DE69212023T2 - Entwicklungsgerät - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Entwicklungsgerät, und dabei insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein elektrofotografisches Kopiergerät zur Herstellung von Hochlichtfarbkopien, wobei ein Entwicklungssystem des Gerätes über mindestens zwei Entwicklereinheiten verfügt und eine der Entwicklereinheiten einen reduzierten Anteil an grobkörnigen Tonerpartikeln aufweist.
• Die Erfindung kann in der Drucktechnik, und speziell beim elektrofotografischen Drucken Anwendung finden. Beim elektrofotografischen Drucken wird eine lichtleitende Oberfläche bis zu einem weitgehend gleichmäßigen Potential aufgeladen. Die lichtleitende Oberfläche wird bildweise belichtet, um ein latentes elektrostatisches Bild aufzuzeichnen, welches den informationstragenden Bereichen des zu reproduzierenden Originals entspricht. Dadurch entsteht auf der lichtleitenden Oberfläche ein latentes elektrostatisches Bild von den informationstragenden Bereichen des Originals. Daraufhin wird ein Entwicklermaterial mit dem latenten elektrostatischen Bild in Kontakt gebracht. Die Tonerpartikel werden von den Trägerkügelchen des Entwicklermaterials auf das latente Bild hinübergezogen. Das entstehende Tonerpulverbild wird nunmehr von der lichtleitenden Oberfläche auf eine Kopie übertragen und dort permanent fixiert. Eine solche allgemeine Beschreibung bezieht sich auf ein herkömmliches elektrofotografische Einfarbkopiergerät. In jüngster Zeit wurden elektrofotografische Kopiergeräte zur Herstellung von Hochlichtfarbkopien entwickelt. Ein typisches Hochlichtfarbkopiergerät zeichnet aufeinanderfolgende latente elektrostatische Bilder auf einer lichtleitenden Oberfläche auf. Zusammen bilden diese latenten elektrostatischen Bilder ein latentes Gesamtbild, das dem zu reproduzierenden Original entspricht. Ein latentes Bild wird normalerweise mit schwarzen Tonerpartikeln entwickelt. Die Entwicklung des anderen latenten Bildes erfolgt mit Hochlichtfarbtonerpartikeln, z.B. roten Tonerpartikeln. Die entwickelten Tonerbilder werden der Reihe nach auf eine Kopie übertragen, so daß eine Hochlichtfarbkopie entsteht. Bei einem Hochlichtfarbkopiergerät dieses Typs handelt es sich um ein Gerät mit doppeltem Durchlauf. Darüber hinaus sind auch Hochlichtfarbkopierer mit einem Durchlauf entwickelt worden, die auf der Grundlage des Dreistufendrucks arbeiten. Der elektrofotografische Dreistufendruck wird ausführlich im USA-Patent Nr.4.078.929 dargestellt. Wie im vorliegenden Patent beschneben, wird das latente Bild mit Tonerpartikeln einer ersten und einer zweiten Farbe entwickelt. Dabei sind die Tonerpartikel der einen Farbe positiv und die der anderen negativ geladen. In einer Ausführungsform werden die Tonerpartikel über einen Entwickler zugeführt, der eine Mischung aus triboelektrisch relativ positiven und relativ negativen Trägerkügelchen umfaßt. Die Trägerkügelchen transportieren jeweils die relativ negativen bzw. relativ positiven Tonerpartikel. Im allgemeinen wird dieser Entwickler dem Ladungsbild zugeführt, indem er im Kaskadenverfahren über die Abbildungsoberfläche des Ladungsbildes verteilt wird. In einer anderen Ausführungsform werden die Tonerpartikel durch ein Paar Magnetbürsten zum Ladungsbild transportiert. Dabei ist jede der beiden Bürsten für die Zufuhr von Tonerpartikeln einer bestimmten Farbe und Ladung zuständig. In einer weiteren Ausführungsform wird das Entwicklungssystem unter eine Vorspannung gesetzt, die etwa der Hintergrundspannung entspricht. Dadurch wrden die Farben auf dem entwickelten Bild klarer.
