DE2800510C3

DE2800510C3 - Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder

Info

Publication number: DE2800510C3
Application number: DE2800510A
Authority: DE
Inventors: Toshirou Kasamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1978-01-05
Publication date: 1982-02-18
Also published as: US4177757A; JPS5948387B2; JPS5385437A; DE2800510A1; DE2800510B2

Description

is Die Erfindung betrifft eine Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Abbildungsgeräten wie etwa elektrofotographisehen Kopiergeräten u.dgl. finden bei den bei diesen Kopiergeräten verwendeten bekannten Entwicklungseinrichtungen z. B. das sogenannte Pulverwolken-Verfahren, das Kaskaden-Verfahren, das Magnetbürsten-Verfahren od. dgl. Anwendung, die jeweils ihre eigenen unterschiedlichen Merkmale und Eigenschaften aufweisen und auf verschiedenen Anwendungsgebieten entsprechend diesen Eigenschaften Eingang in die Praxis gefunden haben.

Das Pulverwolken-Verfahren oder das Kaskaden-Verfahren ist hinsichtlich der Reproduzierbarkeit, d. h. der Linien- oder Zeilenkopie von Büro- oder Geschäftsschriftstücken, vorteilhaft, und zwar aufgrund des Auftretens der sogenannten Rand- oder Kantenwirkung, durch die ein Entwicklungstoner an den einen hohen elektrischen Feldgradienten aufweisenden Teilen eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der das Ladungsbild tragenden Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials od. dgl., d. h, an denjenigen Teilen des Ladungsbildes, an denen die Dichte des Vorlagenbildes ungleichmäßig ist, konzentriert wird, so daß diese Bildteile verstärkt wiedergegeben werden. Andererseits erweist sich diese Eigenschaft bei der Wiedergabe von üblichen getönten Bildern (von Bildern, die eine Halbton-Dichte aufweisen) als Nachteil, und zwar bei der Wiedergabe derjenigen Bildanteile eines Vorlagenbildes, deren Dichte sich kontinuierlich ändert. Außerdem führt das sowohl bei dem Pulverwolken-Verfahren als dem Kaskaden-Verfahren gegebene Erfordernis einer Ausdehnung des Entwickler-Einwirkbereiches auf der das Ladungsbild tragenden Oberfläche zu dem Nachteil, daß die Entwicklungseinrichtung selbst einen erheblichen Umfang aufweist.

Demgegenüber besteht das Magnetbürsten-Verfahren darin, daß mittels eines Magneten Anziehungskräfte auf einen aus einem Gemisch aus Eisenpulver-Trägerteilchen und Entwicklertoner bestehenden Entwickler ausgeübt und dem Entwickler an dem Magnetpolteil eine bürstenähnliche Form verliehen wird, woraufhin der Entwickler in Reibkontakt mit dem elektrostatisehen Ladungsbild auf dem das Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterial gebracht und dadurch das Ladungsbild zur Erzielung einer Bildwiedergabe entwikkelt wird. Das Eisenpulver selbst wirkt als Weichentwicklerelektrode und ermöglicht auf diese Weise, daß der Entwicklertoner proportional zu der Ladungsdichte des elektrostatischen Ladungsbildes aufgebracht wird. Das Magnetbürsten-Verfahren eignet sich somit zur Wiedergabe von getönten Bildern. Außerdem zeichnet

dieses Verfahren die Tatsache aus, daß es eine kompakte Ausführung der Entwicklungseinrichtung selbst erlaubt

Als Verbesserung der Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung ist ein System bekannt, bei dem ein nichtmagnetisches Bauteil um einen Magnetstab herum angebracht ist, der an seinem Umfang abwechselnd angeordnete Pole entgegengesetzter Polarität aufweist, wobei die beiden Bauteile relativ zueinander bewegt und dadurch den Magnetpolen entsprechende Magnetbürsten an den Oberflächenteilen des nichtmagnetischen Bauteils ausgebildet werden, und zwar derart, daß die Magnetbürsten mit der zu entwickelnden Oberfläche weich in Reibberührung stehen und dadurch ein darauf befindliches Ladungsbild entwickeln.

Eine solche Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung des Standes der Technik wirft hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Dichte eines Vorlagenbildes ein schwerwiegendes Problem auf. Der Gund hierfür besteht darin, daß nach dem Aufbringen des Toners auf ein gewöhnlich aus einem Blatt Papier bestehendes Kopiermaterial bzw. Bildempfangsmaterial in Form von ein oder zwei Tonerschichten die Dichte des Kopiebildes sich nicht weiter ändern läßt und einen Sättigungszustand einnimmt, und zwar auch dann, wenn die Anzahl der Tonerschichten erhöht wird. Aufgrund dieser Tatsache vermittelt das Kopiebild im Vergleich zu dem Vorlagenbild einen sehr harten visuellen Eindruck. Um diesen Eindruck eines solchen Kopiebildes weicher zu gestalten und demjenigen der Bildvorlage anzugleichen, muß generell die Menge des aufgebrachten Toners verringert werden, was jedoch wiederum zu einer schlechteren Reproduzierbarkeit von Bildzeichen führt. Auch hat bei Entwicklungseinrichtungen dieser Art der Versuch einer Ausnutzung der abstoßenden Magnetfeider der Magnetanordnung häufig Schwierigkeiten beim Transport des magnetischen Entwicklermaterials von dem Entwicklerbehälter zu der Entwicklungsstation hervorgerufen und derzeit ist kein Verfahren bekannt, durch das die magnetischen Abstoßfelder sowie ihr Zusammenwirken mit der Zentrifugalkraft, der Schwerkraft, der Trägheitskraft usw. des Entwicklermaterials in vollem Umfang ausnutzbar sind.

Eine in der US-PS 40 30 447 (s. Splate 5, Zeile 7 bis Spalte 8, Zeile 21, sowie Fig. 3 (A) bis 8) vorgeschlagene Lösung dieses Problems beinhaltet, daß eine Entwicklungseinrichtung zwei Magnetpole gleicher Polarität aufweist, die einer ein Ladungsbild tragenden Oberfläche gegenüberliegend angeordnet sind. Durch diese Anordnung der beiden Magnetpole gleicher Polarität wird der mittels eines nichtmagnetischen Zylinders (der auch als Laufbüchse oder Laufmantel bezeichnet werden kann) transportierte Entwicklertoner zur Bildung von Bürsten an den Polstellungen verenlaßt, so daß eine durch diese Bürsten bewirkte Entwicklung zwischen den Polen erzielt wird, wobei der Entwicklertoner von der Oberfläche des Zylinders auf die das Ladungsbild tragende Oberfläche durch die Wirkung der magnetischen Abstoßfelder springt, während er durch die Wirkung der Zentrifugalkraft, der Schwer- ω kraft und der Trägheitskraft nach unten fällt, was zur Folge hat, daß eine Entwicklungswirkung erzielt wird, die sowohl für die Kaskaden-Entwicklung als auch die sog. Pulverwolken-Entwicklung kennzeichnend ist. Bei schneller Bewegung des das Ladungsbild tragenden es Aufzeichnungsmaterials zur Steigerung der Abbildungsgeschwindigkeit stellte sich jedoch heraus, daß sich das Entwicklungsvermögen bei einer mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeitenden Entwicklungseinrichtung verringert

Außerdem ist aus der US-PS 36 40 248 eine Entwicklungstechnik bekannt, bei der zwei Magnetbürsten einer das Ladungsbild tragenden Oberfläche gegenüberliegen und eine Deckschicht aus Entwicklermaterial zur Erzielung einer raschen Entwicklung gebildet wird. Die Beschreibung (Spalte 1, Zeile 58 bis Spalte 3, Zeile 75), sowie Fig. 2 dieser Patentschrift offenbaren zwei nichtmagnetische Zylinder, die in einer Abstandsbeziehung um einen Magneten mit einem Polpaar (NS) herum derart angeordnet sind, daß eine magnetische Deckschicht des Entwicklers über dem offenen Zwischenraum zwischen den beiden Zylindern gebildet wird.

