DE2930619A1

DE2930619A1 - Verfahren zum entwickeln eines latenten bildes und vorrichtung hierfuer

Info

Publication number: DE2930619A1
Application number: DE19792930619
Authority: DE
Inventors: Nagao Hosono; Junichiro Kanbe; Tohru Takahashi; Tsutomu Toyono
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-02-07
Also published as: FR2433780A1; US5096798A; AU531301B2; GB2028176B; GB2028176A; SG24383G; FR2433780B1; HK35784A; US4913088A; US4395476A; AU4911679A; CA1138723A; DE2930619C2

Description

■■» tn if Patentanwälte:

MEDTKE - DÜHLING - I\INNE Dipl.-Ing. H.Tiedtke

/■% r> Dipl.-Chem. G. Bühling

V3RUPE ~ Κ ELLMANN - 11 - Dipl.-Ing. R. Kinne

2930619 Dipl.-Ing. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavarraring 4, Postfach 20 2403

CANON KABUSHIKI KAISHA 8000 München 2

Tel.: 0 89-5396 Tokyo, Japan Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

27. Juli 1979

B 9809

Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes und Vorrichtung hierfür

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren ζ upj Entwickeln

eines latenten Bildes mit Hilfe eines Entwicklers sowie auf eine Vorrichtung hierfür. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung, bei welcher ein einkomponentiger Entwickler verwendet wird.

Es sind bereits verschiedene Entwicklungsverfahren bekannt geworden, bei welchen ein einkomponentiger Entwickler verwendet wird, beispielsweise unter den folgenden Namen: Puder-Wolken-Verfahren, bei welchem die Tonerpartikel in einem wolkenartigen Zustand gehalten werden; Kontakt-Entwicklungsverfahren, bei welchem eine gleichförmige Tonerschicht auf einem Tonerträger gebildet und hierbei zu Entwicklungszwecken im wesentlichen ein Gewebe oder eine Folie in Kontakt mit der ein elektrostatisches Bild tragenden Oberfläche gebracht wird; und Trockenmagnet(magnedry)-Verfahren, bei welchem ein leitender magnetischer Toner auf einer Magnetbürste aufgebracht und die Magnetbürste zu Entwicklungszwecken in Kontakt mit der ein elektrostatisches Bild tragenden Oberfläche gebracht wird. Von den bekannten Entwicklungsverfahren, welche einen einkomponentigen Entwickler verwenden, wird beim Puder-Wolken-Verfahren, beim Kontakt-Entwicklungsverfahren und

fleutsc.tie Bank (MunchenS Ktc 51'6'07O rw-sdnc'Biviii iMurctip") Kto 3''3984-I Postscheck (üunrivn klo e.0-!Vii0-1

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beim Trockenmagnet-Verfahren jeweils der Toner zur Anlage sowohl an den Bildbereich (dies ist derjenige Bereich, an welchem der Toner anhaften soll) als auch an den bildfreien Bereich (dies ist der Hintergrundbereich, an welchem der Toner nicht anhaften soll)gebracht. Dies führt dazu, daß der Toner mehr oder weniger am bildfreien Bereich anhaftet und somit zwangsläufig zu Bildschleiern führt.

Zur Vermeidung der Schleierbildung wurde das Transport-Entwicklungsverfahren vorgeschlagen. Hierbei ist ein Zwischenraum zwischen dem Tonerspender bzw. -donör und dem Bildträger vorgesehen, wobei eine Tonerschicht und die Oberfläche des Bildträgers einander im einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand während der Entwicklung angeordnet werden. Der Toner fliegt hierbei infolge des vom Bildbereich ausgehenden elektrostatischen Feldes zu eben diesem Bildbereich. Der Toner kommt hierbei nicht in Kontakt mit dem bildfreien Bereich. Derartige Entwicklungsverfahren sind beispielsweise in 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 beschrieben. Diese bekannten Entwicklungsverfahren verhindern äußerst wirkungsvoll eine Schleierbildung. Gleichwohl weist das aus dem latenten Bild mittels dieser Verfahren gewonnene sichtbare Bild im allgemeinen die nachfolgend aufgelisteten Nachteile auf, insbesondere deswegen, weil die Flugbahn des Toners während der Entwicklung vom resultierenden elektrischen Feld des elektrostatischen Bildes bestimmt wird.

Ein erster Nachteil ist darin zu sehen, daß die Bildschärfe im Randbereich verringert ist. Das vom Randbereich des elektrostatischen Bildes ausgehende elektrische Feld ist so aufgebaut, daß bei Verwendung eines elektrisch leitenden Teiles als Träger für den Entwickler die vom Bildbereich ausgehenden Feldlinien den Tonerträger erreichen, so daß die Tonerpartikel längs dieser Feldlinien fliegen und an der Oberfläche des fotoempfindlichen Mediums zur Anhaftung gelangen. Hierdurch wird eine Entwicklung im Mittelbereich des Bildbereiches herbeigeführt. Jedoch ge-

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langen die vom Kantenbereich des Bildes ausgehenden elektrischen Feldlinien nicht zum Tonerträger, und zwar infolge der im bildfreien Bereich induzierten Ladungen. Demgemäß ist eine Anhaftung von Tonerpartikeln im Bildrand mehr oder weniger dem Zufall überlassen; einige Tonerpartikel haften gerade eben noch, andere haften überhaupt nicht. Das resultierende Bild ist undeutlich und unscharf an den Bildrändern. Geht man von einer Strichvorlage aus, dann scheinen die entsprechenden Strichmuster im entwickelten Bild gegenüber dem Original verdünnt zu sein.

Um die oben genannten Nachteile beim Toner-Transport-Entwicklungsverfahren zu vermeiden, muß der Abstand zwischen der das elektrostatische Bild tragenden Oberfläche und der Oberfläche des Entwicklerträgers ausreichend klein (beispielsweise kleiner als 100 μ) sein. Dies wiederum kann zu Störungen insoweit führen, als zwischen den fraglichen Oberflächen ein Druckkontakt zwischen dem Entwickler und zugemischten Fremdsubstanzen auftreten kann. Hinzu kommt, daß ein Einhalten eines derartig kleinen Abstandes häufig zu Schwierigkeiten bei der Konstruktion entsprechender Vorrichtungen führt.

Ein zweites Problem liegt darin, daß nach dem oben genannten Toner-Transport-Entwicklungsverfahren gewonnene Bilder häufig eine schlechte Ton-Reproduzierbarkeit aufweisen. Beim Toner-Transport-Entwicklungsverfahren fliegt der Toner nicht eher los, bis er mit Hilfe des elektrischen Feldes des elektrostatischen Bildes die Bindekräfte zum Tonerträger überwindet. Die Bindekräfte zwischen Toner und Tonerträger sind die Resultierenden zwischen den Van der Waal¹sehen Kräften zwischen dem Toner und dem Tonerträger, den Adhäsionskräften zwischen den Tonerpartikeln und den Abstoßungskräften zwischen dem Toner und dem Tonerträger infolge der Aufladung des Toners. Demgemäß fliegen die Tonerpartikel nur dann los, wenn das Potential des elektrostatischen Bildes größer als ein vorgegebener Wert (im folgenden wird dieser Wert Übergangs-Schwellwert des Toners genannt) ist und das resultierende elektrische Feld die

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vorgenannten Bindekräfte des Toners überwindet und zu einem Anhaften des Toners an der Oberfläche des elektrostatischen Bildes führt. Allerdings schwanken die Bindekräfte des Toners zum Tonerträger von Partikel zu Partikel, insbesondere infolge der unterschiedlichen Partikeldurchmesser.

Dies gilt selbst dann, wenn der Toner genau nach Vorschrift hergestellt worden ist. Demgemäß schwanken die Bindekräfte in einem relativ engen Bereich um einen im wesentlichen konstanten Wert. Dies wiederum hat zur Folge, daß auch der Schwellwert für das elektrostatische Bildpotential, ab welchem die Tonerpartikel abfliegen, ebenfalls innerhalb eines engen Bereiches um einen bestimmten konstanten Wert zu schwanken scheint. Die Existenz des Schwellwertes wirkt sich insoweit auf den Flug der Tonerpartikel vom Tonerträger zum Bildträger aus, als Tonerpartikel in demjenigen Teil des Bildbereiches zur Anhaftung kommen, dessen Oberflächenpotential eben diesen Schwellwert überschreitet. Nur wenig oder praktisch gar kein Toner haftet dagegen an denjenigen Teilen des Bildbereiches an, dessen Oberflächenpotential unter dem Schwellwert liegt. Dies wiederum führt zu Bildern mit schlechter Tongradation und einem großen γ-Wert (unter dem r-Wert wird der Gradient der Kennlinie der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Potential verstanden) .

Unter Berücksichtigung obenstehender Problematik wurden in den US-PS'en 3 866 574; 3 890 929 und 3 893 Entwicklungsvorrichtungen beschrieben, in welchen eine impulsförmige Vorspannung sehr hoher Frequenz auf den Luftspalt gegeben wird. Diese Maßnahme soll eine Flugbewegung der geladenen Tonerpartikel durch den Luftspalt gewährleisten, da die geladenen Tonerpartikel infolge der bekannten Maßnahme leichter zum geladenen Bild gelangen können.

Die mit einer impulsförmigen Vorspannung hoher Frequenz arbeitende Entwicklungseinrichtung eignet sich zur Kopie von Strichvorlagen, weil eine impulsförmige Vorspannung mit einer Frequenz von mehreren Kilohertz oder einer

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noch höheren Frequenz an den Entwicklungszwischenraum zwischen dem Toner-Doner und dem Bildträger angelegt wird. Das Anlegen der Vorspannung dient der Verbesserung des Schwingungsverhaltens des Toners. Es hindert den Toner daran, den bildfreien Bereich innerhalb einer Phase der impulsförmigen Vorspannung zu erreichen. Gleichzeitig sorgt diese Maßnahme dafür, daß der Toner nur zum Bildbereich übergeht. Hierdurch wird eine Schleierbildung im bildfreien Bereich vermieden. Allerdings wird in der zuvor zitierten US-PS 3 893 418 darauf hingewiesen, daß eine sehr hohe Frequenz (18 kHz bis 22 kHz) für die angelegte impulsförmige Spannung verwendet wird, um die Vorlage für die Reproduktion der Tonabstufung des Bildes geeignet zu machen. In der US-PS 3 346 475 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem im wesentlichen zwei Elektroden in eine isolierende Flüssigkeit eingetaucht werden. Die isolierende Flüssigkeit befindet sich in einer dielektrophoretischen Zelle. Ferner wird den Elektroden eine Wechselspannung sehr niedriger Frequenz (kleiner als ungefähr 6 Hz) aufgeprägt, um die Entwicklung eines der unterschiedlichen Leitfähigkeit der Flüssigkeit entsprechenden Musters herbeizuführen. In der US-PS 4 014 291 ist ein Transport-Entwicklungsverfahren beschrieben, bei welchem ein trockener, einkomponentiger magnetischer Toner verwendet wird. Dieser Patentschrift ist jedoch nicht zu entnehmen, daß eine Vorspannung zur Verhinderung der Schleierbildung angelegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrichtung unter weitgehender Beibehaltung seiner bzw. ihrer bisherigen Vorteile derart weiterzuentwickeln, daß die erhaltenen Bilder eine bessere Bildqualität aufweisen.

Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 und in vorrichtungsmäßiger Hinsicht durch das Kennzeichen des Anspruchs 18 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lehre hat den Vorteil, daß nach ihr hergestellte sichtbare Bilder schleierfrei sind und eine ausgezeichnete Schärfe und Tonabstufung aufweisen.

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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Insbesondere lehrt die Erfindung eine Entwicklung, bei welcher ein elektrisches Wechselfeld niedriger Frequenz an den Entwicklungszwischenraum angelegt wird, wobei das elektrische Wechselfeld in der einen Phase eine derartige Polarität aufweist, die zu einem vom Entwicklerträger ausgehenden einseitigen Übergang des Entwicklers sowohl bis zum Bildbereich als auch bis zum bildfreien Bereich des BiIdträgers für das latente Bild führt, und in einer anderen Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzte Polarität aufweist, die zu einer Rückführung wenigstens des Entwickleranteiles zur Entwicklerträgerseite führt, welcher den bildfreien Bereich erreicht hat. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß in der Entwicklungsstation der Entwickler abwechselnd und wiederholt zum bildfreien Bereich übergeht und zum Entwicklerträger zurückkehrt, was insbesondere für den zwischen dem Entwicklungsträger und dem bildfreien Bereich liegenden Zwischenraum gilt. Diese Hin- und Herbewegung des Entwicklers führt zu einem Entwicklungsverfahren, das eine ausgezeichnete Tonreproduktion gewährleistet.

Die Erfindung lehrt ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung, wobei in einer ersten Prozeßstufe ein externes elektrisches Schwingungsfeld derart angelegt wird, daß das im Entwicklungszwischenraum herrschende niederfrequente Feld wenigstens im bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische latente Bild hin- und herschwingt. Hierdurch wird eine Hin- und Herbewegung der Entwicklerpartikel zwischen dem bildfreien Bereich und dem Entwicklerträger ermöglicht. Ferner wird in einer zweiten Verfahrensstufe die Intensität des externen elektrischen Schwingungsfeldes so eingestellt, daß ein einseitiger Übergang der Entwicklerpartikel vom Entwicklerträger zum Bildbereich und vom bildfreien Bereich zum Entwicklerträger stattfindet. Hierdurch wird eine Entwicklung gewährleistet, welche eine

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Schleierfreiheit und ausgezeichnete Tonabstufung gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Lehre umfaßt auch in verfahrensmäßiger und vorrichtungsmäßiger Hinsicht die Maßnahme, daß die zweite, zur Abschwächung des elektrischen Feldes führende Verfahrensstufe bei einem Verfahren angewendet wird, in welchem der Bildträger für das latente Bild und der Entwicklerträger einander gegenüberliegend stationär gehalten werden und die Amplitude des extern aufgeprägten elektrischen Schwingungsfeldes zum Ende des Entwicklungsprozesses hin auf einen vorgegebenen Wert abgedämpft wird.

