DE3705469C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes.

Aus der DE-AS 24 25 060 ist eine Vorrichtung zum Steuern der Tonerkonzentration eines pulverförmigen Entwicklers bei der elektrophotographischen Entwicklung bekannt. Die bekannte Vorrichtung enthält einen Entwicklerbehälter, eine Einrichtung zur Förderung des Entwicklers zu einer und von einer Entwicklungsstelle in Form einer rotierenden Magnetbürstenwalze, ferner eine elektrisch leitfähige drehbare Sonde, die mit dem Entwickler in Berührung ge­ bracht werden kann, wobei ein im Entwickler enthaltener Toner an der Sonde anhaftet. Ferner ist eine Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners und eine Einrichtung zur Steuerung der in den Entwicklungs­ behälter nachzufüllenden Tonermenge in Abhängigkeit von dem Meßergebnis vorhanden. Das wesentliche dieser bekann­ Vorrichtung besteht darin, daß die Sonde aus einem rotie­ renden Zylinder besteht, der in Berührung mit der an der rotierenden Magnetbürstenwalze anhaftenden Entwickler­ schicht angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß für die Messung des Tonergehaltes keine Vorspannungen mehr an Meßsonden angelegt werden brauchen und trotzdem die Kon­ zentrationsmessung möglichst nahe der Entwicklungsstelle, an der der Toner dem Entwickler entzogen wird, vorgenom­ men werden kann.

In Fig. 27 ist eine Bildentwicklungseinrichtung dargestellt, welche im allgemeinen zum Durchführen eines Verfahrens zum Entwicklen eines elektrostatischen, latenten Bildes mit einem trocknen Zweikomponentenentwickler verwendet wird. Die Bildentwicklungseinrichtung weist einen großen Tonerbe­ hälter 1 auf, in welchem verschiedene Rühreinrichtungen, wie beispielsweise eine Rührrolle 2, eine Förderschnecke 3 und eine Trenneinrichtung untergebracht sind. Toner, welcher von einem Tonertrichter 5 aus zugeführt ist, wird mit einem Träger vermischt und mittels dieser Rühreinrichtungen umge­ rührt, und dann an eine Entwicklungsrolle 6 übergeben, welche als ein Entwicklerträger dient, auf welche der Toner als eine Magnetbürstenschicht aufgebracht ist. Die Dicke des aufgebrachten Entwicklers oder die Magnetbürstenschicht wird mittels einer Rakelschneide 7 begrenzt.

Die Entwicklungsrolle 6 weist eine Hülse 8 auf, in welcher eine Anzahl Magnete 9 angeordnet sind. Entweder die Hülse 8 oder die Magnetanordnung wird in einer Richtung gedreht, um die Magnetbürste an der Umfangsfläche der Hülse 8 in einer bestimmten Richtung zu bewegen. Die Magnetbürste wird in Kontakt mit einem photoleitfähigen Teil 10 gebracht, um ein darauf befindliches, elektrostatisches, latentes Bild in ein sichtbares Tonerbild zu entwickeln. Nach der Bildent­ wicklung wird die Magnetbürstenschicht von der Entwicklungs­ rolle in den Tonerbehälter 1 abgeschabt. Der Toner, welcher in den Behälter 1 gefallen ist, wird umgerührt und wieder mittels der Rühreinrichtungen vermischt.

Der Zweikomponentenentwickler oder Toner muß für einen gleichförmigen Tonerschwärzungsgrad oder eine gute Toner­ ladung gut umgerührt und vermischt werden. Das herkömmliche Verfahren und die herkömmliche Einrichtung zum Entwickeln von elektrostatischen, latenten Bildern mit Hilfe des Zwei­ komponentenentwicklers sind vorteilhaft, da entwickelte Bilder eine gute Qualität haben. Jedoch sind die verschiedenen Rühreinrichtungen notwendig, um den Entwickler in ausrei­ chender Weise umzurühren, und es ist ein großer Raum erfor­ derlich, um zu Rühren einen Durchgang festzulegen, in wel­ chem der Entwickler mittels dieser Rühreinrichtungen gerührt wird. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß der Träger des Entwicklers durch das Umrühren ermüdet wird, was dann eine Minderung der Trägerhaltbarkeit zur Folge hat.

Um die Nachteile der herkömmlichen Bildentwicklungseinrichtungen zu beseitigen, bei welchen der Zweikomponentenentwickler verwendet wird, sind verschiedene Bildentwicklungseinrichtungen vorgeschlagen worden, in welchen der Entwickler nicht gemischt und umgerührt wird. Eine derartige Bild­ entwicklungseinrichtung ist eine sich selbst ausgleichende Ausführungsform, wie sie in der US-PS 46 15 606 beschrieben ist, und welche eine Ladungsrolle zum Absondern von Toner aufweist; die Ladungsrolle steht in Kontakt mit einer Magnetbürste, um Toner zuzuführen. In einer anderen Bild­ entwicklungseinrichtung wird eine magnetische Bürste verwendet, um Toner einer Entwicklungsrolle zuzuführen, um auf dieser eine dünne Tonerschicht auszubilden. Bei der zuerst erwähnten Bildentwicklungseinrichtung ist es jedoch proble­ matisch, daß der Toner an der Entwicklungsrolle unregel­ mäßige Konzentrationen und Dichtigkeiten aufweist, da keine gleichförmigen Ausgleichskräfte infolge von unregelmäßig ge­ ladenen Tonerpartikeln und unregelmäßigen Tonerpartikeldurch­ messer erhalten werden können. Bei der zuletzt erwähnten Einrichtung muß der Toner oder Entwickler noch gut vermischt und umgerührt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektro­ statischen, latenten Bildes zu schaffen, bei dem bzw. bei der ein Entwickler verwendet werden kann, der nicht umgerührt werden braucht, so daß also auf die verschiedenen Rühreinrichtungen und einen Rührraum verzichtet werden kann, wobei die Bauweise der Ein­ richtung stark reduziert sein soll und wobei ferner der Entwickler in derselben Weise wie ein Einkomponentenentwickler behandelt werden kann und verhindert wird, daß der Träger des Entwicklers schnell ermüdet, um dadurch insgesamt eine verbesserte Bildqualität zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale ge­ löst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweise auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Bildent­ wicklungseinrichtung gemäß einer Ausführungs­ form mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 2 bis 12 vertikale Schnittansichten durch Bildentwick­ lungseinrichtungen gemäß weiterer Ausführungs­ formen mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 13 eine Seitenansicht einer Antriebseinrichtung zum Antreiben einer drehbaren Rolle;

Fig. 14 eine vertikale Schnittansicht einer Bildent­ wicklungseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsformen mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 15 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht einer magnetischen Bürste;

Fig. 16 bis 20 vertikale Schnittansichten von Bildentwick­ lungseinrichtungen gemäß noch weiterer Aus­ führungsformenen mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 21a bis 21c Graphen, die jeweils die Beziehung zwischen Magnetpolwinkeln und Bildschwärzungsgraden zeigen;

Fig. 22 eine vertikale Schnittansicht eines Kopier­ geräts, in welcher eine Bildentwicklungsein­ richtung mit Merkmalen nach der Erfindung untergebracht ist;

Fig. 23 eine vertikale Schnittansicht einer Bildent­ wicklungseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsformen mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 24 einen Graphen, in welchem die Beziehung zwi­ schen Vorspannungen und Bildschwärzungsgraden dargestellt ist;

Fig. 25 und 26 vertikale Schnittansichten von Bildentwick­ lungseinrichtungen gemäß noch weiterer Aus­ führungsformen mit Merkmalen nach der Erfindung, und

Fig. 27 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Bild­ entwicklungseinrichtung.

Ähnliche oder einander entsprechende Teile sind in den ver­ schiedenen Schnittansichten mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine photoempfindliche Trommel oder ein das latente Bild tragende Teil (Bildträger) 11 um seine eigene Achse in der Richtung ei­ nes Pfeils A durch einen (nicht dargestellten) Antriebsme­ chanismus drehbar. Eine zylindrische Hülse 12 aus nichtmag­ netischem Material, wie Aluminium, ist nahe bei der photo­ empfindlichen Trommel 11 angeordnet. In der Hülse 12 ist ein Magnet 13 mit einer Anzahl einander abwechselnder unter­ schiedlicher Magnetpole angeordnet; der Magnet 13 ist in radialer Richtung im Inneren der Hülse 12 in einem entspre­ chenden Abstand von deren inneren Umfangsfläche angeordnet. Der Magnet 13 erzeugt Magnetkräfte, wodurch eine Magnetbürste 14 geschaffen wird, welche in der Richtung eines Pfeils B bewegt wird, wenn zumindest entweder die Hülse 12 oder der Magnet 13 gedreht werden. Die Magnetbürste 14 weist einen Träger auf, welcher der Träger sein kann, welcher in einem gewöhnlichen Zweikomponentenentwickler verwendet ist. Der Träger sollte vorzugsweise genug elektrisch isoliert sein, damit es zu keiner Leckage eines elektrostatischen la­ tenten Bildes kommt, und er sollte auch mit einer vorgeschrie­ benen Polarität ladbar sein, um Toner zurückzuhalten.

Eine Vorspannung derselben Polarität wie diejenige eines latenten Bildes wird zum Entwickeln des latenten Bildes durch eine Energieversorgungsschaltung 15 an die zylindri­ sche Hülse 12 angelegt. Die Polarität der an die Hülse 12 angelegten Vorspannung ist dieselbe, unabhängig davon, ob eine negative-positive (normale) oder eine positive-positive (umgekehrte) Bildentwicklung durchgeführt wird. Die Magnetbürste 14 auf der Hülse 12 wird in Kontakt mit der pho­ toempfindlichen Trommel 11 gebracht, indem sie bewegt wird, um dadurch Toner auf ein elektrostatisches, latentes Bild 16 auf der Trommel 11 aufzubringen, um dadurch das latente Bild 16 in ein sichtbares Bild 17 zu entwickeln.

In der Ausführungsform der Fig. 1 hat die zylindrische Hülse 12 einen Außendurchmesser von 25 mm, und der Magnet 13 kann Magnetkräfte an der äußeren Umfangsfläche der Hülse 15 mit einer magnetischen Flußdichte von etwa 800 Gauß er­ zeugen. Die geschaffene magnetische Bürste 14 hat eine Höhe, die von 0,3 bis 5 mm und vorzugsweise von 0,7 bis 2 mm reicht.

Die Bildentwicklungs-Vorspannung wird angelegt, um zu ver­ hindern, daß sich unerwünschter Toner auf dem Hintergrund einer Kopie absetzt, und auch dazu, um den Schwärzungsgrad eines Bildes auf die Kopie einzustellen. Wenn das Potential des latenten Bildes -800 V ist und eine normale Bildentwick­ lung gewünscht wird, wird vorzugsweise eine Entwicklungsvor­ spannung im Bereich von 0 bis -500 V angelegt. Für eine Um­ kehrbild-Entwicklung sollte negativ ladbarer Toner verwen­ det werden, und die Entwicklungsvorspannung sollte von -200 bis -800 V reichen. Die endgültige Entwicklungsvorspannung wird im Hinblick auf den Schwärzungsgrad einer zu kopieren­ den Vorlage, oder wie es der Benutzer wünscht, festgelegt.

