DE2054081A1 - Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes - Google Patents

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Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann, 2054081

D1PL.-ING. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

I MÜNCHEN 16, DEN POSTFACH 860 »20

XHA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

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XEROX CORPORATION, Roohester, N.Y. 14603, V.St.A» Xerox Square

Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatisohen Bildes

Die durch die ITS-Patentschrift 2 666 144 bekannte Xeroradiografie ist ein Verfahren, bei dem das Innere eines Objekts durch Einwirkung durchdringender Strahlung geprüft werden kann· Eine gleichmäßige elektrostatische Itadung wird auf die Oberfläohe einer elektrofotografisohen Platte aufgebracht und ein latentes Bild durch Projektion der durchdringenden Strahlung auf der Plattenoberflache erzeugt. Als Strahlen können beispielsweise Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen verwendet werden» Das latente elektrostatische Bild kann durch Aufbringen fein pulverisierter Teilchen auf die Plattenoberfläohe entwickelt werden, wenn die Teilchen eine elektrostatische Ladung mit einer der Polarität des latenten elektrostatisohen Bildes entgegengesetzten Polarität haben. Das sichtbare Bild kann betrachtet, fotografiert oder auf einen anderen Bildträger übertragen werden, auf dem es dauerhaft fixiert werden kann· Auch andere Auswertungsarten sind möglich· Das gesamte Verfahren kann trocken durchgeführt werden und erfordert keine Dunkelkammer«

Die Xeroradiografie wurde in den letzten Jahren u.a. eur Feststellung von Brustkrebs angewendet. Bei dtr damit verbun-

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denen Prüfung größtenteils weichen Gewebes liefert die Xeroradiografie, auoh als Xeromammografie bezeichnet, ein größeres Auflöeungsvermögen ale der herkömmliche röntgenografieohe Pil«, so daß Einzelheiten einee Bildes genauer dargestellt werden können. Auf einer xeroradiografisehen Platte ist ein größerer Kontrastbereioh darstellbar als auf einem röntgenografisohen FiIn, so daß alle Strukturbereione der Brust yon der Haut bis stun Brustkorb leicht au erkennen sindβ Außer dem besseren Kontrast können mit der Xeromammografie auoh kleine Strukturen wie ss.B· Tumorverkalkungen ftetgestellt werden, die mehr als bei herkömmlichem Pil« vergrößert werden· Ferner ist das Verfahren schneller und billiger durchzuführen, ermöglicht die genauere Detaildarstellung und erfordert weniger Strahlung als die bekannten Röntgenverfahren·

Das duroh die US-Patentsohrift 2 711 481 bekannte Pulverwolkenverfahren wird zur Entwicklung xeroradiografisoher Aufzeichnungen verwendet· Dieses Entwicklungsverfahren erweist sich bei der Xeromammografie als günstig, da auoh kleine Unregelmäßigkeiten des geprüften Objekts leioht zu entwickeln sind· Die geladene Oberfläche der Aufzeiohnungs— platte wird in einer Kammer angeordnet, in die eine aus PuI-verteilohen bestehende Wolke geleitet wird. Die Teilchen müssen mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der Ladung des elektrostatischen latenten Bildes aufgeladen sein, so daß sie sich in bildmäßiger Verteilung auf der Plattenoberfläohe duroh die auf sie in der Pulverwolke einwirkenden elektrostatischen Anziehungskräfte des Bildes ablagern. Zur Aufladung der Pulverwolke sind verschieden· Verfahren bekannt. Beispielsweise können die Pulverteilohen in turbulenter Luftströmung duroh eine Düse, ein Rohr o«ä· geleitet werden, wodurch eie reibungeelektrisoh aufgeladen werden· Auoh können el« duroh den Bereioh einer Corona-Bnt-

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ladungevorrichtung geleitet werden, die eine feine Nadel oder einen feinen Draht sowie eine geerdete Elektrode enthält· Sine solche Torrichtung 1st beispielsweise duroh die ÜS-Patentschrift 2 725 304 bekannt· Die Corona-Aufladung der Teilchen ergibt eine gleichmäßigere Ladungeverteilung in der Pulverwolke, wodurch Bilder hoher Auflösung bei der Entwicklung erzielt werden· Bekannte Vorrichtungen, die mit der Corona-Entladung für die Pulverteilchen arbeiten, weisen jedoch Nachteile auf· Werden die Pulverteilchen in die Kammer eingeführt und geladen, so können sie sioh rings um die Ent·· ladungselektrode ansammeln, so daß deren Ladungswirkung herabgesetzt wird· Die Elektrode kann »war in regelmäßigen Abständen zur Entfernung der Pulverteilohen gereinigt werden, jedoch ist dies ein zeltraubender Vorgang, erhöht die Entwicklungskosten und die Kompliziertheit des Entwicklungsvorgange 3 und die von der Elektrode abgelösten Teilchen bewirken eine Beschautaung der die Reinigung vornehmenden Bedienungsperson,

Es wurde auch bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der die Verschmutzung eines Ionengeneratore duroh Tonerteilchen, die in eine Entwicklungskammer geblasen werden, vermieden wird· Hierbei ist der Ionengenerator in seinem eigenen Gehäuse angeordnet und duroh Erzeugung eines positiven Druck·· Unterschiedes zwisohen dem Gehäuse und der Entwicklungskammer wird ein Eintritt der Tonerteilchen in dae Gehäuse des Ionengenerator a vermieden·

Hit einer solchen Vorrichtung wird zwar das Problem der Verschmutzung dee Ionengenerators geluvt» jedoch arbeitet sie nicht vollständig zufriedenstellend, da sioh auf einer in Richtung der Längsachse der Entwicklungskammer verlaufenden Druckleitung Toner ansammeln und die in der Entwicklungskammer erzeugten elektrostatischen Felder stören kann· Daduroh

