DE2803618C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Alle bekannten Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder beruhen darauf, daß Tonerteilchen mehr oder weniger durch die elektrostatische Ladung des Ladungsbildes angezogen oder abgestoßen werden. Um die Tonerteilchen in bildmäßiger Verteilung wirksam auf dem Aufzeichnungsmaterial abzulagern, ist es erforderlich, die Teilchen mit einer ausreichend hohen elektrostatischen Ladung zu laden, die groß genug ist, damit sich die Tonerteilchen in sehr kurzer Zeit ablagern. Zur Herstellung von Bildern einheitlicher Qualität müssen die einzelnen Tonerteilchen übereinstimmend aufgeladen werden, was nur durch eine hochentwickelte Herstellungstechnik und unter hohen Kosten erreichbar ist.

Ein weiteres Problem besteht darin, die Dichte des die Tonerteilchen enthaltenden Entwicklers geeignet zu ~tiuern und den Entwickler gleichmäßig auf die das Ladungsbild tragende Oberfläche aufzubringen, damit eine gleichmäßige Tonerbilddichte erzielt wird.

Alle mit herkömmlichen Entwicklungsverfahren verbundenen Probleme treten verstärkt auf, wenn die Entwicklung mit höherem Wirkungsgrad in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden solL Die Ablagerung der Tonerteilchen beim Naßentwickeln wird der Erscheinung der Elektrophorese zugeschrieben, d. h. der Wanderung der geladenen Tonerteilchen in der Trägerflüssigkeit unter der Wirkung des elektrischen Felds. Die Wanderungsgeschwindigkeit elektrisch geladener Tonerteilchen ist eigentlich jedoch sehr niedrig. Zur Beschleunigung der Entwicklung ist es daher unbedingt notwendig, die elektrische Ladung der Tonerteilchen zu vergrößern, eine größere Menge Tonerteilchen mit höherem Wirkungsgrad zuzuführen und das elektrische Feld auf ausreichend höhere Werte zu vergrößern.

Die Herstellung von Tonerteilchen mit höherer, übereinstimmender elektrischer Ladung ist jedoch äußerst schwierig. Um eine größere Tonerteilchenzahl zuführen zu können, muß Entwickler mir höherer Tonerkonzentration zugeführt werden. Bei Verwendung einer höheren Tonerkonzentration tritt vielfach jedoch das Problem einer Hintergrundschleierbildung auf, bei der die hellen Bildbereiche durch Tonerablagerungen verdunkelt werden. Der Erhöhung der Konzentration des Entwicklers sind daher enge Grenzen gesetzt Auch das Anlegen einer Vorspannung an die Entwicklungswalze oder -elektrode zur Vermeidung der Hintergrundschleierbildung ist begrenzt, da das hierdurch erzeugte elektrische Feld der erwünschten Ablagerung der Tonerteilchen in den dunklen Bildbereichen entgegenwirkt

Auch die Vergrößerung der elektrischen Feldstärke zur Erhöhung der Wanderungsgeschwindigkeit der Tonerteilchen unterliegt starken Beschränkungen, da der Abstand zwischen der Entwicklungselektrode zum Ladungsbildträger nicht beliebig klein gemacht und außerdem das Potential des Ladungsbildes -nicht in dem erforderlichen Maße erhöht werden kann.

Wenn andererseits Entwicklerflüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird, entstehen Ungleichmäßigkeuen in der Strömung, so daß es den entwickelten Bildern auch aus diesem Grunde an Gleichmäßigkeit und Schärfe mangelt.

Ein weiterer Nachteil bekannter Entwicklungsverfahren besteht darin, daß es besondere Schwierigkeiten bereitet, den sogenannten Randeffekt zu beseitigen. Dieser Randeffekt zeigt sich darin, daß Bereiche des entwickelten Bildes mit gleichmäßiger Dichte an ihren Rändern dichter als im Inneren des Bereiches entwickelt werden. Um diesen Randeffekt zu verringern, hat man beispielsweise vorgeschlagen, das elektrostatische Ladungsbild in Form von Gitterpunkten auszubilden. Auch ist es bekannt, eine flache Plattenelektrode parallel zu und sehr nahe der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes anzuordnen, so daß die Entwicklung unter Verringerung der Stärke der an dem Randabschnitt des Ladungsbildes wirksamen Feldstärke ausgeführt werden kann. Es zeigt sich jedoch, daß alle bekannten Verfahren nicht geeignet sind, den Randeffekt vollständig zu beseitigen.

In der US-PS 32 76 896 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben, bei dem

in einem ersten Schritt Entwicklerflässigkeit mit elektrisch geladenen Tonerteilchen auf das Bildträgermaterial aufgebracht und auf der Grundlage der Elektrophorese ein Tonerbild entwickelt wird. In einem zweiten Schritt wird Trägerflüssigkeit, die nur wenige Tonerteilchen enthält, auf das das Tonerbild tragende Bildträgermaterial aufgebracht, wodurch unerwünschte Tonerteilchen, die in Hellbereichen haften, weggespült werden. Auf diese Weise kann zwar eine Hintergrundschleierbildung weitgehend vermieden werden, das durch Anwendung der Elektrophorese bedingte Problem einer relativ langsamen Entwicklungsgeschwindigkeit wird hierdurch naturgemäß nicht gelöst

In der US-PS 33 68 526 ist ein Entwicklungsverfahren offenbart, das ebenfalls auf der Ausnutzung der Elektrophorese beruht Um den erwähnten Randeffekt ausreichend zu unterdrücken, ist eine behälterartige Entwicklungselektrode vorgesehen ,die sehr nahe an die Oberfläche des Bildträgermaterials heranreicht und aus leitendem Material besteht Die elektrostatischen Ladung«*des Ladungsbildes induzieren auf diese Weise Gegenladungen an der gegenüberstehenden Behälterwandung, so daß ein elektrisches Feld zwischen Ladungsbild und Behälterwandung entsteht, das auch an den Übergängen zwischen hoher und niedriger Feldstärke im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des BL'dträgermaterials verläuft, so daß der Randeffeki weitgehend unterdrückt wird. Im Anschluß an die Entwicklung wird das Bildträgermaterial durch eine Quetschwalzenanordnung durchgeführt, von der die auf der Bildseite umlaufende Quetschwalze in Entwicklerflüssigkeit eintaucht

Auch dieses bekannte Verfahren ermöglicht prinzipiell keine Erhöhung der Entwicklungsgeschwindigkeit,

da es auf einer eiektrophoretischen Wanderung der Tonerteilchen basiert

Schließlich offenbart die DE-OS 25 07 221 ein Entwicklungsverfahren, bei dem zunächst Entwicklerflüssigkeit auf das Kopiermaterial aufgebracht und der Toner entsprechend der Oberflächenladung des (Copiermaterials niedergeschlagen wird. Am Ende des Entwicklungsvorgangs wird die nicht verbrauchte Entwicklerflüssigkeit von dem Kopiermaterial abgequetscht. Um ein Zuschwimmen dünner weißer Linien mit Toner in einem Schwarzfeld des elektrostatischen Ladungsbildes zu verhindern und dadurch die Kontrastwirkung weißer, dünner Linien zu erhöhen, ist eine an Spannung angelegte Verteilerwalze vorgesehen, die das gleiche Vorzeichen wie die Ladung des Ladungsbildes auf dem Kopiermaterial aufweist. Hierdurch entsteht im Bereich dünner weißer Linien ein feldfreier Raum, der die unerwünschte Toricrablagerung vermeidet. Auch dieses bekannte Entwicklungsverfahren ist daher auf die Vermeidung einer unerwünschten Wirkung des erwähnten Randeffekts gerichtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entwicklungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Sehritten gelöst.

Mit der Erfindung wird daher die zur bildmäßigen Verteilung bei herkömmlichen Verfahren erforderliche elektrophoretische Wanderung der Tonerteilchen vermieden, indem itr. ersten Verfahrensschritt eine gleichmäßige, zusammenhängende, an allen Bildbereichen haftende Schiebt von Tonerteilchen auf der das .

