DE2839218A1

DE2839218A1 - Verfahren und vorrichtung fuer das entwickeln von ladungsbildern

Info

Publication number: DE2839218A1
Application number: DE19782839218
Authority: DE
Inventors: Nagao Hosono; Koichi Kinoshita; Toru Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-09-10
Filing date: 1978-09-08
Publication date: 1979-03-22
Also published as: GB2006055B; US4356245A; FR2402895A1; GB2006055A; FR2402895B1; DE2839218C2

Description

T₁EDTKE - BüHLING - KlNNE Grupe - Pellmann

1 O

IQ Dipl.-Ing. R Grupe

- 6 - Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: 0 89-53 96

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

8. September 1978 B 9195 /CFO1589-GP719

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Verfahren und Vorrichtung für das Entwickeln von Ladungsbildern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ladungsbildentwicklung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ladungsbildentwicklung für die Erzeugung eines guten sichtbaren Bilds, das an seiner bildfreien Fläche ohne Schwärzung bzw. Schleierbildung ist.

Als Verfahren zur Entwicklung eines durch unterschiedliche Arten von Ladungsbild-Ausbildungsverfahren ausgebildeten elektrostatischen Ladungsbilds sind grundsätzlich zwei Verfahren bekannt: das Trockenentwicklungsverfahren und das Naßentwicklungsverfahren.

Bei dem Trockenentwicklungsverfahren kann die Bildentwicklung nicht nur unter Verwendung eines Zweikomponenten-Entwicklers erzielt werden, der aus in einem Trägerstoff dispergierten Tonerteilchen besteht, sondern auch unter Verwendung eines Einkomponenten-Entwicklers,

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) KIo 3939 844 Pastscheck (München) Kto. 670-43-804

der nur aus Tonerteilchen besteht. Bei der Verwendung des Zweikomponenten-Entwicklers gibt es unterschiedliche Verfahren, wie beispielsweise das Magnetbürstenverfahren, bei dem Eisenpulver als Träger verwendet wird, das Kaskadenverfahren, bei dem ein Korn-Träger verwendet wird, das Pelz bürstenverfahren, bei dem eine Pelzbürste verwendet wird, usw. Auch bei der Verwendung des Einkomponenten-Entwicklers gibt es unterschiedliche Verfahren, wie beispielsweise das Pulverwolkenverfahren, bei dem Tonerteilchen in zerstäubtem Zustand verwendet werden, das Kontaktentwicklungsverfahren (das auch "Tonerentwicklung" genannt wird), bei dem zur Entwicklung die Tonerteilchen in direkte Berührung mit einer Ladungsbildfläche gebracht werden, das Magnet-Trockenverfahren, bei dem zur Entwicklung elektrisch leitender magnetischer Toner mit einer Ladungsbildfläche in Berührung gebracht wird, das tibersprung- bzw. Übertrag-Verfahren, bei dem Tonerteilchen elektrisch geladen werden und durch das elektrische Feld des Ladungsbilds zur Ladungsbildfläche hin bewegt werden, usw.

Die Entwicklungsverfahren mit Zweikomponenten-Eintwickler haben in erster Linie die Nachteile, daß wegen der Verwendung eines Entwicklers aus einer Mischung von Trägerteilchen und Tonerteilchen und einem größeren Mengenverbrauch an Tonerteilchen im Vergleich zu den Trägerteilchen sich das Mischungsverhältnis zwischen dem Toner und dem Trägerstoff beträchtlich verändert, was eine Ungleichförmigkeit der Dichte des entwickelten Bilds zur Folge hat, und daß sich die Bildqualität aufgrund einer Alterung der Trägerteilchen verringert, die bei ihrer langen Benutzungsdauer kaum verbraucht werden; ferner bestehen unterschiedliche andere Nachteile.

Andererseits besteht bei den Entwicklungsverfahren mit einem Einkomponenten-Entwickler keinerlei Gefahr hin-

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sichtlich einer Ungleichförmigkeit der Bilddichte aufgrund einer Veränderung des Mischungsverhältnisses zwischen dem Träger und dem Toner und der Beeinflussung der Bildqualität aufgrund einer Alterung des Trägers usw., wie es bei der Entwicklung mit dem Zweikomponenten-Entwickler der Fall ist.

Die vorstehend angegebene Unterteilung basiert auf den Arten des Entwicklers. Eine weitere, auf die
Entwicklungsweise begründete Art der Unterteilung ist
folgende:

Ein erstes System bzw. eine erste Betriebsart
kann "unterschiedslose Kontaktentwicklung" genannt werden, bei der der Entwickler unterschiedslos sowohl mit einem Bildbereich an der Oberfläche eines Ladungsbildträgers
(mit einem Bereich, an dem elektrostatische Ladung zur
Anziehung der Tonerteilchen vorhanden ist) als auch mit einem bildfreien Bereich des Ladungsbildträgers (mit

einem Bereich, an dem allgemein keinerlei elektrostatische Ladungen vorhanden sind und zu dem hin keine Tonerteilchen angezogen werden) in Berührung gebracht wird, wobei die Tonerteilchen nur an dem Bildbereich verbleiben. Zu den bei dieser Art der Entwicklung verwendeten Verfahren

zählen das Kaskadenverfahren, das Magnetbürstenverfahren, das Pelz.bürstenverfahren, das Pulverwolkenverfahren,
das Magnettrockenverfahren, das Kontaktverfahren usw.

Das zweite System bzw. die zweite Betriebsart
kann als "Übersprungentwicklung" bzw. "Übertragungsentwicklung" bezeichnet werden, bei der eine Schicht von
Tonerteilchen der Fläche des Ladungsbildträgers unter
einem kleinen Zwischenabstand so gegenübergesetzt wird, daß die Tonerteilchen von der Tonerteilchen-Schicht her zur Oberfläche des Ladungsbildträgers hin bewegt bzw. über-

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tragen werden können. Dieses System ist beispielsweise in der US-PS 2 839 400 oder 3 232 190 beschrieben.

Bei dem zuerst angeführten System der unterschiedslosen Kontaktentwicklung kann die sog. Schleier- oder Schwärzungserscheinung nicht vermieden werden, bei der die Tonerteilchen an deTi bildfreien Bereich der Fläche des Ladungsbildträgers haften bleiben. Andererseits ist bei dem als zweites genannten Übertragsentwicklungs-System bekannt, daß das Auftreten der Schwärzungserscheinung zu einem wesentlichen Ausmaß vermeidbar ist. Trotz dieses Umstands wurde das Übertragsentwicklungssystem bisher nicht in der Praxis angewendet, im Gegensatz zum erstgenannten System, das bei unterschiedlichen bei den Produktionsgeräten>und Aufzeichnungsgeräten praktisch angewendet wurde. Der Grund für die in der Praxis nicht vorgenommene Verwendung des tibertragentwicklungssystems ist auf die

diesem System anhaftenden folgenden Probleme zurückzuführen:

(1) Das gleichförmige Auftragen des Toners ist schwierig: Obgleich im voraus an ein Tonerauflage-Blattelement ein elektrisches Feld angelegt wird, damit der Toner an dem Element anhaftet, ist eine gleichmäßige Haftung der Tonerteilchen schwierig zu erzielen. Nimmt man eine bekannte starre Rakel als Beispiel für ein Verfahren zur gleichmäßigen Auftragung des Toners, so ist es schwierig, im Unterschied zu einem flüssigen Material die Tonerteilchen gleichförmig und dünn aufzutragen, so daß daher leicht Unregelmäßigkeiten bei der Tonerauftragung auftreten. Da diese Unregelmäßigkeiten bei der Tonerauftragung durch die Entwicklung direkt wiedergegeben werden, ist das Auftragen mit einer starren Rakel nicht für die BildrepiDoduktion in der Praxis geeignet. Als Maßnahmen zur Verbesserung dieses Auftragens mit einer starren Rakel kann ein Verfahren in Betracht gezogen werden, bei dem

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die Oberfläche des Tonerauflage-Blattelements aus Tuch, Papier oder dergleichen besteht, so daß die Tonerteilchen in die Poren eines solchen Tuch- oder Papiermaterials eingefüllt werden können, obgleich es schwierig ist, die Herstellung von wesentlich feineren Tonerteilchen zu erwarten, als es der Rauhigkeit der Textilfasern bzw. Fäden entspricht, die das Tuch- bzw. Papiermaterial bilden, und eine gleichförmige Tonerauftragung herbeizuführen. Andererseits wird bei dem Verfahren, bei dem mittels des Kaskadenentwicklungsverfahren der Toner im voraus auf ein blattförmiges Tonerauflageelement aufgebracht wird, das Gerät als ganzes unvermeidbar größer, was gleichfalls nicht praktisch ist.

(2) Die gleichförmige Tonerablösung von dem Tonerauflageelement ist schwierig: Wenn die auf das Tonerauflageelement aufgebrachte Tonerschiöht dem Ladungsbild gegenübersteht, wird es erforderlich, den Toner gleichmäßig abzulösen und auf die Bildfläche zu übertragen. Falls diese Übertragung nicht gleichförmig erfolgt, kann keine gleichförmige Entwicklung bewerkstelligt werden. Eine derartige gleichförmige Tonerablösung hängt von den Oberflächeneigenschaften des Blatts für die Auflage des Toners ab und wird auch sowohl von dem Zustand, in dem der Toner auf das Toneraufauflageelement aufgetragen ist, als auch die bezeichnenden Eigenschaften des Toners selbst beeinträchtigt. Bisher gab es kein Tonerauflageelement, mit dem praktische Werte erzielbar gewesen wären.

