DE3247049A1

DE3247049A1 - Entwicklungsverfahren

Info

Publication number: DE3247049A1
Application number: DE19823247049
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hachioji Tokyo Haneda; Masahiko Machioji Tokyo Itaya; Makoto Hino Tokyo Tomono
Original assignee: Konishiroku Photo Industry Co Ltd Tokyo; Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1981-12-22
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1983-07-28
Also published as: US4499169A; JPS58108566A; JPH0330861B2; DE3247049C2; GB2111868A; GB2111868B

Description

G 53749 °

Kom'shiroku Photo Industry Co., Ltd.
No, 26-2 Nishishinjuku 1-chome,
Shinjuku-ku, Tokyo, Japan

Entwicklungsverfahren

Grundlage der Erfindung

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Entwicklungsverfahren in der Elektrofotografie und insbesondere auf das Entwicklungsverfahren der Elektrofotografie, in dem ein isolierender Toner verwendet wird und bei dem die sichtbaren Bilder eine ausgezeichnete Bildklarheit aufweisen, keine Schleierbildung haben und gute Abstufungen erreicht werden.

Es ist bereits ein springendes Entwicklungsverfahren bekannt, in dem gin Elnkomponenten-Entwiekler verwendet wird und der Halter des Entwicklers gegenüber dem elektrostatischen Bildhalter mit dem notwendigen Freiraum positioniert ist, und die Entwicklung erfolgt durch den Entwickler, der sich über den Frei raum in dem wechselnden elektrischen Feld bewegt, dessen Frequenz nicht mehr als 1 KHx beträgt (siehe japanische Offen!egungsschrift Nummer 18656/1980). Außerdem ist eine Technologie bekannt, in der eine hochfrequente Impulsvorspannung auf den Frei raum zwischen dem elektrostatischen Bildhalter und dem Entwicklerhalter beaufschlagt wird, die in diesem Frei- ■ raum einander gegenüber angeordnet sind, und dadurch haften die Toner an dem Bildbereich des elektrostatischen Bildhalters, aber sie haften nicht an dem bildlosen Bereich (siehe US-Patent Nr. 3890929, 3866574 und 3893418).

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsarten

FIG. 1 zeigt ein Entwicklungsgerät, das ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist. In der Zeichnung dreht sich ein elektrostatischer BiIdträger 1 in Form einer Trommel in Richtung eines Pfeils und im Entwicklungsbereich A ist am Umfang eine nichtmagnetische zylindrische Entwicklerbuchse 2 angeordnet, die sich entgegen der Richtung des elektrostatischen Bildträgers 1 mit einem Freiraum von 0,3 mm dreht. Dieser Freiraum sollte über einen Bereich von 0,1 bis 1,0 mm aufrechterhalten werden. Die Umfangsgeschwindigkeit für die Drehbewegung der zylindrischen Buchse 2 ist gleich oder schneller als diejenige des elektrostatischen Bildträgers 1 und die zylindrische Buchse 2 wird durch bekannte Mittel angetrieben.

Als Beispiel wurde die Umfangsgeschwindigkeit des elektrostatischen Bildträgers, in dem Selen als Fotoleiter verwendet wird, auf 180 mm/s festgesetzt, während der Außendurchmesser der zylindrischen Buchse 2 auf 30 mm und die Zahl der Umdrehungen pro Minute auf 100 festgesetzt wurde. Der Selen-Fotoleiter wurde über eine Koronaladung bei 500 Volt aufgeladen und das Lichtbild wurde darauf aufgestrahlt. Die zylindrische Buchse 2 enthält innen eine Magnetrolle 3 und jeder der Magnetpole hat 900 Gauss und sie werden alternierend magnetisiert und drehen sich mit 1.000 Upm. Die Dichte des Magnetflusses muß mindestens 500 Gauss betragen und 1.500 Gauss sind ausreichend. Die magnetische Vorspannung sollte so ausgelegt sein, daß die Haftung des Toners im bildlosen Bereich verhindert wird, ohne die Bildqualität im Bildbereich zu verringern, wenn die Entwicklung unter der Bedingung erfolgt, daß das durch die Energiequelle 10 gebildete alternierende elektrische Feld nicht beaufschlagt wird. Durch diese Einstellung der magnetischen Vorspannung war es möglich, ein klares und scharfes sichtbares Bild ohne Schleierbildung zu erhalten, wenn die Entwicklung mit Hilfe eines durch die magnetische Vorspannung beaufschlagten alternierenden elektrischen Feldes erfolgte. Insbesondere wurde die magnetische Vorspannung so eingestellt, daß das weiße Papier mit einer Reflektionsdichte von 0,03 als ein Bild entwickelt werden konnte, das eine Reflektionsdichte