• Bei dem elektrofotografischen Dreistufendruck wird die Ladung auf der lichtleitenden Oberfläche nicht mehr wie beim Einfarbkopierer in zwei, sondern in drei Teile geteilt. Die lichtleitende Oberfläche wird normalerweise bis auf etwa 900 Volt aufgeladen. Sie wird bildweise belichtet, so daß ein den geladenen Bildbereichen entsprechendes Bild das volle Potential von 900 Volt beibehält. Das andere Bild, welches den entladenen Bildbereichen entspricht, wird belichtet, um die lichtleitende Oberfläche bis auf eine Restspannung von in der Regel etwa 100 Volt zu entladen. Die Hintergrundbereiche werden belichtet, um das Potential der lichtleitenden Oberfläche auf einen Wert zu senken, der etwa in der Mitte zwischen dem geladenen und dem entladenen Potential (normalerweise bei etwa 500 Volt) liegt. Die Entwicklereinheit zur Entwicklung der aufgeladenen Bildbereiche wird in der Regel auf etwa 600 Volt vorgespannt, während für die Entwicklereinheit zur Entwicklung der ungeladenen Bildbereiche eine Vorspannung von circa 400 Volt gewählt wird. Da es sich um ein System mit nur einem Durchlauf handelt, muß das latente elektrostatische Bild die Entwicklereinheiten nacheinander durchlaufen. Das latente Bild verfügt über einen stark aufgeladenen und einen gering aufgeladenen Potentialbereich. Mit der ersten Entwicklereinheit werden die entladenen Bildbereiche entwickelt, während die zweite Entwicklereinheit die geladenen Bildbereiche entwickelt. Demzufolge durchlaufen die entladenen entwickelten Bildbereiche die zweite Entwicklereinheit. Die Tangentialgeschwindigkeit der Entwicklerwalzen der zweiten Entwicklereinheit ist erheblich größer als die Lineargeschwindigkeit der lichtleitenden Oberfläche. Durch die entstehenden Abriebkräfte werden die Tonerpartikel an die Vorderkante des Bildes bewegt, was zu unscharfen Linien und Vollton-Bereichskanten führt. Dabei hat sich gezeigt, daß hohe Konzentrationen von übermäßig großen Tonerpartikeln aus dem Bild gedrückt werden, so daß ein unscharfes Bild entsteht. Es wird angenommen, daß die großen Partikel deshalb aus dem Bild bewegt werden, weil sie theoretisch nicht so stark von der lichtleitenden Oberfläche angezogen werden wie kleinere Partikel. Hinzu kommt, daß die großen Partikel über die kleineren Partikel herausragen, so daß sie durch die Entwicklerwalzen der zweiten Entwicklereinheit leichter vom Bild wegbewegt werden können.
• Wie aus den folgenden Darstellungen ersichtlich, werden zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder verschiedene Verfahren verwendet.
• USA-Patent Nr.4.833.505 offenbart eine erste und eine zweite Entwicklereinheit. Die zweite Entwicklereinheit umfaßt einen Toner und ein magnetisches Trägerelement mit einer Dichte von unter 4,0 g/cm und einer Partikelgröße zwischen 30 und 50 Mikrometer. Vorzugsweise wird eine Dichte zwischen 1,7 g/cm³ und 4,0 g/cm³ gewählt.
• USA-Patent Nr. 4.894.685 beschreibt eine Entwicklereinheit, die Toner- und Trägerpartikel mit einem Durchmesser von unter 50 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 1 und 15 Mikrometer, verwendet. Das gewichtete Mittel des Durchmessers der Trägerpartikel beträgt zwischen 5 und 40 Mikrometer. Das Masseverhältnis Toner/Entwickler liegt zwischen 2 und 30 %.
• In USA-Patent Nr.4.908.291 wird eine Entwicklerwalze offenbart, deren Tonerpartikel einen Durchmesser von weniger als 15 Mikrometer aufweisen. Der Durchmesser der Trägerpartikel liegt zwischen 5 und 50 Mikrometer. Das Mischverhältnis zwischen Toner- und Trägerpartikeln wird so gewählt, daß die Gesamtoberfläche der Toner- und der Trägerpartikel gleich ist.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entwicklungsgerät zu schaffen, das die Druckqualität verbessert.
• Erfindungsgemäß wird daher ein Entwicklungsgerät geschaffen, bei dem ein latentes Bild auf eine sich bewegende ladungshaltende Oberfläche aufzeichnet wird und das ein Entwicklungssystem zum Entwickeln von Teilen des latenten Bildes aufweist, gekennzeichnet durch eine erste Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines ersten Teils des latenten Bildes in einer ersten Entwicklungszone mit Tonerpartikeln einer ersten Polarität, wobei in der ersten Entwickungsvorrichtung der Anteil der grobkörnigen Tonerpartikel mit einem Durchmesser von mindestens 20 Mikrometer bei höchstens 2 Volumenprozent liegt;
• eine zweite Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines zweiten Teils des latenten Bildes in einer zweiten Entwicklungszone mit Tonerpartikeln einer zweiten, der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität, wobei die zweite Entwicklungsvorrichtung in Bewegungsrichtung der ladungshaltenden Oberfläche hinter der ersten Entwicklungsvorrichtung angeordnet ist.