Ladungsbild tragenden Oberfläche ausgebildet wird. Dadurch wird insbesondere der für die herkömmliche elektrophoretische Wanderung der Tonerteilchen benötigte Zeitaufwand vermieden. Die eigentliche Entwicklung findet beim erfindungsgemäßen Verfahren erst bei dem zweiten Schritt statt, bei dem durch Flüssigkeitszuführung die Tonerteilchen aus den nicht geladenen Bildbereichen abgetragen werden. Beide Schritte können sehr schnell durchgeführt werden, wobei ein hintergrundschleierfreies hochwertiges Tonerbild ohne Randeffekt entwickelt wird, ohne daß an die Feldstärke des Ladungsbildes hohe Anforderungen gestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im fuigcüdcfi näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zur Erklärung des Prinzips des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens, und

F i g. 2 bis 9 sind schematische Schnittdarstellungen von Bilderzeugungseinrichtungen, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Bei den bisher verwendeten herkömmlichen Entwicklungsverfahren wird ein Entwickler, der vorgeladene Tonerteilchen enthält, einer ein elektrostatisches Ladungsbild tragenden Oberfläche zugeführt. Fast gleichzeitig mit der Zuführung werden die Tonerteilchen selektiv nur in dem geladenen Bereich festgehalten. Daher ist mit diesem Verfahrensschritt die Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes praktisch beendet. Bei derartigen Entwicklungsverfahren müssen die Ladungseigenschaften der Tonerteilchen und ihre Konzentration in dem Entwickler genau abgestimmt sein. Dennoch kann eine unvollständige Entwicklung oder unerwünschte Haftung von Tonerteilchen in dem biklfrcicn Bereich auftreten, was die entwickelten Bilder unscharf macht.

Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen Verfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zuerst ein Tonerteilchen enthaltender Entwickler einer ein elektrostatisches ladungsbild tragenden Oberfläche gleichmäßig zugeführt. Bei diesem Schritt brauchen die Tonerteilchen nicht unbedingt elektrische Ladungen zu tragen. Es ist nur erforderlich, daß sie durch Adhäsion und Kohäsion auf der das Bild tragenden Oberfläche gehalten werden. Da die Tonerteilchen nicht nur in dem geladenen Bereich zu haften brauchen, kann Entwickler verwendet werden, der Tonerteilchen in hoher Konzentration enthält, beispielsweise kann auch Entwickler verwendet werden, der in Form einer Farbe oder Paste vorliegt. Bei diesem ersten Verfahrensschritt findet praktisch noch kein nennenswertes Sichtbarmachen, d. h. Entwickeln des Ladungsbildes statt Die Entwicklung findet bei einem zweiten Schritt statt Bei diesem zweiten Schritt werden die Tonerteilchen, die sich in dem bildfreien Bereich befinden, wo das Festhaltevermögen der Teilchen auf der das Bild tragenden Oberfläche im Vergleich zu jenen auf dem Bildbereich verhältnismäßig schwach ist, von der das Bild tragenden Oberfläche entfernt, wobei das unterschiedliche Vermögen der beiden Teilchengruppen, in eine Flüssigkeit zu diffundieren, ausgenützt wird. Als Ergebnis wird das' Ladungsbild bei diesem zweiten Schritt entwickelt Um η Teilchen ein unterschiedliches Festhaltevermögen in dem Ladungsbildbereich und dem ladungsfreien Bereich zu geben, können wahlweise drei verschiedene Maßnahmen getroffen werden. Die erste besieht darin, bei dem ersten Schritt Tonerteilchen zu verwenden, die elektrisch geladen worden sind. Die zweite besteht darin, vor Beginn des zweiten Schrittes die Tonerteilchen elektrisch zu laden. Die dritte Maßnahme besteht darin, eine die elektrische Ladung steuernde Substanz der Flüssigkeit beizufügen, die bei dem zweiten Schritt verwendet werden soll. Auf diese Weise wird in dem geladenen Bereich eine Coulomb-Kraftwirkung zwischen den elektrischen Ladungen des Ladungsbilds und jenen auf den Teilchen erzeugt, zusätzlich zu der erwähnten Adhäsions- oder Haftkraft.

Mit anderen Worten besteht der Zweck des ersten Schrittes allein darin. Tonerteilchen zuzuführen. Daher kann jeder für diesen Zweck geeignete Entwickler verwendet werden. So kann beispielsweise ein Entwickler verwendet werden, der Entwickler'pil^hen in weit höherer Konzentration enthält als der bei den herkömmlichen Verfahren verwendete. Bei dem zweiten Schritt wird eine Flüssigkeit, die anders als der bei dem ersten Schritt verwendete Entwickler ist, der das Bild tragenden Oberfläche zugeführt, um ihre Diffusionswirkung auf die Tonerteilchen auszunutzen. Somit kann eine effektive Entwicklung in viel kürzerer Zeit als mit herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden. Außerdtia ermöglicht es das beschriebene Verfahren, den Randeffekt und die Schleierbildung völlig zu vermeiden.

Der bei dem beschriebenen Verfahren verwendete Entwickler kann folgendermaßen hergestellt werden:

Jedes der bisher als Toner für die Elektrophotographie verbreitet verwendeten Harze kann als Binder verwendet werden. Beispielsweise können Polystyrol, chloriertes Paraffin, Polyvinylchlorid, Phenolharz. Epoxidharz. Polyester, Polyamid, Polyacrylharz, Polyäthylen, Polypropylen und deren Copolymere allein oder in Kombination verwendet werden.

Dem Bindemittel wird ein bestimmter Betrag von Färbungsmittel beigefügt, welches einer der bekannten Farbstoffe und/oder Pigmente sein kann. Dann wird das Gemisch in einer Schwingmühle vorgemischt und das sich ergebende Pulver in einer Walzmühle schmelzgeknetet. Das geknetete Gemisch wird dann mittels einer Hammermühle grobpulverisiert und weiter mit einer Strahlmühle feinpulverisiert, wodurch beispielsweise Teilchen mit Durchmessern von 1 bis 50 μπι gebildet werden, die als Trockenentwicklerteilcheii verwendet werden. Alternativ wird das geknetete Gemisch derart pulverisiert, daß Teilchen mit Durchmessern von CJ bis 10 μιτι gebildet werden. Die Teilchen werden dann in einer geeigneten Flüssigkeit in einer gewünschten Konzentration dispergiert, so daß ein sog. Naßentwickler entsteht

Die Flüssigkeit hat einen großen Auswahlbereich. Bei herkömmlichen flüssigen Entwicklern ist die Trägerflüssigkeit starken Beschränkungen hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit und der Dielektrizitätskonstanten unterworfen. Solche Begrenzungen sind erforderlich, damit das Ablagerungsvermögen des Toners sichergestellt wird. Die bei den herkömmlichen Entwicklungsverfahren praktisch verwendbare Trägerflüssigkeit sollte einen Volumenwiderstand von mehr als 10¹² Ω cm und eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 3 haben. Eine solche Flüssigkeit ist natürlich für das beschriebene Verfahren ebenfalls geeignet Es ist aber auch möglich, verschiedene andere Flüssigkeitsarten zu

verwenden.

Es kann ein flüssiger Entwickler in höherer Konzentration als bei herkömmlichen Verfahren benutzt werden. Wenn flüssiger Entwickler in der Weise hergestellt wird, daß feste und flüssige Teilchen in stark aggregierter Form dispergiert sind, dann kann der sich ergebende Entwickler unter Verwendung einer bekannten Beschichtungstechnik, wie beispielsweise der Bürstenj^schichtung, der Walzenbeschichtung oder dem Aufsprühen auf eine ein elektrostatisches Ladungsbild tragende Oberfläche aufgebracht werden.