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von nicht mehr als 0,05 hat (vorzugsweise 0,04) und unter dieser magnetischen Vorspannung wurde ein alternierendes elektrisches Feld beaufschlagt, wodurch ein sichtbares Bild mit großer Bildqualität erzielt wurde.
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Der Tonerbehälter 4 enthält isolierende Tonerkörner T mit einem mittleren Korndurchmesser von 12 ρ mit einer magnetischen Substanz von 33 Gewichtsprozent Magneteisenstein. Die in dem Toner enthaltene magnetische Substanz sollte im Bereich von 30 - 60 Gewichtsprozent liegen. Der Tonerbehälter 4 enthält an seiner öffnung im Bodenteil eine Rolle 5 für die Wiederauffüllung. Mit der Drehbewegung der Rolle 5 fallen die eintretenden Tonerkörner in eine Tonerkammer 6 und so wird der Tonervorrat wieder aufgefüllt. Der in der Tonerkammer 6 befindliche Toner wird durch eine Schraube 7 gerührt und haftet daher an Umfangsflache der zylindrischen Buchse 2,wird dann in den Entwicklungsbereich A getragen. Eine, die Tonerdicke regulierende Schaufel 9 reguliert die Dicke des an der Umfangsflache der zylindrische Buchse 2 haftenden Toners auf einen gewissen Wert und die Reinigungsschaufel 8 kratzt an der zylindrischen Buchse 2 haftenden Toner ab, dessen Entwicklung vollendet ist.

Die Nummer 10 bezeichnet eine alternative Energiequelle, um eine alternative Voltage von 100 Hz bis 10 KHz auf die zylindrische Buchse 2 zu beaufschlagen und diese Energiequelle 10 ist an die zylindrische Buchse 2 über einen Schutzwiderstand 11 angeschlossen.

Bezüglich der in FIG. 1 gezeigten Verbindung zwischen der zylindrischen Buchse 2 und der Magnetrolle 3 ist es möglich, eine Methode zu wählen, in der die zylindrische Buchse 2 und die Magnetrolle 3 sich in der gleichen Richtung drehen oder eine Methode, in der sich nur die zylindrische Buchse dreht oder aber die Methode, in der sich nur die Magnetrolle dreht zusätzlich zu der Methode, nach der sie sich zueinander in entgegengesetzter Richtung drehen, wie dargestellt,

Der in FIG] 1 dargestellte Entwicklungsapparat zeigt die Entwicklung

und ihre Auswirkung, die durch die Verursachung eines alternierenden elektrischen Feldes zwischen dem elektrostatischen Bildträger 1 und der zylindrischen Buchse 2 produziert wird, welche als Entwicklungselektrode bei Verwendung des isolierenden Toners dient. 5