(3) Die Bildauflösung ist gering: Bei dem bekannten Übertragsentwicklungsverfahren wird ein Verfahren zur elektrostatischen Anhaftung des Toners an dem Tonerauflageelement verwendet, für das selbst bei Ausbildung einer verhältnismäßig dünnen Tonerschicht auf dem Tonerauflage-

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element hinsichtlich der Tonerteilchen anzunehmen ist, daß sie sich aufgrund der einander gegenseitig abstoßenden elektrischen Ladung, die an den Tonerteilchen sitzt, von der Oberfläche des Tonerauflageelements lösen und zur Oberfläche des Ladungsbilds fliegen, wenn der Abstand zwischen der Tonerschicht und der Ladungsbildfläche zu 3 mm oder dergleichen wird. Bei einem derartig weitem Abstand wird jedoch die Zeit zum Ablösen der Tonerteilchen von der Oberfläche des Tonerauflageelements und für ihre Bewegung zur Oberfläche des Ladungsbilds zu lang. Darüber hinaus kann der Toner durch eine durch den Zwischenraum strömende Luftströmung, sein Eigengewicht oder Vibrationen der Ladungsbildfläche und des Tonerauflageelements während des Flugs beeinflußt werden. Folglich besteht bei dem entwickelten Bild leicht die Tendenz einer Verzerrung.

Weiterhin erreicht das elektrische Feld des Ladungsbilds an schmalen Linien und Buchstaben bzw. Zeichen nicht mit Wiedergabetreue die Oberfläche des Tonerauflageelements, was eine Verschmälerung derartiger schmaler Linien und Zeichen ergibt bzw. die Tonerteilchen nicht übertragen werden, so daß die Bildauflösung beträchtlich geringer wird.

Hinsichtlich der den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen anhaftenden vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Probleme ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei welchen diese Nachteile nicht auftreten.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildentwicklung zu schaffen, bei der ein gutes schwärzungsfreies entwickeltes Bild herstellbar ist.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Verfahren

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und eine Vorrichtung zur Bildentwicklung geschaffen werden, bei der ein entwickeltes Bild ohne Schleierschwärzung und mit hoher Schärfe des ausgebildeten Bilds herstellbar ist.

Ferner soll erfindungsgemäß eine Entwicklungsvorrichtung geschaffen werden, die klein bemessen ist und eine sichere brauchbare Bildentwicklung zuläßt.

Demgemäß wird mit der Erfindung ein Bildentwicklungsverfahren angegeben, bei dem für die Entwicklung eines Bilds an einem an einem Ladungsbildträger sitzenden Ladungsbild durch Zufuhr von Tonerteilchen eine Schicht aus den Tonerteilchen auf einem Tonerauflageelement gebildet wird, wonach das Tonerauflageelement mit der Tonerteilchenschicht und der Ladungsbildträger mit dem Ladungsbild an seiner Oberfläche einander gegenseitig näher gebracht werden und diese beiden Elemente in einem Abstand gehalten werden, bei dem die Fläche eines bildfreien Bereichs des Ladungsbildträgers nicht mit der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement in Berührung kommt, während die Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht mit der Oberfläche eines Bildbereichs des Ladungsbildträgers in Berührung ist, wodurch das Ladungsbild an dem Ladungsbildträger entwickelt wird.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Bildentwicklungsverfahren angegeben, bei dem der Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement und der Oberfläche des Ladungsbildträgers zum Zehnfachen oder weniger als dem Zehnfachen der Stärke bzw. Dicke der Tonerteilchen-Schicht gemacht wird.

Ferner wird mit der Erfindung ein Bildentwicklungsverfahren angegeben, bei dem der Abstand zwischen der Ober-

fläche der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement und der Oberfläche des Ladungsbildträgers zu einem Fünftel oder größer als ein Fünftel der Dicke der Tonerteilchen-Schicht gemacht wird, um damit eine besonders günstige Entwicklung zu erzielen.

Es ist anzumerken, daß sowohl der Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht und der Oberfläche des Ladungsbildträgers als auch die Dicke der Tonerteilchen-Schicht auf der Basis eines Zustands als Bezug festgelegt werden, bei welchem das Ladungsbild an der Oberfläche des Ladungsbildträgers in keiner Weise beeinträchtigt bzw. beeinflußt wird.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips des Verfahrens bzw. der Vorrichtung, wobei die Fig. 1 einen Ladungsbildträger an dessen bildfreiem Bereich zeigt, während die Fig. 2 den Ladungsbildträger an einem Bildbereich desselben zeigt.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Bilddichte und Tonerschicht-Dicke.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Zustands bei der Bildentwicklung, wobei an dem Bild ein schmaler bildfreier Bereich vorliegt. 30

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Zustands eines elektrischen Felds an dem Endteil eines Ladungsbilds an dem Ladungsbildträger.

Fig. 6 ist eine teilweise vergrößerte Schnittan-

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sieht zur Erläuterung einer tatsächlich ausgeführten Entwicklungsvorrichtung für das Bildentwicklungsverfahren.

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines Reproduktionsgeräts, bei dem die Entwicklungsvorrichtung verwendet ist.

Fig. 8 bis 12 sind erläuterte Ansichten abgewandelter Ausführungsbeispiele der Entwicklungsvorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 ein Ladungsbildträgerelement bzw. einen Ladungsbildträger, der mit einer isolierenden Trägerplatte 2 und einer auf die Hinterfläche der Trägerplatte 2 aufgelegten Elektrode 3 aufgebaut ist, während seine vordere Fläche I₁ das Ladungsbild trägt. Als Ladungsbildträger kann ein isolierendes Element oder ein photoempfindliches Element mit einer photoempindlichen Schicht auf demselben oder auch ein anderes Element verwendet werden.

4 bezeichnet eine Schicht aus Tonerteilchen, die an einem Tonerträger- bzw. Tonerauflageelement 5 befördert werden. Diese Tonerteilchenschicht wird nahe an den vorstehend beschriebenen Ladungsbildträger 1 herangebracht.

Die Tonerteilchen-Schicht an diesem Tonerauflageelement 5 ist ein sog. Einkomponenten-Entwickler, in dem keinerlei Komponenten wie Trägerstoffe usw. enthalten sind. Wie später beschrieben wird, kann entweder elektrisch leitender oder isolierender Toner verwendet werden. Hinsichtlich der Entwicklungssteuereigenschaften oder der Transportierbarkeit ist für das Bildentwicklungsverfahren besonders ein magnetischer Toner vorzuziehen. Demgemäß wird bei den folgenden Erläuterungen der Ausführungsbeispiele der magnetische Toner als Beispiel herangezogen.

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Zum Halten der Tonerteilchen-Schieht an dem Tonerauflageelement 5 kann die Wirkung der Schwerkraft, die elektrostatische Kraft, die Magnetkraft usw. verwendet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Tonerteilchen- bzw. Tonerauflageelement 5 aus einer nichtmagnetischen Metallplatte 5 * —1 und einem Magnetpol (N) 5'-2 gebildet, der an der Rückfläche des Metallplatte 5 * —1 angeordnet ist.

wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, werden durch die Wirkung des Magnetfelds die Tonerteilchen in Richtung des Magnetfelds ausgerichtet. Die Ketten der auf diese Weise durch das Magnetfeld ausgerichteten Tonerteilchen sind in der Nähe des Magnetpols stark aufgerichtet, wie aufrechtstehende Ähren in einem Getreidefeld. In der Fig. 1 ist ein Zustand gezeigt, bei dem kein Ladungsbild an dem Ladungsbildträger 1 vorhanden ist, so daß eine bildfreie Fläche 6 einer Oberfläche 4. der Tonerteilchen-Schicht 4 an den Spitzen der aufgerichteten "Ähren" bzw. Ketten der Tonerteilchen gegenübersteht. Andererseits sind die durch die Spitzen der Tonerteilchenketten gebildete Oberfläche 4₁ der Tonerteilchen-Schicht und die Oberfläche des bildfreien Bereichs des Ladungsbildträgers 1 gegenseitig außer Berührung angeordnet, und zwar mit einem Abstand b dazwischen. Durch dieses Außerberührunghalten der bildfreien Fläche 6 und der Tonerschicht-Oberfläche 4^ ist es möglich, das Auftreten einer Schleierbildung bzw. Schwärzung an der bildfreien Fläche 6 zu vermeiden.

Die Fig. 2 zeigt einen Zustand, bei dem ein Bildbereich 7 an dem Ladungsbildträger 1 zu entwickeln ist. Gemäß dieser Darstellung ist die der Bildoberfläche gegenüberstehende Tonerteilchenschicht durch die Einwirkung des elektrischen Felds aufgrund des Ladungsbilds an der Bildoberfläche in seiner Dicke bzw. Stärke in Richtung des

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elektrischen Felds vergrößert und hebt sich zu der Bildoberfläche hin bzw. wächst an, wobei die Tonerteilchen-Ketten nach oben ragen (diese Erscheinung wird nachstehend als "Toneraufrichtungserscheinung" bezeichnet).

Zuvor wird zwischen der Oberfläche 1.. des Ladungsbildträgers 1 und der Oberfläche des Tonerauflageelements 5 ein Abstand D so eingestellt, daß die Spitzen der Tonerteilchen-Ketten die Bildfläche an dem Ladungsbildträger berühren können.
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Da gemäß der vorstehenden Beschreibung an dem Bildbereich die Toneraufrichtungserscheinung auftritt und die Spitzen der Tonerteilchen-Ketten im angewachsenen bzw. aufgerichteten Zustand in direkte Berührung mit der Oberfläche des Bildbereichs gebracht werden, besteht keinerlei Gefahr einer Unstabilität bei der Bewegung der Tonerteilchen insofern, als wie im Falle der herkömmlichen Übersprung- bzw. Übertragentwicklung, bei der die Entwicklung durch Überspringen der Tonerteilchen bewerkstelligt wird, die Tonerteilchen während ihres Flugs aufgrund von Luftströmungen von ihrem Kurs abkommen und aufgrund von Schwingungen die Auftreffpunkte der Tonerteilchen verschoben werden bzw. Verzerrungen unterliegen. Folglich kann jede Möglichkeit einer Verschlechterung der BiIdqualität aufgrund einer unstabilität bei der Tonerteilchenbewegung vollkommen vermieden werden. Da darüber hinaus die Tonerteilchen-Schicht gemäß der vorangehenden Beschreibung den bildfreien Bereich nicht berührt, tritt keine Schwärzungs- bzw. Schleierbildungserscheinung an dem bildfreien Bereich auf, was es ermöglicht, im Vergleich zu einem durch das herkömmliche Kontaktentwicklungsverfahren mit unterschiedsloser Berührung erzielten Bild ein außerordentlich klares bzw. deutliches Bild zu erzeugen.

