DE3432508C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Entwickeln eines bestimmten Bildes und insbesondere auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung, bei dem bzw. bei der Entwickler von einem Entwicklerträger in eine Entwicklungszone gegenüber einem Latentbildträger unter Aufrechterhalten eines Spalts befördert und in dieser von dem Entwicklerträger auf den Latentbildträger übertragen wird, um das latente Bild sichtbar zu machen.

Es ist beispielsweise aus den US-PS 32 32 190 und 38 93 418 sowie der DE-AS 24 07 380 bekannt, daß der eine dünne Schicht eines Trockenentwicklers haltende Entwicklerträger in der Entwicklungszone einem Latentbildträger gegenüber mit einem Spalt angeordnet wird, worauf der Entwickler über den Spalt auf den Latentbildträger übertragen und so das latente Bild entwickelt wird. Ferner ist es aus der DE-OS 29 30 619 bekannt, ein andauerndes elektrisches Wechselfeld in dem Spalt zu erzeugen, um wiederholte Hin- und Herbewegungen, d. h. eine Übertragung und Rückübertragung der Entwicklerpartikel in dem Spalt zwischen den Oberflächen des Entwickler- und des Latentbildträgers hervorzurufen, was als "Tanzeffekt"- oder Sprung-Entwicklung bezeichnet werden kann. Diese Art der Entwicklung ist insofern günstig; als Hintergrundschleier vermieden werden, die Farbton-Wieder­ gabe gut ist und auch dünne Linien in zufriedenstellender Weise wiedergegeben werden.

Obwohl dieses System vorteilhaft ist, hat sich hierbei doch ein Problem gezeigt, auf das unter Bezugnahme auf die Fig. 1 eingegangen wird, die in einem Kurvenbild eine gewöhnliche V/D-Kurve (die Beziehung zwischen dem Oberflä­ chen- oder Latentbildpotential V und der Schwärzung D des entwickelten Bilds) sowie eine V/D-Kurve mit negativer Eigenschaft zeigt.

Die Beziehung zwischen der Bildschwärzung D nach der Entwick­ lung und dem Oberflächenpotential V am Latentbildträger bei dem oben erwähnten Entwicklungssystem verläuft im allge­ meinen nach der in Fig. 1 gezeigten Kurve a.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Aufbringen eines unmag­ netischen Entwicklers in dünner Schicht auf den Entwickler­ träger und bei Gegenüberstellen von Entwicklerträger und Latentbildträger in der Entwicklungszone unter Bilden eines Spalts, an dem fortlaufend ein elektrisches Wechselfeld vorhanden ist, die V/D-Kurve den mit b in Fig. 1 angegebe­ nen Verlauf nimmt. Diese Kurve b ist zur üblichen V/D- Kurve a sehr unterschiedlich, weil die Entwicklung in einem Zwischenpotentialbereich B übermäßig gefördert wird, so daß die Neigung der Bildschwärzung mit Bezug zum Latent­ bildpotential steil ist, und weil die Bildschwärzung D im hohen Potentialbereich A schwach ist. Diese hier als "negative Eigenschaft" bezeichnete Eigenschaft stellt ein Problem dar, da die Bildschwärzung in einem vollen schwar­ zen Bereich geringer ist als in einem Halbtonbereich.

Auch kann es bei einem Entwicklungsvorgang, bei dem die Entwicklerschicht mit dem Latentbildträger in Kontakt tritt, zur Ausbildung einer Entwickler-Pulverwolke unmittelbar vor und nach der Entwicklungsposition bzw. -zone kommen, indem nämlich die bewegten Entwicklerteilchen der Frequenz des Wechselfeldes nicht folgen können, woraus ebenfalls das in Kurve b gezeigte Phänomen mit seinen Nachteilen für das entwickelte Bild auftreten kann.

Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln anzugeben, wobei die oben genannte negative Eigenschaft im Entwicklungsvorgang wirksam verhindert wird und ein qualitativ hochwertiges entwickeltes Bild erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 bzw. 8 angege­ benen Merkmalen gelöst.

Hierdurch wird das Entstehen einer Entwickler-Pulverwolke in der Entwicklungsstation bzw. in der Entwicklungszone wirkungsvoll unterbunden, und zwar vor und nach der Ent­ wicklung, selbst wenn die Entwicklerschicht mit dem Latent­ bildträger in Berührung treten sollte. Auf diese Weise sind qualitativ hochwertige entwickelte Bilder erzielbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf weitere Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Kopierge­ rät in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 3 bis 6 Wellenformen der Entwicklungsvorspannung gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 7 bis 9 Wellenformen der Entwicklungsvorspannung gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 10 ein Kurvenbild über die magnetische Kraftliniendich­ teverteilung des entwickelnden Magnetpols;

Fig. 11 einen schematischen Längsschnitt durch ein Kopierge­ rät in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Er­ findung;

Fig. 12 bis 15 Wellenformen der Entwicklungsvorspannung, die bei der letzten Ausführungsform gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt.

Bevor im einzelnen auf bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung eingegangen wird, wird die negative Eigenschaft, die beim Entwickeln auftritt, weiter erörtert.

Es wird angenommen, daß die negative Eigenschaft als eine be­ sondere oder eigene Erscheinung auftritt, die durch die Ent­ wicklerpartikel hervorgerufen wird, welche durch die Hin- und Herbewegung der unmagnetischen Entwicklerpartikel in dem das Wechselfeld aufweisenden Spalt zu einer Pulverwolke ge­ worden sind. Insbesondere ist zu vermuten, daß die Entwickler­ partikel die Hin- und Herbewegung in Reaktion auf die Entwick­ lungsvorspannung wiederholen, daß aber dann, wenn die Vorspan­ nungsfrequenz hoch ist, die Entwicklerpartikel dem Wechsel bzw. der Halbperiodendauer der Vorspannung bei einer solch hohen Frequenz nicht folgen können, so daß die Partikel die Pulverwolke bilden.