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können unerwünschte Einwirkungen auf das latente elektrostatische Bild und damit auf die endgültige Reproduktion hervorgerufen werden· Bei längerem Gebrauch entsteht eine ungleichmäßige Pulvepwolkenverteilung infolge der Verstopfung der Toneröffnungen in der Druckleitung, wodurch sich eine ungleichmäßige Vermischung der Ionen und der Pulverwolken ergibtο Die offene Entwicklungskammer beeinträchtigt die Entwioklungsqualität, da keinerlei Vorrichtung zur Steuerung freier Ionen vorgesehen ist, die auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers wandern und eine Entladung des betreffenden Bereichs des latenten Bildes bewirken können. Diese Faktoren, die im allgemeinen die anfangs entwickelten Bilder nioht beeinträchtigen, wirken sich mit fortgesetztem Gebrauch der Vorrichtung aus und setzen daher den Gesamt« nutzen der Entwicklungsvorrichtung insbesondere bei einer automatischen Reproduktionsmaschine herab_o

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes naoh dem Pulverwolkenverfahren zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere eine Störung der Pulverwolkenbildung durch abgelagertes Pulver sowie des latenten elektrostatischen Bildes durch freie Ionen vermeidet·

Eine Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem Aufzeichnungsträger naoh dem Pulverwolkenverfahren zeichnet sioh zur Lösung dieeer Aufgabe erfindungsgemäß aus durch eine Kammer mit zwei einander gegenüber angeordneten Seitenwänden, durch eine Halterung für den Aufzeichnungsträger mit der Bildseite zur Kammer, durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Wolke geladener Entwicklerstoffteilohen auf der einen Seite in der Kammer angeordneten und von einer Seitenwand zur anderen verlaufenden Führungs«

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fläche und duroh eine zwischen der Bildfläche und der anderen Seite der !Führungsfläche angeordnete Gitterelektrode, die mit einer Vorspannung vorgegebener Höhe und Polarität versehen ist und von der Bildfläche einen für die Verbesserung der bildmäßig verteilten elektrostatischen Felder des latenten Bildes ausreichenden, zur vollständigen Beseitigung des Randeffektes zwisohen benachbarten Bereichen unterschiedlicher Ladungsdichte des latenten Bildes nicht ausreichenden Abstand hat·

Bei dieser Vorrichtung können ein Ionengenerator und ein Pulverwolkengenerator vorgesehen sein, die eine Ionenwolke und eine Pulverwolke entwickeln und in die Entwicklungskammer leiten« Der Ionengenerator ist in einem Gehäuse angeordnet, das in seiner Wandung mit einer Anzahl Öffnungen zur Entwicklungskammer hin versehen ist. In das Gehäuse wird im Bereich eines oder mehrerer, mit Hochspannung gespeister Elektroden« drähte Luft eingeführt, die die Ionen duroh die öffnungen in die Entwicklungskammer leitet» Die Luftströmung ist derart eingestellt, daß zwisohen dem Ionengeneratorgehäuse und der Entwicklungskammer ein positiver Druckunterschied erzeugt wird· Dadurch wird der Eintritt von Tonerteilchen in das Ionengeneratorgehäuse verhindert, so daß eine Verschmutzung des Hoohspannungsdrahtes im Gehäuse nicht auftreten kann·

Der Ionengenerator kann nahe der Seitenwand der Entwicklungskammer angeordnet sein. Eine Wolke aus Tonerteilchen wird in die Entwicklungskammer duroh eine Öffnung in der dem Ionengenerator gegenüberliegenden Seitenwand eingeführt, so daß sich die Ionenwolke und die Tonerwolke unter der Püh«· rungsflache treffen, die zwisohen den einander gegenüberliegenden Seitenwanden verläuft. Dort werden beide Wolken ein·· gehend miteinander vermischt, so daß eine Wolke aus gelade-

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nen Tonerteilchen entsteht. Um sicherzustellen, daß die Ionenwolke und die Tonerwolke sich unter der Führungsfläohe treffen, sind die Austrittsöffnungen des Ionengenerätors und die Öffnung für die Pulverwolke nur unter der Führungsfläohe vorgesehen, so daß sich eine eingehende Durohmisohung beider Wolken ergibto Duron die Strömungsgeschwindigkeiten im Pulverwolkengenerator und im Ionengenerator entsteht eine Wirbelbildung der geladenen Pulverwolke unter der FÜhrungsfläohe hervor in den oberen Teil der Entwicklungskam·- mer, wo die geladenen Tonerteilchen durch eine Gitterelektrode treten und von dem latenten elektrostatisohen Bild angezogen werden· Dadurch wird dieses sichtbar gemacht· Es ist wesentlich, daß die Führungsfläche über den gesamten Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Entwicklungskammer verläuft, wodurch die Entladung von Teilen des latenten Bildes durch freie Ionen oder die Uberentwloklung von Teilen des latenten Bildes durch Tonerteilohen, die bei Fehlen einer Führungsfläche in den oberen Teil der Entwicklungskammer geleitet würden, verhindert wird.

Um eine Einregelung des Bildkontrastes und damit der Bildqualität zu ermöglichen, iet die Gitterelektrode über der Führungefläche in einem Abstand von oa« 2,5 bis 5 cm von der fotoleitfähigen Fläohe des Aufzeichnungsträgers angeordnet. Normalerweise beträgt der Abstand 3» 2 om· Duroh eine geeignete Vorspannung der Gitterelektrode während des Entwicklungsvorganges werden Teilohen mit einer unerwünschten Polarität ausgesondert. Da die Elektrode von der fotoleitfähigen Fläohe einen größeren Abstand hat, als er für eine Pulverwolkenentwicklungselektrode normal iet, und da die geladene Tonerwolke in die Zone über der Elektrode eintritt, werden die auf eine für die Entwicklung dee latenten elektrostatischen Bildes geeignete Polarität aufgeladenen Teilohen von der Gitterelektrode aus zum latenten Bild hin beschleunigt, weil die

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Gitterelektrode dieselbe Polarität wie die Tonerteilchen hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben« Es zeigen:

Fig.1 den Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung und

Fig·2 eine Draufsioht auf die in Fig*1 gezeigte Entwicklungsvorrichtung teilweise im Sohnitt.

