DE3886508T2 - Bildherstellung mit Hervorhebung der Farben. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein das Sichtbar-Werden-Lassen latenter elektrostatischer Bilder unter Benutzung von mehrfachen Farben von Trockentonern oder Entwicklern und insbesondere ein Abbildungs-Verfahren einschließlich einer Struktur zum Unterdrücken der Entwicklung von Randfeldern bei komplementären Dreipegel-Abbildungen bei der Entwicklung annehmbarer Strichbilder, trotz der Anwesenheit von relativ hohen Reinigungsfeldern
• Die Erfindung kann auf dem Gebiet der Xerographie oder beim Drucken benutzt werden. Bei üblicher Xerographie ist es allgemein üblich, elektrostatische Latentbilder an einer xerographischen Fläche zu bilden, indem zuerst eine photoleitende isolierende Fläche oder ein Photorezeptor gleichmäßig aufgeladen wird. Die Ladung wird entsprechend einem Verteilungsmuster aktivierender Strahlung entsprechend originalen Bildern selektiv abgebaut. Der selektive Abbau der Ladung läßt ein latentes Ladungsmuster an der Bildfläche zurück, das den nicht durch Strahlung getroffenen Bereichen entspricht.
• Dieses Aufladungsmuster wird durch Entwicklung mit Toner sichtbar gemacht. Der Toner ist allgemein ein farbiges Pulver, das sich durch elektrostatische Anziehung an das Ladungs-Verteilungsmuster anhängt. Das entwickelte Bild wird dann an der Abbildungsfläche fixiert oder es wird auf ein Aufnahmesubstrat wie ebenes Papier übertragen, an welchem es durch entsprechende Schmelzverfahren fixiert wird.
• Das Konzept der Dreipegel-Xerographie wird in US-A-4 078 929 beschrieben, die die Verwendung von Dreipegel-Xerographie als ein Mittel lehrt, Einfachdurchlauf-Hervorhebungs-Farbabbildung zu erreichen. Wie dort geoffenbart ist, wird das Ladungsmuster mit Tonerpartikeln einer ersten und einer zweiten Farben entwickelt. Die Tonerpartikel einer der Farben sind positiv geladen und die Tonerpartikel der anderen Farbe negativ geladen. Bei einer Ausführung werden die Tonerpartikel durch einen Entwickler zugeführt, der ein Gemisch von reibungselektrisch relativ positiven und relativ negativen Trägerrippen umfaßt. Die Trägerrippen halten die relativ negativen bzw. die relativ positiven Tonerpartikel. Ein derartiger Entwickler wird allgemein dem Ladungsmuster so zugeführt, daß er über die das Ladungsmuster tragende Bildfläche kaskadiert wird. Bei einer anderen Ausführung werden die Tonerpartikel dem Ladungsverteilungsmuster durch ein Paar Magnetbürsten dargeboten. Jede Bürste führt einen Toner einer Farbe und einer Ladung. In noch einer weiteren Ausführung wird das Entwicklungssystem etwa auf Hintergrundspannung vorgespannt. Eine derartige Vorspannung ergibt ein entwickeltes Bild von verbesserter Farbschärfe.
• Bei Dreipegel-Xerographie wird der xerographische Kontrast an der ladungshaltenden Oberfläche oder dem Photorezeptor in drei Arten geteilt statt in zwei, wie es bei üblicher Xerographie der Fall ist. Der Fotorezeptor wird typischerweise auf 900 V aufgeladen. Er wird bildartig belichtet, so daß ein Bild, das aufgeladenen Bildflächen entspricht (die nachfolgend durch Entwicklung geladener Flächen, d. h. CAD = charged area development, entwickelt werden) bei dem vollen Photorezeptor-Potential (Vddp oder Vcad , s. Fig. 1a und 1b) bleibt. Das andere Bild wird belichtet zur Entladung des Photorezeptors auf sein Restpotential, d. h. Vc oder Vdad (typischerweise 100 V), das entladenen Bildflächen entspricht, die nachher durch Entwicklung entladener Flächen (DAD = discharged-area development) entwickelt werden. Die Hintergrundflächen werden so belichtet, daß das Photoempfänger-Potential auf die Hälfte zwischen Vcad und Vdad-Potentialen absinkt (typischerweise 500 V) und wird als Vw oder Vwhite bezeichnet. Der CAD-Entwickler ist typischerweise etwa 100 V dichter an Vdad als Vwhite (etwa 600 V) und das DAD-Entwikklersystem wird etwa 100 V dichter an Vdad als an Vwhite (etwa 400 V) vorgespannt.