Es kann angenommen werden, daß in dem Hochpotentialbereich A von Fig. 1 das elektrische Feld zwischen dem Latentbild- und dem Entwicklerträger so hoch ist, daß die Hin- und Herbewegung der Entwicklerpartikel die Bildung von etwas einem Vorhang Ähnlichem durch die in dem Spalt zwischen dem Latentbild und dem Entwicklerträger "angeketteten" Entwicklerpartikel zum Ergebnis hat und daß diese Partikel in diesem Vorhang eingeschlossen sind, so daß sie aus diesem nicht in der Rich­ tung seiner Stärke mit dem Ergebnis einer kleineren Wolken­ bildung herauskommen. Es ist jedoch zu bedenken, daß in dem Nieder- oder Mittelpotentialbereich B das elektrische Feld in dem Spalt zwischen Latentbild- und Entwicklerträger schwä­ cher ist als im Hochpotentialbereich A, so daß der Vorhang nur in dem Bereich, in dem der Spalt sehr klein ist, gebil­ det wird, weshalb die Stärke oder Dicke des Vorhangs so ge­ ring ist, daß die Entwicklerpartikel leicht freikommen, was eine größere Wolkenbildung, d. h. eine weitere Entwicklungs­ zone, zur Folge hat. Tatsächlich wurde beobachtet, daß die Breite der Entwicklungszone, während das elektrische Wechsel­ feld angelegt wird, im Niederpotentialbereich B größer als im Hochpotentialbereich A ist, was man darauf zurückführt, daß die Entwicklungsbreite durch die Bildung der Pulverwolke ver­ größert wird. Das wird auch durch die Tatsache gestützt, daß ein Kanteneffekt im Niederpotentialbereich B, der der Pulver­ wolkenentwicklung eigen ist, bestätigt wird.

Bei einem herkömmlichen Entwicklungssystem, in dem ein magne­ tischer Entwickler (magnetischer Toner) zur Anwendung kommt und ein entwickelnder Magnetpol an der Entwicklungsstelle vorgesehen ist, wird die Pulverwolke nicht ohne weiteres er­ zeugt, weil die Magnetkraft durch den Entwicklungspol auf die magnetischen Tonerpartikel zum Entwicklerträger hin aufgebracht wird. Ferner läßt der Entwicklungsmagnetpol Ketten von Tonerpar­ tikeln entstehen, und diese Ketten werden aufgerichtet, so daß der Spalt zwischen den Kettenenden und dem Latentbildträger in der Entwicklungszone vermindert wird, was eine ausreichende Bildschwärzung im Hochpotentialbereich A zum Ergebnis hat, wie die V/D-Kurve a in Fig. 1 zeigt.

Im Gegensatz hierzu, werden in dem Fall, daß der magnetische Toner ohne Anwendung des Entwicklungsmagnetpols benutzt wird, oder bei Verwendung von unmagnetischem Toner die Tonerparti­ kel auf die Oberfläche des Entwicklerträgers mit einer höheren Dichte aufgebracht, so daß sie nicht in leichter Weise auf den Latentbildträger übertragen werden. Auch ist hier keine solche Kraft vorhanden, die bestrebt ist, die Tonerpartikel zum Ent­ wicklerträger zurückzubewegen. Aus diesen Gründen werden die eine hohe Ladungsdichte aufweisenden Tonerpartikel innerhalb des Vorhangs schwebend oder schwimmend gehalten, weshalb ein ausreichendes elektrisches Feld nicht zur Wirkung kommt, um die Tonerpartikel vom Entwicklerträger auf den Latentbildträger zu übertragen. Es ist davon auszugehen, daß dies der Grund ist, weshalb die Schwärzungsdichte im Bereich A vermindert wird, wie die V/D-Kurve b in Fig. 1 zeigt. Ferner ist anzunehmen, daß in dem Bereich C mit einem höheren Potential als im Bereich A das elektrische Feld stärker ist als im Bereich A, so daß die Bildschwärzung mit dem Latentbild- oder Oberflächenpotential an­ steigt. Das Ergebnis dessen wird sein, daß im Zwischenpotential­ bereich B von Fig. 1 die Breite der Entwicklungszone vergrößert wird, um ein entwickeltes Bild mit hoher Schwärzung zu erzeugen, während im Hochpotentialbereich A die Bildschwärzung vermindert wird.

Seitens der Erfinder durchgeführte Versuche zeigten, daß die ne­ gative Eigenschaft nicht auftritt, wenn für die Entwicklungsvor­ spannung oder -vormagnetisierung ein Gleichstrom verwendet wird oder wenn ein Wechselstrom zur Anwendung kommt, der eine derart niedrige Frequenz hat, daß die Entwicklerpartikel der Frequenz folgen könnten, um eine ausreichende Hin- und Her­ bewegung der Entwicklerpartikel zu wiederholen. Hieraus folgt, daß zur Vermeidung des Auftretens der negativen Eigenschaft in Betracht zu ziehen ist, eine niederfrequente Vorspannung anzu­ wenden, um die Zahl der Hin- und Herbewegungen herabzusetzen. Es hat sich jedoch erwiesen, daß dann, wenn lediglich die Frequenz der Entwicklungsvorspannung verkleinert wird, die Bildschwär­ zung geringer und der Hintergrundschleier größer werden, was bedeutet, daß die Bildqualität verschlechtert wird.

Die Frequenz der anzulegenden Entwick­ lungsvorspannug wird daher beibehalten und statt dessen wird die zeit­ liche Einstellung für das Anlegen der Entwicklungsvorspannung gesteuert, so daß diese Vorspannung intermittierend angelegt wird. Wie sich erwiesen hat, wird damit die negative Eigen­ schaft völlig beseitigt oder stark herabgesetzt.