• Die vorliegende Erfindung soll nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden, wobei:
• Figur 1 eine schematische Vorderansicht eines als Beispiel angeführten elektrofotografischen Kopiergerätes ist, das die Entwicklereinheiten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
• Figur 2 eine Vorderansicht einer der Entwicklerwalzen ist, die in der zweiten Entwicklereinheit des Kopiergerätes aus Figur 1 eingesetzt wird;
• Figur 3 eine Vorderansicht einer der Entwicklerwalzen ist, die in der ersten Entwicklereinheit des Kopiergerätes aus Figur 1 eingesetzt wird;
• Figur 4 eine graphische Darstellung der magnetischen Feldstärke der ersten Entwicklereinheit in der angrenzenden Entwicklungszone ist;
• Figur 5 eine graphische Darstellung der magnetischen Feldstärke der zweiten Entwicklereinheit in der angrenzenden Entwicklungszone ist;
• Figur 6 eine schematische Darstellung einer vergrößerten Vorderansicht der Vorderkante eines großen Volltonbereiches ohne Reduzierung des Anteils der grobkörnigen Tonerpartikel ist und
• Figur 7 eine schematische Darstellung einer vergrößerten Vorderansicht der Vorderkante eines großen Volltonbereiches bei Reduzierung des Anteils der grobkörnigen Tonerpartikel ist.
• Obgleich die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wird, bedeutet das nicht, daß sie auf diese Ausführungsform beschränkt werden soll. Es ist im Gegenteil vorgesehen, alle Alternativen, Modifizierungen und ähnliche Änderungen, die in den Schutzumfang der Erfindung entsprechend den beigefügten Ansprüchen fallen, zu erfassen.
• Zum besseren Verständnis des als Beispiel angeführten Kopiergerätes mit den erfindungsgemäßen Merkmalen wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin werden gleiche Elemente durchgängig mit derselben Ziffer bezeichnet. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Komponenten eines elektrofotografischen Kopiergerätes mit Entwicklereinheiten entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform Wenngleich die erfindungsgemäßen Entwicklereinheiten besonders gut für eine Verwendung in dem als Beispiel angeführten Kopiergerät geeignet sind, wird deutlich werden, daß sie ebenso gut in einer breiten Palette von anderen Kopierern einsetzbar und nicht unbedingt auf die hier dargestellten besonderen Ausführungsformen beschränkt sind. In Figur 1 wird ein elektrofotografisches Kopiergerät mit einem Band 10, d.h. einem ladungshaltendes Element mit einer auf einem leitfähigen Träger aufgebrachten lichtleitenden Oberfläche dargestellt. Vorzugsweise wird eine lichtleitende Oberfläche aus Selenlegierung und ein leitfähiger Träger aus einer elektrisch geerdeten Aluminiumlegierung eingesetzt. Das Band 10 bewegt sich in die durch Pfeil 16 gekennzeichnete Richtung, so daß die aufeinanderfolgenden Teile des Bandes der Reihe nach die verschiedenen Prozeßstationen durchlaufen, die an der Strecke des sich bewegenden Bandes liegen. Das Band 10 läuft über die Spannrolle 18, die Antriebsrolle 20 und die Abstreifrolle 22. Der Motor 23 setzt die Rolle 20 in Bewegung, wodurch sich das Band 10 in Richtung des Pfeils 10 bewegt. Die Rolle 20 ist mit dem Motor 23 über eine geeignete Vorrichtung, z.B. einen Riemenantrieb, verbunden.
• Anfangs durchlaufen aufeinanderfolgende Teile des Bandes 10 die Ladestation A. In der Ladestation A lädt ein Koronaentladegerät, z.B. ein Scorotron, Corotron oder Dicorotron, das allgemein mit der Ziffer 24 gekennzeichnet ist, das Band 10 bis zu einem wahlweise gleichmäßig hohen positiven oder negativen Potential auf. Am zweckmäßigsten ist eine negative Ladung. Zur Steuerung des Koronaentladegeräts 24 kann jede auf dem Fachgebiet bekannte und geeignete Steuereinheit eingesetzt werden.
• Danach durchlaufen die geladenen Teile der lichtleitenden Oberfläche die Belichtungsstation 8. Dort wird die gleichmäßig geladene lichtleitende oder ladungshaltende Oberfläche von einer Laser-Eingabe- und/oder Ausgabe- Scannervorrichtung 25 belichtet, wodurch die ladungshaltende Oberfläche entsprechend der Ausgabe der Scannervorrichtung entladen wird. Als günstig erweist sich ein Dreistufen-Laser-Rasterausgabescanner (ROS). Ein elektronisches Teilsystem (EES) 27 Stellt die Steuerung dar, die den Bilddatenfluß zwischen der Datenquelle und dem ROS 25 vorbereitet. Es ist auch möglich, anstelle des ROS und des EES eine herkömmliche, Licht/Linsen-Belichtungsvorrichtung zu verwenden. Die anfangs auf ein hohes Potental aufgeladene lichtleitende Oberfläche wird in den (weißen) Hintergrundbildbereichen bildweise und in den Hochlichtfarbbereichen (d.h. allen farbigen, nichtschwarzen Bildteilen) auf ein Potential nahe Null oder Basispotential entladen.