Eine Tonerrückgewinnungsrolle 18 ist seitlich und unterhalb der Hülse 12 angeordnet, um Resttoner von der Magnetbürste 14 zurückzugewinnen, nachdem das Bild auf der photo­ empfindlichen Trommel 11 entwickelt worden ist. Die Toner­ rückgewinnungsrolle 18 ist so angeordnet, daß sie in Kon­ takt mit der Magnetbürste 14 steht. Eine Vorspannung zum Rückgewinnen von Toner wird durch eine Energieversorgungs­ schaltung 19 an die Tonerrückgewinnungsrolle 18 angelegt und hat eine Polarität, welche derjenigen von geladenem To­ ner entgegengesetzt ist. Die Tonerrückgewinnungs-Vorspannung dient dazu, Toner rückzugewinnen, der an der Magnetbürste 14 verblieben ist und liegt auf demselben Pegel wie das Entwicklungspotential, d. h. auf einem solchen Pegel, daß ein ganzes latentes Bild an der Tonerrückgewinnungsrolle 18 entwickelt werden könnte, wenn die Rolle 18 ein ein la­ tentes Bild tragendes Teil wäre. Wenn das latente Bildpo­ tential -800 V ist und die Bildentwicklungs-Vorspannung -200 V ist, dann kann die Tonerrückgewinnungs-Vorspannung etwa -600 V sein.

Es ist nicht notwendig, den gesamten Toner, welcher in der Magnetbürste 14 enthalten ist, zurückzugewinnen; vielmehr reicht es aus selektiv Toner in der Nähe der Ober­ fläche der Magnetbürste 14 zurückzugewinnen. Die Tonerrückgewinnung bewirkt zumindest daß Tonerkonzentra­ tions-Unregelmäßigkeiten an der Magnetbürste 14 entfernt werden, welche durch die Bildentwicklung hervor­ gerufen worden sind. Beispielsweise werden durch die To­ nerrückgewinnungsrolle 18 unterschiedliche Tonerkonzentra­ tionen oder -dichtigkeiten an der Magnetbürste 14, welche sich durch unterschiedliche Tonerverbrauchsraten in schwar­ zen Halbton- und Hintergrundbereichen ergeben, ausgeglichen.

Im allgemeinen wird Toner eines Zweikomponentenentwicklers in einer Menge aufgebracht, welche von 0,8 bis 1,0 mg pro Flächeneinheit reicht. Der Toner wird dem latenten Bild 16 zugeführt, während die photoempfindliche Trommel 11 und die Magnetbürste 14 relativ zueinander mit einem Geschwin­ digkeitsverhältnis von etwa 1 : 3 gedreht werden. Folglich kann mittels der Magnetbürste 14 nur Toner in dem Bereich von 0,27 bis 0,33 mg pro Flächeneinheit zugeführt werden. Durch das Rückgewinnen von verbleibendem Toner in einer Menge, welche die Tonerlieferfähigkeit der Magnet­ bürste 14 übersteigt, können die Tonerkonzentrationen und -dichtigkeit der Magnetbürste 14 gleichförmig ge­ macht werden, wodurch nachteilige Einflüsse, die sich durch die Bildentwicklung ergeben, annulliert werden.

Insbesondere ein gewöhnlicher Zweikomponentenentwickler hat spezifisches Gewicht von 2 und eine Tonerdichte von 3%. Bei Verwendung eines solchen Zweikomponentenentwicklers beträgt das Gewicht einer magnetischen Bürste, welche eine Höhe von 1 mm hat, 0,2 g pro Flächeneinheit (cm²). Da das Gewicht von Toner, der in dieser Volumeneinheit der Magnetbürste enthalten ist, 6 mg beträgt, ist der Toner, welcher tatsächlich zu einer Bildentwicklung beiträgt, nur 5% der magnetischen Bürste, oder anders ausgedrückt, es reicht aus, nur den Toner zurückzugewinnen, der diesen 5% entspricht. Unter­ schiede in dem Tonerverbrauch durch die magnetische Bürste können wirksam ausgeschaltet werden, sobald Toner mit einer Dichte von etwa 0,3 mg/cm² in der Nähe der Oberfläche der magnetischen Bürste durch eine (unten noch zu beschreiben­ de) Tonerzuführrolle festgelegt ist.

Die Tonerrückgewinnungsrolle 18 wird so angetrieben, daß sie sich um ihre eigene Achse in der Richtung eines Pfeils C dreht, um zu verhindern, daß rückgewonnener Toner wieder auf die Magnetbürste 14 aufgebracht wird. Die Tonerrück­ gewinnungsrolle 18 ist mit einer Abstreifschneide 21 und ei­ nem Tonerrückgewinnungsbehälter 22 versehen; der zurückge­ wonnene Toner wird von der Rolle 18 durch die Abstreifschnei­ de 21 in den Toneraufnahmebehälter 22 abgestreift und dann zurück in einen Tonertrichter befördert.

Eine Tonerzuführrolle 24 ist seitlich und oberhalb der zylin­ drischen Hülse 12 angeordnet, und steht mit der Magnetbürste 14 in Kontakt. Die obere Hälfte der Tonerzuführrolle 24 ist in dem Tonertrichter 23 angeordnet und wird durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus angetrieben, damit sie sich um ihre eigene Achse in der Richtung eines Pfeils D dreht. Wenn die Rolle 24 gedreht wird, wird in dem Tonertrichter 23 befindlicher Toner 25 der magnetischen Bürste 24 über die an der Tonerzuführrolle 24 zugeführt. Mit­ tels der Rolle kann auch die Länge der Bürstenfasern der Magnetbürste 14 auf einen gleichförmigen Wert begrenzt werden, um dadurch Bildschwärzungsgrad-Unregelmäßigkeiten auszuschließen.

Eine die Tonerschicht begrenzende Schneide 26 ist an dem Tonertrichter 23 an der unteren Öffnung angebracht, in welcher die Tonerzuführrolle 24 angeordnet ist. Die vor­ dere Kante der Schneide 26 wird gegen die Tonerzuführrolle 24 gedrückt, um dadurch eine gleichförmige dünne Schicht aus Toner 25 auf die Rolle 24 aufzubringen, während gleich­ zeitig der Toner 25 reibungselektrisch geladen wird. Eine andere Schneide oder Rolle (die nicht dargestellt sind) können ebenfalls nahe bei der Hülse 12 zwischen der Toner­ zuführrolle 24 und der photoempfindlichen Trommel 11 ange­ ordnet sein, um die Höhen der Bürstenfaser der Magnetbürste 14 gleichförmig zu machen.

An die Tonerzuführrolle 24 wird durch eine Energieversorgungs­ schaltung 27 eine sogenannte Tonerzuführ-Vorspannung ange­ legt, um den Toner 25 wirksam an die Magnetbürste 14 zu übertragen. Die Tonerzuführ-Vorspannung hat dieselbe Polarität wie diejenige des geladenen Toner und reicht von etwa 0 bis 600 V. Wenn die Spannungen, welche an die Hülse 12, die Rückgewinnungs­ rolle 18 und die Zuführrolle 24 anzulegen sind, dieselbe Polarität haben und mit V _B, V _R bzw. V _D bezeichnet sind, wird für eine gut ausgeglichene Tonerzufuhr zu der Hülse 12 und für eine Rückgewinnung von der Hülse 12 vorzugsweise der fol­ genden Beziehung entsprochen:

|V _B| ≧ |V _D| .

Darüber hinaus sollte für eine gleichförmige Schwärzungs­ dichte auf der Hülse 12 vorzugsweise der folgenden Bezie­ hung entsprochen sein:

|V _B| - |V _D| ≧ |V _R| - |V _B| .

Die Tonerrückgewinnungsrolle 18 und die Tonerzuführrolle 24 können aus Metall, elektrisch leitfähigem Kautschuk u. ä. hergestellt sein, soweit eine elektrische Vorspannung zwi­ schen diesen Rollen und der zylindrischen Hülse 12 angelegt werden kann. Die Rollen 18 und 24 sind so angeordnet, daß sie mit der Magnetbürste 14 in einer Stellung in Kontakt sind, die von 50% bis 100% der Höhe der Magnet­ bürste 14 reicht. Die Rollen 18 und 24 können darüber hinaus durch Hinzufügen einer elektrischen Vorspannung liefernden Einrichtung in einer Stellung angeordnet sein, welche 100% der Höhe der Magnetbürste 14 überschreitet, vorausgesetzt, daß der Absolutwert eines Luftspalts 1 mm oder kleiner ist. Obwohl die Außendurchmesser der Rollen 18 und 24 so, wie sie gewünscht werden, gewählt werden können, sollten sie 80% oder kleiner als der Außendurchmesser der Hülse 12 sein oder im Bereich von 5 bis 60 mm oder vor­ zugsweise von 8 bis 40 mm liegen. Da die Tonermenge, die der Magnetbürste 14 zugeführt wird, durch die Relativge­ schwindigkeit zwischen der Bürste 14 und der Tonerzuführ­ rolle 24 bestimmt werden kann, kann die zuzuführende Toner­ menge durch Ändern der Drehgeschwindigkeit der Rolle 24 ge­ steuert werden. Insbesondere kann die Tonerkonzentration mittels eines bekannten Fühlers festgestellt werden, so daß die Drehgeschwindigkeit der Rolle 24 entsprechend gesteuert werden kann. Ein solcher bekannter Fühler zum Feststellen der Tonerkonzentration kann eine Einrichtung zum Feststellen der reflektierten Tonerdichte an der Tonerrückgewinnungs­ rolle 18 und Berechnen der Tonerdichte aus der festgestell­ ten reflektierten Tonerdichte sein.

Die die Tonerschicht begrenzende Schneide 26 kann mit Druck an der Oberfläche der Tonerzuführrolle 24 anliegen, welche diametral gegenüber der dargestellten Fläche (Fig. 1) ist. Bei einer solchen Abwandlung wird die Rolle 24 in einer Richtung gedreht, welche der Richtung des Pfeils D entgegen­ gesetzt ist.

Ein Bildentwicklungsverfahren mit der in Fig. 1 dargestell­ ten Bildentwicklungeinrichtung wird folgendermaßen durchge­ führt; der Toner 25 in dem Trichter 23 wird durch die Drehung der Tonerzufuhrrolle 24 reibungselektrisch geladen, während gleichzeitig der Toner 25 als eine dünne gleichförmige Schicht unter einer vorgeschriebenen Tonerzuführ-Vorspannung der Magnetbürste 14 zugeführt wird. Dann wird die mit dem Toner versehene Magnetbürste 14 in Richtung der pho­ toempfindlichen Trommel 11 bewegt, um ein elektrostatisches, latentes Bild 16 auf der photoempfindlichen Trommel 11 zu entwickeln. Nach der Bildentwicklung sind Tonerkonzentra­ tions-Unregelmäßigkeiten an der Magnetbürste 14 zu­ rückgeblieben, welche dem Bild entsprechen. Der Verbliebe­ ne Toner an der Magnetbürste 14 wird unter einer vor­ geschriebenen elektrischen Tonerrückgewinnungs-Vorspannung übertragen und durch die Tonerrückgewinnungsrolle 18 zurück­ gewonnen. In den US-PS′en 43 47 299 und 42 30 070 wird eine Tonerrückgewinnungsvorspannung, welche dem Schwärzungsgrad einer Vorlage d. h. einem Tonerverbrauch entspricht, angelegt, um die zugeführte Tonermenge konstant zu halten. Gemäß der Erfindung wird jedoch Toner zurückgewonnen, bis die Toner­ konzentration an der Bürste 14 unabhängig von dem Tonerver­ brauch gleichförmig gemacht ist.