• Verschiedene Techniken sind bisher verwendet worden, um elektrostatische Abbilder zu entwickeln, wie durch die nachfolgend genannten Offenbarungen dargestellt, die für gewisse Aspekte der vorliegenden Erfindung relevant sein können.
• Wie in US-A-3 457 900 angegeben, wurden Magnetbürsten so ausgelegt, daß sie Randfeld- oder innenfeld-Entwicklung ergaben durch Einstellen der Leitfähigkeit des Trägers. Es ist auch dort festgestellt, daß sie auch zum Tönen von Flächen mit geringerer Ladung gebracht werden können und reinen Flächen von größerer Ladung, die so das ergeben, was auf dem Fachgebiet als Umkehr-Entwicklung bekannt ist.
• Wie in US-A-4 397 264 diskutiert, die sich auf ein konventionelles xerographisches Bildentwicklungs-System bezieht, leiden die Entwicklungs-Systeme für Leitmagnetbürsten (conductive magnetic brush CMB) - Entwicklung und die für Isoliermagnetbürsten (IMB) - Entwicklung an Begrenzungen ihrer Fähigkeiten, den vollen Bereich der Kopierqualitäts-Anforderungen zu erfüllen. Insbesondere haben Isoliermagnetbürsten- Entwicklungssvsteme Schwierigkeiten, bei der Benutzung einer Entwicklungswalze sowohl feinlinige wie großflächige Gebiete zu entwickeln. Um die Großflächen-Entwicklung mit einem Isolierentwickler-Material zu optimieren, muß der Abstand zwischen der Entwicklerwalze und der photoleitenden Fläche ziemlich gering gehalten werden. Jedoch geschieht die Feinlinien-Entwicklung mit geringer Dichte bei größerem Abstand, um die Vorteile der Genauigkeit von Randfeld-Entwicklung mit isolierendem Material wahrzunehmen. Das erlaubt die Entwicklung mit hohen Reinigungsfeldern, um so die Hintergrund-Entwicklung zu minimalisieren.
• Wie weiter in dem genannten '264-Patent diskutiert wird, versagen Leitmagnetbürsten-Entwicklungssysteme von Hause aus bei der getreuen Wiedergabe von Linien geringer Dichte. Leitende Entwicklermaterialien sind für Randfelder nicht empfindlich. Um eine Entwicklung feiner Linien mit niedriger Dichte bei leitendem Entwicklermaterial zu erreichen, muß das Reinigungsfeld relativ niedrig sein. Das erzeugt relativ hohe Hintergrundwerte.
• Bei Dreipegel-Xerographie umfassen die Bilder Abbilder geladener Flächen und Abbilder entladener Flächen. Derartige Abbilder werden allgemein als Ladeflächen-Entwicklungs-(CAD)Abbilder bzw. Entladeflächen-Entwicklungs-Abbilder bezeichnet. Bei einer typischen Konfiguration, bei der die Ladungshaltefläche gleichförmige negativ geladen ist, wird das CAD- Abbild unter Benutzung eines Entwicklungssystems für geladene Flächen (CAD) entwickelt, das einen positiven Schwarztoner enthält, mit nachfolgender Entwicklung der entladenen Fläche unter Benutzung eines Entwicklungssystems für entladene Flächen (DAD), das einen negativen gefärbten Toner enthält. Wenn ein CAD-Bild oder ein Hintergrund (Vwhite)-Bereich sich an dem DAD-Gehäuse vorbeibewegt, wird eine Umkehrentwicklung oder ein Reinigungsfeld zwischen dem Feld und den Entwicklerwalzen dieses Gehäuses eingerichtet. Die Höhe des Feldes wird bestimmt durch die Differenz zwischen dem Spannungspegel des CAD-Bildes nach Entwicklung, die annähernd gleich der CAD-Vorspannung Vbb (Fig. 1b) ist, oder dem Hintergrund Vwhite und der Vorspannung an dem Entwicklungssystem für entladene Flächen (DAD), die Vcb ist. Das so eingerichtete Feld neigt dazu, den negativen Toner von dem Photorezeptor zu den Entwicklerwalzen hin wandern zu lassen. Wenn dann eine Feinlinie sich durch das DAD-Entwicklergehäuse bewegt, insbesondere wenn ihre kleinste Abmessung in der Vorgangsrichtung läuft, hat das durch die Feinlinie erzeugte Entwicklerfeld nicht genug Zeit, genügend Toner, der von der Photorezeptorfläche in den Entwickler weggetrieben wurde, zurück zu der ladungshaltenden Fläche anzuziehen, um das DAD-Feinlinienbild adäquat zu entwickeln. Wegen der Trägheit des Toners ist eine bestimmte Zeit nötig, damit der Toner sich in Reaktion auf ein rasch änderndes Entwicklerfeld bewegt, und im Fall einer sich senkrecht zur Vorgangsrichtung erstreckenden Feinlinie kann es sein, daß die Zeit nicht reicht, wenn der Toner zu weit in den Entwickler hineingewandert ist. Damit können Linienbilder unangemessen entwickelt werden. Dieses Phänomen ist als ein Entwicklergeschichte-Effekt bekannt, die sich in diesem Falle als eine unterentwickelte Feinlinie manifestiert.