• In der Entwicklungsstation C bringt ein Magnwetbürsten-Entwicklungssystem, allgemein mit der Ziffer 30 gekennzeichnet, das Entwicklermaterial mit den latenten elektrostatischen Bildern in Kontakt. Das Entwicklungssystem 30 umfaßt eine erste Entwicklereinheit 32 und eine zweite Entwicklereinheit 34. Zweckmäßig ist es, wenn jede Magnetbürsten-Entwicklereinheit über ein Paar in einem Gehäuse montierten Magnetbürsten-Entwicklerwalzen verfügt. Damit umfaßt die Entwicklereinheit 32 ein Paar Walzen 35 und 36, und die Entwicklereinheit 34 ein Paar Magnetbürstenwalzen 37 und 38. Jedes Walzenpaar bewegt das jeweilige Entwicklermaterial und bringt es mit dem latenten Bild in Kontakt. Eine geeignete Entwicklervorspannung wird mit Hilfe der Stromversorgungseinheiten 41 und 43 erreicht, die an die Entwicklereinheiten 32 bzw. 34 elektrisch angeschlossen sind.
• Die Farbenunterscheidung bei der Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes wird dadurch erreicht, daß das auf der lichtleitenden Oberfläche aufgezeichnete latente Bild in einem einzigen Durchlauf die beiden Entwicklereinheiten 32 und 34 durchläuft, wobei die Magnetbürstenwalzen 35, 36, 37 und 38 elektrisch auf Spannungen vorgeladen werden, die von der Hintergrundspannung versetzt sind, wobei die Richtung der Verschiebung von der Polarität des Toners im Gehäuse abhängt. In der ersten Entwicklereinheit 32 werden die entladenen Bildbereiche der lichtleitenden Oberfläche in der durch Pfeil 16 gekennzeichneten Bewegungsrichtung des Bandes 10 entwickelt. Diese Entwicklereinheit enthält rotes Entwicklermaterial 40 mit triboelektrischen Eigenschaften so daß der rote Toner durch das elektrostatische Feld zwischen der lichtleitenden Oberfläche und den elektrisch vorgespannten Entwicklerwalzen zu den entladenen Bereichen des latenten Bildes bewegt wird. Im Gegensatz dazu entwickelt die Entwicklereinheit 34 in der durch Pfeil 16 gekennzeichnete Bewegungsrichtung des Bandes 10 die hoch aufgeladenen Bereiche des latenten Bildes. Diese Entwicklereinheit enthält schwarzes Entwicklermaterial 42 mit einer triboelektrischen Ladung, so daß der schwarze Toner durch das elektrostatische Feld zwischen der lichtleitenden Oberfläche und den elektrisch vorgeladenen Entwicklerwalzen in der zweiten Entwicklereinheit zu den hoch aufgeladenen Bereichen des latenten Bildes gedrückt wird. Beispielsweise kann der Träger in der Entwicklereinheit 32 aus 100 bis 150 Mikrometer Hoegan-Stahlkernmaterial bestehen, das mit einer Beschichtung aus 1,2- Masseprozent Methylterpolymer mit 20 Masseprozent dispergierter Karbonfarbe versehen ist. Der Toner kann sich aus 85 Masseprozent PLIOLITE (Warenzeichen des Reifen- und Gummiherstellers Goodyear), 13,4 Masseprozent im Verhältnis 1:1 gemischten Farbkonzentrat aus Lithorotpigment/negativ aufladenden Styrol-n- Butylmethacralatpolymer, 0,56 Masseprozent in Polymer vordispergierte Magenta- und Hostapermpink-Pigment, 1 Masseprozent Dimethyl-Distearyl-Ammoniummethylsulfat, 0,5 Masseprozent Aerosil und 0,1 Masseprozent Zinkstearat zusammensetzen. Wird dieser Entwickler mit einer 2, 5%igen Tonerkonzentration vermischt und 10 Minuten lang gewalzt, so liegt die triboelektrische Haftung des Toners, die gemessen wird, indem man den Entwickler in einen siebartigen Faraday- Käfig gibt und den Toner mit Hilfe eines Luftstroms entfernt, bei minus 11 Mikrocoulomb/g. Der rote Toner wird gefiltert, um den Anteil der grobkörnigen Partikel zu reduzieren. Der Anteil der grobkörnigen Tonerpartikel, d.h. der Partikel mit einem Durchmesser von über 20 Mikrometer, liegt bei höchstens 2 Volumenprozent. Der mittlere Durchmesser der Tonerpartikel beträgt 13 Mikrometer.