Andererseits lehrt die Erfindung auch, das extern aufgeprägte elektrische Schwingungsfeld konstant zu halten und den Bildträger für das latente Bild sowie den Entwicklerträger einander gegenüber anzuordnen und derart zu bewegen, daß der Abstand zwischen beiden allmählich größer wird.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, den Bildträger für das latente Bild und den Entwicklerträger mit einer darauf befindlichen Entwicklungsschicht in einer Entwicklungsstation derart anzuordnen, daß die beiden Träger einander gegenüberliegen und zwischen sich einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand aufweisen, der größer als die Dicke der Entwicklungsschicht ist; ferner, die Entwicklung durchzuführen, und gleichzeitig ein elektrisches Wechselfeld anzulegen, das folgenden Beziehungen genügt:

O₀ 400 V < V < 2500 V

JU = p_p ₌

40 Hz < f < 1.5 KHz_;

wobei die Größen V _ die Amplitude des elektrischen Wechselfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren. Das Wechselfeld wird hierbei derart zur Einwirkung gebracht, daß es

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in seiner einen Phase eine Polarität aufweist, die zu einer vom Entwicklerträger ausgehenden einseitigen Bewegung des Entwicklers im Entwicklungszwischenraum bis zu einem Erreichen sowohl des Bildbereiches als auch des bildfreien Bereiches des Bildträgers für das elektrostatische latente Ladungsbild führt, und in einer anderen Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzt gerichtete Polarität aufweist, die zu einer Rückbewegung zur Entwicklerträgerseite wenigstens des Entwickleranteiles führt, welcher den bildfreien Bereich erreicht hat.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird gelehrt, den Bildträger für das latente Bild und den Entwicklerträger in einer Entwicklungsstation mit einem gegenseitigen, einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand einander gegenüber anzuordnen und die Entwicklung im wesentlichen dadurch durchzuführen, daß dem Entwicklungszwischenraum eine Wechselspannung von einer Frequenz unter 1,5 kHz aufgeprägt wird, wobei die Frequenz und die Amplitude der Wechselspannung in Abhängigkeit von der Art des zu reproduzierenden Bildes geändert werden.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Erfindung insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwikkeln elektrostatischer latenter Bilder nach dem Toner-Transport-Verfahren lehrt, bei welchem bzw. in welcher ein elektrisches Wechselfeld niedriger Frequenz dem Raum zwischen einem Bildträger für das latente Bild und dem Entwicklerträger zum Zwecke der Entwicklung des auf dem Bildträger angeordneten latenten Bildes aufgeprägt wird. Dieses Vorspannungsfeld sorgt in einer ersten Verfahrensstufe zu einer - auch zwischen dem bildfreien Bereich des Bildträgers für das latente Bild und dem Entwicklerträger - stattfindenden Hin- und Herbewegung der Tonerpartikel. Ferner wird in einer zweiten Verfahrensstufe die Intensität des Vorspannungsfeldes so eingestellt, daß eine einseitig gerichtete Bewegung der Entwicklerpartikel vom Entwicklerträger zum Bildbereich und eine einseitig gerichtete Bewegung

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der Entwicklerpartikel vom bildfreien Bereich zum Entwicklerträger stattfindet.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten schematisehen Darstellungen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 den Anteil des Überganges des Toners und die Kennlinie für den Grad des Toner-Rücküberganges in Abhängigkeit vom Potential des latenten Bildes sowie ein Ausführungsbeispiel für eine angelegte Spannungswellenform; Figuren 2A - 2F und

Figuren 3A und 3B eine Veranschaulichung der Verfahrensstufen des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens;

Fig. 4 die von einem elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldlinien bei einem bekannten Entwicklungsverfahren;

Fig. 5 die von einem elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldlinien bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren;

0 Figuren 6A und 6B die Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential, wobei die Kennlinienpunkte durch Experimente gewonnen wurden, bei welchen die Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert wurde;

Figuren 7A und 7B Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential, wobei die Kennlinienpunkte durch Experimente gewonnen wurden, bei welchen die Amplitude des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert wurde;

Fig. 8 Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential, wobei die Kennlinienpunkte durch Experimente gewonnen wurden, bei welchen die Frequenz und die Amplitude des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert wurden;
Fig. 9 den bevorzugten Bereich, innerhalb dessen die Amplitude und die Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes geändert werden, wobei die Meßpunkte experimentell

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gewonnen wurden;

Figuren 1OA, 10B, 11, 12, 13A und 14A Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen zur Durchführung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 13B die von der Vorrichtung gemäß Fig. 13A abgegebene Spannungswellenform;

Fig. 14B ein Schaltschema zur Abgabe einer Wechselspannung an das in Fig. 14A dargestellte Ausführungsbeispiel;

Fig. 14C die Ausgangsspannungswellenform des in Fig. 14B dargestellten Ausführungsbeispiels;

Figuren 15A- 15D bis 18A- 18D Veranschaulichungen der Hin- und Herbewegung sowie der Schwingung der Entwicklerpartikel zwischen dem Entwicklerträger und dem BiIdbereich sowie dem bildfreien Bereich des elektrostatischen Bildes.

Anhand der Fig. 1 werden zunächst die erfindungsgemäßen Prinzipien zur Verhinderung der Schleierbildung und zur Verbesserung der Tonreproduktion des sichtbar gemachten Bildes dargestellt. Die Schleierfreiheit und verbesserte Tonreproduktion sind wesentliche Vorteile der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Koordinatensystem repräsentiert die Abszisse das elektrostatische Bildpotential und die Ordinate den Betrag bzw. Anteil des Toner-Überganges von einem Entwicklerträger (dieser wird im folgenden auch Tonerträger genannt) zu einer das elektrostatische Bild tragenden Oberfläche (positive Richtung) oder den Anteil des Toner-Rücküberganges. Der Anteil des Toner-Rücküberganges bedeutet denjenigen Anteil des Toners, der bereits an der Oberfläche des elektrostatischen Bildes angehaftet war und danach wieder abgezogen worden ist (der Anteil des Überganges in negativer Richtung wird nachfolgend beschrieben). Das elektrostatische Bildpotential ergibt sich aus den Potentialen in den Endbereichen, wobei von einem Potential V für den bildfreien Bereich (bei diesem

J_j

Potential handelt es sich gewöhnlich um das Potential der Oberfläche in einem Bereich, welcher dem unbelichteten

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Bereich des Bildes entspricht und einen Minimalpotentialwert hat) und vom Potential V im Bildbereich (hierbei handelt es sich gewöhnlich um das Potential der Oberfläche in einem Bereich, welcher dem stark belichteten Anteil des Bildes entspricht und einen Maximalpotentialwert hat) ausgegangen wird. Das Oberflächenpotential im Halbtonbereich eines Halbtöne aufweisenden Bildes ist ein Potential, das zwischen den Werten V und V liegt, und zwar in Abhängigkeit von der Stärke des Halbtones.

Im unteren Abschnitt der Fig. 1 ist die Spannungswellenform, welche dem Tonerträger aufgeprägt wird, wiedergegeben. Hierbei sind auf der Abszisse das Potential und auf der Ordinate die Zeit aufgetragen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Rechteckwelle dargestellt; jedoch kann auch statt dessen eine andere Wellenform verwendet werden. Die als Beispiel dargestellte Rechteckwelle hat eine derartige Periode, daß die Minimalspannung V . des Tonerträgers gegenüber der Rückelektrode des Bildträgers für das elektrostatische Bild (diese Spannung ist Bezugspunkt) während des Zeitintervalles t₁ und die Vorspannung mit dem Maximalwert V während des Zeitinter- ^ ^ max

valles t₂ ansteht.

Das Bildbereich-Potential V„ ist in manchen Fällen ein positives Potential, in anderen Fällen dagegen ein negatives Potential. Dies hängt vom jeweils verwendeten Abbildungsprozeß für das elektrostatische Bild ab. Das gleiche gilt für das Potential V_x des bildfreien Bereiches. Zum leichteren Verständnis der Erfindung wird jedoch in der nachfolgenden Beschreibung auf den Fall abgestellt, daß das Bildbereichpotential V ein positives Potential ist. Es sei jedoch nochmals betont, daß die Beschränkung der Beschreibung auf diesen Fall lediglich dem leichteren Verständnis dient, nicht jedoch die erfindungsgemäße Lehre insoweit einengt. Wenn V ) 0 gilt, gilt für die Beziehung zwischen V_n. und dem Potential V₁. für den bildfreien Be-

L) Li

reich: V_n) V . Werden nun die Maximalspannung V und die υ j_i max

Minima!spannung V · dem Tonerträger aufgeprägt und V_T so

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gewählt, daß gilt:

V > V_T > V .

max L mm

dann führt die Vorspannung V . dazu, daß die Tonerpartikel während des Zeitintervalles t. vom Tonerträger zum Bildträger für das elektrostatische Bild wandern. Dieser Zustand wird Toner-Übergangs-Zustand genannt. Während des Zeitintervalles t_ fiihrt die Vorspannung V dazu, daß diejenigen Tonerpartikel, die im Zeitintervall t- zum Bildträger für das elektrostatische Bild übergegangen sind, zum Tonerträger rückkehren. Dieser Zustand wird Toner-Rückübergangs-Zustand genannt.

Im oberen Teil der Fig. 1 sind die Menge des Toner-Überganges im Zeitintervall t₁ und der Anteil des Toner-Rücküberganges im Zeitintervall t_ in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential dargestellt. Der Ausdruck "Anteil des Toner-Rücküberganges" bedeutet die Wahrscheinlichkeit für den Toner-Rückübergang vom Bildträger für das elektrostatische Bild zum Tonerträger, wenn die Vorspannung V angelegt und davon ausgegangen wird, daß der max

Toner in einer gleichförmigen Schicht sowohl auf dem Bildbereich als auch auf dem bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild haftet.

Der Betrag des Toner-Überganges vom Tonerträger zum Bildträger für das elektrostatische Bild während des Toner-Übergangs-Zustandes ist anhand der Kurve 1 mit gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt. Der Gradient dieser Kurve ist im wesentlichen gleich dem Gradienten einer Kurve, die man ohne Wechsel-Vorspannung erhält. Der Gradient ist groß und der Betrag des Toner-Überganges geht bei einem zwischen den Potentialwerten V₁. und V„ liegenden

Ij D

Wert in einen Sättigungsbereich über. Ein derartiger Gradient ist nicht zur Reproduktion von Halbtonbildern geeignet; er führt zu einer relativ dürftigen Tonabstufung. In Kurve 2, die ebenfalls mit gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Wahrscheinlichkeit des

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Toner-Rücküberganges während des Toner-Rückübergangs-Zustandes dargestellt.

Beim erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren wird ein elektrisches Wechselfeld derart angelegt, daß der Toner-Übergangs-Zustand und der Toner-Rückübergangs-Zustand alternierend wiederholt werden. Hierbei wird während der Vorspannungsphase (t..) des Toner-Übergangs-Zustandes des elektrischen Wechselfeldes der Toner bis zu einem Erreichen des bildfreien Bereiches des Bildträgers für das elektrostatische Bild in einer Richtung bewegt (selbstverständlich erreicht der Toner auch den Bildbereich). Ferner führt diese Phase auch dazu, daß der Toner ausreichend am Halbtonpotentialbereich anhaftet. Der Halbtonpotentialbereich hat ein Potential, das in der Nähe des dem bildfreien bzw. unbelichteten Bereich zugeordneten Potentiales (V_T) liegt. Durch diese Maßnahme wird die Tonwiedergabe verbessert. Während der Vorspannungsphase (t_?) des Toner-Rückübergangs-Zustandes wirkt die Vorspannung in einer Richtung, die der Vorspannungsrichtung während des Toner-Übergangs-Zustandes entgegengesetzt ist. Während dieser Phase kehrt der Toner, der den bildfreien Bereich erreicht hat, zum Tonerträger zurück. Während des Toner-Rückübergangs-Zustandes neigt der Toner, welcher den bildfreien Bereich erreicht hat, unmittelbar nach Umpolen des Vor-5 spannungsfeldes zur Rückkehr vom bildfreien Bereich zum Tonerträger. Dies liegt daran, daß der bildfreie Bereich ursprünglich kein Bildpotential hat. Demgegenüber kehrt nur eine relativ geringe Tonermenge vom Bildbereich zum Tonerträger bei einem Umpolen des Feldes zurück, da der am Bildbereich, einschließlich des Halbtonbereiches, haftende Toner von der Bildladung festgehalten wird. Die Bildladung wirkt hierbei der Kraft des aufgeprägten externen Feldes entgegen. Werden die Vorspannungsfelder mit ihren einander entgegengesetzten Polaritäten mit bestimmter Amplitude und Frequenz abwechselnd umgepolt, dann wird der Toner-Übergangs- und der Toner-Rückübergangs-Zustand mehrere Male im Bereich der Entwicklungsstation durchlaufen. Die Menge

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des zur Oberfläche des latenten Bildes übergehenden Toners kann auf einem Betrag gehalten werden, welcher genau dem Potential des elektrostatischen Bildes entspricht. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Entwicklung vorzusehen, in welcher eine Änderung des Betrages des Toner-Überganges einen kleinen, im wesentlichen von den Potentialwerten V₇.

bis V gleichförmigen Gradienten hat. Diese Verhältnisse sind durch die Kurve 3 in Fig. 1 dargestellt. Gemäß der Kurve 3 haftet praktisch keinerlei Toner auf dem bildfreien Bereich. Die Tonerhaftung im Halbtonbereich des Bildes ist so gut, daß ausgezeichnete sichtbare Bilder mit sehr guter Tonwiedergabe - entsprechend dem jeweiligen Oberflächenpotential - erhältlich sind. Diese erfindungsgemäßen Wirkungen können dadurch weiter gesteigert werden, daß der Abstand zwischen dem Bildträger für das elektrostatische Bild und dem Tonerträger so gewählt wird,daß er am Ende des Entwicklungsprozesses größer wird; ferner dadurch, daß die Intensität des dem Entwicklungszwischenraum (bzw. dem Abstand zwischen dem Bildträger und dem Tonerträger) aufgeprägten Feldes zum Ende des Entwicklungsprozesses hin abnimmt und auf einen bestimmten Wert konvergiert. Die Intensität des elektrischen Feldes im Entwicklungszwischenraum kann beispielsweise dadurch eingestellt werden, daß die angelegte Wechselspannung allmählich gegen einen geeigneten Gleichspannungswert konvergiert. Ein Einstellen des elektrischen Feldes ist aber auch dadurch möglich, daß der Entwicklungszwischenraum bzw. der Abstand zwischen dem Bildträger und dem Tonerträger im Verlauf der Entwicklung vergrößert wird. Beide Verfahren zum Einstellen bzw. Steuern des aufgeprägten Feldes werden im folgenden beschrieben. Der Entwicklungsprozeß, bei welchem das elektrische Feld gemäß dem erstgenannten Verfahren gesteuert wird, ist anhand der Figuren 2A bis 2D erläutert.

In Fig. 2A ist in der Reihenfolge der Ziffern (1),

(2) und (3) als erstes Beispiel die zeitliche Veränderung der Wellenform der angelegten Wechselspannung gemäß dem ersten Verfahren dargestellt. Hierbei ist eine kontinuier-

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liehe und/oder intermittierende Veränderung der Wellenform möglich. Bei einer kontinuierlichen zeitlichen Änderung der Wellenform ist in Ziff. (2) der mittlere Zustand der Wellenform dargestellt.

In den Figuren 2B und 2C sind Beispiele für den zeitlichen Verlauf des Toner-Überganges und Toner-Rücküberganges im Bildbereich und im bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild dargestellt. In den Figuren stellen die mit durchgehenden Linien dargestellten Pfeile das elektrische Feld in Richtung des Toner-Überganges dar. Die Länge der Pfeile repräsentiert die Intensität des elektrischen Feldes. Die mit gestrichelten Linien dargestellten Pfeile repräsentieren die Feldrichtung im Toner-Rückübergangs-Zustand. Die Länge der gestrichelten Pfeile repräsentiert wiederum die Intensität des elektrischen Feldes.

In den Figuren 2Λ bis 2C wird der Anfangsprozeß (1) der erste Prozeß genannt. Der Prozeß (2) vom mittleren Zustand (der mittlere Zustand wird später noch detailliert beschrieben werden) bis zur Beendigung des Entwicklungsprozesses wird der zweite Prozeß genannt. Die Ziffer (3) gibt das Ende der Entwicklung an. Am Ende der Entwicklung findet eine Umpolung der Wechselspannung nicht mehr statt; die Spannung konvergiert auf einen geeigneten vorgegebenen Gleichspannungswert (V„), der zwischen den Potentialen V und V liegt.

-Lj

Es ist wichtig, daß die Stärke der dem Toner-Übergangs-Zustand entgegengesetzten Polarität im Bildbereich und im bildfreien Bereich im ersten und im zweiten Prozeß geändert wird. Diese Verhältnisse werden phänomenologisch beschrieben. Der Bildbereich ist schematisch in Fig. 2B dargestellt.

