DE69407214T2

DE69407214T2 - Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69407214T2
Application number: DE69407214T
Authority: DE
Inventors: Peter S Alexandrovich; Thomas A Jadwin; Joseph Y Kaukeinen; Eric C Stelter
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2014-05-07
Also published as: US5489975A; EP0625731A1; JPH0743978A; DE69407214D1; EP0625731B1; US5409791A

Description

Die Erfindung betrifft die Erzeugung von Tonerbildern auf einem Bildträger. Sie eignet sich besonders für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von zwei oder mehr Tonerbildern unterschiedlicher Farbe in ein und demselben Bildfeld eines Bildträgers, ist aber nicht darauf beschränkt.
US-A-4,546,060 offenbart ein Verfahren zum Entwickeln elektrostatischer Bilder, bei dem ein Entwickler mit einem "harten" magnetischen Träger verwendet wird, der bei magnetischer Sättigung eine Koerzitivkraft von mindestens 300 Gauss hat und ein induziertes magnetisches Moment von mindestens 20 EMU/g aufweist, wenn er sich in einem angelegten Feld von 1000 Gauss befindet (10&sup4; Gauss = 1 Tesla). Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Trägers mit einer wesentlich höheren Koerzitivkraft in der Größenordnung von 2000 Gauss wird gewerblich für die qualitativ hochwertigste elektrostatische Bildentwicklung genutzt, die es zur Zeit gibt. Bei diesem Verfahren wird ein Entwickler, der sich aus harten magnetischen Trägerteilchen dieser Art und entgegengesetzt geladenen Tonerteilchen zusammensetzt, durch schnelle Drehung eines magnetischen Kerns in einer Hülle oder Hülse, auf der sich der Entwickler bewegt, mit derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung wie das Bild transportiert. Durch rasche Polübergänge auf der Hülse wird auf den Träger mit der hohen Koerzitivkraft ein Drehmoment ausgeübt. "Fäden" oder "Ketten" des Trägermaterials überschlagen sich laufend mit hoher Geschwindigkeit auf der Hülse, um den Entwickler auf der Hülle in einer Richtung zu bewegen, die der Drehrichtung des Kerns entgegengesetzt ist. Bei einem "weichen" magnetischen Träger mit geringer Koerzitivkraft dagegen bewirken die Polübergänge intern eine Umkehrung der magnetischen Ausrichtung. In diesem Falle überschlägt sich der Träger nicht, weil das auf ihn ausgeübte Drehmoment zu gering ist.
Als Beispiel für eine Reihe von Veröffentlichungen, in denen ein Verfahren beschrieben wird, bei dem zur Erzeugung eines elektrostatischen Bildes ein fotoleiffähiger Bildträger gleichmäßig geladen und Bild für Bild belichtet wird, sei hier US-A- 5,001,028 genannt. Zur Erzeugung eines Tonerbildes wird dabei Trockentoner auf das elektrostatische Bild aufgetragen. In der Regel werden bei diesem Verfahren die entladenen Flächen entwickelt. Somit hat der aufgetragene Toner dieselbe Polarität wie das elektrostatische Bild. Ablagerungen in den Bereichen geringster Ladung (den entladenen Flächen) erzeugen ein Tonerbild, dessen Dichte in den am stärksten belichteten Bildabschnitten am größten ist.
Ohne Fixierung des ersten Tonerbildes wird der Bildträger in der Regel gleichmäßig geladen, wobei die Ladung wiederum dieselbe Polarität aufweist wie die Vorlage, um im allgemeinen in den von dem ersten Tonerbild nicht belegten Abschnitten des Bildträgers ein zweites elektrostatisches Bild zu erzeugen. Das zweite elektrostatische Bild wird dann getonert, wiederum mit einem Toner, der dieselbe Polarität wie das elektrostatische Bild aber eine andere Farbe als das erste Tonerbild aufweist, um ein zweites Tonerbild zu erzeugen. Das Verfahren kann mit einem, mit einem dritten farbigen Toner getonerten dritten elektrostatischen Bild wiederholt werden, um ein Dreifarbenbild zu erzeugen, und so weiter. Die zwei (oder mehr) Farbbilder haben alle dieselbe Polarität und lassen sich ohne weiteres in nur einem Schritt auf ein Empfangsblatt übertragen und, ebenfalls in nur einem Schritt, fixieren.
Das Verfahren wird am häufigsten zur Erzeugung von Akzentfarbdrucken oder -kopien mit elektronischer Belichtung durch einen Laser- oder LED-Druckkopf verwendet, ist aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Bei allen der Anmelderin bekannten gewerblichen Anwendungen wird mit elektronischer Belichtung und Entwicklung der entladenen Flächen gearbeitet.
Das Verfahren bietet für den Mehrfarbendruck eine Reihe von Vorteilen Das umständliche, ungenaue und/oder aufwendige deckungsgleiche Ausrichten der Bilder in einer Übertragungsstation kann entfallen. Wenn für jedes Bild eine eigene Belichtungsstation vorgesehen wird, können Mehrfarbendrucke mit derselben Geschwindigkeit hergestellt werden wie Einfarbendrucke.
Wichtig ist, daß das erste Tonerbild durch den zweiten und weitere Tonerungsschritte nicht gestört wird. Andernfalls gelangt Toner von dem ersten Tonerbild in die zweite Entwicklungsstation ("Enttonerung") und Toner aus der zweiten Entwicklungsstation auf das erste Tonerbild ("Übertonerung"). Ob dabei Enttonerung oder Übertonerung die größeren Schwierigkeiten verursacht, hängt im Einzelfall von der Reihenfolge der Farben ab. In einem System, in dem zuerst eine hellere und dann eine dunklere Farbe abgelagert wird, verursacht eine Übertonerung größere Schwierigkeiten als eine Untertonerung. Dagegen verursacht in einem System, in dem eine dunklere Farbe, beispielsweise Schwarz, zuerst und die hellere Farbe an zweiter Stelle abgelagert wird, eine durch Enttonerung bedingte Verschleppung der dunklen Farbe in die Tonerstation für die hellere Farbe wesentlich größere Schwierigkeiten. Eine Übertonerung ist häufig das Ergebnis einer Enttnonerung, bei der der Toner mit der zweiten Farbe den entfernten Toner mit der ersten Farbe ersetzt.
Zur Vermeidung einer Störung des ersten Bildes wird in den US-A-5,001,028 vorausgehenden Veröffentlichungen in vielen Fällen für den zweiten und weitere Tonerungsschritte Projektionstonern empfohlen. Schnelldruckverfahren, bei denen der Toner projiziert wird, haben jedoch den Nachteil, daß sie die Erzielung einer angemessenen Dichte erschweren. Nach US-A-5,001,028 werden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, wenn zum Entwickeln des zweiten und weiterer Bilder das in US-A-4,546,060 offenbarte Verfahren angewandt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der in dem oben genannten Patent beschriebenen Erfindung wird die Pulverschicht der Bürste mit dem Bild physisch in Berührung gebracht. Auf diese Weise können mit hoher Druckgeschwindigkeit Bilder extrem hoher Dichte erzeugt werden. Die Enttonerung ist infolge der Bürsten dieser Art eigenen Weichheit sehr viel geringer als bei den mit hoher Dichte und hoher Geschwindigkeit arbeitenden Systemen, weil das erste Tonerbild nicht physisch bzw. mechanisch abgewischt wird. Obwohl auch dieses System das Problem der Untertonerung nicht ganz löst, ist es für Anwendungen, die eine hohe Dichte und hohe Druckgeschwindigkeit erfordem, dem bis dahin üblichen Projektionstonern eindeutig vorzuziehen.
Die japanische Veröffentlichung Kokai 56-144452 vom 10. November 1981 zeigt verschiedene Projektionstonerungssysteme zum Tonern elektrostatischer Bilder in Anwesenheit unfixierter erster Tonerbilder, bei denen magnetische Bürsten mit rotierendem Kern und ein Zweikomponentenentwickler zur Anwendung kommen.