Gleichermaßen sind Entwicklungstechniken, bei denen zwei parallele Zylinder einer ein elektrostatisches Ladungsbild tragenden Oberfläche gegenüberliegend angeordnet sind, aus der US-PS 35 43 720 (Fig. 1 sowie Spalte 3, Zeile 24 bis Spalte 4, Zeile 43) und aus der DE-PS 12 18 287 (Fig. 3 sowie Spalte 5, Zeile 11 bis Spalte 6, Zeile 2) bekannt

Die Ausführungsformen gemäß diesen drei Druckschriften des Standes der Technik weisen die Gemeinsamkeit auf, daß zwei im wesentlichen symmetrische Magnete und ein diese umgebender Zylinder im wesentliche.i parallel und gegenüberliegend zu dem Aufzeichnungsträger für das elektrostatische Ladungsbild angeordnet sind, und zwar insbesondere dahingehend, daß jeder der Magnete ein N-S-Polpaar oder eine Vielzahl abwechselnd angeordneter N-S-Polpaare aufweist. Anders ausgedrückt, diese Konstruktionen sollen einfach die Entwicklungszone vergrößern und keine von ihnen weist eine spezielle Ausführungsform der Magnetpolanordnung auf, durch die qualitative Unterschiede zwischen den Konfigurationen der Magnetbürsten an den jeweiligen Zylindern und den dadurch ausgeführten Entwicklungsverfahren geschaffen werden. Die vorstehend genannte US-PS 35 43 720 lehrt z. B., daß die Umlaufgeschwindigkeit des zweiten Zylinders geringer als diejenige des ersten Zylinders gehalten wird, jedoch soll dies lediglich dazu dienen, daß sich ein Mehrfaches an Toner in dem offenen Zwischenraum zwischen den beiden Zylindern ansammeln und in Berührung mit dem das Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterial gebracht werden kann, was hinsichtlich der Anordnung der direkt die Entwicklung betreffenden Magnetpole und der Polaritäten dieser Pole keinen Unterschied zu den Verfahren der üblichen Bautypen darstellt, bei denen unterschiedliche Magnetpole abwechselnd angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit der eine randscharfe und auch hinsichtlich des Dichtegradientenverlaufs vorlagengetreue Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbilds sehr rasch durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird mit dem im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß sind zumindest zwei Einrichtungen zur Ausbildung von Magnetbürsten unterschiedlicher Konfiguration vorgesehen, mit denen sich einer ein elektrostatisches Ladungsbild tragenden Oberfläche überlappend eine qualitativ unterschiedliche Entwicklung erteilen läßt, wodurch eine rasche und ausgezeichnete Entwicklung möglich ist. Dabei dient eine der

gebildeten Magnetbürsten zur Verstärkung der Randbzw. Kantenwirkung und die andere zur Abschwächung der Rand- bzw. Kantenwirkung während der Entwicklung. Es sind also zwei unterschiedliche Entwicklungsverfahren gemeinsam durchführbar, indem mittels der einen Magnetbürste das Entwicklungsverfahren der Laufzylinderart und mit der zweiten Magnetbürste das sog. Pulverwolken-Entwicklungsverfahren Anwendung finden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einer vorzugsweise verwendeten Ausführungsform der Erfindung ist somit eine Entwicklungseinrichtung vorgesehen, die einen ersten Entwicklungsabschnitt mit einem einzigen Magnetpol aufweist, wobei '⁵ der Magnetpol innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, der einer ein elektrostatisches Ladungsbild tragenden Oberfläche gegenüberliegt, und außerdem einen im Abstand zu dem ersten Entwicklungsabschnitt angeordneten zweiten Entwicklungsabschnitt mit zumindest zwei Magnetpolen gleicher, jedoch zu derjenigen des einzelnen Magnetpoles entgegengesetzter Polarität aufweist wobei der zweite Entwicklungsabschnitt ebenfalls innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, der der das elektrostatische Ladungsbild tragenden Oberfläche gegenüberliegt

Bei einer weiteren Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung können die beiden Zylinder in bezug auf die das elektrostatische Ladungsbild tragende bewegliche Oberfläche in gleicher Richtung drehbar sein, wobei der erste Entwicklungsabschnitt oberhalb bzw. stromaufwärts des zweiten Entwicklungsabschnittes angeordnet sein kann. In diesem Falle wird die Entwicklung an dem ersten Entwicklungsabschnitt durch eine an dem einzelnen Magnetpol gebildete 3-> Magnetbürste bewirkt und ergibt eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit von Halbtonbildern aufgrund des Entwicklungselektrodeneffektes der Eisenpulverträgerteilchen in dem Entwickler über den Zylinder und unterdrückt die Rand- bzw. Kantenwirkung. Danach *o wird der derart verwendete Entwickler nicht bewegt bzw. aufgerührt sondern mit der Drehbewegung des Zylinders zu dem zweiten Entwicklungsabschnitt transportiert An dem zweiten Entwicklungsabschnitt wird der von dem ersten Entwicklungsabschnitt «5 kommende Entwickler der Einwirkung der die entgegengesetzte Polarität des ersten Entwicklungsabschnittes aufweisenden Magnetpole unterworfen. Da diese Magnetpole hinsichtlich ihrer Polarität identisch sind, springen die Trägerteilchen von der Zylinderoberfläche so aufgrund des abstoßenden Magnetfeldes zwischen diesen identischen Polen hoch, wodurch eine Entwicklungswirkung ähnlich der sog. Puiverwolken-Entwicklung zwischen den beiden Magnetpolen sowie eine Entwicklungswirkung ähnlich der Kaskaden-Entwicklung, bei der der Entwickler in der sog. Wolkenphase bei der Drehbewegung des Zylinders von einem der beiden identischen Magnetpole zu dem anderen springt erzielt werden. Aufgrund dieses Springens ist keine Trägerschicht auf der Zylinderoberfläche vorhanden und der «> sog. Entwicklungselektrodeneffekt in entsprechendem Maße reduziert so daß sich die Rand- bzw. Kantenwirkung entfalten kann und dadurch die Randbereiche des Bildes intensiv entwickelt werden.

Auf die das elektrostatische Ladungsbild tragende Oberfläche wird somit an dem ersten und dem zweiten Entwicklungsabschnitt jeweils eine unterschiedliche Entwicklungswirkung ausgeübt so daß sich die bei diesen unterschiedlichen Entwicklungen ergebenden Tonerschichten auf dem gleichen Teil des Bildes überlagern, was zu einer besseren Wiedergabe von Halbtonbildern sowie zu einer klaren und scharfen Wiedergabe der Außenlinien des Bildes führt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung läßt sich die vorstehend genannte Aufgabe auch lösen, indem die Anordnungsfolge des ersten und des zweiten Entwicklungsabschnitts umgekehrt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 (A) ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der elektrischen Ladungsmenge und der aufgebrachten Tonermenge veranschaulicht.

F i g. 1 (B) ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Dichte des Vorlagenbildes und der Dichte des Kopiebildes veranschaulicht,

F i g. 2 einen Aufriß, der wesentliche Teile eines eiektrophotographischen Kopiergerätes veranschaulicht, bei dem die Entwicklereinrichtung Verwendung findet

F i g. 3 (A) eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Entwicklereinrichtung,

F i g. 3 (B) eine Querschnittsansicht, die die von einer ersten und zweiten Einrichtung zur Erzeugung von Magnetfeldern bei der Entwicklereinrichtung gemäß Fig.3 (A) erzeugten Magnetflüsse deutlicher veranschaulicht,

F i g. 4 bis 7 Querschnittsansichten weiterer Ausfiihrungsformen der Entwicklungseinrichtung und

F i g. 8 (A) bis 8 (D) schematische Darstellungen der Aufbringung von Tonerschichten in dem Entwicklungsteil der Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik.

