DE2210337A1

DE2210337A1 - Vorrichtung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder

Info

Publication number: DE2210337A1
Application number: DE19722210337
Authority: DE
Inventors: John Penfield; Lewis Richard Boyd Pultneyville; N.Y. Maksymiak (V.StA.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-03-04
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1972-09-07
Also published as: IT949779B; DE2210337C3; FR2128004A5; US3759222A; JPS543624B1; CA951596A; BE780091A; NL7202596A; GB1385966A; DE2210337B2

Description

Vorrichtung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder mittels eines Spenderelements, das mit einer Tonerschicht versehen und an den Aufzeichnungsträger des jeweiligen latenten Bildes herangebracht wird.

Beim konventionellen xerografisehen Verfahren wird ein fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger aufgeladen und dann mit einem Lichtmuster der aufzuzeichnenden Informationen bestrahlt, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild auf seiner Oberfläche entsteht. Tonerteilchen, die aus einem fein verteilten, pigmentierten Kunstharzmaterial bestehen können, werden auf das latente Bild aufgebracht und von diesem auf der fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche gebunden. Das so entstandene Tonerbild kann auf der fotoleitfähigen Fläche dauerhaft fixiert oder auf einen anderen Bildträger übertragen und auf diesem fixiert werden.

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Ein bekanntes Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder ist die sogenannte Übertragungsentwicklung. Diese besteht allgemein darin, daß eine Tonerschicht an einen Aufzeichnungsträger herangebracht wird und daß die Tonerteilchen aus dieser Schicht in die Bildflächenteile des latenten Bildes übertragen werden. Die Bezeichnung "Übertragungsentwicklung" betrifft also solche Entwicklungsverfahren, bei denen erstens die Tonerschicht nicht in Berührung mit der Aufzeichnungsfläche steht und die Tonerteilchen einen Luftspalt zur Entwicklung überwinden müssen, zweitens die Tonerschicht in rollende Berührung mit der Aufzeichnungsfläche zur Entwicklung gebracht wird und drittens die Tonerschicht mit der Aufzeichnungsfläche in Berührung gebracht und über diese hinweggezogen wird, um eine Entwicklung zu erreichen. Die Übertragungsentwicklung wurde auch als "Aufsetzentwicklung" bekannt.

Bei einem typischen übertragungsverfahren wird ein zylindrisches oder endloses Spenderelement so bewegt, daß seine Oberfläche an die bewegte Oberfläche einer fotoleitfähigen Trommel mit einem darauf vorhandenen elektrostatischen latenten Bild herangebracht wird. Am Umfang des Spenderelements sind einige VerfahrensStationen angeordnet, beispielsweise eine Beschikkungsstation, an der der Toner auf die Oberfläche des Spenderelements aufgebracht wird, eine Station zur Entfernung von Agglomeraten aus der auf dem Spenderelement gebildeten Tonerschicht, eine Ladestation, an der eine gleichmäßige Ladung auf die Tonerschicht aufgebracht wird, eine Aufbereitungsstation, an der die Tonerschicht eine gleichmäßige Dicke erhält und noch vorhandene Agglomerate entfernt werden, eine Entwicklungsstation, an der die Tonerschicht an den Aufzeichnungsträger herangebracht wird, und eine Reinigungsstation, an der eine neutralisierende Ladung auf die restlichen Tonerteilchen aufgebracht wird und ein Reinigungselement restlichen Toner von der Unifangsfläche des Spenderelernents entfernt. Auf diese Weise ergibt sich ein mehr oder weniger kontinuierlich durchgeführtes i^ntwicklunßsverf ahron.