US-A-4,629,669 ist eine von mehreren Veröffentlichungen, in denen der Einsatz eines Wechselstromfeldes zur Projektionstonerung einer Reihe elektrostatischer Bilder beschrieben wird. Einige der in diesem Patent aufgeführten Beispiele schlagen die Verwendung von Zweikomponentenentwicklern in Verbindung mit einem rotierenden magnetischen Kern in einer rotierenden Hülse vor. Für das Problem der Untertonerung werden in diesem Patent unter anderem folgende Lösungen vorgeschlagen: 1) Verstärkung des magnetischen Feldes bei den nachfolgenden Bildern, 2) Erhöhung der belichteten Entwicklermenge bei den nachfolgenden Bildern, 3) Erhöhung der Tonerkonzentration bei den nachfolgenden Bildern, 4) Erhöhung der Ausgangsladung auf dem Fotoleiter bei den nachfolgenden Bildern 5) Erhöhung der Ladung auf den Tonern bei den nachfolgenden Bildern und 6) Änderung der Wechselstromkomponente der Vorspannung durch Reduzierung einer hohen Oberwellenkomponente bei den nachfolgenden Bildern. Bei allen beschriebenen Beispielen sind die Tonerteilchen mindestens 10 µm groß, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß mit kleineren Tonerteilchen eine bessere Auflösung erzielt wird. Im allgemeinen wird die Wechselstromkomponente der Vorspannung von 800 Hz bis 3 kHz verändert. Dabei werden bei 800 Hz weniger gute Ergebnisse erzielt. Bei den Beispielen mit beweglichem Kern bewegt sich die Hülse mindestens mit der Geschwindigkeit des Bildes, beispielsweise 120 - 300 mm/s, während sich der Kern mit 450 bis 750 min&supmin;¹ in der entgegengesetzten Richtung dreht. Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn sich der Entwickler zwei bis dreimal so schnell bewegte wie das Bild. Der Träger wirkt hochgradig isolierend und hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 10¹&sup4; Ohm-cm.
US-A-4,797,334 zeigt ein System mit einem sich drehenden Kern und einer Hülse, bei dem ein elektrostatisches Einzelbild mit hoher Hülsengeschwindigkeit und einer vorzugsweise im Bereich von 300 Hz bis 2 kHz liegenden Wechselstromvorspannung über einen Spalt getonert wird. Der Träger wirkt auch hier mit vorzugsweise 10¹&sup4; Ohm-cm hochgradig isolierend. Eine ähnlich geartete Tonerung eines Einzelbildes wird in US-A-4,657,374 offenbart. Das System arbeitet mit einer schnell rotierenden Hülse (100 - 150 min&supmin;¹), der Kern dreht sich mit 1000 bis 2000 min&supmin;¹.
US-A-4,803,518 zeigt ebenfalls die Entwicklung eines elektrostatischen Bildes in Anwesenheit eines unfixierten ersten Trockentonerbildes unter Verwendung einer magnetischen Bürste mit einem sich drehenden Kern und eines Zweikomponentenentwicklers. Typisch für den Träger ist ein spezifischer Widerstand von 10¹&sup4; Ohm-cm und eine Teilchengröße von 30 µm. Eine Reduzierung der Farbvermischung wird primär durch Verstellung der Wechselstromfrequenz, der Spannung und des Entwicklungsspalts bewirkt. Eine hohe spezifische Ladung soll die Enttonerung verringern. Die spezifische Ladung wird bei den nachfolgenden Bildern erhöht. Gleichzeitig wird die Amplitude der Wechselstromkomponente der Vorspannung reduziert und deren Frequenz erhöht. Projektionstonern wird in allen Stationen bevorzugt, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß in der ersten Station auch Kontakttonern möglich ist. Die mittlere Teilchengröße des Toners beträgt 10 µm. Siehe auch US-A-4,666,804, US-A-677,929, US-A-4,822,711 und US-A-4,599,285.
Soweit in den oben genannten Veröffentlichungen für den zweiten Tonerungsschritt in einem Mehrfarbensystem Projektionstonern mittels einer Bürste mit sich drehendem Kern und einer Vorspannung mit einer Wechselstromkomponente vorgeschlagen wird, muß sich die Hülse mindestens genauso schnell bewegen wie das Bild, damit mehr Entwickler daran vorbeigeführt wird. Offensichtlich soll der Enttonerungseffekt durch eine hohe spezifische Ladung verringert werden. Die verwendeten Träger wirken durchwegs hochgradig isolierend. In keiner dieser Veröffentlichungen wird die Verwendung eines Trägers mit hoher Koerzitivkraft vorgeschlagen.
Trotz der Offenbarungen in den oben genannten Veröffentlichungen muß bei den dort beschriebenen Systemen nach wie vor ein Kompromiß zwischen einer Entwicklung mit hoher Dichte und dem Auftreten von Enttonerungseffekten geschlossen werden. Das bedeutet, daß bei Systemen, bei denen die Entwicklerpulverschicht vom Bildträger ferngehalten wird, um den Enttonerungseffekt zu verringern, das System aufgrund der Entwicklungsdichte für den Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten weniger geeignet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Tonern eines elektrostatischen Bildes in der Anwesenheit eines unfixierten ersten Trockentonerbildes zu schaffen, bei dem eine Verbesserung des Kompromisses zwischen Enttonerung und Entwicklung mit hoher Dichte erzielt wird.
Gelöst werden diese und weitere Aufgaben durch ein Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes auf einem Bildträger, der im Bildfeld des elektrostatischen Bildes ein unfixiertes Trockentonerbild aufweist. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte:
Zuführen eines aus dauermagnetisierten Trägerteilchen hoher Koerzitivkraft und Tonerteilchen bestehenden Zweikomponentenentwicklers zu einer Auftragsvorrichtung mit einem drehbaren magnetischen Kern, der auf seinem Umfang wechselnde Pole und eine Hülle oder Hülse um den Kern aufweist,
Drehen des Kerns innerhalb der Hülle, um auf der Oberfläche der Hülle ein sich rasch veränderndes Magnetfeld zu erzeugen, das bewirkt, daß der Entwickler wellenartig mit alternierenden Wellenbergen und -tälern in unmittelbarer Nähe des Bildträgers vorbeibewegt wird, wobei jedoch die Wellenberge des Entwicklers den Bildträger nicht berühren, und
Anlegen eines Wechselfeldes zwischen der Hülle und dem Bildträger zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes.
Nach der in Anspruch 1 definierten Erfindung weist der Träger bei magnetischer Sättigung eine Koerzitivkraft von mindestens 300 Gauss, vorzugsweise mehr als 1500 Gauss, beispielsweise 2000 Gauss, und ein induziertes magnetisches Moment von mindestens 20 EMU/g auf, wenn er sich in einem angelegten Feld von 1000 Gauss befindet. Der Kern dreht sich vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von mehr als 300 min&supmin;¹, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1000 min&supmin;¹, wobei die besten Ergebnisse bei Geschwindigkeiten von mehr als 1500 min&supmin;¹ erzielt werden. Der Kern weist mindestens 8 und vorzugsweise mehr als 10, beispielsweise 12, um seinen Umfang angeordnete wechselnde Pole auf.
