DE2930595C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ladungsbildentwicklung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE 24 07 380 B2 beschrieben. An einem Entwicklungsspalt, der sich in der Entwicklungszone zwischen der Oberfläche einer auf einem Entwicklerträger befindlichen Entwicklerschicht und einem Ladungsbildträger befindet, wird ein elektrisches Wechselfeld errichtet. Das elektrische Wechselfeld ist derart ausgelegt, daß in Richtung dunkler Bildbereiche bewegte Entwicklerteilchen auf den Bildträger gelangen und sich dort ablagern, während in Richtung heller Bildbereiche bewegte Entwicklerteilchen infolge der sich zeitlich ändernden Potentialverhältnisse umkehren, bevor sie den Bildträger erreichen können. Durch diese Maßnahme konnte gegenüber der bis dahin üblichen Verwendung eines konstanten elektrischen Feldes die Qualität des wiedergegebenen Bildes verbessert werden. Insbesondere kompensiert das elektrische Wechselfeld bis zu einem bestimmten Grad den nachteiligen Einfluß, der sich bei der Abstandsentwicklung aus den nie ganz auszuschließenden Ungleichmäßigkeiten der auf dem Entwicklerträger aufgebrachten Entwicklerschicht und der damit verbundenen Variation der Entwicklungsspaltbreite ergibt. Trotz dieses mit dem elektrischen Wechselfeld erzielten Fortschritts führen immer noch die in vielfältiger Weise auftretenden zufallsbedingten Änderungen der bei der Entwicklung zusammenspielenden Parameter (z. B. Entwicklerzusammensetzung, Ladungsbildverteilung auf dem Ladungsbildträger, Umgebungsbedingungen) zu Schwierigkeiten bei der Bildentwicklung. Vor allem ist es schwierig, feine Linien scharf wiederzugeben und eine feine Kontrastabstufung zu erzielen.

Durch andere Maßnahmen bei der Abstandsentwicklung war es schwierig, vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. So zeigt die DE 24 00 716 eine Abstandsentwicklung, bei der die Ablösung des Entwicklers vom Entwicklerträger von einem elektrischen Gleichfeld unterstützt wird. Die Feldlinien verlaufen dabei nicht vom Entwicklerträger zum Ladungsbildträger, sondern von einem Bereich des Entwicklerträgers durch den Entwicklungsspalt zu einem Nachbarbereich des Entwicklerträgers. Hierbei tritt die vorstehend angesprochene Problematik verstärkt auf.

Gemäß der DE 25 30 328 A1 ist bei einer Berührungs- bzw. Magnetbürstenentwicklung ein elektrisches Gleichfeld zwischen einem zylinderförmigen Entwicklerträger und dem Ladungsbildträger angelegt. Der Entwicklerträger umschließt einen Magneten, der dazu dient, kontinuierlich Entwickler in die Entwicklungszone zu führen. Bei einem solchen Verfahren ist neben den genannten Schwierigkeiten auch eine erhöhte Gefahr der Hintergrundschleierbildung gegeben.

Als weitere Maßnahme, die ebenfalls die Schwierigkeiten beim Erzeugen eines qualitativ hochwertigen Bildes nicht beseitigen konnte, zeigt die DE 21 36 696 A1 eine Magnetbürsteneinrichtung mit einem zwischen einem Entwicklerträger und einem Ladungsbildträger errichteten elektrischen Feld, das in Abhängigkeit vom Potential des Ladungsbildträgers gesteuert wird. Ein vom Entwicklerträger eingeschlossener Magnet bewirkt dabei die bürstenartige Ausrichtung der Entwicklerteilchen, die mit dem Ladungsbildträger in Kontakt treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 5 derart weiterzubilden, daß ein wiedergegebenes Bild hoher Konturenschärfe und ausgezeichneter Ton- bzw. Kontrastwiedergabe ohne Hintergrundschleier entsteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den Ansprüchen 1 bzw. 3 angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch das Zusammenwirken des elektrischen Wechselfeldes mit dem Magnetfeld der Magnetfelderzeugungseinrichtung in der Entwicklungszone erhöht sich die Anziehungskraft des Entwicklers auf dem Entwicklerträger, woraus eine Erhöhung der Schwellenspannung für die Ablösung des Entwicklers von dem Entwicklerträger resultiert. Dadurch kann die Stärke des elektrischen Wechselfeldes vergrößert werden, so daß die elektrischen Feldlinien an den Konturen bzw. Hell-Dunkel-Kanten der Ladungsbildbereiche nicht mehr zu einem benachbarten Ort auf dem Ladungsbildträger, sondern wie die Feldlinien der übrigen Bildbereiche über den Entwicklungsspalt zum Entwicklerträger verlaufen. Das heißt, es ergibt sich ein großer Potentialgradient an den Konturen, so daß scharfe Bildränder erzielt werden. Zudem ist mittels des elektrischen Wechselfeldes eine gute Tonabstufung erzielbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Betrag des Entwicklerüberganges und die Kennlinie des Anteiles des Entwicklerrücküberganges für das Potential des latenten Bildes sowie ferner ein Ausführungsbeispiel für eine am Entwicklungsspalt aufgeprägte Spannungswellenform;

Fig. 2A und 2B Prinzipskizzen zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2C ein Beispiel für eine an den Entwicklungsspalt angelegte Spannungswellenform;

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

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

Fig. 5 Kennlinien der Bilddichte in Abhängigkeit vom Potential des latenten Bildes, die sich aufgrund experimenteller Untersuchungen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben haben, wobei die Frequenz und die Amplitude der angelegten elektrischen Spannung geändert wurden;

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

Fig. 7 die von einem latenten elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldlinien bei einem bekannten Verfahren;

Fig. 8 die von einem latenten elektrostatischen Bild ausgehenden elektrischen Feldlinien nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

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

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

Fig. 13A ein Schaltschema zur Abgabe der im Ausführungsbeispiel 12 verwendeten Wechselspannung;

Fig. 13B eine Darstellung der Ausgangswellenform der Schaltung gemäß Fig. 13A;

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

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

Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip wird anhand der Fig. 1 erläutert. Im unteren Teil der Fig. 1 ist eine Spannungswellenform gezeigt, mit welcher der Tonerträger beaufschlagt wird. Die Wellenform ist als Rechteckwelle dargestellt; sie kann jedoch auch eine andere Wellenform haben. Eine Vorspannung mit negativer Polarität und einer Größe von V_min wird während eines Zeitintervalles t₁ und eine Vorspannung positiver Polarität mit einer Größe von V_max wird während eines Zeitintervalles t₂ aufgeprägt. Wenn die auf der Bildoberfläche geformte Ladung der Bildfläche positiv ist und die Bildfläche mit einem negativ geladenen Toner bzw. Entwickler entwickelt wird, dann sind die Größen V_min und V_max so gewählt, daß sie folgender Beziehung genügen:

V_min < V_L < V_D < V_max (1)

mit:
V_D Bildflächenpotential bzw. Dunkelbereichpotential und
V_L Potential der bildfreien Fläche.

Bei Beachtung obiger Relation wirkt die Vorspannung V_min während des Zeitintervalles t₁ wie ein Vorspannungsfeld, welches den Kontakt des Toners mit der Bildfläche und der bildfreien Fläche eines Trägers für ein latentes elektrostatisches Ladungsbild (Bildträger) beschleunigt. Dieser Zustand wird der Tonerübergangszustand genannt. Während des Zeitintervalles t₂ wirkt die Vorspannung V_max als Vorspannungsfeld, welches einen Rückübergang des Toners, der im Zeitintervall t₁ zum Bildträger übergegangen ist, zum Toner- bzw. Entwicklerträger. Dieser Zustand wird als Rückübergangszustand bezeichnet.