Bei den vorstehend beschriebenen Zeichnungsfiguren

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zur Erläuterung des Prinzips des Bildentwicklungsverfahrens wird zum Zurückhalten der Tonerteilchen an dem Tonerteilchenbzw. Tonerauflageelement als ein Beispiel die Magnetkraft angeführt, obgleich gemäß den vorstehenden Ausführungen oder einer speziellen Beschreibung von tatsächlichen Ausführungsbeispielen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung auch unterschiedliche andere Maßnahmen angewandt werden können. In jedem Fall tritt die Toneraufrichtung auf, obgleich sich das Ausmaß dieser Toneraufrichtung in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Tonerteilchen und anderen Bedingungen verändern kann. Im besonderen ist im Hinblick auf die Eigenschaften des elektrostatisch =zu steuernden Toners eine elektrostatische Auflagerung der Tonerteilchen sehr wirkungsvoll.

Zur wirkungsvollen Nutzung der "Toneraufrichtung" im Falle gewöhnlicher Tonerteilchen ist es notwendig, den Abstand b zwischen der Oberfläche I₁ des Ladungsbildträgers 1 und der Oberfläche 4.. der Tonerteilchenschicht 4 so zu wählen, daß sie das Zehnfache oder weniger als das Zehnfache der Dicke a der Tonerteilchen-Schicht beträgt.

Insbesondere wenn die Tonerteilchen durch die vorstehend angeführte Magnetkraft gehalten werden, unterstützt die Wirkung des Magnetfelds die Toneraufrichtung aufgrund des elektrischen Felds des Ladungsbilds, so daß eine sehr zufriedenstellen Toneraufrichtung erzielt werden kann.
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Die graphische Darstellung in Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Bilddichte und der Dicke der Tönerschicht bzw. Tonerteilchen-Schicht. Dieser Dichte/ Schichtdicke-Zusammenhang ist bei einer Tonerschicht mit einer Dicke im Bereich von 4 bis 10 um für gewöhnliche An-

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wendung verwendbar. Wie aus dieser graphischen Darstellung ersichtlich ist, wird die Dichte des entwickelten Bilds durch Änderungen der Tonerdicke bis zu 30 μπι oder nahe davon beträchtlich beeinflußt, während bei einer Tonerschicht-Dicke von 30 μπι und darüber bei der Dichte eine Tendenz zur Sättigung besteht.

Dementsprechend ist es unvermeidbar, die Tonerschicht zum Einhalten einer gleichförmigen Verteilung der Bilddichte zu steuern bzw. einzuregeln, wenn die Tonerschicht-Dicke unterhalb 30 μΐη liegt, bei der die Bilddichte unstabil bzw. ungleichmäßig ist. Mit einer Tonerschicht-Dicke von über 30 μΐη kann jedoch auf einfache Weise eine zufriedenstellende Bilddichte erzielt werden.

Bei einer Tonerschicht mit einer Dicke von 100 μΐη und darüber bestehen nicht länger Probleme hinsichtlich der Bilddichte, da die Bilddichte im wesentlichen schon den Sättigungszustand erreicht hat. Dementsprechend kann zum Einstellen des Abstands zwischen der Oberfläche des Ladungsbildträgers und der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht die Dicke der Tonerteilchen-Schicht in dem vorstehend genannten Bereich beliebig gewählt werden. Da andererseits eine derart gesteigerte Dicke der Tonerschicht unvermeidbar die Tonernachführ- bzw. -nachfüllmenge erhöht, ist es vorzuziehen, im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und die Vereinfachung im Betrieb eine Tonerschicht bzw. Tonerteilchen-Schicht mit 100 μπι oder weniger zu verwenden.

Bei der vorstehend beschriebenen Reproduktion wurde festgestellt, daß bei der Entwicklung von schmalen Linien oder Bildern mit schmalen bildfreien Bereichen, die von starken Linien umgeben sind, wie beispielsweise sehr feinen Buchstaben, Zeichen oder Zeichnungen mit sehr feinem Bildmuster diese feinen Bildbereiche vom Toner

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abgedeckt werden, so daß sie verzerrt bzw. verformt werden. Diese Erscheinung wurde durch das nachstehende Verfahren behoben:

Die schematische Darstellung in Fig. 4 erläutert einen Zustand, bei dem ein Bild bzw. Bildbereich 7 mit einem schmalen bildfreien Bereich 6' an dem Ladungsbildträger 1 zu entwickeln ist. Es ist ersichtlich, daß an einem bildfreien Bereich 6 mit einer größeren Fläche an der Oberfläche 1- des Ladungsbildträgers 1 die Tonerteilchen-Schicht 4 und die Oberfläche 1₁ des Ladungsbildträgers 1 außer Berührung gehalten sind. An dem Bildbereich ist jedoch aufgrund der vorangehend beschriebenen Toneraufrichtungserscheinung die Stärke der Tonerteilchen-Schicht plötzlich gesteigert, so daß bei einem kleinen Abstand zwischen der verstärkten Tonerfläche bzw. angehobenen Tonerfläche 4' und der Oberfläche des Ladungsbildträgers 1 die Tonerteilchen-Schicht die Oberfläche des Ladungsbildträgers 1 erreicht und sie direkt berührt, während bei einem großen Abstand die Tonerteilchen zur Oberfläche des Ladungsbilds hin fliegen. Bei genauerer Beobachtung des Zustands an den feinen Bildbereichen bzw. bildfreien Bereichen ist ferner zu sehen, daß die Dicke der Tonerteilchen-Schicht auch zu dem schmalen bildfreien Bereich 6¹ zwischen einander gegenseitig angenäherten Bildbereichen 7, 7 hin gesteigert ist. Es ist ferner erkennbar, daß bei einem geringen Abstand zwischen dem Tonerauflageelement und dem Ladungsbildträger eine Berührung des Toners mit diesem bildfreien Bereich an der Oberfläche des Ladungsbildträgers auftritt und selbst bei einem größeren Abstand eine Überfliegen des Toners stattfindet.

Es wurde festgestellt, daß diese Erscheinung auf dem Umstand beruht, daß die Tonerteilchen in dem schmalen bildfreien Bereich 6¹ zwischen den Ladungsbildbereichen,

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an denen sie zur Steigerung der Dicke an diesen Teilen der Tonerschicht angezogen wurden, sich unvermeidbar trotz des schwachen elektrischen Felds aufrichten, da das auf dem Ladungsbild bzw. Ladungsbildbereich 7 beruhende elektrische Feld eine Sektorform zum elektrisch leitenden Teil des Tonerauflageelements 5 hin annimmt. Obgleich das Ausmaß dieses Aufrichtens nicht ausreichend deutlich ist, da die auftretende Erscheinung äußerst geringfügig ist, wurde ein Zusammenhang der Erscheinung mit dem Vergrößerungsausmaß der Tonerteilchen-Schicht festgestellt, wobei das Vergrößerungsverhältnis annähernd 1/3 der Dicke der Tonerteilchen-Schicht an den bildfreien Formungsbereichen und gewöhnlich unterhalb 1/5 oder darunter liegt. Wenn daher der Abstand b zwischen der Oberfläche 4.. der Tonerteilchen-Schicht 4 und der Oberfläche 1.. des Ladungsbildträgers 1 oberhalb eines Fünftels der Tonerschicht-Dicke gehalten wird, während sich die Dicke der Tonerschicht im Bereich von 30 bis 100 μΐη ändert, kann durch Einhalten des vorangehend angegebenen Verhältnisses in bezug auf eine Veränderung der Dicke der Tonerschicht eine Verformung von feinen Bildbereichen beträchtlich verbessert werden.

Mit dem Bildentwicklungsverfahren ist es ferner möglich, durch geeignetes Wählen der Entwicklungsbedingungen eine Bildreproduktion mit höherer Bildschärfe zu erzielen. Das heißt, eine derartige Bildschärfe kann als Ergebnis einer Klarstellung einer Entwicklungsausfallerscheinung am Umfangsteil des Bilds erzielt werden, welche bei der bekannten überspring-Entwicklung eine Bild-Unbestimmtheit an dem Umfangsteil desselben verursachen. Es wird nämlich ein gegenseitiger Zusammenhang zwischen einer Breite d des nicht entwickelten Bereichs und einem Abstand D zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht und der Oberfläche des zu entwickelnden Bilds ausgenutzt, der die Ursache für diese Entwicklungs-

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ausfallerscheinung ist, was nachstehend in Einzelheiten erläutert wird.

Die schematische Darstellung in Fig. 5 dient zur Erläuterung des Zustands des elektrischen Felds an einem Randbereich des Ladungsbilds an dem Ladungsbildträger. Es wurde festgestellt, daß die Form dieses elektrischen Felds einen engen Zusammenhang mit dem Entwicklungsausfall an den Randbereichen des Bilds hat.