Anhand der Fig. 2 wird nun eine Ausführungsform eines Kopier­ geräts gemäß der Erfindung beschrieben. Bei diesem Gerät ist ein Latentbildträger 1, der eine Photowiderstandsschicht auf­ weist, in der durch den Pfeil a angegebenen Richtung drehbar. Der Latentbildträger 1 wird von einem Koronaentlader 2 gleich­ förmig geladen und einer Bildbelichtung 3 in Übereinstimmung mit einem kopierenden Original ausgesetzt, so daß auf dem Träger 1 eine latente Abbildung erzeugt wird. Durch die Ent­ wicklungsvorrichtung 4 wird dann das latente Bild entwickelt oder sichtbar gemacht; dieses sichtbare Bild wird an­ schließend vom Träger 1 auf ein Bildempfangsmaterial oder Transfermaterial, z. B. Papier, durch den Transferentlader 5 übertragen. Mittels einer (nicht gezeigten) Fixiervorrichtung wird das Bild auf dem Transfer­ material 6 fixiert. Die Oberfläche des Latentbildträgers 1 wird nach der Übertragung der Abbildung von diesem durch eine Reinigungsvorrichtung 7 gesäubert.

Die Entwicklungsvorrichtung 4, auf die die Erfindung vor allem gerichtet ist, weist einen Entwicklerbehälter 8 auf, der magne­ tische Partikel 9 enthält, die auf die Oberfläche eines Zylin­ dermantels oder einer Hülse 10 durch die von einer in dem Zy­ lindermantel 10 untergebrachten Magnetwalze 11 entwickelte ma­ gnetische Kraft angezogen werden. Der Zylindermantel 10 arbei­ tet als Entwicklerträger und ist in der Richtung des Pfeils b drehbar, und bei dessen Drehung werden die magnetischen Par­ tikel 9 am Zylindermantel 10 mitgenommen bzw. von diesem ge­ fördert. Jedoch werden die Partikel 9 an einem Austritt aus dem Entwicklerbehälter 8 durch das Zusammenwirken einer Be­ grenzungsklinge 12 aus magnetischem Material und des N-Pols der Magnetwalze 11 gehindert, so daß sie durch die Schwerkraft eine Umkehrbewegung ausführen, wie durch den Pfeil c angedeu­ tet ist. Das hat zum Ergebnis, daß eine dünne Schicht von un­ magnetischen Tonerpartikeln 13 gleichmäßig auf dem Zylinder­ mantel 10 ausgebildet wird, und diese unmagnetischen Tonerpar­ tikel 13 werden als dünne Schicht am Zylindermantel 10 in der Pfeilrichtung b zur Entwicklungsstation oder -stelle bzw. -zone gefördert, in der der Mantel 10 dem Latentbildträger 1 gegenüberliegt.

In der Entwicklungsposition ist der Zylindermantel 10 gegenüber dem Latentbildträger 1 mit einem freien Spalt oder Zwischenraum, der größer als die Stärke der dünnen Tonerschicht ist, angeord­ net. Dieser Spalt wird durch Abstandsglieder gebildet, z. B. durch an den entgegengesetzten Enden des Zylindermantels 10 angebrachte Rollen. Andererseits führen die magnetischen Parti­ kel 9, die in Richtung des Pfeils c umlaufen, die unmagnetischen Tonerpartikel 13 während ihres Umlaufens mit sich mit, und die­ ser Umlauf wird wiederholt. Das Verfahren zur Ausbildung der dünnen Schicht aus unmagnetischen Tonerpartikeln ist im einzel­ nen in der DE-Patentanmeldung P 34 15 592.9 erläutert.

Die Entwicklungsvorrichtung 4 weist ferner ein Abdichtglied 14 aus magnetischem Material auf, das dazu dient, im Zusammenwir­ ken mit dem S-Pol der Magnetwalze 11 ein Austreten der magne­ tischen Partikel 9 aus dem Entwicklerbehälter 8 zu verhindern. An den Zylindermantel 10 wird von der Vorspannungsquelle 15 eine Entwicklungsvorspannung gelegt.

Die an den Mantel 10 gelegte Entwicklungsvorspannung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Vorspannungsquelle 15 umfaßt einen Os­ zillator zur Erzeugung eines sinusförmigen Wechselstroms, ei­ nen Modulator zur absatzweisen Erzeugung von in Fig. 3 gezeig­ ten Impulsen, einen Verstärker zur Verstärkung der Amplitude und eine Einrichtung zur Überlagerung eines Gleichstroms. Die Ausgangsspannung hat eine Frequenz von 1 kHz, die Spitze- Spitze-Spannung beträgt 1,6 kV (pp), und es wird ihr ein Gleich­ strom von +100 V überlagert. An den Zylindermantel 10 wird wie­ derholt eine volle Periode dieser Spannung mit einer Ruheperio­ de von 2 ms, wie Fig. 3 zeigt, angelegt. Das am Latentbildträ­ ger 1 verwendete Latentbild war derart, daß das Dunkelflächen­ potential Vd +550 V und das Hellflächenpotential Vl 0 V betrug. Die verwendeten Tonerpartikel waren isolierende, unmagnetische Tonerpartikel, die durch die Reibung mit dem Mantel 10 oder mit den magnetischen Partikeln 9 aufladbar waren.

Bei der tatsächlichen Durchführung des Entwicklungsvorgangs unter den oben erläuterten Bedingungen hat sich bestätigt, daß die durch die Kurve b in Fig. 1 dargestellte negative Eigen­ schaft zum Verschwinden gebracht und eine V/D-Kurve, die dicht an der Kurve a von Fig. 1 lag, erhalten worden ist.