Die Tonerkonzentration-Unregelmäßigkeiten an der magneti­ schen Bürste 14 sind dadurch beseitigt, und die Tonerkon­ zentration an der Bürste 14 ist gleichförmig. Insbesondere enthält die Magnetbürste 14 nach einer Tonerrückge­ winnung nur einen Träger oder hat einen gleichförmige Toner­ konzentrationsverteilung und wird weg von der Tonerrückge­ winnungsrolle 18 in Richtung zu der Tonerzuführrolle 24 be­ wegt.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in welcher eine Toner-Abstreifschneide 31 und eine die Toner­ schicht begrenzenden Schneide 32 gegen eine Tonerrückgewin­ nungsrolle 38 bzw. eine Tonerzuführrolle 34 gedrückt wer­ den. Der Toner wird durch die Abstreifschneide 31 von der Rückgewinnungsrolle 38 abgestreift und für eine wirksame Wiederverwendung in einem Tonerbehälter 33 aufgenommen. Eine Rühreinrichtung 35 ist in dem Behälter 33 angeordnet, um ein Verklumpen von Toner zu verhindern, wozu es kommen kann, wenn eine große Tonermenge dem Behälter 33 zugeführt wird. Hierdurch ist die Beständigkeit eines entwickelten Bildes erhöht. Toner, welcher durch die Abstreifschneide 31 von der Rolle 38 abgestreift worden ist sollte in die Nähe der Rühr­ einrichtung 34 geleitet werden, damit der rückgewonnene To­ ner und der neu zugeführte Toner hoch wirksam vermischt wer­ den.

In Fig. 3, in der noch eine weitere Ausführungsform dar­ gestellt ist, sind zwei Tonerrückgewinnungsrollen 48 und zwei Tonerzuführrollen 44 um die Magnetbürste 14 angeordnet, und zwar sind in der Drehrichtung der Magnet­ bürste 14 gesehen die Rückgewinnungsrollen 48 vor den Zuführrollen 44 angeordnet. Die beiden Rollen 48 und 44 sind wirksam, um in ausreichender Weise Toner zurückzu­ gewinnen und zuzuführen. Somit können Bilder ohne eine Herabsetzung im Schwärzungsgrad und ohne eine Bildverschlechterung dauerhaft entwickelt werden, selbst wenn die Magnet­ bürste 14 bei einem hochschnellen Kopieren und Drucken mit einer höheren Geschwindigkeit gedreht wird.

Gemäß noch einer weiteren in Fig. 4 dargestellten Ausfüh­ rungsform weist eine Energieversorgungsschaltung 15 zum Anlegen einer Bildentwicklungs-Vorspannung einen Kodierer auf, um ein 4-Bit-Signal zu erzeugen, welches die abgegebene Vor­ spannung aufweist; eine solche 4-Bit-Ausgangsvorspannung wird an eine Steuereinrichtung 50 angelegt, die eine Verarbei­ tungsschaltung zum Berechnen einer richtigen Tonerzuführ- Vorspannung aufweist, welche der Bildentwicklungs-Vorspan­ nung entspricht. Ein Ausgangssignal von der Steuereinrichtung 50 wird an eine Energieversorgungsschaltung 27 angelegt, welche in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal von der Steuerschaltung 50 eine Tonerzuführ-Vorspannung erzeugt. Die Steuerein­ richtung 50 steuert die Tonerzuführ-Vorspannung so, daß der Unterschied zwischen der Bildentwicklungs- und der Tonerzu­ führ-Vorspannung immer konstant ist, wie in der nachstehen­ den Tabelle dargestellt ist.

In Fig. 5 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Toner­ rückgewinnungs-Vorspannung, welche durch die Energieversorgungs- Schaltung 19 an die Tonerrückgewinnungsrolle 18 angelegt wird, durch Widerstände R 1 und R 2 geteilt, und die geteilte Spannung wird als eine Bildentwicklungs-Vorspannung an die Hülse 12 angelegt. Die Anordnung der Fig. 5 hat einen ein­ fachen Schaltungsaufbau, um dieselbe Arbeitsweise und die­ selben Vorteile wie bei den vorherigen Ausführungsformen zu erreichen.

Gemäß noch einer weiteren in Fig. 6 dargestellten Ausfüh­ rungsform werden eine Tonerabstreifschneide 31 und eine die Tonerschicht begrenzende Schneide 32 gegen eine Tonerrück­ gewinnungsrolle 38 bzw. eine Tonerzuführrolle 34 gedrückt. Eine Bildentwicklungs-Vorspannung wird mittels der Energie- Versorgungsschaltung 15 an die Hülse 12 und die photoempfindli­ che Trommel 11 angelegt. Eine Tronerrückgewinnungs-Vorspan­ nung wird durch die Schaltung 19 an die Tonerrückgewinnungs­ rolle 38 angelegt. Die Tonerzuführ-Vorspannung wird durch die Energieversorgungsschaltung 27 an die Tonerzuführrolle 34 an­ gelegt. Ein optischer Fühler 60 zum Feststellen der von der Magnetbürste 14 zurückgewonnen Tonermenge ist der Rolle 38 zugeordnet und liefert ein Feststellsignal an eine Steuereinrichtung 41, welche eine Verarbeitungsschaltung aufweist, um eine entsprechende Tonerzuführ-Vorspannung auf der Basis des durch den Fühler 60 festgestellten Signals zu berechnen. Ein Ausgangssignal von der Steuereinrichtung 41 wird dann an die Schaltung 27 angelegt. Bei dieser Schal­ tungsanordnung sind die Mengen an verbrauchtem und an zuge­ führtem Toner jederzeit gut ausgeglichen.

In Fig. 7 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt. Ein die Tonerschicht begrenzender Teil 70 weist einen Dauermagneten 70 a als eine Einrichtung zum Er­ zeugen eines Magnetfeldes und magnetische Trägerpartikel 70 b auf, welche an magnetischen Kraftlinien gehalten sind, welche durch den Dauermagneten 70 a erzeugt werden. Der Dauermagnet 70 a ist an einer Umfangskante der unter Öffnung des To­ nertrichters 23 befestigt und steht in Richtung der Tonerzu­ führrolle 24 vor. Die magnetischen Trägerpartikel 70 b er­ strecken sich von dem vorstehenden Ende des Dauermagneten 70 a bis in die Nähe der Rolle 24. Das Ende der magnetischen Trägerpartikel 70 b und der Außenumfang der Rolle 24 sind in einem geringen Abstand voneinander anzuordnen, um den zugeführten Toner in Form einer dünnen gleichförmigen Schicht zu begrenzen und um den zugeführten Toner reibungselektrisch zu laden, wenn er den Spalt zwischen dem Ende der magnetischen Trägerpartikel 70 b und der äußeren Umfangsfläche der Rolle 24 passiert.

Der Toner 25 in dem Trichter 23 wird folglich ohne Unterbre­ chung als eine dünne Schicht an die Magnetbürste 14 geliefert. Die Tonerzuführrolle 24 kann die Höhe bzw. Länge der Fasern der Magnetbürste 14 begrenzen, wodurch Bildschwärzungsgrad-Unregelmäßigkeiten beseitigt sind. Die ein Magnetfeld erzeugende Einrichtung des die Tonerschicht begrenzenden Teils 70 kann eine elektrische Einrichtung sein. In einem solchen Fall kann die elektrische Einrichtung Wech­ selstrom benutzen, um ein Magnetfeld zu erzeugen, dessen Frequenz so gewählt ist, daß die Gleichförmigkeit der dünnen Tonerschicht nicht beeinträchtigt wird. Im allgemeinen liegt die Frequenz in einem Bereich von einigen 10 bis einigen 100 Hz.

Ferner kann ein Begrenzungsteil, wie eine Rolle, nahe bei der Hülse 12 zwischen der Tonerzuführrolle 24 und der photo­ empfindlichen Trommel 11 angeordnet sein, um die Höhe bzw. Länge der Fasern der Magnetbürste 14 gleichförmig zu begrenzen. Wenn das die Tonerschicht begrenzende Teil 70 mit Druck an der Oberfläche der Tonerzuführrolle 24 anliegt, was diametral gegenüber der dargestellten Fläche (Fig. 7) ist, wird die Tonerzuführrolle 34 in einer Richtung gedreht, welche der Richtung des Pfeils D entgegengesetzt ist.

Während des Betriebs wird der Toner 25 in dem Trichter 23 an der Tonerzuführrolle 24 bei deren Drehung zurückgehalten. Der zurückgehaltene Toner wird dann in eine dünne gleichförmige Schicht geformt und durch den magnetischen Träger 70 b des Teils 70 reibungselektrisch geladen. Die dünne Toner­ schicht wird danach unter einer vorgeschriebenen Tonerzu­ führ-Vorspannung der Magnetbürste 14 zugeführt.

In Fig. 8 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt. Eine Tonerabstreifschneide 81 wird gegen eine Tonerrückgewinnungsrolle 88 gedrückt, und eine Toner­ zuführrolle 84 ist einem die Tonerschicht begrenzenden Teil 82 zugeordnet. Das Teil 82 weist einen Dauermagneten 82 a und magnetische Trägerpartikel 82 b auf.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Fig. 9 sind eine Tonerabstreifschneide 81 und eine die Tonerschicht begren­ zende Schneide 82 gegen eine Tonerrückgewinnungsrolle 88 bzw. eine Tonerzuführrolle 84 gedrückt. Die Rolle 84 ist an einer drehbaren elastisch federnden Rolle 91 in Anlage gehalten, die als ein Tonerabstreifteil dient. Die Toner­ abstreifrolle 91 weist einen Metallkern und einen federnden Körper, wie beispielsweise ein Schaumstoffteil auf, das um den Metallkern herum angeordnet ist. Die Rolle 91 ist so angeordnet, daß sie in einer von 0 bis 2 mm reichenden Tiefe elastisch an der Tonerzuführrolle 84 verformt wird. Die Tiefe einer solchen elastischen Verformung sollte in Abhängigkeit von den Materialien und der Größen der verwendeten Rollen geändert werden. Die elatstische Rolle 91 wird in der­ selben Richtung gedreht, in welcher die Rolle 84 gedreht wird.

Nachdem Toner von der Rolle 84 der Magnetbürste 14 zugeführt worden ist, werden Tonerpartikel, welche auf der Rolle 84 verblieben sind, durch das Anliegen der Rolle 91 vollständig abgestreift. Die Tonerzuführrolle 84 wird daher durch die Tonerabstreifrolle 91 initialisiert, wodurch Toner kontinuierlich und gleichmäßig der Magnetbürste 14 zugeführt wird.

Wenn die Tonerabstreifrolle 91 aus einem elektrisch leitendem Material, wie weiches geschäumtes Urethan, das elektrisch leitenden Kohlenstoff enthält, hergestellt ist, kann die elektrische Ladung des auf der Rolle 84 verbliebenen Toners entfernt werden. Hierdurch wird dann ein Abstreifen des Toners noch wirksamer unterstützt und ein neuerlich zuge­ führter Toner gut geladen. Die Tonerabstreifrolle 91 kann durch ein bürsteähnliches Teil ersetzt werden.

In Fig. 10, in welcher noch eine weitere Ausführungs der der Erfindung dargestellt ist, ist ein Trichter 22 aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und weist einen schrägen Teil auf, welcher nahe der Umfangsfläche der Toner­ rückgewinnungsrolle 18 angeordnet ist. Der schräge Teil des Trichters 22 ist (in der Drehrichtung C der Rolle 18 gese­ hen) nach einem Bereich, in welchem die Hülse 12 und die Rolle 18 nahe beieinander angeordnet sind, und vor der Schneide 21 angeordnet. Ein Magnet M 1 ist an der Rückseite des schrägen Teils angebracht und hat eine Länge, welche genauso groß ist wie die axiale Länge der Tonerrückgewin­ nungsrolle 18, welcher sich parallel zu der Rolle 18 er­ streckt.

Ein Träger, der in dem Toner, welcher mittels der Rolle 18 zurückgewonnen worden ist, vermischt ist, kann mittels des Magneten M gesammelt werden und an der Innenfläche des Trichters 22 zurückgehalten werden. Der Träger wird dann von dem Toner getrennt und nur der Toner 25 wird im unteren Be­ reich des Trichters 22 gelagert. Folglich ist kein Träger in dem Toner 25 vorhanden, welcher durch die Rolle 18 zurückge­ wonnen und in dem Trichter 22 gespeichert ist. Folglich wer­ den, selbst wenn der Toner 25 in dem Trichter 22 für eine Wiederverwendung in dem Tonertrichter 23 untergebracht ist, die Schneide 26 und die Tonerzuführrolle 24 nicht beschä­ digt.

