DE2930595A1 - Verfahren zum entwickeln eines latenten bildes und vorrichtung hierfuer - Google Patents

Description

Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes und Vorrichtung hierfür

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei insbesondere ein einkomponentiger Entwickler verwendet wird.

Es sind bereits mehrere Verfahren unterschiedlicher Gattung bekannt, bei welchen ein einkomponentiger Entwickler verwendet wird. Derartige Verfahren sind beispielsweise unter dem Namen Puder-Wolken-Verfahren, bei welchem Tonerpartikel in puderförmigem Zustand verwendet werden, Kontakt-Entwicklungs-Verfahren, in welchem eine gleichförmige Tonerschicht, die auf einem Tonerträger aufgebracht ist, der im wesentlichen aus einem Gewebe oder einem Bogen besteht, zu Entwicklungszwecken in Kontakt mit einer ein elektrostatisches Bild tragenden Oberfläche gebracht wird, und Trocken-Magnet-(magnedry)Verfahren, bei welchem ein leitender magnetischer Toner auf einer Magnetbürste aufgebracht und die Bürste zu Entwicklungszwecken in Kontakt mit der das elektrostatische Bild tragenden Oberfläche gebracht wird, bekannt.
Bei den oben beschriebenen, einen einkomponentigen Entwickler verwendenden Entwicklungsverfahren, insbesondere also das Puder-Wolken-Verfahren, das Kontakt-Entwicklungs-Verfahren und das Trocken-Magnet-Verfahren, kommt der Toner in Kontakt mit dem Bildbereich (dies ist der Bereich, an welchem der Toner anhaften soll) und dem bildfreien Bereich (dies ist der Untergrundbereich, an welchem der Toner nicht haften soll). Dies hat zur Folge, daß der Toner mehr oder weniger auch am bildfreien Bereich haftet, was zwangsläufig

0 3 0 0 0 7/0811

Deutsch Bank

- 14 - B 9811

zur sogenannten Schleiererscheinung führt.

Um derartige Schleier zu vermeiden, ist bereits das Transport-Entwicklungs-Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem ein Abstand zwischen dem den Toner abgebenden EIement bzw. dem Toner-Donor und dem Bildträger vorgesehen ist. Gemäß dem Toner-Transport-Entwicklungsverfahren werden die Tonerschicht und eine das elektrostatische Bild tragende Oberfläche derart einander gegenüber angeordnet, daß zwischen ihnen ein Abstand, der sogenannte Entwicklungsspalt bzw. Entwicklungszwischenraum, entsteht. Bei diesem Verfahren wird der Toner dazu veranlaßt, infolge des vom Bildbereich ausgehenden elektrostatischen Feldes zum Bildbereich zu fliegen, nicht jedoch in Kontakt mit dem bildfreien Bereich zu kommen. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus den US-PS'en 2 803 177; 2 758 525; 2 838 997; 2 839 400; 2 862 816; 2 996 400; 3 232 190 und 3 703 157 bekannt geworden. Die bekannten Verfahren verhindern äußerst wirkungsvoll eine Schleierbildung. Die nach diesen Verfahren gewonnenen sichtbaren Bilder leiden jedoch im allgemeinen an den nachstehend aufgeführten Nachteilen, da hierbei eine Flugbewegung des Toners infolge des vom elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldes während der Entwicklung ausgenutzt wird.

Ein erster Nachteil ist darin zu sehen, daß die BiIdschärfe an den Bildrändern reduziert ist. Das elektrische Feld des elektrostatischen Bildes ist in dessen Mitte so aufgebaut, daß bei Verwendung eines elektrisch leitenden Entwicklerträgers die elektrischen Feldlinien, die vom Bildbereich ausgehen, den Toner erreichen, so daß die Tonerpartikel längs dieser Feldlinien fliegen und an der Oberfläche des fotoempfindlichen Mediums anhaften. Hierdurch wird eine Entwicklung in der Gegend des Mittelpunktes des Bildbereiches bewirkt. Dagegen erreichen die von den Bildrändern ausgehenden elektrischen Kraftlinien nicht den Tonerträger, da im bildfreien Bereich Ladungen induziert werden. Die Adhäsion der fliegenden Tonerpartikel ist Schwankungen unterworfen, wobei manche Tonerpartikel gerade eben noch haften

030007/0811

- 15 - B 9811

und andere gar nicht. Dies führt zu undeutlichen Bildern mit mangelnder Schärfe im Bildrandbereich. Entwickelte Strichbilder vermitteln den Eindruck, als ob die Striche im Bild dünner als die entsprechenden Vorlagen im Original sind.

Um diese Probleme beim Toner-Transport-Entwicklungsverfahren vermeiden zu können, muß der Abstand zwischen der Oberfläche des Bildträgers für das elektrostatische Bild und der Oberfläche des Entwicklerträgers ausreichend klein (beispielsweise kleiner als 100 μ) sein. Infolge des schmalen Spaltes können Störungen auftreten, beispielsweise ein Druckkontakt des Entwicklers und zugemischter Fremdsubstanzen zwischen den Spaltoberflächen. Ferner führt die Einhaltung derartig kleiner Abstände häufig zu Schwierigkeiten bei der Konstruktion hierfür vorgesehener Geräte.

Ein zweiter Nachteil liegt darin, daß die nach dem Toner-Transport-Verfahren entwickelten Bilder gewöhnlich eine relativ schlechte Tonerreproduzierbarkeit haben. Beim Toner-Transport-Entwicklungsverfahren fliegt der Toner nicht eher vom Tonerträger weg, bis er aufgrund des elektrischen Feldes des elektrostatischen Bildes die Bindungskräfte zwischen ihm und dem Tonerträger überwindet. Die Bindungskräfte zwischen dem Toner und dem Tonerträger sind die Resultierenden der Van der Waals-Kräfte zwischen dem Toner und dem Tonerträger, der Adhäsionskraft zwischen den Tonerpartikeln und der Abstoßungskraft zwischen dem Toner und dem Tonerträger infolge der Ladung des Toners. Demgemäß fliegt der Toner nur dann ab, wenn das Potential des elektrostatischen Bildes größer als ein vorgegebener Wert (dieser Wert wird im folgenden Übergangs-Schwellwert des Toners genannt) wird und das hieraus resultierende elektrische Feld die vorgenannten Bindekräfte des Toners überwindet. In diesem Fall tritt ein Anhaften des Toners auf der Oberfläche des Bildträgers für das elektrostatische Bild ein. Schwierigkeiten bereitet allerdings die Tatsache, daß die Bindekräfte zwischen Toner und Tonerträger sich betragsmäßig unterscheiden und darüber hinaus auch vom Tonerdurchmesser abhängen. Dies

030007/0811

- 16 - B 9811

gilt selbst dann, wenn der Toner genau nach Vorschrift hergestellt worden ist. Die Größe der Bindekräfte schwankt demnach um einen im wesentlichen konstanten Wert. Demgemäß sind auch die Schwellwerte des Oberflächenpotentials des elektrostatischen Bildes, ab welchen die Toner vom Tonerträger abfliegen, um einen bestimmten konstanten Wert herum verteilt. Die Existenz des Schwellwertes während des Tonerfluges vom Tonerträger führt zu einem Haften des Toners an den Bildbereichen, an denen das Oberflächenpotential eben diesen Schwellwert überschreitet. Wenig oder gar kein Toner haftet dagegen an denjenigen Bildbereichteilen, deren Oberflächenpotential kleiner als der Schwellwert ist. Dies wiederum führt dazu, daß nach den bekannten Entwicklungsverfahren nur Bilder mit geringer Tonabstufung und steilem r~^Wert herstellbar sind.(Unter dem τ-Wert wird der Gradient der Kennlinie der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential verstanden).

Aufgrund obenstehender Probleme wurde eine Entwicklungsvorrichtung entwickelt, bei welcher eine pulsförmige Vorspannung hoher Frequenz dem Luftspalt bzw. Zwischenraum aufgeprägt wird. Hierdurch wird eine Flugbewegung der geladenen Tonerpartikel durch den Luftspalt sichergestellt, wobei die geladenen Tonerpartikel leichter das geladene Bild erreichen können. Ein derartiges Verfahren ist in den US-PS'en 3 886 574; 3 890 929 und 3 893 418 offenbart.

Eine derartige Hochfrequenz-Vorspannungsimpuls-Entwicklungsvorrichtung eignet sich als Entwicklungssystem für die Kopie von Strichvorlagen. Beim Hochfrequenz-Vorspannungsimpuls-Entwicklungsgerät wird ein Vorspannungsimpuls von einigen Kilohertz oder mehr dem Spalt zwischen dem Toner-Abgabeteil und dem das Bild hältenden Teil aufgeprägt. Hierdurch wird das Schwingungsverhalten des Toners verbessert. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß der Toner den bildfreien Bereich während einer Impulsphase der Vorspannung nicht erreichen kann, wohl dagegen den Bildbereich. Die so hergestellten Bilder sind im bildfreien Bereich schleierfrei. In der US-PS 3 893 418 wird jedoch darauf hingewiesen,

030007/0811

daß eine sehr hohe Frequenz (18 kHz - 22 kHz) für die angelegte pulsförraige Spannung notwendig ist, um die Entwicklungsvorrichtung auch zur Reproduktion von Tonabstufungen eines Bildes mit Vorteil einsetzen zu können. In der US-PS 3 346 457 wird ein Verfahren offenbart, bei welchem zwei Elektroden in eine isolierende Flüssigkeit eingetaucht werden. Die isolierende Flüssigkeit befindet sich hierbei in einer dielektrophoretischen Zelle. An die Elektroden wird eine Wechselspannung sehr geringer Frequenz (kleiner als etwa 6 Hz) angelegt. Hierdurch wird ein Muster entwickelt, welches der Leitfähigkeitsänderung entspricht.

Aus der US-PS 4 014 291 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein trockener, einkomponentiger magnetischer Toner auf einem unmagnetischen, nicht-leitenden Transportzylinder, der einen sich drehenden zylindrischen Magneten umschließt, zu einer Beschichtungszone geführt wird. Hierbei wird ein elektrostatisches latentes Bild auf einem beschichteten Papier entwickelt. Der US-PS 4 014 291 ist jedoch keinerlei Hinweis zu entnehmen, eine Vorspannung zu diesem Zweck zu verwenden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren sowie die gattungsgemäße Vorrichtung unter weitgehender Beibehaltung seiner bzw. ihrer bisheriger Vorteile derart weiter zu entwickeln, daß Bilder besserer Qualität erhältlich sind.

Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 und in vorrichtungsmäßiger Hinsicht durch das Kennzeichen des Anspruchs 19 gelöst.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung sind schleierfreie 0 Bilder mit ausgezeichneter Schärfe und Tonabstufung erhältlich.

Zur Verbesserung der Tonabstufung beim Transport-Entwickeln wird nach der erfindungsgemäßen Lehre für die Entwicklung des latenten Bildes ein magnetischer Entwickler einem elektrischen Feld unterworfen und dem Entwicklungszwischenraum eine Wechselspannung geringer Frequenz überlagert.

030007/081 1

- 18 - B 9811

Zur Verbesserung der Tonreproduktion der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung entwickelten Bilder wird nach der erfindungsgemäßen Lehre ferner ein elektrisches Wechselfeld niedriger Frequenz dem Entwicklungszwischenraum aufgeprägt, wobei das elektrische Feld in der einen Phase eine Polarität derart aufweist, daß der Entwickler vom Entwicklerträger ausgehend einseitig bis sowohl zum Bildbereich als auch zum bildfreien Bereich des Bildträgers für das latente Bild wandert, und in einer anderen Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzte Polarität aufweist, die zu einer Vorspannung in einer solchen Richtung führt, daß der wenigstens den bildfreien Bereich erreicht habende Entwickler wieder zur

Entwicklerträgerseite zurückkehrt. Hierdurch wird ein überi

gang des Entwicklers zum bildfreien Bereich und ein RückÜbergang des Entwicklers zum Entwicklerträger in wiederholter Folge auch in demjenigen Zwischenraum sichergestellt, der zwischen dem Entwicklerträger und dem bildfreien Bereich in der Entwicklungsstation liegt. Diese Hin- und Herbewegung des Entwicklers sorgt in besonderem Maße für eine hervorragende Tonabstufung der entwickelten Bilder.

Ferner sieht die erfindungsgemäße Lehre insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln elektrostatischer Bilder vor, bei welchem bzw. welcher ein magnetischer Entwickler unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes auf einem Entwicklerträger gehalten und zu einer Entwicklerstation geführt wird. In der Entwicklerstation ist der Entwicklerträger einem Bildträger für ein elektrostatisches Bild gegenüber derart angeordnet, daß ein Zwischenraum, der sogenannte Entwicklungszwischenraum,zwischen dem Bildträger und dem Entwicklerträger vorhanden ist. Der Entwicklungszwischenraum ist hierbei breiter als die Dicke der magnetischen Entwicklerschicht. Die Entwicklung wird nun dadurch herbeigeführt, daß ein elektrisches Wechselfeld niedriger Frequenz (vorzugsweise niedriger als 1,5 kHz) so angelegt wird, daß das Vorspannungsfeld im Entwicklungszwischenraum sowohl im Bildbereich als auch im bildfreien Bereich hin- und her-

030007/0811

- 19 - B 9811

schwingt.

Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß der Abstand zwischen dem Bildträger für das elektrostatische Bild und dem Entwicklerträger während des Entwicklungsprozesses zeitlich geändert wird. Hierdurch wird die Intensität des auf den Entwickler einwirkenden elektrischen Wechselfeldes geändert.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch vorgesehen, daß der Bildträger für das elektrostatische latente Bild und der Entwicklerträger mit einer darauf angeordneten Entwicklerschicht in der Entwicklerstation einander gegenüber im Abstand angeordnet sind. Die Entwicklung wird nun dadurch herbeigeführt, daß eine Wechselspannung geringer Frequenz, unter 1,5 kHz, zwischen der Rückelektrode des Bildträgers für das latente Bild und dem Entwicklerträger angelegt wird. Die Frequenz und der Spannungswert der angelegten Wechselspannung werden hierbei so gewählt, daß ein optimales Sichtbarmachen des latenten Bildes in Abhängigkeit von der Art des Bildes (beispielsweise ein Strichrasterbild, ein Halbtonbild einer Fotografie oder dergleichen, ein Farbbild, etc.) möglich ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den ünteransprüchen beschrieben.

Insbesondere werden nach der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung gelehrt, bei welcher eine Toner-Transport-Entwicklung stattfindet und hierbei ein einkomponentiger magnetischer Entwickler unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes zu einer Entwicklungsstation gefördert und ferner eine elektrische Vorspannung niedriger Frequenz an den Zwischenraum zwischen dem Bildträger für das latente Bild und dem Entwicklerträger angelegt wird. Diese Maßnahme bewirkt das Entwickeln des latenten Bildes. Die nach der erfindungsgemäßen Lehre entwickelten Bilder zeichnen sich durch ausgezeichnete Schärfe und Tonabstufung aus.

030007/0811

- 20 - B 9811

Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausfühjrungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Darstellungen noch näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen: . :

Fig. 1 die Größe des Tonerüberganges und die Kennlinie des Anteiles des Toner-Rücküberganges für das Potential des latenten Bildes sowie ferner ein Ausführungsbeispiel für eine dem Entwicklungsspalt aufgeprägte Spannungswellenform; Fig. 2A und 2B schematische Prinzipskizzen zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2C ein Ausführungsbeispiel für eine an den Entwicklungszwischenraum angelegte Spannungswellenform;

Fig. 3A und 3B Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential, die sich aufgrund experimenteller Untersuchungen am erfindungsgemäßen Verfahren ergeben haben, wobei die Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert wurde;

Fig. 4A und 4B Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential, die sich aufgrund experimenteller Untersuchungen am erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren ergeben haben, wobei die Amplitude des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert wurde;

Fig. 5 Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential, die sich aufgrund experimenteller Untersuchungen am erfindungsgemäßen Verfahren ergeben haben, wobei die Frequenz und die Amplitude der angelegten elektrischen Spannung geändert wurden;

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des bevorzugten Bereiches, innerhalb dessen die Amplitude und die Frequenz änderbar sind, wobei die Grenzbzw. Kennlinien als Amplitude in Abhängigkeit von der Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes aufgetragen worden sind;

Fig. 7 die von einem elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldlinien bei einem bekannten Verfahren; Fig. 8 die von einem elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldlinien nach dem erfindungsgemäßen Ver-

030007/0811

- 21 - B 9811

fahren;

Fig. 9A und 9B Veranschaulichungen der Bewegung der Tonerpartikel;

Fig. 10 bis 12 Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen zur Durchführung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 13A ein Schaltscheraa zur Abgabe der im Ausführungsbeispiel 12 verwendeten Wechselspannung; Fig. 13B eine Darstellung der Ausgangswellenform des Schaltkreises gemäß Fig. 13A;

Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 15A- 15D bis Figuren 18A - 18D Veranschaulichungen der Bewegung des Entwicklers zum Bildbereich und zum bildfreien Bereich sowie der Schwingung des Entwicklers im Entwicklungszwischenraum bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip wird anhand der Fig. 1 erläutert. Im unteren Teil der Fig. 1 ist eine Spannungs-Wellenform gezeigt, mit welcher der Tonerträger beaufschlagt wird. Die Wellenform ist als Rechteckwelle dargestellt; sie kann jedoch auch eine andere Wellenform haben. Eine Vorspannung mit negativer Polarität und einer Größe 5 von Vmin wird während eines Zeitintervalles t. und eine Vorspannung positiver Polarität mit einer Größe von Vmax wird während eines Zeitintervalles t„ aufgeprägt. Wenn die auf der Bildoberfläche geformte Ladung der Bildfläche positiv ist, und die Bildfläche mit einem negativ geladenen 0 Toner entwickelt wird, dann sind die Größen Vmin und Vmax so gewählt, daß sie folgender Beziehung genügen:

Vmin ( V_T < V_n ( Vmax (1) ,

mit: V Bildflächenpotential und

V Potential der bildfreien Fläche.

Bei Beachtung obiger Relation wirkt die Vorspannung Vmin während des Zeitintervalles t- wie ein Vorspannungsfeld, welches den Kontakt des Toners mit der Bildfläche und der

Π30007/081 1

- 22 - B 9811

bildfreien Fläche eines Trägers für ein latentes elektrostatisches Ladungsbild beschleunigt. Dieser Zustand wird der Toner-Übergangszustand genannt. Während des Zeitintervalles t₂ wirkt die Vorspannung Vmax als Vorspannungsfeld, welches einen Rückübergang des Toners, der im Zeitintervall t₁ zur Trägerfläche für das latente Bild übergegangen ist, zum Tonerträger. Dieser Zustand wird als Rückübergangs-Zustand bezeichnet.

Die in Fig. 1 gezeichneten Größen Vth-f und Vth'r stellen jeweils die Schwellwert-Potentiale dar, bei welchen der Toner vom Tonerträger zur Oberfläche des latenten Bildes oder von der Oberfläche des latenten Bildes zum Tonerträger übergeht. Diese Werte können als Potentialwerte betrachtet werden, die durch Extrapolation einer geraden Linie von den Punkten des größten Gradienten der in den Figuren dargestellten Kurven gewonnen wurden. Im oberen Teil der Fig. 1 sind der Betrag des Tonerüberganges während des Zeitintervalles t₁ und der Grad des Toner-Rücküberganges während des Zeitintervalles t₂ gegen das Potential des latenten Bildes dargestellt.

Der Betrag des Tonerüberganges vom Tonerträger zum Träger des elektrostatischen Bildes im Toner-übergangszustand ist in Fig. 1 als gestrichelte Kurve 1 dargestellt. Der Gradient dieser Kurve ist im wesentlichen gleich dem Gradienten derjenigen Kurve, die man bei einem Fehlen einer Wechselvorspannung erhält. Der Gradient ist groß und der Betrag des Tonerüberganges geht bei einem zwischen den Werten V_T und V_ liegenden Wert in den Sättigungszustand über.

Li L)

Ein derartiger Tonerübergang eignet sich nicht für die Reproduktion von Halbtonbildern - es wird nur eine schwache Tonabstufung erzielt. Die ebenfalls gestrichelt dargestellte Kurve 2 in Fig. 1 stellt die Wahrscheinlichkeit des Toner-Rücküberganges dar.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein alternierendes elektrisches Feld so aufgeprägt, daß ein wiederholtes alternierendes Übergehen vom Toner-Übergangszustand in den Toner-Rückübergangszustand durchgeführt wird. Hierbei

030007/0811

- 23 - B 9811

wird während der Vorspannungsphase t. des Toner-übergangszustandes des elektrischen Wechselfeldes der Toner veranlaßt, kurzzeitig vom Tonerträger auf den bildfreien Bereich des Trägers für das latente elektrostatische Ladungsbild überzugehen (selbstverständlich erreicht der Toner auch die Bildfläche). Hierbei wird auch genügend Tonermaterial auf dem Halb-t on-Potentialbereich abgelagert, der ein niedriges Potential - etwa mit dem Potentialwert V, für die hellen Bereiche - hat. Danach, und zwar in der Vorspannungsphase t, des Toner-Rückübergangszustandes wirkt die Vorspannung in einer zur Richtung des Tonerüberganges entgegengesetzten Richtung. Hierbei wird das Tonermaterial, das auch den bildfreien Bereich erreicht hat, zu einer Rückkehr auf die Tonerträgerseite veranlaßt. In diesem Toner-Rückübergangszustand hat der bildfreie Bereich nicht das ursprüngliche Bildpotential - hierauf wird später noch eingegangen werden. Wenn demnach ein Vorspannungsfeld umgekehrter Polarität aufgeprägt wird, dann neigt das Tonermaterial, das gemäß obiger Beschreibung den bildfreien Bereich erreicht hat, dazu, sofort den bildfreien Bereich zu verlassen und zum Tonerträger zurückzukehren. Andererseits wird das Tonermaterial, das auf der Bildfläche, einschließlich der Halbton-Bildfläche, abgelagert worden ist, von der Ladung der Bildfläche angezogen. Demgemäß ist selbst bei der zuvor beschriebenen Umpolung .d^er Vorspannung in einer zur Anziehungskraft entgegengesetzten Richtung der Betrag der Tonermenge, die tatsächlich den Bildflächenbereich verläßt und zum Tonerträger zurückkehrt, klein. Bei einem derartigen Anlegen alternierender Vorspannungsfelder mit umgekehrten Polaritäten und geeigneter Amplitude und Frequenz werden der übergang und der Rückübergang des Toners mehrere Male während des Entwickeins wiederholt. Hierdurch kann die Menge des Tonerüberganges auf die Oberfläche des latenten Bildes auf einer Größe gehalten werden, die genau dem Potential des elektrostatischen Bildes entspricht. Bei einem Entwickeln gemäß vorstehender Lehre kann der Betrag des Toner-Überganges variiert und dabei ein kleiner und im wesentlichen gleichförmi-

030007/0811

- 24 - B 9811

ger Gradient zwischen den Werten V und V eingehalten werden; diese Verhältnisse sind in Fig. 1, Kurve 3, dargestellt. Hierdurch wird erreicht, daß praktisch kein Toner an der bildfreien Fläche haftet, wohl dagegen an der HaIbton-Bildflache, und zwar entsprechend deren Oberflächenpotential. Dies wiederum führt zu einem ausgezeichnet sichtbaren Bild mit einer sehr guten Tonreproduktion. Diese guten Ergebnisse können dadurch weiter verbessert werden, daß der Zwischenraum bzw. Abstand zwischen dem Träger des elektrostatischen latenten Bildes und dem Tonerträger gegen Ende des Entwicklungsprozesses vergrößert und die Intensität des elektrischen Wechselfeldes im fraglichen Zwischenraum verringert wird und dabei auf einen bestimmten Wert konvergiert. Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren ist in den Figuren 2A und 2B schematisch dargestellt. Gemäß den Figuren 2A und 2B wird ein Bildträger 4 für ein elektrostatisches Bild in Richtung des Pfeiles durch die Entwicklungsbereiche (1) und (2) bis zum Bereich (3) bewegt. Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein Tonerträger gekennzeichnet. Aufgrund der in den Figuren 2A und 2B dargestellten Bewegungsrichtung wird - ausgehend vom kleinsten Abstand zwischen der Oberfläche des Bildträgers 4 und des Tonerträgers 5 - deren gegenseitiger Abstand während der Entwicklung allmählich vergrößert. In Fig. 2A sind der BiIdbereich des Bildträgers 4 für das elektrostatische Bild und in FigJ 2B dessen bildfreier Bereich dargestellt. Die Pfeilrichtungen geben die Richtungen der elektrischen Felder an. Die Länge der Pfeile ist ein Maß für die Intensität der elektrischen Felder. Hierbei ist es wichtig, daß die elektrisehen Felder für den Übergangs- und Rückübergangszustand des Toners vom Tonerträger 4 auch im bildfreien Bereich vorhanden sind. In Fig. 2C ist eine Rechteckwelle als Beispiel für eine Wellenform eines dem Tonerträger 5 aufgeprägten Wechselstromes dargestellt. Die in der Rechteckwelle wiedergegebenen Pfeile zeigen die Relation zwischen der Richtung und der Intensität der Felder für den Tonerübergang und den Toner-Rückübergang. Am dargestellten Ausführungsbeispiel wird

030007/0811

- 25 - B 9811

davon ausgegangen, daß die Ladungen des elektrostatischen Bildes positiv sind; die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung positiver Bildladungen beschränkt. Wenn die Ladungen des elektrostatischen Bildes positiv sind, werden folgende Relationen zwischen dem Bildflächenpotential V , dem Potential der bildfreien Fläche V_T und den verwendeten

L·

Spannungen Vmax und Vmin vorgegeben: jVmax - VJ > IV - Vmin|

j> IV

Vmax - ^v _Dj<. |^V _D

^V _D -

In den Figuren 2A und 2B findet eine erste Entwicklungsstufe im Bereich (1) und eine zweite Entwicklungsstufe im Bereich (2) statt. Bei dem in Fig. 2A gezeigten Bildbereich werden im Bereich (1) sowohl das Tonerübergangsfeld a als auch das Toner-Rückübergangsfeld b abwechselnd - entsprechend der Phase des Wechselfeldes - angelegt. Hieraus rührt ein übergang und Rückübergang des Toners. Wird nun der Zwischenraum, der im folgenden Entwicklungszwischenraum genannt wird, größer, dann werden das Übergangs- und Rückübergangsfeld schwächer. Im Bereich (2) ist zwar noch ein Tonerübergang möglich. Das Rückübergangsfeld, das einen Toner-Rückübergang zur Folge haben könnte (unterhalb des Schwellwertes IVth-rl) wird jedoch null. Im Bereich (3) findet auch kein Übergang mehr statt. Die Entwicklung ist beendet.