Der Träger und der rotierende Kern weisen ähnliche Merkmale auf wie bei dem in US-A-5,001,028 beschriebenen bekannten System. Bei dem dort beschriebenen System bewegte sich der Entwickler jedoch in einer Wellenformation mit einander schnell abwechselnden Wellenbergen und -tälern rasch um die Hülle (siehe Fig. 7). Es wurde zunächst angenommen, daß diese Wellenberge und -täler die Aufrechterhaltung eines Spalts erschweren oder unmöglich machen würden. Tatsächlich stellte sich jedoch heraus, daß bei Einsatz dieses Systems der Spalt trotz der heftigen Bewegung des Entwicklers selbst bei verhältnismäßig geringen Abständen zwischen den Wellenbergen des Entwicklers und dem Bildträger aufrechterhalten werden kann. Es stellte sich ferner heraus, daß gerade wegen der Heftigkeit der Bewegung ein für eine Bilderzeugung mit hoher Geschwindigkeit ausreichender Entwicklungsgrad bei vernachlässigbar geringer Enttonerung erzielt wird. Aufgrund dieser Heftigkeit der Bewegung können Toner mit verhältnismäßig geringer spezifischer Ladung verwendet werden, was sich auf die Dichte des Bildes positiv auswirkt.
Mit dem in Anspruch 12 definierten erfindungsgemäßen Verfahren wurde im Vergleich zu dem in den Vorveröffentlichungen vorgeschlagenen Projektionstonern mit Hilfe eines wesentlich leitfähigeren Trägers bei der Abbildung eine bessere Zeilenbreite erzielt, d.h. die für Projektionstonern mit hoher Geschwindigkeit typische Dünnzeiligkeit konnte durch den Einsatz eines Trägers mit einer hohen Koerzitivkraft und einem spezifischen Widerstand von weniger als 10¹³ Ohm-cm, vorzugsweise weniger als 10&sup9; Ohm-cm, reduziert werden. Bei vielen der im folgenden beschriebenen Beispiele wurden mit Trägern, die einen spezifischen Widerstand von 10¹¹ Ohm-cm aufwiesen, sehr gute Ergebnisse erzielt. Die besten Ergebnisse waren diesbezüglich jedoch mit einem Träger zu verzeichnen, dessen spezifischer Widerstand weniger als 10&sup6; Ohm-cm, beispielsweise 10&sup4; Ohm-cm, betrug.
Daraus ergibt sich als weitere Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines verbesserten Projektionstonerungsverfahrens für beliebige Anwendungen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Seitenansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung.
Fig. 2 u. 3 seitliche Schnitte durch eine Tonerungsvorrichtung.
Fig. 4 einen seitlichen Schnitt in schematischer Darstellung, der die Arbeitsweise eines Teilabschnitts einer Tonerungsvorrichtung veranschaulicht.
Fig. 5 u. 6 ebenfalls seitliche Schnitte in schematischer Darstellung, die in Anlehnung an Fig. 4 vergrößert die Arbeitsweise des Entwicklers bei zwei verschiedenen Tonerungsanwendungen veranschaulichen.
Fig. 7 eine nicht maßstabsgerechte Seitenansicht, die die Bewegung des Entwicklerträgers bei der Bildung von Wellenbergen und -tälern auf einer Entwicklerhülse veranschaulicht.
Fig. 8 eine grafische Darstellung des Entwicklungsgrades in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Kerns.
Fig. 9 eine grafische Darstellung der Enttonerung in Abhängigkeit von der Beabstandung zwischen Hülse und Bildträger.
Fig. 10 u. 11 grafische Darstellungen des Entwicklungsg rades bzw. der Zeilenbreite in Abhängigkeit vom Spitzenwertabstand der Spannung.
Fig. 12 eine grafische Darstellung des Entwicklungsgrades in Abhängigkeit von der Wechselstromfrequenz.
Fig. 13 eine grafische Darstellung des Entwicklungsgrades in Abhängigkeit von der Beabstandung.
Fig. 14 u. 15 grafische Darstellungen des Entwicklungsgrades bzw. der Zeilenbreite in Abhängigkeit von der spezifischen Ladung.
Fig. 16 eine grafische Darstellung des Entwicklungsgrades in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Hülle.
Fig. 17 eine Reihe von Kurven der Strömungsgeschwindigkeit des Entwicklers in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Kerns für verschiedene Drehgeschwindigkeiten der Hülle.
Die Erfindung betrifft das Entwickeln von Bildern mit einem Zweikomponentenentwickler. In Übereinstimmung mit dem branchenüblichen Sprachgebrauch schließt der Begriff "Entwickler" die Bestandteile, aus denen sich das Zweikomponentensystem zusammensetzt, nämlich "Träger" und "Toner" mit ein. Der Träger besteht aus einem magnetisierbaren Material und soll in der Tonerungsvorrichtung bleiben. Der Toner wird von dem Träger mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen, auf dem elektrostatischen Bild abgelagert und im Entwickler regelmäßig nachgefüllt.
Die in Fig. 1 gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung 100 ist mit einem fotoleitfähigen Bildträger 1 in Form eines Endlosbandes versehen, das von mehreren Walzen auf einer Endlosbahn geführt wird. Im Betrieb wird der Bildträger 1 zunächst in einer Ladestation 10 gleichmäßig geladen. Zur Erzeugung eines ersten elektrostatischen Bildes wird der geladene Bildträger 1 Bild für Bild von einem LED-Druckkopf 7 oder einem Laser oder einer anderen geeigneten Belichtungsvorrichtung, beispielsweise einer optischen Belichtungsvorrichtung, belichtet. Nach Umlenkung an einer Walze 18 wird das erste elektrostatische Bild zur Erzeugung eines ersten Tonerbildes in einer ersten Tonerungsstation 15, die vorzugsweise die dunkelste in der Vorrichtung verwendete Farbe, beispielsweise Schwarz, enthält, getonert. Zur Erzeugung eines Tonerbildes in den mit dem Druckkopf 7 belichteten Bereichen werden vorzugsweise die entladenen Flächen entwickelt.
In einer zweiten Ladestation 20 wird dasselbe Bildfeld bzw. derselbe Bereich des Bildträgers 1 erneut gleichmäßig geladen, vorzugsweise mit der gleichen Polarität wie in der Station 10, und zur Erzeugung eines zweiten elektrostatischen Bildes von einem zweiten LED-Druckkopf 17 durch die Rückseite des Bildträgers 1 Bild für Bild belichtet. Die Belichtung von hinten bietet bestimmte Vorteile, ist aber nicht zwingend erforderlich. Stattdessen kann auch von vorn belichtet werden. Vor dem zweiten Laden in der Station 20 wird der Bildträger 1 mit einer rückseitig angeordneten Löschlampe 19 durch die Rückseite ganzflächig belichtet, um eine etwa noch vorhandene Restladung unter dem Tonerbild abzubauen. Obwohl die in der Station 20 erzeugte Ladung eine gleichnamige Polarität aufweist, scheint dieser Löschschritt die Haftung zwischen dem ersten Tonerbild und dem Bildträger zu verbessern. Zur Erzeugung eines zweiten Tonerbildes, dessen Farbe normalerweise heller ist als die des ersten Tonerbildes, werden die entladenen Flächen des zweiten elektrostatischen Bildes mit Toner aus der Station 72 oder 74 getonert. Wenn beispielsweise das erste Tonerbild schwarz ist, kann für das zweite Tonerbild praktisch jede beliebige andere Farbe verwendet werden. Der jetzt mit einem unfixierten Zweifarben- Trockentonerbild versehene Bildträger 1 wird nach Umlenkung an einer Walze 16 zuerst an einer Trägermaterialentfernungsvorrichtung 27 vorbeigeführt, die das bei den verschiedenen Tonerungen gegebenenfalls abgelagerte magnetische Trägermaterial anzieht, und läuft dann an einem Densitometer vorbei, mit dem der Verfahrensablauf gesteuert wird. Der Bildträger kann an dieser Stelle auch mit einer Löschlampe belichtet und einer Wechselstrom-Coronaentladung unterzogen werden (nicht dargestellt), um das Tonerbild auf dem Bildtträger in an sich bekannter Weise zu lockern. Die Trägermaterialentfernungsvorrichtung 27 kann auch zwischen der Tonerungsstation 15 und der Tonerungsstation 74 angeordnet werden.