In Fig. 11 ist noch eine weitere Ausführungsform darge­ stellt, welche eine photoempfindliche Trommel 11, eine zylindrische Hülle 12, einen Magneten 13 und eine Magnet­ bürste 14 aufweisen, welche den entsprechenden Ele­ menten der Ausführungsform der Fig. 10 entsprechen. Jedoch wird die Magnetbürste 14 in der entgegengesetzten Richtung, d. h. im Uhrzeigersinn gedreht. Ein elektrostati­ sches, latentes Bild 16 auf der photoempfindlichen Trommel 11 wird dadurch in ein positives, sichtbares Bild umgewan­ delt, das es bei der Bewegung mit der Magnetbürste 14 in Kontakt kommt.

Eine Tonerrückgewinnungsrolle 108 ist so angeordnet, daß sie zuerst mit der Magnetbürste 14 in Kontakt kommt, nachdem diese das Bild 16 entwickelt hat. Eine Toner­ zuführrolle mit 104 ist in der Drehrichtung der Magnet­ bürste 14 gesehen unterhalb von dieser angeord­ net; sie (104) steht mit der Bürste 14 in Kontakt. Eine Tonerabstreifschneide 101 und eine die Tonerschicht begren­ zende Schneide 102 werden gegen die Rolle 108 bzw. die Rolle 104 gedrückt.

Wenn ein Träger in einem von der Rückgewinnungsrolle 108 ge­ sammelten Träger vermischt wäre, würde er die Schneide 102 und die Tonerzuführrolle 104 beschädigen. Um dies zu vermei­ den, ist zum Sammeln eines in dem Toner enthaltenen Trägers ein Magnet M 2 an einer nichtmagnetischen Abdeckung 110 an­ gebracht, welche unmittelbar über der Rolle 108 angeordnet ist. Der Träger in dem Toner wenn er durch die Rolle 108 zurückgewonnen wird, wird magnetisch durch den Magneten M 2 an die Unterseite der Abdeckung 110 angezogen. Folglich ist kein Träger in dem Toner enthalten, welcher für eine Wie­ derverwendung in dem Tonerbehälter 103 gesammelt ist, mit der Folge, daß die Rolle 104 und die Schneide 102 nicht be­ schädigt werden. An der Unterseite der Abdeckung 110 haftende Trägerteilchen werden danach in geeigneter Weise entfernt.

Eine weitere in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform ent­ spricht der Ausführungsform der Fig. 11, außer daß ein Magnet M 3 in der Nähe der Rolle 108 angeordnet ist, um zu ver­ hindern, daß ein magnetischer Träger mit dem Toner vermischt ist, welcher in dem Behälter 103 gesammelt wird. Der Magnet M 3 hat zylindrische Form und Magnetpole nahe bei der Rolle 108; der Magnet M 3 ist an einem unbeweglichen Teil parallel zu der Rolle 108 befestigt.

Der Magnet M 3 ist von einer nichtmagnetischen Hülse 114 umgeben, welche durch eine (später beschriebene) Antriebs­ einrichtung um ihre eigene Achse entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Eine Abstreifschneide 116 ist an der Umfangs­ fläche der Hülse 114 gleitend in Anlage gehalten. Ein Trä­ ger, welcher in dem Toner vermischt ist, der von der Magnet­ bürste 14 an der Rolle 108 rückgewonnen worden ist, wird magnetisch an die Hülse 114 angezogen. Der Träger auf der Hülse 114 wird dann bei deren Drehbewegung bewegt und durch die Schneide 116 von der Hülse 114 an die Magnetbürste 14 abgestreift. Folglich ist kein Träger in dem Toner vermischt, welcher durch die Rolle 108 zu­ rückgewonnen und in den Behälter 103 abgegeben worden ist.

Bei den an der Hülse 114 gesammelten Träger handelt es sich um eine geringe Menge. Die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 114 sollte vorzugsweise niedrig sein, um zu verhindern, daß der gesammelte Träger infolge der durch die Drehbewegung der Hülse 114 erzeugten Zentrifugalkräfte verstreut wird.

In Fig. 13 ist eine Antriebseinrichtung zum Drehen der Hülse 114 dargestellt. Die Hülse 114 bildet eine Einheit mit einer drehbaren Welle 114 J, welche über eine Einwegkupplung 115 mit einer Nocke 116 verbunden ist. Die Tonerrückgewin­ nungsrolle 108 hat eine drehbare Welle mit einer Nocke 117, welche an einem Ende angebracht ist. Die Nocke 117 steht in Eingriff mit der Nocke 117. Wenn sich die Rolle 108 dreht, wird die Nocke 117 gedreht, wodurch sich das freie Ende der Nocke 116 in vertikaler Richtung bewegt. Die Einwegkupplung 115 überträgt die Winkelbewegung der Nocke 116 nur dann an die Welle 114, wenn das freie Ende der Nocke 116 sich aufwärts bewegt, so daß die Hülse 114 intermittierende um ihre eigene Achse entgegen dem Uhrzeigersinn um einen entsprechenden Winkel bewegt wird (Fig. 13). Die Bewegung einer solchen intermittierenden Winkelbewegung der Hülse 114 hat einen verhältnismäßigen niedrigen Wert, welcher einer Zuführung des Trägers über die Hülse 114 angemessen ist.

In Fig. 14 ist noch eine weitere Ausführungsform dargestellt, in welcher eine Platte 120 nahe bei dem Umfang der Bild­ entwicklungshülse in deren Drehrichtung gesehen vor der To­ nerrückgewinnungsrolle 38 angeordnet ist. Die Platte 120 ist zwischen der photoempfindlichen Trommel 11 und der Rolle 38 angeordnet und hat ein Ende, das nahe bei der Hülse 11 angeordnet ist oder an dieser anliegt. Die Platte 120 ist in Tangentialrichtung zu der Rolle 12 geneigt und dadurch in einer Richtung ausgerichtet, welche der Drehrichtung der Hülse 12 entgegengesetzt ist. Die Magnetbürste 14 an der Hülse 12 wird, wenn sie die Platte 120 erreicht dadurch von der Umfangsfläche der Hülse 12 getrennt. In diesem Fall werden obere und untere Schichten aus Ketten von Träger- und Tonerpartikeln, welche die Magnetbürste 14 bilden, umgeschichtet.

Insbesondere in Fig. 15 ist in einem größerem Maßstab eine Magnetbürste 14 auf der Hülse 12 dargestellt, wie sie den Bilderzeugungsbereich durchläuft. Die Magnetbürste 14 ist aus Trägerpartikeln 121 und Tonerpartikeln 25 zusam­ mengesetzt. Bei einer Drehbewegung der Hülse 12 werden die Trägerpartikel 121, welche eine kettenartige Bürste bilden, auf der Hülsenumfangsfläche in der Pfeilrichtung bewegt. Zu diesem Zeitpunkt sind die oberen und unteren Schichten der Trägerpartikel 121 nicht umgeschichtet. Daher würde die untere Schicht der Magnetbürste 14, d. h. die Toner­ partikel 25 nahe der Umfangsfläche der Hülse 12, für eine Bildentwicklung nicht verfügbar sein, sondern würden in der Magnetbürste 14 verbleiben. Im Laufe der Zeit würden sich solche verbleibenden Tonerpartikel an den Trägerpar­ tikeln 121 und an der Umfangsfläche der Hülse 12 festsetzen, wodurch sich die elektrischen und physikalischen Eigenschaf­ ten der Trägerpartikel 21 und der Hülse 12 ändern würden. Folglich würden die Bildentwicklungsbedingungen geändert werden, und der Wirkungsgrad bei der Tonerzufuhr und -rück­ gewinnung würde niedriger werden. Die Tonerpartikel, die sich in der Magnetbürste 14 angesammelt haben, würden sich allmählich in ihren Ladungen ändern, was Tonerabsetzun­ gen oder -flecken auf dem Untergrund eines kopierten Bildes und ein verstreuen von Toner zur Folge hätte.

Die vorstehend beschriebene Schwierigkeit ist durch die Platte 120 gelöst, welche die Trägerpartikel 121 und die Tonerpartikel 25 von der Umfangsfläche der Hülse 12 trennt. Als weitere Maßnahme kann der Magnet 13 verschieden ange­ ordnet sein, um die Magnetbürste 14 durch magnetische Kräfte von der Hülse 12 zu trennen oder um die Schichten umzukehren, während die Magnetbürste 14 an der Hülse 12 ausgebildet wird. Auf diese Weise kann die Magnetbürste 14 immer dauerhaft an der Hülse 12 ausgebildet werden.

Eine weitere in Fig. 16 dargestellte Ausführungsform ent­ spricht der Ausführungsform der Fig. 14 außer daß auf die Platte 120 der Fig. 14 verzichtet ist und die Tonerrückge­ winnungsrolle 38 der Fig. 14 durch ein elektrisch leiten­ des Band 122 ersetzt ist. Da der prinzipielle Entwicklungs­ vorgang derselbe ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 14, wird hauptsächlich das Band 122 nachstehend beschrieben.

Das Band 122 ist um drehbare Rollen so geführt, daß es sich in der Pfeilrichtung bewegt. Die Magnetbürste 14, welche zur Bildentwicklung in dem Bildentwicklungsbereich benutzt worden ist, wird mit dem Band 122 in Kontakt ge­ bracht, welches Toner von der Magnetbürste 14 zurück­ gewinnt. Der Toner, welcher durch eine elektrische Vorspan­ nung an dem Band 122 haftengeblieben ist, wird mit Hilfe des Bandes 122 abgeführt, welche sich in der Pfeilrichtung bewegt und der Toner fällt durch die Wirkung einer Schneide von dem Band 122 in den Tonerbehälter 33. Der in dem Be­ hälter 33 gesammelte Toner wird dann durch die Rühreinrichtung 35 umgerührt und für eine Wiederverwendung mit dem vorhandenen Toner vermischt.

Da der zurückgewonnen Toner elektrisch geladen worden ist, kann er nicht gut mit dem vorhandenen Toner in dem Behäl­ ter 33 vermischt werden. Wenn der geladene Toner durch die Rolle 34 der Magnetbürste 14 zugeführt würde, würde der Toner auf der photoempfindlichen Trommel 11 unterschiedlich geladen sein und es würde sehr wahrscheinlich zu einer Min­ derung in der Bildqualität, beispielsweise in Form von Bild­ schwärzungsgrad-Unregelmäßigkeiten führen. Um diesen Nach­ teil zu beseitigen, muß der zurückgewonnene Toner so tief wie möglich in den Behältern 33 eingebracht werden, damit er gut umgerührt und mit dem vorhandenen Toner vermischt werden kann.

Wenn das Band 122 als eine Tonerrückgewinnungseinrichtung verwendet wird, wie in Fig. 16 dargestellt ist, kann der rückgewonnene Toner dadurch tief in den Behälter 33 über­ tragen werden, daß die Positionen der Rollen, um welche das Band 122 geführt ist, für ein ausreichendes Umrühren und Vermischen des Toners entsprechend gewählt sind. Dies ist ohne weiteres möglich, indem die Fläche des Bandes 122 ver­ größert wird, die mit der Magnetbürste 14 in Kontakt steht, indem der Abstand zwischen den benachbarten Rollen nahe dem magnetischen Band vergrößert wird. Folglich kann Toner wirksamer als es bei der Anordnung der Fig. 14 mög­ lich ist, zurückgewonnen werden. Das Band 122 kann aus irgendeinem Material hergestellt werden, soweit es elektrisch vorgespannt werden kann.