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Ein hierzu geeignetes Spenderelement ist beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 203 394 bekannt. Es hat eine elektrisch leitfähige Unterlage in Form eines Zylinders, eine dünne, elektrisch isolierende Schicht auf dieser Unterlage und ein kontinuierliches, elektrisch leitfähiges Raster auf der isolierenden Schicht. Eine schützende dielektrische Schicht kann das leitfähige Raster gerade bedecken oder in seiner Ebene liegen. Ein Potentialunterschied zwischen dem leitfähigen Raster und der leitfähigen Unterlage erzeugt Randfelder oder Mikrofeider, die in den Bereich über der Außenfläche des Spenderelements verlaufen. Dieser Teil der Mikrofelder bewirkt eine Anziehung und eine Haltung der Tonerteilchen an der Oberfläche des Spenderelements, so daß sie nachfolgend an einen Aufzeichnungsträger zwecks Entwicklung herangebracht vrerden können.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach kurzer Zeit die Mikrofelder geschächt oder gestört werden und die Tonerteilchen nicht mehr wirksam an der Oberfläche des Spenderelements anhaften.

Die Technik der Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder und insbesondere der Übertragungsentwicklung könnte bedeutend verbessert werden, wenn die Anziehungskräfte der Mikrofelder während wiederholter Entwicklungsvorgänge unverändert gehalten werden könnten. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Übertragungsentwicklung elektrostatischer latenter Bilder so zu verbessern, daß eine stets gleichmäßige Kraftwirkung auf die Tonerteilchen am Spenderelement ausgeübt wird.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das Spenderelement eine zwischen einer Rasterelektrode und einer Gegenelektrode vorgesehene dielektrische Schicht aufweist, daß die Elektroden an eine elektrische Spannung angeschaltet

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sind, die über der Oberfläche des Spenderelements rasterförmige, Tonerteilchen haltende elektrische Felder erzeugt, und daß eine Vorrichtung zur Umkehrung der elektrischen Felder sowie zu deren Ausschaltung während der Bewegung des Spenderelements zwischen einerBeschickungsstelle und einer Entwicklungsstelle vorgesehen ist.

Da nur die über die Oberfläche des Spenderelements hinaus laufenden Mikrofelder die Tonerteilchen binden können, müssen also immer entsprechende Feldlinien die dielektrischen Grenzschichten durchdringen. Während des Betriebes des Spenderelements und Anliegen einer Gleichspannung wandern infolge einer gewissen Leitfähigkeit der dielektrischen Bereiche Ladungen innerhalb der Struktur und können evtl. die Mikrofelder verändern, so daß die elektrischen Felder über der Oberfläche des Spenderelements geschwächt oder gestört werden. Wenn beispielsweise die Leitfähigkeit des äußeren dielektrischen Bereichs kurz über dem inneren dielektrischen Film, der die Rasterelektrode von der leitfähigen Unterlage trennt, also das Dielektrikum Luft oder ein zweiter dielektrischer Film, größer ist als die Leitfähigkeit des inneren dielektrischen Films, so nimmt die Grenzschicht zwischen diesen beiden Dielektrika ein Potential an, das dem Potential der Spannungsquelle gleich ist oder diesem nahekommt. Dadurch existiert dann ein -fein strukturiertes Mikrofeld über dieser Grenzschicht, so daß die Anziehungskraft für die Tonerteilchen verschwindet. Die Zeit zur Entwicklung eines solchen Zustandes kann auch als Gleichgewichtszeit bezeichnet werden. Einzelheiten der Gleichgewicht sfeldstruktur hängen von den relativen Leitfähigkeiten der verwendeten Dielektrika ab. Auch wenn das innere Dielek trikum und das äußere Dielektrikum aus demselben Material bestehen würden, könnten die Luftfeuchte und Tonerverschmutzungen die Schichten ausreichend elektrisch unterschiedlich machen, so daß ein Gleichgewichtszustand schnell auftreten würde

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■und die Wirksamkeit der Mikrofeider beseitigt wäre.