Anhand der F i g. 1 (A) und 1 (B) soll zunächst die Beziehung zwischen dem Vorlagenbild und dem Kopiebild während der Bildwiedergabe mittels einer Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung des Standes der Technik beschrieben werden. Die Relation zwischen der Ladungsmenge des elektrostatischen Ladungsbildes auf einer zu entwickelnden Oberfläche und der gemäß dem Verfahren des Standes der Technik darauf aufgebrachten Menge an Entwicklertoner wird in F i g. 1 (A) durch die Linie a bezeichnet Wie der Figur zu entnehmen ist weisen die Ladungsmenge und die aufgebrachte Tonermenge eine proportionale Beziehung zueinander auf. Wenn diese Beziehung in Form einer Gegenüberstellung der Vorlagenbilddichte D₀ und der Kopiebilddichte D_c als Kennlinie des Kopiebildes in der in F i g. 1 (B) dargestellten Weise aufgetragen wird, ist ersichtlich, daß der Wert £>_cbei einem vorgegebenen Wert der Vorlagenbilddichte D₀ einen Sättigungszustand erreicht In dem Bereich des Bildes, das die vorgegebene oder eine größere Dichte aufweist kann daher ein getöntes Bild nicht langer identifiziert bzw. wahrgenommen werden. Dies zeigt, daß sich die Kopiebilddichte D_c nach einer Aufbringung von einer oder zwei Tonerschichten auf das Bildempfangsmaterial nicht mehr ändert, und zwar auch dann nicht wenn weitere Tonerschichten aufgebracht werden, so daß ein solches Kopiebild den visuellen Eindruck eines sehr hart getönten Bildes vermittelt Um diesen Eindruck des Bildes weicher zu gestalten, muß die aufgebrachte Tonermenge einer Kennlinie entsprechen, wie sie durch die linie b in F i g. 1 (A) dargestellt ist wobei dies jedoch den Nachteil mit sich bringt, daß die Reproduzierbarkeit der Bildzeichen reduziert wird.

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der das Auftreten der vorstehend beschriebenen Nachteile verhindernden Entwicklungseinrichtung im Zusammenhang mit ihrer Verwendung bei einem elektrophotographischen Kopiergerät der Bildübertragungsart. In F i g. 2 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein trommeiförmiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das aus einer Isolierschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer leitenden Trägerschicht besteht. Die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials wird von einem Primärkoronaentlader 2 gleichmäßig auf jede gewünschte Polarität aufgeladen und dann mittels einer Einrichtung 3 zur gleichzeitigen Erzielung einer Sekundärkoronaentladung und Zuführung von Bildlicht gleichzeitig einer Gleichstrom-Koronaentladung entgegengesetzter Polarität zu der Primärladung oder Wechselstromkoronaentladung sowie dem Bildlicht ausgesetzt. Falls erforderlich, kann sodann die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials mittels einer Gesamtbelichtungseinrichtung 4 einer Gesamtbeiichtung unterworfen werden, um auf diese Weise ein elektrostatisches Ladungsbild hohen Kontrastes auszubilden. Das elektrostatische Ladungsbild wird sodann durch eine Entwicklungseinrichtung 5 gemäß der Erfindung zu einem sichtbaren Bild entwickelt, das auf ein Bildempfangsmaterial Punter der Einwirkung eines von einem Übertragungskoronalader 6 gebildeten Übertragungsfeldes übertragen wird. Das Bildempfangsmaterial P wird sodann von der Aufzeichnungstrommel getrennt, wonach es zur Fixierung des übertragenen Bildes mittels einer Fixierwalze 7 erwärmt wird.

Nach der Bildübertragung werden die an der Aufzeichnungstrommel haftenden, nicht übertragenen Tonerpartikel von dieser mittels eines in einer Reinigungseinrichtung 8 befindlichen Reinigungsblattes abgeschabt, woraufhin die abgeschabten Tonerpartikel mittels einer Förderschraube 10 zu einem axialen Ende der Aufzeichnungstrommel transportiert und durch einen mit diesem Ende der Aufzeichnungstrommel in Verbindung stehenden Toner-Wiedergewinnungskanal 11 hindurchgeführt werden und in der Entwicklungseinrichtung 5 für eine erneute Verwendung zur Verfügung stehen. Zur Verhinderung eines Zusammenbackens oder Klumpens des Toners in dem Wiedergewinnungskanal 11 ist ein Klopf teil 12 (aus nachgiebigem bzw. federndem Material) an dem Kanal befestigt, während ein Antriebsstift 13 für das Klopfteil an dem erwähnten Ende der Aufzeichnungstrommel befestigt ist, so daß der nicht übertragene Toner durch die mittels des Antriebsstiftes und des Klopfteiles erzielte Vibrationswirkung in die Entwicklungseinrichtung geleitet und dort einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.

Der Entwickler weist magnetische Trägerpartikel wie etwa Eisenpulver und durch Reibungselektrizität aufgeladene Tonerpartikel auf.

Zur Feststellung der Tonerkonzentration in dem Entwickler ist innerhalb der Entwicklungseinrichtung eine Tonerkonzentrationsdetektoreinrichtung angeordnet, die durch Anwendung des auf der Erfassung einer Träger-Toner-Durchbruchsspannungsänderung beruhenden bekannten Verfahrens die Entwicklungskapazität des Entwicklers mißt Ober das Nachweissignal der Tonerkonzentrationsdetektoreinrichtung wird Ergänzungsentwickler von einem Vorratsbehälter 14 zu geeigneten Zeiten zugeführt. Der Ergänzungsentwickler enthält 40 bis 50 Gew.-% Trägermaterial, wobei das durch die Zufuhr des Ergänzungsentwicklers verstärkte Trägermaterial in der Entwicklungseinrichtung aus dieser zur Entladung überfließt. Bei einem solchen Verfahren befinden sich das in dem Ergänzungsentwickler enthaltene frische Trägermaterial und das in der Entwicklungseinrichtung vorhandene alte Trägermaterial ständig in einem Mischzustand, so daß die Bildwiedergabe während eines langen Zeitraums stabil und gleichmäßig fortgeführt werden kann. Außerdem ist die beschriebene Entwicklungseinrichtung mit einer neuartigen Einrichtung zur Verhinderung einer Zerstreuung des Toners ausgestattet, durch die das Erfordernis der Anbringung eines Sauggebläses und eines Tonerfilters entfällt, die bei den üblichen Kopiergeräten mit Trockenentwicklung zur Wiedergewinnung verstreuter Tonerpartikel unerläßlich sind, und dies ermöglicht wiederum die Konstruktion eines Kopiergerätes mit Trockenentwicklung.

Nachstehend soll nun der Aufbau der in F i g. 3 (A) im Querschnitt dargestellten Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung im einzelnen beschrieben werden.

Bei der durch die F i g. 3 (A) und 3 (B) veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich um eine Entwicklereinrichtung, bei der zwei Laufbüchsen bzw. Zylinder derart angeordnet sind, daß sie einem trommeiförmigen elektrostatischen Ladungsbildträger, der nachstehend vereinfacht als Aufzeichnungsmaterial bezeichnet ist, gegenüberliegen, und zwar innerhalb einer Zone, in der die Drehbewegung des Aufzeichnungsmaterials abwärts gerichtet ist, um auf diese Weise das auf dem Aufzeichnungsmaterial befindliche elektrostatische Ladungsbild zu entwickeln.