• Die vorstehend diskutierten Mängel der CMB- und IMB-Entwikklungssysteme bezüglich üblicher Xerographie sind bisher ebenso auch bei Farbhervorhebungs-Xerographie vorhanden gewesen. Tatsächlich hat das Problem bei dem CMB-Entwickler, nicht fähig zu sein, feine Linien niedriger Dichte in Anwesenheit von relativ hohen Reinigungsfeldern zu entwickeln, die weite Anwendung des IMB-Entwicklers ergeben. Bei einem Dreipegel-Farbhervorhebungssystem hat sich jedoch die Verwendung von IBM-Entwickler als unannehmbar gezeigt. Seine Verwendung ergab die Entwicklung von Randfeldern in einer gegen den Rest des Bildes unterschiedlichen Farbe. So besitzen beispielsweise in einem System, das Schwarz- und Rotentwickler benutzt, die schwarzen Bilder eine rote Umrandung, während rote Bilder eine schwarze Umrandung besitzen.
• Die Entwicklung von solchen Randfeldern wird verursacht durch die Umkehrentwicklung oder die Reinigungsfelder, die zwischen den Entwickler-Vorspannungen und einem komplementären Bild (entweder entwickelt oder latent) an der Ladungshaltefläche eingerichtet werden. Die gefärbte Grenze um das schwarze Bild entsteht aus dem wegen der Differenz ( Vbb-Vcb , siehe Fig. 1b) errichteten Feld, das eine Vorspannung zwischen den Entwicklern ergibt, wenn das schwarze Abbild durch das rote Entwicklergehäuse hindurchtritt, während der schwarze Rand um das rote Abbild sich aus dem Feld ergibt, das wegen der Differenz ( Vbb-Vc ) zwischen der Vorspannung an dem schwarzen Entwicklergehäuse und dem Spannungsniveau des roten latenten Bildes an der ladungshaltenden Fläche eingerichtet wird, während das Bild durch das schwarze Entwicklergehäuse hindurchtritt.
• Da die Verwendung von IMB-Entwickler sich in einem Dreipegel-Farbhervorhebungssystem aus den angeführten Gründen als unannehmbar erwiesen hat, und da CMD-Entwickler keine Linien- oder Strichbilder in Anwesenheit von relativ hohen Reinigungsfeldern entwickeln kann, scheint es, daß die Dreipegel-Farbhervorhebungs-Abbildung in einem einzigen Durchlauf nicht gangbar ist.
• Es wurde entdeckt, daß die Quelle des Versagens von CMB-Entwicklern bei dem Entwickeln von Strichabbildern gewissen Eigenschaften herkömmlicher Entwicklermaterialien zuzuschreiben ist, wie auch anderen Aspekten des grundsätzlichen Xerographie-Vorgangs. Damit ergibt die Entwicklung von optisch (im Gegensatz zu elektronisch) hergestellten Abbildern in einem Farbhervorhebungs-System unter Benutzung von CMB-Entwickler Abbilder, die nicht vollständig annehmbar sind. Optische Bildformungsysteme besitzen typischerweise ein hohes Maß von Störlicht (nicht zur Abbildung beitragendes Licht), das es schwierig macht, Feinstriche unter Benutzung von CMB-Entwickler zu entwickeln, insbesondere dann, wenn die kleinere Abmessung des Abbildes sich in der Bearbeitungsrichtung bewegt. Das kommt daher, daß sich der leitende Entwikkler in der Anwesenheit von hohen Reinigungsfeldern zu dem Entwicklersystem hin bewegt, d. h. von der Abbildungsfläche weg. Deswegen ist nicht genügend Zeit für den Toner vorhanden, zu der Bildfläche zurückzuwandern, um die Strichabbilder angemessen zu entwickeln. Auch wenn elektronisch gebildete Abbilder bei Farbhervorhebungs-Systemen benutzt wurden, waren die sich ergebenden entwickelten Abbilder immer noch nicht optimal ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß die Auswirkungen der schädlichen Reinigungsfelder vermieden werden können durch Abwandeln der Tonerkonzentrationen von üblichen Xerographie-Entwicklern, die zu gering sind (d. h. 1,0 Gew.-% oder weniger) und durch Abwandeln der Ladungspegel der üblichen Xerographie-Entwickler, die zu hoch sind (25 bis 30uC/g {Microcoulomb/Gramm}), und weiter durch Abstandshaltung der Entwicklerwalzen von der Ladungshaltefläche in einem Abstand im Bereich von 1,0 bis 3,0 mm.