Als Alternative können zwei volle Perioden der Spannung mit ei­ ner einer vollen Periode entsprechenden Ruhezeit angelegt werden (Fig. 4). Auch kann eine Rechteckwelle, wie sie in Fig. 5 dar­ gestellt ist, oder eine Dreieckwelle zur Anwendung kommen. Die am besten geeignete Art für das Anlegen der Spannung kann in Übereinstimmung mit der gewünschten Kopiergeschwindigkeit oder den gewünschten Entwicklungsbedingungen gewählt werden. Die be­ vorzugten Ergebnisse wurden dann festgestellt, wenn das Verhält­ nis von Anlegeperiode der Vorspannung zu Ruheperiode 1 : 0,5 bis 1 : 10 ist.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird das elektrische Wechselfeld absatzweise zwischen dem Latentbild- sowie Entwicklerträger in der Entwicklungsposition, in der sich beide Träger gegenüberliegen, gebildet, so daß das Auftreten der negativen Eigenschaft ausgeschaltet oder herabgesetzt wird. Zusätzlich werden ein Auftreten des Hintergrundschleiers oder der Vermin­ derung in der Bildschwärzung, was bei alleiniger Herabsetzung der Frequenz möglich ist, verhindert.

Es hat sich herausgestellt, daß das Ausmaß in der Verbesserung der Verminderung der negativen Eigenschaft mehr oder weniger unterschiedlich ist, was von der Art des Anlegens der intermit­ tierenden Vorspannung abhängig ist.

Eine andere Ausführungsform, die auf den obigen Feststellungen beruht, wird anschließend beschrieben, wo­ bei Versuche unter den folgenden Bedingungen durchgeführt worden sind.

Auf dem ein organisches lichtempfindliches Teil aufweisenden La­ tentbildträger 1 wurde ein latentes, elektrostatisches Bild er­ zeugt. Das Latentbild hatte -650 V an der dunklen und -150 V an der heIlen Fläche. Zur Entwicklung des latenten Bildes wurden positiv geladene Tonerpartikel 13 verwendet. Der Entwicklerträ­ ger 10 wurde gegenüber dem Latentbildträger 1 in der Entwick­ lungsstation angeordnet, und es wurde zwischen diesen ein inter­ mittierendes Wechselfeld, wie in Fig. 6 gezeigt, aufgebaut. Da die Entwicklerpartikel eine positive Ladung haben, die Pola­ rität des Latentbildes aber negativ ist, startet das elek­ trische Wechselfeld mit einem Schritt oder einer Phase D (Rück- Übergangsschritt), in dem bzw. der die Entwicklerpartikel vom Latentbildträger 1 zurück zum Entwicklerträger 10 übertragen oder geführt werden. Das Wechselfeld endet mit einem Schritt oder einer Phase E, in dem bzw. der die Entwicklerpartikel vom Entwicklerträger 10 zum Latentbildträger 1 überführt werden. Dieses Schema für das Anlegen der Spannung ist das gleiche wie bei den Fig. 3 bis 5, da das latente Bild eine positive Polari­ tät hat und die Polarität des Entwicklers von Fig. 2 negativ ist.

Wenn dieses Spannungsschema zur Anwendung kommt, so sind die Wirkungen in der Verminderung der negativen Eigenschaft und der Verhinderung des Schleiers nicht sehr bemerkenswert. Da das in­ termittierende Wechselfeld mit dem Schritt endet, in dem die Entwicklerpartikel vom Entwicklerträger 10 zum Latentbildträger 1 übertragen werden, werden die Pulverwolken-Entwicklerpartikel, die zwischen dem Latentbild- und dem Entwicklerträger vorhanden sind, mühelos während der Ruheperiode t₁ im schwimmenden oder schwebenden Zustand gehalten. Deshalb wird leicht der Hinter­ grundschleier erzeugt, und die schwebenden Entwicklerpartikel blockieren die Übergangs- oder Übertragungsbewegung der Ent­ wicklerpartikel im nächsten Übergangsschritt.

Bei dieser Ausführungsform wurde dann das Schema für das Anlegen der Vorspannung umgekehrt, so daß die vom intermittierenden Wechselfeld bewirkte Bewegung der Ent­ wicklerpartikel umgekehrt verläuft. Im einzelnen hat das ange­ legte Wechselfeld die in Fig. 7 gezeigte Ausbildung, wobei es mit dem Rück-Übergangsschritt endet, in dem die Entwicklerpar­ tikel vom Latentbildträger 1 zurück zum Entwicklerträger 10 geführt werden. Mit diesem Schema des intermittierenden elektri­ schen Wechselfeldes wird die negative Eigenschaft in der Ent­ wicklung bemerkenswert herabgesetzt, und es wird eine zuverläs­ sige, getreue Wiedergabe der Farbtönung ohne verschleierten Hintergrund erhalten. Bei diesem Wechselfeld wird, während die Spannung positiv ist, der Entwickler vom Entwicklerträger 10 freigegeben und auf den Latentbildträger 1 zur Entwicklung der auf diesem befindlichen latenten Abbildung überführt. Unter den an der Überführung beteiligten Entwicklerpartikeln sind einige, die die Oberfläche des Latentbildträgers 1 nicht erreichen, was auf der Größe dessen Ladung und der Entwicklungszeitspanne (die Zeitspanne während der die Vorspannung angelegt wird) beruht. Diese Partikel erlangen einen schwebenden oder schwimmenden Zu­ stand und werden dann im nächsten Schritt (Rück-Übergangsschritt) zurück zum Entwicklerträger 10 geführt. Deshalb ist in der Ruhe­ zeit t₁ zwischen aufeinanderfolgenden Anlegevorgängen der inter­ mittierenden Wechselspannung ein Zustand gegeben, in dem der Zwischenraum oder Spalt von schwebenden Tonerpartikeln frei ist. Demzufolge werden die Entwicklerpartikel im nächsten Entwick­ lungsschritt glatt und leicht übertragen.