Das heißt, das elektrische Feld am Randbereich des Bilds ist zu einem Teil zu der Elektrode 3 an der der Vorderfläche 1.. entgegengesetzten Rückseite des Ladungsbildträgers 1 gerichtet, woraufhin das zum Anziehen des Toners wirkende elektrische Feld, d.h. das zu dem elektrisch leitenden Teil des Tonerauflageelements 5 gerichtete elektrische Feld von einer Stelle austritt, die geringfügig an der Innenseite des Randbereichs des Bilds liegt. Dieser geringe Abstand ist in der Figur mit d bezeichnet. Es wurde festgestellt, daß aufgrund dieses Abstands d der Bereich, an dem der Toner angezogen wird und an der Oberfläche des Ladungsbildträgers haftet, um den Abstand d innerhalb des Randbereichs liegt, was die Ursache für die Entwicklungsausfallerscheinung an dem Randbereich des Bilds bildet. Der theoretische Wert des Abstands d steht mit dem Abstand d zwischen der Oberfläche des Ladungsbildträgers und der Oberfläche des elektrisch leitenden Teils (Entwicklungselektrode) des Tonerauflageelements in Zusammenhang, wobei annähernd das Verhältnis d -ä*d/5 gilt (unter der Voraussetzung, daß der bildfreie Bereich das Potential Null hat und sowohl der Bildbereich als auch der biüidfreie Bereich sich in jeder Richtung im Zuge einer geraden Linie senkrecht zur Oberfläche bzw. in der Oberfläche des Ladungsbildträgers erstrecken). Tatsächlich wurde jedoch das Verhältnis zu di»D/10 ermittelt, was anscheinend auf die Flugeigenschaften des Toners und andere damit zusammenhängende Faktoren

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zurückzuführen ist.

Wenn andererseits der schmälste Bereich des Ladungsbilds wie beispielsweise an Buchstaben, BiIdmustern, Symbolen usw., die an der Oberfläche des Ladungsbildträgers ausgebildet sind (wie beispielsweise ein Teilbereich einer derartigen dünnen Linie), eine Bildbreite c hat und diese Breite ausreichend schmal reproduziert wird, kann ein sehr deutliches bzw. klares und scharfes Bild erzielt werden. Natürlich kann nicht nur der kleinste bzw. schmälste Bereich des Bilds, sondern auch der Umfang des Bilds als Ganzes sehr genau bzw. scharf gemacht werden, so daß sich die vorstehend beschriebene Wirkung zeigt. Als Bedingung für diesen Zweck ist der folgende Zusammenhang ermittelbar: c — 2d_>0. Demgemäß ist die Grenzbedingung, bei der ein Bild mit einer Bildbreite c reproduzierbar ist oder nicht, im wesentlichen durch c = 2d gegeben, so daß dabei der Abstand D zu D.-äMO d (= 5c) ermittelt werden kann. Das heißt, die vorangehend genannte Ungleichung kann auch als c> D/5 (ä; 2d) dargestellt werden, woraus ersichtlich ist, daß der Abstand D gleich 5c oder kleiner gemacht werden sollte, um die Bildbreite c zu reproduzieren. Wenn der Abstand D groß gemacht wird, wird dementsprechend die reproduzierbare Bildbreite c groß.

Ein zusätzliches Beispiel liegt darin, daß die zum Drucken usw. notwendige Bildauflösung gewöhnlich zumindest 5 Linien/mm oder dergleichen ist und daß die Stärke der dünnen Linien des zu reproduzierenden Bilds ungefähr 100 μπι ist. Zum Einhalten einer derartigen Auflösung ist daher die Bedingung D< 500 μΐη (d<50 μπι) einzuhalten. Die Einstellung bzw. Wahl der Bildbreite ist bei einer geeigneten Lage des Abstands mit 500 μπι oder weniger, d.h. bei einer durch D₁ = 5(C -C₁) dargestellten Lage bzw. Einstellung bestimmt, da in diesem Fall

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ein Unterschied zwischen einer zu reproduzierenden Bildbreite C₁ und der Bildbreite C_n des Ladungsbilds, nämlich (Cq-C. ) als Breite des nicht entwickelten Umfangsabschnitts gewählt ist. Dabei ist anzumerken, daß in der Darstellung in Fig. 5 die Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht 4 im wesentlichen eben dargestellt ist, wobei die Schichtdicke a dieser ebenen Fläche als Bezug genommen ist, während die Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht und die Oberfläche des Ladungsbildträgers mit einem gegenseitigen Abstand D angeordnet sind. Diese Darstellung unterscheidet sich von einem Zustand, bei dem ein Ladungsbild vorliegt. Die Darstellung dient zur besseren Verdeutlichung der Schichtdicke, des Abstands usw.

Die Fig. 6 zeigt eine tatsächliche Entwicklungsvorrichtung zur praktischen Anwendung des Bildentwicklungsverfahrens. Der Ladungsbildträger 1 kann auf die übliche Weise ein Isoliermaterial haben, auf dem ein Ladungsbild hinreichend festgehalten wird, wie beispielsweise das Material "Mylar" (Warenzeichen eines von E.I. du Pont de Nemour & Co., USA, hergestellten und vertriebenen Polyesterfilms) oder dergleichen. Der Ladungsbildträger kann auch aus anorganischen photoempfindlichen Materialien wie ZnO, CdS, CdSe, Se und dergleichen, organischen photoempfindlichen Material wie Polyvinyl-Carbazol und dergleichen oder diesen anorganischen oder organischen photoempfindlichen Materialien mit einer darauf angebrachten durchsichtigen Isolierschicht hergestellt sein, um dadurch die Ausbildung des Ladungsbilds direkt an der Oberfläche des Bildträgermaterials zu ermöglichen.

Der Ladungsbildträger 1 ist zur Ausbildung eines Ladungsbilds an ihm mit der vorangehend genannten photoempfindlichen Schicht oder der photoempfindlichen Schicht 2 mit der durchsichtigen Isolierschicht an ihrer Ober-

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fläche versehen, während an die Rückfläche der photoempfindlichen Schicht die Elektrode 3 eng angehaftet ist, so daß das Ladungsbild an der der Rückfläche gegenüberliegenden Oberfläche I₁ gehalten werden kann. Es ist

natürlich möglich, in Abhängigkeit von dem für den Ladungsbildträger 1 gewählten Material das Ladungsbild durch ein bekanntes elektrophotographisches Verfahren auf dem Ladungsbildträger auszubilden oder das Ladungsbild an einer anderen Stelle auszubilden und dann auf den Ladungsbildträger zu übertragen. 4 bezeichnet die zur Entwicklung dienende Tonerteilchen-Schicht, die an dem Tonerauflageelement 5 festgehalten ist.

Zum Erreichen des Zwecks des Bildentwicklungs-Verfahrens bzw. der Bildentwicklungsvorrichtung muß das Tonerauflageelement 5 so aufgebaut sein, daß an ihm der Toner festgehalten wird. Das Tonerauflageelement kann die Tonerteilchen an seiner Oberfläche durch Ausübung elektrostatischer Kraft, magnetischer Kraft, Haftungs- bzw. Klebekraft oder dergleichen festhalten. Im einzelnen werden beispielsweise dem Toner magnetische Eigenschaften erteilt und die Tonerteilchenschicht 4 aus diesem magnetischen Toner wird zugleich mit der Drehung eines Zylinders aus nicht-magnetischem Metall bewegt, innerhalb dessen eine Magnetwalze angebracht ist.

Der Zylinder aus nicht-magnetischem Metall kann beispielsweise aus Aluminium bestehen, während seine Oberflächen-Magnetflußdichte der Magnetwalze im Bereich von 600 bis 1300 Gauss liegen kann. Die Oberfläche des als Tonerauflageelement dienenden Metallzylinders kann entweder direkt oder über eine Isolierschicht, eine Halbleiterschicht oder dergleichen indirekt mit dem Toner in Berührung gebracht werden. Es ist jedoch wichtig, daß das Tonerauflageelement mindestens ein elektrisch

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leitendes Element wie den Metallzylinder hat, da dieses elektrisch leitende Element als Entwicklungselektrode zum Sicherstellen einer zufriedenstellenden Bildausbildung wirkt. Das Tonerauflageelement 5 mit der an seiner Oberfläche festgehaltenen Tonerteilchen-Schicht 4 und der Ladungsbildträger 1 werden einander an der Entwicklungsstelle bzw. -station so gegenübergesetzt, daß ein vorbestimmter Abstand D zwischen der Oberfläche der elektrisch leitenden Elektrode des Tonerauflageelements und der Oberfläche des Ladungsbildträgers 1 eingehalten ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel der Verwendung des Metallzylinders entspricht ersichtlich der Abstand zwischen der Zylinderoberfläche und der Oberfläche des Ladungsbildträgers dem vorstehend genannten Abstand D. Der Mechanismus zur Lagerung der Trommeloberfläche und der Oberfläche des Ladungsbildträgers in Gegen-, überstellung zueinander kann irgendeine bekannte Einrichtung sein- Es ist natürlich möglich, in Abhängigkeit von Erfordernissen für das mittels der Vorrichtung zu reproduzier.eridö Bild den Lagermechanismus fest oder bewegbar zu machen-. Zum festen Beibehalten des Abstands zwischen den Elementen kann beispielsweise eine Walze verwendet werden, die mit dem Tonerauflageelement in der Weise in Eingriff steht, daß sie die Oberfläche des Ladungsbildträgers oder deren Hinterflächen-Elektrode berührt, sowie einer Andruckfeder, die während der Drehung der Walze auftretende Vibrationen abfängt, um damit eine ständige Berührung zwischen der Walze und dem Ladungsbildträger beizubehalten.

■ Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung ist so aufgebaut, daß eine (durch strichpunktierte Linien dargestellte) Abstandshaltewalze S vorgesehen ist, die koaxial mit der als Tonerauflageelement dienenden Zylinderwalze dreht und mit dem Endbereich der Oberfläche des Ladungsbildträgers in Berührung steht.