• Kurz gesagt, die vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargelegt ist, benutzt eine Magnetbürsten-Entwicklervorrichtung, die eine Vielzahl von Entwicklergehäusen umfaßt, die jeweils eine Vielzahl von damit verbundenen Magnetwalzen enthält. Ein Leitmagnetbürsten-Entwickler (CMB- Entwickler) ist in jedem dieser Entwicklergehäuse vorgesehen. Der CMB-Entwickler wird benutzt, um elektronisch gebildete Abbilder zu entwickeln. Die Entwickler-Leitfähigkeit liegt, gemessen in einer Gutman-Leitfähigkeits-Zelle, im Bereich von 10&supmin;&sup9; bis 10&supmin;¹³ (Ohm·cm)&supmin;¹. Die Tonerkonzentration des Entwicklers beträgt 2,0 bis 3,0 Gew.-% und der Ladungspegel ist geringer als 20 uC/g. Zusätzlich haben die Entwicklerwalzen einen Abstand von der ladungshaltenden Fläche in der Größenordnung von 1,0 bis 3,0 mm.
• Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:
• Fig. 1a ein Schaubild des Photorezeptor-Potentials über der Belichtung ist, mit Darstellung eines elektrostatischen latenten Dreipegel-Abbildes;
• Fig. 1b ein Schaubild des Photorezeptor-Potentials ist, das eine latente Bildcharakteristik bei Einzeldurchlauf-Farbhervorhebung darstellt;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Reprographie-Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, und
• Fig. 3 eine Aufzeichnung der Magnetfelder um die Zentralachse eines Zweiwalzen-Magnetbürsten-Entwicklungssystems ist, welches in der Vorrichtung nach Fig. 2 enthalten ist.
• Zu einem besseren Verständnis des Konzepts der Dreipegel-Abbildung wird nun zunächst eine Beschreibung derselben mit Bezug auf Fig. 1a und 1b gegeben. Fig. 1a stellt das latente elektrostatische Dreipegel-Abbild mit mehr Einzelheiten dar. Hier ist Vo der Anfangs-Ladungspegel, Vddp das Dunkel-Entladungspotential (unbelichtet), Vw der Weiß-Entladungspegel und Vc das Photorezeptor-Restpotential (volle Belichtung).
• Farbunterscheidung bei der Entwicklung des elektrostatisch latenten Abbildes wird erreicht, indem der Photorezeptor durch zwei Entwicklergehäuse in Tandemanordnung hindurchgeleitet wird, welche Gehäuse elektrisch auf Spannungen eingestellt sind, die gegen die Hintergrundspannung Vw versetzt sind, wobei die Versatzrichtung von der Polarität oder dem Vorzeichen des Toners im Gehäuse abhängt. Ein Gehäuse (aus Darstellungsgründen das erste) enthält Entwickler mit Schwarztoner mit reibungselektrischen Eigenschaften, so daß der Toner zu den am höchsten aufgeladenen (Vddp) Flächen des latenten Abbildes getrieben wird durch das elektrische Feld zwischen dem Photorezeptor und den auf Vbb (V-Schwarz-Vorspannung = V black bias) vorgespannten Entwicklerwalzen, wie in Fig. 1b gezeigt. Umgekehrt ist die reibungselektrische Aufladung bei dem Farbtoner im zweiten Gehäuse so ausgewählt, daß der Toner zu Teilen des latenten Abbildes beim Restpotential Vc gedrängt wird durch das zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklerwalzen in dem zweiten Gehäuse bei der Vorspannungsgröße Vcb (V-Farb-Vorspannung = V color bias) bestehenden elektrische Feld.