Hierbei gilt in der ersten Prozeßstufe (1) V > V_ > V . . ^ max D mm

Diese Potentialverhältnisse haben zur Folge, daß während der Zeitperiode t. (Anlegen der Spannung V . ) ein relativ starkes Toner-Übergangs-Feld anliegt, das vom Tonerträger zum Bildbereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild gerichtet ist. Der Toner erreicht hierbei den Bildbe-

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reich und haftet an ihm an. In der Zeitperiode t_ (Anlegen der Spannung V ) liegt ein relativ schwaches Toner-Rückübergangsfeld an, das in Richtung des Tonerträgers gerichtet ist. Ein Teil des Toners wird vom bildfreien Bereich zum Tonerträger rückgeführt. Jedesmal, wenn die Zeitperioden t₁ und t~ durch entsprechende Felder durchlaufen werden, findet ein Toner-Übergang und ein Toner-Rückübergang zwischen dem Tonerträger und dem bildfreien Bereich statt. Da die Relation zwischen den angelegten Spannungen V . und V und dem Bildbereichpotential V_ gemäß der

mm max ^r D

folgenden Beziehung gewählt ist,

^Vmax

ist der Betrag des Tonerüberganges vom Tonerträger zum Bildbereich in der ersten Prozeßstufe deutlich größer als der Betrag des Toner-Rücküberganges. Durch diese Maßnahme tritt nicht das Problem auf, daß der Toner-Rückübergang den Toner-Übergang vermindert und insoweit die Entwicklung beeinflußt.

Wird ferner die Amplitude der angelegten Spannung kontinuierlich oder intermittierend auf einen vorgegebenen Wert vermindert, und zwar auf den Wert

V = V_ + |Vth«r| (3)

^Λ max D ' '

- vgl. hierzu die Ziffer (2) in Fig. 2A - dann wird der Rückübergang des Toners vom Bildträger für das elektrostatische Bild, an welchem der Toner während der Zeitspanne t~ anhaftete, zum Tonerträger im wesentlichen null. I Vth-rI ist gleich die minimale absolute Potentialdifferenz zwischen der Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild und der Oberfläche des Tonerträgers, bei welchem der Toner noch von der Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes abgelöst werden und einen Rückübergang des Toners zum Tonerträger durchführen kann. Erreidit ferner V einen

max

Wert, der folgender Ungleichung genügt:

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^Vmax < ^VD

dann findet kein Toner-Rückübergang mehr statt. In diesem Fall liegt ein elektrisches Feld vor, das zu einem Toner-Übergang vom Tonerträger zum Bildträger für das elektrostatische Bild führt. Allerdings ist der Toner-Übergang betragsmäßig kleiner als der Toner-Übergang während der Zeitspanne t.. .

Ist die angelegte Spannung soweit abgedämpft,daß sie folgender Beziehung genügt:

^Vmax * Vl^Vth'^rl (5)·

dann liegt im Bildbereich die zweite Prozeßstufe vor.

Dieser Vorgang schreitet im Bildbereich bis zum Ende fort. Dabei wird der Toner-Übergang immer kleiner, bis die Wechselspannungskomponente der angelegten Spannung null bzw. auf einen vorgegebenen Gleichspannungswert abgesenkt wird.

Danach wird im Entwicklungsprozeß der Zustand (3) erreicht. Anhand der Fig. 2C wird nun die Tonerbewegung im bildfreien Bereich (Potential V ) des Bildträgers für das elektrostatische Bild beschrieben. Die erste Prozeßstufe ist durch die Ziffer (1) gekennzeichnet. Hier liegen folgende Verhältnisse vor: V > V_T > V . . Demgemäß liegt wäh-

max L mm

rend der Zeitspanne t₁ (angelegte Spannung ist V . ) ein relativ schwaches Toner-Übergangsfeld vor, das vom Tonerträger zum bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild gerichtet ist und zu einem Anhaften des Toners am bildfreien Bereich führt. Während der Zeitspanne t₀ (angelegte Spannung ist V) herrscht ein relativ starkes Toner-Rückübergangsfeld vor, das vom bildfreien Bereich zum Tonerträger gerichtet ist and zu einem Rückübergang des Toners vom bildfreien Bereich zum Tonerträger führt.

Jedesmal, wenn die Zeitspannen t. und t^ nacheinander wiederholt durchlaufen werden, findet ein Toner-Übergang und ein Toner-Rückübergang zwischen dem bildfroion Bereich und

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dem Tonerträger statt. Der Toner bewegt sich demnach zwischen dem Bildträger und dem Tonerträger hin und her. Es wird angenommen, daß die Wahrscheinlichkeit für einen Toner-Rückübergang größer als die für einen Toner-Übergang ist, da die Beziehung zwischen den angelegten Spannungen

V . und V und dem Potential V_T des bildfreien Bereiches mm max L

gemäß folgender Ungleichung vorgegeben ist:

IV - V_T I > IV₁. - V_n. I (6) .

¹ max L L min

Selbstverständlich wirkt sich beim Toner-Rückübergang nur die Tonermenge auf, die zuvor am bildfreien Bereich anhaftete.

Wird nun die Amplitude der angelegten Vorspannung kontinuierlich oder intermittierend auf einen vorgegebenen Wert, nämlich

^Vmin ^{= V}L - l^Vth'^fl ' (7)

gedämpft - siehe hierzu Ziff. (2) in Fig. 2A - dann wird die Menge des vom Tonerträger zum Bildträger des elektrostatischen Bildes während der Zeitspanne t.. übergehenden Toners im wesentlichen gleich null. Die Größe lvth*f I ist der minimale Absolutwert derjenigen Potentialdifferenz zwischen der Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes und dem Tonerträger, bei welcher der Toner gerade noch von der Oberfläche des Tonerträgers abgelöst wird und zur Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes wandern kann. Dieser Wert ändert sich in Abhängigkeit vom Entwickler und dem Entwicklungsprozeß.

Erreicht V . einen Wert, so daß gilt

^Vmin ^{> V}L -

dann findet kein übergang mehr statt. Statt dessen herrscht ein elektrisches Feld vor, welches einen Rückübergang des

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Toners vom Bildträger für das elektrostatische Bild zum Tonerträger fördert, wenngleich der Betrag bzw. die Wahrscheinlichkeit des Toner-Rücküberganges kleiner als während der Zeitspanne t~ ist.

Wenn die angelegte Spannung soweit vermindert ist (in diesem Fall ist V . größer), daß folgende Beziehung gilt:

V . > V_T - i Vth · f I (9) ,

mm = L ' '

wird der bei diesem Spannungswert ablaufende Entwicklungsprozeß im bildfreien Bereich die zweite Entwicklungsstufe genannt. Die im bildfreien Bereich ablaufenden Phänomene kommen allmählich zum Stillstand, bis die Wechselspannungskomponente der angelegten Spannung null wird und die angelegte Spannung auf einen vorgegebenen Gleichspannungswert konvergiert bzw. diesen erreicht.

Obenstehende Ausführungen können mit anderen Worten so ausgedrückt werden, daß die Schleierbildung bzw. das Phänomen des Tonerkontaktes im bildfreien Bereich während der ersten Prozeßstufe stattfindet, in der zweiten Prozeßstufe jedoch wieder zum Verschwinden gebracht wird.

In Fig. 2D wird eine gegenüber der in Fig. 2A gezeigten Vorspannung geänderte Wellenform für die Vorspannung dargestellt. Die Figuren 2E und 2F stellen jeweils den Toner-Übergang bzw. Toner-Rückübergang im Bildbereich und im bildfreien Bereich bei einer angelegten Spannung gemäß Fig. 2D dar. Gemäß Fig. 2D genügt die angelegte Vorspannung folgenden Ungleichungen:

V . ( V_T < V sowie der Ungleichung

mm L max ^ ^y

V < V_n + lvth-r
max D

Unter diesen Voraussetzungen findet - anders als im Fall der Vorspannung gemäß Fig. 2A - kein Toner-Rückübergang im Bildbereich statt. Das Phänomen des Toner-Rücküberganges im bildfreien Bereich unterscheidet sich dagegen nicht wesentlich von den in Fig. 2C dargestellten Verhältnissen. Gemäß

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Fig. 2E findet in der ersten Prozeßstufe (1) kein Toner-Rückübergang statt; das gleiche gilt für die zweite Prozeßstufe (2). In diesem Fall findet der Übergang zwischen der ersten und zweiten Prozeßstufe zu dem Zeitpunkt statt,

wenn folgende Beziehung gilt: ^

V . = V_T - I Vth-f |. mm L

Die zweite Prozeßstufe beginnt, sobald V . größer als der vorstehend angegebene Wert wird.

Bei der bisherigen Beschreibung wurde sich im wesentlichen auf die beiden Extremfälle, nämlich den Bildbereich (geschwärzten bzw. belichteten Bereich) und den bildfreien Bereich (hellen Bereich bzw. unbelichteten Bereich) beschränkt. Im Hinblick auf den Halbtonbereich kann gesagt werden, daß der Betrag des resultierenden Toner-Überganges zur Oberfläche des elektrostatischen Bildes durch die Größen der Beträge bzw. Wahrscheinlichkeiten des Toner-Überganges und des Toner-Rücküberganges entsprechend dem Potential des Halbtonbereiches bestimmt ist. Demgemäß hat die Kennlinie für den Toner-Übergang in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential einen kleineren Gradienten als die Kurve 1 in Fig. 1; die entsprechenden Verhältnisse sind in Kurve 3 in Fig. 1 dargestellt. Darüber hinaus kann der Kurve 3 entnommen werden, daß sich der übergang im wesentlichen gleichförmig vom Potential V des bildfreien

Li

Bereiches zum Potential V des Bildbereiches ändert. Aus dieser Kurve ergibt sich, daß das erhaltene sichtbare Bild eine gute Tonreproduktion aufweist, die sich vom unbelichteten Bereich über den Halbtonbereich bis zum stark belichteten Bereich des Bildes erstreckt. In der ersten Prozeßstufe des oben beschriebenen ersten Verfahrens ist es wesentlich, das Verfahren so zu führen, daß das elektrische Feld im bildfreien Bereich alterniert. Diese Maßnahme sorgt dafür, daß der Toner zunächst zur Anhaftung an dem bildfreien Bereich gebracht und danach von diesem wieder abgelöst wird. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß der

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Toner auch im Halbtonbereich anhaftet, und zwar mit einer Dichte, die sich unmittelbar an die im bildfreien Bereich anschließt. Die gemäß vorstehenden Maßnahmen erhaltenen sichtbaren Bilder haben den Vorteil einer guten Tonreproduktion - insbesondere auf dem Halbtonbereich. Diese gute Tonreproduktion wird unter anderem dadurch gewährleistet, daß die zunächst am bildfreien Bereich anhaftenden Tonerpartikel bei einem Feldwechsel wieder abgelöst werden (Rück-Übergangs-Zustand), wobei diese Ablösung vom Potential des bildfreien Bereichs abhängt.

Ein Ausführungsbeispiel für das Entwicklungsverfahren nach dem zweiten Grundverfahrensbeispiel, nämlich dem, bei welchem die Feldstärke im Entwicklungszwischenraum durch Vergrößern des Entwicklungszwischenraumes verringert wird, wird anhand der Figuren 3A und 3B erläutert. - Gemäß den Figuren 3A und 3B bewegt sich ein Bildträger 4 für das elektrostatische Bild in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Hierbei passiert der Bildträger die Entwicklungsbereiche bzw. -stufen (1) und (2). Danach gelangt er zur Entwicklungsstufe (3). Dem Bildträger 4 gegenüber ist ein Tonerträger 5 angeordnet. In Fig. 3 sind die vom Tonerträger 5 ausgehenden Toner-Übergangs- und Toner-Rückübergangs-Felder für den Bildbereich des Bildträgers 4 für das elektrostatische Bild dargestellt. In Fig. 3B sind die entsprechenden, vom Tonerträger 5 ausgehenden Toner-übergangs- und Toner-Rückübergangs-Felder für den bildfreien Bereich dargestellt. In diesen Figuren veranschaulichen die mit ausgezogenen Linien dargestellten Pfeile das Toner-Übergangsfeld und die mit gestrichelten Linien dargestellten Pfeile das Toner-Rückübergangs-Feld. Die Pfeilrichtungen veranschaulichen die Feldrichtungen; die Pfeillängen sind ein Maß für die Feldstärken. Bei diesem zweiten Grundbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wird im wesentlichen darauf abgestellt, den Entwicklungszwischenraum, das heißt den Abstand zwischen Tonerträger 5 und Bildträger 4 zu vergrößern - diese Vergrößerung des Abstandes führt zu einer entsprechenden Verringerung der elektrischen Feld-

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stärke - statt die Spannung selbst unmittelbar zu verringern.

Gemäß den Darstellungen in Fig. 1 werden V und

max

V . als Vorspannungen wiederholt während der Zeitinterval-

mm ^

Ie t₁ und t_ angelegt, wobei nicht unbedingt die in Fig. 1 dargestellten Wellenformen gewählt werden müssen. Ferner wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Bedingung

V > V > V . vorgegeben ist und ferner die Bedingungen

IV - V_x I > I V_x - V . I und
max L L mm

IV - VJ < I V^ - V . I
max D D mm

eingehalten werden.

Bei Einhalten vorstehender Bedingungen findet im Bildbereich sowohl ein Toner-Übergang als auch ein Toner-Rückübergang alternierend in der Entwicklungsstufe (1) statt. Dieser Fall ist in Fig. 3A dargestellt. Die hierbei erfolgende Entwicklung ist ausführlich anhand der Fig. 2B

beschrieben. Demgemäß findet in der Entwicklungsstufe (1) - in dieser Entwicklungsstufe liegt ein schmaler Entwicklungszwischenraum vor - die erste Entwicklungsstufe statt. Beim Übergang in die zweite Entwicklungsstufe (2) wird der Entwicklungszwischenraum breiter und es läuft die zweite

Entwicklungsstufe ab. In der Entwicklungsstufe bzw. im Entwicklungsbereich (2) liegt ein breiterer Entwicklungszwischenraum vor. Dies hat zur Folge, daß das elektrische Feld umgekehrt proportional zur Verbreiterung der Entwicklungsstufe kleiner wird; selbst dann, wenn der Wert der angelegten Spannung selbst nicht verändert wird. Hierbei wird das Rückübergangs-Feld kleiner als der für einen Rückübergang erforderliche Schwellwert IVtlvrl. Demzufolge findet zwar ein Toner-Übergang, nicht dagegen ein Toner-Rückübergang mehr statt. Der Übergang bzw. die Grenze zwischen den Entwicklungsbereichen (1) und (2) entspricht dem Zeitpunkt, in welchem folgende Beziehung gilt:

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= ^vD⁺ l^vth-^r I -

wobei hierbei auf den Fall abgestellt worden ist, daß der Entwicklungszwischenraum konstant gehalten und die angelegte Spannung geändert wird.Beim Übergang in den Entwicklungsbereich (3) wird der Entwicklungszwischenraum so breit, daß weder ein Toner-Übergang noch ein Toner-Rückübergang stattfindet. Der Entwicklungsprozeß ist beendet. Für den anhand der Fig. 3B veranschaulichten Fall des bildfreien Bereiches gilt folgendes: Die Entwicklungsbereiche (1) bzw. (2) entsprechen der ersten bzw. ersten bzw. zweiten Entwicklungsstufe. Im Entwicklungsbereich (1) findet - entsprechend den Erläuterungen anhand der Fig. 2C sowohl ein Toner-übergang als auch ein Toner-Rückübergang statt. Demgemäß wird in diesem Bereich ein Schleier gebildet. Geht das Entwicklungsverfahren in den Bereich (2) über, dann werden die sich infolge der Spannungen V _ und V . ergebenden elektrischen Felder umgekehrt proportional zur Verbreiterung des Entwicklungszwischenraumes schwächer, so daß zwar ein Toner-Rückübergang möglich, infolge des schwachen Toner-Übergangs-Feldes nicht dagegen ein Toner-Übergang stattfindet. Demgemäß wird im Entwicklungsbereich (2) der Schleier vollständig beseitigt.