Wie bereits weiter oben gesagt, neigt der isolierende Einkomponententoner zur Schleierbildung und die magnetische Vorspannung wird dazu eingesetzt, eine solche Schleierbildung zu verhindern. Die Beaufschlagung einer direkten elektrischen Vorspannung spielt in diesem Falle keine positive Rolle, um klare und scharfe Bilder zu erhalten. Da die auf die Buchse beaufschlagte direkte elektrische Vorspannung nur das elektrische Gleichgewicht der Entwicklung verschiebt, welches ein Voltsgebezug zwischen dem elektrostatischen Aufladebild und der zylindrischen Buchse ist und da die Toner eine umgekehrte Polarität haben, erhöht die Beaufschlagung der DC-Vorspannung von 200 bis 300 V oder mehr eher die Schleierbildung.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Schleierbildung durch die zu beaufschlagende magnetische Vorspannung verhindert wird, während klare und scharfe Bilder durch das alternierende elektrische Feld erzielt werden können, welches die Entwicklung beschleunigt. Das alternierende elektrische Feld kann jedoch nicht ohne Einschränkung verwendet werden. FIG. 2 zeigt einen Bezug zwischen dem Oberflächenpotential des Se-Iichtempfindlichen Empfängers und der auf das Bild übertragenen Reflektionsdichte, die nach der Entwicklung auf einem Kopierpapier fixiert wird. Die Kurve 21 zeigt einen Bezug zwischen dem Oberflächenpotential und der Reflektionsdichte unter der Bedingung einer DC- und AC-Vorspannung, welche OV ist und die Kurve 22 zeigt einen Bezug zwischen dem Oberflächenpotential und der Reflektionsdichte unter der alternierenden Vorspannung mit AC 400 V und einer Frequenz von 1.500 Hz.

Die Schärfe und Abstufung eines Bildes erhöht sich im allgemeinen mit dem Anstieg des alternierenden elektrischen Feldes aber gleichzeitig wird eine Schleierbildung begünstigt. Wenn jedoch andererseits die

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Frequenz erhöht wird, sinken Schärfe und Abstufung ab. Außerdem neigt der Entwicklungsbereich A aufgrund seines engen Freiraums zu einem dielektrischen Ausfall, wenn eine hohe Voltage beaufschlagt wird. Aus diesen Gründen besteht eine Einschränkung für die Intensität und Frequenz des alternierenden elektrischen Feldes, das. verwendet wird, um die Schärfe des Bildes zu erhöhen und der in FIG. 3 gezeigte anwendbare Entwicklungsbereich wurde durch Versuche bestätigt. Der in FIG. 3 gezeigte dielektrische Ausfallsbereich ist ein Bereich, in dem der dielektrische Ausfall durch den lichtempfindlichen Empfänger und die Tonerschicht verursacht wird, wenn eine hohe Voltage beaufschlagt wird. Außerdem ist der Bereich der Schleierbildung ein Bereich, in dem der Toner an dem bildlosen Bereich haftet. Dieser Bereich der Schleierbildung ändert sich natürlich je nach Art und Menge der magnetischen Substanz^!e im Toner enthalten ist und je nach magnetischer Vorspannung, die durch die in der Buchse vorhandene magnetische Kraft verursacht wird. Der Bereich schlechter Bildqualität ist ein Bereich, in dem die Auswirkung des alternierenden elektrischen Feldes schwach ist und daher das Bild nicht geschärft werden kann. Wie bereits oben gesagt, liegen vernünftige Bedingungen für gute Bilder in der Beziehung zwischen der Frequenz und der zu beaufschlagenden Voltage und nach Klärung des Vorhandenseins des anwendbaren Bereiches, der in FIG. 3 gezeigt ist.

FIG. 4 zeigt ein Entwicklungsgerät, das ein Beispiel für die vorliegende Erfindung ist. Ein elektrostatischer Bildträger 1 in Form einer Trommel dreht sich in Richtung eines Pfeils und an der Umfangsflache des Entwicklungsbereiches A ist eine nichtmagnetische zylindrische Buchse 2 vorgesehen, die sich in der gleichen Richtung dreht, wie der elektrostatische Bildträger l.mit einem Freiraum von 0,5 mm. Der Freiraum wird vorzugsweise auf 0,1 bis 1,0 mm festgelegt. Die Umfangsgeschwindigkeit für die Drehbewegung der zylindrischen Buchse 2 ist •identisch"mit derjenigen des elektrostatischen Bildträgers 1 oder höher und die zylindrische Buchse wird durch bekannte Antriebsmittel angetrieben.
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wendet wurde, auf 180 ™Vs festge ΐΙΪ2 / T^ ™ zylindrischen Buchse 2 wurde aufη , ^{AüßendUrChmeSser der}

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halten 'Γ™⁰'^ ^{4 rt}- ^"lierende Tonerkörnchen T ent-I'r Γ" ^{dUrchSchnittlic}"- ^durchmesser von 15 μ haben und 45 Gewichtsprozent Magneteisenstein enthalten, der eine Igne -

Substanz ist. Es ist „ünscnenwert, daß die Mag„etsub_Stan₂ i. Toner ,. Bereich von 30 bis 60 Gewichtsprozent liegt.