Die negative Eigenschaft im Entwickeln wird durch das alleinige Herabsetzen der Frequenz der Entwicklungsvorspannung vermindert, was jedoch, wie vorher erläutert wurde, eine geringere Bild­ schwärzung und die Erzeugung eines Hintergrundschleiers zum Er­ gebnis hat. Gemäß dieser Ausführungsform kommt jedoch eine hochfrequente Entwicklungsvorspannung so zur Anwendung, daß deren Vorteile in der Verhinderung eines Schlei­ ers und in der hohen Bildschwärzung beibehalten werden und die negative Eigenschaft noch zusätzlich vermindert wird. Das wird durch das intermittierende Wechselfeld, das mit dem Rück-Über­ gangsschritt endet, wobei die Entwicklerpartikel vom Latentbild­ träger zum Entwicklerträger zurückübertragen werden, so daß die Menge an schwebenden Tonerpartikeln herabgesetzt und die Anzahl der Hin- und Herbewegungen der Entwicklerpartikel ebenfalls ver­ mindert wird, erreicht. Da ferner das elektrische Wechselfeld derart gestaltet ist, daß die Ruheperiode unmittelbar nach dem Rück-Übergangsschritt, in dem die Entwicklerpartikel zum Ent­ wicklerträger 10 zurückgeführt werden, beginnt, werden schwer­ lich schwimmende Entwicklerpartikel im Spalt zwischen den bei­ den Trägern 1 und 10 erzeugt. Das ist von Vorteil, weil das mög­ liche Streuen der Entwicklerpartikel, was ansonsten durch die Drehung des Latentbildträgers hervorgerufen werden kann, herab­ gesetzt werden kann.

Dieses Ausführungsbeispiel wurde tatsäch­ lich mit einer Entwicklungsvorrichtung der in Fig. 2 gezeigten Ausbildung verwirklicht. Die in Fig. 7 dargestellte Entwicklungs­ vorspannung wurde an den Entwicklungszylindermantel 10 von der Vorspannungsquelle 15 her angelegt. Die Vorspannung hatte eine Frequenz von 1,5 kHz, die Spitze-Spitze-Spannung betrug 1,6 kV (pp), und es wurde eine Gleichstromkomponente von -350 V über­ lagert. Wie Fig. 7 zeigt, wurde eine volle Periode der Spannung an den Zylindermantel 10 gelegt, wobei die Ruheperiode t₁ eine Dauer von 1,3 ms hatte. Das entwickelte latente Bild war der­ art, daß das Oberflächenpotential Vd der dunklen Fläche -650 V, das Oberflächenpotential Vl der hellen Fläche -150 V betrug. Die verwendeten Entwicklerpartikel waren isolierende, unmagne­ tische Tonerpartikel, die durch die Reibung mit dem Mantel 10 oder den magnetischen Partikeln positiv zu laden waren.

Im Betrieb wurde die in Fig. 1 durch die Kurve b gezeigte negative Eigenschaft getilgt, und es wurde eine V/D-Kurve er­ halten, die dicht an der Kurve a von Fig. 1 lag.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die positiv geladenen Tonerpartikel für die negative latente Abbildung verwendet, so daß das Wechselfeld mit der negativen Periode vor der Ruhezeit endet. Wenn jedoch eine positive latente Abbildung mit einem negativ geladenen Entwickler (Fig. 2-5) entwickelt wird, so wird die Endpolarität umgekehrt, d. h., sie wird positiv, so daß die negative Eigenschaft ebenfalls in bemerkenswerter Wei­ se beseitigt wird.

Als weitere Alternative können zwei Spannungspe­ rioden mit einer Ruhezeit von einer Wellenperiode angelegt wer­ den, wie Fig. 8 zeigt. Auch kann die in Fig. 9 dargestellte Rechteckwelle oder eine Dreieckwelle zur Anwendung kommen. Das am besten geeignete Schema für das Anlegen der Spannung kann entsprechend der gewünschten Kopiergeschwindigkeit und den ge­ wünschten Entwicklungsbedingungen ausgewähl werden. Die Wel­ lenform der Vorspannung ist dann hinreichend oder geeignet, wenn sie eine Periode der die Übergangskomponente und die Rück- Übergangskomponente enthaltendenWellenform einschließt. Die Wellenform kann mit der Rück-Übergangskomponente beginnen und auch mit dieser Komponente enden. Die bevorzugten Ergebnisse wurden erhalten, wenn das Verhältnis der Zeitdauer im Anlegen der Vorspannung zur Ruhezeit 1 : 0,5 bis 1 : 10 beträgt.

Die Erfindung ist nicht auf die in Fig. 2 gezeigte Entwick­ lungsvorrichtung beschränkt, sondern auf eine andere Art ei­ ner solchen ebenfalls anwendbar, die die negative Eigenschaft dann erzeugen kann, wenn ein ununterbrochenes elektrisches Wechselfeld angelegt wird. Obwohl sich die besprochenen Aus­ führungsformen auf eine Entwicklungsvorrichtung mit unmagne­ tischem Toner bezogen haben, so ist die Erfindung ebenfalls auf eine magnetische Tonerpartikel verwendende Entwicklungs­ vorrichtung anwendbar, wenn die negative Eigenschaft hervor­ gerufen wird. Ferner ist die Erfindung auch in wirksamer Weise bei einem sog. Zweikomponenten-Entwicklungssystem, bei dem magnetische Trägerpartikel und Tonerpartikel verwen­ det werden, anwendbar.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird quer über den zwischen dem Latentbild- und Entwicklerträger gebildeten Spalt ein intermittierendes elektrisches Wechsel­ feld angelegt, wobei die Schlußkomponente dieses Feldes der­ art gestaltet ist, daß sie die Entwicklerpartikel vom La­ tentbild- zum Entwicklerträger überträgt. Das ist wirksam, um das Auftreten der negativen Eigenschaft ohne eine Minde­ rung in der Bildqualität, wie eine geringere Bildschwärzung oder ein verschleiertes Bild, was hervorgerufen werden kann, wenn nur die Frequenz der Vorspannung vermindert wird, zu verhindern.