Ein Empfangsblatt wird aus einem von zwei Empfangsblattvorräten 29 oder 49 in eine Übertragungsstation 31 gefördert, wo das Zweifarbenbild in nur einem Schritt durch an sich bekannte, herkömmliche elektrostatische Übertragung auf die Unterseite des Empfangsblatts übertragen wird. Die Übertragung kann durch Coronaentladung, mit einer Andruckwalze oder nach einem beliebigen anderen Verfahren, auch mit Wärmeunterstützung, erfolgen. Das Empfangsblatt wird mit einer geeigneten Unterdrucktransportvorrichtung 33 einer Fixiervorrichtung 35 zugeführt, wo das Zweifarbenbild in nur einem Schritt fixiert wird. Das Empfangsblatt kann dann beliebig auf einer von drei Bahnen weiter befördert werden. Es kann auf einer weiterhin geraden Bahn einer Endbearbeitungsstufe (nicht dargestellt) zugeführt oder von einer geeigneten Umlenkvorrichtung 65 in eine obere Bahn umgelenkt werden. In der oberen Bahn kann das Empfangsblatt unmittelbar in einen oberen Ablagebehälter 80 gefördert oder von einer weiteren Umlenkvorrichtung 67 in eine Duplexbahn umgelenkt und einem Duplexbehälter 69 zugeführt werden, aus dem es dann erneut für die Aufnahme weiterer Bilder der Übertragungsstation 31 zugeführt werden kann. Wenn die neuen Bilder nicht auf dieselbe Seite wie die ersten Bilder, sondern auf die andere Seite des Empfangsblatts übertragen werden sollen, wird das Empfangsblatt umgelenkt und, wie beschrieben, in den Duplexbehälter gefördert. Wenn dagegen ein drittes Farbbild auf dieselbe Seite des Empfangsblatts übertragen werden soll wie das zusammengesetzte Zweifarbenbild, dann muß das Empfangsblatt umgedreht werden. Dies geschieht mit Hilfe einer Umlenkvorrichtung 71, die das Empfangsblatt in eine J-förmige Wendevorrichtung 73 umlenkt, in der das Blatt umgedreht und dann nach Umlenkung durch die Umlenkvorrichtungen 65 und 67 in den Duplexbehälter 69 gefördert wird.
Somit genügen zwei Bildfelder, um ein Empfangsblatt mit Dreifarbenbildern zu versehen. Dabei werden die ersten beiden Bilder in dem ersten Bildfeld und das dritte Bild in dem zweiten Bildfeld angebracht. Das Gerät ist so ausgelegt, daß Zweifaf benbilder mit voller Maschinengeschwindigkeit erzeugt werden können, wobei der Benutzer für das zweite Bild zwischen zwei verschiedenen Farben wählen kann. Wenn die dritte Farbe hinzukommt, verringert sich die Produktivität des Verfahrens infolge der Erzeugung des zusätzlichen Bildes. Da die ersten beiden Bilder sich leichter zueinander ausrichten lassen, weil dann noch mit nur einem Bildfeld gearbeitet wird, sollte als dritte Farbe die Farbe gewählt werden, bei der die Ausrichtung am wenigsten genau sein muß.
Wie an Hand von Fig. 1 gezeigt und beschrieben, kann jede der Tonerungsstationen für ein bestimmtes elektrostatisches Bild "abgeschaltet" werden. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erfolgt dies in an sich bekannter Weise dadurch, daß eine Andrückwalze 12, 13 oder 14 in Richtung der betreffenden Station so verschoben wird, daß der Bildträger 1 mit dieser Station in Funktionsbeziehung gelangt. Bei Geräten (nicht dargestellt), bei denen immer jede Farbe verwendet wird, ist diese Flexibilität unnötig. In diesem Falle könnten alle Stationen dauernd "eingeschaltet" sein.
Fig. 2 und 3 zeigen eine gegenwärtig für gewerbliche Zwecke eingesetzte Tonerungsstation 76, die für den in Fig. 1 dargestellten Anwendungsfall so adaptiert werden kann, daß sie für die Stationen 15, 72 und 74 verwendbar ist, obwohl die konstruktive Ausführung sich von der Ausführung der in Fig. 1 gezeigten Stationen etwas unterscheidet. Die beweglichen Andrückwalzen 12, 13 und 14 können dann entfallen, weil die Station 76 auf andere Weise ein- und ausgeschaltet wird, wie im folgenden beschrieben.
Die in Fig. 2 und 3 gezeigte Tonerungsstation 76 umfaßt ein Gehäuse 82 mit einem Sumpf 84, in dem sich ein Bandmischer 86 befindet. Der Bandmischer 86 mischt den in dem Sumpf vorhandenen Zweikomponentenentwickler.
Zwischen dem Sumpf 84 und einer Auftragsvorrichtung 102 ist ein Entwicklerdurchflußventil 88 angeordnet. Das Entwicklerdurchflußventil 88 weist eine mit Abstand zu einer gerillten Entwicklertransportwalze 94 angeordnete Hülse 90 auf. In der gerillten Walze 94 befindet sich ein strategisch angeordneter Magnet 92. Die Hülse 90 ist mit einem Einlaß 98 und einem Auslaß 96 versehen. Ein Elektromagnet 110 steuert die Stellung der Hülse 90.
Bei einem Tonerungsvorgang wird, wie in Fig. 2 gezeigt, der Entwickler von dem Magneten 92 angezogen und gelangt durch den Einlaß 98 in einen Raum zwischen der Hülse 90 und der gerillten Walze 94. Mit Hilfe des Magneten 92 bewegt die gerillte Walze 94 den Entwickler im Uhrzeigersinn links von der Hülse 90 nach oben zum Auslaß 96, wo der Entwickler durch Anziehung in Berührung mit einer Hülse 106 gelangt, die Bestandteil der Auftragsvorrichtung 102 ist. Durch Betätigung eines Elektromagneten 110, der die Hülse 90 im Uhrzeigersinn dreht, um sowohl den Einlaß als auch den Auslaß aus der in Fig. 2 gezeigten Betriebsstellung heraus zu bewegen, so daß kein Entwickler mehr zu der Auftragsvorrichtung 102 strömen kann, kann die Entwicklerzufuhr, wie in Fig. 3 gezeigt, abgesperrt werden. Auf diese Weise kann die Station "ein-" oder "abgeschaltet" werden, je nachdem, ob ein elektrostatisches Bild mit dem in der betreffenden Station vorhandenen farbigen Toner getonert werden soll oder nicht.
Die Auftragsvorrichtung 102 umfaßt eine Hülse oder Hülle 106, die einen drehbaren magnetischen Kern 104 umgibt. Der magnetische Kern 104 ist auf seinem Umfang mit wechselnden Polen versehen. So weist beispielsweise der in Fig. 2 und 3 gezeigte Kern 104 zwölf und der in Fig. 4 gezeigte Kern 104 sechzehn Pole auf. Der Kern 104 wird von einem Motor M (Fig. 4) mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise 2000 min&supmin;¹, gedreht. Die rasche Drehung des Kerns 104 bewirkt in dem Entwickler auf der Hülse 106, der einen dauermagnetisierten Träger mit hoher Koerzitivkraft enthält, rasche Polübergänge. Die hohe Koerzitivkraft und die Dauermagnetisierung haben zur Folge, daß sich der Träger in einer Richtung, die der Drehrichtung des Kerns entgegengesetzt ist, laufend überschlägt bzw. sich dreht. Infolge dieser Drehung bewegt sich der Träger in einer Richtung, die der Drehrichtung des Kerns entgegengesetzt ist, um die Hülse 106.
Die Entwicklungsstationen 15, 72, 74 und 76 arbeiten grundsätzlich nach diesem Prinzip. Dabei durchläuft der Entwickler eine Entwicklungszone in unmittelbarer Nachbarschaft des Bildträgers und bewegt sich dabei in der gleichen Richtung und vorzugsweise mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Bildträger. Diese Bewegung in derselben Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Bildträger kann nicht nur durch die konstruktive Auslegung und Geschwindigkeit des magnetischen Kerns 104, sondern auch durch die Bewegung der Hülse gesteuert werden. Die Hülse kann sich in beiden Richtungen bewegen und bestimmt in Verbindung mit der Kerngeschwindigkeit die Nettogeschwindigkeit des Entwicklers. Eine Bewegung der Hülse im Uhrzeigersinn erhöht den Durchsatz, eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn verringert ihn. Die Hülse kann auch unbeweglich ausgeführt werden. Die eigentliche Bewegung des Entwicklers wird primär durch den sich drehenden Kern bewirkt. Diese Art, den Entwickler durch eine Entwicklungszone zu transportieren, wird in den vorher erwähnten Patenten US-A-5,001,028 und U-A-4,546,060 und in anderen vorveröffentlichten Patenten, wie z.B. US-A-4,473,029 und US-A- 4,531,832, erläutert.