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

Der Betrag des Tonerüberganges vom Tonerträger zum Träger des elektrostatischen Bildes im Tonerübergangszustand ist in Fig. 1 als gestrichelte Kurve 1 dargestellt. Der Gradient dieser Kurve ist im wesentlichen gleich dem Gradienten derjenigen Kurve, die man bei einem Fehlen einer Wechselvorspannung erhält. Der Gradient ist groß, und der Betrag des Tonerüberganges geht bei einem zwischen den Werten V_L und V_D liegenden Wert in den Sättigungszustand über. Ein derartiger Tonerübergang eignet sich nicht für die Reproduktion von Halbtonbildern - es wird nur eine schwache Tonabstufung erzielt. Die ebenfalls gestrichelt dargestellte Kurve 2 in Fig. 1 stellt die Wahrscheinlichkeit des Tonerrücküberganges dar.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein elektrisches Wechselfeld so aufgeprägt, daß ein wiederholtes alternierendes Übergehen vom Tonerübergangszustand in den Tonerrückübergangszustand bewirkt wird. Hierbei wird während der Vorspannungsphase t₁ des Tonerübergangszustandes des elektrischen Wechselfeldes der Toner veranlaßt, kurzzeitig vom Tonerträger auf den bildfreien bzw. Hellbereich des Bildträgers überzugehen (selbstverständlich erreicht der Toner auch den Bild- bzw. Dunkelbereich des Latentbildes). Hierbei wird auch genügend Toner bzw. Entwickler auf dem Halbtonpotentialbereich abgelagert, der ein niedriges Potential - etwa mit dem Potentialwert V₁ für die hellen Bereiche - hat. Danach, und zwar in der Vorspannungsphase t₂ des Tonerrückübergangszustandes, wirkt die Vorspannung in einer zur Richtung des Tonerüberganges entgegengesetzten Richtung. Hierbei wird der Entwickler, der auch den bildfreien Bereich erreicht hat, zu einer Rückkehr auf den Toner- bzw. Entwicklerträger veranlaßt. In diesem Tonerrückübergangszustand hat der bildfreie Bereich nicht das ursprüngliche Bildpotential - hierauf wird später noch eingegangen werden. Wenn demnach ein Vorspannungsfeld umgekehrter Polarität aufgeprägt wird, dann neigt der Entwickler, der gemäß obiger Beschreibung den bildfreien Bereich erreicht hat, dazu, sofort den bildfreien Bereich zu verlassen und zum Tonerträger zurückzukehren. Andererseits wird das Tonermaterial, das auf dem Bildbereich, einschließlich des Halbtonbildbereichs, abgelagert worden ist, von der Ladung des Bildbereichs angezogen. Demgemäß ist selbst bei der zuvor beschriebenen Umpolung der Vorspannung in eine zur Anziehungskraft entgegengesetzten Richtung der Betrag der Tonermenge, die tatsächlich den Bildträger verläßt und zum Tonerträger zurückkehrt, klein. Bei einem derartigen Anlegen eines Wechselvorspannungsfeldes mit geeigneter Amplitude und Frequenz werden der Übergang und der Rückübergang des Toners mehrere Male während des Entwickelns wiederholt. Hierdurch kann die Menge des Tonerüberganges auf die Oberfläche des latenten Bildes auf einer Größe gehalten werden, die genau dem Potential des latenten elektrostatischen Bildes entspricht. Bei einem Entwickeln gemäß vorstehender Lehre kann der Betrag des Tonerüberganges variiert und dabei ein kleiner und im wesentlichen gleichförmiger Gradient zwischen den Werten V_L und V_D eingehalten werden; diese Verhältnisse sind in Fig. 1, Kurve 3, dargestellt. Hierdurch wird erreicht, daß praktisch kein Toner an dem bildfreien bzw. Hellbereich haftet, wohl dagegen an dem Halbtonbildbereich, und zwar entsprechend dem Oberflächenpotential. Dies wiederum führt zu einem ausgezeichnet sichtbaren Bild mit einer sehr guten Tonreproduktion. Diese guten Ergebnisse können dadurch weiter verbessert werden, daß der Zwischenraum bzw. Spalt zwischen dem Bildträger und dem Toner- bzw. Entwicklerträger gegen Ende des Entwicklungsprozesses vergrößert und die Intensität des elektrischen Wechselfeldes in dem Zwischenraum verringert wird und dabei auf einen bestimmten Wert konvergiert.

Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren ist in den Fig. 2A und 2B schematisch dargestellt. Gemäß den Fig. 2A und 2B wird ein Bildträger 4 für ein elektrostatisches Bild in Richtung des Pfeiles durch die Entwicklungsbereiche (1) und (2) bis zum Bereich (3) bewegt. Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein Toner- bzw. Entwicklerträger gekennzeichnet. Aufgrund der in den Fig. 2A und 2B dargestellten Bewegungsrichtung wird - ausgehend vom kleinsten Abstand zwischen der Oberfläche des Bildträgers 4 und des Tonerträgers 5 - deren gegenseitiger Abstand während der Entwicklung allmählich vergrößert. In Fig. 2A sind der Bild- bzw. Dunkelbereich des Bildträgers 4 und in Fig. 2B dessen bildfreier Bereich dargestellt. Die Pfeilrichtungen geben die Richtungen der elektrischen Felder an. Die Länge der Pfeile ist ein Maß für die Intensität der elektrischen Felder. Hierbei ist es wichtig, daß die elektrischen Felder für den Übergangs- und Rückübergangszustand des Toners bzw. Entwicklers vom Tonerträger 4 auch im bildfreien bzw. Hellbereich vorhanden sind. In Fig. 2C ist eine Rechteckwelle als Beispiel für eine Wellenform eines dem Tonerträgers 5 eingeprägten Wechselstromes dargestellt. Die in der Rechteckwelle wiedergegebenen Pfeile zeigen die Relation zwischen der Richtung und der Intensität der Felder für den Tonerübergang und den Tonerrückübergang. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß die Ladungen des latenten elektrostatischen Bildes positiv sind; die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung positiver Bildladungen beschränkt. Wenn die Ladungen des elektrostatischen Bildes positiv sind, werden folgende Relationen zwischen dem Bildbereichspotential V_D, dem Potential des bildfreien Bereichs V_L und den verwendeten Spannungen V_max und V_max vorgegeben:

| V_max - V_L | < | V_L - V_min |
| V_max - V_D | < | V_D - V_min | (2)

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

Für den in Fig. 2B dargestellten bildfreien Bereich gilt folgendes: Im Bereich (1) werden sowohl das Tonerübergangsfeld a′ als auch das Tonerrückübergangsfeld b′ abwechselnd angelegt, um einen Übergang und einen Rückübergang des Toners zu bewirken. Hierdurch wird ein Schleier im Bereich (1) geschaffen. Beim Übergang in den Bereich (2) wird der Entwicklungszwischenraum größer und demzufolge das Übergangs- und Rückübergangsfeld schwächer. In diesem Bereich ist zwar noch ein Tonerrückübergang möglich. Das Übergangsfeld, das einen Übergang bewirken könnte (unterhalb des Schwellwertes) wird jedoch null. Demgemäß wird im Bereich (2) praktisch kein Schleier mehr aufgetragen, und der im Bereich (1) bewirkte Schleier wird ausreichend entfernt. Im Bereich (3) findet auch kein Rückübergang mehr statt. Die Entwicklung ist beendet. Im Hinblick auf den Halbtonbildbereich ist noch zu bemerken, daß die resultierende Menge des auf die Oberfläche des latenten Bildes übergegangenen Toners von dem dem Halbtonpotential entsprechenden Betrag des Tonerüberganges und des Rücküberganges abhängt. Insgesamt wird ein sichtbares Bild erhalten, dessen Gradient gemäß der zwischen den Potentialen V_L und V_D liegenden Kurve 3 in Fig. 1 klein ist. Demnach gibt sich ein Bild mit guter Tongradation bzw. -abstufung.