THT Γ ^iSOl1erende **-««"r ist

und wird durch verschiedene bekannte Methoden hergestellt Ein typisches Beispiel für den isolierenden Magnettoner ist in den afrikanischen Patentschriften USP 4,164,476 und 4,259,427 sowie in der ritisc en Patentschrift BP 1,503,560 einschließlich einer Herstellungsmethode fUr den Toner offenbart.

Der Tonervorratsbehälter 4 sorgt mittels einer Rolle 5 für die Wiederauffüllung an der 1. Boden vorgesehenen öffnung. Toner, die mit der Drehbewegung der Rolle 5 in die darauf vorgesehenen Vertiefungen eintreten, fallen in die Tonerka_mer 6 mit der Drehbewegung der Rolle 5 und so erfolgt die Wiederauffüllung des Toners. Nach Verrührung durch die chraube 7 haftet der Toner in der Tonerkanrcer 6 an der Umfangsflache der zylindrischen Buchse 2 und wird dann in den Entwicklungsbereich A getragen. Die die Dicke des Toners regulierende Schaufel 8 reguliert die Dicke des an der Umfangsflache der zylindrischen Buchse

haftenden Toners auf einen bestimmten Wert und eine Reinigungsschaufel 9 entfernt Toner, die an der zylindrischen Buchse 2 haften, an der die Entwicklung beendet ist.

Die Nummer 10 bezeichnet eine alternative Energiequelle für die Beaufschlagung einer alternativen Voltage von 100 Hz bis 10 KHz auf die zylindrische Buchse 2 und diese Energiequelle 10 ist mit der zylindrischen Buchse 2 über einen Schutzwiderstand 11 verbunden. Bezüglich der in FIG. 1 gezeigten zylindrischen Buchse 2 und der Magnetrolle 3 versteht sich, daß sie sich in gegensätzlicher Richtung zueinander drehen können.

Im Hinblick auf das in FIG. 4 dargestellte Entwicklungsgerät wurde die optimale Zone,.die ähnlich der in FIG. 3 dargestellten ist, wie in FIG. 5 gezeigt bezüglich der Entwicklung durch das alternierende elektrische Feld, das zwischen dem elektrostatischen Bildträger 1 und der zylindrischen Buchse 2 aufgebaut wird, welche als Entwicklungselektrode bei Verwendung eines isolierenden Toners und der durch diese Entwicklung erzielten Wirkung eingesetzt wird. Der in FIG. 5 dargestellte dielektrische Ausfallsbereich wird eingeschränkt und es wird angenommen, daß dies auf der Tatsache beruht, daß der Frei raum zwischen dem elektrostatischen Bildträger und der zylindrischen Buchse im Vergleich zu FIG. 1 erweitert wurde und daß die Menge magnetischer Substanz, die in dem Toner enthalten ist, verringert wurde.

Wie in den obigen Beispielen gezeigt, ist die Wirkung der Beaufschlagung einer alternierenden Voltvorspannung in dem Entwicklungsverfahren, in dem die Entwicklung durch einen aufgeladenen isolierenden Magnettoner erfolgt, der mit dem elektrostatischen Bildträger mit Hilfe einer elektrostatischen Bildaufladung in Berührung tritt, wie folgt zu betrachten.

Wie in den FlG. 1 und 4 gezeigt, werden die isolierenden magnetischen Toner von der Oberfläche des elektrostatischen Bildes durch den Unter-

schied zwischen der Coulomb'sehen Kraft von der zylindrischen Buchse und der magnetischen Kraft der elektrostatischen Bildaufladung angezogen, sowie als Ergebnis der Entwicklung, aber der an der Entwicklung teilhabende Toner ist Teil des Toners, der sich der Oberfläche der elektrostatischen Bildaufladung nähert.

