich, soweit die Kapazität des Entwicklergemisches 3 zwischen der Oberfläche des Ladungsbildes 9 und der Entwickelelektrode 10 bei etwa 10-" bis 10~⁶ Farad, vorzugsweise zwischen 10—^l0 bis 10—^a Farad liegt.

Die Vorteile der kapazitiven Signalauskopplung liegen in der schnellen Gewinnung eines hohen Meßsignals, das zwischen etwa 50 bis über 90% des Hintergrundpotentials des Fotoleiters 14 betragen kann und in der geringen Abhängigkeit von Fremdeinflüssen. Beispielsweise wirkt sich eine Ungleichmäßigkeit oder eine zeitliche Veränderung der isolierenden Anteile des Entwicklergemisches bei der kapazitiven Auskopplung viel weniger stark aus als bei einer ohmschen Auskopplung.

Zu Beginn und während der Messung wird die Entwickelelektrode 10 von Fremdspannungen — abgesehen von einer anfänglichen, konstanten Vorspannung über den Widerstand R — freigehalten und die Meßspannung über den ersten Kontakt R \\ des ersten Relais R I in seiner Arbeitsstellung a der Verstärkerschaltung 11 zugeführt. Das Umschalten von der Meßphase auf die unmittelbar daran anschließende Steuerphase ist zeitlich so festgelegt, daß das Steuersignal die Entwikkelelektrode 10 so frühzeitig erreicht, daß die Anfangszone des latenten Bildes noch voll im Einflußbereich der Entwickelelektrode 10 erfaßt wird und dadurch ein störender, sich üblicherweise als Anfangsrand absetzender Streifen auf der Kopie vermieden wird. Hierzu wird die Meßphase vorzeitig beendet, indem sie auf eine Zeitspanne beschränkt wird, innerhalb der das einlaufende Ladungsbild die Entwickelzone der Entwickelelektrode 10 in einem Bereich von 50 bis 70% ausfüllt und anschließend sofort zur Steuerphase umgeschaltet wird. Da sich die Meßspannung auf dem Weg durch das Entwicklergemisch 3 von dem Ladungsbild bis zu der Entwickelelektrode in ihrem Verlauf verändert, d.h. ihre Feldlinien der Potentialverteilung sich auffächern, wird auf der Entwickelelektrode 10 in einem Bereich eine Meßspannung gemessen, der etwa die vollständige Ausfüllung der Entwickelzone durch das Ladungsbild entspricht Ein gewisser Fehlbetrag kann bei der anschließenden Verstärkung durch die Spannungsverstärkerstufen 12 und 13 ausgeglichen werden.

Bei einer entsprechend frühzeitigen Einspeisung der Steuerspannung gilt, daß die Feldlinien der Potentialverteilung auseinanderstreben, und zwar von der Abstreifplatte 22, die als Elektrode dient, in Richtung auf das latente Ladungsbild 9 auf dem Fotoleiter 14 der Trommel 1. Dadurch wird ein größerer Bereich am Bildanfang erfaßt als er den direkten geometrischen Verhältnissen entspricht In der Praxis durchläuft hierbei die Anfangskante noch mehr als 50% der geometrisch definierten Entwickelzone, so daß im Endergebnis die Steuerspannung, die an dem Entwickler der Magnetwalze anliegt, noch während des Durchgangs der Anfangszone durch die Entwickelzone zur Wirkung komiirt.

Es wird üblicherweise ein Positivbild der zu reproduzierenden Vorlage entwickelt, jedoch kann auch ein Negativbild erhalten werden, in dem entsprechende Ladungen durch das latente Ladungsbild induziert werden, wodurch es zu einer Polarisation mit Dipolbildung des Toners und somit zur Betonerung des Ladungsbildes kommt oder ein vorgeladener Toner eingesetzt werden, wobei durch entsprechendes Einstellen der Vorspannung oder Zuschalten einer Spannung und gleichzeitigem Wechsel der Polarität des latenten Ladungsbildes dieses entwickelt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche eines aus einer fotoleitfähigen Schicht und einem elektrisch leitenden Schichtträger bestehenden Aufzeichnungsträgers unter Verwendung einer Entwickeleiektrode, an der der Aufzeichnungsträger vorbeigeführt wird, wobei zuerst eine während des Durchlaufs eines anfänglichen Teils des Ladungsbildes auf der Entwickelelektrode entstehende, dem Potential des anfänglichen Teils entsprechende Spannung abgegriffen und zu einer zur Entwicklung des Ladungsbildes geeignete EntwickJungsvorspannung verarbeitet wird und daraufhin mit der so gewonnenen Vorspannung, die während des Durchlaufens des restlichen Ladungsbildes konstant gehalten wird, die Entwicklungselektrode beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die entstehende Spannung a H Teilspannung eines kapazitiven Spannungsteiles abgegriffen wird und die Beaufschlagung der Entwickelelektrode mit der konstanten Vorspannung zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem der voreilende Rand des Ladungsbildes den Entwicklungsbereich der Entwickelelektrode noch nicht vollständig durchlaufen hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Breiten von unterschiedlichen latenten Ladungsbildformaten additive und/oder multiplikative Korrekturen der Verstärkung der MeLspannung vorgenommen werden.