In Fig. 17 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung darstellt, welche sich von der Ausführungsform der Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß die Hülse 12 gegenüber den Tonerrückgewinnungs- und -zuführrollen Flächenbereiche aufweist, in welchen keine Magnetbürste ausgebildet ist. Ein Magnet 130 hat nebeneinander zwei gleiche Magnet­ pole N, welche der Tonerzuführrolle 24 gegenüberliegen. Über den zwei gleichen Magnetpolen N wird dann in diesem Oberflächenbereich der Hülse 12 keine Magnetbürste ausgebildet. Der Magnet 130 hat auch in Gegenüberlage zu der Tonerrückgewinnungsrolle 18 eine in seiner Umfangsfläche festgelegte, axiale Vertiefung. Über der Vertiefung in der Hülse 12 wird dann in deren Oberflächenbereich keine Magnetbürste ausgebildet.

Bei dieser Anordnung sind Teile der Magnetbürste 14, welche in deren Drehrichtung unmittelbar vor den Flä­ chenbereichen festgelegt sind, welche frei von der Magnet­ bürste 14 sind, in radialer Richtung nach außen erhöht, wodurch ein größerer Kontakt mit den Rollen 18 und 24 geschaffen ist, so daß der Toner hochwirksam zu­ geführt und zurückgewonnen werden kann, wodurch eine ge­ wünschte Bildqualität wirksam erhalten bleibt. In der Pra­ xis ist es ausreichend, daß die magnetischen Kräfte in den Flächenbereichen, die frei von der Magnetbürste sind, 100 bis 200 Gauß niedriger sind als die magnetischen Kräfte in Teilen auf den gegenüberliegenden Seiten dieser Flächen­ bereiche.

In Fig. 18 ist noch eine weiter Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt, welche derjenigen der Fig. 13 entspricht, außer daß die Hülse 12 gegenüber der Tonerrückgewinnungs­ rolle 38 einen Oberflächenbereich aufweist, in welchem keine Magnetbürste ausgebildet ist. Insbesondere weist ein Dauermagnet 131 gegenüber der Rolle 38 eine in seiner Umfangsfläche festgelegte, axiale Vertiefung auf. Eine Platte, welche der Platte 120 in Fig. 14 ent­ spricht, kann erforderlichenfalls zusätzlich vorgesehen sein. Obwohl keine Einrichtung zum Anlegen einer Bildent­ wicklungs-Vorspannung in Fig. 18 dargestellt ist, sind Ar­ beitsweise und Vorteile der Anordnung der Fig. 18 die­ selben wie diejenigen bei der Fig. 14.

Eine weitere in Fig. 19 dargestellte Ausführungsform ist eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 18. Eine zusätzliche Rolle 38 A ist unterhalb und rechts neben der Rolle 38 ange­ ordnet; eine weitere zusätzliche Rolle 34 A ist oberhalb und rechts neben der Tonerzuführrolle 34 angeordnet. Ein in der Hülse 12 angeordneter Dauermagnet 132 hat in seiner Außen­ fläche eine axiale Vertiefung, welcher gegenüberliegend ein magnetbürstenfreier Teil auf der Hülse 12 ausgebildet ist. Die Magnetbürste 14 hat einen erhabenen Teil, welcher in deren Drehrichtung unmittelbar vor dem magnetbürstenfreien Teil angeordnet ist; ein solcer erhabener Teil schafft einen guten Kontakt mit der Tonerrückgewinnungsrolle 38.

Die zusätzlichen Rolle 38 A und 24 A tragen in ausreichender Weise zur Rückgewinnung und Zufuhr von Toner bei, selbst wenn sich die Magnetbürste 14 mit hoher Geschwindigkeit dreht. Folglich können mit in Fig. 19 dargestellten Einrichtung auch bei sehr schnellen Kopier- und Druck­ abläufen dauerhafte Kopien und Abzüge wirksam hergestellt werden.

In jeder der Ausführungsformen der Fig. 18 und 19 kann die Hülse 12 gegenüber der Tonerzuführrolle 34 einen von einer Magnetbürste freien Teil aufweisen, indem eine axiale Aus­ nehmung in dem Dauermagneten 12 festgelegt wird oder Mag­ netpole einer Polarität nebeneinander in dem Dauermagneten 14 positioniert werden.

In noch einer weiteren in Fig. 20 dargestellten Ausführungs­ form ist einer der Magnetpol-Mittelpunkte des Dauermagneten oder der Magnetrolle 13, welche die Magnetbürste 14 erzeugt, in deren (14) Bewegungsrichtung, welche durch den Pfeil B angezeigt ist, vor dem Mittelpunkt eines Bildentwick­ lungsbereichs, welcher zwischen der Magnetbürste 14 und der photoempfindlichen Trommel 11 festgelegt ist, d. h. vor dem schmalsten Teil des Bilderzeugungsbereichs ange­ ordnet. Oder anders ausgedrückt, der Mittelpunkt der Mag­ netrolle 13 und der Mittelpunkt der photoempfindlichen Trom­ mel 11 werden durch eine zentrale Verbindungslinie mitein­ ander verbunden, und die Magnetpol-Mittellinie der Mag­ netrolle 13 ist auf der negativen Seite einer solchen zen­ tralen Verbindungslinie angeordnet. Das heißt, ein soge­ nannter Entwicklungshauptpolwinkel R ist negativ. Die hier verwendeten Ausdrücke "negativ" und "positiv" sind folgen­ dermaßen definiert: Die Mitte des Bildentwicklungsbereichs, d. h. die zentrale Verbindungslinie, bezüglich welcher die Mitte der Magnetrolle 13 ausgerichtet ist, wird als ein Nullpunkt bezeichnet. Bezüglich der Bewegungs- bzw. Dreh­ richtung der Magnetbürste 14 ist die negative Seite vor dem Nullpunkt und die positive Seite nach bzw. hinter dem Nullpunkt angeordnet.

Eine andere Magnetpolmitte der Magnetrolle 13 ist in der Bewegungs- bzw. Drehrichtung der Magnetbürste 14 vor der Mitte eines Tonerrückgewinnungsbereichs angeordnet, welcher zwischen der Magnetbürste 14 und der Toner­ rückgewinnungsrolle 18, d. h. dem schmalsten Teil der Toner­ rückgewinnungszone, festgelegt. Oder anders ausgedrückt, die Mitte der Magnetrolle 13 und die Mitte der Tonerrück­ gewinnungsrolle 18 sind durch eine zentrale Verbindungsli­ nie miteinander verbunden, und die Magnetpol-Mittellinie der Magnetrolle 13 ist auf der negativen Seite einer solchen zentralen Verbindungslinie angeordnet. Das heißt, ein Mag­ netpolwinkel R _c ist negativ. Die hier verwendeten Ausdrücke "negativ" und "positiv" sind folgendermaßen definiert: Die Mitte der Tonerrückgewinnungszone, d. h. die zentrale Verbindungslinie, bezüglich welcher die Mitte der Magnet­ rolle 13 ausgerichtet ist, wird als ein Nullpunkt bezeich­ net. Bezüglich der Bewegungs- bzw. Drehrichtung der Magnet­ bürste 14 ist die negative Seite vor bzw. oberhalb des Nullpunkts und die positive Seite nach bzw. unterhalb des Nullpunkts angeordnet.

Die Abstreifplatte 21 ist nahe bei der Rolle 18 angeordnet, um von dieser rückgewonnenen Toner abzustreifen, welcher in einen Trichter 23 zurückgeleitet wird. Die Tonerzuführrolle 24 ist unterhalb und rechts von der Hülse 12 angeordnet und in Anlage an der Magnetbürste 14 gehalten. Eine Mag­ netpolmitte der Magnetrolle 13 ist in der Bewegungs- oder Drehrichtung der Magnetbürste 14 oberhalb bzw. vor der Mittel des Tonerzuführbereichs angeordnet, welcher zwi­ schen der Magnetbürste 14 und der Rolle 24, d. h. dem schmal­ sten Teil der Tonerzuführzone, festgelegt ist. Oder anders ausgedrückt, die Mitte der Magnetrolle 13 und die Mitte der Rolle 24 sind durch eine zentrale Verbindungslinie mit­ einander verbunden, und die Magnetpol-Mittellinie der Mag­ netrolle 13 ist auf der negativen Seite einer solchen Ver­ bindungslinie angeordnet. Das heißt, ein Magnetpolwinkel R _d ist negativ. Die hier verwendeten Ausdrücke "negativ" und "positiv" sind folgendermaßen definiert: Die Mitte der Tonerzuführzone, d. h. die zentrale Verbindungslinie, welcher die Mitte der Magnetrolle 13 ausgerichtet ist, ist als ein Nullpunkt bezeichnet. Bezüglich der Bewegungs- oder Dreh­ richtung der Magnetbürste 14 ist die negative Seite vor bzw. oberhalb des Nullpunkts und die positive Seite nach bzw. unterhalb des Nullpunkts angeordnet.

Die Tonerzuführrolle 24 wird durch einen (nichtdargestellten) Antrieb angetrieben, um dadurch in der Pfeilrichtung D um die eigene Achse gedreht zu werden, um Toner 25 von dem Trichter 24 zu der Magnetbürste 14 zuzuführen. Eine die Tonerschicht begrenzende Schneide 26 wird gegen die Rolle 24 gedrückt, um eine gleichförmige dünne Tonerschicht 25 auf der Rolle 24 aufzubringen und um den Toner 25 rei­ bungselektrisch zu laden. Eine elastische Rolle 27 liegt an der Rolle 24 an, um den Toner 25 wirksamer reibungselek­ trisch zu laden.

Eine Vorspannung zum Zuführen von Toner wird durch eine Energieversorgungsschaltung 28 an die Rollen 24 und 27 angelegt, um den Toner 25 gut an die Magnetbürste 14 zu übertragen. Eine solche Hybrid-Bildentwicklungseinrichtung arbeitet folgendermaßen: Der Toner 25 in dem Trichter 23 wird an die Rolle 24 geliefert und an dieser zurückgehal­ ten, wenn die Rollen 24 und 27 gedreht werden. Der zurück­ gehaltene Toner wird in eine gleichförmige dünne Schicht geformt und durch die Schneide 26 reibungselektrisch gela­ den.

Unter einer vorgeschriebenen Tonerzuführ-Vorspannung wird der Toner 25 als gleichförmig dünne Schicht der Magnet­ bürste 14 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Toner gleichförmig und wirksam der Magnetbürste 14 zugeführt. Insbesondere in Fig. 21a ist die Beziehung zwischen dem auf der horizontalen Achse aufgetragenen Magnetpolwinkel R d und dem auf der vertikalen Achse aufgetragenen Bild­ schwärzungsgrad dargestellt. Aus Fig. 21a ist zu ersehen, daß wenn der Magnetpolwinkel R d negativ ist, der Toner wirk­ samer zugeführt wird, und zwar deswegen, da wenn die Mag­ netpolmitte vor bzw. oberhalb der im schmalsten Teil der Tonerzuführzone festgelegt ist, eine Menge Bürstenfasern vor bzw. oberhalb des schmalsten Teils der Zone ausgebildet sind, welche wirksam sind, um verschiedene mechanische Ver­ änderungen, wie die Exzentrizitäten der Rollen aufzunehmen, so daß dadurch die Tonerzuführrolle 24 zuverlässig an der Magnetbürste 14 in Anlage gehalten wird.