Für den in Fig. 2B dargestellten bildfreien Bereich gilt folgendes: Im Bereich (1) werden sowohl das Tonerübergangsfeld a' und das Toner-Rückübergangsfeld b¹ abwechselnd angelegt, um einen Übergang und einen Rückübergang des 0 Toners zu bewirken. Hierdurch wird ein Schleier im Bereich

(1) geschaffen. Beim Übergang in den Bereich (2) wird der Entwicklungszwischenraum größer und demzufolge das Übergangs- und Rückübergangsfeld schwächer. In diesem Bereich ist zwar noch ein Toner-Rückübergang möglich. Das Übergangsfeld, das einen Übergang bewirken könnte (unterhalb des Schwellwertes) wird jedoch null. Demgemäß wird im Bereich

(2) praktisch kein Schleier mehr aufgetragen und der im

030007/0811

- 26 - B 9811

Bereich (1) bewirkte Schleier wird ausreichend entfernt. Im Bereich (3) findet auch kein Rückübergang mehr statt. Die Entwicklung ist beendet. Im Hinblick auf den Halbton-Bildbereich ist noch zu bemerken, daß die resultierende Menge des auf die Oberfläche des latenten Bildes übergegangenen Toners von den Größen des dem Halbtonpotential entsprechenden Betrag des Tonerüberganges und des Rücküberganges abhängt. Insgesamt wird ein sichtbares Bild erhalten, wobei der Gradient der zwischen den Potentialen V und V liegenden Kurve gemäß der in Fig. 1 dargestellten Kurve 3 klein ist. Demgemäß erhält man ein Bild mit guter Tongradation bzw. -abstufung.

Nach der erfindungsgemäßen Lehre fliegt der Toner durch den Entwicklungszwischenraum, trifft kurzzeitig auf den bildfreien Bereich und verbessert die Tonabstufung. Um nun die Tonerpartikel, welche den bildfreien Bereich erreicht haben, im wesentlichen wieder von diesem Bereich in Richtung des Tonerträgers 5 abziehen zu können, ist eine geeignete Wahl der Amplitude und der Frequenz der Wechselvorspannung notwendig. Im folgenden werden die Ergebnisse von Experimenten wiedergegeben, welche die Wirkungen der Erfindung sowie der Amplituden- und Frequenzwahl verdeutlichen.

In den Figuren 3A und 3B sind die Ergebnisse von Reflexionsmessungen der Bilddichte D in Abhängigkeit vom Potential V des elektrostatischen Bildes wiedergegeben. Hierbei wurde die Amplitude der aufgeprägten Wechselspannung konstant gehalten und die Frequenz verändert. Die wiedergegebenen Kurven werden im folgenden V-D-Kurven genannt. Die Experimente wurden wie folgt durchgeführt. Ein latentes 0 elektrostatisches Bild mit positiver Ladung wurde auf einer zylindrischen Oberfläche für ein elektrostatisches Bild hergestellt. Ein magnetischer Toner, der im folgenden noch beschrieben wird (und 30% Magnetit enthält) wurde mit einer Dicke von etwa 60 μ auf einen unmagnetischen Mantel aufgetragen.

Der unmagnetische Mantel umhüllt einen darin angeordneten Magneten. Der Toner wird durch Reibung zwischen den Tonerpartikeln und der Oberfläche des Mantels negativ aufgeladen.

0 3 0007/0811

- 27 - B 9811

In Fig. 3 sind die Ergebnisse dargestellt, wenn der Minimalabstand zwischen der Abbildungfläche für das elektrostatische Bild und dem magnetischen Mantel, das heißt der Entwicklungszwischenraum, auf 100 μ eingestellt ist. Die entsprechenden Ergebnisse bei einem Minimalabstand von 300 μ sind in Fig. 3B dargestellt. Die magnetische Flußdichte in der Entwicklungsstation infolge des vom Mantel umgebenen Magneten liegt bei ungefähr 700 Gauss. Die zylindrische Abbildungsfläche für das elektromagnetische Bild und der Mantel werden im wesentlichen mit gleicher Geschwindigkeit gedreht. Diese Geschwindigkeit beträgt etwa 110 mm/sec. Demnach wandert nach Erreichen des Minimalabstandes in der Entwicklungsstation die Abbildungsfläche für das elektrostatische Bild allmählich vom Tonerträger weg. Das dem Mantel aufgeprägte elektrische Wechselfeld ist im wesentlichen sinusförmig mit einer Amplitude V = 8 00 V (Spitzen-zu-

P~P Spitzen-Wert)'. Dieser Welle ist eine Gleichspannung von +200 V überlagert. In Fig. 3 sind die V-D-Kurven für Frequenzen der Wechselspannung mit 100 Hz, 400 Hz, 800 Hz, 1 kHz und 1,5 kHz (nur Fig. 3A) dargestellt. Ferner ist die V-D-Kurve für den Fall dargestellt, daß kein Zusatz- bzw. Vorspannungsfeld angelegt wird, jedoch ein Ladungstransport zwischen der Rückelektrode der Abbildungsfläche für das elektrostatische Bild und dem Mantel stattfindet.

Die dargestellten Ergebnisse zeigen, daß bei fehlendem Vorspannungsfeld der Gradient bzw. der sogenannte γ-Wert der V-D-Kurven sehr groß ist. Bei Anlegen eines Wechselfeldes niedriger Frequenz wird jedoch der γ-Wert kleiner und dadurch die Tonabstufung größer bzw. besser. Wenn die Frequenz des externen Feldes ausgehend von 100 Hz erhöht wird, dann werden der γ-Wert allmählich größer und die Übereinstimmung mit der Bildvorlage schlechter. Wenn der Abstand 100 μ beträgt und die Frequenz bei einer Amplitude V = 800 V 1 kHz überschreitet, wird die Tongradation schlechter. Wenn der Abstand 300 μ ist, und die Frequenz in der Größenordnung von 800 Hz liegt, wird die Tonabstimmung ebenfalls schlechter. Wenn die Frequenz einen Wert von 1 kHz

030007/0811

- 28 - B 9811

überschreitet, wird die Übereinstimmung des Bildes mit der Bildvorlage deutlich schlechter. Diese Phänomene könnten durch folgende Überlegung erklärt werden. Während der Entwicklung kommt es beim Anlegen eines Wechselfeldes wiederholt dazu, daß der Toner im Entwicklungszwischenraum an der Manteloberfläche und der Abbildungsoberfläche für das latente Bild anhaftet und sich sich wieder ablöst. Zur Erzielung einer wirklichen Hin- und Herbewegung des Toners wird eine endliche Zeit benötigt. Insbesondere benötigt ein Toner, der einem schwachen elektrischen Feld unterworfen wird, eine relativ lange Zeit, um tatsächlich übergehen zu können.

Zwar wird vom Halbton-Bildbereich ein elektrostatisches Feld erzeugt, das den Schwellwert überschreitet und zu einem Übergang des Toners führt. Dieses elektrostatische Feld ist jedoch relativ schwach. Damit der Toner den Halbton-Bildbereich erreicht, ist es notwendig, daß die Tonerpartikel, die sich infolge des auf sie einwirkenden elektrostatischen Feldes relativ langsam bewegen, innerhalb einer Halbperiode des angelegten Wechselfeldes tatsächlich die Bildfläche erreichen. Hierzu ist - bei einer konstanten Amplitude eines Wechselfeldes - eine kleinere Frequenz des Wechselfeldes von Vorteil. Eine besonders gute Tonabstufung wird bei einem Wechselfeld mit niedriger Frequenz erreicht. Diese Überlegungen werden durch einen Vergleich der in den Figuren 3A und 3B wiedergegebenen experimentellen Ergebnisse erhärtet. Die in Fig. 3B wiedergegebenen Ergebnisse wurden unter den gleichen Bedingungen wie die in Fig. 3A wiedergegebenen erhalten; jedoch mit der Ausnahme, daß der Abstand zwischen der Abbildungsfläche für das elektrostatische Bild und der Mantelfläche nicht 100 μ, sondern 300 μ ist. Der größere Abstand führt zu einer geringeren Intensität des auf den Toner einwirkenden elektrischen Feldes. Der größere Abstand führt ferner zu einer größeren Übergangsstrecke und zu einer längeren Übergangszeit. Aus Fig. 3B ergibt sich, daß der y-Wert deutlich größer für Frequenzen in der Größenordnung von 800 Hz wird. Überschreitet die Frequenz einen Wert von 1 kHz, wird der γ-Wert im wesentlichen gleich dem

0 3 0 0-0 7 / 0 Ö 11

- 29 - B 9811

1 ohne Anlegen eines Wechselfeldes erreichten γ-Wert. Um demnach bei einem größeren Abstand den gleichen Effekt der guten Tonreproduktion wie bei einem kleineren Abstand zu erreichen , ist es zweckmäßig, die Frequenz zu verringern - hierauf wird noch eingegangen werden - oder die Intensität (Amplitude) der Wechselspannung zu erhöhen.

Andererseits führt jedoch eine zu niedrige Frequenz zu einer unzureichenden Wiederholung der Hin- und Herbewegung des Toners innerhalb derjenigen Zeit, welche die Abbildungsoberfläche für das latente Bild zum Durchgang durch die Entwicklungsstation braucht. Dies wiederum führt dazu, daß eine unregelmäßige Entwicklung des Bildes mittels der Wechselspannung erzielt wird. Entsprechende Experimente wurden durchgeführt und dabei festgestellt, daß noch bei einer Frequenz von 40 Hz im allgemeinen gute Bilder erzielt werden konnten. Sinkt jedoch die Frequenz unter 40 Hz ab, dann treten Unregelmäßigkeiten im sichtbaren Bild auf. Ferner wurde experimentell festgestellt, daß die untere Grenzfrequenz, bei welcher keine Unregelmäßigkeiten im sichtbaren Bild auftreten, von den Entwicklungsbedingungen abhängt; in besonderem Maße von der Entwicklungsgeschwindigkeit (die Entwicklungsgeschwindigkeit wird auch Prozeßgeschwindigkeit, V mm/sec., genannt). Im vorstehend geschilderten Experiment betrug die Bahngeschwindigkeit der Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild 110 mm/sec. Hierbei ergibt sich die untere Grenzfrequenz zu 40/110 χ V ^0,3 χ V . Untersuchungen an Wellenformen für die angelegte Wechselspannung haben gezeigt, daß mittels einer Sinuswelle, einer Rechteckwelle, einer Sägezahnwelle oder einer asymmetrischen Welle die erfindungsgemäßen Wirkungen erzielbar sind.

Eine derartige Anwendung einer Wechselvorspannung bzw. eines Wechselfeldes mit niedriger Frequenz führt zu einer beachtlichen Verbesserung der Tonabstufung; hierbei muß jedoch die Spannung einen geeigneten Wert haben. Ein zu großer Wert für ιVmin I für die Wechsel-Vorspannung kann dazu führen, daß eine zu große Tonermenge während des Tonerüberganges am bildfreien Bereich haftet. Dies wiederum kann eine ausreichende

030007/0811

- 30 - B 9811

Entfernung der Tonermenge während des Entwicklungsprozesses von eben diesem Bereich verhindern und zu einem Bild führen, das mit einem Schleier oder Flecken behaftet ist. Auf der anderen Seite führt ein zu großer Wert für IVmax I dazu, daß eine zu große Tonermenge von der Bildfläche abgezogen und damit die Dichte des sogenannten festen schwarzen Anteiles (solid black portion) reduziert würde. Um diese Phänomene zu verhindern und die Tonabstufung genügend zu verbessern, werden Vmax und Vmin vorzugsweise so gewählt, daß sie folgenden Beziehungen genügen:

Vmax ^V₀ + |vth-r
V_L - | Vth-f

wobei Vth-f und Vth-r die bereits beschriebenen Schwellwertpotentiale sind. Werden die Spannungswerte der Wechselspannung gemäß den vorstehenden Gleichungen (3) und (4) gewählt, dann wird verhindert, daß während des Toner-übergangszustandes an der bildfreien Fläche ein TonerÜberschuß haftet und während des Toner-Rückübergangszustandes von der Bildfläche eine zu große Tonermenge abgezogen wird. Bei Beachtung der obigen Bedingungen wird demnach eine gute Entwicklung sichergestellt.