Es hat sich gezeigt, daß diese Beseitigung der Mikrofeider durch periodische Umkehrung der Richtung der Mikrofeider gesteuert werden kann, indem die Polarität der Spannungsquelle umgeschaltet wird. Die innerhalb des Dielektrikums und an den dielektrischen Grenzflächen verteilten bzw. vorhandenen Felder werden dann periodisch entfernt, wenn die Zeit zwischen den Umkehrungen der Polarität wesentlich kleiner als die Gleichgewichtszeit ist.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine wesentliche Verbesserung der Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers. Nach Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsträger wird zumindest ein Teil der Oberfläche des Spenderelementes sukzessive an mehreren Behandlungsstationen vorbeibewegt. Diese sind eine Beschickungsstation mit einem Tonerteilchenvorrat, an der eine Tonerteilchensicht auf die Oberfläche des Spendereiements aufgebracht wird, und eine Entwicklungsstation, an der die Tonerteilchen auf dem Spenderelement an das latente elektrostatische Bild herangebracht werden. Das Spenderdßment hat eine dielektrische Schicht, die eine leitfähige Rasterelektrode von einer leitfähigen und kontinuierlichen Filmelektrode trennt. Wenn die Oberfläche des Spenderelements an die Beschickungsstelle herangebracht wird, wird eine Elektrode auf einem Bezugspotential und die andere auf einem dagegen ausreichend unterschiedlichen Potential gehalten, so daß Mikrofelder in den Bereich über der Oberfläche des Spenderelements verlaufen und eine Anziehung und Bindung der Tonerteilchen auf der Oberfläche des Spenderelements bzw» auf der Rasterelektrode bewirken, iiachdem das Spenderelerasrit mit Tonerteilchen beschickt wurde, wird einoUmk-hinmg der Richtung der Mikrofelder zwischen den Elektroden für eine -aii.ereiohf^.i?W;

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Zeit bei einem ausreichenden Potential durchgeführt, um Ladungen von der dielektrischen Schicht zu entfernen, die während der Beschickung entstanden sind. Danach v/erden die Felder wieder auf ihre erste Richtung umgekehrt, wonach das Spenderelement wieder an die Beschickungsstelle gebracht wird.

Bei einer Weiterbildung dieses Verfahrens besteht das Spenderelement aus einer endlosen dielektrischen Schicht, die mehrere gegeneinander elektrich isolierte leitfähige Rasterelektroden gegenüber einer leitfähigen und kontinuierlichen Filmelektrode trennt. Wenn jeder Rasterbereich des Spenderelements an die Beschickungsstelle gebracht wird, wird ein Potentialunterschied zwischen den Rasterelektroden und den Filmelektroden erzeugt, der zur Ausbildung von liikrofädern ausreicht, welche in den Bereich über der Oberfläche des Spenderelements verlaufen und die Tonerteilchen auf den Bereichen der Rasterelektrode anziehen und binden. Nachdem jeder Rasterelektrodenbereich mit Tonerteilchen beschickt wurde, wird eine Umkehrung der Richtung der Hikrofeider zwischen jeder Rasterelektrode und der Filmelektrode für eine ausreichend lange Zeit und bei einem ausreichenden Potential durchgeführt, um die Ladungen von der dielektrischen Schicht zu entfernen, die sich während der Beschickung angesammelt haben. Danach werden die Felder nacheinander wieder auf ihre ursprüngliche Richtung gebracht, bevor jeder Rasterelektrodenbereich des Spenderelements an die Beschickungsstelle bewegt wird.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung hat das Spenderelcifiant eine endlose dielektrische Schicht, die eine kontinuierlich j, elektrisch LeLtfühLge Rasterelektrode gegenüber einer VLeLzahl serene- inander elektrisch isolierter leitfähiger Filmel .-kuroderi trennt. i/t;itti joder Fi.lai_>l.eki;rodenberoich des :i;j£ii'lei'Clomenbj an UL- [>.;:; .hi okuns;i;sr:el Io gebracht wird, wird ein i'jiencLaluntor'·;'·ί ed ,r,^;.'-3huri jeder Fi L aiel tetrode und der

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Rasterelektrode erzeugt, der zur Bildung von Mikrofeidern ausreicht, welche in den Bereich über der Oberfläche des Spenderelements verlaufen und die Tonerteilchen auf der Oberfläche des Spenderelements, die die Rasterelektrode trägt, anziehen und binden. Nachdem jeder Filmelektrodenbereich des Spenderelements mit Toner beschickt wurde, wird eine Feldumkehrung in Richtung der Kikrofelder zwischen (jeder Filmelektrode und der Rasterelektrode nacheinander für eine ausreichende Zeit und bei ausreichendem Potential durchgeführt, um Ladungen von der dielektrischen Schicht zu entfernen, die sich während der Beschickung angesammelt haben. Danach werden die Felder nacheinander wieder in ihre ursprüngliche Richtung gebracht, bevor jeder Filmelektrodenbereich des Spenderelements an die Beschickungsstelle gebracht wird.