Die Magnetbürste 14, welcher der Toner zugeführt worden ist, wird in Richtung der photoempfindlichen Trommel 11 trans­ feriert, um das elektrostatische latente Bild 16 auf der Trommel 11 zu entwickeln. Zu diesem Zeitpunkt kann das Bild gleichförmig und wirksam ohne irgendwelche Schwärzungs­ gradunregelmäßigkeiten, Tonerablagerungen oder eine Ver­ schmutzung auf dem Hintergrund des Bildes entwickelt werden. Insbesondere zeigt Fig. 21b die Beziehung zwischen dem auf der horizontalen Achse aufgetragenen Magnetpolwinkel R m und dem auf der vertikalen Achse aufgetragenen Bildschwärzungs­ grad. Aus Fig. 21b ist zu ersehen, daß wenn der Magnetpol­ winkel R m negativ ist, das Bild wirksamer entwickelt wird, und zwar deswegen, wenn die Magnetpolmittel vor bzw. oberhalb des schmalsten Teils der Bildentwicklungszone festgelegt ist, eine Menge Bürstenfasern vor bzw. oberhalb dem schmalsten Teil dieser Zone ausgebildet wird, welche wirk­ sam sind, um mechanische Veränderungen, wie die Exzentri­ zitäten der Rollen aufzunehmen, so daß dadurch die photo­ empfindliche Trommel 11 in sicherer Anlage an der Magnet­ bürste 14 gehalten werden kann.

Nach der Bildentwicklung weist die Magnetbürste 14 dem Bild entsprechende Tonerdichte-Unterschiede oder -Unregelmäßigkeiten auf, der Resttoner auf der Magnetbürste 14 wird durch eine elektrische Tonerrückgewinnnungs-Vorspannung an die Rolle 18 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Toner gleich­ förmig und wirksam zurückgewonnen werden. Insbesondere zeigt Fig. 21c die Beziehung zwischen dem auf der horizontalen Achse aufgetragenen Magnetpolwinkel R c und dem auf der ver­ tikalen Achse aufgetragenen Bildschwärzungsgrad. Aus Fig. 21c ist zu ersehen, daß wenn der Magnetpolwinkel R c negativ ist, der Toner wirksamer zurückgewonnen wird, und zwar des­ wegen, wenn die Magnetpolmitte vor bzw. oberhalb des schmal­ sten Teils der Tonerrückgewinnungszone angeordnet ist, eine Menge Bürstenfasern vor bzw. oberhalb des schmalsten Teils dieser Zone ausgebildet wird, welche wirksam sind, um ver­ schiedene Veränderungen, wie die Exzentrizitäten der Rollen aufzunehmen, so daß dadurch die Rolle 18 in sicherer Anlage an der Magnetbürste 14 gehalten werden kann. Im Ergebnis wird dann die Magnetbürste 14 für eine bessere Tonerzuführ­ barkeit konditioniert.

Durch den vorbeschriebenen Kopierablauf werden Tonerdichte- Unterschiede oder -Unregelmäßigkeiten an der Magnetbürste 14 beseitigt, und die Tonerdichte ist an der Magnetbürste gleichförmig gemacht. Nach der Tonerrückgewinnung wird die Magnetbürste 14 mit nur einem Träger oder einer gleichför­ migen Tonerdichteverteilung weg von der Tonerrückgewinnungs­ rolle 18 in Richtung der Tonerzuführrolle 24 bewegt.

Ein Kopiergerät, bei welchem die Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung verwendet ist, wird nunmehr anhand von Fig. 22 beschrieben. Das Kopiergerät hat ein optisches System, in welchem von einer Halogenlampe 310 abgegebenes Licht auf eine zu kopierende Vorlage 320 aufgebracht und von dieser reflektiert wird. Das reflektierte Licht passiert dann nacheinander drei Spiegel 330, 340 und 350, eine Linsenanordnung 360, einen vierten Spiegel 370 und eine staubabweisende Glasplatte 380, bevor das Licht auf einer photoempfindlichen Trommel 11 fokussiert wird. Die staubab­ weisende Glasplatte 380 dient dazu, zu verhindern, daß Staubpartikel in das optische System eintreten. Das optische System weist eine Einrichtung auf, um die optische Verstär­ kung von einem Minimum von 50% auf ein Maximum von 200% in Schritten von 1% zu ändern. Das Kopiergerät weist auch ein automatisches Schwärzungsgrad-Einstellsystem auf, um Bilder mit sauberem Hintergrund herzustellen, indem der Hintergrund­ schwärzungsgrad der Vorlage 320 mit einer optischen Faser festgestellt wird und eine Bildentwicklungs-Vorspannung auf­ grund des festgestellten Hintergrundschwärzungsgrades korri­ giert wird.

Um die photoempfindliche Trommel 11 sind eine Ladeeinheit 400, eine Löscheinheit 410, eine Bildentwicklungseinheit 420, eine Entladeeinheit 430, eine Bildtransfer- und Blatt-Trenn­ einheit 440 und eine Reinigungseinheit 450 angeordnet.

In der Ladeeinheit wird eine hohe Spannung an den Ladungs­ draht in einer dunklen Umgebung angelegt, um eine Korona­ ladung zu erzeugen, um die photoempfindliche Trommel 11 mit einem Potential von -800 V gleichförmig negativ zu laden. Luft wird von der Vorderseite eines Laders 400 a, der Lade­ einheit 400 eingeleitet, um den Entladungswirkungsgrad zu verbessern. Der Ladedraht hat einen Durchmesser von 0,08 mm und ist auf seiner Oberfläche mit Kohlenstoff beschichtet. Ein Gitter ist zwischen dem Ladedraht und der photoempfind­ lichen Trommel 11 angeordnet, um das Ladepotential auf einen gleichförmigen konstanten Pegel zu steuern. Eine Lader- Reinigungseinheit ist vorgesehen, um irgendwelchen Staub durch Lösen von dem Lader 400 a zu entfernen.

Eine Löscheinheit 410 dient dazu, Licht auf die Trommel 11 aufzubringen, um von ihr unerwünschte Ladungen zu entfernen, damit die Trommel 11 sauber gereinigt ist. Die Löscheinheit 410 besteht aus einer langgestreckten LED-Anordnung, um an ihren Seiten und am vorderen Ende zu löschen, und sie (410) weist ein Löschsubstrat auf, an welchem für eine Vorspan­ nungskorrektur zwei Thermistoren angebracht sind. Die Bild­ entwicklungseinrichtung 420 hat denselben Aufbau wie die in Fig. 20 dargestellte Einrichtung.

Die Entladeeinheit 430 ist eine Vortransfer-Entladungslampe 430 a und eine Entladungslampe 430 b. Die Lampen 430 a und 430 b werden gleichzeitig erregt, wenn ein Hauptmotor 460 gestartet wird, um durch Filter gestreutes Licht auf die Trommel 11 aufzubringen, um von dieser Restladung zu ent­ fernen. Die Lampe 430 a weist eine Kaltkathodenröhre auf.

Die Bildtransfer- und Blatt-Trenneinheit 440 hält ein Blatt von einer Ausrichtrolle 440 a in satter Anlage an der Trommel 11, um Toner von der Trommel 11 auf das Blatt mit Hilfe eines laders 440 b zu übertragen. Gleichzeitig trennt die Einheit 440 das Blatt von der Trommel 11 mit Hilfe eines Trennla­ ders 440 c. Sollte das Blatt durch den Trennlader 440 c nicht von der Trommel 11 getrennt werden, wird das Blatt durch einen Trennfinger 440 zwangsläufig getrennt. Das getrennte Blatt wird dann durch ein Förderband 440 d in eine Bildfi­ xiereinrichtung 480 befördert. Die Reinigungseinheit 450 hat eine Fellbürste 450 a und eine Reinigungsschneide 450 b, um Resttoner von der Trommel 11 abzustreifen. Die Reinigungs­ schneide 450 b ist in der Mitte getragen, so daß sie unter gleichförmigen seitlichen Druck an der Trommel 11 gehalten werden kann. Die Fellbürste 450 a wird in derselben Richtung gedreht wie die Drehrichtung der Trommel 11 und dient dazu, Fremdkörper, wie Papierstücke zu entfernen, welche die Reinigungsschneide 450 b nicht von der Trommel 11 entfernt hat. Der Toner, welcher durch die Fellbürste 450 a von der Trommel 11 und der Schneide 450 b abgestreift worden ist, wird durch eine Tonerrückgewinnungsspirale 450 c aus dem Ko­ piergerät ausgetragen und einem (nicht dargestellten) fla­ schenförmigen Gefäß gesammelt.

Durch die Bildfixiereinrichtung 480 wird Wärme und Druck auf das mittels des Bandes 440 d heranbeförderte Blatt aus­ geübt, um den Toner auf dem Blatt zu schmelzen. Die Fixier­ einrichtung 480 weist eine Heizrolle 480 b auf, welche elek­ trisch mit einer Spannung unter 100 V auf 750 W aufgeheizt wird. Die Temperatur der Heizrolle 480 b wird durch einen Thermistor 480 a gesteuert, welcher die Temperatur der Heiz­ rolle 480 b feststellt.

In Fig. 23 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt, in welcher eine Trommel 11 aus einem or­ ganischen, photoempfinlichen Material (OPC) verwendet ist, während ein darauf erzeugtes, elektrostatisches, latentes Bild eine negative Polarität hat. Folglich wird der zum Ent­ wickeln eines solchen latenten Bildes verwendete Toner auf eine positive Polarität geladen.

Eine zylindrische Hülse 12, welche als Entwicklerträger dient, ist über einen dazwischen freigelassenen Spalt Gb nahe der Trommel 11 angeordnet. Die Hülse 12 ist aus einem nichtmagnetischen Material, wie Aluminium u. ä. hergestellt. Eine Bildentwicklungs-Vorspannung wird an die Hülse 12 angelegt, um zu verhindern, daß Toner auf den Hin­ tergrund eines kopierten Bildes aufgebracht wird und um den Bildschwärzungsgrad einzustellen. In der Ausführungsform der Fig. 23 ist das latente Bildpotential auf -800 V, das Hintergrundpotential auf -50 V und die Entwicklungsvorspan­ nung auf -150 V eingestellt.

Eine Rolle 18 zum Rückgewinnen des Resttoners von einer Magnetbürste 14 nach der Bildentwicklung ist mit einem dazwischen freigelassenen Spalt Gc vor bzw. oberhalb der Hülse 12 angeordnet. Eine Vorspannung wird durch eine Ener­ gieversorgungsschaltung 19 an die Rolle 18 angelegt, um Toner von der Magnetbürste 14 zurückzugewinnen. Die Toner­ rückgewinnungs-Vorspannung hat dieselbe Polarität, d. h. negative Polarität wie diejenige des latenten Bildes und liegt auf einem Pegel, welcher derselbe ist, wie der des Bildentwicklungspotentials, d. h. ist hoch genug, um das gan­ ze Bild zu entwickeln, wenn die Rolle 18 als ein latenter Bildträger verwendet würde. Die Tonerrückgewinnungs-Vor­ spannung ist in dieser Ausführungsform im Bereich von -100 bis -400 V gewählt.

Die Tonerrückgewinnungsrolle 18 wird angetrieben, und da­ durch in der Pfeilrichtung C um ihre eigene Achse gedreht, um dadurch zu verhindern, daß zurückgewonnener Toner wieder auf die Magnetbürste 14 aufgebracht wird. Eine Abstreif­ schneide 21 ist der Rolle 18 zugeführt, um zurückgewonnenen Toner von der Rolle 18 abzustreifen und in einen Toner­ behälter 23 zu befördern.

Eine Tonerzuführrolle 24 ist unterhalb und rechts von der Hülse mit einem dazwischen vorgesehenen Spalt Gd angeordnet. Der Spalt Gd zwischen der Rolle 18 und der Hülse 12 ist gleich oder kleiner als der Spalt Gc zwischen der Hülse 12 und der Rolle 18 und der Spalt Gp zwischen der Hülse 12 und der Trommel 11 (Gd≦Gc, Gp).