Als Flüssigkeit können bei dem zweitem Schritt des beschriebenen Verfahrens verschiedene organische Lösungsmittel verwendet werden, solange sie die Bedingungen erfüllen, daß der Volumenwiderstand größer als 1O¹⁰QCm und die Dielektrizitätskonstante niedriger als 3 ist, und auch imstande sind, die bei dem ersten Verfahrensschritt verwendeten Tonerteilchen zu dispergieren. Beispiele für solche organischen Lösungsmittel sind Paraffirikoiilenwassersioii, iso-raraiiinfcoh- m lenwasserstoff, alicyclischer Kohlenwasserstoff und halogenierter Kohlenwasserstoff. Insbesondere sollen n-Heptan, Cyclohexan, Dipenten, Kerosin, Petroleum, Tetralin, Perchloräthylen und Trichlortrifluoräthylen erwähnt werden.

Fig. 1 ist eine schematischc Darstellung, die das Prinzip des Entwicklungsverfahrens zeigt. In diesem Beispiel bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine ein elektrostatisches Ladungsbild tragende Trommel, wie beispielsweise eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel. Die das Bild tragende Trommel 101 d cht sich in Pfeilrichtung. Mit 110 sind allgemein Tonerteilchen bezeichnet. F i g. 1 zeigt drei Gebiete A, B und C die drei unterschiedliche Verfahrensphasen zeigen. In der ersten in dem Gebiet A gezeigten Stufe haften die Tonerteilchen 110 gleichmäßig an der Oberfläche der das Bild tragenden Trommel 101. In der zweiten, im Gebiet B gezeigten Phase wird der Oberfläche der Trommel 101 eine Flüssigkeit 111 zugeführt, die Tonerteilchen enthalten kann aber nicht *o muß. Diejenigen Tonerteilchen 110, die durch elektrostatische Ladungen 112 angezogen werden, werden auf der das Bild tragenden Oberfläche 102 zurückgehalten. Diese Tonerteilchen sind mit 110a bezeichnet. Nur zum Zweck der Darstellung ist die elektrostatische Ladung 112 als positive elektrische Ladung gezeigt. Sie kann aber auch eine negative Ladung sein. Die anderen überschüssigen Tonerteilchen 1106 trennen sich von der Oberfläche 102 und diffundieren in die Flüssigkeit 111. Im Gebiet C ist die dritte Entwicklungsstufe gezeigt, in der das elektrostatische Ladungsbild 103 sichtbar gemacht ist, d. h. mit den Tonerteilchen 110 entwickelt ist.

Zwischen den einzelnen im Gebiet A vorhandenen Teilchen 110 herrschen durch Wellenlinien angedeutete Kohäsionskräfte P. Zwischen der das Bild tragenden Trommel 101 und den Tonerteilchen 110 herrschen durch gerade Linien angedeutete Adhäsionskräfte P₁₁. Wegen dieser Kräfte haften die Tonerteilchen 110 in dem Gebiet A praktisch gleichmäßig an der das Ladungsbild tragenden Trommel 101. Es ist offensichtlich, daß in dem Gebiet A noch keine Entwicklung stattgefunden hat

Die das Bild tragende Trommel 101 wird in Pfeilrichtung von dem Gebiet A zu dem Gebiet B gedreht- In dem Gebiet B wird die durch eine Pumpe 113 geförderte Flüssigkeit 111 gegen die das elektrostatische Ladungsbild tragende Oberfläche 102 gespült und fließt entlang der Oberfläche, wobei der Flüssigkeitsstrom durch einen Teller bzw. eine Schale 114 begrenzt wird. Die Flüssigkeit 111 enthält keine Tonerteilchen 110. Falls sie aber doch welche enthält, ist deren Konzentration in der Flüssigkeit sehr gering. Daher ist in einer solchen Flüssigkeit der Abstand zwischen den einzelnen Teilchen zu groß, so daß zwischen den Teilchen keine nennenswerte Kohäsionskraft besteht. Die Teilchen neigen vielmehr dazu, sich in der Flüssigkeit zu verteilen. Weiterhin hat der Flüssigkeitsstrom eine Wegschwemmwirkung. Dementsprechend wird eine synergetische Wirkung erzielt mit dem Ergebnis, daß die Tonerteilchen 1106, die eine relativ schwache Adhäsionskraft zur Oberfläche 102 haben, in der Flüssigkeit Ul zerstreut und schnell abgeleitet werden.

Andererseits widerstehen die Tonerteilchen HOa, die an dem Abschnitt angelagert sind, wo ein Ladungsbild ausgebildet worden ist, nämlich an der elektrostatischen Ladung Ü2, der Diffusionskraft in der Flüssigkeit 111 und werden auf der Oberfläche festgehalten. Sie werden zwar durch die Diffusionswirkung der Flüssigkeit auch von der Kohäsionskraft befreit, gleichzeitig wirkt jedoch zwischen den den Teilchen selber gegebenen elektrischen Ladungen und der elektrischen Ladung des Ladungsbildes eine Coulombkraft, die es den Teilchen ermöglicht, der Diffusionskraft der Flüssigkeit zu widerstehen. In Fig. 1 ist die Coulombkraft durch P₁-angedeutet.

Die oben beschriebene Wirkung hängt von der Ladungsmenge des Ladungsbildes ab. Daher bleiben an dem Abschnitt, wo das Potential des Ladungsbildes hoch ist. Tonerteilchen zurück, während an dem Abschnitt, wo kein Ladungsbild-Potential ist, keine Tonerteilchen zurückbleiben. Durch die Wirkung der Flüssigkeit 111 können die Tonerteilchen auf diese Weise ein dem Ladungsbild genau entsprechendes Tonerbild 104 {Gebiet C/'erzeugen.

Es ist keineswegs so schwierig, das auf dem oben beschriebenen Prinzip beruhende Entwicklungsverfahren durchzuführen. Beispielsweise kann die Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes dadurch bewirkt werden, daß bei dem ersten Schritt auf eine ein Bild tragende Oberfläche Tonerteilchen in etwa 3 bis 30mal höherer Konzentration als bei herkömmlichem Naßentwickler aufgebracht werden, wobei bei dem nächsten Schritt ein geeignetes organisches Lösungsmittel zugeführt wird, welches beispielsweise eine der zuvor beschriebenen, bekannten Trägerflüssigkeiten sein kann.

Wie bereits beschrieben hängen bei den herkömmlicher Verfahren die Zufuhr von Tonerteilchen auf die das elektrostatische Ladungsbild tragende Oberfläche und die Entwicklung des Ladungsbildes von der Wanderung der Teilchen in der Trägerflüssigkeit und der Ablagerung dieser Teilchen ab, die von der Elektrophorese der elektrisch geladenen Teilchen in einem durch das elektrostatische Ladungsbild erzeugten elektrischen Feld abhängt Daher sind zur Erzielung eines entwickelten Bildes hoher Dichte ein stärkeres elektrisches Feld und ein Laden der Tonerteilchen mit größerer elektrischer Ladung erforderlich. Die Stärke des elektrischen Feldes und die Größe der elektrischen Ladung müssen groß genug sein, damit eine solche Elektrophorese erzielt wird, die die erforderliche Wanderung und Ablagemng der Entwicklerteüchen sicherstellt Dies macht die Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes, das ein hohes Potential aufweist

und auch die Vergrößerung des elektrischen Feldes unter Verwendung einer geeigneten Gegenelektrode erforderlich.

Die Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes, das ein hohes Oberflächenpotential aufweist, ist jedoch bekanntermaßen schwierig. Auch bei der Erzeugung eines starken elektrischen Feldes gibt es viele Beschränkungc.i. Es ist auch bekannt, daß die Erzeugung von Tonerteilchen mit einer großen elektrischen Ladung schwierig ist. Diese Schwierigkei- in ten werden weiter vergrößert, wenn man versucht, gemäß den herkömmlichen Verfahren eine Entwicklung mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Aus diesen Gründen ist es allgemein bekannt, daß eine schnelle Entwicklung mit einem Naßentwickler äußerst schwie- π rig ist.