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Für einen veränderbaren Abstand wird das Tonerauflageelement an einem bewegbaren Tisch gelagert und dieser bewegbare Tisch auf den gewünschten Abstand eingestellt.
5

Wenn gemäß der vorstehenden Beschreibung das Tonerauflageelement 5 und der Ladungsbildträger 1, die beide drehen, an der Entwicklungsstation eintreffen, wobei zwischen ihnen ein derartiger Abstand beibehalten wird, daß die Oberfläche I₁ des Ladungsbildträgers außer Berührung zur Oberfläche 4₁ der Tonerteilchenschicht steht, wird natürlich der bildfreie Bereich 6 nicht entwickelt, während an dem vorangehend genannten Bildbereich 7 die Tonerteilchen aufgerichtet werden und die Entwicklung herbeiführen. Eine Tonerschicht-rDickeneinstellvorrichtung 8, bei der eine federnde Klinge bzw. Rakel zum Aufbringen der Tonerschicht auf das Tonerauflageelement mit einer vorbestimmten Dicke verwendet wird, ist unterhalb eines Tonerzuführtrichters 9 angebracht, der mit einer geeigneten Menge an Nachfülltoner 10 gefüllt ist.

Als Tonerschicht-Dickeneinstellvorrichtung zum Gleichförmighalten der Tonerschicht kann beispielsweise neben der vorstehend genannten federnden Gummi-Rakel eine starre Rakel, die eine bestimmte Abstandsbreite zur Tonerauflagefläche einhält, eine starre Walze oder eine gerändelte Walze verwendet werden. Jede dieser Dickeneinstellvorrichtungen ermöglicht entsprechend ihren Eigenschaften unterschiedliche Bedingungen für eine wirkungsvolle Funktion. Im folgenden werden weitere Einzelheiten für den Fall der Verwendung der vorstehend genannten federnden Gummi-Rakel als praktisches Beispiel bei der Vorrichtung beschrieben.

Zum Bilden der vorbestimmten Dicke der Tonerschicht wird ein Gummimaterial bzw. Kautschukmaterial mit

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der Härte 70 oder darunter verwendet. Die aus diesem Gummimaterial bestehende federnde Rakel wird an die als Tonerauflageelement 5 dienende Trommeloberfläche bezüglich der Längsrichtung derselben mit einem Andruck von 0,4 bis 40 g/cm² in Andruckberührung gebracht, wodurch eine den praktischen Erfordernissen im wesentlichen entsprechende Tonerschicht-Dicke eingehalten werden kann. Bei Verwendung von beispielsweise Urethan-Kautschuk oder Silikon-Kautschuk und Andruckberührung der Rakel aus diesem Kautschukmaterial mit der Trommeloberfläche bei einem Druck von 8 g/cm² oder dergleichen kann eine gleichförmige Dicke der Tonerschicht von 50 μΐη oder ungefähr 50 μπι herbeigeführt werden. Ferner ist nicht nur eine Regelung der Tonerschicht-Dicke, sondern auch die Wahl eines Materials außerordentlich wirkungsvoll, mit dem dem Toner eine gewünschte Ladungspolarität erteilt werden kann. Wenn beispielsweise zur positiven Ladung des aus Polystyrol, Magnetit und Kohle usw. zusammengesetzten Toners Äthylen-Propylen-Kautschuk, fluorisierter Kautschuk, Naturkautschuk, Polychlorbutadien, Polyisopren oder Nitril-Kautschuk gewählt wird oder zur negativen Ladung des Toners Silikon-Kautschuk, Polyurethan-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und dergleichen gewählt wird, verbessert sich die Reibungsladewirkung an dem Toner, obgleich sich die Wirkung in Abhängigkeit von dem Tonermaterial ändert.

Wenn ferner ein geeignet gewählter elektrisch leitender Kautschuk als Reibungsladekörper verwendet wird, kann eine übermäßige Reibungsladung des Toners verhindert werden. Dementsprechend kann eine elektrostatische Zusammenballung oder Verfestigung des Toners verhindert werden sowie auch eine wirkungsvolle Lockerung bzw. Lösung des Toners herbeigeführt werden, der sich zusammengeballt und verfestigt hat. Insbesondere wenn der Toner

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unter Verwendung des magnetischen Zylinders wie bei dem vorstehend beschriebenen konkreten Beispiel auf elektrostatische Weise festgehalten wird, ist die Wirkung der Reibungsladung weitergehend beträchtlich, wenn die Steigerung der Festhaltewirkung des Toners an der Oberfläche des Tonerauflageelements in Betracht gezogen wird. Dabei ist der zur Erzielung eines günstigen Ergebnisses verwendete magnetische Toner eine Mischung aus 50 Gew.-Teilen Polystyrol, 40 Gew.-Teilen Magnetit, 3 Gew.-Teilen eines LadungsSteuermittels bzw. Ladungsreguliermittels und 6 Gew.-Teilen Kohle, wobei die durchschnittliche Teilchengrößenverteilung im Bereich von 5 bis 10 um liegt. Zur praktischen Durchführung des Bildentwicklungsverfahrens kann nicht nur die vorstehend beschriebene Vorrichtung verwendet werden, sondern es können natürlich auch andere Arten Anwendung finden.

Im folgenden werden abgewandelte Ausführungsarten der Bildentwicklungsvorrichtung erläutert. Vor der Erläuterung dieser unterschiedlichen Ausführungsbeispiele wird anhand der Fig. 7 eine Bildausbildungseinrichtung beschrieben, bei der die Entwicklungsvorrichtung anwendbar ist.

In Fig. 7 bezeichnet 11 einen Ladungsbildträger in Zylinderform,der einen photoempfindlichen Körper mit einer drumherum aufgebrachten photoleitfähigen Schicht ist. 12 bezeichnet eine bekannte Photosensibilisierungs- und Ladevorrichtung, während 13 eine Bildlicht-Belichtungs-Vorrichtung bezeichnet, die auf den photoempfindlichen Körper Lichtstrahlen oder dergleichen projiziert, die mit einem Vorlagebild, einem Lichtbild oder einem Bildsignal moduliert sind. Mit diesen Komponenten wird auf dem photoempfindlichen Körper ein Ladungsbild ausgebildet. Als Ladungsbild-Ausbildungsverfahren können unterschiedliche

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Verfahrensarten angewandt werden. Das heißt, außer dem dargestellten Carlson-Verfahren können auch Verfahren angewendet werden, wie sie in den japanischen Patentveröffentlichungen 42-23910, 43-24748, 42-19748 oder 44-13437 beschrieben sind-usw. 14 bezeichnet die Entwicklungsvorrichtung, mit der entsprechend dem Ladungsbild an dem photoempfindlichen Körper bzw. Ladungsbildträger 11 ein sichtbares Tonerteilchen-Bild ausgebildet wird. 15 bezeichnet eine Einrichtung zur Übertragung des Tonerbilds auf ein Bildübertragungs- bzw. Bildempfangsmaterial 16. Zur Verbesserung der übertragbarkeit des Bilds wird in manchen Fällen dem sichtbaren Bild vor der Bildübertragung mittels eines Koronaentladers oder dergleichen eine elektrische Ladung erteilt. Es ist ferner möglich, das sog. elektrostatische Bildübertragungssystem anzuwenden, bei dem das Ladungsbild auf dem photoempfindlichen Element bzw. dem Ladungsbildträger 11 zunächst einmal auf einen gesonderten Ladungsbildträger übertragen wird und danach dieses Bild mittels der Entwicklungsvorrichtung 14 sichtbar gemacht wird.

17 bezeichnet eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen restlichen Toners an dem photoempfindlichen Körper bzw. Ladungsbildträger 11 nach der Bildübertragung, wobei damit der photoempfindliche Körper für die nachfolgende Verwendung vorbereitet wird.

Die Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung, bei der 18 einen Ladungsbildträger bezeichnet, der ein Ladungsbild hält und in Pfeilrichtung transportiert, während 19 einen Behälter für magnetischen Toner bezeichnet, in den über einen (nicht gezeigten) geeigneten Trichter magnetischer Toner 20 eingefüllt ist. Der für die Entwicklungsvorrichtung verwendete magnetische Toner kann elektrisch leitender oder auch isolierender Toner sein. Im Falle des Bildübertragungssystems mit Bildübertragung auf das Bildempfangsmaterial

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wird im Hinblick auf die Bildübertragbarkeit vorzugsweise der isolierende Toner verwendet.

Bei den nachfolgenden Erläuterungen wird als Beispiel der isolierende magnetische Toner herangezogen. Der magnetische Toner 20 in dem Behälter 19 wird durch Reibung mit einem nicht-magnetischen Tonerauflageelement 21 in Form eines Endlosbandes aufgeladen und auf dieses aufgebracht, wodurch eine Tonerteilchen- bzw. Tonerschicht 22 gebildet wird. Die Tonerschicht 22 läuft dann in Pfeilrichtung durch Drehung einer Transportwalze 23 um, auf die das Tonerauflageelement 21 in Form des Endlosbands aufgezogen ist- Die zu einem Entwicklungsabschnitt 24 transportierte Tonerschicht 22 wird dann durch die Magnetkraft eines fest an der Gegenseite des Tonerauflageelements 21, d.h. an einer Stelle, an der Rückseite des Tonerauflageelements 21 angebrachten Magneten 25 aufgerauht bzw. aufgerichtet und dient zur Entwicklung des Ladungsbilds. Bei der Entwicklung bewegt sich diese Tonerschicht in gleicher Richtung wie das Tonerauflageelement und ihr äußerster Schichtteil bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Ladungsbildfläche. Zur Einregelung der Dicke der Tonerschicht in ihrem aufgerichteten Zustand und zur Vermeidung einer Berührung der äußersten Schicht dieser aufgerichteten Tonerschicht mit dem bildfreien Bereich des Ladungsbilds ist eine Dickenregulierplatte oder dergleichen vorgesehen, die entsprechend dem Abstand zwischen dem Tonerauflageelement und der Ladungsbildfläche die Tonerschicht auf einer vorbestimmten Dicke hält. Auf diese Weise wird der aufgerichtete Toner an die Oberfläche des Ladungsbildträgers mit dem vorstehend genannten geringen Abstand angehalten, durch das elektrische Feld des Ladungsbilds bei Vorhandensein des Magnetfelds gleichförmig von dem Tonerauflageelement weg aufgerichtet und zur Entwicklung zur Oberfläche des Ladungsbilds übertragen. Zum Einhalten

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des kleinen Abstands ist eine frei drehbare Walze wie ein Walzen-Abstandhalter S an einem Ende oder an beiden Enden zwischen dem Magneten und dem Ladungsbildträger angeordnet, wie es durch die strichpunktierte Linie gezeigt ist. Als Material für das Tonerauflageelement ist ein solches Material gewählt, das dem Toner eine Reibungsladung mit zur Polarität der zu entwickelnden elektrostatischen Ladung entgegengesetzter Polarität erteilt; durch ein solches Material kann auf einfache Weise dem Toner die Ladung zugeführt werden.