Eine zusätzliche Rolle 27 ist an der Rolle 24 in Anlage gehalten, um das Laden von Toner auf der Rolle 24 zu unter­ stützen. Eine Vorspannung wird durch eine Energieversor­ gungsschaltung 28 an die Rollen 24 und 27 angelegt, um Toner von der Rolle 24 wirksam der Magnetbürste 14 zuzu­ führen. Die Tonerzuführ-Vorspannung hat eine Polarität, welche entgegengesetzt zu derjenigen des latenten Bildes ist, d. h. dieselbe Polarität wie die des geladenen Toners und liegt auf einem Pegel zwischen +50 bis +400 V. Der Wert der Tonerzuführ-Vorspannung kann sich in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Toners, der Ausführung der Tonerzu­ führrolle, dem Widerstand des Trägers, der Ladbarkeit des Trägers u. ä. ändern.

Die in Fig. 23 dargestellte Bildentwicklungseinrichtung ar­ beitet folgendermaßen: Toner 25 wird von dem Behälter 23 durch die Rolle 24 und die Rolle 27 zugeführt, welche durch die Rolle 24 gedreht wird. Der zugeführte Toner wird in einer gleichförmigen dünnen Schicht aufgebracht und durch eine Schneide 26 reibungselektrisch geladen. Der Toner 25 wird dann als eine gleichförmige dünne Schicht von der Rolle 24 der Magnetbürste 14 bei Anliegen der entsprechenden Vor­ spannung zugeführt. Da die Spalte Gd, Gc und Gp so gewählt sind, daß die der Beziehung Gd≦Gc, Gp entsprechen, wird eine Tonermenge vor bzw. oberhalb der Rolle 24 ausgebildet, damit der Toner gleichförmig und wirksam der Magnetbürste 14 zugeführt wird.

Wenn der Spalt Gd größer als der Spalt Gp (Gd<Gp) wäre, würde eine Tonermenge zwischen der Hülse 12 und der Trommel 11, insbesondere unterhalb der Trommel 11 ausgebildet werden. Im Ergebnis würde keine ausreichende Tonerzufuhr zwi­ schen der Rolle 24 und der Magnetbürste 14 erreicht, so daß der Toner nicht gut zugeführt würde und sich folglich eine Minderung in dem Bildschwärzungsgrad und/oder Bildunregel­ mäßigkeiten ergeben würden. Wenn der Spalt Gd größer als der Spalt Gc (Gd<Gc) wäre, dann würde die Magnetbürste nahe bei der Rolle 24 nicht zufriedenstellend arbeiten, so daß der Toner nicht richtig zugeführt würde und sich folglich ebenfalls der Bildschwärzungsgrad verschlechtern und/ oder Bildunregelmäßigkeiten ergeben würden.

Die Magnetbürste 14, an welche der Toner zugeführt worden ist, wird in Richtung der Trommel 11 transferiert, um ein elektrostatisches Bild 16 auf der Trommel 11 zu entwickeln. Nach der Bildentwicklung verbleiben dem Bild entsprechende Tonerdichte-Unterschiede oder -Unregelmäßigkeiten an der Magnetbürste 14. Der Resttoner auf der Magnetbürste 14 wird danach durch die Rolle 18 bei Anlegen einer Tonerrückge­ winnungsvorspannung zurückgewonnen. Hierbei wird die Vor­ spannung auf einen entsprechenden Wert für eine gleichförmige und wirksame Tonerrückgewinnung eingestellt. In Fig. 24 ist die Beziehung zwischen den Vorspannungen V _R und V _D, welche an die Rolle 18 bzw. die Rolle 24 angelegt werden, und der Bildschwärzungsgrad ID dargestellt. Der Bildschwärzungsgrad ID ist auf der vertikalen Achse und die Tonerzuführ-Vorspan­ nung V _D ist auf der horizontalen Achse aufgetragen, wobei die Tonerrückgewinnungs-Vorspannung V _R als ein Parameter verwendet ist.

Wenn die Tonerzuführ-Vorspannung V _D , welche dieselbe positive Polarität wie der geladene Toner hat, erhöht wird, wird die Tonermenge, welche von der Rolle 24 der Magnet­ bürste 14 zugeführt wird erhöht und somit auch der Bild­ schwärzungsgrad ID. Wenn jedoch die Tonerzuführ-Vorspannung V _D einen bestimmten Wert überschreitet, bleibt der Bild­ schwärzungsgrad ID derselbe und wird nicht verbessert. Wenn der Absolutwert der Tonerrückgewinnungs-Vorspannung V _R er­ höht wird, wird die von der Magnetbürste 14 rückgewonnene Tonermenge erhöht, und der Bildschwärzungsgrad ID wird er­ niedrigt. Wenn der Absolutwert der Vorspannung V _R zu groß wäre, würden nicht nur unregelmäßige Tonerkonzentrationen an der Magnetbürste 14 bei einer Bildentwicklung beseitigt, sondern auch beinahe der gesamte Toner würde von der Mag­ netbürste 14 zurückgewonnen werden. Folglich würde Toner, der zum Entwickeln des Bildes vorgesehen war, auf die Menge begrenzt, welche von der Rolle 24 der Magnetbürste 14 zu­ geführt worden ist, so daß der Bildschwärzungsgrad geringer werden würde, wie in Fig. 24 dargestellt ist. Wenn der Abso­ lutwert der Vorspannung V _R zu klein wäre, würde er nicht genügen, um Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten an der Magnet­ bürste in ausreichender Weise zu beseitigen. Da die Toner­ menge, die der Träger auf der Magnetbürste 14 halten kann, konstant ist, kann der Bildschwärzungsgrad ID nicht über einen bestimmten Wert hinaus erhöht werden, selbst wenn die Vorspannung V _R auf 0 V herabgesetzt würde, oder deren Abso­ lutwert unter einem bestimmten Wert mit derselben Polarität wie derjenige des Toners abgesenkt würde. Wenn der Absolut­ wert der Vorspannung V _R zu klein wäre, würde der Bildschwär­ zungsgrad ID nicht mehr länger erhöht werden, und es würde übermäßig viel Toner zugeführt und nicht in ausreichender Weise zurückgewonnen werden mit dem Ergebnis, daß der Toner verstreut würde oder sich andere Schwierigkeiten ergeben würden.

Entsprechend der Ausführungsform der Fig. 23 ist die Toner­ zuführ-Vorspannung V _D so gewählt, daß sie im Bereich von +50 bis +400 V und die Tonerrückgewinnungs-Vorspannung V _R im Bereich von -100 bis -400 V liegt, wie oben beschrieben wird, um diese Vorspannung V _D und V _R gut ausgeglichen zu halten. Wenn eine Vorlage mit einer großen geschlossenen schwarzen Fläche zu kopieren ist, und folglich ein großer Tonerverbrauch zu erwarten ist, kann die rückgewonnene To­ nermenge in ähnlicher Weise wie anhand von Fig. 6 beschrieben, verringert werden, und die Vorspannungen können entsprechend geändert werden, um die zugeführte Tonermenge zu erhöhen, so daß dauerhafte Bilder erzeugt werden können.

Gemäß noch einer weiteren in Fig. 25 dargestellten Ausfüh­ rungsform weist eine Energieversorgungsschaltung 19 zum An­ legen einer Tonerrückgewinnungs-Vorspannung einen Kodierer zum Erzeugen eines 4-Bit-Signals auf, welches einen Tonerrück­ gewinnungs-Vorstrom anzeigt; ein solches 4-Bit-Signal wird an eine Steuereinrichtung 130 angelegt, welche eine Verarbei­ tungsschaltung aufweist, um eine richtige Tonerzuführ-Vor­ spannung entsprechend dem Tonerrückgewinnungs-Vorstrom zu berechnen. Ein Ausgangssignal von der Steuereinrichtung 130 wird dann an eine Energieversorgungsschaltung 27 angelegt, welche in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal eine ent­ sprechende Tonerzuführ-Vorspannung erzeugt. Der Tonerrück­ gewinnungs-Vorstrom fließt über die Hülse 12, die Magnet­ bürste 14 und die Rückgewinnungsrolle 18. Der elektrische Widerstand der Magnetbürste 14 ändert sich in Abhängigkeit von der in der Bürste 14 enthaltenen Tonermenge. Die Steu­ erschaltung 130 steuert die Energieversorgungsschaltung 27 so, daß wenn ein Ausgangssignal, welches einen Tonerrück­ gewinnungs-Vorstrom darstellt, welcher keinem Toner an der Magnetbürste 14 entspricht, erzeugt wird, eine maximale Tonerzuführ-Vorspannung durch die Schaltung 27 erzeugt wird, und wenn ein Ausgangssignal, welches einen Tonerrückgewin­ nungs-Vorstrom darstellt, welcher gesättigtem Toner in der Bürste 14 entspricht, erzeugt wird, eine minimale Tonerzu­ führ-Vorspannung durch die Schaltung 27 erzeugt wird, wie in der nachstehenden Tabelle angegeben ist.

Insbesondere stellt die Steuereinrichtung 130 die zurückge­ wonnene Tonermenge fest, berechnet eine entsprechende Toner­ menge, die aufgrund eines Signals, welches die festgestellte zurückgewonnene Tonermenge darstellt, zuzuführen ist, und steuert die Vorspannung, die von der Energieversorgungs­ schaltung 27 abgegeben ist, um sie so in Abhängigkeit von der rückgewonnenen Tonermenge zu verändern. Eine Einrichtung zum Feststellen der Menge von rückgewonnenem Toner, und um das vorstehend angeführte Signal abzugeben, welches die festgestellte Tonermenge anzeigt, weist einen Sensor auf, der aus einer Lichtquelle, wie einer LED-Einheit zum Be­ leuchten des durch die Tonerrückgewinnungsrolle 18 zurück­ gewonnenen Toners und einen Lichtdetektor, wie eine CDS-Ein­ heit aufweist, um Licht von der Lichtquelle festzustellen, welches den zurückgewonnen Toner durchlaufen hat. Die Lichtmenge, welche den zurückgewonnen Toner passiert hat, zeigt die zurückgewonnene Tonermenge an, da es sich mit der Tonermenge (Tonerdichte) ändert, die an der Rückgewinnungs­ rolle 18 zurückgewonnen worden ist.

In der vorstehenden Ausführungsform wird die durch die Energieversorgungs- Schaltung 27 abgegebene Tonerzuführ-Vorspannung entsprechend dem von der Schaltung 19 abgegebenen Tonerrückgewinnungs- Vorstrom gesteuert. Das heißt, die Magnetbürste 14 wird mit einer neuen Tonermenge versorgt, welche der Tonermenge ent­ spricht, welche bei der Entwicklung eines Bildes verbraucht wird. Die Menge an verbrauchtem Toner und an zugeführtem To­ ner ist folglich gut ausgeglichen, und folglich ist irgend­ eine überschüssige oder nicht hinreichende Tonerzufuhr ver­ mieden.

In noch einer weiteren in Fig. 26 dargestellten Ausführungs­ form hat ein Dauermagnet 13 gegenüber einer Tonerrückgewin­ nungsrolle 38 und einer Tonerzufuhrrolle 39 Bereiche, in welchen keine Magnetpole vorhanden sind. Folglich ist auch keine Magnetbürste über solchen Bereichen ausgebildet. Da kein Magnetpol in dem Bereich nahe der Tonerrückgewinnungs­ rolle 38 vorhanden ist, bewegen sich Trägerpartikel belie­ big hoch in einem solchen Bereich, so daß dadurch Toner in guten Kontakt mit der Tonerrückgewinnungsrolle 38 kommt, so daß mittels der Rolle 38 Toner mit einem erhöhten Wirkungs­ grad zurückgewonnen werden kann. Der Dauermagnet 13 hat einen Magnetpol, welcher in der Bewegungs bzw. Drehrichtung der Magnetbürste 14 unmittelbar unterhalb bzw. nach der To­ nerzuführrolle 34 angeordnet ist. Dieser Magnetpol dient da­ zu, Toner dem Träger zuzuführen, welcher den Spalt zwischen der Hülse 12 und der Rolle 34 passiert hat, worauf dann die Magnetbürste 14 schnell ausgebildet wird. Dadurch ist ver­ hindert, daß der Träger durch die Rolle 38 zurückgewonnen wird, da der Träger auf die Polarität geladen ist, welche derjenigen des Toners entgegengesetzt ist, und eine Vorspan­ nung derselben Polarität wie die des Trägers an die Rolle 38 angelegt wird.