In F i g. 3, in der das das elektrostatische Ladungsbild tragende Aufzeichnungsmaterial 1 sich in Richtung des Pfeiles und in dem Entwicklungsabschnitt drehend dargestellt ist, sind zwei nichtmagnetische Zylinder 2ZA und 22ßderart angeordnet, daß sie in geringem Abstand zueinander eine Drehbewegung in der gleichen Richtung wie das Aufzeichnungsmaterial 1 ausführen können. Die Zylinder werden von einer bekannten Antriebseinrichtung in Drehung versetzt, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit die sich von derjenigen des das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials unterscheidet Die beiden Zylinder umschließen stationäre Magneteinrichtungen 23A und 23B, die unterschiedlich magnetisiert sind.

Zunächst soll die Magnetpolanordnung der ersten Magneteinrichtung 23Λ beschrieben werden. Die dargestellte Magneteinrichtung 23.4 ist als Magnetwalze ausgebildet, die Magnetpole N₂, S₂ und N₃ aufweist, welche zueinander einen gleichen Winkelabstand aufweisen und nahe der Oberfläche der Magnetwalze angeordnet sind. Der Magnetpol N₃ üegi der Oberfläche des das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials 1 am nächsten.

Die zweite Magneteinrichtung 230 ist als Magnetwalze ausgebildet, die die dargestellten vier Magnetpole aufweist Die Magnetpole N] und Si dienen zum Hochpumpen und zur Förderung von Entwickler. Die Magnetpole S₃ und Sa sind Entwicklungsmagnetpole, die einen vorgegebenen Winkelabstand von demjenigen Punkt aufweisen, bei dem diese Magnetwalze den geringsten Abstand zu der Oberfläche des das elektrostatische Ladungsbild enthaltenden Aufzeichnungsmaterials aufweist Die Entwicklungsmagnetpole Ss und S» gleicher Polarität sind derart gewählt daß sie die entgegengesetzte Polarität des Entwicklungsmagnetpols N₃ der ersten Magneteinrichtung aufweisea

Mit der Bezugszahl 25 ist innerhalb des Gehäuses 5a

der Entwicklungseinrichtung befindlicher Entwickler bezeichnet, der aus einem Gemisch des vorstehend beschriebenen magnetischen Trägermaterials und Entwickiungstoner besteht. Das Gehäuse umschließt außerdem zwei Schrauben 26A und 26ßzum Umrühren des Entwicklers 25 in der Drehrichtung des Zylinders, ein Blatt 30 zur Steuerung der Dicke des auf die Oberfläche des Zylinders 235 hochgepumpten Entwicklers auf einen vorgegebenen Wert, ein Reinigungsblatt 31 zur Entfernung jeglichen restlichen Entwicklers von der Zylinderoberfläche nach der Entwicklung, eine Kammer 27 zur Aufnahme von Ergänzungsentwickler und eine in dem unteren Öffnungsteil der Kammer 27 angeordnete Nachfüllwalze 28. Mit der Drehbewegung dieser Walze 28 fällt in einem in der Oberfläche der Walze 28 vorgesehenen konkaven Teil enthaltener Entwickler in eine Entwickierkammer 29 innerhalb des Gehäuses 5a, in der die Schrauben angeordnet sind, wodurch der Entwickler ergänzt wird.

Der Zylinder 22/4 und die Magneteinrichtung 23A bilden zusammen einen ersten Entwicklungsabschnitt, während der Zylinder 22fl und die Magneteinrichtung 23B zusammen einen zweiten Entwicklungsabschnitt darstellen.

Der Entwicklungsvorgang in der vorstehend beschriebenen Entwicklungseinrichtung soll nun unter Bezugnahme auf F i g. 3 (B) beschrieben werden.

Die Zylinder 22A und 22B beginnen sich synchron mit der Drehbewegung des das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials zu drehen. Mit der Drehbewegung dieser Zylinder wird Entwickler auf die Oberfläche des Zylinders 22Ö durch die Magnetkraft des Poles /Vi der Magneteinrichtung 23B, dessen Magnetfluß in F i g. 3 (B) dargestellt ist, aufgebracht Der derart aufgebrachte Entwickler wird durch die Magnetkräfte des Poles JVi und des darüberliegenden Poles Si, deren Magnetflüsse ebenfalls in Fig.3 (B) dargestellt sind, zu der Oberfläche des Zylinders 225 gezogen und erreicht die Position des Pols Si, während die Aufbringungsmenge von der Entwicklersteuerplatte 30 gleichmäßig gesteuert wird. Nach Passieren der Position des Pols Si wird der Entwickler durch die Magnetkraft des Pols N₂ der in F i g. 3 (B) dargestellten Magneteinrichtung 22Λ in Richtung des Zylinders 22Λ gezogen. Der auf diese Weise zu dem Zylinder 22A gewanderte Entwickler rückt über den Zylinder 22A mit dessen Drehbewegung von der Position des Pols S₂ zu der Position des Pols Ni unter der Einwirkung der Magnetkraft des Pols S₂ vor. An der Position des Pols N₃ wird das magnetische Trägermaterial unter der Einwirkung der Magnetkraft des in Fig.3 (B) dargestellten Pols N₃ aufgerichtet, wodurch sich eine Magnetbürste zur Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 bildet An der Position des Pols N3 wird somit das das Ladungsbild enthaltende Aufzeichnungsmaterial 1 einer Entwicklung unterworfen, die ähnlich der üblichen Magnetbürsten-Entwicklung verläuft, so daß ein äußerst harmonisches sichtbares Bild mit einem minimalen Rand- bzw. Kanteneffekt gebildet wird. Der aufgerichtete Entwickler wird in Richtung des Zylinders 22B weiterbewegt, wobei er mit der Drehbewegung des Zylinders 22A wieder ruhig zusammenfällt Bei Annäherung an den Zylinder 22ß wird der Entwickler auf dem Zylinder 22A aus dem von dem Pol N₃ gebildeten Magnetfeld befreit und von der Magnetkraft des anderen Pols S₃ der in Fig.3 (B) dargestellten Magneteinrichtung 23B angezogen, so daß er in Richtung des Zylinders 22ß wandert. Durch die Einwirkung der Magnetkraft des Magnetpols S3 bildet der auf dem Zylinder 22ß befindliche Entwickler erneut eine Magnetbürste an der Position des Pols S3, so daß das elektrostatische Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 entwickelt wird. Da der Magnetpol St nahe dem die gleiche Polarität aufweisenden Magnetpol S3 unterhalb desselben angeordnet ist, bestehen zwischen den beiden Magnetpolen S3 und St magnetische Abstoßfelder, wie dies in Fig.3 (B) dargestellt ist. Der mit der Drehbewegung des Zylinders 22B wandernde Entwickler bildet somit an der Position des Pols S3 eine Bürste und passiert sodann die Abstoßfelder. Zu diesem Zeitpunkt hat der Entwickler auf dem Zylinder 22B keine Zeit, in seiner magnetischen Bürstenstellung an der Position des Pols S3 zusammenzufallen und springt aufgrund der Wirkung der Abstoßfelder in Richtung des .das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials. Nachdem der Entwickler auf diese Weise die Oberfläche des Zylinders 23B verlassen hat, entwickelt er durch das Zusammenwirken der Zentrifugalkraft, der Schwerkraft und der Trägheitskraft des Zylinders 22ßund des Magnetfeldes des darunterliegenden Magnetpols St das elektrostatische Ladungsbild des \ufzeichnungsmaterials in einer der sog. Pulverwolken-Entwicklung oder der Kaskaden-Entwicklung ähnlichen Weise. Sodann bildet der durch die Magnetkraft des Magnetpols S« verstreute Entwickler wieder auf dem Zylinder 22ß eine Magnetbürste und entwickelt das elektrostatische Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial. An der Entwicklungsstation, an der die Magnetpole gleicher Polarität der Magneteinrichtung 23B angeordnet sind, tritt somit nicht nur die vorteilhafte Wirkung des üblichen Magnetbürsten-Ent wicklungsverfahrens, sondern auch die vorteilhafte Wirkung des Kaskaden- oder des Pulverwolken-Entwicklungsverfahrens in der beschriebenen Weise auf, d. h, es läßt sich auch die vorteilhafte Wirkung des Rand- bzw. Kanteneffektes erzielen. Nach Passieren der Entwicklungsstation wird der Entwickler von dem Zylinder 225 mittels eines Schabers 31 abgeschabt, der an einer unter Einwirkung schwächerer Magnetkräfte stehenden Stelle angeordnet ist, woraufhin der Transport des Entwicklers und der Entwicklungsprozeß erneut wiederholt werden. Bei dem beschriebenen Entwicklungsverfahren kann auch das Trägermaterial des Entwicklers in Abhängigkeit von der Abgabe des Entwicklers zwischen den Zylindern und dem Zustand oder der Umfangsgeschwindigkeit der Zylinder gedreht werden, so daß auch bei einem Verbrauch des Toners im ersten Entwicklungsabschnitt der Entwickler in geeigneter Weise bewegt werden kann, bevor er den zweiten Entwicklungsabschnitt erreicht