3. Verfahren nach Arspruct- 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur optimalen Entwicklung der Dunkelwerte des latenten Lad^: TJgsbildes eine der Vorspannung der Entwickelelektrode zugeführte additive Grundspannung verändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entwicklung eines Negativbildes der zu reproduzierenden Vorlage ein Einkomponenten-Magnettoner verwendet wird, der nicht vorgeladen ist und in dem durch das latente Ladungsbild entsprechende Ladungen induziert werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsbild der zu reproduzierenden Vorlage mit einem auf gleiche Polarität wie das Ladungsbild vorgeladenen Toner durch entsprechendes Einstellen der Meßspannungsverstärkung und Zuschalten einer Grundspannung zu einem Negativbild (Umkehrbild) der Vorlage entwickelt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, mit einer eine Magnetbürste aus pulverförmigem Entwickler tragenden elektrisch leitenden Walze, einer Führungseinrichtiing zum streifenden Vorbeiführen des Aufzeichnungsträgers an der Magnetbürste und einer mit einem Umschalter versehenen und von diesem während des Durchlaufens einer Anfangszone des Ladungsbildes durch den Entwickelbereich der Magnetbürste umgeschalteten Verstärkerschaltung, die vor der Umschaltung eingangsseitig mit der Walze verbunden ist (Meßphase) und so eine dem Potential der Anfangszone entsprechende Ausgangsspannung erzeugt und diese nach der Umschaltung während des Durchlaufens des restlichen Ladungsbildes (Steuerphase) konstant hält und als Entwicklungsvorspannung an eine den Entwickler der Magnet bürste kontaktierenden Elektrode anlegt, gekennzeichnet durch eine die Oberfläche der Walze (10) bedeckende dielektrische Schicht (20), eine als Elektrode für die Entwicklungsvorspannung dienende Entwickler-Abstreifplatte (22), die am Entwicklerpelz der Walze (10) anliegt, und eine Steuereinrichtung (16, 17, 28), die den Umschalter (R I) der Verstärkerschaltung (Cm, 11,12,13) dann von der Meßin die Steuerphase umschaltet, wenn der voreilende Rand des Ladungsbildes 50 bis 70% des Entwickelbereiches der Magnetbürste durchlaufen hat

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (R I) zum Umschalten von der Meß- in die Steuerphase über einen ersten Kontakt (R I_x) in dessen Arbeitsstellung (a) die Walze (10) mit der Eingangsstufe (11) der Verstärkerschaltung (Cm, 11,12, 13) verbindet, daß ein zweiter Kontakt (R I₂) des Umschalters (R I) in seiner Ruhestellung (r) den Ausgang der Verstärkerschaltung mit der Entwickler-Abstreifplatte (22) verbindet, daß ein Schalter (R II) während der Meß- und der Sieuerphase geöffnet und in einer Zwischenphase nach der Steuerphase vor Beginn eines neuen Arbeitszyklus geschlossen ist, wobei ein erster Kontakt (RWi) des Schalters eine Spannungsquelle (19) mit einem Widerstand (R) verbindet ein zweiter Koniakt (R H₂) die Ruhestellung (r)des ersten Kontakts (R U) des Umschalters (R I) mit Masse verbindet, und daß über den Widerstand (R) eine vorwählbare Vorspannung der Spannungsquelle (19) an der Walze (10) während der Zv/ischenphase anliegt die den Aufbau deT entstehenden Meßspannung beschleunigt

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine variable Gleichspannungsquelle (15) vorgesehen ist, die mit den Stufen (11,12, 13) der Verstärkerschaltung (C_M, 11, 12, 13) verbunden ist, um nach Bedarf die Bezugsspannung jeder dieser Verstärkerstufen (11,12,13) anzuheben.

9. Vorrichtung nach den Anspiiichen 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs-Ablcitwiderstand der Eingangsstufe (11) der Verstärkerschaltung so gewählt wird, daß er zusammen mit der Kapazität von 20 bis 1000 pF eines kapazitiven Kingangsgliedes (Cm) der Verstärkerschaltung eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 10⁴ Sekunden ergibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da3 die Steuereinrichtung eine elektronische Zeitgebereinheit (16) zum Steuern des Schließens und öffnens der ersten und zweiten Kontakte (R \\, Λ II, und R I₂, AII₂) des Umschalters (R I) und des Schalters (R II) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmarkierungen (17) auf dem Fotoleiter (14) angeordnet sind, die das Schließen und öffnen der Kontakte des Umschalters und des Schalters (R I₁ R 11) auslösen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltnocken (18,28) auf der Achse der Trommel (1) aufsitzen, die mit Schaltern (29, 30) über Schaltfahnen (31, 32), die Rollen (33, 34) aufweisen, in Verbindung stehen, und daß die Rollen (33,34) längs dem Umfang der Schaltnocken (18,28) ablaufen und die Schaltfahnen (31, 32) zum Betätigen der Schalter (29,30) verstellen, die den Umschalter und den Schalter (7? \,R II) betätigen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge-

kennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (21) zwischen der Eingangsstufe (11) und der nachfolgenden Spannungsverstärkerstufe (12) der Verstärkerschaltung ein mehrpoliger Schalter (SJ angeordnet ist, der von Hand oder automatisch entsprechend des jeweiligen Formats der Kopie auf den zugehörigen Eingangswiderstand bzw. Verstärkungsfaktor der Spannungsverstärkerstufe (12) umschaltbar ist.