Die in den Fig«1 und 2 gezeigte Entwicklungsvorrichtung 100 enthält eine starr befestigte Grundplatte 102, die über der Entwicklungskammer 104- und etwas über dem Bewegungsbereich eines elektrofotografischen Aufzeichnungsträgers angeordnet ist· Der Aufzeichnungsträger ist schematisch mit einer leitfähigen Unterlage 106 und einer nach unten liegenden fotoleitfähigen Schicht 108 dargestellt« Die in den Figei und 2 gezeigte Entwicklungsvorrichtung kann ein Teil einer mit einem flachen Aufzeichnungsträger arbeitenden automatischen elektrofotografischen Reproduktionsmasohine seine Diese arbeitet beispielsweise mit einer Bewegungsvor-•richtung, die den Aufzeichnungsträger mit seinem latenten elektrostatischen Bild in die Entwicklungsvorrichtung transportiert und ihn nach der Entwicklung mit seinem elektrofotografischen Tonerbild aus der Entwicklungskammer herausbe— wegt. Eine derartige Reproduktionsmaschine, die sich auch für automatischen Betrieb eignet, ist an anderer Stelle be~ schrieben«

Die Entwicklungskammer 104· ruht auf aufblasbaren Elementen 110, die wiederum auf lagersohienen 112 angeordnet sind· Die Wandungen 114 der Kammer 104 enden an ihrem oberen Rand in einem nach außen umgebogenen Flansch 116» An diesem ist eine Halterung 118 mit einer daran angeordneten Diohtungs-

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manschette 120 vorgesehen· Naohdem ein elektrofotografisoher Aufzeichnungsträger innerhalb der Entwicklungsvorrichtung angeordnet ist, kann die Entwicklungskammer durch Einführen eines unter Druok stehenden Gases in die aufblasbaren Elemente 110 angehoben werden. Wie aus Fig_o1 hervorgeht, wird die Dichtungsmanschette 120 gegen die nicht fotoleitfähigen Teile 122 der leitfähigen Unterlage 106 gedrückt, wodurch eine dicht verschlossene Kammer gebildet wirdo

Innerhalb der Entwicklungskammer ist mit einem Abstand von oa. 2,5 bis 5 om von der fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers eine Gitterelektrode 124 vorgesehen, die an Halterungen 126 befestigt ist. Die Gitterelektrode 124 kann beispielsweise aus 0,25 mm starkem Draht gebildet sein, der auf einem Rahmen mit einem Abstand von oa. 6,4 mm verspannt ist und eine Vorspannung in der Größenordnung von ca· + 1000 Volt führt. Unter der Gitterelektrode ist an einer Halterung 128 eine kappenartige Führungsfläche 130 angeordnet, die aus einem Isoliermaterial besteht· Über die gesamte Breite der Entwicklungskammer (quer zur Bewegungsrichtung des elektrofotografischen Aufzeichnungsträgers durch die Entwicklungskammer) ist ein Ionengenerator 132 angeordnet, der in einem Gehäuse 134 einen Corotrondraht 136 enthalte In dem Gehäuse 134 sind Lufteintrittsöffnungen 138 vorgesehen, die über eine Leitung 140 mit einer Druckluftquelle 139 verbunden sind· Auf der anderen Seite des Gehäuses 134 ist in dem unter der Führungsfläche 130 liegenden Bereich eine Anzahl Luftauatrittsöffnungen 142 vorgesehen, durch die ionisierte Luft in die Entwicklungskammer 104 eintritto Die Eintrittsöffnungen 138 sind nahe den Enden des Corotrondrahtes 136 angeordnet, während die Austrittsöffnungen. 142 in seinem mittleren Bereich vorgesehen sind· Bei einer Luftströmung durch den Ionengenerator in der Größenordnung von oa· 28 dm⁵ für eine Entwicklungskammer von oa·

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•ζ

14 dm Inhalt und bei eingeschaltetem Oorotrondraht entfernt die durch die Eintrittsöffnungen 138 eintretende Luft die mit dem Corotrondraht erzeugten Ionen durch die Austrittsöffnungen 142, wobei die Luft in den unter der Führungsfläche 130 liegenden Teil der Entwicklungskammer eintritt· In der dem Ionengenerator 132 gegenüberliegenden Seitenwand der Entwicklungskammer ist eine Tonereintrittsöffnung vorgesehen, die gleichfalls unter der I¹Uh rung sf lache 130 angeordnet ist. Diese Öffnung 144 ist mit einem Tonerwolken« generator 148 verbunden, der eine Quelle 149 für unter Druck stehendes Gas und eine flexible Anschlußleitung 148 umfaßte Nahe zumindest einem Teil der Seitenwände der Entwicklungskammer 104 sind poröse Teile 150 (]?igo2) vorgesehen, die an den Außenseiten der Entwicklungskammer befestigt sind«, Diese Teile 150 ermöglichen den Durchgang von Luft, woduroh ein geeignetes minimales Druckdifferential zwischen der Entwicklungskammer 104 und dem Außenraum aufrechterhalten wird. Dadurch wird eine Druokentwioklung in der Kammer verhindert, welche eine Verschlechterung der Dichtung und damit einen Austritt von Toner in den Innenraum des umgebenden Gehäuses verursachen würde. Die porösen Teile 150 haben eine derart begrenzte Porosität, daß zwar Luft durch sie hindurchgelangt, die Tonerteilchen jedoch in der Entwicklungskammer verbleiben·