Vorstehende Überlegungen werden durch die in den Figuren 4A und 4B wiedergegebenen Ergebnisse entsprechender Experimente erhärtet. Die Figuren 4A und 4B zeigen die V-D-Kurven, wenn die Amplitude V _ des Wechselfeldes geändert, die Frequenz dagegen konstant auf 200 Hz gehalten wird. In Fig. 4A ist der Fall dargestellt, daß der Entwicklungszwischenraum 100 μ, in Fig. 4B der Fall, daß der Entwicklungszwischenraum 300 μ groß ist. Die anderen Bedingungen stimmen mit den bei den Figuren 3A und 3B zugrundegelegten Bedingungen überein. Wenn der Entwicklungszwischenraum relativ schmal ist und die Amplitude V 400 V überschreitet, zeigt sich bereits eine gegenüber dem Fall, in welchem kein elektrisches Feld angelegt wird, verbesserte Tonabstufung. Wenn die Amplitude V 1500 V über-

p-p

n.30007/081 1

- 31 - B 9811

schreitet, wird zwar die Tonabstufung gut, jedoch scheint bei diesem Wert eine Schleierbildung im bildfreien Bereich zu beginnen. Überschreitet die Amplitude V _ 2000 V, werden die Schleiererscheinungen stärker. Schleierbildungen können dadurch verhindert werden, daß die Frequenz des Wechselfeldes auf Werte über 200 Hz erhöht wird.

Eine Vergrößerung des Entwicklungszwischenraumes auf

300 μ führt bereits bei Amplituden V von 400 V oder höher

¹ p-p

zu einer verbesserten Tonabstufung. Sichtbare Bilder guter Qualität mit guter Tonabstufung und Schleierfreiheit wurden bei Amplitudenwerten V _ in der Größenordnung von 800 V erhalten. Überschreitet die Amplitude V 2000 V, ist die Tonabstufung zwar gut, jedoch beginnt eine Schleierbildung. In diesem Fall wäre es notwendig, die Frequenz des Wechselfeldes zu erhöhen.

Wenn der Entwicklungszwischenraum d relativ groß ist - wie in diesem Falle - ist es ratsam, für die angelegte Spannung einen größeren Amplitudenwert V und höhere Frequenzen als bei einem schmalen EntwicklungsZwischenraum d zu wählen.

Um die Tonabstufung des Bildes zu verbessern, sind geeignete Frequenz-Bereiche und Amplituden-Bereiche für die angelegte Wechselspannung notwendig. Es wurde gefunden, daß die Relation zwischen Frequenz und Amplitude der angelegten Spannung innerhalb vorgegebener geeigneter Bereiche in Abhängigkeit von den Bildeigenschaften geändert werden kann. Genaue Untersuchungen der Relation zwischen Frequenz und Spannungswert der Wechselspannung haben gezeigt, daß beliebige Entwicklungskurven (V-D-Kurven) bei entsprechender Wahl der obigen Werte erhältlich sind. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 5 dargestellt.

Die in Fig. 5 dargestellten Entwicklungskurven wurden bei einem Abstand von 300 μ zwischen der fotoempfindlichen Trommel - diese dient als Träger des latenten Bildes - und dem Mantel - dieser dient als Träger für den Entwickler gewonnen. Die Dicke der Entwicklerschicht auf dem Mantel betrug ungefähr 100 μ. Der verwendete Toner bestand im

030007/0811

- 32 - B 9811

wesentlichen aus 100 Teilen Styrol-Acryl-Harz, 60 Teilen Ferrit, 2 Teilen Ruß und 2 Teilen goldhaltigem Farbstoff als ladungssteuerndes Agens, wobei die Teile miteinander vermischt und vermählen worden sind. Ferner wurden 0,4 Gewichtsprozent kolloidale Kieselerde extern zugemischt. Die Versuchsbedingungen bezüglich der Vorspannungen (Frequenz f (Hz) und Amplitude (V _ )) sind für die dargestellten Kurven zum Sichtbarmachen des dunklen Bereiches mit einem Potential von ungefähr 500 V und des hellen Bereiches mit einem Potential von ungefähr 0 V dargestellt. Die Wellenform der angelegten Spannung besteht im wesentlichen aus einer Sinuswelle mit einer überlagerten Gleichspannung. (Die leichte Differenz dieser Kurven gegenüber den Kurven der vorangehenden Darstellung rührt von den Unterschieden der verwendeten Entwickler her.)

Aus den Figuren 3A und 3B sowie der Fig. 5 ergibt sich folgendes: Bei einer tiefen Frequenz f wird gewöhnlich eine Entwicklungskurve mit hoher Tonabstufung erhalten. Bei einer relativ hohen Frequenz f erhält man eine Entwicklungsstufe mit einem relativ großen τ-Wert. Durch Ändern der Amplitude der Wechselspannung und entsprechender Änderung der Frequenz ist es möglich, eine beliebige, der Bildart entsprechende Entwicklungskurve zu erhalten. (Die Gleichstromkomponente wird ebenfalls leicht geändert.)

Die Kurve (a) gemäß Fig. 5 ist die V-D-Kurve bei einer Frequenz von 200 Hz, einer Amplitude V _ von 900 V und einer überlagerten Gleichstromkomponente von 220 V. Aus dieser Kurve ergibt sich, daß die gewählten Vorspannungsbedingungen zu einer guten Tonabstufung führen. Die Kurve (b) gemäß Fig. 5 ist die V-D-Kurve, die man bei einer Erhöhung der Frequenz und der Amplitude auf f = 400 Hz und V _ « 1600 V erhält, wobei eine Gleichstromkomponente von 220 V überlagert worden ist. Der γ-Wert dieser Kurve ist etwas größer als derjenige der Kurve (a). Dennoch erhält man eine hohe Tonabstufung.

Geht man von der Kurve (b) aus und erhöht hierbei die Frequenz auf 700 Hz und 900 Hz, hält jedoch die Amplitude

030007/0811

- 33 - B 9811

V konstant (die überlagerte Gleichspannung wird verringert) , dann wird der γ-Wert immer größer. Dies ergibt sich aus den Kurven (c) und (d). Gemäß den γ-Werten erhält man eine geringe Tonabstufung. Auf der anderen Seite zeigt sich besonders aus der Kurve (d), daß selbst bei einem geringen Potential des elektrostatischen Bildes eine gute Entwicklung möglich ist. Zwar ist die Tonabstufung schwach, der sogenannte Kanteneffekt wird jedoch groß, so daß man eine gute Reproduzierbarkeit des Linienbildes und eine verringerte Schleierbildung erhält.

Durch Änderung der Vorspannungs- bzw. Zusatzfeldbedingungen ist es möglich, eine insgesamt gute Qualität des Bildes sicherzustellen, wobei das Bild entweder dem Original oder den jeweiligen Wünschen des Benutzers entspricht.

Ein bevorzugter Bereich für eine Kombination der Bedingungen für die Wechselvorspannungen (Frequenz f (Hz) und Amplitudenwert V _ (V)) wurde aufgrund vorstehender Experimente gefunden und ist in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 6 sind auf der Ordinate die Amplitudenwerte V _ (V) der angelegten Spannung und auf der Abszisse deren Frequenz f (Hz) aufgetragen. Fig. 6 zeigt einen bevorzugten Bereich für Kombinationen zwischen den beiden wählbaren Größen, die das Bild beeinflussen.

Die in Fig. 6 ausgezogene Kurve (p) zeigt diejenige Grenze, bei welcher der Schleier dazu neigt sich zu zeigen, wenn der Entwicklungszwischenraum 300 μ beträgt. Der schraffierte Bereich A zeigt den Schleierbereich an. Dieser Bereich eignet sich nicht für ein Linien- bzw. Zeilenkopieren. Die ausgezogene Kurve q zeigt die Grenze an, an welcher die Qualität der Tonabstufung noch gut ist, wenn der Entwicklungszwischenraum 300 μ beträgt. Der schraffierte Bereich C zeigt den Bereich an, in welchem nur noch eine geringe Tonabstufung vorhanden ist. Demgemäß ist der von den beiden Kurven ρ und q umgebene Bereich B ein Bereich mit sehr geringem Schleier und einem Bild mit hervorragender Bildauflösung und Tonabstufung,

Natürlich können die Positionen der Kurven ρ und q

030007/0811

- 34 - B 9811

mehr oder weniger durch Veränderung der Größe des Entwicklungszwischenraumes d geändert werden. Wenn der Entwicklungszwischenraum bzw. der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des latenten Bildes und des Ent-Wicklerträgers relativ klein ist, dann verschieben sich die Kurven ρ und q zu den strichpunktierten Kurven p' und q'.

Besonders innerhalb des mit einer gestrichelten Linie umgebenen Bereiches S kommt der Gesamteffekt der Vorspannung infolge des Wechselfeldes bei niedriger Frequenz besonders stark zur Geltung. Der untere Grenzwert der Frequenz im Bereich S ist ein Wert, der durch die bereits früher genannte Relation f χ 0,3 χ V festgelegt ist. Der obere

~ P
Grenzwert wird durch ein geeignetes Signal-Rauschverhältnis

festgelegt; hierauf wird noch eingegangen werden. Wenn die Frequenz des angelegten Wechselfeldes vergrößert wird, ist es notwendig, die Amplitude V _ der angelegten Spannung so groß zu machen, daß eine Hin- und Herbewegung des Entwicklers (einschließlich der Bewegung des Entwicklers, der kurzzeitig den bildfreien Bereich erreicht) zwischen dem Entwicklerträger und dem Träger für das latente Bild stattfindet. Wenn jedoch ein derartiger Spannungswert groß wird, ist er sehr viel größer als die Potentialdifferenz (V ) des sichtbar zu machenden Bildbereiches. Das Phänomen des Überganges des Entwicklers zum Bildbereich kann die Potentialdifferenz V kaum wahrnehmen. In diesem Fall wird die Bildschärfe geringer, so daß die Linienreproduzierbarkeit verschlechtert wird und ein Schleier leicht auftreten kann. Zusätzlich kann die Verwendung einer hohen Spannung (höher als 2500 V) zu Entladungsphänomenen bezüglich benachbarter Teile führen.

Dies wiederum wirft Probleme bei der Konstruktion einer entsprechenden Vorrichtung auf.

Innerhalb des oben beschriebenen Standardsatzes für die Vorgabebedingungen gilt für die Amplitude vorzugsweise V = 2500 V, besonders bevorzugt V _ = 2000 V und für die Frequenz vorzugsweise f ~ 1 kHz. In Abhängigkeit von der gewählten Kombination für die Amplitude und die Frequenz kann für die Frequenz praktisch noch gelten f L 1,5 kHz;

030007/0811

- 35 - B 9811

auch hierbei werden noch die erfindungsgemäßen Wirkungen erzielt.

Die Anwendung einer externen Wechselspannung zwischen der Abbildungsfläche für das latente Bild und dem Tonerträger führt zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Tonabstufung des Bildes sowie zu einer Verhinderung von Schleierbildung. Bei Verwendung magnetischer Toner als Entwickler und eines einen Permanentmagneten umschließenden Mantels als Träger für den Entwickler sowie ferner durch geeignete Vorgabe des Wertes der externen Spannung - hierauf wird noch eingegangen werden - ist es gleichzeitig möglich, die Reproduzierbarkeit von Linienbildern zu verbessern.

Bei der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Ladung zum Aufbau des elektrostatischen Bildes positiv ist; die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung positiver Bildladungen beschränkt. Beim sogenannten

Toner-Transport-Entwicklungsverfahren verläuft die Feldlinie des an den Enden des latenten Bildes erzeugten elektrischen Feldes rund um die Rückelektrode der Abbildungsfläche des latenten Bildes. Diese Verhältnisse sind in Fig. 7 dargestellt. Diese Feldlinien können demnach nicht die Oberfläche des Tonerträgers erreichen. Dies führt dazu, daß der vom Tonerträger ausgehende Toner nur selten die Enden bzw. Kanten des Bildes erreichen kann. Im Endergebnis erhält man hierbei ein Bild, das unter einer Verdünnung der Linien sowie an geringer Schärfe in den Endbereichen leidet. Dies führt zu Problemen beim Zeilen- oder Linienkopieren bzw. der Reproduktion von Strichvorlagen.^x Wird aber bei einem derartigen System eine Wechselvorspannung angelegt und der Wert Vmin ausreichend tief gewählt, dann verlaufen die elektrischen Feldlinien in der Entwicklungsstation während des Toner-übergangszustandes so wenig um die Enden des elektrostatischen Bildes, daß praktisch ein elektrisches Parallelfeld gebildet wird. Diese Verhältnisse sind in Fig. 8 dargestellt. Hierdurch kann der Toner auch an den Enden des elektrostatischen Bildes anhaften. Zu geringe Werte für Vmin führen gewöhnlich dazu, daß

030007/0Θ11

- 36 - B 9811

im bildfreien Bereich Schleier oder Flecken auftreten.

