DE3713256C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes nach dem Patentanspruch 1.

Aus der US-PS 43 64 659 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines Trockenentwicklers in Verbindung mit einem elektrophotographischen Kopiergerät bekannt, welches die wesentlichen bekannten Einrichtungen eines derartigen Kopiergerätes, unter anderem auch eine Tonerauftragwalze, an der eine Magnetbürste ausgebildet ist, umfaßt. Die Magnetbürste wird mit Hilfe von Einzelmagneten am Umfang einer Hülse erzeugt.

Ferner ist in der DE 37 05 469 C2 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes beschrieben, wobei das Wesentliche dieses älteren Verfahrens darin besteht, daß eine umlaufend geführte elektrische Entwicklungsbürste, die mit einem Teil ihres Umfangs in einem Bildentwicklungsbereich in elastischem Kontakt mit einem ein latentes Bild tragenden Bildträger gehalten ist, in einem Tonerzuführbereich elektrisch geladener Toner zugeführt wird, ferner die elastische Entwicklungsbürste mit dem Toner in dem Bildentwicklungsbereich geführt wird, das latente Bild mit dem Toner durch Kontakt der elastischen Entwicklungsbürste mit dem Bildträger entwickelt wird, die elastische Entwicklungsbürste von dem Bildentwicklungsbereich weiter zu einem Tonerrückgewinnungsbereich geführt wird, nachdem das Bild entwickelt worden ist, ferner Resttoner von der elastischen Entwicklungsbürste in dem Tonerrückgewinnungsbereich zumindest in dem Maße entfernt und zurückgewonnen wird, daß die durch unterschiedliche Tonerverbrauchsraten im Entwicklungsbereich verursachten Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten an der Entwicklungsbürste beseitigt werden und danach die elastische Entwicklungsbürste für eine nachfolgende Bildentwicklung wieder in den Tonerzuführbereich geführt wird, wo ihr erneut geladener Toner zugeführt wird. Die elastische Entwicklungsbürste kann aus einer Magnetbürste bestehen, welche eine Hülse umfaßt, an deren Außenumfang Bürstenfasern vorgesehen sind, welche durch ein Magnetfeld gebildet sind.

In Fig. 8 der anliegenden Zeichnungen ist eine weitere Bildentwicklungseinrichtung dargestellt, welche im allgemeinen zum Durchführen eines Verfahrens zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes mit Hilfe eines Zweikomponenten-Trockenentwicklers verwendet wird. Die Bildentwicklungseinrichtung weist einen großen Tonerbehälter 1 auf, in welchem verschiedenen Rühreinrichtungen, wie beispielsweise eine Rührrolle 2, eine Förderschnecke 3 und eine Trenneinrichtung 4 untergebracht sind. Toner, welcher von einem Toner führenden Trichter 5 zugeführt worden ist, wird mit einem Träger vermischt und mittels dieser Rühreinrichtung umgerührt, und wird dann an eine Entwicklungsrolle 6 geliefert, welche als Entwicklerträger dient, auf welchem der Toner als eine Magnetbürstenschicht aufgebracht ist.

Die Dicke des aufgebrachten Entwicklers oder der 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 auf der Umfangsfläche der Hülse 8 in einer bestimmten Richtung zu bewegen. Die Magnetbürste wird in Kontakt mit einem photoempfindlichen Teil gebracht, um ein darauf befindliches, elektrostatisches, latentes Bild in ein sichtbares Tonerbild zu entwickeln. Nach der Bildent­ wicklung wird die Magnetbürste von der Entwicklungsrolle 6 abgeschabt, und der abgeschabte Toner fällt in den Tonerbehälter 1. Der in den Tonerbehälter 1 gefallene Toner wird umgerührt und mit­ tels der Rühreinrichtungen wieder vermischt.

Der Zweikomponenten-Entwickler muß im Hinblick auf einen gleichförmigen Tonerschwärzungsgrad oder eine gute Tonerla­ dung gut umgerührt und vermischt werden. Die herkömmliche Einrichtung zum Entwickeln von elektrostatischen, latenten Bildern mit Hilfe des Zweikomponenten-Entwicklers ist vorteilhaft, da entwickelte Bilder eine gute, gleichbleibende Güte haben. Jedoch sind die verschiedenen Rühreinrichtungen notwendig, damit der Entwickler ausreichend umgerührt wird; auch ist ein großer Raum erforderlich, um einen Rührdurch­ gang festzulegen, in welchem der Entwickler mittels dieser Rühreinrichtung umgerührt 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.

In einer sogenantnen Hybrid-Entwicklungseinrichtung wird eine elastische Bürstenanordnung, wie eine Magnetbürste oder eine Fellbürste an einer Hülse in Kontakt mit einer photoempfindlichen Trommel als einem latenten Bildträger gehalten, und eine Bildentwicklungszone ist in dem Bereich festgelegt, in welchem die Magnetbürste die photoempfindliche Trommel berührt. Eine Tonerzuführrolle als Tonerzuführeinrichtung ist in der Bewegungsrichtung der Magnetbürste vor der Bildentwicklungszone so angeordnet, daß sie mit der Magnetbürste in Kontakt steht; eine Tonerrückgewinnungsrolle als Tonerrückgewinnungseinrichtung ist nach der Bildentwicklungszone angeordnet.

Die Hybrid-Entwicklungseinrichtung arbeitet folgendermaßen: In einem Trichter untergebrachter Toner wird mittels der Tonerzuführrolle, wenn diese gedreht wird, wodurch dann der Toner reibungselektrisch geladen wird, als eine dünne gleichförmige Schicht der Magnetbürste zugeführt, wobei eine vorgegebene Tonerzuführ-Vorspannung angelegt ist. Die Magnetbürste, welcher Toner zugeführt worden ist, wird in Richtung der photoempfindlichen Trommel übertragen, um ein auf der Trommel erzeugtes, elektrostatisches, latentes Bild zu entwickeln. Nach der Bildentwicklung weist die Magnetbürste Tonerdichteunterschiede oder -unregelmäßigkeiten in Form eines Musters auf, welches dem Bild entspricht. Der Resttoner auf der Magnetbürste wird an die Tonerrückgewinnungsrolle übertragen und von dieser zurückgewonnen, wobei hierzu eine entsprechende elektrische Vorspannung angelegt ist.

Gemäß den in den US-PS′en 43 47 299 und 42 30 070 beschrie­ benen Anordnungen entspricht eine Vorspannung bei der To­ nerrückgewinnung dem Schwärzungsgrad einer Vorlage, d. h. die zur Tonerrückgewinnung vorgesehene Vorspannung, welche einem Tonerverbrauch entspricht, wird angelegt, um jederzeit eine konstante Tonerzufuhr aufrechtzuerhalten. In der Hybrid-Entwicklungseinrichtung wird jedoch Toner zurückgewonnen, bis die Tonerdichte der Magnetbürste, unabhängig davon, wie Toner verbraucht werden kann, gleichförmig wird.

Die Tonerdichte-Unterschiede in der Oberflächenschicht der Magnetbürste, welche zur Bildentwicklung beiträgt, sind folglich beseitigt worden, wodurch die Tonerdichte gleichförmig gemacht ist. Insbesondere nach der Tonerrückgewinnung enthält die Magnetbürste nur den Träger oder hat eine gleichförmige Tonerdichteverteilung und wird weg von der Tonerrückgewinnungsrolle in Richtung zu der Tonerzuführrolle bewegt.