Am Boden der Entwicklungskammer ist eine Öffnung 152 vorgesehen, durch die nioht gebrauchter Toner während eines Reinigungszyklus abgeführt wird. Diese Öffnung 152 ist über eine flexible Kopplung 156 an eine Leitung 154 angeschlossen« In der Leitung 154 iot ein Klappenventil 158 vorgesehen, das in der in Fig.1 gezeigten Weise an einem Gelenk 160 abwärtsgeschwenkt werden kann· Die Leitung 154 ist mit einem Tonerfilter 162 verbunden, an das wiederum ein Gebläse 164 angeschlossen 1st. Zu Beginn des Reinigungszyklus

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wird das Ventil 158 naoh unten bewegt und unter der Wirkung eines nioht dargestellten Brehmagneten in dieser Stellung gehaltene Diese Bewegung des Ventils 158 verbindet das Gebläse mit der Entwicklungskammer über das Tonerfilter 162» die Leitung 154 und die öffnung 152, wodurch nioht gebrauchter Toner aus der Entwicklungskammer entfernt wird. Nach dem Reinigungszyklus wird das Ventil wieder freigegeben und in seine geschlossene Stellung bewegt, wozu eine nicht dargestellte Feder vorgesehen ist«

Die Grundplatte 102 ist mit einer Anzahl Öffnungen 171, 173, 175 und 177 (Pig.2) versehen, durch die hinduroh Führungsstifte 179 geführt sind, die von der beweglichen Entwicklungskammer 104 naoh oben stehen· Sie dienen zur Führung der Kammer in die vorgegebene Abdiohtungslage, um die fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche herum.» An der Oberseite der Grundplatte 102 ist ein Schalter S1 vorgesehen, dessen Betätigungsarm duroh einen Schlitz der Grundplatte nach unten ragte Nahe der öffnung 175 ist ein Schalter S2 angeordnet, der betätigt wird, wenn ein Führungsstift duroh die Öffnung bewegt wird« Nahe der öffnung 171 befindet sich ein Schalter S3, der betätigt wird, wenn die Entwicklungskammer abgesenkt wird und der zugehörige Führungsstift nioht mehr auf ihn einwirkt.

Beim Betrieb der Entwicklungsvorrichtung wird der elektrofotografische Aufzeichnungsträger in sie eingeschoben, wobei seine Vorderkante gegen den Betätigungsarm des Schalters S1 drüokt, weloher duroh den Sohlitz der Grundplatte 102 geführt ist» Bei weiterem Einschub des Aufzeichnungsträgers in die Entwicklungsvorrichtung fällt der Betätigungsarm des Sohalters S1 von der Hinterkante des Aufzeichnungsträgers ab und schaltet somit den zugehörigen Antriebsmotor aus, wodurch der Aufzeichnungsträger in seine richtige Lage gelangt

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ist. Ferner wird das Anheben der Entwicklungskammer eingeleitet·

Den aufblasbaren Elementen 110 wird unter Druck stehendes Gas zugeführt, wodurch die Entwicklungskammer 104 in ihre obere Lage angehoben wird, in der sie an dem elektrofotografischen Aufzeichnungsträger sitzt und mit ihm eine abgedichtete Entwicklungskammer bildet, die zur Entwicklung des auf ihm vorhandenen latenten elektrostatischen Bildes geeignet ist. Während die Kammer angehoben wird, gelangt ein Stift 179 durch die Öffnung 175 der Grundplatte 102 und wirkt auf den Schalter S2 ein, wodurch angezeigt wird, daß sich die Entwicklungskammer in ihrer oberen Stellung befindet» Die Bewegung der Entwicklungskammer in diese Stellung wird durch einen nicht dargestellten Schalter S4 begrenzt, der den Druck für die aufblasbaren Elemente 110 überwacht· Wird durch beide Schalter S2 und S4 die obere lage der Entwiok« lungskammer signalisiert, so wird der Entwicklungszyklus eingeleitet.

Die Entwicklungsvorrichtung 100 arbeitet nach dem Pulverwolkenverfahren, bei dem eine feine Wolke geladener Tonerteilchen mit dem Pulverwolkengenerator 146 erzeugt wird. Ein derartiges Gerät ist beispielsweise durch die US-Patentschriften 2 812 883 und 2 862 646 bekannt. Die Pulverwolke wird durch die Öffnung 144 in die Entwicklungskammer 104 eingeblasen. Dort wird sie mit einer Ionenwolke vermischt, die durch über den Corotrondraht 136 geführte Druckluft erzeugt ist und durch die Öffnungen 142 des Gehäuses 134 austritt. Die Pulverwolke und die Ionenwolke treffen sich unter der Führungsfläche 130 und werden eingehend miteinander vermischt. Infolge der Strömungsgeschwindigkeiten des Pulverwolkengenerators und des Ionengenerators wird die aus geladenem Pulver gebildete Wolke innerhalb der Entwicklungskammer in Verwirbelungen versetzt und tritt unter der Füh-

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rungsfläohe 130 hervor in den oberen Teil der Entwicklungskammer, wo die geladenen Tonerteilchen von dem elektrostatischen latenten Bild angezogen werden und dieses sichtbar maohen.