Die Beaufschlagung der alternierenden Voltvorspannung 10 auf die zylindrische Buchse 2, die als Entwicklungselektrode dient, beeinflußt den isolierenden Toner selbst durch das alternierende elektrische Feld.

Jedesmal, wenn die Richtung der Beaufschlagung des alternierenden elektrischen Feldes verändert wird, verändert sich die Richtung der Kraft, die auf den Toner einwirkt und der Toner bewegt sich entsprechend der oben angegebenen Veränderung. In diesem Fall wird der Toner ebenfalls durch die elektrische Aufladung des elektrostatisch latenten Bildes beieinflußt und dadurch reproduziert der Toner genau das elektrostatisch latente Bild. Außerdem wird der Toner durch die alternierende Voltvorspannung in Vibration versetzt und wenn die zugeführte Tonermenge nicht ausreichend ist, berührt der Toner, der in größerer Menge als bei alternierender Voltvorspannung vorhanden ist, die Oberfläche des elektrostatischen Bildträgers und dadurch kann die Entwicklung wirksam erfolgen und man erhält Bilder mit hoher Dichte. Wenn jedoch die zugeführte Tonermenge übergroß ist, haftet der Toner, der in geringerer Menge vorhanden ist, als in der alternierenden Vorspannung, und dadurch erzielt man eine stabile Entwicklung. Die Verbesserung der Abstufung erfolgt andererseits durch die Beaufschlagung der alternierenden elektrischen Feldes, wie dies in der Kurve 22 in FIG. 2 gezeigt ist und diese Beaufschlagung zeigt den Aspekt, in dem die Entwicklung durch den Toner erfolgt, dessen Menge an elektrischer Auflage größer ist aufgrund des alternierenden elektrischen Feldes. Dies erklärt sich durch die Tatsache, daß der Toner durch die alternierende Voltvorspannung in Vibration versetzt wird. Selbstverständlich ist nicht jeder Toner'in der Entwicklereinheit mit einer konstanten Menge elektrischer Aufladung vorhanden, aber ihre Menge elektrischer Aufladung besitzt eine Streuung und selbst ein Toner, der eine umgekehrte Polarität besitzt, kann teilweise vorhanden sein. Der entwickelte

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Toner hatte ein großes elektrisches Feld, wie z.B. mehrere μο/g und der unter dem alternierenden elektrischen Feld entwickelte Toner hatte die Neigung, einen größeren Wert zu zeigen, als.der oben genannte Wert. Dies zeigt, daß der Toner, der eine große elektrische Aufladung hat, wahlweise entwickelt wird und daß das alternierende elektrische Feld einen Einfluß hat, um die Selektivität zu vergrößern. Die beiden folgenden Merkmale werden als Grund für die obige Wirkung angesehen, die durch das alternierende elektrische Feld verursacht wird.
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(I) Ein Toner, der eine große elektrische Aufladung hat, vibriert heftiger und dadurch erhöht sich die Möglichkeit einer Entwicklung.

(2) Der Toner bildet ein Bündel, welches den Toner mit einer kleinen Menge elektrischer Aufladung enthält und dieses Bündel wird durch die Vibration gebrochen und nur der Toner mit einer großen Menge elektrischer Aufladung trägt wahlweise zur Entwicklung bei.

Tonerkörnchen, die nur leicht haften, und die ein Bild verschlechtern, erhalten eine Kraft durch das alternierende elektrische Feld und werden abgeschüttelt oder bewegen sich in den Bereich des hohen elektrischen Feldes. Dadurch ist es möglich, das sichtbare Bild gleichzeitig mit hoher Schärfe zu erhalten.