Der Spalt zwischen den Umfangsflächen der Tonerrückgewin­ nungsrolle 38 und der Hülse 12 sowie der Spalt zwischen den Umfangsflächen der Tonerzuführrolle 34 und der Hülse 12 sind kleiner als der Spalt (Bildentwicklungsspalt) zwischen der Trommel 11 und der Hülse 12, um wirksam Toner zuzuführen und zurückzugewinnen. Es ist jedoch möglich, die vorstehend zu­ erst angeführten beiden Spalte dem Bildentwicklungsspalt gleichzumachen. In jeder der vorstehenden Ausführungsformen ist die Hülse als zylindrisch dargestellt. Jedoch kann auch eine bandenförmige Hülse verwendet werden.

In jeder Ausführungsformen außer in den in Fig. 14, 17 bis 20 und 26 dargestellten Ausführungsformen kann die Mag­ netbürste durch eine Faserbürste ersetzt werden, und der Toner kann dieser zugeführt werden, durch sie abgegeben wer­ den und zur Bildentwicklung verwendet werden und dann von einer Faserbürste in derselben Weise zurückgewonnen werden wie oben beschrieben worden ist. Die Faserbürste kann bei­ spielsweise aus einer Rolle gebildet sein, deren Umfangsflä­ che elektrostatisch mit einer Art Fasern beflockt ist, die jeweils die Form eines Nylonfadens haben, etwa 1 mm lang und etwa 20 µm dick sind und in einer Dichte von etwa 4800 Fäden/ cm³ (30 000 Fäden/inch²) vorgesehen sind.

Claims (17)

1. Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes, dadurch gekennzeichnet,
daß einer umlaufend geführten elastischen Entwicklungsbürste (14), die mit einem Teil ihres Umfangs in einem Bildentwicklungsbereich in ela­ stischem Kontakt mit einem ein latentes Bild tragenden Bildträger (11) gehalten ist, in einem Tonerzuführbereich elektrisch geladener Toner (25) zugeführt wird;
die elastische Entwicklungsbürste (14) mit dem Toner (25) in den Bild­ entwicklungsbereich geführt wird;
das latente Bild mit dem Toner durch Kontakt der elastischen Ent­ wicklungsbürste (14) mit dem Bildträger (11) entwickelt wird;
die elastische Entwicklungsbürste (14) von dem Bildentwicklungsbereich weiter zu einem Tonerrückgewinnungsbereich geführt wird, nachdem das Bild entwickelt worden ist;
Resttoner von der elastischen Entwicklungsbürste (14) in dem Toner­ rückgewinnungsbereich zumindest in dem Maße entfernt und zurückgewon­ nen wird, daß die durch unterschiedliche Tonerverbrauchsraten im Ent­ wicklungsbereich verursachten Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten an der Entwicklungsbürste (14) beseitigt werden und
danach die elastische Entwicklungsbürste (14) für eine nachfolgende Bildentwicklung wieder in den Tonerzuführbereich geführt wird, wo ihr erneut geladener Toner zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, welche an einer Hülse (12) angeordnet ist und Bürstenfasern hat, welche durch ein Magnetfeld gebildet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Faserbürste ist, welche aus Fasern an einer Rolle gebildet ist.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch
eine umlaufende elastische Entwicklungsbürste (14), welche Toner auf­ zunehmen und abzugeben vermag und elastisch in einem Bildentwicklungs­ bereich mit einem das latente Bild tragenden Bildträger (11) in Kon­ takt gebracht wird, um den Toner (25) dem latenten Bild auf dem Bild­ träger (11) zuzuführen;
eine Tonerzuführeinrichtung (23, 24, 26; 34, 44), die eine rotierende Rolle aufweist, um geladene Toner in einem Tonerzuführbereich der elastischen Entwicklungsbürste (14) zuzu­ führen, und
eine von der Tonerzuführeinrichtung räumlich getrennte Tonerrückgewin­ nungseinrichtung (18, 21, 22; 38, 48), um Resttoner von der Entwick­ lungsbürste in einem Tonerrückgewinnungsbereich zurückzugewinnen, nachdem das Bild durch den Toner (25) entwickelt worden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, die an einer Hülse (12) angeordnet ist und Bürstenfasern hat, welche durch ein Magnetfeld gebildet sind, daß die Tonerzuführeinrichtung (23, 24, 26) eine erste Energieversorgungsschaltung (27) zum Anlegen einer ersten Vorspannung aufweist, um den Toner (25) der Magnetbürste (14) zuzuführen, daß die Tonerrückgewinnungseinrichtung (18, 21, 22) eine zweite Energieversorgungsschaltung (19) zum Anlegen einer zweiten Vor­ spannung aufweist, um den Resttoner von der Magnetbürste (14) zurück­ zugewinnen, und daß eine Steuereinrichtung (15) vorgesehen ist, welche mit der für die Tonerzufuhr vorgesehenen ersten Energieversorgungs­ schaltung (27) verbunden ist, um die zuzuführende Tonermenge durch Änderung der ersten Vorspannung entsprechend eines die bei der vorhergehenden Entwicklung verbrauchte Tonermenge an­ zeigende Signals zu regeln.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, die an einer Hülse (12) ange­ ordnet ist und Bürstenfasern hat, welche durch ein Magnet­ feld gebildet worden sind, daß die Tonerzuführeinrichtung (23, 24) ein den auf der Rolle zuzuführenden Toner begrenzendes, rei­ bungselektrisch aufladendes und in eine gleichförmige, dünne Schicht formendes Teil (70, 82) aufweist, welches seinerseits einen ein Magnetfeld erzeugenden Körper (70 a, 82 a) und Trägerpartikel (70 b, 82 b) aufweist, die längs ma­ gnetischer Kraftlinien des das Magnetfeld erzeugenden Kör­ pers (70 a, 82 a) gehalten sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tonerzuführeinrichtung an der Rolle ein Tonerabstreifteil (91; 27) aufweist, um den Resttoner in Richtung eines Tonervorrates abzustreifen, nach­ dem der Toner (25) der Magnetbürste (14) zugeführt worden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, welche an einer Hülse (12) an­ geordnet ist und Bürstenfasern hat, welche durch ein Ma­ gnetfeld gebildet worden sind und daß zumindest entweder die Tonerzuführeinrichtung (24) oder die Tonerrückgewin­ nungseinrichtung (18) einen Magnetkörper (M₁, M₂, M₃) zum Sammeln vereinzelter Trägerteilchen aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, die an einer Hülse (12) ange­ ordnet ist und Bürstenfasern hat, die durch ein Magnet­ feld gebildet worden sind, und daß zumindest entweder die Tonerzuführeinrichtung (34, 84) oder die Tonerrückgewin­ nungseinrichtung (38, 88) eine Einrichtung (120) zum Um­ schichten von oberen und unteren Schichten der Magnetbür­ ste (14) aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, die an einer Hülse (12) ange­ ordnet ist und Bürstenfasern hat, die durch ein Magnet­ feld gebildet sind, wobei in der Hülse (12) Magnetpole (N, S) in der Bewegungs- oder Drehrichtung der Magnetbürste (14) vor bzw. oberhalb der Mittenbereiche der Bildentwicklungs­ zone, der Tonerzuführzone und der Tonerrückgewinnungszone angeordnet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, die an einer Hülse (12) angeordnet ist und Bürstenfasern hat, die durch ein Magnetfeld gebildet worden sind, daß die Hülse (12) und eine Tonerzuführeinrichtung (24) über einen ersten Spalt (Gd) in einem entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Hülse (12) und das das latente Bild tragende Teil (11) durch einen zweiten Spalt (Gp) in einem entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die Hülse (12) und die Tonerrückgewinnungseinrichtung (18) durch einen dritten Spalt (Gc) in einem entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der erste Spalt (Gd) gleich oder kleiner als der zweite und der dritte Spalt (Gp, Gc) sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Magnetbürste (14) ist, die an einer Hülse (12) angeordnet ist und Bürstenfasern hat, die durch ein magnetisches Feld gebildet worden sind, und daß eine erste Ein­ richtung (27) zum Anlegen einer Vorspannung einer Polarität, welche derjenigen des latenten Bildes (24) entgegengesetzt ist, an die Toner­ zuführeinrichtung und eine zweite Einrichtung (19) vorgesehen sind, um eine Vorspannung derselben Polarität wie diejenige des latenten Bildes an die Tonerrückgewinnungseinrichtung (18) anzulegen.

13. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Faserbürste ist, die aus Fasern an einer Rolle gebildet ist, daß die Tonerzuführeinrichtung (24) eine die Tonerzufuhr schaffende erste Energieversorgungsschaltung (27) zum Anlegen einer ersten Vorspannung aufweist, um den Toner der Faser­ bürste zuzuführen, daß die Tonerrückgewinnungseinrichtung (18) eine die Tonerrückgewinnung ermöglichende zweite Energieversorgungsschaltung (19) zum Anlegen einer zweiten Vorspannung aufweist, um den Rest­ toner von der Faserbürste zurückzugewinnen, und daß ferner eine Steu­ ereinrichtung (15) mit der ersten Energieversorgungsschaltung (27) verbunden ist, um die zuzuführende Tonermenge durch Änderung der er­ sten Vorspannung entsprechend eines die bei der Entwicklung verbrauch­ te Tonermenge anzeigenden Signals zu regeln.

14. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Faserbürste ist, die aus Fasern an einer Rolle gebildet ist, daß die Tonerzuführeinrichtung (24) eine den zuzuführenden Toner begrenzendes, reibungselektrisch aufladendes und in eine gleichförmige dünne Schicht formendes Teil (26) aufweist, das einen ein Magnetfeld erzeugenden Körper (82 a) und Trägerpartikel (82 b) aufweist, welche durch die magnetischen Kraft­ linien des das magnetische Feld erzeugenden Teils (82 a) gehalten sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Faserbürste ist, die aus Fasern an einer Rolle gebildet ist, und daß die Rolle und die Toner­ zuführeinrichtung durch einen ersten Spalt (Gd) in einem entsprechen­ den Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Rolle und das das latente Bild tragende Teil (11) durch einen zweiten Spalt (Gb) in einem entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Rolle und die Tonerrückgewinnungseinrichtung (18) durch einen dritten Spalt (Gc) in einem entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der erste Spalt (Gd) gleich oder kleiner als der zweite und der dritte Spalt (Gp, Gc) sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Entwicklungsbürste eine Faserbürste ist, die aus Fasern an einer Rolle gebildet ist, und daß eine erste Einrichtung (27), um an die Tonerzuführeinrichtung (24) eine Vorspannung mit einer Polarität anzulegen, welche derjenigen des latenten Bildes entgegen­ gesetzt ist, und eine zweite Einrichtung (19) vorgesehen sind, um an die Tonerrückgewinnungseinrichtung (18) eine Vorspannung derselben Polarität wie diejenige des latenten Bildes anzulegen.

17. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die verbrauchte Tonermenge anzeigende Signal aus der rück­ gewonnenen Tonermenge abgeleitet wird, so daß die Steuereinrichtung (15) die Vorspannung von der Energieversorgungsschaltung (28) entsprechend der zurückgewonnenen Tonermenge ändert.