Es können auch eine Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter leitfähiger Rasterelektroden und eine Vielzahl gegeneinander isolierter leitfähiger Filmelektroden verwendet v/erden.

Eine nach der Erfindung aufgebaute Vorrichtung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder auf einem Aufzeichnungsträger kann also folgende Einheiten enthalten:(a)ein Spenderelement zur Erzeugung von ilikrof eidern, das Tonerteilchen an das latente Bild heranbringt und eine dielektrische Schicht aufweist, die eine leitfähige Rasterelektrode gegenüber einer leitfähig.en und kontinuierlichen Filmelektrode trennt, (b) eine Vorrichtung zum Transport des Spenderelementes an mehreren Behandlungsstationen vorbei, zu denen (1) eine Tonerbeschickungsstation mit einem Vorrat an Tonerteilchen zur Bildung einer Tonerteilchenschicht auf dem Spenderelement durch die erzeugten Mikrof eider und (2) eine Entwicklungsstation zur Bewegung der Tonerteilchenschicht an den Aufzeichnungsträger heran gehören, (c) eine Vorrichtung zur Beibehaltung des Potentialunterschiedes zwischen den Elektroden in ausreichender Höhe

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zur Erzeugung von Mikrofeidern, die in den Bereich über der Oberfläche des Spenderelements verlaufen und eine Anziehung und Bindung der Tonerteilchen auf der Oberfläche des Spenderelements mit der Rasterelektrode bewirken, wobei auch eine Umkehrung der Mikrofelder zu einem Zeitpunkt nach der Beschickung des Spenderelements möglich ist, wodurch die Ladungen von der dielektrischen Schicht entfernt werden, welche sich während der Beschickung angesammelt haben können. Außerdem ermöglicht die letztgenannte Vorrichtung eine Umkehrung der Mikrofeider in ihre ursprüngliche Richtung nach dieser Ladungsableitung.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform enthält eine Entwicklungsvorrichtung ein Spenderelement, das die Tonerteilchen an das latente elektrostatische Bild heranbringt und eine endlose dielektrische Schicht aufweist, welche mehrere gegeneinander elektrisch isolierte leitfähige Rasterelektroden gegenüber einer leitfähigen und kontinuierlichen Filmelektrode trennt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung vorgesehen, die einen Potentialunterschied zwischen jeder Rasterelektrode und der Filmelektrode erzeugt, wobei dieser Potentialunterschied zur Erzeugung von Mikrofeidern ausreicht, die in den Bereich über der Oberfläche des Spenderelements verlaufen und eine Anziehung und Bindung von Tonerteilchen auf der Oberfläche des Spenderelements bzw. auf den Rasterelektroden bewirken. Diese Vorrichtung eignet sich auch zur sukzessiven Feldumkehrung der Hikrofelder zwischen jeder Rasterelektrode und der Filmelektrode zu einem Zeitpunkt nach der Beschickung einer jeden Rasterelektrode mit Tonerteilchen. Die Feldumkehrung bewirkt eine Entfernung von Ladungen von dem Dielektrikum, welche sich während der Tonerbeschickung angesammelt haben können. Ferner ermöglicht sie danach eine Umkehrung der Mikrofeider in ihre ursprüngliche Richtung.