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

In den Fig. 3A und 3B sind die Ergebnisse von Reflexionsmessungen der Bilddichte D in Abhängigkeit vom Potential V des latenten elektrostatischen Bildes wiedergegeben. Hierbei wurde die Amplitude der aufgeprägten Wechselspannung konstant gehalten und die Frequenz verändert. Die wiedergegebenen Kurven werden im folgenden V-D-Kurven genannt. Die Experimente wurden wie folgt durchgeführt. Ein latentes elektrostatisches Bild mit positiver Ladung wurde auf einem zylindrischen Bildträger hergestellt. Ein magnetischer Toner (mit 30% Magnetit), der im folgenden noch beschrieben wird, wurde mit einer Dicke von etwa 60 µ auf die unmagnetische Mantelfläche eines Entwicklerträgers aufgetragen. Der unmagnetische Mantel umhüllt einen darin angeordneten Magneten. Der Toner bzw. Entwickler wird durch Reibung zwischen den Tonerpartikeln und der Oberfläche des Mantels negativ aufgeladen.

In Fig. 3 sind die Ergebnisse dargestellt, wenn der Minimalabstand zwischen der Oberfläche des Bildträgers und dem magnetischen Mantel, das heißt der Entwicklungsspalt, auf 100 µ eingestellt ist. Die entsprechenden Ergebnisse bei einem Minimalabstand von 300 µ sind in Fig. 3B dargestellt. Die magnetische Flußdichte in der Entwicklungsstation infolge des vom Mantel umgebenen Magneten liegt bei ungefähr 70 mT. Die zylindrische Abbildungsfläche für das latente elektrostatische Bild auf dem Bildträger und der Mantel der Entwicklerträger werden im wesentlichen mit gleicher Geschwindigkeit gedreht. Diese Geschwindigkeit beträgt etwa 110 mm/sec. Demnach wandert nach Erreichen des Minimalabstandes in der Entwicklungsstation die Abbildungsfläche für das elektrostatische Bild allmählich vom Entwicklerträger weg. Das dem Mantel aufgeprägte elektrische Wechselfeld ist im wesentlichen sinusförmig mit einer Amplitude V_p-p=800 V (Spitzen-zu-Spitzen-Wert). Dieser Welle ist eine Gleichspannung von +200 V überlagert. In Fig. 3 sind die V-D-Kurven für Frequenzen der Wechselspannung mit 100 Hz, 400 Hz, 800 Hz, 1 kHz und 1,5 kHz (nur Fig. 3A) dargestellt. Ferner ist die V-D-Kurve für den Fall dargestellt, daß kein Zusatz- bzw. Vorspannungsfeld angelegt wird, jedoch ein Ladungstransport zwischen der Rückelektrode des Bildträgers und dem Entwicklerträger stattfindet.

Die dargestellten Ergebnisse zeigen, daß bei fehlendem Vorspannungsfeld der Gradient bzw. der sogenannte γ-Wert der V-D-Kurven sehr groß ist. Bei Anlegen eines Wechselfeldes niedriger Frequenz wird jedoch der γ-Wert kleiner und dadurch die Tonabstufung besser. Wenn die Frequenz des externen Feldes ausgehend von 100 Hz erhöht wird, werden der γ-Wert allmählich größer und die Übereinstimmung mit der Bildvorlage schlechter. Wenn der Abstand 100 µ beträgt und die Frequenz bei einer Amplitude V_p-p=800 V 1 kHz überschreitet, wird die Tongradation schlechter. Wenn der Abstand 300 µ ist und die Frequenz in der Größenordnung von 800 Hz liegt, wird die Tonabstimmung ebenfalls schlechter. Wenn die Frequenz einen Wert von 1 kHz überschreitet, wird die Übereinstimmung des Bildes mit der Bildvorlage deutlich schlechter. Diese Phänomene könnten durch folgende Überlegung erklärt werden. Während der Entwicklung kommt es beim Anlegen eines Wechselfeldes wiederholt dazu, daß der Toner in der Entwicklungszone an der Manteloberfläche des Entwicklerträgers und der Oberfläche des Bildträgers anhaftet und sich wieder ablöst. Zur Erzielung einer wirklichen Hin- und Herbewegung des Toners wird eine endliche Zeit benötigt. Insbesondere benötigt ein Toner, der einem schwachen elektrischen Feld unterworfen wird, eine relativ lange Zeit, um tatsächlich übergehen zu können.

Zwar wird vom Halbtonbildbereich ein elektrostatisches Feld erzeugt, das den Schwellwert überschreitet und zu einem Übergang des Toners führt. Dieses elektrostatische Feld ist jedoch relativ schwach. Damit der Toner den Halbtonbildbereich erreicht, ist es notwendig, daß die Tonerpartikel, die sich infolge des auf sie einwirkenden elektrostatischen Feldes relativ langsam bewegen, innerhalb einer Halbperiode des angelegten Wechselfeldes tatsächlich die Bildfläche erreichen. Hierzu ist - bei einer konstanten Amplitude eines Wechselfeldes - eine kleinere Frequenz des Wechselfeldes von Vorteil. Eine besonders gute Tonabstufung wird bei einem Wechselfeld mit niedriger Frequenz erreicht. Diese Überlegungen werden durch einen Vergleich der in den Fig. 3A und 3B wiedergegebenen experimentellen Ergebnisse erhärtet. Die in Fig. 3B wiedergegebenen Ergebnisse wurden unter den gleichen Bedingungen wie die in Fig. 3A wiedergegebenen erhalten; jedoch mit der Ausnahme, daß der Abstand zwischen der Oberfläche des Bildträgers 4 und der Mantelfläche des Entwicklerträgers 5 nicht 100 µ, sondern 300 µ ist. Der größere Abstand führt zu einer geringeren Intensität des auf den Entwickler einwirkenden elektrischen Feldes. Der größere Abstand führt ferner zu einer größeren Übergangsstrecke und zu einer längeren Übergangszeit. Aus Fig. 3B ergibt sich, daß der γ-Wert deutlich größer für Frequenzen in der Größenordnung von 800 Hz wird. Überschreitet die Frequenz einen Wert von 1 kHz, wird der γ-Wert im wesentlichen gleich dem ohne Anlegen eines Wechselfeldes erreichten γ-Wert. Um demnach bei einem größeren Abstand den gleichen Effekt der guten Tonreproduktion wie bei einem kleineren Abstand zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Frequenz zu verringern - hierauf wird noch eingegangen werden - oder die Intensität (Amplitude) der Wechselspannung zu erhöhen.

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

Eine derartige Anwendung einer Wechselvorspannung bzw. eines Wechselfeldes mit niedriger Frequenz führt zu einer beachtlichen Verbesserung der Tonabstufung; hierbei muß jedoch die Spannung einen geeigneten Wert haben. Ein zu großer Wert für |V_min| für die Wechselvorspannung kann dazu führen, daß eine zu große Tonermenge während des Tonerüberganges am bildfreien Bereich haftet. Dies wiederum kann eine ausreichende Entfernung der Tonermenge während des Entwicklungsprozesses von eben diesem Bereich verhindern und zu einem Bild führen, das mit einem Schleier oder Flecken behaftet ist. Auf der anderen Seite führt ein zu großer Wert für |V_max| dazu, daß eine zu große Tonermenge von dem Bildbereich abgezogen und damit die Dichte des dunklen bzw. schwarzen Anteiles reduziert würde. Um diese Phänomene zu verhindern und die Tonabstufung genügend zu verbessern, werden V_max und V_min vorzugsweise so gewählt, daß sie folgenden Beziehungen genügen:

V_max ≈ V_D + | Vth · r| (3)

V_min ≈ V_L - | Vth · f| (4)

wobei Vth · f und Vth · r die bereits beschriebenen Schwellwertpotentiale sind. Werden die Spannungswerte der Wechselspannung gemäß den vorstehenden Gleichungen (3) und (4) gewählt, dann wird verhindert, daß während des Tonerübergangszustandes an dem bildfreien Bereich ein Tonerüberschuß haftet und während des Tonerrückübergangszustandes von dem Bildbereich eine zu große Tonermenge abgezogen wird. Bei Beachtung der obigen Bedingungen wird demnach eine gute Entwicklung sichergestellt.