Die Bewegung des Toners unterscheidet sich von der überfliegenden Bewegung des Toners in der springenden Entwicklungsmethode und es ist ein besonderes Merkmal, daß die Bewegung des Toners mit einer Tonerschicht.und einem elektrostatischen Bildträger ausgeführt wird, wobei beide miteinander in Berrührung kommen und aufgrund der Tatsache, daß der Abstand der Bewegung des Toners sich im wesentlichen in der Größenordnung eines Körnchendurchmessers des Toners bewegt, der klein ist, so ist das im alternierenden elektrischen Feld erforderliche besondere Merkmal außerordentlich unterschiedlich von der Bedingung der springenden Entwicklung (japanische Offen!egungsschrift Nr. 161252/1980), wie

dies aus den FIG. 3 und 5 heryörgeht. Folglich kcmrritiit dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren ein Toner gebildet werden, der eine ausgezeichnete Bildschärfe aufweist.

Es ist notwendig, die isolierenden Tonerkörnehen mit einem hohen alternierenden elektrischen Feld zu beayfsehlagen und es ist wünschenswert, daß der Volumenwiderstand 10■ jZcm oder mehr beträgt und vorzugsweise 10 3 Lern oder mehr. Der hier genannte Vplymenwiderstand wird dadurch erreicht, daß man die direkte Stromspannung von 100 V auf die Tonerschicht beaufschlagt, welche eine Dicke von 3 bis 4 mm hat und die durch Beaufschlagung einer Last von 1 kg auf den Toner erreicht wird, der in eine zylindrische Form mit einem Querschnitt von 1 cm gepreßt wurde. Das in den vorgenannten Beispielen zu beaufschlagende alternierende elektrische Feld kann sinusförmige Wellen, rechteckige Wellen, dreieckige Wellen oder sägezahnförmige Wellen haben. In vorliegender Erfindung kann eine Frequenz von 10 KHz oder mehr verwendet werden, es ist jedoch nicht der bevorzugte Wert aufgrund des Energieverlustes in einer elektrischen Quelle und der Verwendung hoher Stromspannungen. In der Niederfrequenzzone kann jedoch eine einheitliche Entwicklung nicht im Bereich von 100 Hz oder weniger erfolgen, weil die Fortbewegungsgeschwindigkeit des elektrostatischen Bildträgers normalerweise IQQ mm/s oder mehr beträgt. Daher liegt die vorzugsweise verwendete Fregyenzzone bei 100 Hz bis 10 KHz. Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß die für die Schärfe der Bilder wirksamste Frequenzzone IQO Hz bis 10 KHz ist und daß die Zone von 1 KHz bis 5 KHz besonders vorzuziehen ist. In den oben genannten Beispielen wurden rechteckige Wellen mit OV als zentrale Stromspannung verwendet, aber es kann eine alternierende Vorspannung beaufschlagt werden, die die direkte Strojnko.mpönente z. B. bei etwa 200 V haben kann.

Die oben erwähnten Versgehsergebnisse können in einer experimentellen Formel zusammengefaßt werden. Ays den in den FIG. 3 und 5 dargestellten Versuchsergebnissen ergibt sigh der optimale Bereich V/d, d.h. das Verhältnis zwischen effektiver Voltige V (Volt) einschließlich

AC eines alternierenden elektrischen Feldes mit verschiedenen Wellenformen, das auf die Tonerschicht über einen Abstand d (μ) zwischen den elektrostatischen Bildträger und der Tonerschicht auf der zylindrischen Buchse beaufschlagt wird, wird in dem konstanten Verhältnis zur Frequenz Ψ (Kilo-Hertz) angegeben.

Um den Bereich schlechter Bildqualität auszuschließen, ist es notwendig

Bedingung 1 V/dg Ο.ΐ

einzuhalten und unter der Bedingung von V/d -g 0.1 V kann das Ergebnis der Entwicklung zu einer schlechten Bildqualität mit mangelnder Schärfe führen. 15

Um den dielektrischen Ausfallbereich und den Bereich der Schleierbildung zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß

die Bedingung 2 V/d ^ 1+

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eingehalten wird. In diesem Fall wird die effektive Stromspannung im alternierenden elektrischen Feld wie bekannt durch die Wellenform bestimmt und falls eine sinusförmige Welle vorliegt, wird die effektive Stromspannung wie folgt angegeben:

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worin Vq eine maximale Voltage der sinusförmigen Welle ist. Unter der Bedingung V/d>d+V führt das Resultat der Entwicklung zu einer Schleier bildung und ein dielektrischer Ausfall wird wahrscheinlich im Teil hoher Stromspannung stattfinden, wo der lichtempfindliche Empfänger und der Entwickler einander im Entwicklungsbereich berühren und auf diese Weise kann das Bild in diesem Teil gestört und in der Qualität verri ngert werden.