Nach US-A-5,001,028 kann ein elektrostatisches Bild in einem Bildfeld des Bildträgers, das bereits ein Trockentonerbild enthält, in der Weise getonert werden, daß man das Bild (wie in Fig. 6 gezeigt) mit der Pulverschicht einer Bürste der in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Art in Berührung bringt. Obwohl bei den meisten Materialien eine Enttonerung des ersten Tonerbildes nicht ganz vermieden werden kann, ist dieser Effekt verhältnismäßig gering, so daß nach diesem Verfahren das zweite elektrostatische Bild extrem schnell und mit hohem Wirkungsgrad getonert werden kann. Das Verfahren ermöglich somit die Erzeugung von zwei oder mehr Farbbildern mit sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten, beispielsweise 100 Bilder im Format DIN A 4 pro Minute.
Wenn eine Enttonerung nicht ganz vermieden werden kann, ist es wünschenswert, das helle (farbige) Bild als erstes und das dunkle (schwarze) Bild als zweites zu erzeugen, um den helleren Entwickler nicht mit dem dunkleren Toner zu verunreinigen. Diese Reihenfolge der Bilderzeugung ist jedoch nicht akzeptabel, wenn eine Übertonerung nicht ganz vermieden werden kann. Bei auftretender Enttonerung besteht immer die Gefahr einer Übertonerung, weil der zweite Toner dann dazu neigt, den ersten Toner zu ersetzen. Hinzu kommt, daß eine Übertonerung ohne Angleichung der Ladung auf dem Bildträger nach Erzeugung des ersten Tonerbildes, beispielsweise mit der Ladestation 20 in Fig. 1, schwer zu beseitigen ist. Unglücklicherweise birgt eine solche Angleichung der Ladung die Gefahr in sich, daß sich der Toner im ersten Tonerbild lockert, was wiederum Enttonerung und ein seitliches Verlaufen des ersten Bildes zur Folge haben kann.
Als bevorzugter Kompromiß zwischen diesen Schwierigkeiten wird das dunkle Bild zuerst und das zweite Bild anschließend durch Projektionstonern erzeugt. Die bekannten Vorrichtungen zum Projektionstonern haben jedoch, wie eingangs erwähnt, generell den Nachteil, daß sie weniger leistungsfähig sind und eine ausreichend dichte und wirksame Entwicklung infolgedessen nur möglich ist, wenn die Geschwindigkeit entsprechend reduziert wird.
Die Anmelderin war zunächst der Meinung, daß sich das Projektionstonern mit dem in US-A-5,001,028 beschriebenen Gerät schwierig gestalten würde. Diese Vermutung läßt sich am besten an Hand der Darstellungen in Fig. 4 - 7 nachvollziehen. Wie dort ersichtlich, bewirken die durch die rasche Drehung des Kerns 104 verursachten raschen Polübergänge, daß sich der Entwickler wellenartig mit alternierenden Wellenbergen und -tälern bewegt. Wie in Fig. 7 gezeigt, werden die Wellenberge und - täler von Entwicklerfäden gebildet, die sich abwechselnd aufrichten und niederlegen und sich auf diese Weise auf der Hülle 106 laufend überschlagen bzw. sich um die Hülle 106 drehen. Ausgelöst wird diese wellenartige Bewegung durch die Wirkung der dauermagnetisierten Trägerteilchen mit hoher Koerzitivkraft in dem sich rasch ändernden magnetischen Feld, das von dem sich sehr schnell drehenden Kern erzeugt wird.
Wie im einzelnen aus Fig. 7 ersichtlich, bilden Ketten aus Trägerteilchen unmittelbar über einem Nord- oder Südpol des magnetischen Kerns einen Wellenberg, weil sich die Pulverschicht dort aufrichtet. Zwischen den Polen entstehen Wellentäler, weil die Pulverschicht dort flach liegt. Die Ketten im aufrechtstehenden Teil der Pulverschicht kippen jeweils dem nächsten sich nähernden magnetischen Pol (mit entgegengesetzter Polarität) des sich drehenden Kerns entgegen. Auf diese Weise wird der Entwickler in einer Richtung transportiert, die der Bewegungsrichtung der Pole des Kerns entgegengesetzt ist. Die bisher verwendeten Trägerteilchen ohne angemessene Dauermagnetisierung (infolge einer zu geringen Koerzitivkraft) können sich in Abhängigkeit von dem wechselnden magnetischen Feld des Kerns intern magnetisch ausrichten und unterliegen daher nicht der bei Trägerteilchen mit hoher Koerzitivkraft zu beobachtenden heftigen, aber wünschenswerten Aufundabbewegung.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß durch geringfügige Beabstandung der Wellenberge des Entwicklers von dem Bildträger eine wirksame Entwicklung ohne Unregelmäßigkeiten in der Höhe der Wellenberge und eine dadurch bedingte Enttonerung erzielt werden konnte. Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine einlaßseitige Abstreifvorrichtung 141, die die der Entwicklungszone zugeführte Entwicklermenge begrenzt. Sie begrenzt auch die Höhe der Wellenberge beim Eintritt in die Entwicklungszone. Diese Wellenberge haben die Tendenz, wieder auf die für die Parameter des Systems normale Höhe anzuwachsen und können dabei auch eine größere als die von der Abstreifvorrichtung 141 zugelassene Höhe erreichen. Es hat sich gezeigt, daß die Höhe der Wellenberge in der Entwicklungszone unabhängig von der Wirkung der Abstreifvorrichtung 141 durchaus steuerbar ist.
Obwohl der Spalt zwischen Bildträger und Wellenberg den Entwicklungsgrad reduziert, sorgt die Heftigkeit der Bewegung des dauermagnetisierten Trägers mit hoher Koerzitivkraft in dem sich rasch verändernden Feld bei Geschwindigkeiten von 90 und mehr Bildern im Format DIN A 4 pro Minute für eine ausreichende Entwicklungsdichte.
Fig. 5 entspricht im Prinzip der Darstellung in Fig. 4, läßt aber die Wellenform des Entwicklers besser erkennen und zeigt den Spalt zwischen Entwickler und Bildträger in übertrieben großer Darstellung. Zu beachten ist hier, daß sich der Kern 104 gegen den Uhrzeigersinn dreht, während sich der Entwickler in Abhängigkeit von der Drehung des Kerns wellenartig im Uhrzeigersinn bewegt. Der Wellenberg berührt dabei nicht den Bildträger 1. Mittels einer Stromquelle 110 wird die Hülse 106 mit einem elektrischen Wechselfeld beaufschlagt, das eine von einer Gleichstromquelle 112 gelieferte Gleichstromkomponente enthält. Dadurch wird in einem elektrostatischen Bild auf dem Bildträger 1 ein Feld erzeugt. Der Bildträger 1 ist mit einer herkömmlichen geerdeten Stützelektrode versehen. Das elektrische Wechselfeld dient auch hier, wie bei den bekannten Projektionstonerungsystemen, zur Verbesserung der Tonerablagerung. Die Gleichstromkomponente des elektrischen Wechselfelds wird, wie ebenfalls an sich bekannt, so gewählt, daß sich eine gute Bilddichte ergibt, aber kein Toner auf den Hintergrundflächen abgelagert wird. Die Gleichstromkomponente des Feldes soll den Toner generell zu den als Bildflächen vorgesehen Flächen lenken und von den als Hintergrundflächen vorgesehenen Flächen fernhalten. Wenn mit Entwicklung der entladenen Flächen gearbeitet wird und die Bildflächen ein extrem niedriges Potential, beispielsweise -50 V, und die Hintergrundflächen ein sehr hohes Potential, beispielsweise -500 V, aufweisen, würde die von der Gleichstromquelle 112 gelieferte Gleichstromkomponente in der Regel im Bereich von -350 bis -450 V liegen.