• Wie in Fig. 2 gezeigt, kann man zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Ladehaltungsteil in Form eines photoleitenden Bandes 10 verwenden, das aus einer photoleitenden Oberfläche und einem elektrisch leitenden Substrat besteht und zur Bewegung an einer Ladestation A, einer Belichtungsstation B, Entwicklerstationen C, Übertragungsstation D und Reinigungsstation F vorbei angebracht ist. Das Band 10 bewegt sich in Richtung des Pfeils 16, um aufeinanderfolgende Abschnitte desselben der Reihe nach durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen hindurchzuleiten, die um seinen Bewegungspfad angeordnet sind. Das Band 10 wird um eine Vielzahl von Walzen 18, 20 und 22 geführt, von denen die erste als Antriebswalze und die letztere als Spannwalze für das Photorezeptorband 10 benutzt werden kann. Der Motor 23 dreht die Walze 18, um das Band 10 in Richtung des Pfeils 16 zu bewegen. Die Walze 18 ist durch entsprechende Mittel wie einem Bandantrieb mit dem Motor 23 gekoppelt.
• Wie man weiter anhand der Fig. 2 erkennen kann, laufen anfangs aufeinanderfolgende Abschnitte des Bandes 10 durch die Ladestation A, an der ein Korona-Entladungsgerät wie ein Scorotron, Corotron oder Dicorotron 24 das Band 10 auf ein ausgewähltes hohes gleichförmiges positives oder negatives Potential Vo auflädt. Die bevorzugte Aufladung ist negativ. Eine entsprechende Steuerung kann zum Steuern des Korona-Entladungsgeräts 24 benutzt werden.
• Als nächstes werden die aufgeladenen Abschnitte der Photorezeptorfläche durch die Belichtungsstation B vorgeschoben. Bei der Belichtungsstation B wird der gleichförmig aufgeladene Photorezeptor oder die Ladungshaltefläche 10 durch ein Eingabe- und/oder Ausgabe-Abtastgerät 25 auf Lasergrundlage belichtet, welches die Ladehaltungsfläche zur Entladung bringt entsprechend dem Ausgangssignal von dem Abtastgerät. Vorzugsweise ist das Abtastgerät ein Dreipegel-Laser-Rasterausgabe-Scanner(ROS). Das ROS-Ausgangssignal wird über eine programmierbare Leistungsversorgung eingestellt, die mittels einer Steuerung angesteuert wird über einen Digital/Analog- Wandler. Alternativ kann der ROS durch ein übliches xerographisches Belichtungsgerät ersetzt werden.
• Der Photorezeptor, der anfangs auf eine Spannung Vo aufgeladen wurde, erfährt einen Dunkelzerfall auf einen Pegel Vddp Bei der Belichtung in der Belichtungsstation B wird er bildweise in den Hintergrund-Bildbereichen (weiß) auf Vw entladen und in den hervorgehobenen (d. h. eine andere Farbe als schwarz aufweisenden) Farbteilen des Bildes auf Vc , was in der Nähe von Müll- oder Massenpotential ist,. Siehe dazu Fig. 1a.
• Bei der Entwicklerstation c schiebt ein Magnetbürsten-Entwicklersystem 30 Entwicklermaterialien zur Berührung mit den elektrostatischen latenten Bildern. Das Entwicklersystem 30 umfaßt erste und zweite Entwicklergehäuse 32 bzw. 34. Vorzugsweise enthält jedes Magnetbürsten-Entwicklergehäuse ein Paar von magnetischen Bürsten-Entwicklerwalzen. Damit enthält das Gehäuse 32 ein Paar Walzen 35, 36, während das Gehäuse 34 ein Paar Magnetbürsten-Walzen 37, 38 enthält. Jedes Walzenpaar bewegt sein jeweiliges Entwicklermaterial zur Berührung mit dem latenten Abbild. Eine angemessene Entwicklervorspannung wird hergestellt über Stromversorgungen 41 bzw. 43, die elektrisch mit den jeweiligen Entwicklergehäusen 32 bzw. 34 verbunden sind.
• Farberkennung wird bei der Entwicklung des elektrostatischen latenten Abbildes dadurch erreicht, daß der Photorezeptor an den beiden Entwicklergehäusen 32 und 34 in einem einzelnen Durchlauf hindurchgeht, wobei die Magnetbürsten-Walzen 35, 36, 37 und 38 elektrisch auf Spannungen gebracht sind, die gegenüber der Hintergrundspannung Vw in einer Richtung versetzt sind, die von der Polarität des Toners im Gehäuse abhängt. Ein Gehäuse, z. B. 32 (aus Darstellungsgründen das erste) enthält Entwickler mit Schwarztoner 40 mit solchen reibungselektrischen Eigenschaften, daß der Toner durch das elektrostatische Feld (Entwicklungsfeld) zwischen dem Photorezeptor und den auf Vbb gemäß Fig. 1b gespannten Entwicklerwalzen zu den am höchsten aufgeladenen (Vddp ) Flächen des latenten Abbildes getrieben wird. Umgekehrt wird die reibungselektrische Ladung des Farbtoners 42 in dem zweiten Gehäuse so gewählt, daß der Toner durch das elektrostatische Feld (Entwicklerfeld), das zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklerwalzen in dem zweiten Gehäuse bei Vorspannungen Vcb besteht, zu Teilen des latenten Abbildes bei Restpotential Vc getrieben wird.