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Eine weitere vorzugsweise Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung enthält ein Spenderelement mit einer endlosen dielektrischen Schicht, welche eine kontinuierliche, elektrisch leitfähige Rasterelektrode von einer Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter leitfähiger Filmelektroden trennt. Mit einem solchen Spenderelement ist eine sequentielle Beibehaltung eines Potentialunterschiedes zwischen der Rasterelektrode und jeder Filmelektrode möglich, wobei der Potentialunterschied zu der Erzeugung von Mikrofeidern ausreicht, die in den Bereich über der Oberfläche des Spenderelements verlaufen und die so stark sind, daß die Tonerteilchen auf der Oberfläche des Spenderelements mit der Rasterelektrode angezogen und gebunden werden. Diese Vorrichtung eignet sich auch zur Umkehrung der Mikrofelder zwischen jeder Filmelektrode und der Rasterelektrode zu einem Zeitpunkt nach der Beschickung einer jeden Filraelektrode mit Toner. Die Umkehrung bewirkt eine Entfernung von Ladungen aus dem Dielektrikum, die sich während der Tonerbeschickung angesammelt haben können. Ferner eignet sich diese Vorrichtung nach der Entfernung der Ladungen zur sequentiellen Umkehrung der Mikrofelder in ihre ursprüngliche Richtung.

Das Spenderelement kann auch eine Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter Rasterelektroden und eine Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter Filmelektroden enthalten, die durch eine endlose dielektrische Schicht voneinander getrennt sind. Dadurch ist eine individuelle. Kontrolle des Potentialunterschiedes zwischen den Elektroden in einer Vielzahl von Bereichen am Umfang des Spenderelements möglich.

Weitere VerfahrensStationen können bei Anordnungen der beschriebenen Art vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Station zur Entfernung von Toneragglomeraten nahe dem Umfang des Spenderelements an einerStelle zwischen der Beschickungsstation und der Entwicklungsstation, eine Vorrichtung zur gleichmäßigen

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Aufladung zwischen der Beschickungsstation und der Entwicklungsstation und eine Vorrichtung zur Entfernung restlicher Tonerteilchen hinter der Entwicklungsstation am Spenderelement vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt einer xerografischen Reproduktionsmaschine, die nach der Erfindung arbeitet,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines nach der Erfindung aufgebauten Spenderelements,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines anderen, nach der Erfindung aufgebauten Spenderelements und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines weiteren, nach der Erfindung aufgebauten Spenderelements.

Die Erfindung arbeitet nach dem Übertragungsverfahren, bei dem die Tonerteilchen zur Entwicklung auf ein elektrostatisches latentes Bild eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers übertragen werden. Dieses Verfahren wird im folgenden bei der Anwendung in einer xerografischen Kopiermaschine beschrieben, es kann jedoch auch bei jedem anderen Reproduktionssystem eingesetzt werden, in dem ein latentes Bild mittels Toner zu entwickeln ist.

In Fig. 1 ist eine xerografische Reproduktionsmaschine dargestellt, die mit einer Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet. In dieser Maschine hat ein xerografischer Aufzeichnungsträger die Form einer Trommel 10, die in der dargestellten Pfeilrichtung an den Stationen A bis E vorbeigeführt wird. Die Trommel hat eine lichtempfindliche Oberfläche, beispielsweise besteht diese aus einer auf leitfähiger Unterlage angeordneten Selenschicht, auf der ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt werden kann. Die verschiedenen Stationen am Umfang der Trommel

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zur Durchführung des Reprodüktionsverfahrens sind eine Ladestation A, eine Belichtungsstation B, eine Entwicklungsstation C, eine Bildübertragungsstation D und eine Reinigungsstation E. Die Stationen A, B, D und E sind die zur Durchführung entsprechender Funktionen bekannten Vorrichtungen. Außer ihrer Zuordnung zu der für die Station C noch zu beschreibenden neuartigen Vorrichtung gehören sie nicht unmittelbar zur Erfindung.