Bei einem Übergang in den Entwicklungsbereich (3) 5 findet weder ein Toner-Übergang noch ein Toner-Rückübergang statt. Der Entwicklungsprozeß ist beendet.

Man erhält also auch nach dem zweiten Grundbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen den gleichen Effekt, den man durch unmittelbares Verändern der angelegten Spannung erhält. Auch hierbei wird nicht nur der Schleier beseitigt, sondern darüber hinaus auch der resultierende Betrag des Toner-Überganges zum Bildträger des elektrostatischen Bildes durch die Größen des Toner-Überganges und Toner-Rücküberganges entsprechend dem Oberflächenpotential des Halbtonbereiches festgelegt. Demgemäß erhält man als Kennlinie für den Tonerübergang in Abhängigkeit vom elektrostatischen Bildpotential die in Fig. 1

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2 9 Wf

wiedergegebene Kurve 3. Daraus ergibt sich eine gute Tonreproduktion.

Die Bedingungen

^IVmax - V»^IVL- ^Vmin' ^und

IV - V₁^ I < I V^ - V . I für einen positiv gemax D D min ^c ³

ladenen Bildbereich werden zu
10

I V . - V_T ι > ι V_ - V ι und ¹ min L ' ^; ' L max'

IV. - V₁^ I ( I V^ - V I für einen negativ gemin D D max ^ ^

ladenen Bildbereich.

Das Anlegen einer externen Wechselspannung zwischen der Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes und dem Tonerträger führt zu einer deutlichen Verbesserung der Tonabstufung des resultierenden Bildes. Zusätzlich kann die Reproduzierbarkeit von Strichvorlagen dadurch noch verbessert werden, daß für die Amplitude und die Frequenz der externen Wechselspannung geeignete Werte gewählt werden.

In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die das elektrostatische Bild aufbauenden Ladungen positiv sind. Bei dem in Fig. 4 veranschaulichten, bekannten Toner-Transport-Entwicklungsverfahren führen die von den Randbereichen des latenten Bildes ausgehenden elektrischen Feldlinien um die Rückelektrode der Abbildungsoberfläche des latenten Bildes. Diese Feldlinien erreichen nicht die Tonerschicht. Dadurch entsteht während der Entwicklung ein verdünnter Linienbereich geringer Schärfe im Randbereich des Bildes.

Wird dagegen die in Fig. 1 wiedergegebene Wechselspannungswelle angelegt, wobei der Minimalwert V . der angelegten Spannung kleiner als das Potential V₁. des unbelichteten Bereiches des latenten Bildes ist (siehe Fig.1), dann verlaufen die elektrischen Feldlinien im Entwicklungs-

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bereich während der Entwicklung auf den in Fig. 5 angegebenen Bahnen. Die elektrischen Feldlinien verlaufen in diesem Fall also allenfalls nur noch geringfügig um die Bildränder, so daß parallele elektrische Felder im Entwicklungsbereich zur Verfügung stehen. Bei einem derartigen Feldverlauf erscheinen nach einer Entwicklung auch die Randbereiche des Bildes scharf und deutlich.

Zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Bildränder in der oben angegebenen Weise ist es von Vorteil, die eine Entwicklung beschleunigende Vorspannung (V . ) ausreichend niedrig anzusetzen (für den Fall positiver Bildladungen). Allerdings würde ein zu tiefer Vorspannungswert V . dazu führen, daß zu viel Entwickler am bildfreien Bereich während des Toner-Übergangs-Zustandes zur Anhaftung gebracht

'15 wird. In diesem Fall würde selbst eine zum Zwecke der Entfernung des überschüssigen Toners erhöhte Spannung für den Toner-Rückübergang dazu führen, daß die erzielten Bilder einen relativ schwachen Kontrast aufweisen.

Um eine Ablösung des Toners vom Tonerträger oder der Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild sowie einen wechselseitigen Übergang des Toners zu erzielen, muß zwischen dem Tonerträger und der. Bildoberfläche ein Schwellwert entsprechend einer Endpotentialdifferenz zwischen beiden vorliegen. Dieser Schwellwert beträgt iVth-f!

für einen Toner-Übergang vom Tonerträger zur Abbildungsoberfläche des latenten Bildes und IVth'rl für einen Toner-Rückübergang von der Abbildungsoberfläche des latenten Bildes zum Tonerträger. Um die Reproduzierbarkeit von Strichvorlagen zu verbessern, gleichzeitig jedoch ein Anhaften von überschüssigem Toner am bildfreien Bereich während des Toner-Übergangs-Zustandes zu verhindern, muß der Wert für IVth'f I ausreichend hoch gewählt und die zur Beschleunigung der Entwicklung angelegte Vorspannung (V . ) gegebenenfalls erniedrigt werden.

5 Geeignete Werte hierfür liegen in dem gemäß Beziehung (10) angegebenen Bereich:

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v_L - 2|vth.f| < v_min < v_L do),

Ein besonders bevorzugter Wert ergibt sich aus 5

V . !*} V_T - I Vth-f I (11) .

mm L ' '

Ist V . kleiner als V_T - 2 IVth-fI, dann findet mit Si-

min L

cherheit eine Schleierbildung im bildfreien Bereich statt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden ein magnetischer Toner als Entwickler und eine unmagnetische, einen Magneten umschließende Ummantelung als Tonerträger verwendet. Hierdurch konnten Bilder mit deutlichem und scharfem Randbereich sowie ausgezeichneter Halbton-Reproduktion erhalten werden. Ein Vorteil in der Verwendung eines magnetischen Toners liegt darin, daß die Magnetstärke des Toners und die magnetische Kraft des Tonerträgers, also die Anziehungskraft des Toners zum Tonerträger, vergrößert werden kann. Als Folge hiervon wird auch Ivth-f I größer. Dies führt dazu, daß der Wert V . des ¹ ι ^J min

externen Wechselfeldes ausreichend tief einstellbar ist. Ferner gilt für einen geeigneten Wert von V , welcher dem Wert

V_T - 2IVth-fI V . < V_T
L mm L

entspricht, folgende Beziehung:

^VD^(Vmax< ^VD ^{+ 2IVth}'^rl ·" ⁽¹²⁾'

Bei Einhalten dieser Werte wird die Reproduzierbarkeit bei einem Minimalwert der Wechselspannung maximal erhöht. Um den Toner zu einem Flug durch den Entwicklungszwischenraum bis zum Erreichen des bildfreien Bereiches zu veranlassen und hierdurch die Tonreproduktion zu verbessern und danach den Toner im wesentlichen vom bildfreien Bereich wieder zu entfernen, ist es notwendig, die Amplitude und

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die Frequenz der angelegten Wechselspannung geeignet einzustellen. Im folgenden werden Ergebnisse experimenteller Untersuchungen im Rahmen vorliegender Erfindung gezeigt, welche deutlich die Auswirkung derartiger Amplituden-Frequenzwahl zeigen.

Die Figuren 6A und 6B geben die Ergebnisse von Versuchen wieder, bei welchen durch Reflexionsmessung die Dichte (D) des Bildes in Abhängigkeit vom Potential (V) des elektrostatischen Bildes gemessen und hierbei die Amplitude der angelegten Wechselspannung konstant, die Frequenz dagegen geändert wurde. Die wiedergegebenen Kurven werden im folgenden V-D-Kurven genannt. Der experimentelle Aufbau war folgender: Auf einer zylindrischen Abbildungsoberfläche für ein elektrostatisches Bild wurde ein positives elektrostatisches latentes Bild hergestellt. Als Toner wurde ein magnetischer Toner verwendet, der später noch beschrieben wird und 30 % Magnetit enthält. Der Toner wurde mit einer Dicke von 60 μ auf eine unmagnetische, einen Magneten umschließende Ummantelung aufgebracht. Der Toner lud sich 0 durch seine Reibung an der Oberfläche der Ummantelung auf. Die Versuchsergebnisse für den Fall, daß der minimale Zwischenraum zwischen der Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild und der unmagnetischen Ummantelung bei 100 μ lag, sind in Fig. 6A dargestellt. Die entsprechenden Ergebnisse für einen minimalen Entwicklungszwischenraum von 300 μ sind in Fig. 6B dargestellt. Die Dichte des magnetischen Flusses in der Entwicklungsstation, der von dem von der Ummantelung umschlossenen Magneten herrührte, betrug ungefähr 700 Gauss. Die zylindrische Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild und die Ummantelung wurden mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit von etwa 110 mm/sec. in gleicher Richtung gedreht. Demgemäß wanderte die Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild durch den minimalen Abstand in der Entwicklungsstation.

Danach wanderte diese Oberfläche bzw. dieser Oberflächenbereich wieder vom Tonerträger weg. Das an die unmagnetische Ummantelung angelegte elektrische Wechselfeld war eine

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Sinuswelle mit einer Amplitude V = 800 V (Spitzen-zu-

p-p

Spitzen-Wert), der eine Gleichspannung von 200 V überlagert war. In den Figuren 6A und 6B sind die V-D-Kurven für Frequenzen von 100 Hz, 400 Hz, 800 Hz, 1 kHz und 1,5 kHz (nur Fig. 6A) der angelegten Spannung dargestellt; ferner die V-D-Kurve für den Fall, daß kein Vorspannungsfeld angelegt, jedoch die Rückelektrode der Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes und die Ummantelung leitend waren.

Gemäß den Ergebnissen ist der Gradient oder der sogenannte γ-Wert der V-D-Kurven sehr groß, wenn kein Vorspannungsfeld angelegt wird. Er wird jedoch sehr klein - dies bedeutet eine Vergrößerung der Tongradation -, wenn ein elektrisches Wechselfeld niedriger Frequenz angelegt ist. Bei einem Ansteigen der Frequenz des externen Wechselfeldes über den Wert von 100 Hz, wird der γ-Wert allmählich größer. Die Verbesserung der Tongradation wird wieder geringer. Ist der Entwicklungszwischenraum 100 μ breit, erhält man bei der vorgegebenen Amplitude (V _ = 800 V) eine relativ geringfügige Verbesserung der Tongradation, wenn die Frequenz 1 kHz überschreitet. Ist dagegen der Entwicklungszwischenraum 300 μ breit, und hat die Amplitude V einen Wert von 800 V, dann beginnt eine Verschlechterung der Tongradation erst im Bereich von 800 Hz. Die Tonabstufung wird bei Frequenzen über 1 kHz sehr schlecht. Man nimmt an, daß die vorstehend wiedergegebenen Phänomene folgende Gründe haben: Um eine Hin- und Herbewegung des Toners zu gewährleisten, während der er sein Anhaften und Ablösen im Entwicklungszwischenraum zwischen der Oberfläche der 0 Ummantelung und der Abbildungsoberfläche des Bildes während des Entwicklungsprozesses, welchem ein alternierendes elektrisches Feld aufgeprägt ist, wiederholt, ist eine begrenzte Zeit notwendig. Insbesondere dann, wenn der Toner infolge eines relativ schwachen elektrischen Feldes übergeht, bedarf es einer langen Zeit, um diesen Toner-Obergang tatsächlich zu bewirken. Um andererseits Halbtondichten wiederzugeben, ist es notwendig, daß die Tonerpartikel, die

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einem relativ schwachen elektrischen Feld unterworfen sind - das Feld ist jedoch größer als ein bestimmter Schwellwert - tatsächlich den fraglichen Bildbereich innerhalb einer halben Periode des Wechselfeldes erreichen. Zu diesem Zweck ist eine relativ niedrige Frequenz besonders dann von Vorteil, wenn die Amplitude des alternierenden Wechselfeldes konstant ist. In diesem Fall ist eine besonders gute Tonreproduktion bei einem alternierenden Wechselfeld sehr niedriger Frequenz gegeben. Dies wird durch die Versuchsergebnisse gemäß den Abbildungen 6A und 6B belegt. Vorstehende Überlegungen werden ferner durch einen Vergleich der Versuchsergebnisse gemäß den Figuren 6A und 6B gestützt. Die in Fig. 6B wiedergegebenen Versuchsergebnisse wurden unter den gleichen Versuchsbedingungen wie die in 6A wiedergegebenen gewonnen; jedoch mit der Ausnahme, daß der Abstand zwischen der Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild und der Oberfläche der Ummantelung nicht 100μ, sondern 300 μ betrug. Der größere Abstand führt zu einer geringeren Intensität des auf den Toner einwirkenden elektrischen Feldes und demnach zu einer geringeren Übergangsgeschwindigkeit des Toners. Darüber hinaus bedingt der breitere Abstand eine größere Übergangslänge und damit eine längere Übergangszeit. Aus Fig. 6B ergibt sich, daß der γ-Wert bei Frequenzen im Bereich von 800 Hz beachtlich groß ist. Wenn die Frequenz des angelegten Wechselfeldes 1 kHz überschreitet, wird der 7-Wert im wesentlichen gleich dem 7-Wert für den vorspannungsfreien Fall. Will man demnach die gleiche Verbesserung der Tonwiedergabe wie im Falle eines schmalen Entwicklungszwischenraumes erzielen, dann muß die Frequenz der Wechselspannung erniedrigt oder deren Intensität (Amplitude) erhöht werden.

Allerdings würde eine zu niedrige Frequenz des Wechselfeldes dazu führen, daß die Hin- und Herbewegung des Toners während der Zeit des Durchganges der Abbildungsoberfläche des latenten Bildes durch die Entwicklungsstation nicht ausreichend oft durchgeführt wird. Dies wiederum würde zu einer unregelmäßigen Entwicklung dos Bildes bei der

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~ 40 ~ ^. _ij» AW al A

Wechselspannung führen. Bei den voranstehenden Experimenten wurden im allgemeinen gute Bilder bis herunter zu Frequenzen von 40 Hz erhalten. Wird die Frequenz unter 40 Hz abgesenkt, dann entstanden unregelmäßige sichtbare Bilder. Ferner zeigten experimentelle Untersuchungen, daß die untere Grenzfrequenz, bei welcher noch keine Unregelmäßigkeiten im sichtbaren Bild auftraten, von den Entwicklungsbedingungen, insbesondere von der Entwicklungsgeschwindigkeit (diese wird auch Prozeßgeschwindigkeit, V , mm/sec, genannt) abhängt. Bei den vorstehenden Experimenten betrug die Bewegungsgeschwindigkeit der Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes 110 mm/sec. Die untere Grenzfrequenz betrug hierbei

40/110 χ V ^ 0,3 χ V ... (13).

PP

Ferner konnte experimentell nachgewiesen werden, daß ebenfalls gute Ergebnisse bei Wechselspannungen in Form einer Sinuswelle, einer Rechteckwelle, einer Sägezahnwelle oder einer asymmetrischen Welle erhältlich waren. Die Anwendung einer Wechselvorspannung niedriger Frequenz führt zu einer beachtlichen Verbesserung der Tongradation; jedoch muß hierbei der Spannungswert gut eingestellt sein. Ein zu großer Wert für IV . I der Wechselvor-

min

spannung kann dazu führen, daß zu viel Toner den bildfreien Bereich während des Toner-Übergangs-Zustandes berührt. Dies kann dazu führen, daß der Toner während der zweiten Prozeßstufe der Entwicklung nicht ausreichend vom bildfreien Bereich entfernt und dadurch ein schleierbehaftetes oder fleckiges Bild erhalten wird. Auf der anderen Seite würde ein zu großer Wert für IV I dazu führen, daß zu

max

viel Toner vom Bildbereich abgezogen und damit die Dichte des sogenannten durchgehend schwarzen Bereiches bzw. stark belichteten Bereiches reduziert würde. Um derartige Effekte zu verhindern und gleichzeitig die Tonabstufung zu verbessern, werden gemäß vorliegender Erfindung die Werte V

max

und V . vorzugsweise so gewählt, daß sie den folgenden Bedingungen genügen:

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^Vmax ^ ^VD

^VL -

Hierbei sind die Werte Vth*f und Vth'r die bereits beschriebenen Potential-Schwellwerte. Werden die Spannungswerte der Wechselspannung gemäß vorstehenden Bedingungen gewählt, dann wird weder zu viel Toner während des Toner-Übergangs-Zustandes im bildfreien Bereich zur Anhaftung gebracht noch zu viel Toner während des Toner-Rückübergangszustandes vom Bildbereich abgezogen, so daß insgesamt gute Entwicklungsergebnisse erhältlich sind.