Wie bereits beschrieben, verhindert das positive Druokdifferential zwischen dem Ionengenerator 132 und der Entwicklungskammer 104 ein Eintreten der Tonerteilchen in das Gehäuse des Ionengenerators und damit eine Verschmutzung des Corotrondrahtes und ein Verstopfen der Austrittsöffnungen 142„ Das Druckdifferential wird erzeugt und beibehalten, indem die Anzahl und die Größe der Austrittsöffnungen 142 gegenüber dem auf das Gehäuse 134 mit der Druokluftquelle ausgeübten Druck begrenzt ist_e Ein Druckdifferential im Bereich von oa₀ 10 bis 46tsm Wassersäule verhindert Verschmutzungen der beschriebenen Art zufriedenstellend,,

Die Gitterelektrode 124, die eine Spannung mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen des latenten elektrostatischen Bildes führt, wenn die Erzeugung positiver Bilder erwünscht ist, dient zur Aussonderung von Teilchen oder Ionen, deren Polarität mit derjenigen des latenten elektrostatischen Bildes übereinstimmt, sowie zur Erzeugung von Feldlinien, die normal zur fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche verlaufene Dadurch kann die Erscheinung des Rand effektes je nach Wunsch gesteuert werden· Bei der Xeromammografie ist es beispielsweise vorteilhaft, Unregelmäßigkeiten des geprüften Objekts zu entwickeln und daher den Rand effekt weitgehend oder zumindest teilweise beizubehalten· Dadurch kann in vielen Fällen eine maximale Information des entwikkelten Bildes erhalten werden. Die Gitterelektrode dient auch zur Beschleunigung derjenigen Tonerteilchen in Richtung zur fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche, deren Polarität mit derjenigen der Elektrodenvorspannung übereinstimmt,

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wenn sich diese Teilchen zwischen der Gitterelektrode und der fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche befinden.

Die den Entwicklungszyklus einleitenden Schalter S2 und S4 betätigen einen nicht dargestellten Hauptzeitgeber, der die vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorgänge in folgender Reihenfolge steuerte Zunächst wird Druckluft kontinuierlich in das Gorotrongehäuse eingeführt und die Vorspannung an die Gitterelektrode angeschaltet· Das positive Druckdifferential in der Größenordnung von oa₀ 10 bis 46 cm V/assersäule, das zwischen dem Ionengeneratorgehäuse und der Entwicklungskammer erzeugt wird, verhindert ein Eintreten der nachfolgend in die Entwicklungskammer eingeblasenen Tonerteilchen in das Ionengeneratorgehäuse und damit eine Beeinträchtigung der Eigenschaften des Ionengenerators. Dann wird der Tonerwolkengenerator ein- oder mehrmals impulsweise angesteuert, um die Entwicklungskammer mit Tonerteilchen zu füllen« Die dem Corotrongehäuse zugeführte Druckluft hat einen Druck, der das Eintreten der Tonerteilchen in das Gehäuse verhinderte Die impulsweise Ansteuerung der Tonerzuführung liegt in der Größenordnung von ca. 0,25 bis 0,6 Sekunden_e Der Pulverwolkengenerator wird zuerst angesteuert, um eine Entladung des latenten elektrostatischen Bildes durch in die Entwicklungskammer bei Fehlen von Tonerteilchen eingeblasene Ionen zu verhindern. Danach werden der Pulverwolkengenerator und der Ionengenerator gleichzeitig mehrmals, beispielsweise sechsmal, impulsweise angesteuert. Die Impulssteuerung des Ionengenerators durch Einschaltung des Gorotrondrahtes 136 liegt in der Größenordnung von ca· 1 bis 3 Sekunden· Eine typisohe Zwisohenimpulsperiode liegt in der Größenordnung von oa₀ 5 Sekunden, wonach der Pulverwolkengenerator und der Ionengenerator gemeinsam mehrmals impulsweise eingeschaltet und ausgeschaltet werden (für ihre jeweilige Impulsperiode), wobei die aufein-

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-H-

anderfolgenden Intervalle jeweils 5 Sekunden andauern» Die in die Entwicklungskammer aus einander entgegengesetzten Richtungen eingeblasenen beiden Wolken treffen sich unter der Führungsflache 130, wo sie eingehend miteinander vermischt werden.» Durch die Strömungsgeschwindigkeiten der Ionenwolke und der Pulverwolke entsteht eine Verwirbelung der aus geladenen Tonerteilchen gebildeten Gesamtwolke, so daß diese unter der Pührungsflache 130 hervortritt und durch bzw· um die vorgespannte Gitterelektrode herum in den oberen Teil der Entwicklungskammer gelangt, wo die mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen des elektrostatischen Bildes versehenen Tonerteilchen an dem elektrostatischen latenten Bild gebunden werden und dieses sichtbar machen. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Betriebseigenschaften durch die Bedienungsperson bzw_o den Radiologen im Sinne der jeweils vorgegebenen Entwicklungseigenschaften geändert werden können« Diese Eigenschaften betreffen beispielsweise beste Auswertemöglichkeit für die Bilder, besten Tonerverbrauch uswo Durch ein«, in geeigneter Weise vorgespannte Gitterelektrode und durch Einstellung der Impulssteuerzeiten für den Pulverwolkengenerator und den Ionengenerator kann das Vorhandensein freier Ionen (nicht mit Tonerteilchen verbundener Ionen) und die damit verbundene Entladung von Teilen des latenten elektrostatischen Bildes weitestgehend gesteuert werden, so daß eine Verschlechterung der erzeugten Reproduktion verhindert wird*

Am Ende des impulsgesteuerten Entwicklungszyklus, bei dem das latente elektrostatische Bild durch die Anziehung ihm entgegengesetzt geladener Tonerteilchen sichtbar gemaoht wurde, betätigt der Hauptzeitgeber den Drehmagneten des Ventils 158, so daß dieses in eine Lage gebraoht wird, in der die Entwicklungskammer mit dem Gebläse 164 über das Filter in Verbindung steht· Durch die Filterteile 150 wird Luft