An der Station A ist eine Ladevorrichtung 12, beispielsweise ein Korotron angeordnet, das eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf das fotoleitfähige Material aufbringt. Während der Trommeldrehung wird ein Lichtmuster mittels einer geeigneten Belichtungsvorrichtung 14, beispielsweise mit einem Projektor, auf die geladene Oberfläche der Trommel 10 projiziert. Das dadurch erzeugte latente elektrostatische Bild wird entwickelt bzw. sichtbar gemacht, indem ein fein verteiltes pigmentiertes Kunstharzpulver, das auch als Toner bezeichnet wird, an der Entwicklungsstation C aufgebracht wird. Diese Station wird im folgenden noch genauer beschrieben. Nachdem das Bild an der Station C entwickelt ist, wird die Trommeloberfläche an der Bildübertragungsstation D vorbeigeführt, an der ein Kopieblatt 16, eine Ladevorrichtung 18 und eine Fixiervorrichtung 20 angeordnet sind. Hach der Übertragung und Fixierung des entwickelten Bildes auf dem Kopieblatt wird die Trommel an der Reinigungsstation E vorbeigeführt, an der eine Reinigungsvorrichtung 22, beispielsweise eine Drehbürste, restliche Tonerteilchen von der Trommeloberfläche entfernt.

An der Entwicklungsstation C ist ein Spenderelement Zk angeordnet, das durch einen Tonerbehälter 26 drehbar gelagert ist. Der Behälter enthält einen Vorrat an Tonerteilchen 28. Das Spenderelenient 2h ist so angeordnet, daß ein Teil seines Umfange s in Kontakt mit den Tonerteilchen 28 kommt. Es ist ferner so angeordnet, daß ein kleiner Luftspalt zwischen der

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Oberfläche der Trommel 10 und der Außenfläche der Tonerschicht auf dem Spenderelement 24 gebildet ist. Wenn die Tonerteilchen an die Bildbereiche des latenten elektrostatischen Bildes auf der Trommel 10 herangebracht werden, überwinden sie diesen Luftspalt, so daß sie das latente elektrostatische Bild entwickeln.

\Iie bereits ausgeführt, können die die Mikrofeider beseitigenden Effekte, die auf Ladungsansammlungen an der dielektrischen Grenzfläche oder im Dielektrikum zurückzuführen sind, durch periodisches Umkehren der Richtung der Mikrofelder mittels Umschaltung der Polarität der Spannungsquelle gesteuert werden. Hierzu sind in den Figuren 2, 3 und 4 verschiedene Vorrichtungen dargestellt. Das Spenderelement 24 in Fig. 2 ist als ein Zylindersegment dargestellt. Es hat eine endlose dielektrische Schicht 36, die eine kontinuierliche und leitfähige Rasterelektrode 38 von einer Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter leitfähiger Filmelektroden 40 trennt. Die Rasterlektrode kann aus Drähten bestehen oder sie ist aus einem geätzten Metallfilm mit freiliegenden dielektrischen Bereichen gebildet. Kupfer ist ein hierzu geeignetes Metall, und die dielektrischen Inseln können eine Größe von 0,01 bis 0,08 mm haben. Die Rasterelektrode 38 führt ein Bezugspotential, "beispielsweise Erdpotential, wie es bei 42 dargestellt ist. Unter einer "Filmelektrode" soll eine kontinuierliche und feste Metallschicht verstanden werden. Die Dicke dieser Schicht ist nicht kritisch. Sie kann, verglichen mit der Rasterelektrode,massiv sein. Die elektrisch isolierten und leitfähigen Filmelektroden 40 stehen in Kontakt mit Kommutatorsegmenten 30 und 32 über Kontaktbürstenanordnungen 44. Die Kommutatorsegmente 30 und 32 sind mit gleichen, jedoch einander entgegengesetzt polarisierten Spannungsquellen 46 und 48 verbunden. Bei dieser Anordnung wird das openderelement während seiner Drehung durch zwei einander entgegengesetzte elektrische Zonen geführt, die durch die in Fig. 1 gezeigte imaginäre Linie 34 voneinander getrennt sind.