Beispiel 1

Es hat sich gezeigt, daß eine Verstärkung der Heftigkeit der Entwicklerbewegung durch Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des magnetischen Kerns und infolgedessen der Geschwindigkeit der Polübergänge den Entwicklungsgrad erhöht und somit zu hohen Druckgeschwindigkeiten beiträgt. Fig. 8 veranschaulicht diese Beobachtung. Der Versuch wurde mit einem Laboraufbau bei einer relativ langsamen Fotoleitergeschwindigkeit von 125 mm pro Sekunde durchgeführt (entspricht einer Kopiergeschwindigkeit von 30 Seiten pro Minute). Der Entwickler setzte sich aus 12 Gewichtsprozent Tonermaterial und 88 Gewichtsprozent Trägermaterial zusammen. Der Toner hatte eine spezifische Ladung von 10 Mikrocoulomb pro Gramm und wurde bei einer Pulverschichtdichte von 0,00034 g/mm² eingesetzt. Der Träger hatte eine Koerzitivkraft von 2000 Gauss und ein Sättigungsmoment von 55 EMU/g und war in einem Feld von 8000 Gauss magnetisch gesättigt (dauermagnetisiert). Die magnetische Bürste hatte einen Durchmesser von 50 mm, 12 magnetische Pole und an der Oberfläche der Hülle gemessen eine Feldstärke von ca. 850 Gauss. Der Abstand zwischen Fotoleiter und Hülle betrug 1,25 mm. Die (von einer eingangsseitigen Abstreifvorrichtung beeinflußten) Wellenberge des Entwicklers hatten eine Höhe von ca. 0,85 mm, so daß der Toner über einen Spalt von 0,40 mm projiziert werden mußte. Eine Wechselstrom-Rechteckvorspannung mit einem Spitzenwertabstand der Spannung von 3 kV bei einer Frequenz von 1 kHz überlagerte die auf 70 V unter Ladepotential eingestellte Gleichstrom-Vorspannung. Der Toner war negativ gepolt, der Fotoleiter negativ geladen. Es wurde also mit Entwicklung der entladenen Flächen (Tonern der belichteten Flächen) gearbeitet.
Fig. 8 zeigt den Entwicklungsgrad als Funktion der Drehgeschwindigkeit des Kerns in Umdrehungen pro Minute und der Polübergänge pro Sekunde. Wenn mit Entwicklung der entladenen Flächen gearbeitet wird, ist der Entwicklungsgrad definitionsgemäß der durch Tonern verursachte prozentuale Spannungsanstieg einer belichteten Fläche unter Zugrundelegung der in dieser Fläche vorhandenen Gesamtspannung, d.h.
Entwicklungsgrad in % = (V getonert -V belichtet)100/Vb - V belichtet
Darin ist Vb die Gleichstromkomponente der Bürstenvorspannung, Vgetonert die Spannung der Fläche nach dem Tonern und Vbelichtet die Spannung der belichteten Fläche vor dem Tonern. Eine höhere Entwicklungsgeschwindigkeit ergibt einen höheren Entwicklungsgrad. Für Bildträger mit organischen Fotoleitern der in Schnelldruckern, beispielsweise dem Kodak Ektaprint 1392 Printer, verwendeten Art und Kapazitanz und Entwickler mit spezifischen Ladungen des Toners im Bereich von 6 bis 25 µc/g ist ein Entwicklungsgrad von ca. 30 % erforderlich, um innerhalb des verfügbaren Belichtungs- und Ladespannungsbereichs eine ausreichende Dichte zu erzielen. Wie die Grafik zeigt, wird bei einer Bildträgergeschwindigkeit von 125 mm/s ein Entwicklungsgrad von 30 % bei einer Kerndrehgegeschwindigkeit von 500 min&supmin;¹ erreicht. Bei der gleichen Bildträgergeschwindigkeit erreicht der Entwicklungsgrad fast 100 % bei 2000 min&supmin;¹. Die Daten in Fig. 8 lassen den Schluß zu, daß bei einer Kerndrehgeschwindigkeit von 2000 min&supmin;¹ ab 400 mmls ein Entwicklungsgrad von mehr als 30 % erreicht wird. Das entspricht einer Druckgeschwindigkeit von mindestens 90 bis 120 Bildern guter Dichte pro Minute. Die in den nachfolgenden Beispielen beschriebenen praktischen Entwicklungsabläufe bei hohen Geschwindigkeiten mit einer berührungslosen rotierenden Kernbürste und dauermagnetisierten Entwicklern hoher Koerzitivkraft bestätigen die Richtigkeit dieser Annahme.
Vermutlich erzeugt die heftige Aufundabbewegung der Trägermaterialketten in dem Spalt eine Tonerpulverwolke, die mit Unterstützung des elektrischen Feldes des überlagernden Wechselstromsignals von dem elektrischen Feld des latenten Bildes angezogen wird. Verursacht wird diese heftige Aufundabbewegung der Trägermaterialketten durch die Wirkung der raschen Polübergänge auf den Träger mit hoher Koerzitivkraft.
Zu beachten ist hier, daß die Heftigkeit der Entwicklerbewegung bei der mechanischen Erzeugung der Pulverwolke von den Polübergängen pro Sekunde unmittelbar abhängig ist. Wie in Fig. 8 gezeigt, liefert ein Kern mit 12 Polen bei 1000 min&supmin;¹ etwa 200 und bei 2000 min&supmin;¹ etwa 400 Polübergänge pro Sekunde. Eine größere Polzahl und eine höhere Drehgeschwindigkeit ergeben eine dichtere Pulverwolke. Es ist anzunehmen, daß dieses Prinzip nur durch die Kosten der Ausrüstung für eine höhere Geschwindigkeit (einschließlich des Aufwands für die Wärmesteuerung) und die bei höheren Polzahlen problematische Aufrechterhaltung der Stärke eingeschränkt wird.
Die Höhe der Wellenberge hat sich als durchaus stabil erwiesen. Das Verfahren läßt sich in einem ausreichend großen Spaltbreitenbereich verwirklichen und erlaubt daher große Toleranzen und eine robuste Ausführung des Systems. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß bei einer Höhe der Wellenberge von 0,75 mm und einem Abstand von 0,9 mm zwischen Hülle und Bildträger bei 400 Polübergängen pro Sekunde extrem wenig Berührung und keine merkliche Enttonerung stattfand, und zwar trotz einer Wellentalhöhe, die schätzungsweise dem halben Abstand zwischen den Wellenbergen und der Hülle entsprach und trotz einer sehr heftigen Entwicklerbewegung.
Mit "Abstandt" oder "Beabstandung" ist hier der Abstand zwischen der Hülse oder Hülle 106 und dem Bildträger 1 an der engsten Stelle gemeint. "Spalt" ist der Abstand zwischen dem Wellenberg des Entwicklers und dem Bildträger 1 an der engsten Stelle.
Die Wahl des Spalts für ein bestimmtes System sollte von den mechanischen Toleranzen des Systems abhängig gemacht werden. Wenn beispielsweise die Beabstandung zwischen der Hülle und dem Bildträger auf 0,1 mm begrenzt werden kann, sollte der Spalt vorzugsweise etwas größer als 0,1 mm sein. Bei größeren Toleranzen, beispielsweise in einem kleinvolumigen Gerät, muß der Spalt größer sein, um eine Berührung zwischen den Wellenbergen des Entwicklers und dem Bildträger zu verhindern. Es hat sich gezeigt, daß in vielen Systemen die Höhe der Wellenberge des Entwicklers sich leichter beherrschen läßt als die mechanische Beabstandung.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurden elektrostatische Bilder in mehreren Durchläufen durch Projektion eines Entwicklers getonert, der sich aus 12 Gewichtsprozent Tonermaterial und 88 Gewichtsprozent Trägermaterial zusammensetzte. Für die Erzeugung der Bilder wurde ein LED-Druckkopf mit 240 Punkten pro Zoll (10 pro mm) verwendet. Die Druckgeschwindigkeit betrug bei allen Versuchen 92 Bilder pro Minute. Das entspricht einer Bildträgergeschwindigkeit von ca. 374 mm pro Sekunde. Eine Reihe von elektrostatischen Musterbildern wurde mit einer Tonerungsbürste getonert, bei der eine Hülle mit einem Durchmesser von 50 mm einen Kern mit 14 Polen umgab. Mit diesem Gerät wurden bei 1000 min&supmin;¹ 233,3 Übergänge pro Sekunde erreicht. Die Bilder wurden bei Kerndrehgeschwindigkeiten von 990 min&supmin;¹ bis 1320 min&supmin;¹ (231 bis 308 Polübergänge pro Sekunde) getonert. Die Versuche wurden mit einem Wechselstrompotential mit einem Spitzenwertabstand der Spannung von 2500 V und einer Frequenz von 1,5 kHz und einer Gleichstromkomponente von -400 V durchgeführt.
Der Abstand zwischen der Hülse und dem Bildträger betrug 1,10 mm. Die Wellenberge der Entwicklerpulverschicht wurden mit einer Abstreifvorrichtung auf einen Abstand von 0,30 mm zur Hülle eingestellt. Daraus ergab sich eine Wellenberghöhe von ca. 0,5 mm.
Die Übertragungsdichte der festen schwarzen Flächen der Bilder stieg linear von 0,64 auf 0,79 an, während sich die Reflexionsdichte von 1,10 auf 1,23 erhöhte. Dieses Ergebnis ist nicht so gut wie die mit einer Bürste dieser Art durch Berührung erzielbare Dichte, für die meisten Akzentfarbabbildungen jedoch sehr akzeptabel. Für Projektionstonerungen mit dieser Bildträgergeschwindigkeit ist es bemerkenswertgut.
Bei demselben Versuch wurde auch die Pixelbreite gemessen. Sie stieg bei einer Erhöhung der Kerndrehgeschwindigkeit von 990 min&supmin;¹ auf 1320 min&supmin;¹ ebenfalls linear von 60 µm auf 79 µm an. Auch wenn dies nicht optimal ist, kann eine Pixelbreite von 65 µm als akzeptable Voraussetzung für eine gute Textzeilendicke gelten.