Diese Aussagen werden durch die nachstehend wiedergegegebenen Versuchsergebnisse belegt. Die Figuren 7A und 7B zeigen jeweils V-D-Kurven, wobei die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes konstant (bei 200 Hz) gehalten und die Amplitude V _ geändert wurde. In Fig. 7A sind die Ergebnisse für einen Entwicklungszwischenraum von 100 μ Breite und in Fig.7B die entsprechenden Ergebnisse für einen Entwicklungszwischenraum mit einer Breite von 300 μ wiedergegeben. Die übrigen Versuchsbedingungen stimmten mit denjenigen überein, die zu den in den Figuren 6A und 6B wiedergegebenen Versuchsergebnissen führten. War der Entwicklungs-Zwischenraum relativ schmal, dann ergab sich eine Verbesserung der Tonabstufung, wenn die Amplitude 400 V überschritt - als Bezugskurve wurde diejenige gewählt, die dem Vorspannungs-Feld-freien Fall entspricht. Wenn die Amplitude V 1500 V überschreitet, ist die Tonwiedergabe sehr gut?

jedoch beginnt eine Schleierbildung im bildfreien Bereich. Überschreitet die Amplitude V _ 200 V , dann tritt starke Schleierbildung auf. In diesem Fall kann die Schleierbildung dadurch verhindert werden, daß die Wechselfrequenz über 200 Hz erhöht wird.

Bei einem Entwicklungszwischenraum mit einer Breite von 300 μ konnte die Tonwiedergabe ab einer Amplitude V _ = 400 V oder mehr verbessert werden. Sehr gute Bilder

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mit ausgezeichneter Tonwiedergabe und praktisch vollkommener Schleierfreiheit wurden im Amplitudenbereich von 800 V erzielt. Sobald die Amplitude V 2000 V überschritt, war zwar noch eine gute Tonwiedergabe erhältlich, jedoch begann hierbei eine erste Schleierbildung. Unter solchen Versuchsbedingungen ist es notwendig, die Frequenz des Wechselfeldes zu erhöhen.

Obige Versuchsergebnisse zeigen ferner, daß es bei einem relativ breiten Entwicklungszwischenraum d ratsam ist, eine höhere Spannung V _ und eine höhere Frequenz f als bei einem relativ schmalen Entwicklungszwischenraum d zu wählen.

Um die Tonabstufung des Bildes zu verbessern bzw. zu erweitern, ist es notwendig, innerhalb eines geeigneten Bereiches liegende Frequenzen und Amplituden für die Wechselspannung zu wählen. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Bildes die Beziehung zwischen Frequenz und Amplitude der angelegten Spannung innerhalb eines vorgegebenen Wertbereiches geändert bzw. aus diesem Wertebereich gewählt werden kann. Durch genaue Untersuchungen der Frequenz-Amplituden-Beziehungen der Wechselspannung konnte gezeigt werden, daß in Abhängigkeit von den Frequenz- und Amplitudenwerten beliebige Entwicklungs-Kennlinien (V-D-Kurven) gewählt werden konnten. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 8 dargestellt.

Fig. 8 zeigt Entwicklungskennlinien, die bei einem Abstand von 300 μ zwischen einer fotoempfindlichen Trommel, die als Bildträger für das latente Bild diente, und einer Ummantelung, die als Entwicklerträger diente, einer Entwicklerschichtdicke von etwa 100 μ auf der Ummantelung und einem Toner, der im wesentlichen aus 100 Teilen Styrol-Acryl-Harz, 60 Teilen Ferrit, 2 Teilen Ruß und 2 Teilen goldhaltigem Farbstoff als Ladungssteuerungsagens zusammengemischt und gemahlen wurde, wobei ferner 0,4 Gewichtsprozent kolloidales Sliziumdioxid von außen zugegeben wurden, erhalten wurden. Die für jede dargestellte Kurve geltenden Versuchsbedingungen sind diejenigen Vorspannungsbedingungen

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(Wechselfrequenz f (Hz) und Amplitudenwert (V )), die zur Sichtbarmachung des Potentials (ungefähr 500 V) des stark belichteten Bereiches und des Potentials (ungefähr 0 V) des unbelichteten Bereiches notwendig waren. Die Wellenform der angelegten Spannung ergab sich aus einer Sinuswelle mit einer überlagerten Gleichspannung.(Die geringfügige Differenz der in Fig. 8 wiedergegebenen Kennlinien von den zuvor genannten Kennlinien beruht auf der Verwendung unterschiedlicher Entwickler.) Aus den Kennlinien gemäß den Figuren 6A und 6B sowie Fig. 8 ergibt sich folgendes: Ist die Frequenz f niedrig, dann erhält man gewöhnlich eine Entwicklungskennlinie mit einer hohen Tonabstufung. Ist die Frequenz ziemlich hoch, dann erhält man Entwicklungskennlinien mit einem großen γ-Wert. Durch Ändern der Amplitude der Wechselspannung - neben einer Änderung der Frequenz - ist es möglich, beliebige Entwicklungskennlinien entsprechend dem gewünschten Bild zu erhalten. (Die Gleichstromkomponente wird ebenfalls leicht geändert.)

Die Kurve (a) in Fig. 8 gibt die V-D-Kurve für folgende Bedingungen wieder: Frequenz f = 200 Hz, Amplitude V = 900 V und überlagerte Gleichstromkomponente von 220 V. Aus der dargestellten Kurve ergibt sich, daß diese Vorspannungsbedingungen zu einer guten Tongradation führen.

Die Kurve (b) in Fig. 8 gibt die V-D-Kurve wieder, die bei folgenden Versuchsbedingungen erhalten wurde: ERhöhung der Frequenz bzw. Amplitude auf f = 400 Hz bzw. V _ = 1600 V, überlagerte Gleichstromkomponente = 220 V. Bei dieser Kurve ist der γ-Wert etwas größer als derjenige der Kurve (a).

Gleichwohl wird aber auch noch bei dieser Kurve einsrelativ gute Tonabstufung erhalten.

Geht man von der Kurve (b) aus und erhöht die Frequenz auf 7 00 Hz oder 900 Hz, wobei die Amplituden V _ konstant (1600 V) gehalten werden (die überlagerten Gleichspannungskomponenten wurden verringert (170 V bzw. 120 V)), dann erhält man immer größer werdende γ-Werte. Dies ergibt sich aus den Kurven (c) und (d) gemäß Fig. 8. Aus derartigen

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γ-Werten resultiert eine relativ geringe Tonabstufung. Allerdings ergibt sich aus der Kurve (d), daß salbst bei einem geringen Potential des elektrostatischen Bildes eine gute Entwicklung möglich ist. Ferner haben die Untersuchungen gezeigt, daß trotz der geringen Tongradation die sogenannten Randeffekte gut wurden und zu einer guten Reproduzierbarkeit von Strichvorlagen sowie zur Verringerung des Bildschleiers führten.

Wird die Vorspannungsbedingung im oben angegebenen Rahmen geändert, dann sind Bilder mit einer Qualität erhältlich, die der des Originals oder dem Wunsch des Benutzers entspricht.

Auf der Grundlage vorstehender Experimente ist in Fig. 9 ein bevorzugter Bereich für miteinander zu kombinierende Parameter bzw. Bedingungen (Frequenz f (Hz) und Amplitudenwert V _ (V)) für die aufgeprägte Spannung bzw. das aufgeprägte Feld angegeben. In Fig. 9 sind auf der Ordinate die Amplitude V _ (V) und auf der Abszisse die Frequenz f (Hz) aufgetragen. Bevorzugte Werte für die Amplitude und die Frequenz in Abhängigkeit vom gewünschten Bild liegen innerhalb der in Fig. 9 wiedergegebenen Bereiche.

Die ausgezogene Kurve ρ in Fig. 9 gibt die Grenze zu demjenigen Bereich an, in welchem eine Schleierbildung bei einem Entwicklungszwischenraum von 300 μ anfängt. Der schraffierte Bereich A gibt den schleierbehafteten Bereich wieder. Dieser Bereich eignet sich nicht für Kopien von Strichvorlagen. Die ausgezogene Kurve q gibt die Grenze zu dem Bereich wieder, in welchem noch eine gute Tonabstufung bei einem Entwicklungszwischenraum von 300 μ erhältlich ist. Der schraffierte Bereich C gibt den Bereich mit relativ schlechter Tonabstufung wieder. Demgemäß ist der von den beiden Grenzkurven ρ und q umgebene Bereich B der Bereich, in welchem der Schleier zumindest reduziert ist und innerhalb dessen man Bilder mit ausgezeichneter Schärfe und Tonabstufung erhält.

Die Lagen der Grenzkurven ρ und q ändern sich mehr

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oder weniger in Abhängigkeit von der Entwicklungszwischenraum-Breite d. Bei einem relativ schmalen Entwicklungszwischenrauro d werden die Grenzkurven ρ und q entsprechend den gestrichelten Linien p¹ und q' versetzt.

Besonders gute Bilder im Hinblick auf Schleierfreiheit, Tonabstufung und Schärfe erhält man - bei niedriger Feldfrequenz - für Bedingungen, die im mit gestrichelten Linien in Fig. 9 dargestellten Bereich S liegen. Der untere Grenzwert der Frequenz in diesem Bereich ist ein Wert, der sich aus der bereits früher genannten Relation ergibt, nämlich:

f = 0,3 χ V .

P
Der obere Grenzwert wird durch die Bedingungen für ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis festgelegt. Das Signal-Rausch-Verhältnis wird nun beschrieben. Wenn die Frequenz des angelegten Wechselfeldes erhöht wird, ist es notwendig, die Amplitude V _ der angelegten Spannung groß zu machen, um sicherzustellen, daß eine Hin- und Herbewegung des Entwicklers (einschließlich der Bewegung des Entwicklers zum kurzzeitigen Erreichen des bildfreien Bereiches) zwischen dem Entwicklerträger und dem Bildträger für das latente Bild stattfindet. Wenn nun der Spannungswert hoch wird, ist er erheblich größer als die Potentialdifferenz (V ) des sichtbar zu machenden Bildbereiches. Der Übergang des Entwicklers zum Bildbereich wird demnach kaum durch die Potentialdifferenz V beeinflußt. In diesem Fall wird die Bildschärfe verringert, so daß eine Wiedergabe von Strichvorlagen verschlechtert wird und Schleierbildung entsteht. Hinzu kommt, daß hohe Spannungen (höher als 2500 V) zu Entladungsphänomenen zwischen benachbarten Teilen führen.

Dies wiederum wirft Probleme bei der Konstruktion von Entwicklungsvorrichtungen auf.

Unter den vorstehend wiedergegebenen Standardbedingungen ist es von Vorteil, die Amplitude so zu wählen, daß gilt: V = 2500 V, besonders bevorzugt V 1 2000 V.

P-P P-P

Für die Frequenz wird vorzugsweise ein Wert f = 1 kHz gewählt. In Abhängigkeit von der Kombination von Amplitude und Frequenz kann man Frequenzen bis praktisch zu f 1 1,5 kHz

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zulassen, ohne daß hierbei die erfindungsgemäßen Wirkungen beeinträchtigt würden.

Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich, daß die Anwendung einer externen Wechselspannung zwischen der Abbildungsoberflache des latenten Bildes und dem Tonerträger zu einer beachtlichen Erweiterung der Tonabstufung des Bildes und Verhinderung von Schleierbildung führt. Durch Verwendung eines magnetischen Toners als Entwickler und einem einen Permanentmagneten umschließenden Mantel als Entwicklerträger sowie ferner geeigneter Vorgabe der Parameter für die externe Wechselspannung ist es gleichzeitig möglich, die Raproduzierbarkeit von Strichvorlagen zu verbessern.

Bei der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß das elektrostatische Bild durch positive Ladungen aufgebaut wurde. Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Lehre auch auf ein negativ aufgebautes latentes elektrostatisches Ladungsbild anwendbar. Beim sogenannten Toner-Transport-Entwicklungsverfahren führen die vom Randbereich des latenten Bildes ausgehenden Kraftlinien um die Rückelektrode der Abbildungsoberfläche des latenten Bildes; dies ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Feldlinien können nicht die Oberfläche des Tonerträgers erreichen. Demgemäß können vom Tonerträger ausgehende Tonerpartikel praktisch nicht zur Anlage an die Bildränder kommen. Dieser Nachteil führt zu einer Verdünnung kopierter Strichvorlagen sowie einer geringen Schärfe im Randbereich, so daß sich das bekannte Toner-Transport-Entwicklungsverfahren nicht zur Kopie von Strichvorlagen eignet.

Wird dagegen entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre ein Wechsel-Vorspannungsfeld angelegt und hierbei V .

mm

ausreichend niedrig gewählt, dann führen die elektrischen Feldlinien in der Entwicklungsstation während des Toner-Übergangs-Zustands so wenig um die Ränder des elektrostatisehen Bildes (siehe hierzu Fig. 5), daß praktisch parallele elektrische Felder aufgebaut werden. Hierdurch wird der Toner auch zur Anlage an den Rändern des elektrostatischen

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Bildes gebracht. Allerdings ist dabei darauf zu achten, daß zu tiefe Werte für V . gewöhnlich zu Schleier- oder Flecken-Bildung im bildfreien Bereich führen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der Vorteil der Verwendung des magnetischen Toners als Entwickler und der Ummantelung, die einen Permanentmagneten umschließt, als Entwicklerträger im wesentlichen in der Lösung des erörterten Problemes. Denn durch richtiges Einstellen des Gehaltes an magnetischem Material im Entwickler sowie der Intensität des Magnetfeldes des Permanentmagneten ist es möglich, die Haftkraft des Toners an der Ummantelung gleichförmig zu verstärken und damit den Wert für Ivth'fl ausreichend hoch zu wählen. Dies führt wiederum dazu, daß V . entsprechend tief gehalten werden kann, so daß die während des Toner-übergangs-Zustandes zur Anhaftung an dem bildfreien Bereich gelangende Tonermenge minimalisiert werden kann.

Demgemäß sind bei Verwendung eines magnetischen Toners und Anlegen einer Wechselvorspannung mittels des Toner-0 Transport-Verfahrens Bilder erhältlich, die eine gute Tonabstufung sowie deutliche und scharfe Randbereiche aufweisen und ferner ausgezeichnete Kopien von Strichvorlagen darstellen.

Auf der anderen Seite ist es sehr schwierig, den Entwickler zur Entwicklungsstation bei einem Hochwiderstands-Toner-Transport-Entwicklungsverfahren zu befördern und hierbei Ladung aufzuprägen. Die Verwendung eines magnetischen Toners als Entwickler und die Beförderung des Entwicklers mittels einer Ummantelung, sowie die Aufprägung einer Ladung auf den Entwickler durch Reibung zwischen der Manteloberfläche oder einem Applikator und dem Toner wird als ein besonders bevorzugtes Verfahren angesehen.