• Der schwarze Träger in der Entwicklereinheit 34 besteht aus 100 bis 150 Mikrometer Hoegan-Stahlkernmaterial, das mit einem Überzug aus 0,4 Masseprozent positiv aufladendem Copolymer (Chlorotrifloroethylen + Polyvinylchlorid) mit darin dispergierten 20 Masseprozent VULCAN- (Warenzeichen der Cabot Corporation) Karbonfarbe versehen ist. Der schwarze Toner besteht zu 92 % aus Styrol-n- Butylmethacralatpolymer, 6 % Carbon-B-Regal-330- (Warenzeichen der Cabot Corporation) Karbonfarbe und 2 % Cetylpyridiniumchlorid. Die mit Hilfe der Walz- und Faraday-Käfig-Methode ermittelte triboelektische Haftung des schwarzen Toners liegt bei plus 20 Mikrocoulomb/g. Die gesamte Spannungsdifferenz ist gleichmäßig zwischen den stark geladenen und den entladenen Bildbereichen verteilt. Sie beläuft sich auf etwa 800 Volt (wenn von einem realistischen Ladeniveau von 900 Volt und einer Restspannung nach dem Entladen von 100 Volt ausgegangen wird). Werden weitere 100 Volt für die Reinigungsfelder in jedem Entwicklungsgehäuse zugegeben, so ergibt sich für die stark geladenen Bildbereiche eine tatsächliche Kontrastspannung von etwa 300 Volt, die für die entladenen Bildbereiche etwa in derselben Größenordnung liegt. Im genannten Fall wird die Kontrastspannung von 300 Volt dadurch erreicht, daß in der ersten Entwicklereinheit, die die entladenen Bildbereiche mit einem nichtschwarzen, negativ geladenen Toner entwickelt, elektrisch eine Vorspannung von ca. 400 Volt und in der zweiten Entwicklereinheit, die die stark geladenen Bildbereiche mit einem positiv geladenen schwarzen Toner entwickelt, elektrisch eine Vorspannung von 600 Volt erzeugt wird. In der Übertragungsstation D wird ein Bogen des Trägermaterials 58 mit dem Tonerbild in Kontakt gebracht. Er wird der Übertragungsstation D mittels einer herkömmlichen Einzugseinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt. Am zweckmäßigsten ist eine Einzugeinrichtung mit einer Einzugsrolle, die auf dem obersten Bogen des Kopierpapierstapels aufliegt. Durch Drehen der Einzugsrollen wird der oberste Bogen des Stapels auf eine Rutsche befördert, die den durchlaufenden Bogen des Trägermaterials in zeitlich abgestimmter Folge mit der lichtleitenden Oberfläche von Band 10 in Kontakt bringt, so daß das darauf entwickelte Tonerpulverbild mit dem durchlaufenden Bogen des Trägermaterials in der Übertragungsstation in Kontakt kommt.
• Da das auf dem Fotorezeptor entwickelte zusammengesetzt Bild sowohl positiv als auch negativ geladene Tonerpartikel umfaßt, wird ein negatives Koronaentladeelement 56 vorgesehen, um den Toner durch positive Koronaentladung für eine effektive Übertragung auf eine Kopie zu konditionieren.
• Die Übertragungsstation D umfaßt eine Koronaerzeugungseinheit 60, die Ionen geeigneter Polarität auf die Rückseite des Bogens 58 sprüht. Dadurch werden die schwarzen und nichtschwarzen Teile des Tonerpulverbildes weitgehend gleichzeitig vom Band 10 auf den Bogen 58 hinübergezogen. Nach erfolgter Übertragung bewegt sich der Bogen weiter in die durch Pfeil 62 gekennzeichnete Richtung bis auf ein Transportband (nicht dargestellt), das den Bogen zur Fixierstation E transportiert.
• Die Fixierstation E umfaßt eine Fixiereinrichtung, die allgemein mit der Ziffer 64 gekennzeichnet ist und das übertragene Pulverbild permanent auf dem Bogen 58 fixiert. Am zweckmäßigsten ist es, wenn die Fixiervorrichtung 64 eine Heißfixierwalze 66 und eine Andruckwalze 68 umfaßt. Der Bogen 58 läuft zwischen der Fixierwalze 66 und der Andruckwalze 68 hindurch, wobei das Tonerpulverbild mit der Fixierwalze 66 in Kontakt kommt. Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild permanent auf dem Bogen 58 fixiert. Nach erfolgter Fixierung wird der durchlaufende Bogen 58 über eine Rutsche (nicht dargestellt) in eine Kopienablage (ebenfalls nicht dargestellt) geleitet, von der ihn der Benutzer entnimmt.