In der Hybrid-Entwicklungseinrichtung muß der Träger des Entwicklers nicht von der Hülse abgeschabt werden oder ständig kontinuierlich auf der Hülse bewegt werden. Es ist jedoch festgestellt worden, daß in dem Fall, daß ein gewöhnlicher Träger als der Magnetbürsten-Träger verwendet wird, Trägerpartikel dazu neigen, sich allmählich zu den gegenüberliegenden Enden der Hülse zu bewegen, wo dann die Trägerpartikel in einer hohen Dichte gesammelt werden; dies hat dann zur Folge, daß der Träger lokalisiert wird und Bilder nicht gleichförmig entwickelt werden.

Eine derartige Trägerpartikel-Lokalisierung wird auf folgende Weise hervorgerufen: Wie in Fig. 9 dargestellt, wird die Hülse 12 mit Hilfe einer Welle 12a gedreht, welche aus einem nichtmagnetischen Material, wie Aluminium, hergestellt ist, und in ihrem Inneren ist eine magnetische Entwicklungsrolle 13 untergebracht, welche mit einem Ende drehbar mit einem auf der Welle 12a gehalterten Lager verbunden ist, während das gegenüberliegende Ende in einer Seitenplatte festgelegt ist. Wie durch I in Fig. 9 angezeigt, wird die radiale Verteilung von magnetischen Flußdichten, welche auf der Hülse 12 durch die magnetische Entwicklungsrolle 13 erzeugt worden sind, von einem Magnetende aus allmählich größer und wird konstant von dem Magnetende aus über etwa 5 mm. An einem Magnetende sind dann magnetische Kraftlinien eher in axialer als in radialer Richtung ausgerichtet, wie durch II angezeigt ist, da der Abstand zwischen gegenüberliegenden Polen gering ist. Folglich ist die erzeugte Magnetbürste in dem mittleren Bereich der magnetischen Entwicklungsrolle 13 radial ausgerichtet, während sie an jedem der Magnetenden in axialer Richtung entlang den magnetischen Kraftlinien ausgerichtet oder schräg verläuft.

Die Magnetbürste an jedem Ende der magnetischen Entwick­ lungsbürste 13 hat unter beinahe allen Magnetrollen eine übliche Konfiguration. Wenn der Abstand zwischen Magnetpo­ len durch eine Verkleinerung des Durchmessers der magnetischen Entwicklungsrollen beträchtlich verringert wird oder die Anzahl Magnetpole erhöht wird, ist dadurch verhindert, daß die axialen Komponenten der magnetischen Kraftlinien zunehmen, und die Erzeugung von schräg verlaufenden Magnetbürstenelementen wird geringer (es ist im Prinzip unmöglich, alle magnetischen Kraftlinien an jedem Ende einer Magnetrolle in radialer Richtung auszurichten, da Magnete im Innern einer Hülse angeordnet sind).

Eine magnetische Entwicklungsrolle mit einem Durchmesser von etwa 20 mm und abwechselnd 6 bis 8 Magnetpolen unterschiedlicher Polarität weist an jedem Rollenende noch schräg verlaufende Magnetbürstenanteile auf. Daher scheint der Abstand zwischen den Magnetpolen bei einem solchen Rollendurchmesser und bei dieser Anzahl von Magnetpolen noch verhältnismäßig groß zu sein.

Versuche, den Abstand von Pol zu Pol zu verringern, würde eine Verringerung in den magnetischen Kräften der Magnete selbst hervorrufen: folglich würden dann keine Tonerparti­ kel an der Hülse zurückgehalten, so daß diese die Funktion einer magnetischen Entwicklungsrolle nicht erfüllen würde. Eine herkömmliche Lösung bestand darin, die Enden der Hülse mit elastischen Teilen zu versehen und nur den mittleren Teil des Magneten zu benutzen.

Wenn ein gewöhnlicher Träger als der Magnetbürstenträger verwendet wird, können Trägerpartikel bei einer Drehung der Hülse 12 leicht verstreut werden. Die Menge an verstreuten Trägerpartikeln wird größer, wenn die Drehgeschwindigkeit der Hülse 12 größer wird, und ist durch die Abstimmung zwischen magnetischen Anzugskräften und Zentrifugalkräften festgelegt, welche auf die Trägerpartikel wirken.

Eine weitere Schwierigkeit, wenn ein üblicher Träger als Magnetbürstenträger verwendet wird, besteht darin, daß sich Trägerpartikel im wesentlichen nicht zwischen der Oberfläche und tieferen Schichten der auf der Hülse 12 ausgebildeten Magnetbürste bewegen. Trägerpartikel, die sich nahe der Hülsenoberfläche befinden, haben eine höhere Trägerparti­ keldichte und verhindern, daß sich die sie umgebenden Trä­ gerpartikel bewegen, selbst wenn das Magnetfeld, welchem sie ausgesetzt werden, geändert wird. Andererseits sind die Trägerpartikel, die sich nahe bei den Enden der Magnetbürste befinden, wegen einer geringeren Partikeldichte verhältnismäßig frei bewegbar und können folglich bewegt werden, wenn sich das Magnetfeld ändert. Infolge dieser unterschiedlichen Trägerpartikelverhaltensweisen ist ein Austausch von Trägerpartikeln zwischen der Oberfläche und den tieferen Schichten der Magnetbürste höchst unwahrscheinlich. Folglich würde Toner, welcher sich an der Oberfläche der Hülse abgesetzt hat, welche als Träger für die Magnetbürste dient, nicht entfernt werden. Eine elektrisch isolierende Tonerschicht würde folglich aufgebracht, welche die Oberfläche der Hülse bedeckt, wodurch dann deren elektrische Eigenschaften geändert würden. Folglich wird die Güte von wiedergegebenen oder kopierten Bildern schlechter.

Im allgemeinen weisen Bildentwicklungseinrichtungen eine Einrichtung auf, um die Resttonermenge in einem Tonertrich­ ter festzustellen. Eine solche Fühleinrichtung weist einen mechanischen Detektor auf, welcher in einem Antriebsmecha­ nismus 32 (Fig. 10) für eine Tonerzuführrolle 31 angeordnet ist, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist.

Wenn Toner in dem Trichter 5 vorhanden ist, wird ein Zahn­ rad 33 durch ein Antriebszahnrad 34 gedreht, um Toner zuzu­ führen. Ein Detektorflansch 36 bildet eine Einheit mit einer Rühreinrichtung 35 (Fig. 8) in dem Tonertrichter 5, und dessen Drehbewegung wird durch das Zahnrad 33 verzögert, da die Rühreinrichtung 35 durch den Toner in dem Trichter 5 einer Belastung ausgesetzt ist. Folglich sind ein in dem Detektorflansch 36 festgelegter Einschnitt 36a und ein Einschnitt 37a, welcher in einer Kurvenscheibe 37 festgelegt ist, welche mit dem Zahnrad 33 eine Einheit bildet, so angeordnet, daß sie nicht zueinander ausgerichtet sind, wie in Fig. 11(a) und 11(b) dargestellt ist. Folglich wird ein Fühlarm 39 eines einen Tonermangel anzeigenden Fühlers 38 nicht betätigt, und es wird kein einen Tonermangel anzeigendes Signal erzeugt.