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in α"* e Kammer eingesogen, die äen nicht verwendeten Toner mitnimmt. Auf diese Weise wird dieser Toner aus der Entwicklungskammer entfernt. Nach dieser Reinigung, die durch den Zeitgeber normalerweise auf eine Dauer in der Größenordnung von oa_e 6 Sekunden eingestellt ist, wird der Drehmagnet wieder ausgeschaltet, wodurch die Ventilklappe 158 durch Federkraft in ihre in Figd dargestellte lage zurückgestellt wird. Am Ende des Reinigungszyklus wird ferner ein Dreiwegeventil für die aufblasbaren Elemente 110 geöffnet, wodurch das in ihnen unter Druck stehende Gas freigegeben und die Entwicklungskammer aus ihrer abdichtenden Lage infolge ihrer Schwerkraft und nicht dargestellter Federelemente abgesenkt wird₀

Beim Absenken der Entwicklungskammer wird ein zweiter Stift 179, der durch die Öffnung 171 der Grundplatte 102 geführt ist, von dem Schalter S3 wegbewegt. Dadurch wird ein nicht dargestellter Motor eingeschaltet, der die Bewegung des elektrofotografischen Aufzeichnungsträgers aus der Entwicklungsvorrichtung heraus einleitete

Zur Vervollständigung des Bilderzeugungszyklus ist es erforderlich, ein einzelnes Kopieblatt aus einem Blattfach herauszubewegen_f es zu einer Stelle an dem mit dem Pulverbild versehenen Aufzeichnungsträger zu transportieren, das Pulverbild auf das Kopieblatt zu übertragen, das mit dem Bild versehene Kopieblatt vom Aufzeichnungsträger abzulösen und es einer Fixiervorrichtung zuzuführen, wo das Pulverbild dauerhaft mit dem Kopieblatt verbunden wird· Gleichzeitig wird der elektrofotografische Aufzeichnungsträger gereinigt und auf einen nachfolgenden Bilderzeugungszyklus vorbereitet.

Die Führungsfläche, die den Bereich der anfänglichen Vermischung der Tonerwolke mit der Ionenwolke bestimmt, ist der-

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art bemessen und ausgebildet, daß sioh eine gleichmäßige Verteilung des Toners im oberen Bereich der Entwicklungskammer ergibt, wenn bei aufeinanderfolgenden Betriebsimpulsen der beiden Generatoren die jeweilige Wolke unter der Führungsflache hervorbewegt wirde Im allgemeinen wird diese Bewegung der geladenen Pulverwolke durch die auf die Tonerteilchen einwirkende kinetische Energie des Pulverwolkengenerator und durch die Konvektionsströme in der kontinuierlichen Luftströmung des Ionengeneratofcs erzeugt· Die Form der Führungsfläche soll so sein, daß sie eine Bewegung der in vorgegebener Weise geladenen Pulverwolke in die Entwicklungszone nahe dem elektrofotografischen Aufzeichnungsträger ermöglicht·

Die an die Gitterelektrode angeschaltete Vorspannung bewirkt eine Anziehung von Tonerteilchen und freien Ionen, die eine Ladung mit zur Vorspannung entgegengesetzter Polarität haben. Auf diese Weise unterdrückt die Gitterelektrode die Bewegung freier Ionen, die die Bildqualität infolge Bild entladung beeinträchtigen könnten. Ferner beschleunigt die Elektrode die Bewegung derjenigen Tonerteilchen zur fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche hin, die sich zwischen ihr und der Aufzeichnungsfläche befinden und dieselbe Polarität wie die Vorspannung haben. Diese beschleunigte Teilchenwolke entwickelt das latente elektrostatische Bild» Schließlich unterstützt die Gitterelektrode auch die Einstellung des Kontrastes des entwickelten Bildes durch Erzeugung eines elektrostatischen Feldes, welohes der Ausbildung des Randeffekte zwisohen einander benachbarten Bereiohen unterschiedlicher Ladungsdichte des latenten Bildes entgegenwirkt« Dieses Feld bewirkt eine Bewegung von Tonerteilchen geeigneter Polarität in Richtung der fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche, woduroh die Wirksamkeit des Entwicklungsvorganges verbessert wird. Duron Steuerung dea Bildkontrastes ermöglicht

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die Gitterelektrode auch die Bildung eines größeren Bereiches möglicher Belichtungszeiten bei der Erzeugung des latenten Bildes. Dies bedeutet, daß die Gitterelektrode für den Radiologen ein vielseitiges System liefert, welches bei im wesentlichen gleichbleibendem Informationsinhalt des erzeugten Bildes einen größeren Belichtungsbereioh bei minimaler Änderung des Belichtungsverfahrens ermöglichte

Die Gitterelektrode ermöglicht ferner die Entwicklung positiver und negativer Bilderο Bei einer üblichen elektrofotografischen Reproduktionsmaschine wird ein mit Selen versehener fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger positiv aufgeladen. Das nach der Belichtung verbleibende latente Bild hat daher positive Polarität. Zur Entwicklung eines Positivbildes ist es dann erforderlich, hauptsächlich negativ geladene Tonerteilchen in der Pulverwolke mitzuführen_o Diese negativ geladenen Teilchen werden von dem latenten Bild angezogen und sammeln sich auf ihm, so daß ein sichtbares Tonerbild entsteht,, Um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung für positive Bildentwicklung zu erhöhen, wird die Gitterelektrode mit einer negativen Vorspannung versehen«, Wie bereits ausgeführt, zieht das negativ vorgespannte Gitter positiv geladene Teilchen (und Ionen) an und bewirkt gleichzeitig eine Beschleunigung der zwisohen ihr und dem Aufzeichnungsträger befindlichen negativ geladenen Teilchen zum Aufzeichnungsträger hin. Die Feldlinien verlaufen hierbei zwischen denjenigen Teilen des Gitters, die den ein hohes positives Potential führenden Bereichen des latenten Bildes gegenüberliegen.) Um die Entwicklung in den Bereichen geringerer Ladung zu ermöglichen, ist ee erforderlich, die Vorspannung der Gitterelektrode zu erhöhen, so daß damit ein Feld erzeugt wird, welches zusätzlichen Toner in diese Bereiche bringt ο