Bei den bisherigen Ausführungsformen ist die intermittieren­ de Vorspannung dazu verwendet worden, die bei Entwicklungs­ vorgängen auftretende und dargestellte negative Eigenschaft zu beseitigen, jedoch ist die Erfindung auch bei einem Ver­ fahren und einer Vorrichtung mit Wirksamkeit anzuwenden, wo­ bei der Entwicklungsvorgang unter Verwendung von magneti­ schen Tonerpartikeln und eines entwickelnden Magnetpols ab­ läuft. Ein Beispiel für diese Art wird im folgenden be­ schrieben.

Es ist beispielsweise aus der DE-OS 29 30 595 bekannt, daß ein eine dünne Schicht von magnetischen Tonerpartikeln auf­ weisender Entwicklerträger in einer Entwicklungsstation ei­ nem Latentbildträger gegenüber angeordnet wird, wobei zwi­ schen diesen beiden Trägern ein Spalt vorhanden ist, der größer ist als die Stärke der dünnen Tonerschicht, und daß quer über den Spalt ein Entwicklungsmagnetfeld von einem Entwicklungsmagnetpol erzeugt wird, womit ein elektrisches Wechselfeld ständig über dem Spalt gebildet wird, so daß die magnetischen Tonerpartikel wiederholt über den Spalt hin- und herbewegt werden, wobei auf diese Weise das laten­ te Bild auf dem Latentbildträger mit den magnetischen Ent­ wicklerpartikeln entwickelt wird. Das ist ein sog. Tanz- oder Sprung-Entwicklungssystem. Wenn bei diesem System die magnetische Kraftliniendichte in der Längsrichtung, d. h. in einer zur Bewegung des Latentbildträgers rechtwinkligen Richtung, nicht gleichförmig ist, so wird das entwickelte Bild an der Ungleichförmigkeit entsprechend beteiligt, und das bedeutet, daß das entwickelte Bild weiße oder schwarze Linien aufweist.

Die Fig. 10 zeigt eine magnetische Flußdichteverteilung ei­ nes Entwicklungsmagnetpols, der solche Linien oder Streifen hervorruft. Die Flußdichte wird längs der Oberfläche des Zylindermantels in der Längsrichtung gemessen, wobei der Zy­ lindermantel aus unmagnetischem Material besteht, als Ent­ wicklerträger arbeitet und in seinem Innern eine Magnetwal­ ze mit dem Entwicklungsmagnetpol enthält. Wie die Fig. 10 erkennen läßt, ist die magnetische Flußdichteverteilung nicht gleichförmig, vielmehr sind örtliche Teile X, Y und Z mit niedriger Kraftlinien- oder Flußdichte vorhanden. Es wurde mit dem Zylindermantel und dem Entwicklungsmagnetpol ein Entwicklungsvorgang ausgeführt, wobei folgende Bedingun­ gen vorlagen: die Vorspannung hatte eine Frequenz von 1000 Hz, die Spitze-Spitze-Spannung betrug 1000 V (pp), ein Gleich­ strom von +100 V wurde überlagert; die Vorspannung wurde in Übereinstimmung mit dem Sprung-Entwicklungssystem angelegt. Am entwickelten Bild wurden an den den Orten X, Y und Z ent­ sprechenden Stellen weiße Streifen beobachtet, die in der Reihenfolge von X über Y nach Z schlimmer waren. Es wurde festgestellt, daß die weiße Linie erzeugt wird, wenn eine örtliche Abnahme in der magnetischen Flußdichte innerhalb der Breite von 7 mm in der Längsrichtung des Mantels von nicht weniger als etwa 1 mT vorhanden ist, wenn der Ent­ wicklungsmagnetpol annähernd 85 mT hat.

Es wird angenommen, daß die Erzeugung dieser weißen Strei­ fen auf die folgenden Gründe zurückzuführen ist. Bei dem Sprung-Entwicklungssystem werden die magnetischen Tonerparti­ kel vom Zylindermantel zum Latentbildträger durch eine der Richtungen des elektrischen Wechselfeldes übertragen, wäh­ rend die magnetischen Tonerpartikel vom Latentbildträger zu­ rück zum Zylindermantel durch das elektrische Feld mit umge­ kehrter Richtung übertragen werden, so daß die magnetischen Tonerpartikel zwischen Latentbildträger und Zylindermantel hin- und herbewegt werden. Während der Rückübertragung wirkt die Magnetkraft vom Entwicklungsmagnetpol zusätzlich zur Kraft vom elektrischen Feld auf die magnetischen Tonerparti­ kel. Wenn nun Stellen X, Y und Z mit niedriger Magnetkraft vorhanden sind, wie sie Fig. 10 zeigt, so ist die Magnet­ kraft an diesen Stellen geringer als an benachbarten Stellen, was zum Ergebnis hat, daß die magnetischen Tonerteilchen wäh­ rend ihrer wiederholten Hin- und Herbewegungen mehr zu den benachbarten Bereichen angezogen werden. Damit wird die Dich­ te der Tonerteilchen an den betreffenden Stellen vermindert, was die Erzeugung der weißen Streifen zur Folge hat. Wenn im Gegensatz hierzu Stellen vorhanden sind, an denen die magne­ tische Flußdichte hoch ist, dann werden die magnetischen To­ nerpartikel an diesen Stellen konzentriert, da hier die ma­ gnetische Kraft stark ist, und das hat schwarze Streifen am entwickelten Bild zum Ergebnis.