Wenn somit die Rühreinrichtung 35 gedreht wird, bis sie von der durch den Toner hervorgerufenen Belastung freigekommen ist, wird der Detektorflansch 36 durch eine Feder 40, welche zwischen dem Flansch 36 und dem Zahnrad 33 wirkt, gezogen und er wird gedreht, bis die Einschnitte 36a und 37a zueinander ausgerichtet sind. Sofern der Trichter 5 Toner enthält, wird folglich der vorbeschriebene Vorgang zwischen dem Detektor 36 und der Kurvenscheibe 37 wiederholt.

Wenn der Toner in dem Trichter 5 zu Ende geht, wird die Rühreinrichtung 35 nicht mehr länger belastet und dreht sich daher mit dem Zahnrad 33. Die Einschnitte 36a und 37a bleiben folglich unter der Kraft der Feder 40 zueinander ausgerichtet. Das Fühlende 39a des Fühlarms 39 wird in die Einschnitte 36a und 37a gebracht, so daß der Fühler 38 ein Tonermangel anzeigendes Signal erzeugt, wie in Fig. 12(a) und 12(b) dargestellt ist.

Die herkömmliche Bildentwicklungseinrichtung, welche eine derartige, einen Tonermangel feststellende Einrichtung hat, ist im Aufbau kompliziert. Außerdem kann die Fühleinrichtung oft nicht richtig arbeiten, daß die Beziehung zwischen der Resttonermenge in dem Behälter und der durch den Toner hervorgerufenen Belastung an der Rühreinrichtung Schwankun­ gen unterliegt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes zu schaffen, bei der eine verbesserte homogene Verteilung des Toners am Umfang der Magnetbürste erreicht wird, um daduch die Bildqualität über die gesamte Bildfläche hinweg gleichmäßig zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Es hat sich herausgestellt, daß eine homogene Verteilung des Toners am Umfang der Magnetbürste wesentlich verbessert werden kann, wenn die Magnetbürste aus permanent magnetischen Teilchen gebildet wird, die eine ganz bestimmte permanent magnetische Anziehungskraft untereinander ausüben können, wenn das äußere Magnetfeld entfernt bzw. geändert wird.

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

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht durch eine Bildentwicklungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Toner­ zuführrolle;

Fig. 3, 4 und 5 vertikale Schnittansichten durch Bildent­ wicklungseinrichtungen gemäß weiterer Aus­ führungsformen;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht einer Magnet­ bürste;

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Folge zum Feststellen eines Tonermangels;

Fig. 8 eine vertikale Schnittansicht durch eine übliche Bildentwicklungseinrichtung;

Fig. 9 einen Teil eines Längsschnittes durch eine Entwicklungshülse in einer herkömmlichen Bild­ entwicklungseinrichtung;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Toner­ zuführ-Antriebseinrichtung;

Fig. 11(a) und (b) Teile von Seiten- und Vorderansichten der Tonerzuführ-Antriebseinrichtung, wobei eine Schalt- und Steuerposition dargestellt ist, und

Fig. 12(a) und (b) Teile von Seiten- und Vorderansichten der Tonerzuführ-Antriebseinrichtung, wobei eine andere Steuer- und Schaltposition wie­ dergegeben ist.

In den verschiedenen Ansichten sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit denselben oder entsprechenden Be­ zugszeichen bezeichnet. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine photoempfindliche Trommel oder ein das latente Bild tragendes Teil 41 durch einen (nicht dargestellten) Antriebs­ mechanismus um seine eigene Achse in der Richtung eines Pfeils A drehbar. Eine zylindrische Hülse 42 aus einem nichtmagnetischen Material, wie Aluminium, ist nahe bei der photoempfindlichen Trommel 41 angeordnet. In der Hülse 42 ist eine magnetische Entwicklungsrolle 43 mit einer Anzahl einander abwechselnder Magnetpole untergebracht; die magne­ tische Rolle ist im Innern der Hülse 42 in einem vorgege­ benen radialen Abstand von deren inneren Umfangsfläche an­ geordnet. Die Magnetrolle 43 erzeugt Magnetkräfte um eine Magnetbürste 44 auf der Hülse 42 zu erzeugen, welche in der Richtung eines Pfeils B gedreht wird, wenn zumindest ent­ weder die zylindrische Hülse 42 oder die Magnetrolle 43 ge­ dreht wird.

Die Magnetbürste 44 besteht aus einem Träger, welcher Trä­ gerpartikel aufweist, welche durch einen Restmagnetismus des Trägers selbst magnetisch angezogen werden. Der Träger ist von einer solchen Beschaffenheit, daß die Trägerparti­ kel bei Entfernen eines Magnetfeldes mit einer Magnetkraft angezogen werden, welche 600 bis 1000 Gauß entspricht, welche eine übliche magnetische Entwicklungsrolle haben würde, nachdem der Träger einem solchen Magnetfeld ausge­ setzt worden ist. Der Träger kann auf natürliche Weise mag­ netisiert worden sein, bevor er einem Magnetfeld ausgesetzt wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der magnetische Träger magnetisch kohärent und weist einen Restmagnetismus von 2emu/g oder mehr auf, wenn er einem Magnetfeld von 100 Oersted ausgesetzt worden ist.

Der Träger kann Eisen oder eine Eisenlegierung, wie rost­ freier Stahl, oder ein Ferritmaterial sein, das beispiels­ weise für Dauermagnete verwendet wird. Diese Trägermateria­ lien werden als Partikel verwendet, welche einen durch­ schnittlichen Durchmesser zwischen 30 bis 200 µm, vorzugs­ weise zwischen 50 bis 150 µm, haben sollten. Zum Steuern einer Tonerladung können die Trägerpartikel mit irgendwel­ chen verschiedenartigen Kunstharzmaterialien beschichtet sein.

Zum Entwickeln eines latenten Bildes wird eine Vorspannung derselben Polarität wie diejenige eines latenten Bildes durch eine Stromversorgungsschaltung 45 an die zylindrische Hülse 42 angelegt. Die Polarität der an die Hülse 42 ange­ legten Vorspannung bleibt dieselbe unabhängig davon, ob eine Negativ-Positiv(Normal-) oder eine Positiv-Positiv-(Umkehr-) Bildentwicklung durchgeführt wird. Die Magnetbürste 44 auf der Hülse 42 wird mit der photoempfindlichen Trommel 41 in Kontakt gebracht, um Toner auf ein auf der Trommel 41 erzeugtes, elektrostatisches, latentes Bild aufzubringen, um dadurch das latente Bild 46 in ein sichtbares Bild 47 zu entwickeln.

In der Ausführungsform der Fig. 1 hat die zylindrische Hülse 42 einen Außendurchmesser von 25 mm und die magnetische Ent­ wicklungsrolle 43 kann Magnetkräfte an der äußeren Umfangs­ fläche der zylindrischen Hülse 42 bei einer magnetischen Flußdichte von etwa 800 Gauß erzeugen. Die erzeugte Magnet­ bürste 44 hat eine Höhe von 0,3 bis 5 mm und vorzugsweise von 0,7 bis 2 mm.