Zur Entwicklung negativer Bilder muß die Gitterelektrode

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eine positive Vorspannung führen« Hierbei treten stärkere Feldlinien in denjenigen Bereichen dea Aufzeichnungsträgers auf, die stärker belichtet wurden und dadurch ein geringeres positives Potential führen«» Das positive Potential des Gitters bewirkt eine Anziehung der negativ geladenen Tonerteilchen und Ionen und gleichzeitig eine Beschleunigung der positiv geladenen Tonerteilchen zwischen ihm und dem Aufzeichnungsträger in Richtung zu den nicht geladenen oder relativ ungeladenen Bereiohen des Aufzeichnungsträgers_o Duroh An— derung der Höhe der Vorspannung wird eine ähnliche Steuerung der positiv geladenen Tonerteilchen erreicht, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit negativ geladenen Tonerteilchen beschrieben wurdeo

Um schädliche Auswirkungen von am Boden der Entwicklungskammer angesammeltem Toner, der nicht vollständig durch die Reinigungsvorrichtung entfernt wurde, zu vermeiden, kann mit Abstand zur Bodenfläche der Entwicklungskammer eine geerdete Gitterelektrode vorgesehen sein» Diese soll einen relativ geringen Abstand zur Bodenfläche haben und nicht unter der Führungsfläohe 103 verlaufen₉ wo sie die Vermischung der beiden Wolken stören könnte. Auch soll sie der Bodenfläohe nicht so nahe zugeordnet sein, daß sie leicht und schnell duroh angesammelten Toner bedeckt werden könnte_o

Da die geladene Tonerwolke an der geerdeten Gitterelektrode vorbeigeführt werden muß, wenn sie unter der Pührungsfläohe hervortritt, dient die Gitterelektrode zur Sammlung freier Ionen, die nicht mit Tonerteilchen der geladenen Wolke verbunden sind. Da die Elektrode Gitterform hat und die Tonerteilchen durch sie hindurohfallen können, verringert sie in gewissem Maße die Feldwirkung von am Boden der Entwicklungskammer unter ihr angesammeltem Toner. In dieser Hinsicht bewirkt 3ie eine Abschirmung jeglicher Ladungen, die auf

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den durch sie hindurchgefallenen isolierenden Tonerteilchen vorhanden sein könneno

Eine längere Ablagerung von Tonerteilchen auf einer oder beiden Gitterelektroden kann, falls sie nicht beseitigt wird, die Betriebseigensohaften der Entwicklungskammer beeinträchtigen Daher soll in regelmäßigen Abständen eine mechanische Reinigung der Elektroden durchgeführt werdene Dies kann beispielsweise duroh Bewegung einer Bürste zwischen einzelnen Entwicklungszyklen über die Gitterelektrode erfolgen, vorzugsweise automatisch nach jedem vollständigen Entwicklungszyklus« Duroh eine derartige Begrenzung der Toneransammlung auf der Gitterelektrode können schädliche Wirkungen vermieden werden, die beispielsweise in Überschlägen und damit verbundenerErzeugung freier Ionen zwisohen der Gitterelektrode und dem Aufzeichnungsträger bestehen können und gleichfalls eine lokalisierte Entladung des Aufzeichnungsträgers bewirkene Ist eine über die Gitterelektrode bewegbare Reinigungsbürste Torgesehen, so wird vorzugsweise eine Gitterelektrode aus parallelen Leitern und nicht aus einander senkrecht kreuzenden Leitern verwendet, da dann eine vollständige Tonerentfernung leicht erzielt werden kann_o

Da an der Bodenfläche der Entwicklungskammer angesammelter Toner die in der Entwicklungskammer erzeugten elektrostatischen Felder beeinträchtigt, können anstelle oder zusätzlich zum Reinigungssystem weitere Vorrichtungen, beispielsweise eine Schabevorrichtung oder eine Reinigungsbürste vorgesehen sein, die den Toner von der Bodenfläche der Entwicklungskammer entfernen. Auf diese Weise kann die Auswirkung von Toneransammlungen an der Bodenfläche minimal gehalten oder ganz beseitigt werden«

Die Führungsfläche und die Gitterelektrode können in einer Vorrichtung verwendet werden, bei der die Entwioklerstoff-

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teilchen reibungselektrisch geladen werden und die keine Aufladung mittels eines Ionengenerators erzeugte Bei einer solohen Vorrichtung dient die Gitterelektrode zur Aussonderung von Tonerteilchen unerwünschter Ladungspolarität und zur Beschleunigung der Tonerteilchen erwünschter Ladungspolarität zum latenten elektrostatischen Bild hin· Dieser Vorgang erfolgt zusätzlich zu der Funktion der Änderung des elektrostatischen Feldes am latenten elektrostatischen Bildi

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Aueführungsbeispiels beschrieben, dem Faohmann sind jedoch ohne Abweichung von ihrem Grundgedanken weitere Ausfuhrungsformen möglich. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung auch in einer Reproduktionsmaschine verwendet werden, bei der eine manuelle Einstellung der Entwicklungskammer vorgesehen ist oder der elektrofotografische Aufzeichnungsträger auf die Oberkante der Entwicklungskammer abgesenkt wird, um einen dichten Abschluß zu bilden» Ferner können weitere Abänderungen zur Anpassung an vorgegebene Erfordernisse vorgesehen sein, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen»