Aus den obigen Darlegungen folgt, daß die Erzeugung der Streifen durch Herabsetzen der Frequenz der Entwicklungs­ vorspannung, um die Zahl der Hin- und Herbewegungen der magnetischen Tonerpartikel zu vermindern, vermieden werden kann, weil dann diese Tonerpartikel an einer Konzentration an Stellen mit einem hohen magnetischen Feld gehindert sind. Tatsächlich hat sich jedoch gezeigt, daß durch ein­ faches Vermindern der Frequenz der Entwicklungsvorspannung die Bildschwärzung erniedrigt wird, während der Hintergrund­ schleier verstärkt wird.

Demzufolge ist eine weitere Ausführungsform auf ein Entwicklungssystem gerichtet, bei dem magneti­ sche Entwicklerpartikel an der Oberfläche des Entwickler­ trägers, der den Entwicklungsmagnetpol enthält und dem La­ tentbildträger gegenüberliegt, getragen werden. Bei dieser Ausführungsform wird quer über den Spalt zwischen Entwickler- sowie Latentbildträger ein intermittie­ rendes elektrisches Wechselfeld angelegt, um die Anzahl der Hin- und Herbewegungen der unmagnetischen Entwicklerpartikel herabzusetzen. Durch dieses Vorgehen wird die Erzeugung der Streifen verhindert, wobei eine hohe Schwärzung der Abbil­ dung ohne verschleierten Hintergrund und auch eine getreue Wiedergabe der Abbildung erhalten werden.

Diese Ausführungsform wird unter Bezug­ nahme auf die Fig. 11 näher erläutert, in der ein Kopierge­ rät mit einer Entwicklungsvorrichtung in der in Rede ste­ henden Ausführung gezeigt ist. Da dieses Gerät in einigen Gesichtspunkten demjenigen von Fig. 2 gleichartig ist, wird nur auf die dazu unterschiedlichen Teile und Merkmale im einzelnen eingegangen.

Die Entwicklungsvorrichtung 4 weist den Entwicklerbehälter 8 auf, der magnetische Entwicklerpartikel 16 enthält, welche durch übertragende oder fördernde Magnetpole N 2 und S 2 der festen, im Zylindermantel 10 enthaltenen Magnetwalze 11 a auf die Oberfläche des Mantels 10, der der Entwicklerträger ist, angezogen werden. Die magnetischen Entwicklerpartikel 16 werden am Zylindermantel 10 durch dessen Drehung in Richtung des Pfeils b weitergefördert. Die magnetischen Entwickler­ partikel, die vom Mantel 10 mitgeführt werden, werden auf dessen Oberfläche als eine gleichförmige, dünne Entwickler­ schicht durch das Zusammenwirken des Magnetpols N₁ der Ma­ gnetwalze 11 a und der magnetischen Klinge 12, die als Schichtstärkeregler arbeitet, aufgebracht. Die Entwickler­ partikel werden als dünne Schicht zur Entwicklungsstation oder -position geführt, wo sie dem Latentbildträger 1 gegen­ überliegen. Die Magnetwalze 11 a weist in der Entwicklungs­ station einen Magnetpol S₁ auf. Zwischen dem Latentbildträ­ ger 1 und dem Zylindermantel 10 wird von einer Entwicklungs­ vorspannungsquelle 15 eine Wechselspannung angelegt, um quer über den Entwicklungsspalt zwischen den beiden Trägern 1 und 10 ein elektrisches Wechselfeld zu erzeugen. Die Entwick­ lungsvorrichtung 4 enthält ferner noch ein Rührelement 17, das eine Brückenbildung seitens der magnetischen Entwickler­ partikel verhindert.

Mit der Entwicklungsvorrichtung 4 gemäß dieser Ausführungs­ form wurde unter den folgenden Bedingun­ gen gearbeitet. Der Entwicklungsmagnetpol S₁ der Magnetwal­ ze 11 a lag so, wie das die Fig. 10 zeigt. An die Walze 10 wurde von der Entwicklungsvorspannungsquelle 15 eine Vor­ spannung mit der in Fig. 12 dargestellten Wellenform ange­ legt, die eine Frequenz von 1000 Hz hatte, deren Spitze- Spitze-Spannung 1000 V (pp) betrug und der ein Gleichstrom von +100 V überlagert war. Bei jeder fünften Periode der Spannung wurde eine volle Spannungsperiode angelegt. Eine Entwicklungsvorspannung mit dieser Charakteristik kann durch einen Oszillator zur Lieferung eines sinuswellenförmigen Wechselstroms, durch einen Modulator zur Lieferung absatz­ weiser, in Fig. 12 gezeigter Impulse, durch einen Verstär­ ker zur Verstärkung der Amplitude und durch eine Schaltung zur Überlagerung der Gleichspannung erzeugt werden, und die­ se Bauelemente sind in die Vorspannungsquelle 15 eingeglie­ dert. Die verwendeten Entwicklerpartikel waren magnetische und isolierende Einkomponenten-Tonerpartikel mit 30 Gew.-% Magnetit, wobei die Tonerpartikel durch Reibungselektri­ zität negativ aufladbar waren. Durch die magnetische Klinge 12 wurde am Mantel 10 eine dünne Schicht von 80 µ Stärke aus den magnetischen Tonerpartikeln ausgebildet. Der Spalt zwischen dem Zylindermantel 10 sowie dem Latentbildträger 1 wurde mit 250 µ eingehalten. Für das am Latentbildträger 1 entwickelte latente Bild war das Oberflächenpotential Vd der dunklen Fläche +500 V, das Potential Vl der hellen Flä­ che war 0 V. Die Umfangsgeschwindigkeit des Latentbildträ­ gers 1 betrug 100 mm/s, die des Mantels 10 wurde gegenüber derjenigen des Trägers 1 geringfügig niedriger angesetzt.