• Nach erfolgter Trennung des Trägermaterialbogens von der lichtleitenden Oberfläche des Bandes 10 werden die verbleibenden Tonerpartikel, die sich auf den Nichtbildbereichen der lichtleitenden Oberfläche befinden, durch ein Vorreinigungs- Ladegerät 72 auf eine geeignete Polarität und ein geeignetes Niveau aufgeladen, um sie entfernen zu können. Die Entfernung der Partikel erfolgt in der Reinigungsstation F. Dazu verfügt die Reinigungsstation F über eine elektrostatische Fellbürstenreinigungsvorrichtung 70 mit Saugluftabzug. Die Reinigungsvorrichtung umfaßt zwei Fellbürstenrollen, die sich mit relativ hoher Geschwindigkeit drehen, so daß mechanische Kräfte erzeugt werden, durch die die verbleibenden Tonerpartikel in einen (durch die Saugluft hervorgerufenen) Luftstrom, dann in eine Zyklontrenneinrichtung und schließlich in eine Tonersammelflasche gelangen. Zudem werden die Bürsten triboelektrisch bis zu einem sehr hohen negativen Potential geladen, so daß die verbleibenden Tonerpartikel von den Bürsten stärker angezogen werden und sich die Reinigunskraft erhöht.
• Nach erfolgter Reinigung wird die lichtleitende Oberfläche von einer Entladelampe beleuchtet, um die eventuell noch verbliebene elektrostatische Restladung vor der Aufladung der Oberfläche für den nächsten Bildzyklus zu zerstreuen.
• In Figur 2, ist die Entwicklerwalze 37 der Entwicklereinheit 34 ausführlicher dargestellt. Die Entwicklerwalzen 37 und 38 sind weitgehend identisch, so daß hier nur die Entwicklerwalze 37 beschrieben werden soll. Die Entwicklerwalze 37 bewegt das schwarze Entwicklermaterial und bringt es mit dem auf der lichtleitenden Oberfläche von Band 10 aufgezeichneten latenten elektrischen Bild in Kontakt. Wie bereits festgestellt, wird die Entwicklerwalze 37 elektrisch vorgespannt so daß die stark aufgeladenen Bereiche des latenten Bildes das Entwicklermaterial anziehen. Die Entwicklerwalze 37 umfaßt ein nichtmagnetisches röhrenförmiges Element oder eine Hülse 50, vorzugsweise aus Aluminium, mit einer aufgerauhten Außenoberfläche Das röhrenförmige Element 50 dreht sich in die durch Pfeil 52 gekennzeichnete Richtung. Im Inneren des röhrenförmigen Elements so ist eine Magnetvorrichtung 54 angebracht und von diesem beabstandet. Die Magnetvorrichtung 54 ist feststehend und so angeordnet, daß sie das Entwicklermaterial auf die Außenfläche des röhrenförmigen Elements 50 zieht. Auf diese Weise wird das Entwicklermaterial bei Drehung des röhrenförmigen Elements 50 in die durch Pfeil 52 gekennzeichnete Richtung auf die Außenfläche desselben gelenkt und damit in die Entwicklungszone bewegt. Die Magnetvorrichtung 54 ist so angeordnet, daß sich zwei kleine Magnetpole im wesentlichen im Zentrum der Entwicklungszone befinden. Die Magnetpole der Magnetvorrichtung 54 sind gegenüber der lichtleitenden Oberfläche im Spalt zwischen dem röhrenförmigen Element 50 und dem Band 10 angeordnet. So wird in der Entwicklungszone ein sehr schwaches Magnetfeld erzeugt. Die Magnetvorrichtung 54 verfügt in der Entwicklungszone über zwei kleine Magnetpole, die ein Magnetfeld mit dem in Figur 5 dargestellten Profil erzeugen. Der Scheiteiwert liegt bei 350 und der Talwert bei 150 Gauß. Im Vergleich dazu weist das durch die Magnetvorrichtung 48 in der Entwicklungszone erzeugte und in Figur 4 dargestellte magnetische Feld einen Scheitelwert von etwa 500 und einen Talwert von etwa 300 Gauß auf.