·

Aus oben genannten Gründen ist es vorzuziehen, daß die Frequenz V (Kilo-Hertz) folgende Bedingung einhält

die Bedingung 3 0,1 <£ V < 10 5

und insbesondere

die Bedingung 3' I^ \) ^ 5

Wenn oben genannte Bedingungen mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erfüllt sind, kann man gute Entwicklungsresultate erzielen. Im übrigen ist der in den FIG. 3 und 5 angegebene Wert V derjenige, wenn eine leitende Buchse verwendet wird und es versteht sich, daß der Wert der auf die Tonerschicht zu beaufschlagende Stromspannung verändert werden kann, wenn die isolierende oder hochwiderstandsfähige Buchse verwendet wird.

Wie oben erklärt, werden in vorliegender Erfindung isolierende und magnetische Toner eingesetzt und das alternierende elektrische Feld wird zwischen dem elektrostatischen Bildhalter und dem Tonerhalter unter einer Entwicklungsbedingung aufgebaut^ in der die vom Tonerhalter ausgehende magnetische Kraft diesen Toner daran hindert, an dem bildlosen Bereich des elektrostatischen Bildhalters zu haften und die Tonerkörnchen werden durch das vorgenannte alternierende elektrische Feld vibriert und auf diese Weise wird die Entwicklung beschleunigt und es wird so möglich, mit Hilfe einer üblichen Kontaktentwicklung die scharfen und ausgezeichneten Bilder zu erhalten.

In allen diesen bekannten Beispielen werden trockene Einkomponententoner verwendet, die nur aus Toner bestehen und die eine Anordnung haben, in der der elektrostatische Bildhalter und der Tonerhalter einander.gegenüber mit einem Freiraum angeordnet sind, der ein öberfliegen des Toners nach dem Gesichtspunkt erfordert, daß ein Haften des Toners im bildlosen Bereich von vornherein vermieden wird.

Ungleich einem leitenden Toner hat ein isolierender Toner den großen Vorteil, daß er auf unbehandeltes Papier aufgetragen werden kann. Das Kontaktentwicklungsverfahren beinhaltete das große Problem der Schi eierbildung, obwohl dieses Verfahren solche Vorteile hat wie (i) Möglichkeit einer großen Entwicklungsgeschwindigkeit (ii) Möglichkeit der Entwicklung bei geringer Voltage und (ii-i) die Tonerstreuung ist geringer, als bei einer.Entwich!ungsmethode ohne Kontakt, so wie man sie bei der springenden Entwicklung hat. Der Grund dafür liegt darin, daß der isolierende Toner dazu neigt, aufgrund der ladujigsinduzierenden Eigenschaft, Restvoltage und Triboelektrifizierung an dem elektrostatischen Bild zu haften, da dieser isolierende Toner eine elektrische Ladung besitzt. Als Mittel für die Entfernung der Schleierbil- dung wird andererseits im allgemeinen eine magnetische Kraft eingesetzt. Eine starke magnetische Vorspannung kann die Schleierbildung entfernen, aber im Randteil des Bildes oder im Teil mit niederer Voltage haften andererseits die Toner im Zustand, der Streuung und daher mangelt den Bildern ausreichende Klarheit und Schärfe. Wenn dagegen eine starke Ab streichkraft eingesetzt wird, wird die oben genannte Klarheit und Schärfe verbessert, aber die Bildqualität wird in Richtung der Entwicklung verschlechtert aufgrund der Streuung des Toners und der Abstreichkraft in Entwicklungsrichtung, was einen Nachteil darstellt.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorliegende Erfindung bietet ein Entwicklungsverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine magnetische Vorspannkraft so eingestellt wird, daß ein Haften des Toners an dem elektrostatischen Bildträger in der bildlosen Zone verhindert wird und daß eine elektrische Vor-