Im tatsächlichen Betrieb dieser Vorrichtung wurde festge­ stellt, daß die der Stelle X in Fig. 10 entsprechende weiße Li­ nie beseitigt worden war und daß die den Stellen Y und Z entsprechenden weißen Linien in einem solchen Ausmaß vermin­ dert worden sind, daß sie nicht ohne Mühe festgestellt wer­ den konnten. Als Alternative können zwei Perioden der Span­ nungswellenform mit einer fünf Perioden entsprechenden Ruhe­ zeit angelegt werden, wie Fig. 13 zeigt, oder es kann eine Spannungsperiode mit zehn Ruheperioden, wie Fig. 14 zeigt, angelegt werden. Auch kann eine Rechteckwelle, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist, oder eine Dreieckwelle zur Anwen­ dung kommen. Das am besten für das Anlegen der Vorspannung geeignete Schema kann in Übereinstimmung mit der gewünsch­ ten Kopiergeschwindigkeit und den gewünschten Entwicklungs­ bedingungen ausgewählt werden. Die bevorzugten Ergebnisse wurden erhalten, wenn das Verhältnis der Periode mit Anle­ gen der Spannung und der Ruheperiode 1 : 0,5 bis 1 : 10 betrug.

Es wurden zusätzliche Versuche durchgeführt, wobei die Fre­ quenz der Vorspannung vermindert und eine solche Vorspannung ununterbrochen angelegt wurde. Hierbei zeigte sich immerhin eine kleine Verbesserung in der Beseitigung der Streifen, wofür der folgende Grund verantwortlich sein mag. Es sei an­ genommen, daß die Anzahl der Hin- und Herbewegungen der Ent­ wicklerpartikel für eine Sekunde konstant ist. Wenn die eine niedrige Frequenz aufweisende Vorspannung angelegt wird, dann wiederholen die Entwicklerpartikel die Hin- und Herbe­ wegungen in Übereinstimmung mit der Frequenz der Vorspannung. Wenn andererseits die Vorspannung hoher Frequenz in Form von Impulsen angelegt wird, dann können die Bewegungen der Ent­ wicklerpartikel nicht vollständig dem Wechsel oder der Halb­ periodendauer der Vorspannung folgen. Deshalb sind, selbst wenn die Zahl der Perioden der angelegten Spannung die glei­ che ist, die Bewegungen der Entwicklerpartikel unterschied­ lich, so daß auch die Ergebnisse unterschiedlich sind.

Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 beschrieben wurde, wird die Schlußpolarität der intermittierenden Wechselvor­ spannung so gewählt, daß die Entwicklerpartikel vom Latent­ bild- zum Entwicklerträger rückübertragen werden. Das kann bei dieser Ausführungsform benutzt werden, so daß der Schlei­ erhintergrund und die Tonerstreuung verhindert werden können.

Wie erläutert wurde, wird gemäß dieser Ausführungsform nach der Erfindung ein intermittierendes elektrisches Wechselfeld über dem Spalt zwischen Latentbild- sowie Entwicklerträger angelegt, so daß selbst dann, wenn eine Ungleichförmigkeit in der Kraftliniendichteverteilung des Entwicklungsmagnet­ pols vorhanden ist, die Bildung der der Ungleichförmigkeit entsprechenden Streifen vermindert oder unterbunden werden kann. Auch kann die Verminderung in der Bildschwärzung oder die Erzeugung des Schleierhintergrundes, die bei einer Herabsetzung der Frequenz der Vorspannung möglich sind, ver­ hindert werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Entwickeln, gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Ausbilden einer dünnen Schicht eines Entwicklers auf einer Oberfläche eines Entwicklerträgers,
• - Anordnen der Oberfläche des Entwicklerträgers an einer Entwicklungsposition in Gegenüberlage zu einem ein zu ent­ wickelndes, latentes Bild tragenden Latentbildträger mit einem Spalt zwischen den beiden Trägern an der Entwicklungsposition, und
• - intermittierendes Ausbilden eines elektrischen Wechselfel­ des als eine Entwicklungsvorspannung über den Spalt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Wechselfeld wenigstens eine eine elek­ trische Feldkomponente, in der der Entwickler zum Latentbild­ träger hin übertragen wird, und eine eine elektrische Feldkompo­ nente, in der der Entwickler vom Latentbildträger zum Ent­ wicklerträger hin übertragen wird, enthaltende Periode umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlußteil jeder der intermittierenden elektrischen Wechselfeldausbildungen eine Polarität hat, durch die der Entwickler vom Latentbildträger zurück zum Entwicklerträger hin übertragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß bei der intermittierenden Ausbildung ein Verhältnis einer Periode im Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes und einer Ruheperiode 1 : 0,5 bis 1 : 10 beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das intermittierende elektrische Wechselfeld durch eine von einer mit einer Gleichspannung überlagerten Wechsel­ spannung erzeugten Spannung angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Entwickler ein unmagnetischer Toner ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Entwickler ein magnetischer Toner ist und das Magnetfeld an der Entwicklungsposition gebildet wird.

8. Vorrichtung zur Entwicklung eines auf einem Latent­ bildträger erzeugten Bildes, gekennzeichnet durch einen Entwicklerträger (10), der an seiner Oberfläche eine Schicht eines Entwicklers (13, 16) trägt und an einer Entwicklungs­ position gegenüber dem Latentbildträger (1) mit einem Spalt zwischen beiden Trägern angeordnet ist, und durch eine Einrichtung (15), die intermittierend ein elektrisches Wechselfeld über dem Spalt als Entwicklungsvorspannung ausbildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das elektrische Wechselfeld ausbildende Einrichtung (15) an den Entwicklerträger (10) eine von einer mit einer Gleichspannung überlagerten Wechselspannung erzeugte Vor­ spannung anlegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler ein unmagnetischer Toner (13) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler ein magnetischer Toner (16) ist und daß an der Entwicklungsposition ein ein Magnetfeld erzeugen­ der Magnet (11 a) angeordnet ist.