Vorzugsweise zu wählende Zusammensetzungen und Materialien für den magnetischen Toner, das Tonerauflageelement, die Tonerschicht-Dickeeinstellplatte bzw. -regulierplatte usw. sowie auch die Oberflächen-Magnetflußdichte des Magneten usw. sind schon im vorstehenden angeführt und werden auch bei nachstehend beschriebenen vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispielen genannt.

Die Fig. 9 zeigt eine zweite Abwandlung der Entwicklungsvorrichtung, wobei die gleichen Elemente wie diejenigen in Fig. 8 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dem Toner-Behälter 19 ist ein Entwicklungsmittel 26 aus einer Mischung von magnetischem Toner und einem Eisenpulverträger enthalten. Durch eine (nicht gezeigte) Schwingeinrichtung oder durch Rühren des Toners und des Trägers wird dem isolierenden Toner durch Reibung zwischen dem Toner und einem Tonerauflageelement 27 eine triboelektrische bzw. reibungselektrische Ladung erteilt. Obgleich die Anhaftung des Toners an dem Tonerauflageelement 27 allein durch die Reibungsladung bewerkstelligt werden kann, werden vorteilhaftere Ergebnisse dann erzielt, wenn eine Vor-Ladung mittels eines Koronaentladers 28 erfolgt. Der dargestellte Koronaentlader 28 ist so ausgelegt, daß eine Wechselspannung unter

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Vorspannung bzw. Verschiebung der Ausgangsspannungs-Kurvenform verwendet wird. 30 bezeichnet einen mehrpoligen Magneten, der an der Rückseite des Tonerauflageelements 27 angebracht ist und ein auf den Toner einwirkendes Magnetfeld erzeugt. Der Magnet 30 hat Magnetpole,die eine an dem mittels des Tonerauflageelements transportierten magnetischen Toner 29 wirkende Magnetkraft hervorrufen, durch die eine Umwälzung des Toners an dem Tonerauflageelement erzielt wird und eine gleichförmige Dicke der Tonerschicht eingehalten wird. Es ist natürlich möglich, zur Regelung bzw. Einstellung der Dicke der Tonerschicht ein Plattenelement an dem Tonerauflageelement an dem Entwicklungsabschnitt anzubringen. 2 4 bezeichnet den Entwicklungsabschnitt, an dem ein kleiner Zwischenraum zwischen der Oberfläche der Tonerschicht 2 9 und der Oberfläche des vorangehend genannten Ladungsbildträgers in dem Ausmaß gebildet ist, daß die äußerste Schicht des Toners nicht den bildfreien Bereich der Oberfläche des Ladungsbildträgers berührt. Das Tonerauflageelement ist so eingestellt, daß die äußerste Schicht des Toners sich mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie die Ladungsbild-Fläche bewegt. Bei dem Entwicklungsvorgang wird beim Vorliegen des Magnetfelds aus dem Magneten 30 die Tonerschicht aufgerauht bzw. aufgerichtet, wonach dieser aufgerichtete Toner eine weitere Aufrichtung bzw. Verlängerung durch das elektrische Feld des Ladungsbilds erfährt, so daß er zur Entwicklung gleichförmig die Tonerauflagefläche verläßt und zur Ladungsbild-Fläche übertragen wird.

Bei diesem Aufbau der Entwicklungsvorrichtung wird der Zweikomponenten-Entwickler in dem Toner-Behälter 19 zum Zeitpunkt der Entwicklung getrennt, so daß bei der Entwicklung allein der magnetische Toner als Einkomponenten-Entwickler anteil hat. Die Eigenschaften dieser

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Gestaltung der Entwicklungsvorrichtung liegen darin, daß durch die vielen Pole des Magneten 30 die Magnetkraft an der Bewegungsbahn des Toners und an dem Entwicklungsabschnitt einwirkt, wobei sich der Toner unter Umlauf an dem Tonerauflageelement bewegt, wodurch eine Ungleichmäßigkeit der Tonerdicke ausgeschaltet wird. Weitere Eigenschaften liegen darin, daß das Tonerauflageelement unter Verwendung der Koronaentladung mit vorgespannter Wechselspannung geladen wird, damit der Toner an dem Toneraufladeelement anhaftet, und daß wegen der zu einer Entladung zu einem großen Anteil vorgespannten Ladung der gleichen Polarität wie das zu entwickelnde Ladungsbild keine Möglichkeit der Aufladung des Tonerauflageelements besteht. Ferner wird zur Erzielung einer Tonerschicht gleichförmiger Dicke der Toner auf das Tonerauflageelement als Zweikomponenten-Entwickler aufgebracht. In diesem Fall werden als Träger bzw. Trägerstoff Glaskörner oder dergleichen neben dem Eisenpulver verwendet und dem Toner eine Reibungsladung mit zur Polarität des Ladungsbilds einer entgegengesetzten Polarität erteilt.

Die Fig. 10 ist eine dritte Abwandlungsform der Entwicklungsvorrichtung, bei welcher die gleichen Bauteile wie in den Fig. 8 und 9 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dieser Figur bezeichnet ein bandförmiges Tonerauflageelement, das zwischen eine Vorschub- bzw. Abgabewalze 32 und eine Aufwickelwalze 33 gespannt ist und sich in Pfeilrichtung bewegt, um den Toner von der Seite des trommeiförmigen Ladungsbildträgers 18 her zu dem Ladungsbild zu übertragen. 3 4 bezeichnet eine federnde Rakel zum Aufbringen des magnetischen Toners 20 auf das Tonerauflageelement 31. Die Oberfläche dieser federnden Rakel wird unter Andruckberührung mit dem Tonerauflageelement gehalten, um damit ein Durchlaufen des

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magnetischen Toners zwischen dem Tonerauflageelement und der Rakel zubewirken. Dabei wird die Dicke der an dem Tonerauflageelement anhaftenden Tonerschicht gesteuert und dem Toner eine elektrische Ladung mit zur Polarität des Ladungsbilds entgegengesetzter Polarität erteilt. Die federnde Rakel kann beispielsweise als Abstreifbzw. Formungselement natürlich auch durch eine Walze, ein Band oder in irgendeiner anderen geeigneten Form gebildet sein. Ferner kann die Rakel elektrisch leitend sein. 35 bezeichnet einei Magneten zum Anziehen des magnetischen Toners 20 an das Tonerauflageelement 31 und Transportieren des Toners bis zu der federnden Rakel für den Tonerauftrag. 36 bezeichnet einen Magneten,der eine an dem Entwicklungsabschnitt 24 ausgeübte Magnetfeldwirkung hervorruft. Hierbei ist anzumerken, daß gemäß den Ausführungen bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen der Abstand bzw. Zwischenraum an diesem Entwicklungsabschnitt mittels einer (nicht gezeigten) geeigneten Vorrichtung aufrechterhalten wird.

Merkmalspunkte bei diesem Ausführungsbeispiel liegen darin, daß der magnetische Toner durch die Magnetkraft eines gesondert angebrachten Magneten 35 zu dem Tonerauflageelement hin gezogen wird, die Dicke der Tonerschicht an dem Tonerauflageelement mittels des federnden Tonerauftragelements unter gleichzeitiger Ladung des Toners gesteuert wird und das Tonerauflageelement in Bandform aufgewickelt wird, um unerwünschte Auswirkungen des Harzes und Ladungssteuermittels bzw. -reguliermittels usw. in dem Toner beim Anhaften an dem Tonerauflageelement auszuschalten.

Die Fig. 11 zeigt eine vierte Abwandlungsform der Entwicklungseinrichtung, bei der die gleichen Bauteile wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen mit den

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gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In der Fig. bezeichnet 37 einen Zylinder aus nicht-magnetischem Material, der als Tonerauflageelement für magnetischen Toner verwendet wird. Dieses Zylinderelement wird in Pfeilrichtung so gedreht, daß es sich in der gleichen Richtung wie der Ladungsbildträger und mit der gleichen Geschwindigkeit an der äußersten Schicht des Toners an dem Entwicklungsabschnitt bewegt. Die Lage dieses Zylinderelements kann wahlweise unterhalb oder seitlich des trommeiförmigen Ladungsbildträgers gewählt werden.