Vorstehende Überlegungen werden durch die in den Fig. 4A und 4B wiedergegebenen Ergebnisse entsprechender Experimente erhärtet. Die Fig. 4A und 4B zeigen die V-D-Kurven, wenn die Amplitude V_p-p des Wechselfeldes geändert, die Frequenz dagegen konstant auf 200 Hz gehalten wird. In Fig. 4A ist der Fall dargestellt, daß der Entwicklungszwischenraum 100 µ, in Fig. 4B der Fall, daß der Entwicklungszwischenraum 300 µ groß ist. Die anderen Bedingungen stimmen mit den bei den Fig. 3A und 3B zugrundegelegten Bedingungen überein. Wenn der Entwicklungszwischenraum relativ schmal ist und die Amplitude V_p-p 400 V überschreitet, zeigt sich bereits eine gegenüber dem Fall, in welchem kein elektrisches Feld angelegt wird, verbesserte Tonabstufung. Wenn die Amplitude V_p-p 1500 V überschreitet, wird zwar die Tonabstufung gut, jedoch scheint bei diesem Wert eine Schleierbildung im bildfreien bzw. Hellbereich zu beginnen. Überschreitet die Amplitude V_p-p 2000 V, werden die Schleiererscheinungen stärker. Schleierbildungen können dadurch verhindert werden, daß die Frequenz des Wechselfeldes auf Werte über 200 Hz erhöht wird.

Eine Vergrößerung des Entwicklungszwischenraumes auf 300 µ führt bereits bei Amplituden V_p-p von 400 V oder höher zu einer verbesserten Tonabstufung. Sichtbare Bilder guter Qualität mit guter Tonabstufung und Schleierfreiheit wurden bei Amplitudenwerten V_p-p in der Größenordnung von 800 V erhalten. Überschreitet die Amplitude V_p-p 2000 V, ist die Tonabstufung zwar gut, jedoch beginnt eine Schleierbildung. In diesem Fall wäre es notwendig, die Frequenz des Wechselfeldes zu erhöhen.

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

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

Die in Fig. 5 dargestellten Entwicklungskurven wurden bei einem Abstand von 300 µ zwischen der fotoempfindlichen Trommel - diese dient als Träger des latenten Bildes - und dem Mantel - dieser dient als Träger für den Entwickler - gewonnen. Die Dicke der Entwicklerschicht auf dem Mantel betrug ungefähr 100 µ. Der verwendete Toner bestand im wesentlichen aus 100 Teilen Styrol-Acryl-Harz, 60 Teilen Ferrit, 2 Teilen Ruß und 2 Teilen goldhaltigem Farbstoff als ladungssteuerndes Agens, wobei die Teile miteinander vermischt und vermahlen worden sind. Ferner wurden 0,4 Gewichtsprozent kolloidale Kieselerde extern zugemischt. Die Versuchsbedingungen bezüglich der Vorspannungen (Frequenz f [Hz] und Amplitude [V_p-p]) sind für die dargestellten Kurven zum Sichtbarmachen des dunklen Bereiches mit einem Potential von ungefähr 500 V und des hellen Bereiches mit einem Potential von ungefähr 0 V dargestellt. Die Wellenform der angelegten Spannung besteht im wesentlichen aus einer Sinuswelle mit einer überlagerten Gleichspannung. (Die leichte Differenz dieser Kurven gegenüber den Kurven der vorangehenden Darstellung rührt von den Unterschieden der verwendeten Entwickler her.)

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

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

Geht man von der Kurve (b) aus und erhöht hierbei die Frequenz auf 700 Hz und 900 Hz, hält jedoch die Amplitude V_p-p konstant (die überlagerte Gleichspannung wird verringert), dann wird der γ-Wert immer größer. Dies ergibt sich aus den Kurven (c) und (d). Gemäß den γ-Werten erhält man eine geringe Tonabstufung. Auf der anderen Seite zeigt sich besonders aus der Kurve (d), daß selbst bei einem geringen Potential des elektrostatischen Bildes eine gute Entwicklung möglich ist. Zwar ist die Tonabstufung schwach, der sogenannte Kanteneffekt wird jedoch groß, so daß man eine gute Reproduzierbarkeit eines Linienbildes und eine verringerte Schleierbildung erhält.

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

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

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

Natürlich können die Positionen der Kurven p und q mehr oder weniger durch Veränderung der Größe des Entwicklungsspalts d geändert werden. Wenn der Entwicklungsspalt bzw. der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Bildträgers und des Entwicklerträgers relativ klein ist, dann verschieben sich die Kurven p und q zu den strichpunktierten Kurven p′ und q′.

Besonders innerhalb des mit einer gestrichelten Linie umgebenen Bereiches S kommt der Gesamteffekt der Vorspannung infolge des Wechselfeldes bei niedriger Frequenz besonders stark zur Geltung. Der untere Grenzwert der Frequenz im Bereich S ist ein Wert, der durch die bereits früher genannte Relation f≧0,3×V_p festgelegt ist. Der obere Grenzwert wird durch ein geeignetes Signal-Rausch-Verhältnis festgelegt; hierauf wird noch eingegangen werden. Wenn die Frequenz des angelegten Wechselfeldes vergrößert wird, ist es notwendig, die Amplitude V_p-p der angelegten Spannung so groß zu machen, daß eine Hin- und Herbewegung des Entwicklers (einschließlich der Bewegung des Entwicklers, der kurzzeitig den bildfreien Bereich erreicht) zwischen dem Entwicklerträger und dem Bildträger stattfindet. Wenn jedoch ein derartiger Spannungswert groß wird, ist er sehr viel größer als die Potentialdifferenz (V_D) des sichtbar zu machenden Bildbereiches; das Phänomen des Überganges des Entwicklers zum Bildbereich unterliegt dann der Potentialdifferenz V_D kaum. In diesem Fall wird die Bildschärfe geringer, so daß die Linienreproduzierbarkeit verschlechtert wird und ein Schleier leicht auftreten kann. Zusätzlich kann die Anwendung einer hohen Spannung (höher als 2500 V) zu Entladungserscheinungen zwischen benachbarten Teilen führen. Dies wiederum wirft Probleme bei der Konstruktion einer entsprechenden Vorrichtung auf.

Innerhalb des oben beschriebenen Standardsatzes für die Vorgabebedingungen gilt für die Amplitude vorzugsweise V_p-p≦2500 V, besonders bevorzugt V_p-p≦2000 V, und für die Frequenz vorzugsweise f≦1 kHz. In Abhängigkeit von der gewählten Kombination für die Amplitude und die Frequenz kann für die Frequenz praktisch noch gelten f≦1,5 kHz; auch hierbei werden noch die erfindungsgemäßen Wirkungen erzielt.

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

Bei der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Ladung zum Aufbau des elektrostatischen Bildes positiv ist; die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung positiver Bildladungen beschränkt. Beim sogenannten Abstands- bzw. Tonertransportentwicklungsverfahren verlaufen die Feldlinien des am Rand des latenten Bildes erzeugten elektrischen Feldes zur Rückelektrode des Bildträgers. Dies ist in Fig. 7 dargestellt. Diese Feldlinien können demnach nicht die Oberfläche des Tonerträgers erreichen. Dies führt dazu, daß der vom Tonerträger ausgehende Toner nur selten die Kanten des Bildes erreichen kann. Im Endergebnis erhält man hierbei ein Bild, das an einer Verdünnung der Linien sowie an geringer Schärfe in den Randbereichen leidet. Dies führt zu Problemen beim Zeilen- oder Linienkopieren bzw. der Reproduktion von Strichvorlagen.