Nach dem beschriebenen Verfahren können jedoch die Zufuhr von Tonerteilchen zu dem elektrostatischen Ladungsbild und dessen Entwicklung unabhängig voneinander durchgeführt werden, wodurch die oben beschriebenen Schwierigkeiten völlig vermieden werden. Dieses Verfahren ermöglicht es nämlich, einen Tonerteilchen in hoher Konzentration enthaltenden Entwickler zu verwenden, der es erlaubt. Tonerteilchen allein in Abhängigkeit von der Adhäsionskraft der 2> Teilchen selbst der das elektrostatische Ladungsbild tragenden Oberfläche zuzuführen. Da die Zuführung nur unter Anwendung der Haftkraft bewirkt wird, wird keine Zeit für eine elektrophoretische Wanderung der Teilchen benötigt. Die erforderliche Entwicklermenge ist weit geringer als bei den herkömmlichen Verfahren. Somit werden eine schnelle Zuführung des Entwicklers und daher eine schnelle Entwicklung möglich.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß das Entwickeln des elektrostatischen J5 Ladungsbildes in Abhängigkeit von der elektrostatischen Haftkraft der auf dem Bild haftenden Tonerteilchen bewirkt wird. Mit anderen Worten wird die Entwicklung unter Anwendung der Coulombkraft bewirkt, die auf die nahe den elektrischen Ladungen des elektrostatischen Ladungsbildes befindlichen Teilchen wirkt. Bei den herkömmlichen Verfahren beruht das Entwicklungsprinzip auf der Elektrophorese, weiche auf dem durch die elektrische Ladung des elektrostatischen Ladungsbildes erzeugten elektrischen Feld basiert. Verglichen mit herkömmlichen Verfahren benötigt das beschriebene Verfahren kein elektrostatisches Ladungsbild mit hoher elektrischer Ladung. Die elektrische Ladungsmenge, die das elektrostatische Ladungsbild haben muß, kann bis auf einen äußerst geringen Wert verringert werden. Selbst wenn das Oberflächenpotential des auf der Trommel befindlichen Aufzeichnungsmaterials niedrig ist, ist es dennoch möglich, ein entwickeltes Bild mit für die Praxis ausreichend hoher Dichte zu erhalten.

Das beschriebene Verfahren weist die folgenden weiteren Vorteile auf:

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1. Die sog. »Schleierbildung« kann völlig verhindert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Tonerteilchen in dem bildfreien Bereich während des Entwicklungsschritts in der Flüssigkeit gelöst werden, wobei die Diffusionswirkung der Flüssigkeit ausgenutzt wird.

2. Da keine Elektrophorese angewendet wird, wird kein Randeffekt hervorgerufen.

3. Da die Dichte der Entwicklerteilchen auf der das Bild tragenden Oberfläche praktisch keine Ungleichmäßigkeit aufweist, kann ein hochwertiges entwickeltes Bild ohne jegliche durch die Entwicklung bedingte Ungleichmäßigkeit hergestellt werden.

4. Bei herkömmlichen Verfahren beeinflußt eine Änderung der Konzentration der Tonerteilchen in der bei der Entwicklung verwendeten Flüssigkeit beträchtlich die Ablagerungswirkung der Teilchen. Bei dem beschriebenen Verfahren hingegen beeinflußt eine solche Änderung die Diffusionswirkung der Teilchen, die zum Entwickeln ausgenutzt wird, praktisch nicht. Vielmehr können hochwertige entwickelte Bilder in stabiler Weise hergestellt werden, ohne daß die Entwicklung durch eine mögliche Konzentrationsänderung der Tonerteilchen in der beim Entwicklungsschritt verwendeten Flüssigkeit nachteilig beeinflußt wird.

Beispielsweise soll der Ladungsbild-Bereich, der in Fig. 1 gezeigt ist, positive Ladungen haben. Dies dient allein zur Verdeutlichung. Die elektrischen Ladungen können natürlich auch negativ sein. Weiterhin ist das Entwicklungsverfahren auch auf den Fall anwendbar, daß positive und negative Ladungen gleichzeitig auf einer ein Bild tragenden Oberfläche vorhanden sind, wobei beispielsweise der Bildbereich positiv geladen ist, wohingegen der bildfreie Bereich negativ geladen ist oder umgekehrt.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Verfahren auf eine in der Praxis verwendete bilderzeugende Einrichtung angewandt ist. In dem Beispiel ist ein elektrophotographisches Kopiergerät als bilderzeugende Einrichtung gezeigt.

Eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel 201 dreht sich in Pfeilrichtung um eine Welle 202. Um den Trommelumfang herum sind eine Ladungsbild-Erzeugungseinrichtung 203, eine Übertragungseinrichtung 204, mit der ein entwickeltes Bild auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird, und eine Reinigungseinrichtung 205 angeordnet, die nach der Übertragung zurückbleibenden Toner entfernt und falls es notwendig ist, das zuvor erzeugte Ladungobild löscht. _ Das Bezugszeichen 206 bezeichnet einen Naßentwickler der elektrisch geladene Tonerteilchen in hoher Konzentration enthält. Eine Entwickler-Antragswalze 207 wird durch eine Antriebseinrichtung in der durch den Pfeil angezeigten Richtung gedreht. Die Walze ist so angeordnet, daß ihre Oberfläche nahe an die Oberfläche der Trommel 201 reicht und ein Abschnitt der Walze immer in das Bad des Entwicklers 206 eintaucht, damit sie ihn aufnehmen kann. Auf diese Weise wird der Entwickler 206 durch die Antragswalze 207 der Oberfläche der Trommel 201 zugeführt. Das Bezugszeichen 208 bezeichnet eine Flüssigkeit, die Tonerteilchen in geringer Konzentration oder überhaupt keine Tonerteilchen enthält. Die Flüssigkeit 208 wird durch eine Pumpe 209 als Strahl gegen die Oberfläche der Trommel 201 gepumpt Zum Aufnehmen oder Auffangen der Flüssigkeit und zum Führen der Flüssigkeitsströmung entlang der Trommeloberfläche ist ein Teiler bzw. eine Schale 210 vorgesehen. Einzelne, in dem Entwickler 206 in hoher Konzentration enthaltene Tonerteilchen sind in der Zeichnung durch dunkle Punkte angedeutet Diese Teilchen haben eine hohe Adhäsionskraft und eine hohe, zwischen den Teilchen wirkende Kohäsionskraft die ausreichen, daß die Teilchen gleichmäßig auf der Trommel 201 haften. Dieser Zustand der Tonerteilchen ist in dem mit 211

Il

bezeichneten Gebiet dargestellt. Wenn sich die Trommel dreht, wird das Gebiet 211 in eine Stellung weiterbewegt, wo die Flüssigkeit 208 aufgebracht wird. In diesem Gebiet bewirkt der Flüssigkeitsstrom der Flüssigkeit 208, daß die Teilchen in die Flüssigkeit diffundieren und von der Trommeloberfläclv*. weggeschwemmt werden. Im Ergebnis werden die auf dem Ladungsbild haftenden Teilchen 212 festgehalten, während die anderen Teilchen schnell in der Flüssigkeit verteilt werden.

Das Bezugszeichen 213 bezeichnet eine Spannungsquelle, die verwendet wird, um den Teilchen ein geeignetes Potential zu geben und dadurch ihr Anhaften an der Oberfläche der Trommel 201 elektrophysikalisch zu beschleunigen. Beispielsweise wird eine geeignete Spannung an die Trommel 201 und die die Flüssigkeit aufnehmende Schale 210 entsprechend den Eigenschaften des Ladungsbildes auf der Trommel und des flüssigen Entwicklers 206 gelegt. Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften kann für diesen Zweck ein isolieren, wodurch eine Ladung induziert wird, oder ein Erden angewandt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Walze als ein Beispiel einer Entwickler-Aufbringeinrichtung gezeigt. Aber es können anstelle der Walze auch andere verschiedene bekannte Einrichtungen verwendet werden. Beispielsweise können eine Bürstenbeschichtungs-Einrichtung, eine Tropfeinrichtung, bei der durch eine Düse zugeführt wird, oder ein Endlosband verwendet werden.

Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Grundanordnung der Einrichtung ist ähnlich der nach F i g. 2. Das Bezugszeichen 301 bezeichnet wieder eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel, die sich um ihre Welle 302 in Pfeilrichtung dreht. Das Bezugszeichen 303 bezeichnet eine Ladungsbild-Erzeugungseinrichtung, 304 ist eine Übertragungseinrichtung und 305 ist eine Reinigungseinrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle des Naßentwicklers Trockenentwickler verwendet, der mit 306 bezeichnet ist. Der Trockenentwickler 306 wird elektrisch mit einer Polarität entgegengesetzt zu der des Ladungsbildes geladen. Der Entwickler wird von einem Entwicklerbehälter 307 über eine Zuführung 308 der Oberfläche der Trommel 301 zugeführt. Überschüssiger Entwickler, der nicht auf der Trommel 301 haftet, das ist der Entwickler 3066, wird in einem Sammelgefäß 309 aufgefangen. Eine Pumpe 312 fördert eine Flüssigkeit 311 aus einem Flüssigkeitsbehälter 310. Diese Flüssigkeit 311 tropft aus einer Düse 313 auf die Oberfläche der Trommel 301, so daß ein Flüssigkeitsfilm 314 gebildet wird, der dazu dient, die Haftung des Entwicklers 306 auf der Trommeloberfläche zu beschleunigen. Auf diese Weise haften die Tonerteilchen (angedeutet durch schwarze Punkte) des Entwicklers 306 gleichmäßig auf der Oberfläche der Trommel 301. Dieser Zustand ist in dem mit 315 bezeichneten Gebiet angedeutet. Wenn sich die Trommel dreht, wird das Gebiet 315 zu einem mit 316 bezeichneten Bereich bewegt In diesem Flüssigkeits-Zuführbereich 316 kommt die Tiommeloberfläche mit den darauf haftenden Tonerteilchen mit dem Strom der durch eine Pumpe 317 geförderten und durch eine Schale 318 geführten Flüssigkeit 311 in Berührung. Als Flüssigkeit 311 wird bevorzugt ein solches organisches Lösungsmittel verwendet, das eine relativ kleine Viskosität hat und leicht verdampft, selbst wenn es in der Übertragungseinrichtung 304 auf das Bildempfangsmaterial gelangt

. Wie zuvor beschrieben, bewirkt die Flüssigkeit 311 h diesem Bereich 316, daß die auf der Trommeloberfläche haftenden Tonerteilchen in die Flüssigkeit diffundieren. Daher bleiben auf der Oberfläche nur solche Tonerteilchen zurück, die gegen die Diffusionswirkung der Flüssigkeit zurückgehalten werden, was durch die Coulomb-Kraft zwischen den elektrischen Ladungen der Tonerteilchen und der elektrischen Ladung des Ladungsbildes bewirkt wird, 'essen Polarität entgegen-

gesetzt zu der der Teilchen ist. Die anderen überschüssigen Tonerteilchen werden in der Flüssigkeit 311 verteilt. Mit dem Ausführungsbeispiel werden gut entwickelte Bilder 306a hergestellt, die das Ladungsbild genau wiedergeben und nachteilige Schleierbildung und/oder

Randeffekte nicht aufweisen. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel als Flüssigkeit 311 eine Flüssigkeit verwendet wird, die imstande ist, die Teilchen bis zu einem geeigneten Grad aufquellen zu lassen, dann können die Teilchen eine selbstfixierende Eigenschaft annehmen. Auf diese Weise wird das entwickelte Büd 306a automatisch ein fixiertes Bild, wenn die in dem entwickelten Bild enthaltene Flüssigkeit verdampft.

Gemäß Fig.4, die ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel zeigt, das ähnlich dem nach F i g. 3 ist, bezeichnet das Bezugszeichen 401 eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel, die sich um ihre Welle 402 in Pfeilrichtung dreht. Eine Erzeugungseinrichtung für ein elektrostatisches Ladungsbild ist mit 403 bezeichnet, eine Übertragungseinrichtung mit 404 und eine Reinigungseinrichtung mit 405. Diese Einrichtungen haben dieselbe Funktion wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig.2 beschriebenen. Innerhalb eines Entwicklerbehälters 406 befindet sich eine Trockenentwicklermenge 407, die Tonerteilchen enthält. Der Trockenentwickler in dem Behälter wird in geeigneter Weise dauernd umgerührt, was durch 408 angedeutet ist, und durch ein Endlosband 410 auf die Oberfläche der Trommel 401 befördert. Zu diesem Zweck ist das Endlosband mit einer Mehrzahl kleiner Förderbecher 409 nach Art eines Becherwerks versehen und läuft in Pfeilrichtung um. In geringem Abstand von dem Umfang der Trommel 401 läuft ein bandartiges Element 411 in Pfeilrichtung und mit einer Geschwindigkeit um, die annähernd gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 401 ist. Wenn der Entwickler 407 durch den RaJim 412 zwischen der Trommeloberfläche und der Oberfläche des bandartigen Elementes 411 geführt wird, haftet er auf der Oberfläche der Trommel 401 an. Vorzugsweise hat der Entwickler 407 eine elektrische Ladung, deren Polarität entgegengesetzt der Ladung des Ladungsbildes ist. Das Bezugszeichen 413 bezeichnet eine Koronaentladungseinrichtung, die verwendet wird, um eine elektrische Ladung auf den an der Trommel 401 haftenden Entwickler 407a aufzubringen.

Dieses Laden stellt eine wirksame Entwicklung bei dem nächsten Verfahrensschritt sicher.

In dem mit 414 bezeichneten Bereich ist eine Spaltdüse 415 nahe der Trommel 401 vorgesehen. Aus der öffnung der Düse wird eine Flüssigkeit 417 mittels

einer Pumpe 416 gepumpt. Dadurch wird der auf der Trommeloberfläche haftende Entwickler der Diffusionswirkung der Flüssigkeit ausgesetzt, wie zuvor beschrieben wurde. Als Ergebnis bleibt nur der elektrostatisch festgehaltene Entwickler 4076 auf der

Trommeloberfläche zurück, während der übrige Teil des Entwicklers 407a in der Flüssigkeit 417 abgeführt wird.

418 bezeichnet ein Auffanggefäß für die flüssigkeit

417. Das Auffanggefäß 418 kann so ausgebildet sein, daß

die aufgefangene Flüssigkeit zur Wiederverwendung dem Bereich 414 wieder zugeführt wird.

F i g. 5 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, das als Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig.4 betrachtet werde? kann. Das Bezugszeichen 501 bezeichnet wieder eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel, die sich um ihre Welle

502 in Pfeilrichtung dreht. Bne Erzeugungseüirichtung

503 für ein elektrostatisches Ladungsbild, eine Übertragungseinrichtung 504 und eine Reinigungseinrichtung 505 haben dieselben Funktionen wie die entsprechenden Einrichtungen in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Eine Walze 507 führt der Oberfläche der Trammel 501 Tonerteilchen 506 zu. Das Bezugszeichen 508 bezeichnet eine Spannungsquelle, die zur Beschleunigung der Zufuhr der Tonerteilchen 506 zu der Oberfläche der Trommel 501 und ihrer Haftung auf der letzteren in geeigneter Weise verwendet wird, wie zuvor anhand der F i g. 2 beschrieben wurde. Wenn sich die Trommel 501 dreht, werden die gleichmäßig auf der Trommeloberfiäche haftenden Tonerteilchen 506a zu dem Flüssigkeits-Zufuhrteil 509 weiterbewegt. In diesem Teil wird eine Flüssigkeit 510, die in geringer Konzentration Tonerteilchen oder überhaupt keine Tonerteilchen enthält, durch eine Pumpe 511 gegen die Trommeloberfläche gepumpt. Eine die Flüssigkeit auffangende Schale 512 führt den Flüssigkeitsstrom eortang der Oberfläche der Trommel 501. Der Strom der Flüssigkeit 510 bewirkt, daß durch die Diffusionsund Wegschwemmwirkung die Tonerteilchen auf der Trommeloberfläche in die Flüssigkeit übergehen, bis auf die fest an dem Ladungsbildbereich haftenden Tonerteilchen 506b. Auf diese Weise wird ein genau dem Ladungsbild entsprechendes entwickeltes Bild 506c hergestellt.