• Bei einer Ausführung der Erfindung wurden qualitativ gute Abbildungen, die Strichbilder enthielten, unter Benutzung von Entwicklern 40 und 42 erzeugt, welche leitendes Magnetbürsten-Entwicklermaterial (CMB) mit einer Leitfähigkeit im Bereich von 10&supmin;&sup9; bis 10&supmin;¹³ (Ohm·cm)&supmin;¹ umfaßten. Diese Entwickler enthalten einen isolierenden Toner und einen leitenden Träger, wobei die Leitfähigkeit des Trägers in der Größenordnung von 10&supmin;&sup9; bis 10&supmin;¹&sup0; (Ohm·cm)&supmin;¹ liegt. Die Tonerkonzentration der Entwickler 40 und 42 ist in der Größenordnung von 2,0 bis 3,0 Gew.-% und der Ladungspegel geringer als 20 uC/g. Die Entwicklerwalzen hatten einen Abstand von der Ladehaltungsfläche in der Größenordnung von 1,0 bis 3,0 mm.
• Bei Dreipegel-Xerographie wird die gesamte Photorezeptor- Spannungsdifferenz ( Vddp-Vc , wie in Fig. 1a gezeigt) gleichmäßig zwischen der Ladungsflächen-Entwicklung (CAD) und der Entladungsflächen-Entwicklung (DAD) geteilt. Das entspricht annähernd 800 V (wenn ein realistischer Photorezeptor-Wert für Vddp von 900 V und eine Restentlade-Spannung von 100 V angenommen werden). Berücksichtigt man zusätzliche 100 V für die Reinigungsfelder ( Vddp-Vwhite und ( Vwhite-Vcb ) bei jedem Entwicklergehäuse bedeutet eine tatsächliche Entwickler-Kontrastspannung für CAD von annähernd 300 V und eine annähernd gleiche Höhe für DAD. In dem voranstehenden Fall wird die Kontrastspannung von 300 V durch elektrisches Vorspannen des ersten Entwicklergehäuses auf einen Spannungspegel von ca. 600 V und des zweiten Entwicklergehäuses auf einen Spannungspegel von 400 V geschaffen.
• Ein Blatt Trägermaterial 58 wird an der Übertragungsstation D in Berührung mit dem Tonerabbild bewegt. Das Blatt Trägermaterial wird durch eine übliche nicht dargestellte Blattführungs-Vorrichtung zu der Übertragungsstation D gebracht. Vorzugsweise enthält die Blattführungs-Vorrichtung eine Zuführwalze, welche das oberste Blatt eines Stapels von Kopierblättern berührt. Zuführwalzen drehen sich so, daß sie das oberste Blatt des Stapels in einen Trichter vorschieben, der das sich vorschiebende Blatt Trägermaterial mit der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 in Berührung bringt, in zeitlicher Abfolge in der Weise, daß das daran entwickelte Tonerpulverbild das sich vorschiebenden Blatt Trägermaterial an der Obertragungsstation D·berührt.
• Da das auf dem Photorezeptor entwickelte zusammengesetzte Bild sowohl aus positiven wie negativem Toner besteht, ist ein Vorübertragungs-Koronaentladeglied 56 vorgesehen, um den Toner für wirksame Übertragung zu einem Substrat unter Benutzung von Korona-Entladung zu konditionieren.
• Die Übertragungsstation D enthält ein Korona-Erzeugungsgerät 60, welches Ionen entsprechender Polarität auf die Rückseite des Blattes 58 aufsprüht. Das zieht die geladenen Tonerpulver-Abbilder von dem Band 10 zum Blatt 58. Nach der Übertragung setzt das Blatt seine Bewegung in Richtung des Pfeils 62 zu einem Förderer (nicht gezeigt) fort, der das Blatt zur Schmelzstation E bringt.
• Die Schmelzstation E enthält eine Schmelzanordnung 64, welche die übertragene Pulverabbildung permanent an dem Blatt 58 befestigt. Vorzugsweise umfaßt die Schmelzanordnung 64 eine beheizte Schmelzwalze 66 und eine Stützwalze 68. Das Blatt 58 tritt zwischen der Schmelzwalze 66 und der Stützwalze 68 hindurch, wobei das Tonerpulver-Abbild die Schmelzwalze 66 berührt. Auf diese Weise wird das Tonerpulver-Abbild permanent an dem Blatt 58 befestigt. Nach dem Schmelzen leitet ein nicht gezeigter Trichter das sich vorschiebende Blatt 58 zu einer Fangschale, die auch nicht gezeigt ist, zur darauffolgenden Entnahme durch die Bedienungsperson.