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   "1 β/ Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem Aufzeichnungsträger nach dem Pulverwolkenverfahren, gekennzeichnet durch eine Kammer (104) mit zwei eiander gegenüber angeordneten Seitenwänden (114), durch eine Halterung (102) für den Aufzeichnungsträger (106) mit der Bildseite (108) zur Kammer (104), durch eine Vorrichtung (138, 146) zur Erzeugung einer Wolke geladener Entwicklerstoffteilchen auf der einen Seite einer in der Kammer (104) angeordneten und von einer Seitenwand (114) zur anderen verlaufenden Führungsfläche (130) und durch eine zwischen der Bildseite (108) und der anderen Seite der Führungsflache (130) angeordnete Gitterelektrode (124), die mit einer Vorspannung vorgegebener Höhe und Polarität versehen ist und von der Bildseite (108) einen für die Verbesserung der bildmäßig verteilten elektrostatischen Felder des latenten Bildes ausreichenden, zur vollständigen Beseitigung des Randeffektes zwischen benachbarten Bereichen unterschiedlicher Ladungsdichte des latenten Bildes nicht ausreichenden Abstand hat«

   2c Vorrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (138, 146) zur Erzeugung einer Wolke geladener Entwicklerstoffteilohen intermittierend impulsweise betrieben wird·

   3. Vorrichtung nach Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeich« net, daß die Vorrichtung (138, 146) zur Erzeugung einer Wolke geladener Entwicklerstoffteilohen eine Anordnung (146) zur Zuführung einer Wolke von Entwicklerstoffteilchen in die Kammer (104) durch eine Öffnung (144) in einer der Seitenwände (114), einen lonengenerator (138) zur Zu-

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   führung einer Ionenwolke in die Kammer (104) durch zumindest eine Öffnung (142) in der anderen Seitenwand (114) und eine Anordnung (139) zur Haltung dee Ionengenerator a (138) auf einem höheren Druok, als er in der Kammer (104) herrscht, enthält, und daß die Öffnungen (142, 144) auf der erstgenannten Seite der Führungsflache (130) angeordnet sinde

   4β Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionengenerator (138) außerhalb der Kammer (104) angeordnet ist«

   5β Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Ionengenerator (138) innerhalb der Kammer (.1QA) angeordnet ist und ein Gehäuse (134) mit zumindest einem darin vorhandenen Corona-Entladungsdraht (136) aufweist, daß das Gehäuse (134) auf der erstgenannten Seite der Mhrungsfläche (130) und der Eintrittsöffnung (144) für die Entwicklerstoffteilchen gegenüberliegend angeordnet ist und daß das Gehäuse (134) zumindest einen Teil derjenigen Seitenwand (114) bildet, durch die hindurch die Ionenwolke in die Kammer (104) eingeführt wird·

   6e Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet» daß eine Vorrichtung (139) zur Einführung eines unter Druck stehenden ionisierbaren Gases in den Ionengenerator (138) vorgesehen ist»

   7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (138) für das ionisierbare Gas den Enden des Coronadrahtes (136) zugeordnet sind und daß die Austrittsöffnungen (142) für das ionisierte Gas dem mittleren Bereich des Coronadrahtes (136) zugeordnet sind ο

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   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle zur Speisung des öoronadrahtes (136) vorgesehen ist«,

   9β Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle intermittierend betrieben wird.

   10« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (146) zur Einführung einer Wolke Ton Entwicklerstoffteilchen in die Kammer (104) intermittierend betrieben wird.»

   11e Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die G-itterelektrode (124) unter einem Abstand von 2,5 bis 5 cm von der Bildseite (108) angeordnet ist.

   12o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (130) einen flachen oberen Teil und abwärts ragende Seitenteile aufweist und unter sich einen Bereich bildet, in dem die Ionenwolke und die Entwicklerstoffteilchenwolke aufeinandertreffen und sich vor ihrer Bewegung als geladene Teilchenwolke in den auf der anderen Seite der Führungsfläche (130) liegenden Bereich der Kammer (104) miteinander vermischen.

   13o Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile der Führungsflache (130) von dem flachen Teil aus schräg verlaufene

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Bodenfläche der Kammer (104) in den nicht direkt unter der Führungsf lache (130) Ii e*-

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   genden Bereichen eine weitere Gitterelektrode angeordnet ist,

   15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Kammer (104) mit die Ausbildung eines Druckdifferentials zwischen dem Inneren der Kammer (104) und dem Außenraum ermöglichenden Elementen (150) versehen sind, die die Beibehaltung des zwischen dem Ionengenerator (138) und der Kammer (104) erzeugten Druckdifferentials begünstigen

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (150) poröse Teile begrenzter Porösität sind, die Luft, jedooh keine Entwicklerstoffteilchen durchlassen.

   17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ionengenerator (138) und der Anordnung (146) zur Erzeugung einer Wolke von Entwick— lerstoffteilchen eine Verzögerungsvorrichtung zugeordnet ist, die die Einführung von Entwioklerstoffteilchen vor der Einführung freier Ionen in die Kammer (104) bewirkte

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das ionisierbare Gas in das Gehäuse (134) des Ionengenerators (138) während der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes kontinuierlich eingeführt wird.

   19· Vorrichtung nach einem der Ansprüohe 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegungsvorrichtung (110) zur Relativbewegung zwisohen der Kammer (104) und der Bildseite (108) vorgesehen ist, die die Kammer (104) abdichtend an der Bildseite (108) anordnet.

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   20«, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19» da~ durch gekennzeichnet, daß eine Reinigungsvorrichtung (154, 158) zur Entfernung von Entwicklerstoffteilchen aus der Kammer (104) vorgesehen isto

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