Bn weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 6 gezeigt, welche eine schematische Darstellung einer Bild-Erzeugungseinrichtung ist, die Naßentwickler verwendet, der Tonerteilchen in hoher Konzentration enthält. Die Tonerteilchen haben keine vorher aufgebrachten elektrischen Ladungen. Falls die Teilchen elektrische Ladungen haben, sind diese äußerst gering. 601 bezeichnet wieder eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Trommel, die sich um ihre Welle 602 in Pfeilrichturig dreht. Um die Trommel 601 herum sind eine Erzeugungseinrichtung 603 für ein elektrostatisches Ladungsbild, eine Übertragungseinrichtung 604 und eine Reinigungseinrichtung 6C3 ähnlich wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen angeordnet. Das Bezugszeichen 606 bezeichnet Naßentwickler, der in hoher Konzentration Tonerteilchen mit praktisch keiner elektrischen Ladung enthält. Eine Entwickler-Antragswalze 607 wird in Pfeilrichtung durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung angetrieben. Die Entwickler-Antragswalze 607 ist so angeordnet, daß ihre Oberfläche dicht an die Oberfläche der Trommel 601 reicht und ein Teil der Walze in den Naßentwickler 606 eintaucht, um ihn aufzunehmen. Auf diese Weise wird der Entwickler 606 durch die Walze 607 der Oberfläche der Trommel 606 zugeführt. Das Bezugszeichen 608 bezeichnet eine Lösung, die eine bekannte ladungssteuernde Substanz enthält. Die Lösung wird mittels einer Zuführwalze 609, die sich in Pfeilrichtung dreht, wobei sie einen kleinen Abstand zwischen ihrer Oberfläche und der Trommeloberfläche einhält, auf den Entwickler 606a geschichtet, der an der Oberfläche der Trommel 601 haftet. Nachdem die Lösung 608 auf den Entwickler 606a aufgebracht worden ist, haben die einzelnen Tonerteilchen elektrische Ladungen, die durch die Wirkung der ladungssteuernden Substanz erzeugt wurden. Es tritt aber keine Wanderung der Teilchen wegen der zwischen ihnen wirkenden starken Kohäsionskraft auf. Danach wird der Entwickler 606a, der Tonerteilchen enthält, die gleichmäßig auf der Trommeloberfläche haften, in einen Flüssigkeits-Zufuhrteil 610 bewegt In diesem Bereich wird eine Flüssigkeit 611, die Tonerteilchen in geringer Konzentration oder über- !0 haupt keine Tonerteilchen enthält, durch eine Pumpe 612 gegen die Oberfläche der Trommel 601 gedrückt. Eine die Flüssigkeit aufnehmende Schale 613 steuert den Flüssigkeitsstrom entlang der Oberfläche der Trommel 601. Während die Tonerteilchen 6066, die an dem Ladungsbildbereich haften, auf der Trommeloberfläche bleiben, werden die übrigen Teilchen durch die Diffusions- und Wegschwemmwirkung der Flüssigkeit mit dieser schnell abgeführt Auf diese Weise wird ein dem Ladungsbild genau entsprechendes entwickeltes Bild 606c hergestellt In diesem Ausführungsbeispiel wird gezeigt, daß die iadungssieuerr.de Substanz durch eine Walze aufgebracht wird. Alternativ dazu kann jedoch die ladungssteuernde Substanz zuvor in die Flüssigkeit 611 eingebracht werden. Fig.7 stellt noch ein Ausführungsbeispiel dar. Bei diesem Beispiel wird für den Schritt des Aufbringens des Entwicklers, der Tonerteilchen in hoher Konzentration enthält, ein Strom von Naßentwickler verwendet, während bei dem Entwicklungsschritt eine mit flexiblen Teilen versehene Walze verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wie auch bei den übrigen ist ein an sich bekanntes elektrophotographisches Kopiergerät ais Beispiel einer Bilderzeugungseinrichtung gezeigt

Die Anordnung einer ein Aufzeichnungsmaterial tragenden Aufzeichnungstrommel 701 mit einer Welle 702, einer Erzeugungseinrichtung 703 für ein elektrostatisches Bild, einer Übertragungseinrichtung 704 und einer Reinigungseinrichtung 705 ist dieselbe wie bei den anderen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Das Bezugszeichen 706 bezeichnet Naßentwickler, der Tonerteilchen in hoher Konzentration enthält 707 ist ein Behälter für den Naßentwickler 706, 708 ist eine Pumpe zur Zufuhr des Naßentwicklers zu der Oberfläche der Trommel 701, und 709 ist eine den flüssigen Entwickler aufnehmende Schale, die dessen Strömung steuert. In diesem Bereich haftet der der Trommeloberfläche zugeführte Naßentwickler gleichmäßig darauf (siehe 706aJl Wenn sich die Trommel in Pfeilrichtung dreht, wird die Trommeloberfläche mit dem darauf haftenden Naßcntwickler in den Entwicklungsbereich bewegt, der durch 710 angedeutet ist. In diesem Bereich 710 sind ein Flüssigkeitsgefäß 712 für eine Flüssigkeit 711, die Tonerteilchen in geringer Konzentration oder überhaupt keine Tonerteilchen enthält, eine flexible Walze 713 und eine Quetschwalze 714 vorgesehen, die mit der flexiblen Walze 713 in Druckkontakt steht. Die flexible Walze ist so angeordnet, daß ein Teil der Walze in die Flüssigkeit 711 eintaucht, die in dem FlUssigkeitsgefäß 712 enthalten ist. Die flexible Walze ist aus einer Kernwalze 715, einem elastischen Schaumteil 716 beispielsweise aus Polyurethanschaum, und einem Netz 717 zusammengesetzt, das beispielsweise aus Draht oder Kunststoff besteht und das Schaumteil 716 nach Art einer Endloshülse umschließt.

Die Kernwalze 715 der flexiblen Walze 713 ist derart gelagert und drehangetrieben, daß der Abschnitt des Netzes 717, der die Trommel 701 berührt, in derselben

Richtung und auch mit fast derselben Geschwindigkeit wie die Trommel gedreht wird. In der Flüssigkeit 711 befindet sich die flexible Walze 713 in Druckkontakt mit der Quetschwalze 714, die einen Austausch der Flüssigkeit 711 bewirkt, die in dem Schaum teil 716 enthalten ist Es ist möglich, das Schaumteil 716, das Netz 717 und die Quetschwalze 714 aus elektrisch leitfähigem Material zu machen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn zumindest das Schaumteil 716 oder das Netz 717 aus elektrisch leitfähigem Material besteht Dadurch kann ein besseres entwickeltes Bild erhalten werden, das ohne jeden Randeffekt ist Wenn die flexible Walze 713 die Trommel 701 berührt, wird ein Teil der Flüssigkeit 711, die in dem Schaumteil 716 enthalten ist, auf die Trommeloberfläche gequetscht. Dadurch wird der Entwickler 706a der Diffusionswirkung der Flüssigkeit ausgesetzt Als Ergebnis werden die Tonerteilchen in der Flüssigkeit verteilt, außer solchen Teilchen, die an dem Ladungsbildabschnitt haften. In dieser Entwicklungsstufe hat die flexible Walze 713 eine besonders vorteilhafte Wirkung auf das Entwickeln. Da die Walze elastisch ist, bildet sie einen flächenhaften Berührungsspalt dessen Breite normal zur Richtung ihrer Drehachse ist Dieser Walzenspalt bildet eine breite und gleichmäßig wirksame Entwicklungszone. Dadurch können entwickelte Bilder mit guter Qualität ohne irgendeine Ungleichmäßigkeit oder Weglassung hergestellt werden.