Die Bildentwicklungs-Vorspannung wird angelegt, um zu verhin­ dern, daß sich unerwünschter Toner auf dem Untergrund einer Kopie absetzt, und auch um den Schwärzungsgrad eines Bil­ des auf der Kopie einzustellen. Wenn das Potential des la­ tenten Bildes -800 V ist und eine normale Bildentwicklung gewünscht wird, wird vorzugsweise eine Entwicklungsvorspan­ nung im Bereich von 0 bis -500 V angelegt. Bei einer Umkehr­ bildentwicklung sollte negativ ladbarer Toner verwendet 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 so festgelegt, wie es der Benutzer wünscht. Seitlich und unterhalb der Hülse 42 ist eine Tonerrückge­ winnungsrolle 48 angeordnet, um Resttoner von der Magnet­ bürste 44 zurückzugewinnen, nachdem das Bild auf der photo­ empfindlichen Trommel 41 entwickelt worden ist. Die Rolle 48 ist so angeordnet, daß sie mit der Magnetbürste 44 in Kontakt steht. Eine Vorspannung zum Rückgewinnen von Toner wird mittels einer Stromversorgungsschaltung 49 an die Rolle 48 angelegt, wobei die Tonerrückgewinnungs-Vorspannung eine Polarität hat, welche derjenigen des geladenen Toners entgegengesetzt ist. Die Vorspannung dient dazu, Toner zu­ rückzugewinnen, welcher auf der Magnetbürste 44 verblieben ist, und hat denselben Pegel wie das Entwicklungspotential, d. h., sie liegt auf einem Pegel, der ausreichen würde, um ein ganzes latentes Bild an der Tonerrückgewinnungsrolle 48 zu entwickeln, wenn die Rolle 48 ein das latente Bild tragendes Teil wäre. Wenn das Potential des latenten Bil­ des -800 V ist und die Bildentwicklungs-Vorspannung bei­ spielsweise -200 V ist, dann kann die Tonerrückgewinnungs- Vorspannung etwa -600 V sein.

Es braucht jedoch nicht der gesamte Toner zurückgewonnen zu werden, welcher auf der Magnetbürste 44 vorhanden ist, son­ dern es reicht aus, selektiv Toner in der Nähe der Oberflä­ che der Magnetbürste 44 zurückzugewinnen. Durch die Tonerrück­ gewinnung ist zumindest erreicht, daß Tonerdichte-Unregel­ mäßigkeiten an der Magnetbürste 44, welche durch die Bild­ entwicklung hervorgerufen sind, beseitigt werden. Beispiels­ weise werden unterschiedliche Tonerdichten auf der Magnet­ bürste 44, welche auf unterschiedliche Tonerverbrauchsraten in schwarzen Halbton- und Untergrundbereichen beruhen, durch die Tonerrückgewinnungsrolle 48 ausgeglichen.

Im allgemeinen wird ein Toner eines Zweikomponenten-Ent­ wicklers in einer Menge von 0,8 bis 1,0 mg pro Flächenein­ heit aufgebracht. Toner wird dem latenten Bild 46 zugeführt, während das photoempfindliche Teil 41 und die Magnetbürste 44 sich mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1:3 re­ lativ zueinander drehen. Folglich kann die Magnetbürste 44 nur Toner in einem Bereich von 0,27 bis 0,33 mg pro Flächen­ einheit zuführen. Durch das Rückgewinnen von Resttoner in einer Menge, welche die Tonerzuführkapazität der Magnetbürste 44 überschreitet, können die Tonerdichten auf der Bürste 44 ausgeglichen werden, wodurch nachteilige Einflüsse, die sich durch die Bildentwicklung ergeben, ausgeschlossen werden.

Insbesondere hat ein üblicher Zweikomponenten-Entwickler ein spezifisches Gewicht von 2 und eine Tonerdichte von 3%. Bei Benutzen eines solchen Zweikomponentenentwicklers ist das Gewicht einer Magnetbürste mit einer Höhe von 1 mm 0,2g pro 1 cm². Da das Gewicht von Toner, das in der Masse einer Magnetbürste enthalten ist, 6 mg ist, ist der Toner, welcher tatsächlich zur Bildentwicklung beiträgt, nur 5% der Mag­ netbürste. Anders ausgedrückt, es reicht bereits aus, Toner zurückzugewinnen, welcher diesen 5% entspricht. Unterschiede im Tonerverbrauch durch die Magnetbürste können wirksam aus­ geschlossen werden, wenn der Toner mit einer Dichte von etwa 0,3 mg/cm² in der Nähe der Oberfläche der Magnetbürste durch eine Tonerzuführrolle lokalisiert wird, was nachstehend noch beschrieben wird.

Die Tonerrückgewinnungsrolle 48 wird so angetrieben, daß sie sich um ihre eigene Achse in Richtung eines Pfeils C dreht, um dadurch zu verhindern, daß rückgewonnener Toner wieder auf die Magnetbürste 44 aufgebracht wird. Die Rolle 48 ist mit einer Abstreifschneide 51 und einem Toneraufnahmebehäl­ ter 52 versehen. Der Toner wird von der Rolle 48 durch die Abstreifschneide 51 in den Toneraufnahmebehälter 52 abge­ streift, und wird dann wieder in den Tonertrichter 53 zu­ rückbefördert.

Eine Tonerzuführrolle 54 ist seitlich und oberhalb der Hülse 42 angeordnet und steht mit der Magnetbürste 44 in Kontakt. Eine obere Hälfte der Rolle 54 ist in dem Toner­ trichter 43 angetrieben, und wird mittels eines (nicht dar­ gestellten) Antriebs so angetrieben, daß sie sich um ihre eigene Achse in der Richtung eines Pfeils D dreht. Wenn die Rolle 54 gedreht wird, wird der in dem Trichter 53 un­ tergebrachte Toner über die Zuführrolle 54 der Magnetbürste 44 zugeführt. Die Rolle 54 dient auch dazu, die Höhe bzw. Längen der aufrechten Bürstenfasern der Magnetbürste 44 auf einen gleichmäßigen Wert zu begrenzen, um dadurch Un­ regelmäßigkeiten im Bildschwärzungsgrad auszuschließen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, hat die Tonerzuführrolle 54 eine vorgeschriebene Länge und weist einen Tonerträgerteil 54a in Form einer unregelmäßigen Oberfläche auf deren mittleren Außenfläche auf. Die Rolle 54 weist an ihren gegenüberlie­ genden Enden zwei Tonerschutzteile 54b in Form von glatten Spiegelflächen auf, welche angrenzend an dem Tonerträgerteil angeordnet sind. Folglich werden Tonerpartikel nur auf der unregelmäßigen Oberfläche des Tonerträgerteils 54a und nicht auf den Tonerschutzteilen 54b zurückgehalten.

Die Oberflächenrauhigkeit R_Z des Tonerträgerteils 54a sollte im Bereich von 3 bis 30 Mikron und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 Mikron liegen. Die Oberflächenrauhig­ keit R_Z der Tonerschutzteile 24b sollte bei 5 Mikron oder darunter und vorzugsweise bei 3 Mikron oder darunter lie­ gen.

Da die Tonerzuführrolle 54 unregelmäßige und Spiegeloberflä­ chen hat, sollte sie aus einem Material mit einer hohen Härte hergestellt werden. Ein solches Material kann Alu­ minium oder eine Legierung daraus, rostfreier Stahl oder Mes­ sing sein. Die Tonerzuführrolle 54 kann eine Metallrolle sein, welche mit einer Kunstharzschicht beschichtet ist, oder sie kann ganz aus Kunstharz hergestellt sein.