• Nachdem das Blatt Trägermaterial von der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 abgetrennt wurde, werden die von den bildfreien Flächen an der photoleitenden Oberfläche gehaltenen Tonerpartikel dort entfernt. Diese Partikel werden an der Reinigungsstation F entfernt.
• Nach der Reinigung beleuchtet eine (nicht dargestellte) Entladelampe die photoleitende Oberfläche mit Licht, um etwaige elektrostatische Restladungen vor dem Aufladen für den nächsten Abbildungszyklus abzubauen.
• Die Magnetbürsten-Walzen 35 und 36 können von jeder Struktur sein, welche ein Magnetfeld schafft, das das Entwicklermaterial in dem Gehäuse 32 zu bürstenartiger Konfiguration in der Entwicklungszone zwischen den Walzen 35 und 36 und der Ladehaltungsfläche formt. Diese Anordnung bewirkt eine Entwicklung eines der zwei Dreipegel-Abbilder, die an der ladungshaltenden Fläche enthalten sind.
• Die Magnetbürsten-Walzen 37 und 38 sind andererseits so aufgebaut, daß die Entwicklung des jeweils anderen Dreipegel- Abbildes bewirkt wird mit minimaler Störung des ersten Abbildes. Zu diesem Zweck umfassen die Magnetwalzen 37 und 38 Magnetkraftfelder, wie sie in Fig. 3a bzw. 3b dargestellt sind. Wie hier gezeigt, sind die radialen Magnetkraftprofile der beiden Walzen so gestaltet, daß sie den Entwickler von dem Entwicklergehäuse 32 aufnehmen lassen und zu der Oberseite der Walze 37 fördern, wo der Entwickler magnetisch zwangfrei wird. Der Entwickler wird durch die Entwicklerzone in magnetisch zwangfreier Weise hindurchbewegt, bis er zu der Walze 36 infolge der radialen Magnetkräfte dieser Walze angezogen wird. Magnetpole sind mit N (Nord) oder S (Süd) bezeichent.
• Wie in den Zeichnungen dargestellt, sind die Magnetfelder um die Zentralachse eines Zweiwalzen-Magnetbürsten-Entwicklungssystems aufgetragen, wie dem, das die Walzen 37, 38 umfaßt. Bei einem Mehrwalzen-Entwicklersystem, das mehr als zwei Walzen umfaßt, wird die Walze 38 unterteilt. Die Walzen werden bei diesem Ausführungsbeispiel synchron angetrieben, obwohl es auch möglich ist, unabhängige Antriebsmechanismen für jede Walze vorzusehen.
• Fig. 3 zeigt die jeweiligen Radialkomponenten der Felder der Walzen 37 und 38.
• Das Entwicklersystem besteht zusätzlich aus einem Sumpf oder Vorratsbehälter von Magnet-Entwicklermaterial und wahlweise einem Mischsystem, Flügelrad oder einer anderen Vorrichtung, um die Entwickler-Eigenschaften bei dem Material im Sumpf aufrecht zu erhalten. Die Entwicklerwalzen sind rotierende, nichtmagnetische Zylinder oder Mäntel mit aufgerauhten oder in Längsrichtung gewellten Flächen, um den Entwickler durch Reibkräfte um festliegende Innenmagnete zu drängen. Die Mäntel werden in diesem Beispiel synchron angetrieben; es ist auch möglich, für jede Walze unabhängige Antriebsmechanismen vorzusehen.
• Während des Entwicklungsvorgangs des Systems ist die Drehrichtung des Mantels um jeden festliegenden Magnet, gemäß der Zeichnung gesehen im Gegenuhrzeigersinn. Das System kann jedoch auch so ausgelegt werden, daß es in der Uhrzeigerrichtung entwickelt, ohne Kompromiß beim Verhalten, je nach den gewünschten Eigenschaften des Entwicklersystems bezüglich der Richtung des Photorezeptors (d. h. Gegenbetrieb- oder Gleichbetrieb-Entwicklung).
• Bei dem beschriebenen Fall liegt der Photorezeptor über den Entwicklerwalzen. Die Entwicklermaterialien werden von links nach rechts vom Sumpf zur Walze 37, zur Walze 38, zurück zum Sumpftransportiert.