Bei der Entwicklungseinrichtung gemäß der vorste-

hend beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Entwicklung zufälligerweise unter Zuführung des Entwicklers zwischen die parallelen Zylinder. Wenn daher der Entwickler auf dem Zylinder vqjmagnetisiert oder zu einer Seite hin verschoben ist, oder während der Zuführung oder der Aufrichtung abfällt, können die sich ergebenden Magnetbürsten unregelmäßig ausgebildet werden und unerwünschterweise eine ungleichmäßige Entwicklung zur Folge haben. Die richtige Zuführung des Entwicklers zwischen die Zylinder läßt sich jedoch durch geeignete Wahl des Abstandes zwischen den Zylindern und der Anordnung der Pole darin erzielen. Bei der Aufrichtung, bei der die Magnetbürste von dem einzelnen Magnetpol des ersten Entwicklungsabschnit-

tes gebildet wird, ist der Entwickler kaum vormagnetisiert, während er bei der Ausbildung der Magnetbürsten durch eine Vielzahl von Magnetpolen gleicher Polarität wie im Falle des zweiten Entwicklungsabschnittes dazu neigt, aufgrund der starken magnetischen Abstoßfelder Pulverform anzunehmen und den Zylinder zu verlassen, wodurch ggf. eine Vormagnetsierung des Entwicklers verursacht wird. Aus diesem Grunde führt bei der vorstehend beschriebenen Entwicklungseinrichtung mit dem starke AbstoBfelder erzeugenden zweiten Ent- ίο •.vicklungsabschnitt eine nahe bei dem ersten Entwicklungsabschnitt mit dem einzelnen Entwicklungsmagnetpol erfolgende Anordnung des zweiten Entwicklungsabschnitts zu einem guten Ergebnis. Wenn die Abstoßfelder des zweiten Entwicklungsabschnittes schwach sind, können der erste und der zweite Entwicklungsabschnitt in umgekehrter Reihenfolge angeordnet werden, wobei hinsichtlich der Transportrichtung des Entwicklers das vertikale oder seitliche Hindurchtreten des Entwicklers durch die Abstoßfelder einen ruhigen, gleichmäßigen Fluß des Entwicklers ergeben kann.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die Magnetpole des zweiten Entwicklungsabschnitts in derjenigen Richtung angeordnet sind, in der der Entwickler von der auf ihn einwirkenden Schwerkraft und der sich aus der Drehbewegung des Zylinders ergebenden Zentrifugalkraft und Trägkeitskraft vorwärtsbewegt wird, oder zumindest an solchen Stellen, daß der Entwickler horizontal vorwärtsbewegt wird, so daß ein ruhiger gleichmäßiger Transport des Entwicklers ermöglicht wird. Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Zylinder bzw. Laufbüchsen zylindrische Bauelemente aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa einer Aluminiumlegierung, einem Kunststoff bzw. Kunstharz od. dgl. Die die Magnetpole bildende Magneteinrichtung kann erhalten werden, indem magnetisiertes Magnetmaterial oder stabähnliche Magnete an festen Bauteilen mit nach außen weisenden Magnetpolen befestigt werden oder kann aus einer Einrichtung bestehen, die auf elektrischem «o Wege Magnetkräfte erzeugt. Der elektrostatische Ladungsbildträger bzw. das elektrostatische Bildaufzeichnungsmaterial kann ein übliches Aufzeichnungsmaterial für die Elektrophotographie oder ein zylindrisches Zwischenmaterial oder Blattmaterial sein, auf das ein elektrostatisches Ladungsbild übertragbar ist oder das ein auf andere Weise gebildetes Ladungsbild trägt

Beispiele für die Oberflächenflußdichten der Magnetpole bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 3 (A) und 3 (B) sind nachstehend wiedergegeben: so

55

Der Abstand zwischen den Zylindern 22A und 22B ist hinsichtlich solcher Faktoren wie der Intensität der «· Oberflächenflußdichte eines jeden Pols und der Umfangsgeschwindigkeit der Zylinder variabel, sollte jedoch in der Größenordnung von 1 bis 5 mm liegen und vorzugsweise die Größenordnung von 2 mm aufweisen. Weiterhin sollte die Umfangsgeschwindigkeit des den ersten Entwicklungsabschnitt bildenden Zylinders und des den zweiten Entwicklungsabschnitt bildenden Zylinders unter dem Gesichtspunkt der Tonerzufuhr

N₁	800 Gauß
S,	800 Gauß
S₃	650 oder 800 Gauß
S₄	650 oder 800 Gauß
N₂	800 Gauß
S₂	800 Gauß
N₃	800 Gauß

vorzugsweise höher als diejenige des das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials sein und vorzugsweise einen ungefähr 20% höheren Betrag als diese aufweisen.

In F i g. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei der der Ausführungsform gemäß F i g. 3 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind der erste und der zweite Entwicklungsabschnitt in seitlicher Parallelbeziehung zueinander angeordnet. Mit den Bezugszeichen 32A und 32ß sind Laufbüchsen bzw. Zylinder bezeichnet, die in Pfeilrichtung, d. h., in der gleichen Richtung wie der elektrostatische Ladungsbildträger bzw. das Aufzeichnungsmaterial drehbar sind, während die Bezugszeichen 33A und 33ß stationäre Magneieinrichtungen bezeichnen, die die dargestellten Magnetpole aufweisen, welche im wesentlichen den Magneteinrichtungen 23A und 23ß entsprechen. Der Zylinder 32A und die Magneteinrichtung 33A bilden zusammen einen ersten Entwicklungsabschnitt, während der Zylinder 32ß und die Magneteinrichtung 33ß zusammen einen zweiten Entwicklungsabschnitt darstellen. Bei der Entwicklungseinrichtung gemäß Fig.4 bildet der zu dem Zylinder 32A hingezogene Entwickler an der Position des einzelnen Entwicklungspols Ni eine Magnetbürste und bewirkt dadurch die erste Entwicklung. Danach wandert der Entwickler durch die Wirkung der Magnetkraft der Magneteinrichtung 33ß zu dem parallel angeordneten Zylinder 32ß und die durch die Abstoßfelder der Magnetpole S-S erzielbare Entwicklung findet an der Entwicklungssteilung statt, wonach der Entwickler von dem Zylinder 32ß abfällt. Eine derartige seitliche Parallelanordnung des ersten und des zweiten Entwicklungsabschnitts ist somit ebenfalls möglich.

In F i g. 5 ist eine Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß F i g. 4 dargestellt, bei der ein Entwickleraufnahmeteil, der relativ keinen Bezug zu der Umlaufbewegung des Entwicklers aufweist, derart in dem Umlaufweg des Entwicklers angeordnet ist, daß bei einer von den beiden Zylindern durchgeführten raschen Entwicklung eine längere Lebensdauer des Entwicklers gewährleistet wird.