• In Figur 3 wird die Entwicklerwalze 35 der Entwicklereinheit 32 genauer dargestellt. Die Entwicklerwalzen 35 und 36 sind weitgehend identisch, so daß hier nur die Entwicklerwalze 35 beschrieben werden soll. Die Entwicklerwalze 35 bewegt das nichtschwarze Entwicklermaterial und bringt es mit dem auf der lichtleitenden Oberfläche von Band 10 aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild in Kontakt. Wie bereits festgestellt, wird die Entwicklerwalze 35 elektrisch vorgespannt, so daß die entladenen Bereiche des latenten Bildes das Entwicklermaterial anziehen. Die Entwickerwalze 35 umfaßt ein nichtmagnetisches röhrenförmiges Element oder eine Hülse 44, vorzugsweise aus Aluminium, mit einer aufgerauhten Außenoberfläche Das röhrenförmige Element 44 dreht sich in die durch Pfeil 46 gekennzeichnete Richtung. Im Inneren des röhrenförmigen Elements 44 ist eine Magnetvorrichtung 48 angebracht und von diesem beabstandet. Die Magnetvorrichtung 48 ist feststehend und so angeordnet, daß sie das Entwicklermaterial auf die Außenfläche des röhrenförmigen Elements 44 zieht. Auf diese Weise wird das Entwicklermaterial bei Drehung des röhrenförmigen Elements 44 in die durch Pfeil 46 gekennzeichnete Richtung auf die Außenfläche desselben gelenkt und damit in die Entwicklungszone bewegt. Die Magnetvorrichtung 48 ist so angeordnet, daß ein Schlitz 47, der oben am Entwicklungsmagneten ausgearbeitet ist und sich über seine gesamte Länge erstreckt, im wesentlichen im Zentrum der Entwicklungszone liegt. Der Schlitzteil des Entwicklungspoles an der Magnetvorrichtung 48 ist gegenüber der lichtleitenden Oberfläche in dem Spalt zwischen dem röhrenförmigen Element 44 und dem Band 10 angeordnet. Auf diese Weise wird im zentralen Teil der Entwicklungszone ein schwaches Magnetfeld erzeugt. Allerdings ist das magnetische Material im Eintritts- und Austrittsbereich der neben den beiden Seiten des Schlitzes gelegenen Entwicklungszone weitaus stärker. Das dickere magnetische Material neben dem Schlitz in der Entwicklungszone erzeugt starke Magnetfelder im Eintritts- und Austrittsbereich der Entwicklungszone. Die Magnetvorrichtung 48 erzeugt ein Magnetfeld mit dem in Figur 4 dargestellten Profil. Wie aus der Abbildung erkennbar weist die magnetische Feldkurve ein von zwei Scheitelpunkten umgebenes Tal auf. Während im zentralen Teil der Entwicklungszone ein schwaches Magnetfeld erzeugt wird, entsteht im Eintritts- und Austrittsbereich der Entwicklungszone ein starkes Magnetfeld. Ein Beispiel für ein durch die Magnetvorrichtung 48 im zentralen Teil der Entwicklungszone erzeugtes Feld wird durch das Tal der Kurve in Figur 4 verdeutlicht. Die minimale magnetische Feldstärke am Talpunkt liegt bei etwa 300 Gauß. Die maximale magnetische Feldstärke an den Scheitelpunkten beträgt circa 550 Gauß.
• Anhand der Figuren 6 und 7 wird die Verwendung von Tonern, die zu 9 Volmenprozent aus grobkörnigen Partikeln bestehen, d.h. Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 20 und 30 Mikrometer (Figur 6), mit dem Einsatz von Tonern mit einem auf 2 Volumenprozent reduzierten Anteil an grobkörnigen Partikeln (Figur 7) verglichen. Wie aus Figur 6 erkennbar ist, bezeichnet Ziffer 74 den Bildbereich, d.h. einen großen auf einem Bogen entwickelten Volltonbereich, und Ziffer 76 bezeichnet einen Nichtbildbereich. Die Trennlinie zwischen dem Nichtbildbereich 76 und dem Bildbereich 74 ist durch die Ziffer 78 gekennzeichnet. Wie in Figur 6 dargestellt, ist die Trennlinie aufgrund des Auslaufens von grobkörnigen Tonerpartikeln vom Bildbereich 74 in den Nichtbildbereich 76 entlang der Trennlinie 78 verwischt oder ausgezackt. Zudem sind diffuse grobkörnige Tonerpartikel 80 in großer Zahl über den Nichtbildbereich 76 verstreut. Der Bildbereich wird mit den roten Tonerpartikeln der Entwicklereinheit 32 entwickelt. Nach erfolgter Entwicklung durchläuft das rote Tonerbild die Entwicklereinheit 34. Es wird angenommen, daß durch die Entwicklerwalzen der Entwicklereinheit 34 einige der großen grobkörnigen Tonerpartikel vom Bildbereich in den Nichtbildbereich transportiert werden und dadurch zu der ausgezackten und unscharfen Trennlinie und zur Verteilung von grobkörnigen Tonerpartikeln im Nichtbildbereich führen. Nach erkannter Ursache dieses Problems liegt die Lösung in der Reduzierung des Anteils der grobkörnigen Tonerpartikel. Daher wurde ihr Anteil in der Entwicklereinheit 32 von 9 auf 2 Volumenproduzent gesenkt. Die Folgen der Reduzierung des Anteils der grobkörnigen Tonerpartikel sind in Figur 7 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Trennlinie 78 zwischen dem Bildbereich 74 und dem Nichtbildbereich 76 weitaus schärfer als in Figur 6 ist. Zudem befinden sich weniger grobkörnige Partikel 80 im Nichtbildbereich 76 als in Figur 6. Dies zeigt, daß durch die Reduzierung des Anteils der grobkörnigen Partikel von 9 auf 2 Volumenprozent, das starke Auslaufen (Ausbluten) erheblich verringert und die Druckqualität wesentlich verbessert wird. Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß das auf der lichtleitenden Oberfläche aufgezeichnete latente Bild aufgeladene und entladene Bildbereiche umfaßt. Die erste Entwicklereinheit entsprechend der Bewegungsrichtung der lichtleitenden Oberfläche entwickelt die entladenen Bereiche des latenten Bildes mit nichtschwarzem Toner. Der Anteil der grobkörnigen Tonerpartikel, d.h. der Partikel mit einem Durchmesser von mindestens 20 Mikrometer, liegt bei höchstens 2 Volumenprozent. In einer zweiten, nach der ersten Entwicklereinheit angeordneten Entwicklereinheit werden die aufgeladenen Bereiche des latenten Bildes mit schwarzem Toner entwickelt. Das nichtschwarze und das schwarze Tonerbild werden im wesentlichen gleichzeitig von der lichtleitenden Oberfläche übertragen, wodurch eine Hochlichtfarbkopie erzeugt wird.