Am dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der Vorteil der Verwendung eines magnetischen Toners als Entwickler und eines einen Permanentmagneten umhüllenden Mantels als Entwicklerträger im wesentlichen darin, daß das vorstehend genannte Problem gelöst wird. Durch geeignete Wahl der Zusammensetzung des magnetischen Materials im Entwickler und der Intensität des Permanentmagnet-Feldes ist es möglich, die Haftkraft des Toners auf dem Mantel zu vergroßem und demgemäß den Wert lVth-fI ausreichend zu vergrößern. Hierdurch kann für Vmin ein relativ kleiner Wert vorgegeben werden, was dazu führt, daß die im bildfreien Bereich anhaftende Tonermenge während des Toner-Übergangszustandes minimal bleibt.

Demgemäß kann bei Verwendung eines magnetischen Toners bei einem Toner-Transport-Entwicklungsverfahren und bei Anlegen einer Wechsel-Vorspannung ein Bild mit guter Tonabstufung erhalten werden, das in den Kantenbereichen scharf und schleierfrei ist sowie sich vorzüglich zur Reproduktion von Rastervorlagen eignet.

Auf der anderen Seite stellt es ein äußerst schwierig zu lösendes Problem dar, bei dem mit großem Widerstand arbeitenden Toner-Transport-Entwickeln den Entwickler zur Entwicklungsstation zu befördern und eine Ladung aufzuprägen. Das Verfahren, bei welchem ein magnetischer Toner als Entwickler verwendet, der Entwickler mittels einer Ummantelung befördert und die Ladung durch Reibung zwischen der Oberfläche der Ummantelung oder eines Applikators und dem Toner aufgebracht wird, wird als ein sehr fortschrittliches Verfahren angesehen.

Das Aufbringen des magnetischen Toners kann auch dadurch bewirkt werden, daß ein elastisches Glied gegen die Ummantelung gedrückt wird. Statt dessen kann auch ein magnetisches Glied gegenüber dem magnetischen Pol eines Permanentmagneten angebracht werden, wobei der Permanentmagnet innerhalb der Ummantelung ohne Berührungskontakt mit der Ummantelungsoberflache angeordnet und die Dicke der magneti-

030007/081 1

- 37 - B 9811

sehen Tonerschicht durch die magnetische Kraft gesteuert wird. Bei einem üblichen Toner-Transport-Entwicklungsverfahren wird die Entwicklung mittels eines Mantels durchgeführt, welcher dem Träger des elektrostatischen Bildes gegenüber angeordnet ist. Hierbei werden der Träger und der Mantel in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit gedreht. Der Zustand des auf den Mantel aufgebrachten Toners beeinflußt unmittelbar die Bildqualität. Wird der Toner nach dem erstgenannten Verfahren aufgebracht, liegt eine relativ feine Tonerverteilung vor; sie sorgt für eine gute Bildqualität. Bei diesem Verfahren der Toner-Aufbringung reibt jedoch der Toner stark gegen die Manteloberfläche. Hierdurch haftet der Harzgehalt des Toners an der Manteloberfläche, was zu einer beachtlichen Behinderung der Toner-Aufladung führt.

Auf der anderen Seite ist bei einer Anwendung des letztgenannten Verfahrens die an der Manteloberfläche haftende Tonermenge minimal. Der auf die Manteloberfläche aufgebrachte Toner ist jedoch grobkörnig und weist verstreute Batzen von Tonerpartikeln auf. Demgemäß wird auch das entwickelte Bild grobkörnig. Dies ist in Fig. 9A dargestellt. Wird dagegen gemäß vorliegender Erfindung eine Wechselspannung in der Entwicklungsstation aufgeprägt, dann werden die Tonerpartikel zwischen dem latenten Bild und der Manteloberfläche hin- und herbewegt. Hierbei wird der Toner in seine einzelnen Partikel zerlegt bzw. aufgetrennt. Dadurch kann der Toner fein verteilt im Bildbereich der Abbildungsfläche des elektrostatischen Bildes haften. Diese Verhältnisse sind in Fig. 9B dargestellt.

im folgenden werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Ausführungsbeispiel· (1):

In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine fotoempfindliche Trommel mit einer Isolierschicht oder einer

030007/0811

- 38 - B 9811

CdS-Schicht sowie ein unmagnetischer (korrosionsbeständiger) Mantel vorgesehen. Die Trommel 11 und der Mantel 12 werden in gleicher Richtung und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit von 110 mm/sec. gedreht. Der Durchmesser der Trommel 11 ist 80 mm, der des Mantels 12 30 mm. Die Trommel 11 und der Mantel 12 haben einen Minimalabstand von 200 μ und bilden in diesem Bereich eine Entwicklungsstation. Die Trommel 11 und der Mantel 12 sind so angeordnet, daß sich deren Oberflächen während der Drehung zwangsläufig durch die Stelle bewegen, an denen der Minimalabstand vorliegt. Danach wird der Abstand bzw. Entwicklungszwischenraum zwischen diesen beiden Teilen allmählich wieder größer.

Innerhalb des Mantels 12 ist ein Permanentmagnet 13 fest angeordnet. Ferner sind ein magnetischer bzw. magnetisierbarer Toner 14 und ein magnetischer bzw. magnetisierbarer (Eisen-)Finger zum gleichmäßigen Aufbringen des Toners auf den Mantel 12 vorgesehen. Die Zusammensetzung des im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten magnetischen Toners 14 ergibt sich aus folgender Tabelle: Polystyrol 60 Gewichtsprozent

Magnetit 3 5 Gewichtsprozent

Ruß 5 Gewichtsprozent

negatives Ladungssteueragens (Spyron) 2,5 Gewichtsprozent

Kolloidales

Siliziumdioxid

(extern zugegeben)

Gewichtsverhältnis

zum Toner 0,2 Gewichtsprozent.

Der Magnetfinger 15 ist gegenüber den Magnetpolen des 2Q Permanentmagneten 13 mit einem Abstand von 180 μ, gemessen zwischen dem Ende des Magnetfingers 15 und dem unmagnetischen Mantel 12, angeordnet. Das magnetische Feld am Ende des Magnetfingers 15 hat eine Stärke von etwa 1000 Gauss. Die Auftragsdicke des magnetischen Toners 14 wird mittels -,c des Magnetfingers 15 auf eine Dicke von etwa 70 μ gesteuert. Der magnetische Toner wird dann zur Entwicklungsstelle bzw. -station weiterbefördert und hierbei mit einer negativen

030007/081 1

- 39 - B 9811

Ladung durch Reibung zwischen ihm und der Oberfläche des unmagnetischen Mantels 12 aufgeladen. Der Mantel 12 und der Magnetfinger 15 sind elektrisch leitend, um eine Entladung zwischen ihnen zu verhindern, über eine Versorgungsquelle 16 wird eine elektrische Wechselspannung auf die elektrisch leitenden Tragteile der fotoempfindlichen Trommel 11 aufgeprägt. Die Wechselspannung hat eine Frequenz von 200 Hz. Sie ist sinusförmig mit einer Amplitude V = 800 V. Ihr ist eine Gleichspannung von 200 V überlagert. Das Potential des elektrostatischen Bildes beträgt 500 V für den Bildbereich und 0 V für den bildfreien Bereich. Ferner ist ein Tonerbehälter 17 aus Kunststoff vorgesehen.

Mit der vorstehend angegebenen Vorrichtung wurden schleierfreie und klare Bilder guter Tonabstufung hergestellt.

Ausführungsbeispiel (2):

In Fig. 11 ist eine Entwicklungsvorrichtung zur Durchführung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens dargestellt.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine fotoempfindliche Trommel 21 mit einer Isolierschicht auf einer CdS-Schicht sowie ein Aluminiummantel 22 vorgesehen. Die Trommel 21 und der Aluminiummantel 22 werden mit im wesentlichen gleicher Umfangsgeschwindigkeit von 400 nun/sec. und in gleicher Richtung gedreht. Der Durchmesser der Trommel 21 beträgt 200 mm, der des Aluminiummantels 22 50 mm. Beide Teile sind so angeordnet, daß der gegenseitige Minimalabstand bzw. der sogenannte Entwicklungszwischenraum 300 μ groß ist. Beide Teile bilden in diesem Bereich eine Entwicklungsstation. Die Trommel 21 und der Aluminiummantel 22 sind so zueinander angeordnet, daß sie sich während ihrer Drehung zwangsläufig durch die Position drehen, in welcher sie einen minimalen Abstand haben. Danach wird dieser Abstand wieder allmählich größer.

Ein isotroper Permanentmagnet 23 ist im Mantel 22 fest angeordnet. Als Toner wird ein magnetischer Toner 24 verwen-

0300 0 7/0811

- 40 - B 9811

det. Ein Eisenfinger 25 dient zum gleichmäßigen Auftragen des Toners 24 auf den Aluminiummantel 22.

Die Zusammensetzung des im Ausführungsbeispiel verwendeten magnetischen Toners 24 ergibt sich aus folgender Tabelle:

Polyesterharz 7.3 Gewichtsprozent Ferrit 25 Gewichtsprozent

Ruß 2 Gewichtsprozent

Kolloidales

_in Siliziumdioxid 0,3 Gewichtsprozent (extern zugegeben)

Der Eisenfinger 25 ist den magnetischen Polen des Permanentmagneten 2 3 gegenüber so angeordnet, daß der Abstand zwischen dem Ende des Eisenfingers 25 und dem Aluminiummantel 22 250 μ groß ist. Das Magnetfeld am Ende des Eisenfingers 25 hat eine Stärke von etwa 750 Gauss. Die Dicke des aufgetragenen magnetischen Toners 24 wird mittels des Eisenfingers 25 auf ungefähr 120 μ eingestellt. Der magnetische Toner ^l24 wird dann zur Entwicklungsstation befördert, wobei er infolge seiner Reibung an der Oberfläche des Aluminiummantels 22 negativ aufgeladen wird. Die Entwicklungsstation liegt den magnetischen Polen bzw. dem Zwischenraum zwischen den magnetischen Polen des Permanentmagneten 23 im Mantel 22 gegenüber. Ferner ist ein Tonerbehälter 27 vorgesehen.

Der Aluminiummantel 22 und der Eisenfinger 25 werden in elektrisch leitendem Zustand gehalten, um eine Entladung zwischen ihnen zu verhindern. Eine Wechselspannung wird mittels einer Versorgungsquelle 26 dem elektrisch leitenden Tragteil für die Trommel 21 aufgeprägt. Die Wechselspannung hat eine Frequenz von 400 Hz. Sie wird in Form einer Sinuswelle mit einer Amplitude von V = 1200 V bei Überlagerung einer Gleichspannung von 200 V abgegeben. Das Potential des elektrostatischen Bildes liegt bei 350 V für den BiIdbereich und bei -20 V für den bildfreien Bereich.

Mit der vorstehenden Entwicklungsvorrichtung konnten schleierfreie und scharfe Bilder mit guter Tonabstufung

030007/081 1

- 41 - B 9811

hergestellt werden.

Ausführungsbeispiel (3):

Gemäß dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein Bildträger 31 für das latente elektrostatische Bild mit einer Isolierschicht auf einer CdS-Schicht und dessen Rück- bzw. Gegenelektrode 32 vorgesehen. Der Bildträger 31 und die Rückelektrode 32 sind trommeiförmig ausgestaltet. In einem unmagnetischen korrosionsbeständigen Metallmantel 33 ist eine Magnetwalze 37 angeordnet. Der Bildträger für das elektrostatische latente Bild und der Metallmantel 33 sind mittels bekannter Abstandshalterungen so gehaltert, daß deren gegenseitiger Minimalabstand 300 μ beträgt. In einem Entwicklerbehälter ist ein einkomponentiger Magnetentwickler gelagert. Der Entwickler besteht im wesentlichen aus 70 Gewichtsprozent Styrol-Maleinsäureharz, 25 Gewichtsprozent Ferrit, 3 Gewichtsprozent Ruß und 2 Gewichtsprozent eines eine negative Ladung steuernden Agens, wobei die Bestandteile miteinander vermischt und gemahlen worden sind.

Ferner wurden 0,2 Gewichtsprozent kolloidales Siliziumdioxid von außen zugefügt, um das Fließvermögen des Entwicklers zu verbessern. Ein Eisenfinger 36 ist gegenüber dem Hauptpol 37a (850 Gauss) der im Metallmantel 33 eingeschlossenen Magnetwalze 37 angeordnet. Der Eisenfinger 36 steuert über magnetische Kräfte die Dicke, mit welcher der Magnetentwickler 34 auf dem Metallmantel 33 aufgetragen wird. Der Abstand zwischen dem Metallfinger 36 und dem Metallmantel 33 liegt bei ungefähr 240 μ. Die Dicke der auf den Metallmantel 33 mittels des Eisenfingers 36 aufgebrachten Entwickler-0 schicht liegt bei etwa 100 μ. Die von einer veränderbaren Wechselspannungsquelle 35 abgegebene Spannung wird zwischen die Rückelektrode 32 und den leitenden Teil des Metallmantels 33 gelegt. Der Metallfinger 36 und der Metallmantel haben gleiches Potential, um Unregelmäßigkeiten beim Auftragen des Entwicklers 34 zu verhindern.