Das Aufbringen des magnetischen Toners auf die Ummantelung kann dadurch herbeigeführt werden, daß ein elastisches Glied gegen die Ummantelung gedrückt wird. Statt dessen kann der Toner auch mittels eines magnetischen Gliedes aufgebracht werden, das einen magnetischen Pol des.im

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Innern der Ummantelung und mit dessen Oberfläche keinen Kontakt aufweisenden angeordneten Magneten gegenüber angeordnet ist, wobei die Dicke des magnetischen Toners über die magnetische Kraft steuerbar ist. Bei einem üblichen Toner-Transport-Entwicklungsverfahren, bei welchem zu Entwicklungszwecken die Ummantelung dem Bildträger für das elektrostatische Bild gegenüber angeordnet ist und die Ummantelung sowie der Bildträger in gleicher Richtung und in gleicher Geschwindigkeit gedreht werden, beeinflußt der Zustand des auf die Ummantelung aufgebrachten Toners unmittelbar die Bildqualität. Wird der Toner nach dem vorgenannten Verfahren aufgebracht, dann kann das Aufbringen sehr fein gesteuert werden und stellt eine gute Bildqualität sicher. Bei diesem Verfahren reibt allerdings der Toner stark an der Manteloberfläche, so daß der Harzgehalt des Toners an der Manteloberfläche haften bleibt und ein Aufladen des Toners stark behindert. Wird dagegen das letztgenannte Verfahren verwendet, dann haftet der Toner an der Manteloberfläche nur relativ schwach an. Der auf die Manteloberfläche aufgebrachte Toner weist allerdings auf der Oberfläche verstreute Batzen von Tonerpartikeln auf; er ist grobkörnig. Demgemäß wird auch das Bild nach der Entwicklung grobkörnig.

Wird dagegen erfindungsgemäß in der Entwicklungsstation eine Wechselvorspannung aufgeprägt, dann werden die Tonerpartikel zu einer Hin- und Herbewegung zwischen dem latenten Bild und der Manteloberfläche veranlaßt. Der Toner wird hierbei in einzelne Partikel aufgeteilt, so daß der Toner feinverteilt im Bildbereich der Oberfläche des elektrostatischen Bildes anhaften kann.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele erläutert.

Beispiel 1

in Fig. 10A ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, gemäß welchem die angelegte Wechsel-Vorspannung gedämpft wird. Die von einer Spannungsquelle abgegebene Spannung besteht

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im wesentlichen aus einer Wechselspannung niedriger Frequenz mit einer der Wechselspannung überlagerten Gleichstromkomponente. Das Ausgangssignal der Spannungsquelle wird mittels einer mechanischen Gleitelektrode gedämpft. In Fig. 10B ist ein Schaltkreis dargestellt, in welchem die Ausgangsspannung mittels einer elektrischen Schaltung gedämpft wird.

Gemäß Fig. 10A ist ein ZnO-fotoempfindliches Papier 10 dargestellt, auf welchem an einer anderen (nicht dargestellten) Station ein elektrostatisches Bild aufgebaut worden ist. Das Papier 10 wird mittels eines Rollenpaares 13, 13 zur dargestellten Entwicklungsstation gefördert. In der Entwicklungsstation wird es zu Entwicklungszwecken angehalten und dann weiter zur Fixage gefördert. Ferner ist ein Tonerträger 12 vorgesehen, der im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Gummiband besteht, das von einem Metallrollenpaar 14, 14 angetrieben wird. Das fotoempfindliche ZnO-Papier 10 dient als Bildträger für das elektrostatische Bild. Das Papier 10 und der Tonerträger werden mittels der Rollenpare 13 und 14 zur Entwicklungsstation befördert. Die Rollenpaare 13 und 14 werden intermittierend vom Motor 22 angetrieben. In der Entwicklungsstation werden der Tonerträger 12 und das Papier 10 angehalten. Vor Beginn des nächsten Entwicklungszyklus' werden 5 das Papier 10 und der Tonerträger 12 weiterbewegt. Der Tonerträger 12 führt dann eine halbe Vollumdrehung aus und wird wieder angehalten. In einem Behälter 17 befindet sich ein isolierender Toner 15, der im wesentlichen aus Styrol-Harz, 3 Gew.-Prozent Ruß und 2 Gew.-Prozent positiv geladenes Ladungssteuerungsagens besteht. Zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Toners 15 sind 0,2 Gew.-Prozent kolloidales Siliziumdioxid extern zugefügt. Der Toner 15 wird mittels des Tonerträgers 12 vorwärtsbewegt. Die Dicke des auf den Tonerträger 12 aufgebrachten Toners 15 wird mittels eines Steuergliedes 16 auf 100 bis 200 μ eingestellt. Das Steuerglied 16 steht in Gleitkontakt mit dem Tonerträger Mittels einer Korona-Ladungseinrichtung 18 wird dem Toner

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eine positive Ladung vor Beginn der Entwicklung aufgeprägt. Der Abstand zwischen dem elektrostatischen Bildträger bzw. Papier 10 und dem Tonerträger 12 wird auf 500 μ gehalten. Eine Gleitelektrode 14a steht in Berührungskontakt mit dem Kern der drehbaren Rolle 14. Über den Gleitkontakt 14a wird dem Tonerträger 12 eine Wechselspannung von einer Versorgungsquelle 9 aufgeprägt. Der Entwickler 15 wird mittels einer Staubbürste 20 umgerührt und auf den Tonerträger 12 aufgetragen.

Das Potential des stark belichteten Bereiches des auf dem Bildträger 10 ausgeformten elektrostatischen Bildes betrug -450 V; das des unbelichteten Bereiches -40 V. Die angelegte Spannung bestand im wesentlichen aus einer Wechselspannung von 1200 V und einer Frequenz im Bereich von 10 bis 100 Hz, wobei der Wechselspannung eine Gleichspannungskomponente von -200 V überlagert war. Lediglich die Wechselspannungskomponente wurde mit einer Zeitkonstanten von etwa 0,5 in 0,2 Sekunden nach Beginn der Entwicklung auf 0 gedämpft.

Nachfolgend wird der Aufbau der Versorgungsquelle 9 mit der Einrichtung zur Spannungsdämpfung beschrieben. Gemäß der Darstellung weist die Versorgungsquelle 9 einen Wechselspannungs-Transformator 27 sowie eine Gleitelektrode 26 auf, die mittels eines Motors 21 längs der Sekundärwicklung des Transformators 27 bewegt wird. Ferner sind eine Wechselspannungsquelle 24 und eine Gleichspannungsquelle 25 vorgesehen. Eine Versorgungsquelle 23 treibt einen Taktgenerator und die Motore 21 und 22 an.

0,5 Sekunden nach Entwicklungsbeginn gleitet die Gleit-0 elektrode 26 innerhalb 0,2 Sekunden von ihrer Position A mit gleichförmiger Geschwindigkeit zu ihrer Position B. Nach Verschiebung der Gleichelektrode 26 zu ihrer Position B wird der Motor 22 angetrieben, um den Tonerträger 12 eine halbe Volldrehung weiterzufordern. Während dieser Zeit gleitet die Gleitelektrode 26 wieder zurück zu ihrer Position A.

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In Fig. 10B ist eine Versorgungsquelle 9¹ dargestellt, in der anstelle der Gleitelektrode 26 ein an sich bekannter RLC-Dämpfungskreis vorgesehen ist. In 0,2 Sekunden nach Beginn der Entwicklung wechselt der Schalter von seiner Position A' zu seiner Position B¹ über. Die Zeitkonstante des Dämpfungsgliedes ist 0,5 Sekunden. Das Umschalten des Schalters kann mittels bekannter Zeitglieder, beispielsweise mittels eines Relais oder dergleichen durchgeführt werden.

Mittels des anhand der Fig. 10A erläuterten Ausführungsbeispieles ist das erste Grundbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren - bei diesem wurde die aufgeprägte Spannung unmittelbar gedämpft - durchführbar. Mit der dargestellten Entwicklungsvorrichtung konnten im wesentlichen schleierfreie Bilder mit ausgezeichneter Tonabstufung insbesondere dann erzielt werden, wenn die Frequenz der angelegten Wechselspannung niedrig war. Besonders gute Bilder konnten mit einer Frequenz f έ 1000 Hz erzielt werden.

Beispiel 2:

Anhand der Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung beschrieben, mit welcher das zweite Grundbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar ist - beim zweiten Grundbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde die Breite des Entwicklungszwischenraumes geändert. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Se-fotoempfindliches Band 31 vorgesehen, auf welchem das elektrostatische Bild in einer nicht dargestellten anderen Station ausgebildet wurde. Das latente elektrostatische 0 Bild wird in der dargestellten Station entwickelt. Danach wird es fixiert oder zu einer weiteren, nicht dargestellten Station befördert. Mittels einer Metallrolle 33 wird ein Tonerträger 32 angetrieben, der im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Gummiband besteht. In einem Behälter 37 befindet sich ein isolierender Toner, der im wesentlichen aus Polyesterharz, 2 Gew.-Prozent Ruß und 2 Gew.-Prozent eines Ladungssteuerungsagens mit negativer Polarität enthält.

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Zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Toners 35 sind 0,1 Gew.-Prozent kolloidales Siliziumdioxid von außen zugefügt. Der Toner 35 wird mittels des Tonerträgers 32 weiterbefördert. Die Dicke der auf den Tonerträger 32 aufgetragenen Tonerschicht wird mittels eines elastischen Steuergliedes 36 auf 50 bis 150 μ eingestellt. Das Steuerglied 36 wird gegen die Metallrolle 33 gedrückt. Vor Entwicklungsbeginn wird dem Toner 32 über eine Korona-Ladeeinrichtung 38 negative Ladung aufgeprägt. Der Bildträger 31 des elektrostatischen Bildes wird mittels einer Metallrolle 41 auf einen Minimalabstand von 300 μ vom Tonerträger 32 gehalten. 30 mm entfernt von dieser Position wird mittels einer (justierbaren) Metallrolle 52 der Abstand zwischen dem Bildträger 31 und dem Tonerträger 3 2 auf ungefähr 2 mm vergrößert. Ferner ist eine Steuereinrichtung 43 zur Justierung der Position der Metallrolle 42 vorgesehen. Der Bildträger 31 und der Tonerträger 32 sind so angeordnet, daß sie zunächst die Stelle durchlaufen, an welcher sie einen Minimalabstand voneinander haben. Danach vergrößert sich deren gegenseitiger Abstand. Der Bildträger 31 und der Tonerträger 32 bewegen sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit von 200 mm/sec. Mit dem Bezugszeichen 39 ist eine Wechselspannungsquelle vorgesehen, welche dem Entwicklungszwischenraum ein Wechselfeld aufprägt.

Auf dem Bildträger 31 hatte der Bildbereich des elektrostatischen Bildes ein Potential von 800 V und der bildfreie Bereich ein Potential von 200 V. Die angelegte Spannung war eine Wechselspannung mit einer Amplitude ν von 1000 V und eine Frequenz von 200 Hz, wobei eine Gleichspannungskomponente von 400 V überlagert war. Mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel konnten Bilder mit guter Schleierfreiheit und hoher Tonabstufung erhalten werden.

Beispiel 3:

Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine fotoempfindliche Trommel 51 mit einem Se-FiIm

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sowie ein Tonerträger 52, der im wesentlichen aus einer elektrisch leitenden Gummifolie besteht und von einer Metallrolle 53 angetrieben wird, vorgesehen. Die Bahngeschwindigkeit des Tonerträgers 52 ist im wesentlichen gleich der Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 51 bzw. des Bildträgers für das elektrostatische Bild. Diese Geschwindigkeit beträgt 200 mm/sec. In einem Behälter 47 befindet sich ein unmagnetischer, isolierender Toner 45. Er wird durch die Reibungskräfte zwischen dem Toner 4 5 und dem Tonerträger 52 sowie durch die Van der Waal¹sehen Kräfte vorwärtsbewegt. Mit einem elastischen Applikator 46 wurde die Dicke der auf den Tonerträger 52 aufgetragenen Tonerschicht auf 60 μ eingestellt. Mit einer Korona-Ladeeinrichtung 48 wurde dem Toner 45 vor Beginn der Entwicklung eine negative Ladung aufgeprägt. Der Minimalabstand zwischen dem Tonerträger 52 und dem Bildträger 51 wurde auf 400 μ eingestellt. Dieser Abstand wird jedoch in Drehrichtung größer, so daß ein Entwicklungsraum bzw. -bereich entsteht, in welchem die früher beschriebenen ersten und zweiten Entwicklungsprozesse ablaufen. Eine Gleitelektrode 44a berührt den Kern eines drehbaren Gliedes 44. Die Gleitelektrode 44a prägt die Wechselspannung einer Spannungsquelle 49 dem Tonerträger 52 und den Metallrollen 53 und auf. Der andere Pol der Spannungsquelle 49 liegt gemeinsam mit dem Bildträger 51 auf Masse. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes 100 Hz; im elektrostatischen Bild beträgt das Potential für den Bildbereich +700 V und das Potential des bildfreien Bereiches +50 V. Das Potential des Tonerträgers 52 nahm folgende Werte an: V = +750 V (Maximalwert) und ^ max

^Vmin ⁼ ~^{50 V} (^Minimalwert·

Mit dem vorstehend wiedergegebenen Ausführungsbeispiel konnten deutliche und scharfe Bilder mit sehr guter Tonwiedergabe erhalten werden.
35

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Beispiel 4:

Gemäß dem in Fig. 13A vorgesehenen Ausführungsbeispiel ist ein Bildträger bzw. eine fotoempfindliche Trommel 61 mit einem Radius von 40 mm sowie einer CdS-Schicht und einer Isolierschicht vorgesehen. Dem Bildträger 61 gegenüber angeordnet ist eine unmagnetische Ummantelung mit einem Radius von 15 mm und einem darin eingeschlossenen Permanentmagneten 63 angeordnet. Der Bildträger 61 und die unmagnetische Ummantelung 62 werden mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit von 100 mm/sec. in der gleichen Richtung gedreht. In einem Behälter 67 befindet sich ein isolierender magnetischer Toner, der im wesentlichen aus

60 Gew.-Prozent Styrol-Harz, 35 Gew.-Prozent Magnetit,

3 Gew.-Prozent Ruß und 2 Gew.-Prozent eines negativ geladenen Steueragens besteht. Zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Toners 65 sind 0,3 Gew.-Prozent kolloidales Siliziumdioxid extern zugefügt. Der Toner 6 5 wird mittels der Ummantelung 62 vorwärtsbewegt. Die Dicke des auf die Ummantelung 62 aufgetragenen Toners 65 wird mittels eines in unmittelbarer Nähe der Ummantelung 62 angeordneten Magnetfingers 66 auf etwa 70 μ eingestellt. Der Toner 65 lädt sich aufgrund der Reibung zwischen ihm und der Ummantelung 62 negativ auf. Der Abstand zwischen dem Bildträger

61 und der Ummantelung 62 wird an seiner kleinsten Stelle auf 200 μ gehalten. Die Bahngeschwindigkeiten des Bildträgers 61 und der Ummantelung 62 sowie deren gegenseitiger Abstand ist so eingestellt, daß die anhand der Figuren 3A und 3B geschilderten Bedingungen während der Rotation des Bildträgers und der Ummantelung eingehalten werden.

Die Ummantelung 62 und der Magnetfinger 66 werden in elektrisch leitendem Zustand gehalten. Eine von einer Versorgungsquelle 69 abgegebene Wechselspannung wird dem elektrisch leitenden Trägerteil des Bildträgers 61 aufgeprägt. Die Wechselspannung ist sinusförmig mit einer Frequenz von 2 00 Hz. Die Beziehungen zwischen dem Verlauf der Wechselspannung und den Potentialen des elektrostatischen Bildes sind in Fig. 13B wiedergegeben.