• Ein breiter Radialpol 80 der Walze 37 (Fig. 3), der in der 6-Uhr-Stellung positioniert ist, dient dazu, Magnet-Entwicklermaterial von einer Spenderwalze im Sumpf oder Gehäuse 32 anzuheben. Die Kombination der Tangential- und Radialfelder, beginnend mit Pol 84, transportieren das Entwicklermaterial längs der Oberfläche der Entwicklerrolle bis zur 11-Uhr-Stellung der Walze 37. An dieser Stelle wird der Entwickler magnetisch zwangfrei wegen des Fehlens von Polen oder starken Polen in diesem Bereich, die den Entwickler in eine bürstenartige Konfiguration zwingen könnten.
• Der Entwickler wird magnetisch zwangfrei durch den Teil der Entwicklerzone bewegt, der durch die Walze 37 und die Ladehaltungsfläche bezeichnet ist, bis der Entwickler unter den Einfluß eines starken radialen Südpols 86 des Magneten 38 kommt. Eine Bewegung durch die erwähnte Zone wird bewirkt durch das Zusammenwirken der Ladungshaltefläche mit dem Entwicklerwalzenmantel. Der Pol 86 dient dazu, den Übergang des Entwicklers von der Walze 37 auf die Walze 38 zu bewirken, ohne den Entwickler magnetisch zu zwingen, um so ein Abnehmen oder Spülen des ersten Bildes zu verursachen, wenn es das zweite Entwicklergehäuse durchläuft. Wie beobachtet wird, sind die dem Pol 86 in Uhrzeigerrichtung folgenden Pole fortschreitend schwächer, so daß der Entwickler magnetisch zwangfrei ist, wenn er sich durch den Teil der Entwicklungszone bewegt, der durch die Walze 38 und die Ladehaltungsfläche umgrenzt ist.
• Im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung sollte es nun offenbar sein, daß ein Abbild-Formungsverfahren geschaffen wurde, welches Dreipegel-Abbilder formt, die randfrei sind und eine hohe Wiedergabetreue besitzen (d. h. eine getreue Wiedergabe des ursprünglichen Abbildes), auch wenn sie optisch gebildet sind.

Claims (5)

1. Verfahren zum Ausbilden von randfreien Dreipegel-Bildern mit den Schritten:

es wird ein latentes elektrostatisches Dreipegel-Abbild an einer Ladungshaltefläche ausgebildet, wobei das Bild umfaßt eine erste Bildfläche mit einer relativ hohen Spannung, eine zweite Bildfläche bei einer relativ niedrigen Spannung und einen Hintergrundfläche mit einer Spannung in der Mitte zwischen den Pegeln der hohen und der niedrigen Spannung;

ein erster Entwicklerauftrager (32) wird elektrisch auf eine Spannung vorgespannt, die gegenüber der Spannung der Hintergrundfläche in Richtung der hohen Spannung des ersten Bildbereichs abgesetzt ist;

ein zweiter Entwicklerauftrager (34) wird elektrisch auf die Spannung vorgespannt, die gegen die Spannung der Hintergrundfläche in Richtung der niedrigen Spannung der zweiten Bildfläche absetzt ist;

der erste Entwicklerauftrager wird benutzt, um auf die Ladungshaltefläche einen ersten leitfähigen magnetischen Bürstenentwickler aufzutragen mit physikalischen Eigenschaften zum Schwächen der schädlichen Auswirkungen der Entwicklung von feinen Strichen mit niedriger Dichte in der Anwesenheit von hohen Reinigungsfeldern, um die erste Bildfläche mit Toner einer Farbe zu entwickeln; und

der zweite Entwicklerauftrager wird benutzt, um auf die Ladungshaltefläche einen zweiten leitenden Magnetbürsten- Entwickler aufzubringen mit physikalischen Eigenschaften zum Schwächen der schädlichen Auswirkungen der Entwicklung von feinen Strichen niedriger Dichte in Anwesenheit von hohen Reinigungsfeldern, um die zweite Bildfläche mit Toner einer anderen Farbe zu entwickeln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufbringen des ersten und des zweiten Entwicklers den Schritt enthält, daß die Entwicklerauftrager von der Ladungshaltefläche auf einem Abstand im Bereich von 1,0 bis 3,0 mm gehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Leitfähigkeit des Entwicklers in der Größenordnung von 10&supmin;&sup9; bis 10&supmin;¹³ (Ohm·cm)&supmin;¹ liegt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Entwickler ein Zwei-Komponenten-Entwickler ist, dessen Tonerkonzentration in der Größenordnung von 2,0 bis 3,0 Gew.-% liegt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Ladungspegel des Entwicklers kleiner als 20 uC/g ist.