Der Mittelwert des Potentials des elektrostatischen Bildes liegt bei 500 V für den Bildbereich und bei 0 V für

030007/0811

- 42 - B 9811

den bildfreien Bereich. Die externe Wechselspannung ist im wesentlichen eine Sinuswelle mit einer Frequenz von 400 Hz und einer peak-zu-peak-Spannung von 1500 V, wobei jedoch die Sinuswelle insoweit verzerrt ist, daß das Amplitudenverhältnis zwischen der positiven Phase und der negativen Phase den ungefähren Wert von 1,9:1 hat (hierauf wird noch eingegangen werden). Auch mit diesem Ausführungsbeispiel waren sichtbare Bilder guter Qualität erhältlich, deren Tonabstufung bei guter Bildschärfe und Schleierfreiheit ausgezeichnet war.

In Fig. 13A ist ein Schaltkreis zur Erzeugung einer verzerrten Sinuswelle dargestellt. In Fig. 13B ist das Ausgangssignal des in Fig. 13A dargestellten Schaltkreises wiedergegeben.

Der in Fig. 13A dargestellte Schaltkreis gibt die verzerrte und in Fig. 13B dargestellte Sinuswelle dadurch ab, daß lediglich die im negativen (-) Bereich liegenden Teile der sinusförmigen Wechselspannung mittels einer Diode 43 und Widerständen 44, 45 kleiner gemacht werden. Wenn der Widerstand 44 der Ausgangsklemme O gleitend gemacht wird, dann kann die im negativen (-) Bereich liegende Spannung verändert werden. Mit dem dargestellten Schaltkreis kann das gewünschte Ausgangssignal erheblich einfacher als durch Überlagerung einer Gleichspannung erzielt werden.

Auch mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel konnten die latenten Bilder zu schleierfreien Bildern mit ausgezeichneter Tonabstufung entwickelt werden.

Ausführungsbeispiel (4) :

0 Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 sind ein Bildträger für das elektrostatische latente Bild 46 mit einer Isolierschicht auf einer CdS-Schicht sowie dessen Rückelektrode 47 vorgesehen. Der Bildträger 46 und die Rückelektrode 47 sind trommeiförmig ausgestaltet. In einem unmagnetischen korrosionsfreien Metallmantel 48 ist eine Magnetwalze 52 angeordnet. Der Bildträger 46 und der Metallmantel 48 werden mittels bekannter Abstandshalterungen 55

030007/0811

- 43 - B 9811

in einem gegenseitigen Minimalabstand von 300 μ gehalten. In einem Entwicklerbehälter 53 wird ein einkomponentiger Magnetentwickler 49 gelagert. Der Entwickler 49 ist im wesentlichen aus 70 Gewichtsprozent Styrol-Maleinsäureharz, 25 Gewichtsprozent Ferrit, 3 Gewichtsprozent Ruß und 2 Gewichtsprozent eines die negative Ladung steuernden, goldhaltigen Farbstoffes zusammengesetzt, wobei die Zusammensetzung gemischt und gemahlen wurde. Ferner wurden von außen 0,2 Gewichtsprozent kolloidales Siliziumdioxid zugegeben, um die Fließfähigkeit des Entwicklers zu vergrößern. Gegenüber dem Hauptpol 52a (850 Gauss) der vom Metallmantel 48 umschlossenen Magnetwalze 52 ist ein Eisenfinger 51 angeordnet. Mittels magnetischer Kräfte steuert der Eisenfinger 51 die Dicke des auf den Metallmantel 48 aufgetragenen Magnetentwicklers 49. Der Abstand zwischen dem Eisenfinger 51 und dem Metallmantel 48 wird auf ungefähr 240 μ gehalten. Die Dicke der auf den Metallmantel aufgetragenen Entwicklerschicht wird mittels des Eisenfingers 51 bei ungefähr 100 μ gehalten. Eine variable Wechselspannungsquelle 50 trägt eine Wechsel-Vorspannung zwischen der Rückelektrode 47 und dem leitenden Teil des Metallmantels 48 auf. Um Unregelmäßigkeiten beim Aufbringen des Entwicklers zu vermeiden, liegen der Eisenfinger 51 und der Metallmantel 48 auf gleichem Potential.

Der Mittelwert des Potentials des elektrostatischen Bildes war 500 V für den dunklen Bereich und 0 V für den hellen Bereich. Die variable Wechselspannungsquelle ist mit Schwingungskreisen bestückt, so daß Wechselspannungen (a), (b) und (d) aus den vier in Fig. 5 dargestellten Spannungstypen ausgewählt und von der Spannungsquelle 50 abgegriffen werden können. Die einzelnen Versorgungsquellen bzw. Schwingungskreise sind an sich bekannt. Mit der Spannungsquelle 50 ist ein Umschalter 54 verbunden, der zur Auswahl der Frequenz- und Amplitudenwerte der Wechselspannungen (a), (b) und (d) dient. Als Umschalter 54 ist ein bekannter elektrischer Umschalter verwendbar.

Beim vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiel der

030007/0811

- 44 - B 9811

Entwicklungsvorrichtung kann die Bedienungsperson die von ihr jeweils gewünschte Bildqualität einstellen.

Durch Niederdrücken der Wähltaste A des elektrischen Umschalters 54 (siehe Fig. 14) werden die Vorspannungsbedingungen gemäß (a) festgesetzt, nämlich: f = 200 Hz, V _ = 900 V (220 V Gleichstrom-Überlagerung). Bei dieser Einstellung erhält der Benutzer der Entwicklungsvorrichtung ein fotografisches Bild ausgezeichneter Qualität und weicher Tönung. Bei einem Niederdrücken der Wähltaste B werden die Vorspannungsbedingungen gemäß (b) eingestellt, nämlich: f = 400 Hz, V = 1600 V (220 V Gleichstrom-Überlagerung). Dieser Satz Vorspannungsbedingungen wird vorzugsweise dann gewählt, wenn gewöhnliche Kopien hergestellt werden sollen. Bei einem Niederdrücken der Wähltaste C werden die Vorspannungsbedingungen gemäß den Bedingungen (d) festgelegt, nämlich: f = 900 Hz, V = 1600 V (120 V Gleichspannungs-Überlagerung) . Mit der Wahl dieses Satzes von Bedingungen sind Originale geringer Dichte und der Neigung zur Schleierbildung, oder Originale farbiger Bilder oder Originale, die im wesentlichen aus Strichvorlagen bestehen, ohne Schleier und mit guter Qualität reproduzierbar.

Die vorstehend angegebenen auswählbaren Kombinationen für die Vorgabewerte sind lediglich als Beispiel angegeben. Statt dessen können auch andere Frequenz- und Spannungswert-Kombinationen, die im vorstehend angegebenen Bereich liegen, gewählt werden.

In den Figuren 15A - D bis Figuren 18A - D ist die Hin- und Herbewegung des Entwicklers im Entwicklungszwischenraum bei niedriger Frequenz der angelegten Vorspannung bzw. des angelegten äußeren Feldes während des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens dargestellt. Ferner ist in diesen Figuren der Schwingungszustand bzw. die Schwingungsbewegung des Entwicklers dargestellt, wenn die Frequenz f der angelegten Vorspannung groß ist (beispielsweise 2 kHz oder mehr).

Aus den Figuren 3A, 3B, 5 und 6, in denen die Ergebnisse von durchgeführten Versuchen wiedergegeben sind, ist der bevorzugte Frequenzbereich zur Verbesserung der Tonabstufung

Π30007/081 1

- 45 - B 9811

wiedergegeben. Die Hin- und Herbewegung des Entwicklers im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist beispielsweise in den Figuren 15A - D und 17A - D dargestellt. Die Figuren 15A - D zeigen die Bewegung des Entwicklers im Zwischenraum zwischen dem Bildbereich 4a des Bildträgers für das sichtbar zu machende Bild und dem Tonerträger 5. Die Figuren 17A - D zeigen die Bewegung des Entwicklers im Zwischenraum zwischen dem bildfreien Bereich 4b des Bildträgers 4 für das latente Bild und dem Tonerträger 5.

(A) in den Figuren 15 und 17 zeigt den Anfangszustand, in welchem kein Vorfeld angelegt ist. Im Toner-Übergangszustand gemäß Buchstabe (B) der Figuren 15 und 17 geht mehr Tonermaterial vom Tonerträger 5 zum Bildbereich 4a infolge dessen elektrostatischer Anziehungskraft als zum bildfreien Bereich 4b über. Gleichwohl geht aber auch vom Tonerträger 5 Tonermaterial zum bildfreien Bereich 4b über und erreicht diesen. Die in den Zeichnungen wiedergegebenen Pfeile veranschaulichen die Bewegungsrichtung des Toners. Wenn das angelegte Feld seine Phase umkehrt - dieser Zustand ist mit dem Buchstäben (C) in den Figuren 15 und 17 dargestellt - liegt der Toner-Rückübergangszustand vor. Im Toner-Rückübergangszustand kehrt eine relativ kleine Tonermenge vom Bildbereich 4a zum Tonerträger 5 zurück. Im bildfreien Bereich 4b ist dagegen keine Ladung vorhanden, welche den Toner anzieht.

Demgemäß wird bei einer Umpolung der Vorspannung praktisch die gesamte Tonermenge, die während des Toner-'Jbergangszustandes auf den bildfreien Bereich 4b übergegangen ist, wieder zum Tonerträger 5 zurückgeführt. Bei erneutem Phasenwechsel der Vorspannung findet ein Wechsel zum Toner-übergangszustand statt. Dieser Zustand ist mit dem Buchstaben (D) in den Figuren 15 und 17 dargestellt. Die vorstehend beschriebene Hin- und Herbewegung wird mehrere Male wiederholt, so daß der Toner mehrere Male den Entwicklungszwischenraum durchfliegt. Hierbei erreicht der Entwickler auch 5 den bildfreien Bereich. Vom Halbton-Bildbereich nahe des hellen oder weißen Bereiches mit relativ geringem Potential bis zum fest zusammenhängenden dunklen Bildbereich wird das

030007/0811

- 46 - B 9811

Bild getreu seiner Potentialverteilung sichtbar gemacht.

Bei den Ausführungsbeispielen für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens war der Bildträger für das latente Bild als Trommel und der Tonerträger als Mantel ausgestaltet und derart zueinander angeordnet, daß bei einer Drehung dieser beiden Teile in gleicher Richtung die einander gegenüberliegenden Abschnitte der Trommel und des Mantels sich allmählich von einer Stellung größter Nähe immer weiter voneinander entfernen. Demgemäß nimmt die Intensität des Vorspannungs-Wechselfeldes im Entwicklungszwischenraum allmählich ab und konvergiert auf einen bestimmten Wert, bei welchem der Entwicklungsvorgang abgeschlossen wird. In demjenigen Zustand, in welchem das Feld auf den bestimmten Wert hin konvergiert, ist die Tonabstufung besonders hervorragend, wobei praktisch kein Entwickler am bildfreien Bereich haften bleibt.

Wird dagegen die Frequenz des Wechselfeldes bis zu hohen Frequenzen, beispielsweise 2 kHz oder höher, gesteigert, ergibt sich eine geringere Tonabstufung. Diese Phänomene werden anhand der Figuren 16A - D und 18A - D erläutert. Die Figuren 16A und 18A zeigen den Zustand des Bildträgers für das latente Bild 4 und des Tonerträgers vor Anlegen einer Vorspannung. Wenn die Vorspannung für einen Toner-Übergang an den Bildbereich 4a angelegt wird, wird der Toner vom Tonerträger 5 gelöst und in Richtung des Bildbereiches 4a bewegt. Dieser Zustand ist in Fig. 16B dargestellt. Hierbei ist jedoch der Grad des Toner-Überganges unregelmäßig, da die einzelnen Tonerpartikel Einzelkräften unterworfen sind und die Frequenz der Vorspannung 0 hoch ist. Infolge dieser hohen Frequenz kommt vor einem Ausgleich dieser Unregelmäßigkeit eine Umpolung der Vorspannung auf den Toner zur Wirkung, so daß das umgepolte Feld sowohl auf diejenigen Tonerpartikel einwirkt, welche* den Bildbereich 4a erreicht haben, als auch auf diejenigen Tonerpartikel, die sich noch im Entwicklungszwischenraum in quasi suspendierter Form befinden. Hierbei kann davon ausgegangen werden, daß die meisten der suspendierten Toner-

Π30007/0811

- 47 - B 9811

partikel zur Seite des Tonerträgers zurückkehren. Diese Verhältnisse sind in Fig. 16C dargestellt. Wird das Vorspannungsfeld wiederum umgepolt, bevor die Rückübergangsbewegung der Tonerpartikel beendet ist, dann werden die Tonerpartikel wiederum der in Richtung des Bildbereiches 4a gerichteten Kraft unterworfen. Dieses Kräftespiel hat zur Folge, daß nicht eine Hin- und Herbewegung, sondern eine Schwingung des Toners im Raum zwischen dem Bildbereich 4a und dem Tonerträger 5 stattfindet.