Mit dem Bezugszeichen 5a ist das Gehäuse der Entwicklungseinrichtung bezeichnet, dessen Inneres mittels einer Trennplatte 42 in eine Magnetbürstenkammer 43 und eine Speicherkammer 44 unterteilt ist. Mit den Bezugszahlen 33A", 33ß' und 46 sind mehrpolige stab- oder stangenförmige Magnete bezeichnet, die parallel zueinander fest innerhalb der Magnetbürstenkammer 43 angeordnet sind. Mit den Bezugszeichen 32A; 32ß- und 45 sind nichtmagnetische Laufbüchsen bzw. Zylinder bezeichnet, die jeweils die Magneten 33Λ ς 33B'bzw. 46 umgeben. Die Zylinder 32A', 32ß'und 45 ■ sind um ihre jeweils zugehörigen Magneten in Richtung der Pfeile a, b bzw. c mittels einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung drehbar, die für die Entwicklungseinrichtung vorgesehen ist Durch die Bezugszahl 51 gekennzeichnete Magnetbürsten werden von dem durch die Durchdringungskräfte der Pole der Magneten 46, 33A', 33S' angezogenen und um die Zylinder 45', 32A', 32B' herum zusammenlaufenden Entwickler gebildet und in Berührung mit der Oberfläche des das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials 1 zur Sichtbarmachung des Ladungsbildes gebracht

Der Magnet 33A'weist einen einzelnen Pol M an der Entwickluneszone auf und wirkt mit dem Zylinder 32A'

zur Bildung eines ersten Entwicklungsabschnittes zusammen, wie vorstehend bereits erwähnt Der Magnet 33Ä'weist ein Paar identischer Pole S» und 5s mit entgegengesetzier Polarität zu derjenigen des vorstehend beschriebenen einzelnen Magnetpols auf und wirkt mit dem Zylinder 32ß' zur Bildung eines zweiten Entwicklungsabschnitts zusammen, wie ebenfalls bereits erwähnt wurde. Der dritte Zylinder 45 und sein zugehöriger Magnet 46 bilden zusammen eine Einrichtung, die dem ersten Entwicklungsabschnitt von unten Entwickler zuführt

Die in dem ersten und dem zweiten Entwicklungsabschnitt stattfindenden Entwicklungsvorgänge ähneln denjenigen, die bereits vorstehend in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Fig.4 beschrieben worden sind und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Mit den Bezugszeichen 26/4'und 26ß'sind Rührglieder wie etwa Schrauben od. dgl. zum Umrühren des Entwicklers bezeichnet Diese Rührglieder sind in der Nähe des Magneten 46 angeordnet und in dem Entwickler am Boden des Gehäuses 5a eingebettet, so daß sie den den Zylinder 32ß' verlassenden und aufgrund der Schwerkraftwirkung herabfallenden Entwickler umrühren und den auf diese Weise bereits verwendeten Entwickler mit dem am Boden des Gehäuses 5a befindlichen Entwickler mischen können. Mit der Bezugszahl 40 ist ein Blatt zur Steuerung der auf den Zylinder 45 aufgebrachten Entwicklerschicht bezeichnet.

Die Speicherkammer 44 weist eine in der Nähe des Zylinders 32ß' angeordnete öffnung 44a auf, über die ein Teil der Entwicklerschicht auf dem Zylinder 32ß' einfließen kann, sowie eine Öffnung 44i> in der Nähe des Rührgliedes 26A', durch die der Entwickler von der Speicherkammer 44 in die Magnetbürstenkammer 43 fließen kann. Innerhalb der Speicherkammer 44 ist eine Förderwelle 55 zum Drehen eines drehbaren Bauteils angeordnet, das den Entwickler innerhalb der Speicherkammer umrühren und den umgerührten Entwickler in die Magnetbürstenkammer 43 fördern kann. An der Förderwelle 55 sind Rührflügel 56 und 57 befestigt, die den Entwickler aus dem Inneren der Speicherkammer 44 in die Magnetbürstenkammer 43 transportieren können, wenn die Förderwelle mit einer bestimmten geringen Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles d gedreht wird. Axial an der Förderwelle 55 sind eine Vielzahl derartiger Rührflügel 56 und 57 angebracht, die den Entwickler gleichmäßig fördern und umrühren.

Die Anzahl der Umdrehungen der Förderwelle 55 so wird von der effektiven Lebensdauer des verwendeten Entwicklers sowie dem Volumen der Entwicklungseinrichtung und der Speichervorrichtung bestimmt.

Bei ihrer Bewegung kann die Magnetbürste an dem Zylinder 32ß' ständig dicht an der öffnung 44a nahe dem Zylinder 32ß'in der Speicherkammer 44 auftreten, so daß ein Entwicklervolumen, das gleich dem von der Speicherkammer 44 in die Magnetbürstenkammer 43 geförderten Entwicklervolumen ist, in die Speicherkammer 44 abfließen kann. Dies gewährleistet das Vorhandensein einer vorgegebenen Entwicklermenge in der Speicherkammer 44 und ermöglicht den Zu- und Abfluß des Entwicklers aus dieser Kammer alleine über die Drehbewegung der Förderwelle 55. Dementsprechend kann ein Entwicklervolumen, das gleich dem von der Speicherkammer dem Reservoirteil der Entwicklungseinrichtung zugeführten Entwicklervolumen ist, in die Speicherkammer fließen, so daß ständig ein konstante Volumen des Entwicklers in der Speicherkammer aufrechterhalten wird.

In dem Reservoirteil der Entwicklungseinrichtung ist das Volumen des Entwicklers ebenfalls jederzeit konstant, um stabile Entwicklungsbedingungen zu gewährleisten.

In Fig.6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt bei der ein erster Entwicklungsabschnitt innerhalb eines Gehäuses 5b und unabhängig davon ein zweiter Entwicklungsabschnitt in einem Gehäuse 5c angeordnet sind. Mit den Bezugszeichen 64/4 und 64ß sind Zylinder bezeichnet, während die Bezugszeichen 65A und 65£ Magneteinrichtungen mit den dargestellten Magnetpolen und die Bezugszeichen 66Λ und 665 Rühreinrichtungen bezeichnen. In bezug auf das in Richtung des Pfeiles drehbare Aufzeichnungsmaterial 1 für das elektrostatische Ladungsbild bilden der Zylinder 64/1 und die Magneteinrichtung 65A zusammen einen zweiten Entwicklungsabschnitt, der magnetische Abstoßfelder erzeugt, während der Zylinder 64B und die Magneteinrichtung 65ß zusammen einen ersten Entwicklungsabschnitt mit einem einzelnen Magnetpol an der Entwicklungsposition bilden. Eine derartige Anordnung, bei der die Entwicklerzufuhr zu dem Zylinder unabhängig in :erhalb einer jeden Entwicklungseinrichtung durchführbar ist, ermöglicht dem zweiten Entwicklungsabschnitt ebenfalls eine Entwicklung des Ladungsbildes. Auch kann eine Vielzahl solcher zweiter Entwicklungsabschnitte vorgesehen sein, ohne daß die Gefahr einer unregelmäßigen Entwicklung aufgrund einer Vormagnetisierung des Entwicklers besteht.

In F i g. 7 ist eine Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß Fig.6 dargestellt, bei der der erste und der zweite Entwicklungsabschnitt dicht beieinander angeordnet sind, ohne daß die Trennwand zwischen ihnen vorgesehen ist, wobei die beiden Entwicklungsabschnitte innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 5a angeordnet sind.