Der Abstand zwischen der Oberfläche dieses nicht-magnetischen Zylinderelements und der Oberfläche des Ladungsbildträgers kann durch Anbringen von (durch strichpunktierte Linie gezeigten) Walzen-Abstandshaltern S an den Endteilen des Zylinderelements unter koaxialer Drehung mit demselben konstantgehalten werden. 38 bezeichnet eine Magnetwalze, die in das nicht-magnetische Zylinderelement 37 eingesetzt ist. Die Magnetwalze 38 hat eine Mehrzahl von Magnetpolen. Die Magnetwalze soll zumindest einen Magnetpol zum Hochpumpen bzw. Hochziehen des magnetischen Toners 20 aus dem Behälter 19 sowie einen Magnetpol für die Entwicklung haben, der bei der Entwicklung ein bei der Entwicklung am Entwicklungsabschnitt wirkendes Magnetfeld hervorruft. Ferner ist es erwünscht, daß dazwischen ein Tonertransport-Magnetpol vorgesehen ist, um eine gleichförmige Dicke der Tonerschicht sicherzustellen. 3 4 bezeichnet ein Schichtdicken-Einstellelement, das die Schichtdicke des an dem Tonerauflageelements 37 anhaftenden magnetischen Toners 30 reguliert und den Toner dünn auf die Oberfläche des Tonerauflageelements 37 aufbringt. Das Einstellelement besteht in einer federnden Rakel. Dieses Schichtdicken-Einstellelement berührt das Tonerauflageelement mit einem Andruck von 0,4 bis 40 g/cm², wie es vorangehend ausgeführt wurde, wobei der Toner zwischen diesem Dicke-Ein-Stellelement und dem Tonerauflageelement 37 so hindurchge-

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führt wird, daß eine Tonerschicht mit einer Dicke gebildet wird, die die vorangehend genannten Bedingungen erfüllt. Der von dem Toner-Behälter 19 her zuzuführende magnetische Toner 20 kann isolierend oder elektrisch leitend sein, wie es schon ausgeführt wurde. Im Falle der Verwendung des magnetischen Toners werden das Tonermaterial· und das Material· für das Tonerauflageelement vorzugsweise gemäß der nachstehenden Beschreibung so gewählt, daß der an das Tonerauflageelement angezogene Toner eine Reibungsladung erhält, wenn er an dem Auflageel·ement bewegt wird. Diese elektrische Ladung wird als ein Faktor bei der Tonerübertragung durch Anzug mittels des el·ektrischen Felds des Ladungsbilds an dem Entwicklungsabschnitt angesehen.

Im Falle der Verwendung elektrisch l·eitenden Toners ist der Entwicklungsmechanismus anders ais im FaMe der Verwendung isolierenden Toners. Das heißt, der durch die Magnetkraft an dem Tonerauflageel·ement gehauene magnetische Toner trennt sich von dem Tonerauf lageelement und wandert zum Ladungsbild aufgrund der Einführung bzw. Induzierung eiektrischer Ladung in zum Ladungsbild entgegengesetzter Pol·arität bei Annäherung des Toners an die Ladungsbildflache. Demgemäß ist es erwünscht, daß das Tonerauflageel·ement el·ektrisch leitend ist, um dadurch eine Ladungseinführung bzw. -induzierung an dem Toner zu ermöglichen. Wenn im Hinblick auf die Gleichförmigkeit und Lebensdauer des Tonerauflageelements eine isolierende Beschichtung auf die Oberfläche des Tonerauflageelements aufgebracht wird, wird eine Erdung über die magnetische und elektrisch leitende Tonerschicht notwendig, wozu die Aufschichtrakel und dergleichen vorzugsweise elektrisch leitend sein sollten.

Die Fig. 12 zeigt eine fünfte Abwandlung der

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Entwicklungsvorrichtung, bei der die gleichen Bauteile wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Aufbau dieser Entwicklungsvorrichtung entspricht der in Fig. 11 gezeigten mit der Ausnahme, daß die Tonerschicht aus magnetischem Toner mittels des Magnetfelds zwischen benachbarten Polen am Entwicklungsabschnitt gesteuert wird, um damit die Entwicklung herbeizuführen, und daß der Entwicklungsabschnitt so aufgebaut ist, daß der Entwicklungsvorgang von der Seite des Ladungsbildträgers 18 her erleichtert ist. Da bei dieser Entwicklungsvorrichtung der Toner am Entwicklungsabschnitt zwischen den benachbarten Magnetpolen gehalten ist, sind die Tonerteilchen an dem Tonerauflageelement in einem Zustand, bei dem sie auf dieses Auflageelement hingelegt sind, wie es schon im vorstehenden beschrieben wurde; das hat zur Folge, daß die wechselseitige Berührung bzw. der wechselseitige Kontakt zwischen den Tonerteilchen groß ist und die Zusammenfassung bzw. Begrenzung der Tonerteilchen durch die Magnetkraft stark ist, so daß dadurch der Abstand zwischen der Ladungsbildfläche und der Tonerauflageelement-Fläche sehr eng gemacht werden kann, wodurch besonders die Reproduzierbarkeit dünn ausgeführter Buchstaben verbessert ist. Da jedoch zwischen diesen Magnetpolen die magnetischen Kraftlinien nicht in Richtung der elektrischen Kraftlinien gerichtet sind, tritt keine bedeutende Aufrichtung des Toners unter Einwirkung des Magnetfelds auf ,so daß das erzeugte Bild mangelhafte Gleichförmigkeit hat. Dementsprechend ist die Wahl einer Ausführungsart der Entwicklungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Art des zu erzielenden Bilds notwendig, d.h., entweder der in Fig. 11 gezeigten Art, bei der die Magnetpole an dem Entwicklungsabschnitt angeordnet sind, oder der in Fig.12 gezeigten Art, bei der die Aufrichtung der Tonerketten bzw. "Ähren" zwischen den Magnetpolen an dem Entwicklungsabschnitt auftritt.

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Die vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Entwicklungsvorrichtung ermöglichen eine Verringerung in ihren Abmessungen in der Weise, daß sie für ein Aufzeichnungsgerät irgendeines beliebigen Formats geeignet ist. Ferner sind diese Ausführungsbeispiele so aufgebaut, daß eine gleichförmige dünne Tonerschicht auf dem Tonerauflageelement ausgebildet wird und daß kein Toner den bildfreien Bereich an der Oberfläche des Ladungsbildträgers berührt, jedoch der Toner fehlerlos denv BiIdbereich des Ladungsbilds zugeführt wird, wodurch das entwickelte Bild mit gleichförmiger Dichte und frei von einer Schleierbildung bzw. Schwärzung erzielt werden kann. Insbesondere ist eine Entwicklung mit einem Einkomponenten-Entwickler möglich, bei dem keine Trägersubstanz notwendig ist; dies ermöglicht eine gleichmäßige Bildqualität und eine Steigerung der Stabilität der Bildqualität gegenüber irgendwelchen Umgebungsänderungen. Wenn ferner für die Entwicklung die Magnetkraft verwendet wird, kann die Stabilität der Toneraufrichtung bei dem Entwicklungsvorgang gesteigert werden, was zu einer Verbesserung der Bildqualität beiträgt. Wenn weiterhin diese Magnetkraft für den Tonertransport herangezogen wird, kann mit einem vereinfachten Aufbau eine äußerst stabile Transportfähigkeit erzielt werden, die Veränderungen der Relativfeuchtigkeit und anderer Faktoren aushält. Selbst bei Verwendung eines elektrisch leitenden Toners ermöglicht die Magnetkraft einen gleichmäßigen bzw. stabilen Tonertransport,was bei der Erweiterung der Nutzung des Entwicklungsmittels günstig ist. Wenn ferner bei dem Tonertransport die Magnetpole so angeordnet sind, daß sie eine Relativbewegung zu der Tonerschicht ausführen, bewirkt diese Relativbewegung eine Umwälzung des Toners, was die gleichförmige Verteilung der Tonerschicht fördert. Beispielsweise hat die in Fig. 11 gezeigte Magnetwalze 38 abwechselnde Magnetpole unterschiedlichen Bereichs und

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wird gedreht. Bei diesem Aufbau wurde als Ergebnis von Untersuchungen festgestellt, daß nicht allein eine gleichförmige Tonerschicht erzielt werden kann, sondern auch die bewegte Menge des magnetischen Toners an dem Tonerauflageelement steuerbar ist, was sowohl im Hinblick auf die Steuerung der Ladungsmenge als auch hinsichtlich einer verbesserten Tönung des entwickelten Bilds vorteilhaft ist. Bei dem bewegten Magnetfeld sind ferner die Berührungen zwischen den Tonerteilchen bei den durch die Magnetkraft gestützten bzw. getragenen Arten von Tonerteilchen am geringsten und darüber hinaus ist wegen der kräftigen Bewegung der Tonerteilchen die Bindungskraft derselben am geringsten. Dementsprechend ist das entwickelte Bild außerordentlich gleichförmig und die Dichte des Schwarzbilds sehr hoch. Wenn die Tonerbewegung zu kräftig wird, besteht an den Tonerteilchen die Tendenz zu einer Streuung zu dem bildfreien Bereich hin, so daß daher Vorsorge getroffen werden muß, keine derartige Streuung zu verursachen. Zur Verdeutlichung des Entwicklungs-Verfahrens bzw. der Entwicklungsvorrichtung werden folgende tatsächlich ausgeführten Beispiele angegeben:

Beispiel 1

Auf einem photoempfindlichen CdS-Bindemittel-Körper, der unter Aufschichtung einer isolierenden Schicht (MYLAR, Warenzeichen für einen Polyesterfilm der E.I. du Pont de Nemour & Co., USA) auf die Oberfläche eines trommeiförmigen Elements hergestellt wurde, wurde eine Ladungsbildträgerflache mit einem Dunkelflächenpotential von 500 V und einem Hellflächenpotential von 0 V ausgebildet.

Andererseits wurde ein Toner mit durchschnittlicher 35

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Teilchengröße von 8 |im und folgender Zusammensetzung hergestellt:

Polystyrol 70 Gew.-Teile

Kohlenstoff 8 Gew.-Teile

Ladungssteuermittel 2 Gew.-Teile

Durch Verwendung der Entwicklungsvorrichtung mit dem in Fig. 11 gezeigten Aufbau wurde dieser Toner in einer Dicke von 40 μπι unter Einregelwirkung mittels der vorangehend genannten Gummi-Rakel auf eine als Tonerauflageelement verwendete Aluminiumwalze mit einem Durchmesser von 30 mm aufgebracht. Der auf diese Weise aufgebrachte Toner wurde durch seine elektrostatische Ladung an der Walze gehalten.