Dieses Ausführungsbeispiel bringt verschiedene weitere Vorteile mit sich. Der Aufprall der Flüssigkeit 711 auf die Trommel 701 ist gering, während die Strömung der Flüssigkeit in Richtung des Walzenspaltes vernachlässigbar schwach ist Daher wird jede ansonsten mögliche Störung des Ladungsbildes oder des entwikkelten Bildes verhindert Weiterhin geht sofort nach Lösen des Druckkontaktes mit der Trommel 701 das Schaumteil 716 von dem zusammengedrückten Zustand wieder in den ursprünglichen Zustand über. Zu diesem Zeitpunkt ist die in dem Schaumteil enthaltene Flüssigkeitsmenge relativ gering, so daß das Schaumteil ein geeignetes Flüssigkeitsabsorptionsvermögen wieder erhält. Dieses Absorptionsvermögen sorgt für eine wirksame Entfernung überschüssiger Tonerteilchen, die auf der Trommel vorhanden sind. Gleichzeitig wird jede unnötige Flüssigkeit entfernt. Auf diese Weise werden sofort nach der Entwicklung die Trägerflüssigkeit, die die Eigenschaft hat, nach der Entwicklung auf der Trommeloberflächc als eine unnötige Komponente des Naßentwickiers zu bleiben, sowie die überschüssigen Tonerteilchen und/oder die Flüssigkeit 711 von dem so Schaumteil 716 durch das Netz 717 hindurch aufgesaugt, was auf die kombinierte Wirkung des oben beschriebenen Absorptionsvermögens, der großen Berührungsfläche sowie der Oberflächenspannung der flexiblen Walze 713 zurückzuführen ist.

Auf diese Weise bleiben auf der Trommel 701 nur solche Tonerteilchen 7066 zurück, die an dem Abschnitt haften, der im wesentlichen dem Ladungsbild entspricht. Die so auf der Trommel 701 zurückgebliebenen Tonerteilchen 7066 werden dann in die Übertragungseinrichtung 704 bewegt.

Fig.8 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer Bilderzeugungseinrichtung, bei der für beide Verfahrensschritte derselbe Naßentwickler verwendet wird. In Fig.8 bezeichnet das Bezugszeichen 801 wieder eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel, die sich um eine Welle 802 in Pfeilrichtung dreht. Um die Trommel 801 herum sind eine Erzeugungseinrichtung für ein elektrostatisches Ladungsbild, eine Übertragungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung angeordnet, die in der Darstellung nicht gezeigt sind. Als einzige Einrichtung ist eine Entwicklungseinrichtung gezeigt Das Bezugszeichen 803 bezeichnet eine Aufnehmerwalze zum Aufnehmen des Naßentwicklers 804. Wenn es notwendig ist wird von einer Spannungsquelle 805 eine Wechsel- oder Gleich-Vorspannang an die Aufnehmerwalze 803 gelegt Die Walze wird durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung gedreht und ist so angeordnet, daß zumindest ein Teil der Walze in den Entwickler 804 eintaucht, wodurch insbesondere die Entwicklerteilchen, die in dem Entwickler enthalten sind, selektiv aufgenommen und über Zwischcnwalzcn 806 und 807 zu einer Entwickler-Antragswalxc 808 transportiert werden. Die Walzen 806 und 807*vid nahe aneinander angeordnet Die Walze 806 läuft auch nahe an oder in Berührung mit der Aufnehmerwalze 803 um. wohingegen die Walze 807 nahe an oder in Berührung mit der Bcschichtungswaize S08 umläuft Somit bewirken die Zwischenwalzen 806 und 807 ein Transportieren und Mischen des Entwicklers sowie ein Steuern seines Flüssigkeitsgehalts. Während der Entwickler 804 der Reihe nach mit Hilfe der Walzen 803, 806, 807 und 808 gefördert wird, wird er dauernd gemischt, geknetet und verdickt, so daß über die Antragswalze 808 ein Entwickler zugeführt wird, in dem die Tonerteilchen in hoher Konzentration gleichmäßig verteilt sind, was in der Zeichnung durch 804a angedeutet ist Dicht an der Zwischenwalze 806 ist eine Flüssigkeits-Quetschwalze 809 angeordnet, die derart gelagert und durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung gedreht wird, daß ihre Drehrichtung gleich oder entgegengesetzt der der Zwischenwalze 806 ist Die Flüssigkeits-Quetschwalze 809 steuert den Flüssigkeitsgehalt des Entwicklers auf der Zwischenwalze 806. Die Antragswalze 808 bringt den hochverdickten Entwickler 804a gleichmäßig auf die Oberfläche der Trommel 801 auf. Zu diesem Zweck ist sie nahe an oder in Berührung mit der Trommeloberfläche angeordnet, wobei sie durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung gedreht wird. Auf diese Weise haftet Entwickler 804Z>, der Tonerteilchen in hoher Konzentration enthält, gleichmäßig auf der Trommel 801. und wird zu dem Entwicklungsbereich 810 bewegt, wenn sich die Trommel dreht In dem Entwicklungsgebiet 810 wird der Naßentwickler 804, der Tonerteilchen in relativ niedriger Konzentration enthält, durch dae Pumpe 811 gegen die Oberfläche der Trommel 801 gedruckt. Die Strömung des Naßentwickiers wird von einer Aufnahmeschale 812 geführt, so daß sie entlang der Trommeloberfläche fließt. Durch die Diffusions- und Wegschwemmwirkung der Flüssigkeitsströmung werden überschüssige Tonerteilchen schnell in der Flüssigkeit verteilt, während auf der Trommeloberfläche nur solche Tonerteilchen zurückbleiben, die an dem Ladungsbild haften. Somit wird ein Tonerbild 804c entwickelt, das genau dem Ladungsbild entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es natürlich möglich, die in dem Entwicklungsgebiet gezeigte Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung durch eine flexible Walze zu ersetzen, wie sie in F i g. 7 gezeigt ist.

Fig.9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die wesentliche Eigenschaft dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß aus der beim Entwicklungsschritt verwendeten Flüssigkeit die Tonerteilchen wiedergewonnen und beim Schritt des Aufbrineens des

Entwicklers wieder verwendet werden.

Das Bezugszeichen 901 bezeichnet eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Aufzeichnungstrommel, die sich um eine Welle 902 herum in Pfeilrichtung dreht Wie zuvor gezeigt und beschrieben, durchläuft das Aufzeichnungsmaterial während einer Drehung hintereinander eine Erzeugungseinrichtung für ein elektrostatisches Ladungsbild, eine Entwicklungseinrichtung, eine Übertragungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung, von denen nur die Entwicklungseinrichtung gezeigt ist.

Ein Flüssigkeitsbehälter 903 beinhaltet eine Flüssigkeit 904. die Tonerteilchen in geringer Konzentration enthält. Die in der Flüssigkeit 904 enthaltenen Tonerteilchen werden selektiv durch eine Aufnehmerwalze 905 wiedergewonnen und dann bei dickerem Auftrag durch eine Rakel 908 in einen Flüssigkeitsbehälter 906 abgestreift. Zur wirksamen Durchführung der beschriebenen selektiven Wiedergewinnung wird eine Spannung von einer Spannungsquelle 907 an die AufnehmerwaAtC 905 gelegt. Wenn beispielsweise die Eniwicklerteilciten negative Ladungen haben, dann wird eine positive Spannung an die Aufnehmerwalze 905 gelegt.