Eine Schneide 56 zum Begrenzen der Tonerschicht ist an dem Tonertrichter 53 an dessen unteren Öffnung angebracht, in welcher die Tonerzuführrolle 54 angeordnet ist. Die Schneide 56 hat eine vordere Kante, welche gegen die Rolle 54 sowohl an den Tonerträgerteil 54a als auch an die Tonerschutzteile 54b gedrückt wird, um eine gleichförmig dünne Schicht von Toner 55 auf dem Tonerträgerteil 54a der Rolle 54 aufzubrin­ gen, wobei der Toner gleichzeitig reibungselektrisch geladen wird. Gleichzeitig werden Tonerpartikel durch die Schneide 56 von den Teilen 54b abgeschabt. Folglich wird der in dem Trichter 53 untergebrachte Toner ohne Verlust als eine dünne Schicht an die Magnetbürste 44 übertragen.

Eine weitere Schneide oder Rolle (die nicht dargestellt ist) kann nahe bei der Hülse 42 zwischen der Rolle 54 und der photoempfindlichen Trommel 41 angeordnet sein, um die Höhen der aufrechten Bürstenfasern der Magnetbürste 44 gleich zu machen.

An die Rolle 54 wird durch eine Stromversorgungsschaltung 57 eine Vorspannung angelegt, damit der Toner 55 wirksam an die Magnetbürste 44 übertragen wird. Die Vorspannung hat dieselbe Polarität wie diejenige des geladenen Toners und reicht von etwa 0 bis 600 V. Damit der Toner zuverlässig an der Zuführrolle 54 zurückgehalten wird, wird eine Vorspannung mit einer Polarität angelegt, welche derjenigen des ge­ ladenen Toners entgegengesetzt ist. In diesem Fall ist es besser, die Tonerzuführ-Vorspannung niedriger als die Bild­ entwicklungs-Vorspannung zu machen. Wenn die Spannungen, welche an der Hülse 42, der Rückgewinnungsrolle 48 und der Zuführrolle 54 anzulegen sind, mit V_B, V_R bzw. V_D bezeich­ net werden, sollte für eine gut ausgeglichene Tonerzufuhr an die Hülse 42 und für gute Rückgewinnung von der Hülse 42 vorzugsweise die folgende Beziehung gelten:

| V_B | ≧ | V_D |

Darüber hinaus sollte für gleichförmigere Tonerdichte auf der Hülse 42 vorzugsweise die folgende Beziehung gelten:

| V_B | - | V_D | ≧ | V_R | - | V_B |.

Die Rollen 48 und 54 können aus Metall, einem elektrisch leitfähigen Kautschuk, u.ä. hergestellt sein, wenn eine ­ elektrische Vorspannung zwischen diese Rollen und die Hülse 42 angelegt wird. Die Rollen 48 und 54 stehen mit der Mag­ netbürste 44 in Kontakt und sind in einer Position angeordnet, die von 50% bis 100% der Höhe der Magnetbürste 44 reicht. Die Rollen 48 und 54 können jedoch auch in einer Position angeordnet sein, welche über 100% der Höhe der Magnetbürste 44 hinausgeht, vorausgesetzt, daß der Absolutwert eines Luftspaltes 1 mm oder kleiner ist. Während der Außendurch­ messer der Rollen 48 und 54 entsprechend gewählt werden kann, sollten sie 80% oder weniger des Außendurchmessers der zy­ lindrischen Hülse 42 haben oder im Bereich von 5 bis 60 mm oder vorzugsweise von 8 bis 40 mm liegen. Da die der Magnet­ bürste 44 zugeführte Tonermenge durch die Relativgeschwin­ digkeit zwischen der Magnetbürste 44 und der Rolle 54 fest­ gelegt werden kann, kann die zuzuführende Tonermenge durch Ändern der Drehgeschwindigkeit der Rolle 54 gesteuert wer­ den. Insbesondere kann die Tonerdichte mittels eines be­ kannten Sensors festgestellt werden, so daß die Drehge­ schwindigkeit der Rolle 54 gesteuert werden kann. Ein sol­ cher bekannter Fühler zum Feststellen der Tonerdichte kann eine Einrichtung sein, um die reflektierte Tonerdichte auf der Rückgewinnungsrolle 48 festzustellen und um die Toner­ dichte dann aus der festgestellten, reflektierten Tonerdichte zu berechnen.

Die Schneide 56 zum Begrenzen der Tonerschicht kann mit Druck an der Oberfläche der Zuführrolle 54 angeordnet sein, welche der dargestellten Fläche (Fig. 1) diametral gegenüberliegt. Bei einer solchen Abwandlung wird die Rolle 54 in einer Richtung gedreht, welche der Richtung des Pfeils D entgegengesetzt ist.

Die Hybrid-Bildentwicklungseinrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau arbeitet folgendermaßen: Der Toner 55 in dem Trichter 53 wird an dem Tonerträgerteil 54a in der Mitte der Rolle 54 bei deren Rotation zurückgehalten. Der zurückgehaltene Toner wird reibungselektrisch geladen, wäh­ rend er mit Hilfe der Begrenzungsschneide 56 als eine dünne gleichförmige Schicht zugeführt wird. Da die Schutzteile 54b an den gegenüberliegenden Enden der Rollen 54 Spiegel­ flächen haben, haften keine Tonerpartikel an den Teilen 54b. Selbst wenn irgendwelche Tonerpartikel an den Teilen 54b haften sollten,werden sie von den Teilen 54b durch die Schneide 56 abgeschabt. Folglich ist die Tonerzuführrolle 54 "versiegelt".

Der Toner wird als eine dünne gleichförmige Schicht der Magnetbürste 44 unter einer vorgeschriebenen Vorspannung zugeführt. Dann wird die mit dem Toner versehene Magnet­ bürste 44 in Richtung der photoempfindlichen Trommel 51 be­ wegt, um ein auf der Trommel 4 erzeugtes, elektrostatisches, latentes Bild 46 zu entwickeln.

Abgesehen von der Tatsache, daß die magnetische Entwick­ lungslrolle 43 eine lokalisierte Verteilung von magneti­ schen Feldlinien an jedem Ende der Hülse 42 hat, werden keine schräg verlaufenden Magnetbürsten-Bestandteile er­ zeugt, und an jedem Ende der Hülse 42 wird eine so weiche Magnetbürste wie in der Mitte der magnetischen Entwicklungs­ rolle 43 erhalten, und zwar deswegen, da der Träger, der die Magnetbürste bildet, selbst eine magnetisch kohärente Eigenschaft aufweist. Wenn die Trägerpartikel eine magneti­ sche Bürste auf der Hülse 42 bilden, wirkt die magnetische Bürste wie ein Magnet, insbesondere am Ende der Magnetrolle, so daß Kräfte erzeugt werden, welche verhindern, daß die Trägerpartikel entlang der magnetischen Feldlinien ausgerich­ tet werden, welche durch die magnetische Entwicklungsrolle 43 erzeugt worden sind. Ein weiterer Grund ist der, daß, da jedes der Trägerpartikel ein Magnet ist, die Trägerpartikel ihre Lage ändern (sich beispielsweise drehen), wenn sich das Magnetfeld infolge der Rotation der Hülse 42 ändert, und sie werden unter reaktiven Kräften zu der Mitte der Rolle 43 hin angezogen, wenn das Magnetfeld stärker ist.

Die Trägerpartikel werden selbst magnetisiert und werden somit immer magnetisch an die Entwicklungsrolle 43 angezo­ gen. Folglich werden die Trägerpartikel ungeachtet der Zen­ trifugalkräfte der Hülse 42 nicht verstreut, sondern werden an der Magnetbürste 44 zurückgehalten und verbleiben dort. Da jedes der Trägerpartikel stark auf eine Magnetfeldänderung reagiert, dreht sich die Magnetbürste hochaktiv um ihre eigene Achse. Im Ergebnis werden dann die Tonerpartikel, welche der Oberflä­ chenschicht der Magnetbürste 44 zugeführt worden sind, in Kon­ takt mit den Trägerpartikeln gebracht und im wesentlichen gleichförmig in allen Lagen der Magnetbürste 44 verteilt, was dann eine gute Bildentwicklung zur Folge hat.