Wird aber bei einem derartigen System eine Wechselvorspannung angelegt und der Wert V_min ausreichend tief gewählt, dann verlaufen die elektrischen Feldlinien in der Entwicklungszone während des Tonerübergangszustandes so wenig um die Kanten des elektrostatischen Bildes, daß praktisch ein elektrisches Parallelfeld gebildet wird. Diese Verhältnisse sind in Fig. 8 dargestellt. Hierdurch kann der Toner auch an den Kanten oder Rändern des elektrostatischen Bildes anhaften. Zu geringe Werte für V_min führen gewöhnlich dazu, daß im bildfreien Bereich Schleier oder Flecken auftreten.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Vorteil der Verwendung eines magnetischen Toners als Entwickler und eines einen Permanentmagneten umhüllenden Mantels als Entwicklerträger im wesentlichen darin, daß das vorstehend genannte Problem gelöst wird. Durch geeignete Wahl der Zusammensetzung des magnetischen Materials im Entwickler und der Intensität des Permanentmagnetfeldes ist es möglich, die Haftkraft des Toners auf dem Mantel zu vergrößern und demgemäß den Wert |Vth · f| ausreichend zu vergrößern. Hierdurch kann for V_min ein relativ kleiner Wert vorgegeben werden, was dazu führt, daß die im bildfreien bzw. Hellbereich anhaftende Tonermenge während des Tonerübergangszustandes minimal bleibt.

Demgemäß kann bei dem Abstandsentwicklungsverfahren bei Verwendung eines magnetischen Toners und bei Anlegen einer Wechselvorspannung ein Bild mit guter Tonabstufung erhalten werden, das in den Kantenbereichen scharf und schleierfrei und daher vorzüglich zur Reproduktion von Rastervorlagen geeignet ist.

Auf der anderen Seite stellt es bei dem Abstandsentwickeln ein äußerst schwierig zu lösendes Problem dar, den einen hohen Widerstand aufweisenden Entwickler zur Entwicklungszone zu befördern und ihm eine Ladung aufzuprägen. Das Verfahren, bei welchem ein magnetischer Toner als Entwickler verwendet, der Entwickler auf einer Mantelfläche befördert und die Ladung durch Reibung zwischen der Mantelfläche oder eines Applikators und dem Toner aufgebracht wird, wird als sehr fortschrittlich angesehen.

Das Aufbringen des magnetischen Toners kann auch dadurch bewirkt werden, daß ein elastisches Glied gegen die Ummantelung gedrückt wird. Statt dessen kann auch ein magnetisches Glied gegenüber dem magnetischen Pol eines Permanentmagneten angebracht werden, wobei der Permanentmagnet innerhalb der Ummantelung ohne Berührungskontakt mit der Ummantelungsoberfläche angeordnet und die Dicke der magnetischen Tonerschicht durch die magnetische Kraft gesteuert wird. Bei einem üblichen Abstandsentwicklungsverfahren wird die Entwicklung mittels eines Entwicklerträgers durchgeführt, welcher dem Bildträger gegenübergestellt ist. Hierbei werden der Bildträger und der Entwicklerträger in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit gedreht. Der Zustand des auf den Entwicklerträger aufgebrachten Toners beeinflußt unmittelbar die Bildqualität. Wird der Toner nach dem erstgenannten Verfahren aufgebracht, liegt eine relativ feine Tonerverteilung vor; sie sorgt für eine gute Bildqualität. Bei diesem Verfahren der Toneraufbringung reibt jedoch der Toner stark an der Manteloberfläche. Hierdurch haftet das Harz des Toners an der Manteloberfläche; dies führt zu einer beachtlichen Behinderung der Toneraufladung.

Auf der anderen Seite ist bei einer Anwendung des letztgenannten Verfahrens die an der Manteloberfläche des Entwicklerträgers haftende Tonermenge minimal. Der auf den Entwicklerträger aufgebrachte Toner ist jedoch grobkörnig und weist verstreute Klumpen von Tonerpartikeln auf. Demgemäß wird auch das entwickelte Bild grobkörnig. Dies ist in Fig. 9A dargestellt.

Wird dagegen in der Entwicklungsstation eine Wechselspannung aufgeprägt, dann werden die Tonerpartikel zwischen dem latenten Bild und der Manteloberfläche hin- und herbewegt. Hierbei wird der Toner in seine einzelnen Partikel zerlegt bzw. aufgetrennt. Dadurch kann der Toner feinverteilt im Bildbereich der Abbildungsfläche des elektrostatischen Bildes haften. Diese Verhältnisse sind in Fig. 9B dargestellt.

Im folgenden werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Ausführungsbeispiel (1)

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

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine fotoempfindliche Trommel mit einer Isolierschicht oder einer CdS-Schicht als Bildträger sowie ein Entwicklerträger mit einem unmagnetischen (korrosionsbeständigen) Mantel vorgesehen. Die Trommel 11 und der Mantel 12 werden in gleicher Richtung und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit von 110 mm/sec. gedreht. Der Durchmesser der Trommel 11 ist 80 mm, der des Mantels 12 30 mm. Die Trommel 11 und der Mantel 12 haben einen Minimalabstand von 200 µ und bilden in diesem Bereich eine Entwicklungszone. Die Trommel 11 und der Mantel 12 sind so angeordnet, daß sich deren Oberflächen während der Drehung zwangsläufig durch die Stelle bewegen, an denen der Minimalabstand vorliegt. Danach wird der Abstand bzw. der Entwicklungsspalt zwischen diesen beiden Teilen allmählich wieder größer.

Der Mantel 12 umfaßt einen feststehenden Permanentmagneten 13. Ferner sind ein magnetischer bzw. magnetisierbarer Toner 14 und eine magnetische bzw. magnetisierbare (Eisen-)Rakel zum gleichmäßigen Aufbringen des Toners auf den Mantel 12 vorgesehen. Die Zusammensetzung des im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten magnetischen Toners 14 ergibt sich auf folgender Tabelle:

Polystyrol
60 Gewichtsprozent
Magnetit	35 Gewichtsprozent
Ruß	5 Gewichtsprozent
negatives Ladungssteueragens (Spyron)	2,5 Gewichtsprozent
Kolloidales Siliziumdioxid (extern zugegeben) Gewichtsverhältnis zum Toner	0,2 Gewichtsprozent

Die Magnetrakel 15 ist gegenüber den Magnetpolen des Permanentmagneten 13 mit einem Abstand von 180 µ, gemessen zwischen dem Ende der Magnetrakel 15 und dem unmagnetischen Mantel 12, angeordnet. Das magnetische Feld am Ende der Magnetrakel 15 hat eine Stärke von etwa 100 mT. Die Auftragsdicke des magnetischen Toners 14 wird mittels der Magnetrakel 15 auf eine Dicke von etwa 70 µ gesteuert. Der magnetische Toner wird dann zur Entwicklungszone weiterbefördert und hierbei mit einer negativen Ladung durch Reibung mit der Oberfläche des unmagnetischen Mantels 12 aufgeladen. Der Mantel 12 und die Magnetrakel 15 sind elektrisch leitend, um eine Entladung zwischen diesen Teilen zu verhindern. Mit einer Versorgungsquelle 16 wird eine elektrische Wechselspannung an die elektrisch leitenden Tragteile der fotoempfindlichen Trommel 11 angelegt. Die Wechselspannung hat eine Frequenz von 200 Hz. Sie ist sinusförmig und hat eine Amplitude V_p-p von 800 V. Ihr ist eine Gleichspannung von 200 V überlagert. Das Potential des elektrostatischen Bildes beträgt 500 V im Bildbereich und 0 V im bildfreien Bereich. Ferner ist ein Tonerbehälter 17 aus Kunststoff vorgesehen.

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

Ausführungsbeispiel (2)

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

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

Ein festliegender isotroper Permanentmagnet 23 ist von dem Mantel 22 umgeben. Als Toner wird ein magnetischer Toner 24 verwendet. Eine Eisenrakel 25 dient zum gleichmäßigen Auftragen des Toners 24 auf den Aluminiummantel 22.