Ein Zylinder 65A'und eine Magneteinrichtung 64Λ' die darin vorgesehen sind, entsprechen in ihrem Aufbau vollständig dem Zylinder 22ß und der Magneteinrichtung 23ßgemäß F i g. 3 (A). Gleichermaßen entsprecher ein Zylinder 64ß' und eine Magneteinrichtung B', die darin angeordnet sind, hinsichtlich ihres Aufbaus vollständig dem Zylinder 64ß' und der Magneteinrichtung 65ß' gemäß F i g. 3 (A). Die den Bauteilen gemäO Fig.3 (A) entsprechenden weiteren Bauelemente dieser Ausführungsform weisen die gleichen Bezugszei chen auf und brauchen nicht erneut beschrieben zi werden.

Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Zylindei 65,4'und 64ß'derart angeordnet, daß sie dem sich nacr unten drehenden Teil der das elektrostatische Ladungs bild tragenden Aufzeichnungstrommel 1 gegenüberlie gen und in der gleichen Richtung wie die Aufzeich nungstrommel 1 drehbar sind. Die Umlaufgeschwindig keit der beiden Zylinder soll vorzugsweise ungefähi 20% höher als die Umfangsgeschwindigkeit dei Aufzeichnungstrommel 1 sein, damit eine ausreichende Entwicklerzufuhr sichergestellt wird. Auch soll dei Abstand zwischen den beiden Zylindern vorzugsweise so klein wie möglich sein und etwa 2 mm betragen.

Zur Beschreibung des Aufbringungsmaßes des Ent Wicklers auf die Oberfläche des das elektrostatisch Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials be jeder der vorstehend beschriebenen Ausfühmngsfor men sei nun auf die F i g. 8 (A) bis 8 (D) eingegangen. Ir diesen Figuren ist die Art der Entwicklung eine;

elektrostatischen Ladungsbildes einer Polarität veranschaulicht. In dem linken Figurenteil sind die Tonerschichten dargestellt, die auf die entwickelte Oberfläche aufgebracht werden, wenn das darauf befindliche elektrostatische Ladungsbild dem ersten Zylinder gegenüberliegt, während im rechten Figurenteil die Tonerschichten dargestellt sind, die auf die entwickelte Oberfläche aufgebracht werden, wenn das darauf befindliche elektrostatische Ladungsbild dem zweiten Zylinder gegenüberliegt.

Zunächst ist in F i g. 8 (A) das Ergebnis einer mittels der Entwicklungseinrichtung gemäß den Fig.3 (A)₁ 4 oder 5 durchgeführten Entwicklung dargestellt. Wie der Figur zu entnehmen ist, wird die das elektrostatische Ladungsbild tragende Oberfläche zunächst durch die Magneteinrichtung mit einem einzigen Magnetpol an der Entwicklungsposition und dem diese Magneteinrichtung umgebenden Zylinder der Magnetbürsten-Entwicklung unterworfen. Diese Magnetbürste entsteht in aufgerichteter Form über dem Magnetpol und bewirkt eine Entwicklung bei einem Feldzustand, bei dem elektrische Kraftlinien senkrecht zwischen dem Eisenpuiver-Trägermaterial auf der Zylinderoberflächenseite und den (in Fig.8 durch — bezeichneten) elektrostatischen Ladungen des elektrostatischen Bildes verlaufen, so daß das Auftreten des Entwicklungselektrodeneffektes in vollem Umfang gewährleistet ist und sich Tonerpartikel der entgegengesetzten Polarität auf den elektrostatischen Ladungen niederschlagen. Empirisch wurde ermittelt, daß der derart aufgebrachte Toner eine bis drei oder vier Schichten bildet. Diese zuerst gebildeten Tonerschichten sind auf der linken Seite von F i g. 8 (A) schematisch dargestellt. Wie der Figur zu entnehmen ist, verlaufen die elektrischen Kraftlinien in dem Randbereich des elekirostatischen Ladungsbildes nicht senkrecht sondern gekrümmt, so daß sich der Tonerniederschlag in einem etwas inaktiven Zustand befindet.

Daraufhin findet die zweite Entwicklung durch den dem das elektrostatische Ladungsbild tragenden Auf- ■"> Zeichnungsmaterial in der in den Fig.3 (A), 4 oder 5 dargestellten Weise gegenüberliegenden zweiten Entwicklungszylinder statt. Wie bereits erwähnt, wird diese Entwicklung unter Verwendung von Entwickler durchgeführt, der durch die von den beiden Magnetpolen gleicher Polarität gebildeten magnetischen Abstoßfelder in die Pulverwolkenphase gebracht worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird daher das Eisenpulver-Trägermaterial von der Zylinderoberfläche abgestoßen und schwebt in der Luft, so daß es im wesentlichen nicht als Entwicklungselektrode wirkt und dementsprechend der Rand- bzw. Kanteneffekt in ausgeprägter Weise auftritt. Als Ergebnis wird auf der entwickelten Oberfläche, die den bereits im ersten Entwicklungsabschnitt niedergejchlagenen Toner enthält, eine Entwicklung mit einem verstärkten oder hervorgehobenen Randteil des Bildes erhalten, das heißt ein Tonerniederschlag, wie er auf der rechten Seite von F i g. 8 (A) dargestellt ist.

An der entwickelten Oberfläche tritt somit nach Durchlaufen des ersten und des zweiten Entwicklungsabschnitts am Randteil des Bildes eine im ersten Entwicklungsabschnitt erhaltene inaktive bzw. träge Entwicklung auf (d. h., eine hinsichtlich der Randschärfe geringere Entwicklung), während im zweiten Entwicklungsabschnitt der Randteil des Bildes durch den *>⁵ Kanteneffekt verstärkt hervorgehoben wird und somit durch die Vereinigung dieser beiden unterschiedlichen Entwicklungsarten ein ausreichender Toncrniedcrschlag sowohl im Randteil als auch im Mittelteil des Bildes erhalten wird, wss sich hinsichtlich einer raschen Entwicklung vorteilhaft auswirkt.

In F i g. 8 (B) ist das Ergebnis einer unter Verwendung der Ausführungsform gemäß F i g. 6 oder 7 durchgeführten Entwicklung dargestellt. In diesem Falle wird mit der ersten Entwicklung ein verstärkter Rand- bzw. Kanteneffekt aufgrund der durch die magnetischen Abstoßfelder bewirkten Pulverwolken-Entwicklung erhalten, so daß gemäß der Darstellung auf der linken Seite von Fig.8 (B) der Randteil des Bildes verstärkt hervorgehoben ist, während die anderen BMdteile einschließlich des Mittelteils einen geringeren Tonerniederschlag aufweisen. Daraufhin bewirkt die unter Verwendung des einzelnen Magnetpols durchgeführte zweite Entwicklung einen stärkeren Tonerniederschlag auf denjenigen Bildteilen, die im Laufe der ersten Entwicklung den geringeren Tonerniederschlag erhallen haben. Die beiden Entwicklungsarten bewirken somil gemeinsam eine klare, deutliche Bildwiedergabe, die in zufridenstellender Weise bei einer schnellen Entwicklung Anwendung finden kann.

In den Fig.8 (C) und 8 (D) sind zum Vergleich Entwicklungsergebnisse des Standes der Technik oder einige vor Einführung der Erfindung empirisch erhaltene Entwicklungsergebnisse dargestellt. F i g. 8 (C) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem zwei Zylinder verwendet wurden, die sich beide in gegenüberliegender Anordnung zu der Entwicklungsposition befanden und jeweils einen einzelnen Magnetpol aufwiesen. (Der größte Teil des Standes der Technik bezieht sich auf diese Bauart.) Wie der Figur zu entnehmen ist, wird die inaktive bzw. träge Entwicklung des Bildrandbereiches lediglich verstärkt, jedoch nicht verbessert, und zwar auch nicht durch die nach der ersten Entwicklung durchgeführte zweite Entwicklung. Der Tonerniederschlag im Randbereich war somit sehr gering, so daß das entwickelte Bild sehr dünn war und eine mangelhafte Klarheit und Schärfe aufwies und somit eine Kopie geringer Qualität darstellte.