Wenn der photoempfindliche Körper mit dem darauf ausgebildeten Ladungsbild und die Oberfläche der Aluminiumwalze auf einen gegenseitigen Abstand von 150 μΐη gebracht wurden, d.h. der Abstand zwischen dem bildfreien Bereich des photoempfindlichen Körpers und dem Toner an der Oberfläche der Aluminiumwalze auf im wesentlichen 110 μπι gehalten wurde, und sowohl die photoempfindliche Trommel als auch die Aluminiumwalze zur Entwicklung in der gleichen Richtung mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s gedreht wurden, konnte eine Reproduktion eines scharfen Bilds ohne Schwärzung an dem bildfreien Bereich erzielt werden.

Beispiel 2
30

Unter den gleichen Bedingungen wie beim vorstehenden Beispiel 1 wurde ein elektrostatisches Ladungsbild an dem photoempfindlichen· Körper ausgebildet. Unter Verwendung der Entwicklungsvorrichtung wurde auch der Versuch auf die gleiche Weise wie im vorstehenden ausge-

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führt.

Mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 8 μπι wurde ein Toner mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Polyester 70 Gew.-Teile

Magnetit 20 Gew.-Teile

Kohlenstoff 8 Gew.-Teile

Ladungssteuermittel 2 Gew.«-Teile

Der Toner wurde auf eine Walze mit 30 mm Durchmesser aufgebracht und in der Walze ein Permanentmagnet mit 11000 Gauss an seiner Oberfläche angeordnet. Die Magnetfeldstärke dieses Permanentmagneten betrug an der Oberfläche der Aluminiumwalze 800 Gaus's'. Wenn die Magnetpole dieses Magneten in Gegenüberstellung zu dem photoempfindlichen Körper zur Bildung einer Magnetbürstenschicht angeordnet wurden, die Dicke der Magnetbürste auf 60 μια gehalten wurde, der Abstand zwischen dem photoempfindlichen Körper und der Aluminiumwalze zu 200 μπι gewählt wurde, d.h., der bildfreie Bereich und die Oberfläche des Toners auf der Aluminiumwalzenfläche in einem Abstand von ungefähr 140 μπι gehalten wurden, und sowohl die photoempfindliche Trommel als auch die Aluminiumwalze in der gleichen Richtung mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s gedreht wurden, konnte ein Bild ohne Abschwächung an seinem Rand und ohne Schwärzung am bildfreien Bereich reproduziert werden.

Mit der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einem Ladungsbildträger durch Zufuhr von Tonerteilchen geschaffen, bei welchen eine Schicht von Tonerteilchen auf einem Tonerauflageelement gebildet wird und das Tonerauflageelement mit dem Ladungsbildträger in einen gegenseitig engen Abstand gebracht und gehalten werden, und zwar in einem

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Bereich, bei dem die Oberfläche eines bildfreien Bereichs des Ladungsbildträgers und die Oberfläche der Tonerteilchenschicht an dem Tonerauflageelement nicht miteinander in Berührung sind, jedoch die Oberfläche der Tonerteilchenschicht mit der Oberfläche des Bildbereichs des Ladungsbildträgers in Berührung ist, so daß dadurch eine gleichförmige Entwicklung des Ladungsbilds an dem Ladungsbildträger bewerkstelligt werden kann.

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Leerseite

Claims

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE

Grupe - Pellmann

2839218 Dipl.-Ing. P. Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: 089-53 96

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

8. September 1978

B 9195/CFO1589-GP719

_ Patentansprüche

¹I). Verfahren für das Entwickeln eines .Ladungsbilds an einem Ladungsbildträger durch Zuführung von Tonerteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Tonerauflageelement eine Schicht aus Tonerteilchen gebildet wird, das das Tonerauflageelement mit der Tonerteilchen-Schicht an seiner Oberfläche nahe an den Ladungsbildträger mit dem Ladungsbild an seiner Oberfläche herangebracht wird und daß das Tonerauflageelement und der Ladungsbildträger in einem Abstandsbereich gehalten werden, bei dem die Oberfläche eines bildfreien Bereichs des Ladungsbildträgers außer Berührung zur Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement steht, während die Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht in Berührung mit der Oberfläche eines Bildbereichs des Ladungsbildträgers ist, wodurch die Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbilds an dem Ladungsbildträger erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement und der Oberfläche des Ladungsbildträgers auf dem Zehnfachen oder weniger als dem Zehnfachen der Dicke der Tonerteilchen-Schicht gehalten wird.

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) KIo. 3939844 Posischeck (München) KIo. 670-43-804

ORIGINAL lMS°i=C^TED

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement und der Oberfläche des Ladungsbildträgers auf einem Fünftel oder über einem Fünftel der Dicke der Tonerteilchen-Schicht gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der an dem Tonerauflageelement ausgebildeten Tonerteilchen-Schicht gleich 30 μΐη oder darüber ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Tonerauflageelement auszubildende Tonerteilchen-Schicht aus magnetischem Toner besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerauflageelement durch ein nichtmagnetisches Element gebildet ist, an dessen der Oberfläche zur Ausbildung der Tonerteilchen-Schicht entgegengesetzter Seite eine Magnetkraftquelle angebracht ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Magnetkraftquelle ein Magnetfeld bildet, welches im wesentlichen zur Oberfläche des Ladungsbildträgers hin gerichtet ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der Tonerteilchen-Schicht an dem Tonerauflageelement die Dicke der auf das Tonerauflageelement aufzubringenden Tonerteilchen-Schicht zur Erzielung einer gleichförmigen Dicke derselben mittels eines Schichtdicken-Steuerelements eingestellt wird.

9· Verfahren nach einem der vorangehenden An-

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Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerauflageelement mit einer elektrisch leitenden Elektrode versehen wird und die Entwicklung unter Einhalten der Beziehung D<5c erfolgt, wobei D den Abstand zwischen der elektrisch leitenden Elektrode und dem Ladungsbildträger bezeichnet und c die kleinste Bildbreite des auf dem Ladungsbildträger ausgebildeten Ladungsbilds bezeichnet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Entwicklung unter der Bedingung erfolgt, daß der Abstand D zwischen der elektrisch leitenden Elektrode und dem Ladungsbildträger größer als der Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht und der Oberfläche des Ladungsbildträgers ist.

11. Vorrichtung zum Entwickeln eines Ladungsbilds an einem Ladungsbildträger durch Zuführung von Tonerteilchen, gekennzeichnet durch eine Tonerauflagevorrichtung (S"; 21; 27; 31; 37) mit einer Fläche zur Aufnahme einer 'ionerteilchen-Schicht (4; 22; 29) und eine Abstandshaltevorrichtung (S), die den Abstand zwischen der Tonerauflagevorrichtung und dem Ladungsbildträger (1; 18) in einem Bereich hält, bei dem die Oberfläche eines bildfreien Bereichs (6) des Ladungsbildträgers und die Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht an der Tonerauflagevorrichtung außer Berührung sind, während die Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht in Berührung mit der Oberfläche eines Bildbereichs (7) des Ladungsbildträgers ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerauflagefläche der Tonerauflagevorrichtung (5; 21; 27; 37) bewegbar und endlos ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Tonerauflagevorrichtung (5; 21; 27; 31; 37) mit einer Magnetfeld-Quelle (5'-2; 25; 30; 36; 38) zur Erzeugung eines Magnetfelds versehen ist, das einen Entwicklungsbereich (24) für das Ladungsbild an dem Ladungsbildträger (1¹; 18) beeinflußt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerauflagevorrichtung (31; 37) mit einer Magnetfeld-Quelle (35; 38) zur Erzeugung eines Magnetfelds versehen ist, das einen Tonerteilchen-Schicht-Ausbildungsbereich an der Tonerauflagefläche der Tonerauflagevorrichtung beeinflußt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerauflagevorrichtung (5; 31; 37) mit einem Tonerteilchen-Schichtendicken-Steuerelement (8; 34) zur Einstellung der auf der Tonerauflagefläche auszubildenden Tonerteilchen-Schicht auf eine vorbestimmte Dicke versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerauflagevorrichtung (37) mit einer Magnetfeld-Quelle (38) versehen ist, deren Magnetpole sich von einem Bereich zur Ausbildung der Tonerteilchen-Schicht an der Tonerauflagefläche zu einem Entwicklungsbereich (24) hin bewegen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerauflagevorrichtung (27) mit einer Koronaentladungsquelle (28) versehen ist, die vor der Ausbildung der Tonerteilchen-Schicht (2 9) an der Tonerauflagefläche der Tonerauflagevorrichtung eine Koronaentladung an der Tonerauflagefläche herbeiführt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß das Tonerteilchen-Schichtdicken-Steuerelement (8; 34) aus einem Material besteht, welches den Tonerteilchen eine vorbestimmte Ladungseigenschaft erteilt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltevorrichtung (S) den Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht (4; 22; 29) an der Tonerauflagefläche und der Oberfläche des Ladungsbildträgers (1; 18) auf dem Zehnfachen oder unterhalb des Zehnfachen der Dicke der Tonerteilchen-Schicht hält.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltevorrichtung (S) den Abstand zwischen der Oberfläche der Tonerteilchen-Schicht (4; 22; 29) an der Tonerauflagefläche und der Oberfläche des Ladungsbildträgers (1; 18) auf einem Fünftel oder unterhalb eines Fünftels der Dicke der Tonerteilchen-Schicht hält.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltevorrichtung (S) mit einer Abstandshaltewalze versehen ist, die zwischen der Oberfläche des Ladungsbildträgers (1;18) und der Tonerauflagefläche der Tonerauflagevorrichtung (5; 21; 27; 37) sitzt.

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