Spannkraft vorhanden ist, die ein alternierendes elektrisches Feld 1m Entwicklungsbereich bildet und zwar in einem Entwicklungsverfahren, in dem ein elektrostatisches Bild durch einen isolierenden magnetischen Toner sichtbar gemacht wird, mit dem der elektrostatisehe Bildträger in Berührung gebracht wird. Vorliegende Erfindung basiert insbesondere auf der Entdeckung, daß es einen Zustand gibt, in dem die Tonerkörner durch das vorgenannte alternierende elektrische Feld vibriert werden und daß dadurch ein klares und scharfes Bild nur im Bildbereich gebildet wird, während eine Haftung des Entwicklers im bild!ösen Bereich weitgehend nicht stattfindet.

In vorliegender Erfindung wird ein isolierender Toner verwendet, der sowohl mit dem Bildbereich in Berührung gebracht wird, in dem der Toner haftet, um gleich sichtbar zu werden und in dem bildlosen Bereich, wo der Toner ursprünglich nicht haften soll, beide auf dem elektrostatischen Bildträger und gleichzeitig unter der Voraussetzung, daß eine durch den Entwicklerträger gebildete magnetische Kraft die Haftung des Toners im bildlosen Bereich verhindert, wobei ein alternierendes elektrisches Feld zwischen dem Entwicklerträger und dem elektrostatischen Bildträger beaufschlagt wird, wodurch die Tonerkörner vibriert werden und nur der Bildbereich allein in klare und scharfe Bilder verwandelt wird, während eine Haftung des Toners im bildlosen Bereich im wesentlichen nicht stattfindet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

FIG. 1 und FIG. 4 zeigen die Struktur des erfindungsgemäßen Entwicklergerätes;

FIG. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Empfängers und derReflektionsdichte eines Bildes; und

FIG. 3 und FIG. 5 zeigen die optimalen Bedingungen für die Entwicklung.

BAT)

ORIG/NAL

Claims

Patentansprüche

1. Entwicklungsverfahren, in dem ein isolierender magnetischer Toner mit einem elektrostatischen Bildträger in Berührung gebracht und ein elektrostatisches latentes Bild entwickelt wird, wobei dieses Entwicklungsverfahren die Arbeitsschritte der Beaufschlagung auf den Toner eines alternatierenden elektrischen Feldes beinhaltet, das die folgende Bedingung 1 einhält, und zwar mit einer magnetischen Vorspannung, die dahin geht, die Bewegung des magnetisehen Toners zu diesem Bildträger einzuschränken.

Bedingung 1 V/d .^ 0.1

Darin bedeutet V eine auf den isolierenden magnetischen Toner beaufschlagte effektive Stromspannung, d bedeutet einen Frei raum zwischen einem elektrostatischen Bildträger und einer Entwicklungsbuchse und bedeutet eine Frequenz des alternatierenden elektrischen Feldes.

2. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1, in dem dieses alternierende elektrische Feld weiterhin folgende Bedingung 2 einhält.

V/d ^1+ \)

3. Entwicklungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, in dem das alternierende elektrische Feld eine sinusförmige Welle ist.

4. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 3, in dem die effektive Stromspannung durch die folgende Bedingung dargestellt wird. 30

Darin bedeutet V eine effektive Stromspannung in Form einer Sinuswelle und V« bedeutet eine maximale Stromspannung in Form einer Sinuswelle.

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5. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1, in dem die Frequenz (y) zwischen 100 Hz und 10 KHz liegt.

6. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 5, in dem die Frequenz (y) 5 zwischen 1 KHz und 5 KHz liegt.

7. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1, in dem die Magnetflußverteilung des Entwicklungsbereiches zwischen 500 Gauss und 1.500 Gauss liegt.

8. Entwicklungsverfahren nach Anspruch I₅ in dem der Freiraum 0,1 - IjO mm beträgt.

9. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1, in dem der Volumenwider-15 stand des Toners nicht mehr als 10 Jlcm beträgt.

10. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 9, in dem der Volumenwiderstand nicht weniger als 10 Si cm beträgt.

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