Fig.8 (D) bezieht sich auf einen Fall, bei dem zwei Zylinder Verwendung fanden, die zwei Magnetpole gleicher Polarität zur Ausbildung von magnetischen Abstoßfeldern in den Zylindern aufwiesen. In diesem Falle bewirkte sowohl die erste als auch die zweite Entwicklung einen verstärkten Rand- bzw. Kanteneffekt, so daß sich der Toner zwar im Randbereich des Bildes jedoch kaum an den anderen Bildteilen einschließlich des Mittelteils niederschlug, was zu einem hinsichtlich des visuellen Eindrucks sehr unvollständigen Kopiebild führte, das sich nicht für eine rasche Entwicklung eignet.

Bei der vorstehend beschriebenen Entwicklungseinrichtung findet demgegenüber ein Entwicklungsverfahren Anwendung, bei dem ein qualitativer Unterschied zwischen der Entwicklungswirkung des ersten Entwicklungsabschnittes und derjenigen des zweiten Entwicklungsabschnitts erzielt und ein gemäß F i g. 8 (A) oder 8 (B) gestaltetes sichtbares Bild erhalten wird, bei dem die beiden Entwicklungsarten derart kombiniert bzw. vereinigt sind, daß sich die ihnen eigenen Nachteile gegenseitig kompensieren.

Die Anzahl der den ersten und den zweiten Entwicklungsabschnitt bildenden Laufbüchsen bzw. Zylinder ist nicht auf einen Zylinder für jeden Abschnitt wie bei den dargestellten Alisführungsformen beschränkt, sondern eine größere Anzahl von Zylindern in dem ersten Entwicklungsabschnitt würde eine schnelle

Durchführung der Entwicklung mit den Merkmalen des üblichen Bürstenentwicklungsverfahrens ermöglichen, während eine größere Anzahl von Zylindern in dem /weiten Entwicklungsabschnitt eine schnelle Durchführung der Entwicklung mit den Merkmalen des Kaskaden- oder des Pulverwolken-Entwicklungsverfahrens ermöglichen würde.

Die Verwendung des ersten Entwicklungsabschnittes mit einem innerhalb eines Zylinders angeordneten und dem elektrostatischen Ladungsbild gegenüberliegenden einzelnen Magnetpol und des zweiten Entwicklungsabschnittes mit einer Vielzahl innerhalb eines Zylinders angeordneter und dem elektrostatischen Ladungsbild gegenüberliegender Magnetpole gleicher Polarität ermöglicht somit eine rasche Durchführung einer Entwicklung, die zu einem äußerst harmonischen Bild mit wesentlich größerer Bildschärfe führt. Im Gegensatz zu den bekannten Hochgeschwindigkeits-Entwicklungseinrichtungen, bei denen einfach eine Vielzahl erster Entwicklungsabschnitte oder eine Vielzahl zweiter Entwicklungsabschnitte vorgesehen ist, ermöglicht die vorgeschlagene Entwicklungseinrichtung eine dem Zustand eines elektrostatischen Ladungsbildes entsprechende Entwicklung, die durch geeignete Wahl der Positionen der Magnetpole, der Stärke des Magnetfeldes und der Anzahl von Laufbüchsen bzw. Zylinder für den ersten oder den zweiten Entwicklungsabschnitt sehr schnell durchführbar ist

Es wird somit eine Einrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder mit einem magnetischen Trägerpartikel und durch Reibungselektrizität aufgeladene Tonerpartikel aufweisenden Entwicklerge-

ln misch vorgeschlagen, die einen Behälter für das Entwicklergemisch, eine Einrichtung zur Erzeugung von Magnetfeldern und eine die Magnet feld-Erzeugungseinrichtung umgebende Auftragungs- bzw. Aufbringungseinrichtung aufweist, wobei eine Einrichtung zur

π Ausbildung von Magnetbürsten in dem Behälter vorgesehen ist und auf eine zu entwickelnde Oberfläche im wesentlichen gleichmäßig Tonerpartikel aufbringt und eine Einrichtung zur Bildung einer Tonerpulverwolke im Abstand zu der Magnetbürsten-Ausbildungsein-

m richtung angeordnet ist und auf die gleiche Oberfläche unter Ausnutzung der Rand- bzw. Kantenwirkung des Tonerpulvers Tonerpartikel aufbringt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder mit einem magnetische Trägerpartikel und durch Reibungselektrizität aufgeladene Tonerpartikel aufweisenden Entwicklergemisch, mit einem Behälter für das Entwicklergemisch, einer Einrichtung zur Erzeugung von Magnetfeldern und einer die Einrichtung zur Erzeugung von Magnetfeldern umgebenden Aufbringungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (22Λ, 23/4; 32A 33/4; 32Λ', 33Λ'; 64ß, 65B; 64ß', 65ß'^ zur Bildung einer Magnetbürste in dem Behälter (5) angeordnet ist und auf eine zu entwickelnde Oberfläche im wesentlichen gleichmäßig Tonerpartikel aufbringt, und daß eine Einrichtung (22B, 235; 32B, 33B; 32B', 33B'; 64Λ 64/4; 64Λ', 65/4 ^ zur Bildung einer pulverwolkenartigen Verteilung von Tonerpartikeln im Abstand zu der Einrichtung zur Bildung einer Magnetbürste angeordnet ist und unter Ausnutzung der Randwirkung des Toner-Pulvers Tonerpartikel auf die gleiche Oberfläche aufbringt, die für die Entwicklung mittels der Magnetbürste vorgesehen ist.

2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung mittels der Magnetbürste und die Entwicklung mittels der Toner-Pulverwolke aufeinanderfolgend durchgeführt wird.

3. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung mittels der Magnetbürste zuerst erfolgt und sodann die Entwicklung mittels der Toner-Pulverwolke zur Ausbildung eines gleichmäßig entwickelten Bildes durchgeführt wird.

4. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung mittels der Toner-Pulverwolke zuerst erfolgt und sodann die Entwicklung mittels der Magnetbürste zur Ausbildung eines gleichmäßig entwickelten Bildes durchgeführt wird.

5. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung einer Magnetbürste eine erste zylindrische Aufbringungsvorrichtung (22/4, 32Λ, 32/4', 645, 640'^ aufweist, die einen ersten Magneten (23Λ, 33Λ 33Λ', 655, 65B') mit einem einzelnen Magnetpol an einer Entwicklungsposition umgibt, und daß die Einrichtung zur Bildung einer Toner-Pulverwolke eine zweite zylindrische Aufbringungsvorrichtung (22Ö, 32ß, 32ß', 64A 65/4') aufweist, die einen zweiten Magneten (23S, 33ß, 33B', 65/4, 64/49 ^m'¹ zumindest zwei im Abstand zueinander an der Entwicklungsposition angeordneten identischen Magnetpolen umgibt.

6. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung einer Magnetbürste und die Einrichtung zur Bildung einer Toner-Pulverwolke parallel zueinander und in bezug auf die zu entwickelnde Oberfläche horizontal angeordnet sind.

7. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung einer Magnetbürste an der Entwicklungsposition derart nach unten bewegbar ist, daß die Schwerkraft die magnetische Feldkraft zum Richten

des Entwicklergemisches auf die zu entwickelnde Oberfläche unterstützt

8. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung einer Toner-Pulverwolke an der Entwicklungsposition derart nach unten bewegbar ist, daß die Schwerkraft die Abstoßkraft des magnetischen Feldes zwischen den beiden identischen Magnetpolen zum Richten des Entwicklergemisches auf die zu entwickelnde Oberfläche unterstützt