Beispiel 3

Dieser Versuch wurde mit derselben Ausrüstung und mit denselben Materialien wie der in Beispiel 1 beschriebene Versuch und mit einer um 70 V versetzten Gleichstromkomponente durchgeführt. Bei diesem Versuch wurde die Beabstandung verändert, um deren Einfluß auf die Enttonerung sowohl beim Tonern mit einer Wechselstrom-Vorspannung von 3 kV und 1 kHz als auch beim Tonern nur mit der versetzten Gleichstromkomponente ohne Aufschaltung einer Wechselstrom-Vorspannung nachzuweisen. Die Ergebnisse sind Fig. 9 zu entnehmen. Die Enttonerung in % ist dort als Funktion der Beabstandung in mm dargestellt. Fig. 9 zeigt, daß die Enttonerung einer ersten Tonerablagerung durch Erhöhung der Beabstandung zwischen der Hülse oder Hülle mit dem Toner und dem Bildträger verhindert werden kann. Wie ersichtlich, tritt schon bei einem sehr kleinen Spalt praktisch keine Enttonerung auf. Aufgrund der bei zunehmend kleineren Dichteunterschieden auftretenden Dichtemeßfehler haben die bei diesem Versuch für die Enttonerung gemessenen Werte eine Genauigkeit von etwa ±2 %. Die Beabstandung sollte so groß gewählt werden, daß die Wellenberge des Entwicklers den Fotoleiter oder den Toner des ersten Bildes nicht berühren. Obwohl auch bei größeren Spaltbreiten für viele Anwendungen akzeptable Ergebnisse erzielt werden, erhält man für Schnelldrucker die besten Ergebnisse, wenn der Spalt so eng gewählt wird, daß die Gefahr einer Berührung infolge mechanischer Toleranzen gerade noch vermieden werden kann. Ein zu großer Spalt kann bei Schnelldruckern die beim Auftragen des Toners durch Projektion auftretenden bekannten Schwierigkeiten, wie z.B. Schmalzeilenentwicklung und ein insgesamt zu langsamer Ablauf des Entwicklungsvorgangs, erhöhen. Ein schmaler Spalt ist unproblematisch, solange keine Berührungsgefahr besteht.

Beispiel 4

Der Einfluß des Spitzenwertabstands der Wechselspannung ist in Fig. 10 und 11 dargestellt. Die Versuche wurden mit derselben Ausrüstung und denselben Materialien wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch durchgeführt. Die in Fig. 10 und 11 angegebenen Werte wurden mit einem Signal mit einer Frequenz von 1,5 kHz bei einer Beabstandung von 1,25 mm und einer um 70 V versetzten Gleichstromkomponente erzielt. Fig. 10 zeigt den Entwicklungsgrad in % als Funktion des Spitzenwertabstands der Spannung. Je höher die Wechselstromamplitude, desto schneller läuft die Entwicklung ab und desto höher ist der Entwicklungsgrad und die erzielbare Kopiergeschwindigkeit der Maschine. Durch Verstellung der Wechselspannung kann das beim Auftragen von Tonern durch Projektion auftretende Problem der Schmalzeilenentwicklung verringert werden. Fig. 11 veranschaulicht das Prinzip. Die Grafik zeigt die Zeilenbreite in mm als Funktion des Spitzenwertabstands der Spannung für eine Sollzeilenbreite von 0,5 mm. Ein leichter Grundschleier wurde bei diesem Versuch bei 4500 V beobachtet. Bei einer gegebenen Kombination von Materialien und anderen Parametern, wie z.B. einer versetzten Gleichstrom-Spannung, gibt es daher für den bevorzugten Bereich eine obere Grenze des Grundschleiers, die jeweils experimentell ermittelt werden muß.