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

Polyesterharz
73 Gewichtsprozent
Ferrit	25 Gewichtsprozent
Ruß	2 Gewichtsprozent
Kolloidales Siliziumdioxid	0,3 Gewichtsprozent (extern zugegeben)

Die Eisenrakel 25 ist den magnetischen Polen des Permanentmagneten 23 gegenüber so angeordnet, daß der Abstand zwischen dem Ende der Eisenrakel 25 und dem Aluminiummantel 22 250 µ groß ist. Das Magnetfeld am Ende der Eisenrakel 25 hat eine Stärke von etwa 75 mT. Die Dicke des aufgetragenen magnetischen Toners 24 wird mittels der Eisenrakel 25 auf ungefähr 120 µ eingestellt. Der magnetische Toner 24 wird dann in die Entwicklungszone befördert, wobei er infolge seiner Reibung an der Oberfläche des Aluminiummantels 22 negativ aufgeladen wird. Die Entwicklungszone liegt den magnetischen Polen bzw. dem Zwischenraum zwischen den magnetischen Polen des Permanentmagneten 23 innerhalb des Mantels 22 gegenüber. Ferner ist ein Tonerbehälter 27 vorgesehen.

Der Aluminiummantel 22 und die Eisenrakel 25 werden in elektrisch leitendem Zustand gehalten, um eine Entladung zwischen beiden zu verhindern. Eine Wechselspannung wird mit einer Versorgungsquelle 26 an das elektrisch leitende Tragteil der Trommel 21 angelegt. Die Wechselspannung hat eine Frequenz von 400 Hz. Sie wird in Form einer Sinuswelle mit einer Amplitude von V_p-p=1200 V bei Überlagerung einer Gleichspannung von 200 V abgegeben. Das Potential des elektrostatischen Bildes liegt bei 350 V in dem Bildbereich und bei -20 V in dem bildfreien Bereich.

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

Ausführungsbeispiel (3)

Gemäß dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Bildträger 31 für das latente elektrostatische Bild mit einer Isolierschicht auf einer CdS-Schicht und einer Rück- bzw. Gegenelektrode 32 vorgesehen. Der Bildträger 31 und die Rückelektrode 32 sind trommelförmig ausgebildet. Innerhalb eines unmagnetischen korrosionsbeständigen Entwicklerträgers in Form eines Metallmantels 33 ist eine Magnetwalze 37 angeordnet. Der Bildträger und der Metallmantel 33 sind mittels bekannter Abstandshalterungen so gehaltert, daß deren gegenseitiger Minimalabstand 300 µ beträgt. In einem Entwicklerbehälter ist ein einkomponentiger Magnetentwickler bevorratet. Der Entwickler besteht im wesentlichen aus 70 Gewichtsprozent Styrol-Maleinsäure-Harz, 25 Gewichtsprozent Ferrit, 3 Gewichtsprozent Ruß und 2 Gewichtsprozent eines eine negative Ladung bewirkenden Agens, wobei die Bestandteile miteinander vermischt und gemahlen worden sind. Ferner wurden 0,2 Gewichtsprozent kolloidales Siliziumdioxid von außen zugefügt, um das Fließvermögen des Entwicklers zu verbessern. Eine Eisenrakel 36 ist gegenüber dem Hauptpol 37a (85 mT) der im Metallmantel 33 eingeschlossenen Magnetwalze 37 angeordnet. Die Eisenrakel 36 steuert über magnetische Kräfte die Dicke, mit welcher der Magnetentwickler 34 auf dem Metallmantel 33 aufgetragen wird. Der Abstand zwischen der Metallrakel 36 und dem Metallmantel 33 liegt bei ungefähr 240 µ. Die Dicke der auf den Metallmantel 33 mittels der Eisenrakel 36 aufgebrachten Entwicklerschicht liegt bei etwa 100 µ. Die von einer veränderbaren Wechselspannungsquelle 35 abgegebene Spannung wird zwischen der Rückelektrode 32 und den leitenden Teil des Metallmantels 33 angelegt. Die Metallrakel 36 und der Metallmantel 33 haben gleiches Potential, um Ungleichmäßigkeiten beim Auftragen des Entwicklers 34 zu verhindern.

Der Mittelwert des Potentials des elektrostatischen Bildes liegt bei 500 V in dem Bildbereich und bei 0 V in dem bildfreien Bereich. Die externe Wechselspannung ist im wesentlichen eine Sinuswelle mit einer Frequenz von 400 Hz und einer Spitze-zu-Spitze-Spannung von 1500 V, wobei jedoch die Sinuswelle insoweit verzerrt ist, als das Amplitudenverhältnis zwischen der positiven Phase und der negativen Phase den ungefähren Wert von 1,9 : 1 hat (hierauf wird noch eingegangen werden). Auch mit diesem Ausführungsbeispiel waren sichtbare Bilder guter Qualität erhältlich, deren Tonabstufung bei guter Bildschärfe und Schleierfreiheit ausgezeichnet war.

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

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

Auch mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel konnten die latenten Bilder so entwickelt werden, daß sich schleierfreie Bilder mit ausgezeichneter Tonabstufung ergaben.

Ausführungsbeispiel (4)

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 sind ein Bildträger 46 für das elektrostatische latente Bild mit einer auf einer CdS-Schicht befindlichen Isolierschicht und dessen Rückelektrode 47 vorgesehen. Der Bildträger 46 und die Rückelektrode 47 sind trommelförmig ausgestaltet. Innerhalb eines unmagnetischen korrosionsfreien Metallmantels 48 eines Entwicklerträgers ist eine Magnetwalze 52 angeordnet. Der Bildträger 46 und der Metallmantel 48 werden mittels bekannter Abstandhalterungen 55 in einem gegenseitigen Minimalabstand von 300 µ gehalten. In einem Entwicklerbehälter 53 wird ein einkomponentiger Magnetentwickler 49 bevorratet. Der Entwickler 49 ist im wesentlichen aus 70 Gewichtsprozent Styrol-Maleinsäure-Harz, 25 Gewichtsprozent Ferrit, 3 Gewichtsprozent Ruß und 2 Gewichtsprozent eines die negative Ladung bewirkenden goldhaltigen Farbstoffes zusammengesetzt, wobei die Zusammensetzung gemischt und gemahlen wurde. Ferner wurden von außen 0,2 Gewichtsprozent kolloidales Siliziumdioxid zugegeben, um die Fließfähigkeit des Entwicklers zu vergrößern. Gegenüber dem Hauptpol 52a (85 mT) der vom Metallmantel 48 umschlossenen Magnetwalze 52 ist eine Eisenrakel 51 angeordnet. Mittels magnetischer Kräfte steuert die Eisenrakel 51 die Dicke des auf den Metallmantel 48 aufgetragenen Magnetentwicklers 49. Der Abstand zwischen der Eisenrakel 51 und dem Metallmantel 48 wird auf ungefähr 240 µ gehalten. Die Dicke der auf den Metallmantel aufgetragenen Entwicklerschicht wird mittels der Eisenrakel 51 bei ungefähr 100 µ gehalten. Mit einer variablen Wechselspannungsquelle 50 wird eine Wechselvorspannung zwischen der Rückelektrode 47 und dem leitenden Teil des Metallmantels 48 angelegt. Um Unregelmäßigkeiten beim Aufbringen des Entwicklers zu vermeiden, liegen die Eisenrakel 51 und der Metallmantel 48 auf gleichem Potential.

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

Beim vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiel der Entwicklungsvorrichtung kann die Bedienungsperson die von ihr jeweils gewünschte Bildqualität einstellen.