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Das elektrostatische Bild hat im Bildbereich ein Potential von 500 V und im bildfreien Bereich ein Potential von 0 V. Die Amplitude der Sinuswelle beträgt 400 V (800 V ) mit einer überlagerten Gleichspannungskomponente von 200 V. Mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel und der niedrigen Frequenz entsprechend der anhand der Figuren 3A und 3B beschriebenen Entwicklung konnten deutliche und scharfe Bilder mit guter Tongradation hergestellt werden.

Beispiel 5;

Gemäß Fig. 14A ist ein Bildträger 71 für ein elektrostatisches latentes Bild vorgesehen, der eine Isolierschicht auf einer CdS-Schicht aufweist. Hinter dem Bildträger 71 ist eine Rückelektrode 72 angeordnet. Der Bildträger 71 und die Rückelektrode 72 sind trommeiförmig ausgestaltet. Ein Magnet 77 ist in einer unmagnetischen, korrosionsbeständigen Ummantelung 73 angeordnet. Der Bildträger 71 für das elektrostatische Bild und die Ummantelung 73 haben einen gegenseitigen Minimalabstand von 3 00 μ. Dieser Abstand wird 0 mit an sich bekannten Abstandshaltereinrichtungen aufrechterhalten. In einem Behälter 79 ist ein einkomponentiger, magnetischer Entwickler bzw. Toner 74 angeordnet. Der Toner 74 besteht im wesentlichen aus 70 Gew.-Prozent Styrol-Maleinsäureharz, 25 Gew.-Prozent Ferrit, 3 Gew.-Prozent Ruß und 2 Gew.-Prozent negativ geladenes Steueragens, wobei die oben genannten Komponenten miteinander vermischt und vermählen worden sind. Ferner wurde zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Entwicklers 74 extern 0,2 Gew.-Prozent kolloidales Siliziumdioxid zugefügt. Dem einen Magnetpol 77a (850 Gauss) des in der Ummantelung 73 eingeschlossenen walzenförmigen Magneten 77 gegenüber ist ein Eisenfinger 76 angeordnet. Der Eisenfinger 76 steuert die Dicke der auf der Ummantelung 73 mittels magnetischer Kraft aufgebrachten Schicht des magnetischen Entwicklers 74. Der Abstand zwisehen dem Eisenfinger 76 und der Ummantelung 73 wird bei 240 μ gehalten. Die Dicke der auf die Ummantelung 73 aufgebrachten Entwicklerschicht wird mittels des Eisenfingers

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-] auf ungefähr 100 μ eingestellt. Die Ausgänge einer änderbaren Wechselspannungsquelle 75 sind mit der Rückelektrode 72 und dem leitenden Teil der Ummantelung 73 verbunden. Zur Verhinderung eines unregelmäßigen Entwicklerauftrages auf die Ummantelung 7 3 werden der Eisenfinger 76 und die Ummantelung 73 auf gleichem Potential gehalten.

Der Mittelwert des Potentials für das elektrostatische Bild beträgt im stark belichteten Bereich 500 V und im unbelichteten Bereich 0 V. Die extern angelegte Wechselspannung ist sinusförmig mit einer Frequenz von 400 Hz und einer Spitzen-zu-Spitzen-Spannung von 1500 V. Die Sinuswelle ist hierbei derartig verändert bzw. verzerrt worden, daß das Amplitudenverhältnis der Sinuswelle zwischen der positiven Phase und der negativen Phase 1,9:1 beträgt. Auch mit diesem Ausführungsbeispiel konnten schleierfreie, gute sichtbare Bilder mit ausgezeichneter Tongradation und hoher Schärfe erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel für einen Schaltkreis zur Erzeugung einer im obigen Sinne verzerrten Sinuswelle ist in Fig. 14B dargestellt.

Der in Fig. 14B dargestellte Schaltkreis erzeugt die in Fig. 14C dargestellte verzerrte Sinuswelle, und zwar dadurch, daß lediglich jeweils der negative Ast (-) der sinuswellenförmigen Wechselspannung mittels einer Diode 80 und Widerständen 81 und 82 reduziert wird. Wählt man für den Widerstand 81 an der Ausgangsklemme O einen Schiebewiderstand, dann kann der negative Spannungsbereich (-) der sinusförmigen Welle variabel gemacht werden. Mit der dargestellten Schaltung ist es leichter, eine verschobene bzw. asymmetrische Wellenform zu erhalten, als durch überlagerung einer Gleichspannungskomponente.

Beispiel 6;

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die veränderliche Spannungsquelle 75 des Ausführungsbeispiels 5 insoweit geändert worden, als sie mehrere Spannungsquellen darstellt, wobei jede Spannungsquelle mit einem Umschalter 78 verbun-

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den ist derart, daß die Frequenz- und Amplitudenwerte (a), (b) und (d) aus den vier in Fig. 8 angegebenen Werten bzw. Wertepaaren auswählbar sind.

Als Umschalter 78 ist ein an und für sich bekannter Umschalter verwendbar. Durch die Bedienungstasten fh\ bis Cc) des Umschalters 78 sind folgende Vorspannungsbedingungen wählbar.

®: f = 200 Hz, V = 900 V (220 V überlagerte p-p

Gleichspannung). Mit diesen Vorspannungswerten kann der jeweilige Benutzer fotografische Bilder mit ausgezeichneter Qualität und weichem Ton erhalten.

B) : f = 400 Hz, V _ = 1600 V (220 V überlagerte —' P P

Gleichspannungskomponante). Mit dieser Bedingung sind gewöhnliche Kopien erhältlich.

(cT) : f = 900 Hz, V _ = 1600 V (120 V überlagerte Gleichspannungskomponente). Bei diesen Bedingungen können Originale reproduziert werden, die eine so geringe Dichte haben, daß sie zur Schleierbildung neigen. Es können mit diesen Bedingungen auch farbige Originale oder Originale, die im wesentlichen aus Strichmustern bestehen, schleierfrei und in guter Qualität hergestellt werden.

Die ausgewählten Wertekombinationen dienen lediglich als Beispiele, falls sie in den oben angegebenen bevorzugten Wertebereichen liegen, können auch andere Frequenz- und Spannungswerte bzw. Amplitudenwerte ausgewählt werden.

Anhand der Figuren 15A- 15D bis 18A - 18D wird die Hin- und Herbewegung des Entwicklers im Entwicklungszwischenraum unter dem Einfluß eines niederfrequenten Wechselfeldes gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie die Schwingungsbewegung des Entwicklers bei einer hohen Frequenz der Vorspannung (höher als 2 kHz) veranschaulicht. Die in den Figuren 6A und 6B wiedergegebenen Versuchsergebnisse geben einen bevorzugten Frequenzbereich zur Verbesserung der Tonabstufung wieder. Die Hin- und Herbewegung des Entwicklers für jedes vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 15A- 15D und 17A - 17D veranschaulicht. Die Figuren 15A- 15D zeigen die Bewegung des

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2930618 Entwicklers im Entwicklungszwischenraum zwischen dem sichtbar zu machenden Bildbereich 4a des Bildträgers 4 für das latente Bild und dem Tonerträger 5. Die Figuren 17A- 17D zeigen die Bewegung des Entwicklers im Entwicklungszwischenraum zwischen dem nicht sichtbar zu machenden bildfreien Bereich 4b des Bildträgers 4 für das latente Bild und dem Tonerträger 5. Die Figuren 15A und 17A zeigen jeweils den Anfangszustand an, in welchem kein externes Vorspannungsfeld angelegt wird. Der Toner-übergangszustand ist jeweils in den Figuren 15B und 17B dargestellt. Hierbei geht mehr Toner vom Tonerträger 5 zum Bildbereich 4a als zum bildfreien Bereich 4b infolge entsprechender elektrostatischer Anziehung über. Man beachte jedoch, daß auch Entwickler vom Tonerträger 5 zum bildfreien Bereich 4b wandert und diesen erreicht. Die eingezeichneten Pfeile stellen die Bewegungsrichtung des Entwicklers dar. Jeweils in den Figuren 15C und 17C wird der Toner-Rückübergangs-Zustand veranschaulicht, in welchem das angelegte elektrische Feld umgekehrte Polarität bzw. Phase aufweist. Eine relativ kleine Menge kehrt vom Bildbereich 4a zum Tonerträger 5 zurück. Anders liegen die Verhältnisse im bildfreien Bereich 4b, denn hier befindet sich keine Ladung, welche den Toner halten könnte. Demgemäß kehrt praktisch die gesamte zum bildfreien Bereich während des Toner-Übergangs-Zustandes übergegangene Tonermenge bei Feldumpolung zum Tonerträger zurück. Bei erneuter Umpolung des Feldes tritt wieder der Toner-Übergangs-Zustand ein. Dieser Zustand ist jeweils in den Figuren 15D und 17D dargestellt. Danach wird die Hin- und Herbewegung des Entwicklers wiederholt. Die Hin- und Herbewegungen des Entwicklers werden mehrere Male wiederholt. Hierbei erreicht Entwickler auch den bildfreien Bereich. Hierdurch wird auch im Halbtonbereich, der dem unbelichteten Bereich unmittelbar benachbart ist, ein relativ geringes Potential aufweist und sich bis zum stark geschwärzten Bereich hinzieht, ein sichtbares Bild in genauer Übereinstimmung mit den Potentialverhältnissen des Halbtonbereiches gewonnen.

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Wird dagegen die Frequenz stark erhöht, beispielsweise auf 2 kHz oder mehr, dann nimmt die Tonabstufung ab. Diese Phänomene werden anhand der Figuren 16A- 16D und 18A - 18D beschrieben. Die Figuren 16A und 18A zeigen jeweils den Zustand, in welchem zwischen dem Bildträger 4 für das latente Bild und dem Tonerträger 5 noch keine Wechselspannung angelegt ist. Wird die Vorspannung für den Toner-Übergang an den Bildbereich 4a angelegt, dann wird der Toner vom Tonerträger 5 gelöst und wandert in Richtung des Bildbereiches 4a (Fig. 16B). Die auf die einzelnen Tonerpartikel einwirkende Kraft bewirkt jedoch eine mehr oder weniger unregelmäßige Verteilung des Toner-Überganges. Da jedoch die Frequenz der Wechselvorspannung hoch ist, wirkt ein Feld mit umgekehrter Polarität auf den Toner ein, bevor diese Ungleichmäßigkeiten ausgeglichen sind. Das Feld wirkt hierbei sowohl auf denjenigen Toneranteil ein, welcher den Bildbereich 4a erreicht hat, als auch auf denjenigen Toneranteil, welcher sich in quasi suspendierter Form noch im Entwicklungszwischenraum befindet. Man nimmt an, daß sich der größte Toneranteil im Entwicklungszwischenraum befindet. Der Toner kehrt dann zur Tonerträgerseite zurück. Diese Verhältnisse sind in Fig. 16C dargestellt. Da die Phase mit umgekehrter Polarität bereits vor der vollständigen Rückbewegung des Toners beendet ist, wird der Toner wiederum einer in Richtung des Bildbereiches 4a weisenden Vorspannungskraft ausgesetzt. Demgemäß kann die Bewegung des Toners im Entwicklungszwischenraum mehr als Schwingung denn als Hin- und Herbewegung zwischen dem Bildbereich 4a und dem Tonerträger 5 bezeichnet werden.

Die Schwingung des Toners tritt im Entwicklungszwischenraum zwischen dem bildfreien Bereich 4b, in welchem keine Ladungen des latenten Bildes vorhanden sind, und dem Tonerträger 5 in verstärktem Maße auf. Diese Verhältnisse sind in den Figuren 18A - D dargestellt. Nach dem in Fig. 18A dargestellten Anfangszustand wird eine Vorspannungsphase für den Toner-Übergang angelegt. Überschreitet die angelegte Vorspannung hierbei den Übergangs-Schwellwert, dann

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wird der Toner vom Tonerträger 5 abgelöst. Da jedoch die Frequenz der Wechselvorspannung hoch ist (siehe Fig. 18B), wird die Phase der Vorspannung umgekehrt, bevor der Toner den bildfreien Bereich 4b erreicht hat. Der Toner kehrt nun zum Tonerträger 5 zurück (Fig. 18C). Wird wieder eine Vorspannung in Richtung eines Toner-Überganges angelegt, dann wird der Toner erneut vom Tonerträger 5 freigesetzt. Die Umpolung der Vorspannung findet jedoch wiederum innerhalb der Zeit statt, innerhalb derer die Tonerpartikel in suspendierter Form im Entwicklungszwischenraum vorliegen, so daß die Tonerpartikel wiederum zum Tonerträger 5 zurückkehren. Demgemäß schwingt der Toner im Entwicklungszwischenraum hin und her - im wesentlichen, ohne hierbei den bildfreien Bereich 4b zu erreichen. Demgemäß haften auch nach Beendigung des Entwicklungsvorganges praktisch keine Tonerpartikel im bildfreien Bereich 4b, so daß keine Bildschleier auftreten. Aber auch in demjenigen Bereich, in dem das Halbton-Bildpotential entspricht - dieser Bereich liegt unmittelbar neben dem unbelichteten Bereich (dem bildfreien Bereich 4b) - findet keine ausreichende Toneradhäsion statt. Dies wiederum führt zu einer verringerten Tonabstufung. Es wird theoretisch angenommen, daß diese Phänomene bis zum Erreichen eines bestimmten Grades hoher Frequenz über 2 kHz stattfinden. Diese Phänomene führen zu Schwierigkeiten bei der Reproduktion von Tonabstufungen wie in der vorliegenden Erfindung.

Bei der Beschreibung der Erfindung wurde von einem positiven Potential V für den Bildbereich ausgegangen. Die erfindungsgemäße Lehre ist jedoch auch auf Bilder anwendbar, deren Bildbereichpotential negativ ist. In diesem Fall müssen die vorstehend angegebenen Gleichungen (2) bis (12) wie folgt umgeschrieben werden:

= V_D- IVth-rl Ο')

V . > V_n - Ivth'rl ^(4>) min D

V . > V_n - |Vth-r| (5¹) min = D

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,ν -ν ι > iv -ν ι (5930619

^lVmin ^Vl' ^lvL ^vmax^!

max L '

V < V_T + |vth-f| (^8<) max L

V < V + iVth'fl ^(9<) max = L '

V < V < V_T + 2|Vth-f| (^I0') L max L '

V % V_T + IVth-f] ^¹¹') max ^ L ■

\T - ■plvt-h-r < V . < V^ Vl^ I

Die erfindungsgemäße Lehre ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt; sie ist auch auf die Entwicklung von Bildern anwendbar, die durch elektrofotografische, elektrostatische Aufzeichnungs- und andere Bildherstellungsverfahren gewonnen wurden.

Neben dem bereits eingangs genannten Stand der Technik wird hiermit auch Bezug auf die mit dem gleichen Titel gleichzeitig mit vorliegender Anmeldung eingereichten Anmeldung desselben Anmelders (internes Aktenzeichen B 9811) genommen.