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Wenn das Spenderelement 24a in der in Fig. 1 gezeigten Richtung gedreht wird, wobei ein Punkt des Spenderelements den Tonerbehälter 26 erreicht, wird die Spannung zwischen einer Filmelektrode 40 und der Rasterelektrode 38 auf einen vorbestimmten Wert von beispielsweise -300 Volt eingestellt. Dieser Potentialunterschied wird während der Bewegung dieses Segments durch den Tonerbehälter und bis kurz hinter dem Entwicklungsbereich C beibehalten. Nachdem das gesamte Segment des Spenderelements 24a kurz hinter die Entwicklungszone C gelangt ist, wird die Spannung mittels des Kommutators auf einen entgegengesetzten Wert von beispielsweise + 300 Volt umgeschaltet. Dieses Segment hält dann dieses Potential, bis es an einen Punkt gelangt, wo es wiederum in den Tonerbehälter 26 eintritt, dann wird seine Polarität wieder auf -300 Volt umgekehrt. Auf diese Weise werden Ladungen, die sich im Dielektrikum oder an den dielektrischen Grenzflächen angesammelt haben, durch die Umkehrung der Richtung der Mikro£elder abgeleitet.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Spenderelement 24b liegt im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie in Fig. 2 vor. Ein korfcL-nuierlicher dielektrischer Film 36 trennt eine Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter leitfähiger Raster-elektroden von einer leitfähigen und kontinuierlichen Filmelektrode 52. Diese hat ein Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential," wie es bei 54 gezeigt ist. Die individuellen, elektrisch isolierten leitfähigen Rasterelektroden 50 stehen in Kontakt mit Kommutatorbereichen 30 und 32 über Bürstenanordnungen 44. Die Leitungen dieser Anordnungen sind durch die dielektrische Schicht 36 und die isolierten Bereiche 56 der leitfähigen Filmelektrode 52 geführt. Die Tonerbeschickung erfolgt in derselben Weise, wie sie bereits für Fig. 2 beschrieben wurde. Wenn das Spenderelement 24b gedreht wird und ein isolierter Rasterelektrodenbereich 50 sich dem Tonerbehälter 26 annähert, wird die Spannung zwischen der Elektrode 52 und einer der Rasterelektroden 50 auf beispielsweise -300 Volt gehalten.

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Dieses Potential wird während der Zeit beibehalten, in der dieses Segment des Spenderelements durch den Behälter 26 und den Toner 28 und durch die Entwicklungszone C bewegt wird. Nachdem das Segment kurz hinter der Entwicklungszone C angelangt ist, wird das Potential auf beispielsweise +300 Volt umgekehrt. Diese Potentialumkehr verursacht eine Änderung der Richtung der Mikrofelder und wird in diesem Zustand beibehalten, bis das Spenderelement v/ieder in den Bereich kurz vor dem Behälter 26 gelangt. An diesem Punkt werden die Felder wieder mittels des Kommutatorbereichs 30 umgekehrt, so daß wieder das Potential von -300 Volt an den Elektroden anliegt.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Spenderelement 24c ist eine dritte Variation der Anordnung gezeigt. Hierbei besteht das Spenderelement aus einer kontinuierlichen dielektrischen Schicht 36, die eine Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter und leitfähiger Rasterelektroden 50 von einer Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter und leitfähiger Filmelektroden 52 trennt. Dieses Spenderelement arbeitet auf dieselbe Weise wie das in Fig. 2 und 3 gezeigte Spenderelement. Jede der Elektroden 50 wird auf einem besonderen Bezugspotential, beispielsweise auf Erdpotential gehalten, und die Elektroden 52 erhalten ihr Potential über Kommutatorbereiche 30 und 32 , die während ungefähr 1/2 Umdrehung des Spenderelements ein positives, während der nächsten halben Umdrehung ein negatives Potential anlegen.