Nach einer Bildentwicklung gibt es Tonerdichte-Unregelmäßig­ keiten an der Magnetbürste 44, welche dem Bild entsprechen. Der Resttoner an der Magnetbürste 44 wird unter der Wirkung einer vorgeschriebenen elektrischen Tonerrückgewinnungs-Vor­ spannung an die Rolle 48 übertragen und durch sie zurückge­ wonnen. In den US-PS′en 43 47 299 und 42 30 070 wird eine Tonerrückgewinnungs-Vorspannung, welche dem Schwärzungsgrad einer Vorlage, d.h. einem Tonerverbrauch entspricht, ange­ legt, um die zugeführte Tonermenge jederzeit konstant zu halten. Gemäß der vorliegende Ausführungsform wird Toner zurückgewonnen, bis die Tonerdichte der Magnetbürste unabhängig von dem Toner­ verbrauch gleichförmig ist.

Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten auf der Magnetbürste 44 wer­ den dadurch beseitigt, und die Tonerdichte auf der Bürste 44 wird dadurch ausgeglichen. Insbesondere enthält die Mag­ netbürste 44 nach einer Tonerrückgewinnung nur einen Träger oder hat eine gleichförmige Tonerdichteverteilung und sie wird weg von der Rückgewinnungsrolle 48 zu der Tonerzuführ­ rolle 54 hin bewegt.

Die Tonerzuführ-Vorspannung, welche mittels der Schaltung 57 angelegt wird, wird auf der Basis der Bildentwicklungs- Vorspannung gesteuert, welche durch die Schaltung 45 vorge­ geben ist. Folglich wird eine neue Tonermenge, welche der Tonermenge entspricht, welche bei der Bildentwicklung ver­ braucht worden ist, der Magnetbürste 44 zugeführt. Die ver­ brauchte Tonermenge und die zugeführte Tonermenge sind folg­ lich ausgeglichen, wodurch eine übermäßige Tonerzufuhr oder ein Tonermangel ausgeschlossen sind.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in welcher eine Schneide 61 zum Abschaben von Toner und eine Schneide 62 zum Begrenzen der Tonerschicht gegen eine Toner­ rückgewinnungsrolle 68 bzw. gegen eine Tonerzuführrolle 64 gedrückt werden. Hierbei wird dann Toner von der Rolle 68 durch die Schneide 61 abgestreift und für eine wirksame Wie­ derverwendung in einem Tonerbehälter 63 aufgenommen.

Beispielsweise ist der Träger in der Magnetbürste 44 aus 50 g SUS 430 hergestellt und wird in Form von Partikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100 µm bei einem Restmagnetismus (BR) von 3,14 emu/g verwendet. Im Ergebnis wurden gute Magnetbürstenkennwerte erhalten, wie unten beschrieben wird. Die sechspolige, magnetische Entwicklungsrolle 43, welche Magnetkräfte von 900 Gauß an der Oberfläche der Hülse 42 er­ zeugen kann, stand fest, und die Hülse 42 mit einem Durch­ messer von 20 mm wurde mit einer Drehzahl von 344 U/min im Uhrzeigersinn gedreht. Die Tonerrückgewinnungsrolle 68 war eine Rolle aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 12 mm und wurde in einem Abstand von 1 mm von der Hülse 42 im Uhrzeigersinn mit einer Drehzahl von 344U/min gedreht. Die Tonerzuführrolle 64 war eine Rolle aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Oberflächenrauhig­ keit (R_Z) von 10 µm. Die Tonerzuführrolle 64 war in einem Abstand von 1 mm von der Hülse 42 angeordnet und wurde mit 859 U/min im Uhrzeigersinn gedreht. Vorspannungen von -600 V und -50 V wurden an die Tonerrückgewinnungsrolle 68 bzw. an die Tonerzuführrolle 64 angelegt. Der verwendete Toner war Toner des Typs 2000 blau, der von Ricoh Co., Ltd. herge­ stellt wird.

Wenn die Bildentwicklungseinrichtung 10 Minuten lang unter den vorstehenden Bedingungen betrieben wurde, waren anders als bei einer Bildentwicklungseinrichtung, in welcher ein übli­ cher Ferrit-Träger (Br = 1 emu/g oder darunter) in einer Magnetbürste verwendet wurde, im wesentlichen keine Träger­ partikel an den beiden gegenüberliegenden Enden der Hülse 42 lokalisiert. Der Grund hierfür dürfte auf die Tatsache zu­ rückzuführen sein, daß, da die Magnetbürste als ein Magnet an jedem Ende der Magnetrolle dient, die Magnetbürste Kräf­ ten ausgesetzt ist, die verhindern, daß sie entlang der mag­ netischen Feldlinien ausgerichtet werden, welche von der magnetischen Entwicklungsrolle 43 erzeugt worden sind. Ein Verstreuen des Trägers war in hohem Maße gemindert. Wie oben beschrieben, werden die Trägerpartikel, welche die Magnet­ bürste 44 bilden, selbst magnetisiert und werden folglich immer magnetisch an die Entwicklungsrolle 43 angezogen. Die Trägerpartikel verbleiben daher entgegen den Zentrifugal­ kräften, welche die Trägerpartikel verteilen und verstreuen wollen, an der Magnebürste 44 zurück. Übliche Trägerpartikel würden verstreut werden, da magnetisch anziehende Kräfte oder Rückhaltekräfte wegen der Magnetpole zeitweilig ausge­ schaltet werden können.

Der Toner an der Magnetbürste 44 wurde im wesentlichen gleichförmig von den oberen auf die tieferen Lagen der Mag­ netbürste 44 verteilt, das die magnetisierten Trägerpartikel stark auf eine Magnetfeldänderung reagiert haben und sich hochaktiv um ihre eigene Achse drehen und damit in gutem Kontakt mit den anderen Partikeln bleiben. Hierin liegt ein großer Unterschied zu einer Magnetbürste mit einem üb­ lichen Träger, bei welchem Toner in der tieferen Lage der Magnetbürste im wesentlichen nicht fein verteilt ist. Wenn die Träger- und die Tonerpartikel in besserem Kontakt mit­ einander gehalten sind, kann der Toner sicher und mit einer hohen Geschwindigkeit geladen werden.

In dem Tonerbehälter 63 ist eine Rühreinrichtung 65 ange­ ordnet, um eine Tonerverklumpung zu verhindern, zu der es kommen könnte, wenn eine große Tonermenge dem Behälter 63 zugeführt wird, um dadurch die Haltbarkeit eines ent­ wickelten Bildes zu erhöhen. Toner, welcher von der Rück­ gewinnungsrolle 68 mittels der Schneide 61 abgeschabt wor­ den ist, sollte in die Nähe der Rühreinrichtung 65 gelei­ tet werden, damit sich zurückgewonnener und neu zugeführ­ ter Toner hochwirksam vermischen.