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Claims

Tn if Patentanwälte: IEDTKE - DÜHLING - IVlNNE Dipl.-lng. H.Tiedtke Gf% Dipl.'Chem. G. Bühling RUPE - r ELLMANN Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe 9930619 Dipl.-lng. B. Pellmann Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 0 89-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München Patentansprüche 27. Juli 1979 B 9809

1. Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder mittels eines Bildträgers mit darauf angeordnetem elektrostatischem Bild und eines Entwicklerträgers mit auf dessen Oberfläche angeordneter Schicht eines einkomponentigen Entwicklers, wobei der Bildträger und der Entwicklerträger in einer Entwicklerstation mit einem einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand einander gegenüber angeordnet sind, gekennzeichnet durch:

eine erste Verfahrensstufe, in welcher die Partikel des einkomponentigen Entwicklers durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes vorgegebener Frequenz an den Entwicklungszwischenraum zwischen dem Bildträger für das elektrostatische Bild und dem Entwicklerträger entsprechend dem elektrischen Wechselfeld hin- und herbewegt werden; und

eine zweite Verfahrensstufe, in welcher durch Änderung der Intensität des auf den Entwicklungszwischenraum mit niedriger Frequenz einwirkenden elektrischen Wechselfeldes innerhalb des Bildbereiches des Bildträgers für das elektrostatische Bild die Entwicklerpartikel einseitig vom Entwicklerträger zum Bildbereich und innerhalb des bildfreien Bereiches des Bildträgers für das elektrostatische Bild die Entwicklerpartikel einseitig vom bildfreien Bereich zum Entwicklerträger bewegt werden.

2. Verfahren zum Entwickeln elektrostatischer latenter Bilder mittels eines Bildträgers mit darauf angeordnetem elektrostatischem Bild und eines Entwicklerträgers mit auf dessen Oberfläche angeordneter Schicht eines einkomponentigen Entwicklers, wobei der Bildträger und der Entwicklerträger in einer Entwicklungsstation mit einem einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand einander gegenüber angeordnet sind, gekennzeichnet durch:

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eine erste Verfahrensstufe, in welcher durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes vorgegebener Frequenz an den Entwicklungszwischenraum ein Teil der Entwicklerpartikel veranlaßt wird, von der Entwicklerschicht durch den Entwicklungszwischenraum zum Bildträger für das elektrostatische Bild überzugehen und hierbei in Berührung mit dem Bildbereich und dem bildfreien Bereich zu gelangen, nach Berühren der fraglichen Bereiche zum Entwicklerträger zurückzukehren und diese Hin- und Herbewegung zu wiederholen; und

eine zweite Verfahrensstufe, in welcher die Intensität des auf den Entwicklungszwischenraum einwirkenden elektrischen Wechselfeldes derart geändert wird, daß die Entwicklerpartikel einseitig vom Entwicklerträger zum Bildbereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild übergehen und mit diesem in Berührung kommen sowie ferner die im bildfreien Bereich vorhandenen Entwicklerpartikel einsei tig zum Entwicklerträger zurückkehren und diese Hin- und Herbewegung wiederholt durchführen.

3. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch: Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches Bild mit darauf befindlichem elektrostatischem Bild und eines Entwicklerträgers mit auf seiner Oberfläche befindlicher Entwicklerschicht derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger in einer Entwicklungsstation einander mit einem einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand gegenüberliegen;

eine erste Verfahrensstufe, in welcher ein externes elektrisches Schwingungsfeld derart aufgeprägt wird, daß ein elektrisches Feld niedriger Frequenz zumindest im bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild im Entwicklungszwischenraum hin- und herschwingt, so daß auch eine Bewegung des Entwicklers bis hin zum bildfreien Bereich und anschließend eine Rückbewegung des Entwicklers zum Entwicklerträger veranlaßt wird, wobei diese Hin- und Herbewegung der Entwicklerpartikel im Entwicklungs-

,90 98 86/0921 ORIGINAL IWSPECTEO

Zwischenraum stattfindet; und

eine zweite Verfahrensstufe, in welcher die Intensität des externen elektrischen Schwingungsfeldes so eingestellt wird, daß innerhalb des Bildbereiches ein einseitiger Übergang der Entwicklerpartikel vom Entwicklerträger zum Bildbereich und innerhalb des bildfreien Bereiches ein einseitiger Übergang der Entwicklerpartikel vom bildfreien Bereich zum Entwicklerträger stattfindet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der zweiten Verfahrensstufe der Bildträger für das elektrostatische Bild und der Entwicklerträger in ihrer einander gegenüberliegenden Stellung stationär gehalten werden und die Amplitude des extern angelegten elektrisehen Schwingungsfeldes zum Ende der Entwicklung auf einen vorgegebenen Wert abgedämpft wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der zweiten Verfahrensstufe die Spannung des extern angelegten Schwingungsfeldes konstant gehalten wird und der Bildträger für das elektrostatische Bild sowie der diesem gegenüber angeordnete Entwicklerträger so bewegt werden, daß der zwischen ihnen befindliche Abstand allmählich größer wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung gewählt wird, deren Frequenz kleiner oder gleich 1,5 kHz ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit V (mm/sec), mit welcher sich der Bildträger für das elektrostatische Bild bewegt und die Frequenz f (Hz) der extern angelegten Wechselspannung so gewählt werden, daß folgende Beziehung gilt:

0.3 xV < f < 1000 (Hz)

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8. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch

Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches Bild mit einem darauf befindlichen elektrostatischen Bild und einer Rückelektrode sowie eines Entwicklerträgers mit einer auf seiner Oberfläche befindlichen Entwicklerschicht in einer Entwicklerstation derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüber liegen und einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden gegenseitigen Abstand haben;

eine erste Verfahrensstufe, in welcher ein externes elektrisches Wechselfeld dem Entwicklungszwischenraum aufgeprägt wird, so daß in ihm ein elektrisches Wechselfeld sowohl im Bildbereich als auch im bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild hin- und herschwingt und dadurch eine Hin- und Herbewegung der Entwicklerpartikel zwischen dem Bildträger für das elektrostatische Bild und dem Entwicklerträger hervorruft; und

eine zweite Verfahrensstufe, in welcher das im Entwicklungszwischenraum hin- und herschwingende elektrische Feld so eingestellt wird, daß ein einseitiger übergang der Entwicklerpartikel vom Entwicklerträger zum Bildbereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild und ein einseitiger Rückübergang der Entwicklerpartikel vom bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild zum Entwicklerträger stattfindet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bedingungen eingehalten werden:

wenn das Potential des Bildbereiches positiv ist: 30

Iv - ν I > Iv -v. I

¹ max L^{1 1}L min¹ l^Vmax - ^VdI < I^VD " ^VminI

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oder wenn das Potential des Bildbereiches negativ ist:

[V. - V_T I >
¹ mm L¹

' min d'
5

wobei die Größen V und V . jeweils den Maximal- und

max mm

Minimalwert der dem Entwicklerträger aufgeprägten Wechselspannung, ausgehend von der Spannung der Rückelektrode des Bildträgers für das elektrostatische Bild als Bezugsmaß, V das Potential des Bildbereiches und V das Potential

L) i_i

des bildfreien Bereiches darstellen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Einhalten folgender Bedingungen:
wenn die Ladung des Bildbereiches positiv ist:

v_L - 2|vth.f| < v_min < v_L

oder wenn die Ladung des Bildbereiches negativ ist:

V < V < V_T + 2|Vth«f L max L ■

wobei die Werte V und V . jeweils den Maximal- und

max min

Minimalwert der dem Entwicklerträger aufgeprägten Wechselspannung gegenüber der als Bezugsgröße dienenden Rückelektrode des Bildträgers für das elektrostatische Bild, V_n das Potential des Bildbereiches, V das Potential des

Li Lj

bildfreien Bereiches und IVth-f I den minimalen Absolutwert des Potentiales zwischen der Abbildungsoberflache und dem Entwicklerträger, ab welchem sich der Entwickler von der Oberfläche des Entwicklerträgers löst und zur Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes übergehen kann, darstellen.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bedingungen eingehalten werden:

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bei einer positiven Ladung des Bildbereiches ^VD ^<
Vmax < ^VD ⁺ 2|vth-r|

oder bei einer negativen Ladung des Bildbereiches V_D - 2|Vth-r| < V < V

wobei IVth'rl den Absolutwert der minimalen Potentialdifferenz zwischen der Abbildungsoberfläche für das elektrostatische Bild und der Oberfläche des Entwicklerträgers darstellt, ab welcher der Entwickler von der Abbildungsoberfläche des elektrostatischen Bildes ablösbar und zum Entwicklerträger rückführbar ist.
15

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen für I Vth-fI bei Verwendung eines magnetischen Toners als Entwickler und Verwendung eines Entwicklerträgers mit einer magnetischen Haltekraft eingehalten werden.

13. Entwicklungsverfahren gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches Bild und eines Entwicklerträgers in einer Entwicklungsstation, wobei der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüber angeordnet sind und einen gegenseitigen, einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand, der größer als die Dicke der auf dem Entwicklerträger aufliegenden Entwicklerschicht, aufweisen; und

Durchführen der Entwicklung durch gleichzeitiges Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes, das folgenden Bedingungen genügt:

400 V < V < 2500 V = p-p

40 Hz < f < 1.5 KHz _f

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wobei die Größen V _ die Amplitude des elektrischen Wechselfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren, derart, daß im Entwicklungszwischenraum ein elektrisches Wechselfeld aufgebaut wird, das in seiner einen Phase eine Polarität hat, die zu einem einseitigen, vom Entwicklerträger ausgehenden Heranführen des Entwicklers bis zum Bildbereich und bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische Bild und in seiner anderen Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzte Polarität hat, die zu einem Rückführen des wenigstens den bildfreien Bereich erreicht habenden Entwicklers zur Entwicklerträgerseite führt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Form einer Trommel ausgestalteter Bildträger für ein elektrostatisches Bild und ein sich drehender Entwicklerträger verwendet werden und das Entwicklungsverfahren so geführt wird, daß der Bildträger für das elektrostatische Bild und der Entwicklerträger sowohl ihre Position einnehmen, in welcher sie einen minimalen Abstand voneinander haben als auch eine im Abstand von dieser Position angeordnete Position einnehmen, wobei die Intensität des Wechselfeldes im Entwicklungszwischenraum geändert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Werte für die Amplitude V _ und die Frequenz f relativ hoch sind, wenn der Entwicklungszwischenraum d relativ breit ist.

16. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch:

Anordnen eines Bildträgers für ein latentes Bild und eines Entwicklerträgers in einer Entwicklungsstation derart, daß der Entwicklerträger und der Bildträger einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden gegenseitigen Abstand voneinander haben; und

Durchführen der Entwicklung durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung mit einer Frequenz unter 1,5 kHz

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an den Entwicklungszwischenraum, wobei die Frequenz und

die Amplitude der elektrischen Wechselspannung in Abhängigkeit von der Art des zu reproduzierenden Bildes geändert werden.
5

17. Entwicklungsverfahren, gekennzeichnet durch: Anordnen eines Bildträgers für ein elektrostatisches latentes Bild und eines unmagnetischen Entwicklerträgers mit einer auf ihm befindlichen Entwicklerschicht und einem von ihm umschlossenen Magneten derart, daß der Bildträger und der Entwicklerträger in einer Entwicklungsstation einander gegenüberliegen und einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden gegenseitigen Abstand haben, der größer als die Dicke der Entwicklerschicht ist; und Durchführen der Entwicklung bei gleichzeitigem Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes, das folgenden Beziehungen genügt:

400 V < V < 2500 V

= p-p =

40 Hz < f < 1.5 KHz

wobei die Größen V _ die Amplitude des elektrischen Wechselfeldes (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes repräsentieren, derart, daß dem Entwicklungszwischenraum ein elektrisches Wechselfeld aufgeprägt wird, das eine Phase mit einer derartigen Polarität hat, die zu einem vom Entwicklerträger ausgehenden einseitigen Heranführen des magnetischen Entwicklers bis zum Bildbereich und zum bildfreien Bereich des Bildträgers für das elektrostatische latente Ladungsbild führt, und in einer anderen Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzte Polarität aufweist, die zu einem Rückführen wenigstens des magnetischen Entwicklers zum Entwicklerträger führt, der den bildfreien Bereich erreicht hat, wobei die Frequenz und die Amplitude der Wechselspannung entsprechend der Art des zu reproduzierenden Bildes innerhalb des vorstehend genannten Bereiches geändert werden.

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2950^9

18. Entwicklungsvorrichtung, gekennzeichnet durch:

einen Bildträger (4; 10; 31; 51; 61; 71) mit einer Rückelektrode (72) und einem auf ihm befindlichen elektrostatischen Bild;

einen Entwicklungsträger (5; 12; 32; 52; 62; 73) mit einem auf ihm befindlichen Entwickler (15; 35; 45; 65; 74);

einer Einrichtung zur Halterung des Bildträgers (4; 10; 31; 41; 61; 71) und des Entwicklerträgers (5; 12; 32; 52; 62; 73) in einer Entwicklungsstation in einander gegenüberliegenden Positionen derart, daß zwischen beiden Trägern ein einen Entwicklungszwischenraum bildender Abstand eingehalten wird; und

eine Versorgungseinrichtung (24; 39; 49; 69; 75, 78) zum Aufprägen eines elektrischen Wechselfeldes in den Ent-Wicklungszwischenraum, das in seiner einen Phase eine derartige Polarität hat, die zu einem vom Entwicklerträger (5; 12; 32; 52; 62; 73) ausgehenden einseitigen Heranführen des Entwicklers (15; 35; 45; 65; 74) bis zum Bildbereich (4a) und bildfreien Bereich (4b) des Bildträgers (4; 10; 31; 51; 61; 71) für das elektrostatische Bild, und in seiner anderen Phase eine der erstgenannten Polarität entgegengesetzte Polarität hat, die zu einem Rückführen wenigstens des Entwicklerteiles zur Entwicklerträgerseite führt, welcher den bildfreien Bereich (4b) erreicht hat. 25

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung (24; 39; 49; 69; 75, 78) eine Wechselspannung abgibt, die zu einem elektrischen Feld führt, das folgenden Bedingungen genügt:

400 V < V < 2500 V

40 Hz < f < 1.5 KHz

wobei die Größen V _ die Amplitude der Wechselspannung (V: Spitzen-zu-Spitzen-Wert) und f die Frequenz repräsen- t tieren.

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iWSPECTH)

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20. Entwicklungsvorrichtung, gekennzeichnet durch:

einen Bildträger (4; 10; 31; 51; 61; 71) mit einer Rückelektrode (72) und einem auf ihm ausgebildeten elektrostatischen latenten Ladungsbild;
einen Entwicklerträger (5; 12; 32; 52; 62; 73) mit

einem auf ihm befindlichen Entwickler (15; 35; 45; 65; 74); eine Einrichtung zur Halterung des Bildträgers (4; 10; 31; 51; 61 ; 71 ) und des Ent'/icklerträgers (5; 12; 32; 52; 62; 73) derart, daß die beiden Träger in einer Entwicklungsstation einander gegenüberliegeil und zwischen sich einen einen Entwicklungszwischenraum bildenden Abstand aufweisen;

eine Versorgungseinrichtung (24; 39; 49; 69; 75, 78) zum Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an den Entwicklungszwischenraum, wobei das elektrische Wechselfeld in seiner einen Phase eine derartige Polarität hat, die im Entwicklungszwischenraum zu einem einseitigen Heranführen des Entwicklers bis zum Bildbereich (4a) und bildfreien Bereich (4b) des Bildträgers (4; 10; 31; 51; 61; 71), und in einer anderen Phase eine der zuerst genannten Polarität entgegengesetzte Polarität hat, die zu einem Rückführen zumindest des Entwicklerteiles zur Entwicklerträgerseite führt, welcher den bildfreien Bereich (4b) erreicht hat; und

eine Steuereinrichtung (78) zur änderung der Frequenz und Amplitude in Abhängigkeit von der Art des zu reproduzierenden Bildes innerhalb des nachstehend wiedergegebenen Bereiches:

400 V < V < 2500 V

= p-p =

40 Hz < f < 1.5 KHz

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