Im Raum zwischen dem bildfreien Bereich 4b, in welchem keine latenten Bildladungen vorhanden sind, und dem Tonerträger, tritt die Schwingung der Tonerpartikel noch deutlicher zutage. Diese Verhältnisse sind in den Figuren 18A - D dargestellt. Ausgehend vom in Fig. 18A dargestellten Anfangszustand wird eine Vorspannung zum Toner-übergang angelegt. Wenn hierbei die Vorspannung den Übergangs-Schwellwert überschreitet, wird der Toner vom Tonerträger 5 abgelöst. Da jedoch die Frequenz der Wechselspannung hoch ist - siehe Fig. 18B- wird die Phase der Vorspannung umgepolt, bevor die Tonerpartikel den bildfreien Bereich 4b erreichen. Aufgrund der Umpolung kehren die Tonerpartikel zum Tonerträger 5 zurück (Fig. 18C). Wird nun wieder die für den Toner-Übergang geeignete Phase angelegt, löst sich der Toner wiederum vom Tonerträger 5. In dieser Zeit liegt jedoch der Toner in quasi suspendierter Form im Entwicklungszwischenraum vor. Danach findet eine Umpolung der Wechselspannung statt, so daß der Toner wiederum zum Tonerträger 5 zurückkehrt (Fig. 18D)· Der Toner schwingt also im Entwicklungszwischenraum hin und her und gelangt praktisch nicht zum bildfreien Bereich 4b. Demgemäß haften auch nach Beendigung des Entwicklungsvorganges keine Tonerpartikel am bildfreien Bereich 4b. Vorstehend geschilderte Maßnahmen verhindern also eine Schleierbildung. Es wird jedoch angenommen, daß der Toner in demjenigen Bereich, der ein Halbton-Bild-Potential hat - dieses Potential liegt ungefähr im Bereich des Potentials des hellen Bereiches bzw. bildfreien Bereiches - nicht in ausreichender Menge haftet, so daß eine

030007/0811

- 48 - B 9811

Verringerung der Tonabstufung eintritt. Theoretische Oberlegungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß dieses Phänomen bis zu einem bestimmten, 2 kHz überschreitenden Hochfrequenzbereich auftritt. Hierdurch würden Schwierigkeiten bei der Reproduktion einer Tonabstufung auftreten, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wird.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß das Bildflächenpotential V_D positiv ist. Die . Erfindung ist jedoch auf das Vorhandensein eines positiven Bildpotentiales nicht beschränkt. Sie ist ebenso auf den Fall anwendbar, bei welchem das Potential des Bildbereiches negativ ist. Die Erfindung ist mit gleich gutem Erfolg auch beim letztgenannten Fall anwendbar, wenn der Positivwert des Potentials klein und der negative Wert des Potentials groß ist. Ist die Ladung des Bildbereiches negativ, müssen die bereits früher wiedergegebenen Gleichungen (1) bis (4) durch die folgenden Gleichungen (1') bis (4¹) ersetzt werden.

V max > VL > VD > V min ( 1' )

|V min - VL| > |VL - V max| J (2·)

|V min - VdI < |VL - V max| J

V min «2 VD - Jvth'rj (3<)

V max ^VL + |Vth'f| (/,, )

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden im wesentlichen ein Bildträger für ein latentes Bild und ein unmagnetischer Entwicklungsträger, der mit einem magnetischen Entwickler beschichtet ist und einen Magneten umschließt, einander gegenüber angeordnet. Hierbei wird in der Entwicklungsstation ein Abstand zwischen dem Bildträger und dem Entwicklerträger eingehalten, der größer als die Dicke der Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträger ist. Gleichzeitig wird ein elektrisches Wechselfeld angelegt, dessen eine Phase so

030007/081 1

- 49 - B 9811

gepolt ist, daß der Entwickler - ausgehend vom Entwicklerträger - in Richtung der einen Seite sowohl den Bildbereich als auch den bildfreien Bereich des Bildträgers des latenten Bildes im Entwicklungszwischenraum erreicht, und dessen andere Phase umgekehrt gepolt ist bzw. umgekehrte Feldrichtung hat, so daß im Entwicklungszwischenraum eine Vorspannung in einer solchen Richtung wirkt, daß zumindest die Entwicklerteile, welche den bildfreien Bereich erreicht haben, in Richtung des Entwicklerträgers zurückkehren. Ferner ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben worden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens, bei welchem ein magnetischer Entwickler verwendet und ein Übergang und Rückübergang des Entwicklers bewirkt wird, können ausgezeichnete schleierfreie Bilder mit guter Tonreproduktion und Bildschärfe in den Randbereichen dadurch erhalten werden, daß ein Vorspannungs-Wechselfeld geringer Frequenz angelegt wird. Neben den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Entwickeln latenter Bilder auch auf Bilder angewandt werden, welche durch elektrofotografische Verfahren, elektrostatische Aufzeichnungsverfahren oder andere Verfahren zur Herstellung von Bildern gewonnen wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß während des Entwickeins ein elektrisches Wechselfeld im nachstehend wiedergegebenen Bereich angelegt wird:

( 400V = V = 2500V J P-P

I kQ Hz ^
30

Hz i f = 1.5

wobei V _ die Amplitude eines vorzugsweise mit geringer Frequenz schwingenden Wechselfeldes und f die Frequenz des Wechselfeldes darstellen. Die erfindungsgemäße Lehre gibt auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens an. nc Bei der Anwendung eines Wechselfeldes niedriger Frequenz im oben angegebenen Bereich wechseln sich der übergang des Entwicklers zum bildfreien Bereich und der Rückübergang des

0?0007/081 1

- 50 - B 9811

Entwicklers zum Bildträger nacheinander ab. Diese Hin- und Herbewegung des Entwicklers wird im Entwicklungszwischenraum zwischen dem Entwicklerträger und dem bildfreien Bereich an der Entwicklungsstation durchgeführt. Insbesondere die vorstehend geschilderte Hin- und Herbewegung des Entwicklers führt zu einer ausgezeichneten Reproduktion mit hervorragender Tonabstufung. Die erfindungsgemäße Lehre umfaßt auch die Maßnahme, daß eine Schicht magnetischen Entwicklers auf einen unmagnetischen Mantel, der einen Magneten umschließt, aufgebracht wird, wobei der magnetische Entwickler infolge des Magnetfeldes stärker am Mantel haftet. Hierdurch kann der Wert Vth-f, nämlich das Schwellenpotential für einen Entwickler-Übergang, ausreichend hoch gehalten werden. Auch diese Maßnahme dient dazu, daß die Menge des am bildfreien Bereich haftenden Entwicklers reduziert und damit eine Schleierbildung minimalisiert wird.

Neben dem bereits eingangs genannten Stand der Technik wird hiermit auch Bezug genommen auf die mit gleichem Titel gleichzeitig mit vorliegender' Anmeldung eingereichte Anmeldung desselben Anmelders (internes Aktenzeichen B 9809).

030007/0811

eerse

ite

Claims (1)

1. 27. Juli lⁿ79 Patentansprüche η op] ]

   1. Verfahren zur Entwicklung eines latenten Bildes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

   Anordnen eines Bildträgers für ein latentes Bild mit einer Rückelektrode und einem auf seiner Oberfläche ausgebildeten Bild sowie eines unmagnetischen, leitenden Entwicklerträgers mit einer Schicht magnetischen Entwicklers auf seiner Oberfläche und einem in ihm angeordneten Magneten an einander gegenüberliegenden Positionen in einer Entwicklungsstation derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträgers ger einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand voneinander haben, der größer als die Dicke der Entwicklerschicht ist;

   Bewegen des Bildträgers für das latente Bild und des unmagnetischen, leitenden Entwicklerträgers in im wesentlichen gleicher Richtung; und

   Durchführen der Entwicklung bei gleichzeitigem Aufprägen eines elektrischen Wechselfeldes mit einer Frequenz kleiner oder gleich 1,5 kHz derart, daß die Feldrichtung des elektrischen Feldes im Entwicklungszwischenraum sowohl im Bildbereich als auch im bildfreien Bereich wechselt.

   2. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß eine Frequenz gewählt wird, die folgender Relation genügt:

   0.3 x V < £ 1 1,000, P

   wobei V die Umfangsgeschwindigkeit (mm/sec.) des Bildträgers für das latente Bild und f die Frequenz (Hz) des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren.

   030007/081 1

   - 2 - B 9811

   3. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Wechselfeld gewählt wird, das folgenden Relationen genügt:

   Bei einer positiven Ladung des Bildbereiches:

   . ι

   V I / ■ I V - V .

   " d' ^* D mm

   und bei einer negativen Ladung des Bildbereiches:

   IV - V I > IV - V I

   I min LIiL max I

   l^Vmin - ^VdI< I^VD - ^xI,

   wobei, ausgehend von der Spannung der Rückelektrode des BiIdträgers für das latente Bild, die Größen V den Maximalmax

   wert der elektrischen Wechselspannung des unmagnetischen, leitenden Entwicklerträgers, V . den Minimalwert der oben

   mm

   genannten Spannung, V das Potential des Bildbereiches und V das Potential des bildfreien Bereiches repräsentieren. 20

   4. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung gewählt wird, die folgenden Bedingungen genügt:

   Bei einer positiven Ladung des Bildbereiches: 25

   min L - ' '

   und bei einer negativen Ladung des Bildbereiches max L '

   wobei die Größe Vth-f den Potentialdifferenz-Schwellwert repräsentiert, ab welchem der Entwickler für einen Übergang zur Oberfläche des Bildträgers für das latente Bild von der Oberfläche des unmagnetischen, leitenden Entwicklerträgers abgelöst wird.

   030007/0811

   - 3 - B 9811

   5. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung gewählt wird, die folgenden Relationen genügt:

   Bei einer positiven Ladung des Bildbereiches:

   V ^ V_n + |Vth-r| max D '

   und bei einer negativen Ladung des Bildbereiches: _y

   wobei die Größe Vth-r den Potentialdifferenz-Schwellwert repräsentiert, ab welchem der Entwickler für einen übergang zum unmagnetischen, leitenden Entwicklerträger von der Oberfläche des Bildträgers für das latente Bild abgelöst wird.

   6. Entwicklungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Aufbringen des Entwicklers auf den unmagnetischen, leitenden Entwicklerträger ein magnetischer Applikator verwendet wird, der einem Pol des im unmagnetischen, leitenden Entwicklerträger angeordneten Magneten gegenüber angeordnet ist, wobei ein Abstand von 50 bis 500 μ zwischen dem Ende des magnetischen Applikators und der Oberfläche des unmagnetischen, leitenden Entwicklerträgers eingehalten wird.

   7. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler auf den unmagnetischen, leitenden Entwicklerträger mit einer zwischen 50 μ und 200 μ liegenden Dicke aufgetragen wird.

   8. Entwicklungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bildträger für das latente Bild und dem unmagnetischen, leitenden Entwicklerträger ein Abstand gewählt wird, der zwischen 100 μ und 500 μ liegt.

   030007/0811

   - 4 - B 9811

   9. Entwicklungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ortsfest im unmagnetischen, leitenden Entwicklerträger derart angeordnet wird, daß zum Entwickeln ein magnetischer Pol in der Entwicklungsposition dem latenten Bild gegenüber angeordnet ist.

   10. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

   Anordnen eines Bildträgers für ein latentes Bild und eines unmagnetischen Entwicklerträgers mit einer auf ihm angeordneten magnetischen Entwicklerschicht und einem von ihm umschlossenen Magneten in einer Entwicklungsstation derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüberliegen und einen gegenseitigen Abstand aufweisen, der größer als die Dicke der Entwicklerschicht ist, und Durchführen der Entwicklung, wobei gleichzeitig ein elektrisches Wechselfeld angelegt wird, welches folgender Beziehung genügt:

   400 VuV -k 2500 V

   ^O Hz ^ f < 1.5 KHz _y

   wobei die Größen V die Amplitude des elektrischen Wechselfeldes (V:Spitze-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren und das elektrische Wechselfeld in der einen Phase eine derartige Polarität aufweist, daß der Entwickler im Entwicklungszwischenraum vom Entwicklerträger aus in einer Richtung wandert und dabei sowohl den Bildbereich als auch den bildfreien Bereich des Bildträgers für das latente Bild erreicht,sowie ferner eine Phase mit einer der vorstehend genannten Polarität entgegengesetzten Polarität aufweist, die zu einer derart gerichteten Vorspannung führt, daß zumindest der bis zum bildfreien Bereich gelangte Entwickleranteil zur Seite des Entwicklerträgers zurückkehrt.