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

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

In den Fig. 15A-D bis Fig. 18A-D ist die Hin- und Herbewegung des Entwicklers im Entwicklungsspalt bei niedriger Frequenz der angelegten Vorspannung bzw. des angelegten äußeren Feldes während des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens dargestellt. Ferner ist in diesen Figuren der Schwingungszustand bzw. die Schwingungsbewegung des Entwicklers dargestellt, wenn die Frequenz f der angelegten Vorspannung groß ist (beispielsweise 2 kHz oder mehr). Aus den Fig. 3A, 3B, 5 und 6, in denen die Ergebnisse von durchgeführten Versuchen wiedergegeben sind, ist der bevorzugte Frequenzbereich zur Verbesserung der Tonabstufung wiedergegeben. Die Hin- und Herbewegung des Entwicklers im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist beispielsweise in den Fig. 15A-D und 17A-D dargestellt. Die Fig. 15A-D zeigen die Bewegung des Entwicklers im Zwischenraum zwischen dem Bildbereich 4a des Bildträgers 4 und dem Entwicklerträger 5. Die Fig. 17A-D zeigen die Bewegung des Entwicklers im Zwischenraum zwischen dem bildfreien Bereich 4b des Bildträgers 4 und dem Entwicklerträger 5. In den Fig. 15A und 17A zeigt den Anfangszustand, in welchem keine Vorspannung angelegt ist. Im Tonerübergangszustand gemäß den Fig. 15B und 17B geht mehr Toner vom Tonerträger 5 zum Bildbereich 4a infolge dessen elektrostatischer Anziehungskraft als zum bildfreien Bereich 4b über. Gleichwohl geht aber auch vom Tonerträger 5 Toner zum bildfreien Bereich 4b über und erreicht diesen. Die in den Zeichnungen wiedergegebenen Pfeile veranschaulichen die Bewegungsrichtung des Toners. Wenn das angelegte Feld seine Phase umkehrt - dieser Zustand ist in den Fig. 15C und 17C dargestellt -, liegt der Tonerrückübergangszustand vor. Im Tonerrückübergangszustand kehrt eine relativ kleine Tonermenge vom Bildbereich 4a zum Tonerträger 5 zurück. Im bildfreien Bereich 4b ist dagegen keine Ladung vorhanden, welche den Toner anzieht. Demgemäß wird bei einer Umpolung der Vorspannung praktisch die gesamte Tonermenge, die während des Tonerübergangszustandes auf den bildfreien Bereich 4b übergegangen ist, wieder zum Tonerträger 5 zurückgeführt. Bei erneutem Phasenwechsel der Vorspannung findet ein Wechsel zum Tonerübergangszustand statt. Dieser Zustand ist in den Fig. 15D und 17D dargestellt. Die vorstehend beschriebene Hin- und Herbewegung wird mehrere Male wiederholt, so daß der Toner mehrere Male den Entwicklungszwischenraum durchquert. Hierbei erreicht der Entwickler auch den bildfreien Bereich. Vom Halbtonbildbereich nahe des hellen oder weißen Bereiches mit relativ geringem Potential bis zum dunklen Bildbereich wird das Bild getreu seiner Potentialverteilung sichtbar gemacht.

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

Wird dagegen die Frequenz des Wechselfeldes bis zu hohen Frequenzen, beispielsweise 2 kHz oder höher, gesteigert, ergibt sich eine geringere Tonabstufung. Diese Phänomene werden anhand der Fig. 16A-D und 18A-D erläutert. Die Fig. 16A und 18A zeigen den Zustand des Bildträgers 4 und des Tonerträgers 5 vor Anlegen einer Vorspannung. Wenn die Vorspannung für einen Tonerübergang an den Bildbereich 4a angelegt wird, wird der Toner vom Tonerträger 5 gelöst und in Richtung des Bildbereiches 4a bewegt. Dieser Zustand ist in Fig. 16B dargestellt. Hierbei ist jedoch der Grad des Tonerüberganges ungleichmäßig, da die einzelnen Tonerpartikel Einzelkräften unterworfen sind und die Frequenz der Vorspannung hoch ist. Infolge dieser hohen Frequenz kommt vor einem Ausgleich dieser Ungleichmäßigkeit eine Umpolung der Vorspannung auf den Toner zur Wirkung, so daß das umgepolte Feld sowohl auf diejenigen Tonerpartikel einwirkt, welche den Bildbereich 4a erreicht haben, als auch auf diejenigen Tonerpartikel, die sich noch im Entwicklungszwischenraum in quasi suspendierter Form befinden. Hierbei kann davon ausgegangen werden, daß die meisten der suspendierten Tonerpartikel zum Tonerträger zurückkehren. Diese Verhältnisse sind in Fig. 16C dargestellt. Wird das Vorspannungsfeld wiederum umgepolt, bevor die Rückübergangsbewegung der Tonerpartikel beendet ist, dann werden die Tonerpartikel wiederum der in Richtung des Bildbereiches 4a gerichteten Kraft unterworfen. Dieses Kräftespiel hat zur Folge, daß nicht eine Hin- und Herbewegung, sondern eine Schwingung des Toners im Raum zwischen dem Bildbereich 4a und dem Tonerträger 5 stattfindet.

Im Raum zwischen dem bildfreien Bereich 4b, in welchem keine latenten Bildladungen vorhanden sind, und dem Tonerträger tritt die Schwingung der Tonerpartikel noch deutlicher zutage. Diese Verhältnisse sind in den Fig. 18A-D dargestellt. Ausgehend vom in Fig. 18A dargestellten Anfangszustand wird eine Vorspannung zum Tonerübergang angelegt. Wenn hierbei die Vorspannung den Übergangsschwellwert überschreitet, wird der Toner vom Tonerträger 5 abgelöst. Da jedoch die Frequenz der Wechselspannung hoch ist - siehe Fig. 18B -, wird die Phase der Vorspannung umgepolt, bevor die Tonerpartikel den bildfreien Bereich 4b erreichen. Aufgrund der Umpolung kehren die Tonerpartikel zum Tonerträger 5 zurück (Fig. 18C). Wird nun wieder die für den Tonerübergang geeignete Phase angelegt, löst sich der Toner wiederum vom Tonerträger 5. In dieser Zeit liegt jedoch der Toner in quasi suspendierter Form im Entwicklungsspalt vor. Danach findet eine Umpolung der Wechselspannung statt, so daß der Toner wiederum zum Tonerträger 5 zurückkehrt (Fig. 18D). Der Toner schwingt also im Entwicklungszwischenraum hin und her und gelangt praktisch nicht zum bildfreien Bereich 4b. Demgemäß haften auch nach Beendigung des Entwicklungsvorganges keine Tonerpartikel am bildfreien Bereich 4b. Vorstehend geschilderte Maßnahmen verhindern also eine Schleierbildung. Es wird jedoch angenommen, daß der Toner in demjenigen Bereich, der ein Halbtonbildpotential hat - dieses Potential liegt ungefähr im Bereich des Potentials des hellen Bereiches bzw. bildfreien Bereiches - nicht in ausreichender Menge haftet, so daß eine Verringerung der Tonabstufung eintritt. Theoretische Überlegungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß dieses Phänomen bis zu einem bestimmten, 2 kHz überschreitenden Hochfrequenzbereich auftritt. Hierdurch würden Schwierigkeiten bei der Reproduktion einer Tonabstufung auftreten, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wird.