In Fig. 4, welche noch eine weitere Ausführungsform zeigt, sind zwei Tonerrückgewinnungsrollen 78 und zwei Tonerzu­ führrollen 74 um die Magnetbürste 44 herum angeordnet; in der Drehrichtung der Magnetbürste 44 gesehen, sind die Rol­ len 78 vor den Rollen 74 angeordnet. Mittels der beiden Rollen 78 sowie der beiden Rollen 74 wird in ausreichender Weise Toner zurückgewonnen bzw. zugeführt. Bilder können daher sicher und dauerhaft entwickelt werden, ohne daß es zu einer Minderung im Schwärzungsgrad und einer Bildver­ schlechterung kommt, selbst wenn die Magnetbürste 44 für ein hochschnelles Kopieren und Drucken mit einer höheren Drehzahl gedreht wird.

Eine in Fig. 5 dargestellte Bildentwicklungseinrichtung ge­ mäß noch einer weiteren Ausführungsform hat eine nichtmagnetische Entwicklungshülse 42 aus Aluminium u.ä. und ist nahe bei einer photoempfindlichen Trommel 41 angeordnet. In der Hülse 42 ist ein Dauermagnet 43 mit einer Anzahl Magnetpole untergebracht, um Magnetkräfte zu erzeugen, um eine Magnetbürste 44 aus einem magnetischen Träger und Toner an der Oberfläche der Entwicklungshülse 42 auszubilden (siehe Fig. 6). Die Magnetbürste 44 wird durch Rotation entweder der Entwicklungshülse 42 oder des Dauermagneten 43 in der Pfeilrichtung gedreht. Durch eine Stromversorgungsschaltung 45 wird eine Vorspannung an die Entwicklungshülse 42 und die photoempfindliche Trommel 41 angelegt.

Toner wird der Magnetbürste 44 auf der Hülse 42 durch eine Tonerzuführrolle 64 zugeführt, welche als eine Tonerzuführ­ einrichtung dient, welche in einem Tonerzuführbereich an­ geordnet ist. Die Magnetbürste 44 wird in der Richtung des Pfeils B bewegt und ist mit der photoempfindlichen Trommel 41 in Kontakt gebracht, um auf dieser ein elektrostatisches, latentes Bild in einem Bildentwicklungsbereich, welcher nach dem Tonerzuführbereich festgelegt ist, in ein sichtbares Bild zu entwickeln. Eine Rolle 68 ist als eine Tonerrückge­ winnungseinrichtung in einem Tonerrückgewinnungsbereich an­ geordnet, der in der Drehrichtung der Hülse 42 nach dem Bildentwicklungsbereich festgelegt ist.

Nach einer Bildentwicklung dreht sich die Magnetbürste 44 ständig in dem Tonerrückgewinnungsbereich, in welchem Toner in der Magnetbürste 44 unter der Wirkung einer Vorspannung, welche von einer mit der Rolle 68 verbundenen Stromversor­ gungsschaltung 49 angelegt worden ist, an die Tonerrückge­ winnungsrolle 68 übertragen. Der Toner, welcher an die Rolle 68 abgegeben worden ist, wird durch eine Schneide 62, welche gegen die Rolle 68 gedrückt wird, wenn sie in Rich­ tung eines Pfeils C gedreht wird, in einen Tonerbehälter 63 abgestreift.

Da elektrostatische latente Bilder auf der photoempfindlichen Trommel 41 entwickelt werden, indem der Magnetbürste 44 wie­ derholt Toner zugeführt und Toner von der Bürste 44 wieder rückgewonnen wird, ist die Dichteverteilung des Toners, wel­ cher zu der Bildentwicklung beiträgt, immer konstant. Folg­ lich sind Unterschiede (Unregelmäßigkeiten) in der Toner­ dichte aufgrund des Entwickelns von Bildern beseitigt, so­ daß die entwickelten Bilder eine gleichbleibende Güte haben.

Die Magnetbürtste 44, welche den Tonerrückgewinnungsbereich durchlaufen hat, wird durch die Rolle 64 in dem Tonerzu­ führbereich mit neuem Toner versorgt, damit das nächste Bild auf der photoempfindlichen Trommel 41 entwickelt wird.

Eine Schneide 62 zum Begrenzen der Tonerschicht liegt an der Umfangsfläche der Rolle 64 an. Bei einer Drehung der Rolle in Richtung eines Pfeils D wird der Toner in dem Behälter 63 geladen und durch die Schneide 62 als eine dünne Schicht auf die Oberfläche der Rolle 64 aufgebracht. Die Rolle 64 ist mit der Stromversorgungsschaltung 53 ver­ bunden, durch welche eine Vorspannung angelegt wird, um für eine Bildentwicklung den Toner von der Rolle 64 der Magnetbürste 44 zuzuführen.

In dem Behälter 63 ist eine Rühreinrichtung 65 angeordnet, um eine Tonerverklumpung zu verhindern, zu der es kommen könnte, wenn eine große Tonermenge dem Behälter 63 zuge­ führt wird. Die Rühreinrichtung 65 ist auch wirksam, um Toner der Rolle 64 zuzuführen, um die Beständigkeit eines entwickelten Bildes zu erhöhen.

Der Tonerrückgewinnungsrolle 68 ist ein Detektor 80 zuge­ ordnet, mittels welchem die Tonermenge festgestellt wird, welche von der Magnebürste 44 zurückgewonnen worden ist. Der Detektor 80 weist einen Fühler auf, der eine Licht­ quelle (LED), um Licht auf den mittels der Rolle 68 zu­ rückgewonnenen Toner aufzubringen, und einen Lichtdetektor (CDS) hat, um Licht festzustellen, das von der Lichtquelle abgegeben und durch den zurückgewonnenen Toner hindurchge­ gangen ist. Die zurückgewonnene Tonermenge kann mittels des Detektors 80 festgestellt werden, da die Lichtmenge, welche durch den zurückgewonnenen Toner hindurchgegangen ist, sich in Abhängigkeit von der Tonermenge (Tonerdichte) ändert, welche auf der Rolle 68 zurückgewonnen worden ist. Der De­ tektor 80 erzeugt ein Tonermengensignal, welches als ein Tonermangelsignal an eine Steuereinrichtung 81 angelegt wird.

Insbesondere wenn die Tonermenge, die in dem Tonerbehälter 63 untergebracht ist, weniger wird, wird auch die Toner­ menge, welche von der Rolle 64 aus der Magnetbürste 44 zu­ geführt wird, weniger. Bei einer Abnahme der Tonermenge in der Magnetbürste 44 wird die mittels der Rolle 68 zu­ rückgewonnene Tonermenge weniger. Folglich kann die Toner­ menge die in dem Behälter 63 verbleibt, dadurch festge­ stellt werden, daß die zurückgewonnene Tonermenge (die Tonerdichte) festgestellt wird.

Die Steuereinrichtung 81 stellt unter Zugrundelegung des Tonersignals von dem Detektor 80 fest, ob Toner in dem Behälter 63 vorhanden ist. Wenn (bei einem Tonermangel) kein Toner in dem Behälter 63 vorhanden ist, dann gibt die Steuereinrichtung 81 ein Tonermangelsignal an eine Alarm­ einrichtung 82, wie eine Lampe oder einen Summer und auch an die Haupteinrichtung 83, beispielsweise ein Kopiergerät oder einen Drucker ab, in welchem die Bildentwicklungsein­ richtung vorgesehen ist. Wenn die Steuereinrichtung durch ein Einschaltsignal von einem Hauptschalter des Hauptgeräts 83 aus versorgt wird, arbeitet die Steuereinrichtung 81 entsprechend einem Programm oder einer Ablauffolge, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, welche in einen ROM-Speicher in der Steuereinrichtung 81 eingeschrieben ist.