   030007/0811

   ORfGfNAL JNSRECTED

   - 5 - B 9811

   11. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildträger für das latente Bild ein trommelförmiger Trägerund als Entwicklerträger ein drehbares Glied derart verwendet werden, daß der Bildträger für das Iatente Bild und der Entwicklerträger zunächst ihre Stellung mit minimalem gegenseitigen Abstand einnehmen und sich, ausgehend von dieser Stellung, voneinander entfernen, so daß die Intensität des elektrischen Wechselfeldes im Ent- - Wicklungszwischenraum geändert wird. 10

   12. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Größe des Entwicklungszwischenraumes d eine Amplituden- und Frequenz-Kombination für das elektrische Wechselfeld gewählt wird in welcher die Amplitude V und die Frequenz f relativ groß sind.

   13. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

   Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches latentes Bild mit einer Rückelektrode und einem auf ihm ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild sowie eines unmagnetischen Mantels, der auf seiner Oberfläche eine magnetische Entwicklerschicht trägt und einen Magneten umschließt, derart, daß sie sich in einer Entwicklungsstation einander gegenüberliegen und einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden gegenseitigen Abstand aufweisen, der größer als die Dicke der Entwicklungsschicht ist;

   Durchführen der Entwicklung bei gleichzeitigem Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes, welches folgender Beziehung genügt:

   'iOO V< V < 2500 V - p-p -

   kO Hz %f <1.5 KHz _f

   wobei die Größen V _ die Amplitude des elektrischen Wechselfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren derart, daß das

   Π30007/0811

   OWGlNAl. IMWCT6Ö

   - 6 - B 9811

   elektrische Feld im Entwicklungszwischenraum zu einem Wechselfeld führt, das die einer Phase eine bestimmte Polarität aufweist, die zu einer Bewegung des magnetischen Entwicklers von der Ummantelung in Richtung der einen Seite führt, so daß der Entwickler sowohl den Bildbereich als auch den bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild erreicht, und das die andere Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzte Polarität aufweist, die zu einer Rückkehr zumindest desjenigen Entwickleranteiles zur Mantelseite führt, welcher den bildfreien Bereich erreicht hat.

   14. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Wechselfeld asymmetrisch ist.

   15. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisches Wechselfeld eine Wechselspannung mit einer überlagerten Gleichspannung verwendet wird.

   16. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Wechselfeld durch Verzerren der Wellenform einer Wechselspannung erzeugt wird.

   17. Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Bilder, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

   Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches Bild mit einer Rückelektrode und einem auf ihm angeordneten 0 elektrostatischen Bild sowie eines unmagnetischen Entwicklerträgers mit einer auf ihm angeordneten Entwicklerschicht und einem in ihm angeordneten Magneten, derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüberliegen und einen einen Entwicklungszwischenraum aufweisenden Abstand voneinander haben;

   Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes geringer Frequenz an den EntwicklungsZwischenraum, welches auf den Ent-

   030007/0811

   ORIGINAL IfJSPECTED

   - 7 - B 9811

   Wicklungszwischenraum zur Durchführung eines Entwicklungsprozesses einwirkt, der im wesentlichen aus den folgenden Prozeßstufen besteht:

   einer ersten Entwicklungsprozeß stufe, in welcher der Entwicklungs-Zwischenraum größer als die Dicke der auf dem Entwicklerträger haftenden Entwicklerschicht ist und das auf den Entwicklungszwischenraum einwirkende elektrische Wechselfeld sowohl eine Ubergangs_-Phase hat, die zu einer vom Entwicklerträger ausgehenden einseitigen Bewegung des magnetischen Entwicklers bis zum Erreichen des Bildbereiches und des bildfreien Bereiches des Bildträgers des elektrostatischen Bildes führt, als auch eine Rück- Übergangs-Phase aufweist, die zu einer einseitigen Rückbewegung des die fraglichen Bereiche erreicht habenden Entwicklers in Richtung des Entwicklerträgers führt, wobei sich beide Phasen während der ersten Entwicklungsstufe wiederholt abwechseln; und einer zweiten Entwicklungsprozeßstufe, in welcher der Entwicklungszwischenraum größer als in der ersten Entwicklungsprozeßstufe ist und das auf den Entwicklungszwischenraum einwirkende elektrische Wechselfeld sowohl eine Ubergangs-Phase hat, die zu einer vom Entwickler träger ausgehenden einseitigen Bewegung des magnetischen Entwicklers bis zum Erreichen nur des Bildbereiches des Bildträgers für das elektrostatische Bild führt, als auch eine Rück- Übergangs-Phase aufweist, die zu einer einseitigen Rückbewegung des im bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild vorhandenen magnetischen Entwicklers zum Entwicklerträger führt, wobei beide Phasen in der zweiten Entwicklungsprozeßstufe abwechselnd wiederholt werden.

   18. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für das elektrische Wechselfeld eine Frequenz gewählt wird, die kleiner als 1,5 kHz und größer als Hz ist.

   030007/0811

   - 8 - B 9811

   19. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

   Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches Bild und eines unmagnetischen Entwicklerträgers mit einer auf ihm angeordneten magnetischen Entwicklerschicht und einem von ihm umschlossenen Magneten, derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger in einer Entwicklungsstation einander gegenüberliegen und einen einen Entwicklungszwi-· , schenraum bildenden Abstand voneinander haben; sowie Durchführen der Entwicklung durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung zwischen der Rückelektrode des Bildträgers für das elektrostatische Bild und dem Entwicklerträger mit einer unter 1,5 kHz liegenden Frequenz, wobei die Frequenz und der Spannungswert der Wechselspannung in Abhängigkeit von der Bildart geändert werden.

   20. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

   Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches latentes Bild mit einer Rückelektrode und einem auf ihm ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild sowie einer unmagnetischen Ummantelung mit darauf angeordneter magnetischer Entwicklerschicht und einem in ihr angeordneten Magneten, derart, daß der Bildträger und die Ummantelung in einer Entwicklungsstation einander gegenüberliegen und einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand voneinander haben, der größer als die Dicke der Entwicklungsschicht ist; und

   Durchführen der Entwicklung unter gleichzeitigem AnIe-0 gen eines elektrischen Wechselfeldes, das folgenden Relationen genügt:

   ( 400 V< V ^ 2500 V

   V. kO Hz < f &1.5 KHz _f 35

   wobei die Größen V _ die Amplitude des elektrischen Wechselfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des

   Π30007/0811

   ORIGINAL INSPECTED

   - 9 - B 9811

   elektrischen Wechselfeldes repräsentieren, derart, daß das dem Entwicklungszwischenraum aufgeprägte elektrische Feld ein elektrisches Wechselfeld hervorruft, das eine Phase mit einer solchen Polarität hat, die zu einer von der Ummantelung ausgehenden einseitigen Bewegung des magnetischen Ent-Wicklers bis zum Erreichen sowohl des Bildbereiches als auch des bildffeien Bereiches des Bildträgers für das elektrostatische latente Bild führt, und eine weitere Phase mit einer der erstgenannten Polarität entgegengesetzten Polarität aufweist, die zu einer Rückbewegung des wenigstens den bildfreien Bereich erreicht habenden magnetischen Entwicklers in Richtung der Mantelseite führt, wobei die Frequenz und die Amplitude innerhalb des oben angegebenen Wertbereiches in Abhängigkeit der Bildart verändert v/erden.

   21. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz gewählt wird, die folgender Beziehung genügt:

   f > 0. 3 x V ( Hz)

   wobei die Größe V die Geschwindigkeit (mm/sec.) des Bildträgers für das elektrostatische latente Bild repräsentiert.

   22. Entwicklervorrichtung, gekennzeichnet durch: einen Bildträger (4; 11; 21; 31; 46) mit einer Rückelektrode (32; 47) und einem auf ihm ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild;

   einen unmagnetischen Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48), der auf seiner Oberfläche einen magnetischen Entwickler (14; 24; 34; 49) trägt und einen Magneten (13; 23; 27; 42) umschließt;

   eine Abstandshalterung (55) zur Anordnung des Bildträgers (4; 11; 21; 31; 46) und des unmagnetischen Entwicklerträgers (5; 12; 22; 33; 48) derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger in der Entwicklungsstation einander gegenüberliegen und einen vorgegebenen, einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand voneinander haben; und

   0 30007/0811

   - 10 - B 9811

   eine Versorgungseinrichtung (16; 26; 35; 50) zum Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an den Entwicklungszwischenraum, wobei das elektrische Wechselfeld ein Wechselfeld niedriger Frequenz ist, das eine Phase mit einer bestimmten Polarität aufweist, die zu einer vom Entwicklerträger (5; 12; 22; 43; 48) ausgehenden einseitigen Bewegung des magnetischen Entwicklers (14; 24; 34; 49) bis zum Erreichen des Bildbereiches (4a) und des bildfreien Bereiches (4b) des Bildträgers (4; 11; 21; 31; 46) führt, und eine weitere Phase mit einer der erstgenannten Polarität entgegengesetzten Polarität aufweist, die zu einer Rückbewegung des magnetischen Entwickleranteiles zur Bildträgerseite führt, der wenigstens den bildfreien Bereich (4b) erreicht hatte. i

   23. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung zur Erzeugung des Wechselfeldes folgenden Bedingungen genügt:

   r Ίοο ν <= ν c 2000 ν

   1 - p-p -

   I ΊΟ Hz Sf < 1.5 KHz
   20

   wobei die Größen V die Amplitude des elektrischen Wech-

   P-P ^
   selfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz

   des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren.

   24. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Aufbringen des magnetischen Entwicklers auf den Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) ein magnetisches Glied (15; 25; 36; 51) vorgesehen ist, das einer einen magnetischen Pol im Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) aufweisenden Position gegenüber angeordnet ist und mit seinem Ende einen Abstand von 50 bis 500 μ von der Oberfläche des Entwicklerträgers (5; 12; 22; 33; 48) hat.

   25. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des auf den

   Π 30007/0811

   - 11 - B 9811

   Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) aufgetragenen Entwicklers größer als 50 μ und kleiner als 200 μ ist.

   26. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalabstand zwischen dem Bildträger (4; 11; 21; 31; 46) für das elektrostatische latente Bild und dem Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) größer als 100 μ und kleiner als 500 μ ist.

   27. Entwicklervorrichtung, gekennzeichnet durch:

   einen Bildträger (4; 11; 21; 31; 36) mit einer Rückelektrode (32; 47) und einem auf ihm angeordneten latenten elektrostatischen Bild;

   eine unmagnetische Ummantelung (5; 12; 22; 33; 48) mit darauf angeordnetem magnetischen Entwickler (14; 24; 34; 49) und einem darin angeordneten Magneten (13; 23; 37; 52); eine Abstandshalterung (55) zur Anordnung des Bildträgers (4; 11; 21; 31; 46) und der unmagnetischen Ummantelung (5; 12; 22; 33; 48) in einer Entwicklungsstation, derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüberliegen und einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand voneinander haben;

   eine Versorgungseinrichtung (16; 26; 35; 50) zum Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an den Entwicklungs-Zwischenraum, wobei das elektrische Wechselfeld eine Phase mit einer bestimmten Polarität aufweist, die im Entwicklungszwischenraum zu einer einseitigen Bewegung des magnetischen Entwicklers (14; 24; 34; 49) bis zum Erreichen sowohl des Bildbereiches (4a) als auch des bildfreien Bereiches (4b) des Bildträgers (4; 11; 21; 31; 46) führt, und eine weitere Phase mit einer der Polarität der ersten Phase entgegengesetzten Polarität aufweist, die zu einer einseitigen Rückbewegung desjenigen magnetischen Entwickleranteiles führt, der wenigstens den bildfreien Bereich (4b) erreicht hat; und

   eine Steuereinrichtung (50; 54), mittels derer die Frequenz und der Amplitudenwert des elektrischen Feldes in

   030007/0811

   - 12 - B 9811

   Abhängigkeit von der Bildart veränderbar sind, wobei das alternierende elektrische Feld folgenden Beziehungen genügt:

   ί 400 V < V <· 2500 V
   j -P-P=

   ( 40 Hz ^ f <. 1. 5 KHz _f

   wobei die Größen V die Amplitude des elektrischen Wech-

   p-p

   selfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des Wechselfeldes repräsentieren.

   28. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Aufbringen des magnetischen Entwicklers (14; 24; 34; 49) auf die Ummantelung (5; 12; 22; 33; 48) ein magnetisches Glied (15; 25; 36; 51) an einer einem magnetischen Pol in der Ummantelung (5; 12; 22; 33; 48) gegenüberliegenden Position angeordnet ist, dessen Ende einen Abstand von 50 bis 500 μ von der Oberfläche der Ummantelung (5; 12; 22; 33; 48) hat.

   29. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Ummantelung (5; 12; 22; 33; 48) aufgebrachte Entwicklerschicht größer als 50 μ und kleiner als 200 μ ist.

   30. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalabstand zwischen dem Bildträger (4; 11; 21; 31; 46) für das elektrostatische latente Bild und der Ummantelung (5; 12; 22; 33;

   48) größer als 100 μ und kleiner als 500 μ ist.

   030007/0811