• Dies zeigt, daß erfindungsgemäß eine Entwicklereinheit für elektrofotografische Kopiergeräte geschaffen worden ist, die den vorstehend genannten Anforderungen im Hinblick auf Ziele und Vorteile voll und ganz gerecht wird. Wenngleich die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist für Fachleute leicht erkennbar, daß sich vielfältige alternative, modifizierte und abgeänderte Einsatzmöglichkeiten eröffnen. Dementsprechend ist vorgesehen, alle Alternativen, Modifizierungen und ähnliche Änderungen, die in den breiten Schutzumfang der Erfindung entsprechend den beigefügten Ansprüchen fallen, zu erfassen.

Claims (8)

1. Entwicklungsgerät, bei dem ein latentes Bild auf eine sich bewegende ladungshaltende Oberfläche (10) aufzeichnet wird und das ein Entwicklungssystem (30) zum Entwickeln von Teilen des latenten Bildes aufweist, gekennzeichnet durch

eine erste Entwicklungsvorrichtung (32) zum Entwickeln eines ersten Teils des latenten Bildes in einer ersten Entwicklungszone mit Tonerpartikeln einer ersten Polarität, wobei in der ersten Entwickungsvorrichtung (32) der Anteil der grobkörnigen Tonerpartikel mit einem Durchmesser von mindestens 20 Mikrometer bei höchstens 2 Volumenprozent liegt;

eine zweite Entwicklungsvorrichtung (34) zum Entwickeln eines zweiten Teils des latenten Bildes in einer zweiten Entwicklungszone mit Tonerpartikeln einer zweiten, der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität, wobei die zweite Entwicklungsvorrichtung (34) in Bewegungsrichtung der ladungshaltenden Oberfläche (10) hinter der ersten Entwicklungsvorrichtung (32) angeordnet ist.

2. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerpartikel der ersten Entwicklungsvorrichtung einen mittleren Durchmesser von etwa 13 Mikrometer aufweisen.

3. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Entwicklungsvorrichtung (32) eine erste Magnetvorrichtung (35, 36) umfaßt, die in der ersten Entwicklungszone ein schwaches Magnetfeld und im Ein- und Austrittsbereich der ersten Entwicklungszone ein starkes Magnetfeld erzeugt.

4. Entwicklungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten Teil des latenten Bildes um einen entladenen Bereich und bei dem zweiten Teil des latenten Bildes um einen aufgeladenen Bereich handelt.

5. Entwicklungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entwicklungsvorrichtung (34) eine zweite Magnetvorrichtung (37, 38) umfaßt, die in der zweiten Entwicklungszone ein schwaches Magnetfeld erzeugt.

6. Entwicklungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Entwicklungsvorrichtung (32) den ersten Teil des latenten Bildes mit Tonerpartikeln einer ersten Farbe zu einem ersten sichtbaren Bild entwickelt, und die zweite Entwicklungsvorrichtung (34) den zweiten Teil des latenten Bildes mit Tonerpartikeln einer zweiten Farbe zu einem zweiten sichtbaren Bild entwickelt,

7. Entwicklungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Übertragungsvorrichtung (D) zur im wesentlichen gleichzeitigen Übertragung des ersten sichtbaren Bildes und des zweiten sichtbaren Bildes von der ladungshaltenden Oberfläche (10) auf eine Kopie (58).

8. Entwicklungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Gerät um ein elektrofotografisches Kopiergerät handelt und die Oberfläche (10) Bestandteil eines lichtleitenden Elements ist.