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

V_max < V_L < V_D < V_min (1′)

| V_min - V_L | < | V_L - V_max |
| V_min - V_D | < | V_L - V_max | (2′)

V_min ≈ V_D - | Vth · r | (3′)

V_max ≈ V_L + | Vth · f | (4′)

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden im wesentlichen ein Bildträger für ein latentes Bild und ein unmagnetischer Entwicklerträger, der mit einem magnetischen Entwickler beschichtet ist und einen Magneten umschließt, einander gegenüber angeordnet. Hierbei wird in der Entwicklungsstation ein Abstand zwischen dem Bildträger und dem Entwicklerträger eingehalten, der größer als die Dicke der Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträger ist. Gleichzeitig wird ein elektrisches Wechselfeld angelegt, dessen eine Phase so gepolt ist, daß der Entwickler - ausgehend vom Entwicklerträger - in Richtung der einen Seite sowohl den Bildbereich als auch den bildfreien Bereich des Bildträgers im Entwicklungszwischenraum erreicht, und dessen andere Phase umgekehrt gepolt ist bzw. umgekehrte Feldrichtung hat, so daß im Entwicklungszwischenraum eine Vorspannung in einer solchen Richtung wirkt, daß zumindest die Entwicklerteile, welche den bildfreien Bereich erreicht haten, in Richtung des Entwicklerträgers zurückkehren. Ferner ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben worden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens, bei welchem ein magnetischer Entwickler verwendet und ein Übergang und Rückübergang des Entwicklers bewirkt wird, können ausgezeichnete schleierfreie Bilder mit guter Tonreproduktion und Bildschärfe in den Randbereichen dadurch erhalten werden, daß ein Vorspannungswechselfeld geringer Frequenz angelegt wird. Neben den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Entwickeln latenter Bilder auch auf Bilder angewandt werden, welche durch elektrofotografische Verfahren, elektrostatische Aufzeichnungsverfahren oder andere Verfahren zur Herstellung von Bildern gewonnen wurden.

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

400 V ≦ V_p-p ≦ 2500 V
40 Hz ≦ f ≦ 1,5 kHz

wobei V_p-p die Amplitude eines vorzugsweise mit geringer Frequenz schwingenden Wechselfeldes und f die Frequenz des Wechselfeldes darstellen. Die erfindungsgemäße Lehre gibt auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens an. Bei der Anwendung eines Wechselfeldes niedriger Frequenz im oben angegebenen Bereich wechseln sich der Übergang des Entwicklers zum bildfreien Bereich und der Rückübergang des Entwicklers zum Bildträger nacheinander ab. Diese Hin- und Herbewegung des Entwicklers wird im Entwicklungszwischenraum zwischen dem Entwicklerträger und dem bildfreien Bereich in der Entwicklungszone durchgeführt. Insbesondere die vorstehend geschilderte Hin- und Herbewegung des Entwicklers führt zu einer ausgezeichneten Reproduktion mit hervorragender Tonabstufung. Die erfindungsgemäße Lehre umfaßt auch die Maßnahme, daß eine Schicht magnetischen Entwicklers auf einen unmagnetischen Mantel, der einen Magneten umschließt, aufgebracht wird, wobei der magnetische Entwickler infolge des Magnetfeldes stärker am Mantel haftet. Hierdurch kann der Wert Vth · f, nämlich das Schwellenpotential für einen Entwicklerübergang, ausreichend hoch gehalten werden. Auch diese Maßnahme dient dazu, daß die Menge des am bildfreien Bereich haftenden Entwicklers reduziert und damit eine Schleierbildung minimalisiert wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Entwickeln eines Ladungsbildes auf einem Bildträger, bei dem eine Schicht aufgeladenen Pulverentwicklers auf einem Entwicklerträger durch eine Entwicklungszone bewegt, unter Einhalten eines Abstandes zwischen dem Bildträger und der Oberfläche der Entwicklerschicht dem Ladungsbild gegenübergestellt und unter kontinuierlicher Vergrößerung des Abstandes von diesem weg bewegt wird, wobei in der Entwicklungszone ein elektrisches Wechselfeld erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetischer Entwickler verwendet wird,
daß in der Entwicklungszone mittels eines innerhalb des Entwicklerträgers angeordneten Magneten ein Magnetfeld erzeugt wird, daß bei positiver Ladung der dunklen Bildbereiche ein elektrisches Wechselfeld erzeugt wird, das den Beziehungen V_min < V_L < V_D < V_max| V_max - V_L | < | V_L - V_min |und| V_max - V_D | < | V_D - V_min |genügt bzw. bei negativer Ladung der dunklen Bildbereiche ein elektrisches Wechselfeld erzeugt wird, das den BeziehungenV_max < V_L < V_D < V_min| V_min - V_L | < | V_L - V_max |und| V_min - V_D | < | V_D - V_max |genügt, wobei V_max der Maximalwert einer das elektrische Wechselfeld erzeugenden Wechselspannung zwischen Bildträger und Entwicklerträger ist, V_min der Minimalwert derselben ist, V_D das Potential der dunklen Bildbereiche ist und V_L das Potential der hellen Bildbereiche ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der das elektrische Wechselfeld erzeugenden Wechselspannung und deren Gleichspannungskomponente und/oder die Frequenz der Wechselspannung und deren Gleichspannungskomponente der Wechselspannung änderbar ist.

3. Vorrichtung zur Ladungsbildentwicklung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, mit einem das Ladungsbild tragenden Bildträger, einem zylinderförmigen Entwicklerträger zum Bewegen einer Entwicklerschicht durch eine Entwicklungszone, einer Abstandshaltevorrichtung zum Aufrechterhalten des Abstands zwischen dem Entwicklerträger und dem Bildträger in der Entwicklungszone, einer Schichterzeugungsvorrichtung, die auf dem Entwicklerträger die Entwicklerschicht in einer Dicke ausbildet, die kleiner ist als der Abstand zwischen Bildträger und Entwicklerträger, und einer Generatorvorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerschicht aus magnetischem Entwickler (14; 24; 34; 49) besteht,
daß innerhalb des Entwicklerträgers (5; 12; 22; 33; 48) ein Magnet (13; 23; 37; 52) angeordnet ist, der in der Entwicklungszone ein Magnetfeld erzeugt,
und daß die Generatorvorrichtung (16; 26; 35; 38; 50) zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes zwischen den Bildträger (4; 11; 21; 31; 46) und den Entwicklerträger eine Wechselspannung mit einem Maximalwert V_max und einem Minimalwert V_min anlegt, die bei positiver Ladung der dunklen Bildbereiche den Beziehungen V_min < V_L < V_D < V_max| V_max - V_L | < | V_L - V_min |und| V_max - V_D | < | V_D - V_min |genügen bzw. bei negativer Ladung der dunklen Bildbereiche den BeziehungenV_max < V_L < V_D < V_min| V_min - V_L | < | V_L - V_max |und| V_min - V_D | < | V_D - V_max |genügen, wobei V_D das Potential der dunklen Bildbereiche ist und V_L das Potential der hellen Bildbereiche ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) unmagnetisch und leitend ist und daß die Schichterzeugungsvorrichtung zum Aufbringen des Entwicklers ein magnetisches Teil (15; 25; 36; 51) aufweist, das einem Pol der Magnetfelderzeugungseinrichtung (13; 23; 37; 52) gegenübergesetzt ist, wobei zwischen dem Ende des magnetischen Teils und der Oberfläche des Entwicklerträgers ein Abstand von 50 bis 500 µm, insbesondere von 100 bis 500 µm, eingehalten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem Entwickler (14; 24; 34; 49) auf dem Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) eine Dicke von 50 bis 200 µm hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorvorrichtung (16; 26; 35; 38; 50) eine asymmetrische Wechselspannung anlegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorvorrichtung (16; 26; 35; 38; 50) zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes eine Wechselspannung mit einer überlagerten Gleichspannung erzeugt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorvorrichtung (16; 26; 35; 38; 50) zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes eine Wechselspannung mit verzerrter Kurvenform erzeugt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Generatorvorrichtung (35; 38; 50; 54) die Spitze/Spitze-Amplitude der Wechselspannung im Bereich von 400 V bis 2500 V und/oder die Frequenz der Wechselspannung im Bereich von 40 Hz bis 1,5 kHz und eine Gleichspannungskomponente der Wechselspannung einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildträger (4; 11; 21; 31; 46) eine rotierende Trommel ist und der Entwicklerträger (5; 12; 22; 33; 48) ein unmagnetischer zylindrischer Mantel ist.