Das Bezugszeichen 909 bezeichnet einen Tonerteilchen in hoher Konzentration enthaltenden Entwickler, der durch eine Entwickler-Antragswalze 910 gefördert und gleichmäßig auf die Oberfläche der Trommel 901 geschichtet wird, so daß eine Schicht 909a gebildet wird. Eine Führung 911 regelt die Menge des Entwicklers, der aufgebracht werden soll.

Das Bezugszeii'hen 912 bezeichnet eine Spannungsquelle, die zur elektrophysikalischen Beschleunigung der Haftung des Entwicklers 909 -an der Oberfläche der Trommel 901 verwendet wird, wobei in geeigneter Weise ein geeignetes Potential an viie Walzen gelegt wird, wie insbesondere zuvor anhand der F i g. 2 beschrieben ist.

Die Oberfläche der Trommel 901, auf der der Entwickler 909a gleichmäßig haftet, wird in das mit 913 bezeichnete Entwicklungsgebiet bewegt, wenn sich die Trommel dreht. In diesem Gebiet 913 sind das Flüssigkcilsgefäß 903 für die Flüssigkeit 904, die Tonerteilchen in geringer Konzentration enthält, eine flexible Walze 914 und eine Quetschwalze 915 vorgesehen, die in Druckkontakt mit der flexiblen Walze steht Die flexible Walze 914 ist so angeordnet, daß ein Abschnitt der Walze in die Flüssigkeit 904 in dem Flüssigkeitsgefäß 903 eintaucht Die flexible Walze ist aus einer Kernwalze 916, einem elastischen Schaumteil 917, das beispielsweise aus einem Polyurethanschaum besteht und einem Netz 918 zusammengesetzt, das beispielsweise aus Draht oder Kunststoff besteht und das Schaumteil 917 nach An einer

ίο Endloshülse umschließt

Die Kernwalze 916 der flexiblen Walze 914 ist derart gelagert, daß der Abschnitt des Netzes 918, der mit der Trommel 901 in Berührung steht in derselben Richtung und auch mit fast derselben Geschwindigkeit wie die

is Trommel 901 gedreht wird. In der Flüssigkeit 904 befindet sich die flexible Walze 914 mit der Quetschwalze 915 in. Druckkontakt die einen Austausch der Flüssigkeit 904 und der Tonerteilchen bewirk«, die in dem Schaumteil 917 enthalten sind. Das Schaumteil 917, die Quetschwalze 915 und das Netz 918 können aus elektrisch leitfähigen Materialien bestehen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn zumindest das Schaumteil und/oder das Netz aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht Dadurch kann ein besseres entwickeltes Bild erhalten werden, das keine Randeffekte aufweist. Wenn die flexible Walze 914 mit der Trommel 901 in Berührung k&tnmt, wird ein Teil der Flüssigkeit 904, die in dem Schaumteil 917 enthalten ist, auf die Trommeloberfläche gequetscht Dadurch ist der Entwickler 909a der Diffusionswirkung der Flüssigkeit ausgesetzt Als Ergebnis werden alle überschüssigen Tonerteilchen in der Flüssigkeit 904 verteilt, während auf der Trommeloberfläche nur solche Tonerteilchen zurückbleiben, die an dem Ladungsbildabschnitt haften.

Als Ladungsbild tragendes Teil kommt nicht nur eine ein Aufzeichnungsmaterial tragende Trommel in Frage wie sie in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben ist Ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial oder ein anderes Material, das imstande ist, elektrostatisehe Ladungsbilder zu tragen, kann ebenfalls verwendet werden. Das das Ladungsbild trügende Teil kann beliebig geformt sein, beispielsweise als Trommel, Blatt oder Bahn.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, bei dem der das Ladungsbild tragenden Oberfläche in einem ersten Schritt ein Tonerteilchen enthaltender Entwickler gleichmäßig zugeführt wird und in einem zweiten Schritt, um überschüssigen Entwickler von der Oberfläche zu entfernen, eine Flüssigkeit zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine Ausführung des ersten Schrittes derart, daß sich eine gleichmäßige, zusammenhängende, an allen Bildbereichen haftende Schicht von Tonerteilen auf der das Ladungsbild tragenden Oberfläche ausbildet, und durch eine Zuführung der Flüssigkeit beim zweiten Schritt derart, daß die Tonerteilchen aus den nichtgeladenen Bildbereichen abgetragen werden, so daß nur Tonerteilchen in bildmäßiger Verteilung auf der Oberfläche verbleiben und dadurch das Bild sichtbar wird. /

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der bei dem ersten Schritt verwendete Entwickler aus Tonerteilchen und einer Trägerflüssigkeit besteht.

3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler als Hauptvolumenbestandteil Tonerteilchen enthält

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei dem ersten Schritt verwendete Entwickler pulverförmig ist und nur aus Tonerteilchen besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt, bei dem die Tonerteilchen gleichzeitig mit oder iiach-dem ersten Schritt elektrisch aufgeladen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen nicht vorgeladen sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen vorgeladen sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine ladungssteuernde Substanz für die Tonerteilchen enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem zweiten Schritt die das elektrostatische Ladungsbild tragende Oberfläche der Wirkung eines äußeren elektrischen Feldes unterworfen wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Entwickler-Aufbringeinrichtung (207; 308; 409; 507; 607; 708; 808; 910) zur Ausbildung einer gleichmäßigen zusammenhängenden, an allen öildbereichen haftenden Schicht von Tonerteilchen (110; 206; 306; 407a; 506a; 606a; 706a; 8046; 909a; auf der das Ladungsbild tragenden Oberfläche (102; 201; 301; 401; 501; 601; 701; 801; 901), und durch eine Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung (114; 210; 318; 415; 512; 613; 713; 812; 914), mit der eine Flüssigkeit zu der das Ladungsbild und die zusammenhängende Tonerteilchenschicht tragenden Oberfläche so zuführbar ist, daß die Tonerteilchen aus den nichtgeladenen Bildbereichen abgetragen werden, so daß nur Tonerteilchen in bildmäßiger Verteilung auf der Oberfläche verbleiben.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet, daß die Entwickler-Aufbringeinrichtung (207; 308; 409; 507; 607; 708; 808; 910) und die Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung (114; 210; 318; 415; 512; 613; 713; 812; 914) ortsfest angeordnet sind, und daß die das Ladungsbild tragende Oberfläche an diesen beiden Einrichtungen nacheinander vorbeiführbar ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklwr-Aufbringeinrichtung zusätzlich eine Spannungsquelle (508; 805; 912) aufweist

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwickler-Aufbringeinrichtung eine Antragswalze (207; 507; 607; 808; 910) aufweist

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszufuhreinrichtung eine Spaltdüse (415) für eine Flüssigkeitsströmung aufweist

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung eine Spaltdüse für eine Flüssigkeitsströmung aufweist, die mit einer Flüssigkeit aufnehmenden Schaie(114;210;318;512;613;812) versehen ist die nahe der das elektrostatische Ladungsbild tragenden Oberfläche angeordnet ist

16. Vorrichtung nach Anspmch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung aus einem Drehkörper besteht, der eine Drehwelle (715; 916) und ein um die Welle herum angeordnetes, elastisches poröses Teil (716; 917) aufweist das Flüssigkeit aufnehmen kann und das ausquetschbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspmch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung aus einer zusammengesetzten, elastischen Walze besteht, die eine Kernwelle (715; 916), eine auf deren Umfang vorgesehene innere Schicht (716; 917) aus einem elastisch verfc--7mbaren porösen Material mit Flüssigkeits-Festhaltevermögen und ein die innere Schicht bedeckendes hülsenartiges Netz (717; 918) aufweist, das aus einem flexiblen Material besteht und für Flüssigkeit und Entwicklerteilchen durchlässig ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die innere Schicht oder das Netz elektrisch leitfähig ist