Wenn der Hauptschalter in Fig. 7 eingeschaltet wird, wird von dem Hauptgerät 81 beim Schritt 1 ein bekannter Kopier- Prozeß durchgeführt, um eine Kopie herzustellen. Beim Schritt 2 wird festgestellt, ob ein Eingangssignal von dem Detektor 80 vorliegt. Wenn kein oder wenn beinahe kein rückgewonnener Toner vorhanden ist, wird beim Schritt 2 ein Eingangssignal von dem Detektor 80 aus angelegt. Wenn eine ausreichende Tonermenge in dem Behälter 63 vorhanden ist, wird kein Eingangssignal von dem Detektor 80 abgegeben, und die Steuerung kehrt auf den Schritt 1 zurück, bei wel­ chem dann das Hauptgerät 83 einen Kopierzyklus starten kann. Wenn der Tonerbehälter 63 wenig Toner enthält, und ein Ein­ gangssignal von dem Detektor 80 beim Schritt 2 angelegt wird, dann geht die Steuerung bei einem Schritt 3 weiter.

Beim Schritt 3 wird festgestellt, ob das Tonersignal von dem Detektor 80 kontinuierlich für eine erste vorgeschrie­ bene Zeitspanne t₁ angelegt wird. Die erste vorgeschrie­ bene Zeitspanne t₁ ist auf einen Zeitabschnitt eingestellt, der erforderlich ist, nachdem Toner bei einem vorherigen Kopierzyklus zurückgewonnen worden ist, und bis Toner bei einem nächsten Kopierzyklus wiedergewonnen wird. Beispiels­ weise ist die erste vorgeschriebene Zeitspanne t₁ auf eine Zeitspanne eingestellt, die lang genug ist, um eine fehler­ hafte Feststellung seitens des Detektors 80 zu verhindern, welches von einer Abnahme der Menge an zurückgewonnenem Toner herrühren würde, wenn das elektrostatische Bild einer Vorlage, das einen großen Tonerverbrauch fordert, beispiels­ weise eine vollständig schwarze Vorlage, entwickelt wird. Wenn die Zeitspanne t, für welcher das Tonersignal abgegeben wird, kürzer als die erste vorgeschriebene Zeitspanne t₁ beim Schritt 3 ist, d. h., wenn ausreichend Toner verfügbar ist, dann geht die Steuerung wieder auf den Schritt 1 zurück. Wenn die Zeitspanne t, für welche das Tonersignal abgegeben wird, die erste vorgeschriebene Zeitspanne t₁ beim Schritt 3 erreicht, d. h., wenn es zu einem Tonermangel kommt, dann wird die den Tonermangel anzeigende Alarmeinrichtung 82 er­ regt, so daß beispielsweise eine den Mangel anzeigende Lampe flackert. Wenn der Alarm 82 betätigt wird, dann wird beim Schritt 5 festgestellt, ob der Zeitabschnitt t kontinierlich angelegt ist, bis er eine zweite vorgeschriebene Zeit t₂ erreicht, welche länger als die erste vorgeschriebene Zeit­ spanne ist (t₂<t₁). Wenn t ≠ t₂ beim Schritt 5 ist, d. h., wenn der Tonerbehälter 63 wenig Toner enthält, oder wenn der Schritt 4 durchgeführt wird, nachdem eine Bildentwick­ lung, welche eine große Tonermenge erfordert, länger als die erste vorgeschriebene Zeitspanne t₁ andauert, aber die Zeitspanne t nicht die zweite vorgeschriebene Zeit t₂ er­ reicht, dann kehrt die Steuerung auf den Schritt 1 zurück, um den Kopiervorgang durchzuführen. Wenn t = t₂ beim Schritt 5 ist, dann wird Schritt 6 durchgeführt, wobei eine den Tonermangel anzeigende Alarmeinrichtung 82 und eine Einrich­ tung erregt wird, um einen Kopierbetrieb des Hauptgeräts 83 zu verhindern (eine solche Einrichtung ist beispielsweise eine Starttaste mit roter Lampe).

Die vorstehend beschriebene Feststellung, ob ein Tonermangel vorliegt, wird nicht nur durchgeführt, wenn der Tonerbehälter 63 vollständig leer ist, sondern auch dann, wenn dem Bildent­ wicklungsbereich kein Toner zugeführt wird, wenn die Trä­ gerpartikelmenge unter einen bestimmten Wert abgenommen hat.

Wie oben beschrieben, wird die Alarmeinrichtung 82 betätigt, während zwischen einer Abnahme der rückgewonnenen Tonermenge infolge eines Tonermangels und einer Abnahme in der rück­ gewonnenen Tonermenge infolge der Entwicklung eines elek­ trostatischen, latenten Bildes unterschieden wird. Daher ist durch den Detektor 80 eine fehlerhafte Arbeitsweise verhin­ dert. Darüber hinaus kann eine Minderung der Bildqualität, zu der es aufgrund eines Tonermangels kommen würde, verhin­ dert werden, und es kann darüber hinaus verhindert werden, daß die Tonerzuführrolle 64 und die Schneide 62, mit welcher die Tonerschicht begrenzt wird, beschädigt werden.

In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Hülse als eine zylindrische Hülse dargestellt. Jedoch kann genauso gut auch eine bandförmige Hülse verwendet wer­ den.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes, mit einerMagnetbürste (44) zum Halten von Toner, die mit einem ein latentes Bild tragendes Teil in einer Bildentwicklungszone in Kontakt steht, um den Toner einem elektrostatischen, latenten Bild zuzuführen, das auf dem das latente Bild tragenden Teil erzeugt worden ist, mit einer Tonerzuführeinrichtung, um geladenen Toner der Magnetbürste (44) in einem Tonerzuführbereich zuzuführen, und mit einer Tonerrückgewinnungseinrichtung, um Resttoner von der Magnetbürste (44) in einem Tonerrückgewinnungsbereich zurückzugewinnen, nachdem das Bild durch den Toner entwickelt worden ist, wobei die Magnetbürste (44) magnetisch miteinander der wechselwirkende permanent magnetische Trägerteilchen aufweist, die nach dem Entfernen eines äußeren Magnetfeldes einen Restmagnetismus von 600 bis 1000 Gauss aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Detektor (80) zum Feststellen der Tonermenge, welche mittels der Tonerrückgewinnungseinrichtung (68) rückgewonnen wurde, um gegebenenfalls ein Tonersignal abzugeben, und durch eine Tonermangel-Anzeigeeinrichtung (82), welche aufgrund des Tonermangelsignals des Detektors (80) einen Tonermangel in einem Tonerbehälter (63) feststellt und ein Tonermangel-Alarmsignal abgibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetbürste (44) auf einer Hülse (42) angeordnet ist und Bürstenfasern hat, die durch ein Magnetfeld gebildet worden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Hauptgerät (83) zum Durchführen eines Kopiervorgangs, und durch eine Steuereinrichtung (81) zum Erregen der Tonermangel-Anzeigeeinrichtung (82), wenn das Tonermangelsignal des Detektors (80) eine erste vorherbestimmte Zeitspanne (t₁) andauert, und um den Kopiervorgang des Hauptgeräts (83) zu sperren, wenn das Tonermangelsignal eine zweite vorherbestimmte Zeitspanne (t₂) andauert, welche länger als die erste vorherbestimmte Zeitspanne (t₁) ist.