In Fig. 1 ist eine imaginäre Linie 34 dargestellt, die zwei Halbkreiszonen bildet, durch die hindurch das Spenderelement geführt wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Potential eines gegebenen Segmentes des Spenderelements nicht nur beibehalten wird, während dieses Segment durch die Beschickungsstation geführt wird. Nachdem es diese Station verläßt und bevor es an der Entwicklungsstation ankommt, kann die Polarität des Feldes umgekehrt werden. Die optimalen Bedingungen der

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Feldumkehr hängen von dem Zusammenhang zwischen Potential und Zeit at». Wenn das Potential während der Beschickung beispielsweise -300 Volt ist, so kann die Umkehrung auf +300 Volt für denselben Zeitraum erfolgen, jedoch nicht länger, weil dann ein Effekt der Beseitigung der Ilikrofeider auftritt. Dies bedeutet, daß der Kommutator so ausgeführt sein muß, daß das betrachtete Segment des Spenderelements in einem Zustand fehlender Ladung gehalten werden muß, nachdem die geeignete Zeit für die Feldumkehr verstrichen ist. Danach muß dieses Segment wieder auf das zur Beschickung geeignete Potential gebracht werden, und zwar kurz vor dem Eintreten in den Bereich der Tonerbeschickung.

Wenn das Beschickungspotential -300 Volt ist, kann das Umkehrpotential einen geringeren Wert von beispielsweise +150 Volt haben, es muß jedoch für längere Zeit anliegen. Auch kann es einen höheren Wert von beispielsweise +400 Volt haben, jedoch dann für eine kürzere Zeit anliegen. Die Umkehrperiode kann auch in zwei oder mehr Einzelperioden aufgeteilt sein, bei denen das Potential geändert oder beibehalten wird. Beispielsweise kann zur minimalen Haltekraft des Toners in der Entwicklungszone ein Zustand nicht vorhandener elektrischer Felder bei den Segmenten des Spenderelements erzeugt werden, die die Entwicklungszone durchlaufen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Feldurakehr mit den beschriebenen Vorrichtungen beschränkt ist. Jede andere geeignete Vorrichtung zur Umkehrung eines elektrischen Feldes und damit zur Entfernung angesammelter Ladungen kann nach der Erfindung eingesetzt werden. Die Erfindung beseitigt die schädlichen Auswirkungen angesammelter Ladungen, so daß ein Spenderelement mit Hikrofeldern ohne Feldschwächung oder Feldstörung für extrem lange Zeitperioden eingesetzt werden kann.

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Das Spenderelement wurde vorstehend als Zylinder beschrieben, es kann jedoch auch als endloses Band ausgebildet sein, welches den Toner von der Vorratsstelle in den Entwicklungsbereich bringt. Für gewisse Zwecke kann auch ein Spenderelement in Form einer flachen Platte anstelle eines endlosen Spenderelements vorgesehen sein.

Zur Bewegung der verschiedenen beschriebenen Teile ist ein Antrieb der üblichen Art vorgesehen, beispielsweise ein Motor mit Antriebsbändern und ähnlichen Elementen.

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Claims

Patentansprüche

/ 1.^j Vorrichtung zur Entwicklung latenter elektrostatischer ^—- Bilder mittels eines Spenderelements, das mit einer Tonerschicht versehen und an den Aufzeichnungsträger des jeweiligen latenten Bildes herangebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spenderelement (24) eine zwischen einer Rasterelektrode (38) und einer Gegenelektrode (4o) vorgesehene dielektrische Schicht (36) aufweist, daß die Elektroden (38, 40) an eine elektrische Spannung (46, 48) angesdialtet sind, die über der Oberfläche des Spenderelements (24) rasterförmige, Tonerteilchen haltende elektrische Felder erzeugt, und daß eine Vorrichtung (44) zur Umkehrung der elektrischen Felder sowie zu deren Ausschaltung während der Bewegung des Spenderelements (24) zwischen einer Beschickungsstelle und einer Entwicklungsstelle vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Elektroden (38, 40) in Bewegungsrichtung des Spenderelements (24) segmentiert ist und daß die elektrische Spannung (46, 48) über eine Kommutatorvorrichtung (44) an die segmentierte Elektrode (4o) anschaltbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorvorrichtung (44) so angeordnet ist, daß die Umkehrung der elektrischen Felder während der Bewegung des Spenderelements (24) von der Entwicklungsstelle zur Beschickungsstelle erfolgt.

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