Beispiel 5

Unter Verwendung derselben Ausrüstung und derselben Materialien wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch wurde die Wechselstromfrequenz bei einer Beabstandung von 1,25 mm mit einem Rechteckwellensignal von 3 kV verändert. Fig. 12 zeigt den Entwicklungsgrad in % als Funktion der Frequenz des Wechselstromsignais. Je niedriger die Frequenz, desto höher ist der beobachtete Entwicklungsgrad und somit die Entwicklungsgeschwindigkeit. Diese Feststellung mußte zunächst überraschen. In einigen Vorveröffentlichungen war vorgeschlagen worden, den Toner mit einem Wechselstromfeld von dem Trägermaterial zu lösen, um eine Pulverwolke zu erzeugen. So gesehen hätte die Entwicklungsgeschwinddigkeit bei höherer Frequenz zunehmen müssen. Beobachtet wurde jedoch das Gegenteil.
Vermutlich wird die zum Entwickeln verwendete Tonerwolke bei dem erfindungsgemäßen System nicht von dem Wechselstromfeld, sondern mechanisch durch die von dem sich drehenden magnetischen Kern in Verbindung mit den Trägerteilchen hoher Koerzitivkraft verursachte rasche Aufundabbewegung der Entwicklermaterialketten erzeugt. Es ist anzunehmen, daß das Wechselstromsignal den Toner aus der vom Kern erzeugten Wolke zum Fotoleiter transportiert und daß dieser Transport während einer "Projektions"-Halbperiode der Wechselstromwelle erfolgt, bevor die folgende "Rückzugs"-Halbperiode die Teilchen wieder auf die Bürste zieht. Dies würde die in Fig. 12 dokumentierte Frequenzabhängigkeit insofern erklären, als eine einzelne Projektions-Halbperiode der Wechselstromwelle bei niedriger Frequenz länger dauert als bei hoher Frequenz und daß infolgedessen während dieses Zeitraums mehr Toner aus der mechanisch erzeugten Wolke auf die andere Seite des Spalts wandern kann. So gesehen hat dieser Vorgang große Ähnlichkeit mit einer Einkomponenten-Projektionstonerung.

Beispiel 6

Zur Prüfung der beim Projektionstonern auftretenden Enttonerung wurden ohne Verstellung des Versuchsaufbaus zwei Versuche mit jeweils 60 000 Bildern und einer Druckgeschwindigkeit von 92 Bildern im Format DIN A 4 pro Minute durchgeführt. Der Abstand zwischen der Hülle und dem Bildträger betrug ca. 1,50 mm. Die Wellenberge hatten eine Höhe von ca. 0,75 mm, so daß zwischen dem Wellenberg und dem Bildträger ein ca. 0,75 mm breiter Spalt verblieb. Bei beiden Versuchen verursachte das Tonern des zweiten Bildes am Ende ebenso wie am Anfang des Versuchs praktisch keine Enttonerung. Es scheint, daß die Trennung eine nachweisbare Enttonerung wirksam verhindert. Für den Versuch wurde in beiden Tonerungsstationen ein dauermagnetisierter Träger hoher Koerzitivkraft auf Strontiumferritbasis mit einer Koerzitivkraft von ca. 2000 Gauss und einem spezifischen Widerstand von ca. 10¹¹ Ohm-cm in Verbindung mit isolierenden Tonern unterschiedlicher Farbe verwendet.

Beispiel 7

Da die Möglichkeit einer wirksamen Tonerung bei hohen Geschwindigkeiten ein herausragendes Merkmal der Erfindung darstellt, wurden auch Versuche zur Bestimmung der Wirkung verschiedener Parameter auf den Entwicklungsgrad durchgeführt. Bei einem Versuch mit dem in Beispiel 6 erwähnten Toner und Trägermaterial auf Strontiumferritbasis und der in Beispiel 1 beschriebenen Ausrüstung wurde der Einfluß der Beabstandung auf den Entwicklungsgrad untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 13 dargestellt. Die Grafik zeigt den Entwicklungsgrad in % als Funktion der Beabstandung der Hülle vom Bildträger. Nach Anlegen eines Rechteckwellen-Wechselfelds mit einer Spannung von 3 kV zwischen der Hülle und der leitenden Rückschicht für den Bildträger mit verschiedenen Frequenzen wurde die Beabstandung von 0,50 mm - bei einer Wellenberghöhe von 0,75 mm ist dann kein Spalt vorhanden, so daß eine Berührung stattfindet - bis ca. 2,0 mm verändert. Wie die Grafik zeigt, wurde in der Berührungsstellung bei allen Wechselstromfrequenzen ein guter Entwicklungsgrad erzielt (obwohl bei niedrigen Frequenzen eine leichte Grundschleierbildung auftrat), der sich jedoch bei zunehmender Spaltbreite verschlechterte. Trotzdem konnten selbst bei einer Beabstandung von 1,25 mm, einer Spaltbreite von 0,50 mm und einer Frequenz von 1 kHz noch akzeptable Kopien mit ungeschmälerter Zeilenbreite hergestellt werden. Die Grafik zeigt, daß zur Verbesserung des Entwicklungsgrades die Entwicklungsstation 15, in der keine Gefahr einer Übertonerung oder Enttonerung besteht, vorzugsweise für Berührung ausgelegt werden sollte, während in der Station 72 oder 74 mit einer Spaltbreite bis zu 1,0 mm noch gute Ergebnisse erzielt werden.

Beispiel 8

Mit derselben Ausrüstung wie bei den in Beispiel 7 beschriebenen Versuchen wurde der Einfluß der Tonerladung untersucht. Fig. 14 zeigt den Entwicklungsgrad in % als Funktion der spezifischen Ladung für Versuche mit Kontakttonerung, bei denen nur eine Gleichstrom-Vorspannung anlag, und Versuche mit Projektionstonerung, bei denen eine Wechselstrom-Vorspannung anlag. Die Grafik zeigt, daß der größte Entwicklungsgrad bei einer niedrigen spezifischen Ladung von bis zu -20 Mikrocoulomb pro Gramm erzielt wird und bei höheren spezifischen Ladungen von diesem Punkt an abnimmt. Ferner ist zu beobachten, daß bei einer gegebenen spezifischen Ladung mit Kontaktentwicklung ein höherer Entwicklungsgrad erzielt wird.
Fig. 14 zeigt, daß mit Tonern, die eine niedrigere spezifische Ladung aufweisen, eine schnellere und somit vollständigere Entwicklung erzielt wird als mit Tonern, die eine höhere spezifische Ladung haben. Dies ist ein ebenso bemerkenswertes wie wünschenswertes Ergebnis der vorliegenden Erfindung, das vermutlich auf die Verwendung einer Tonerungsbürste mit sich drehendem magnetischen Kern in Verbindung mit Trägerteilchen höherer Koerzitivkraft und einer Wechselstrom-Vorspannung zurückzuführen ist. Wenn das Wechselstromfeld den Zweck hat, das Tonermaterial von dem Trägermaterial zu trennen und dadurch eine Tonerwolke zum Projizieren über einen Spalt zu erzeugen, ist die von dem Wechselstromsignal ausgeübte Kraft und infolgedessen die Entwicklungsgeschwindigkeit umso höher, je größer die Ladung eines Tonerteilchens bemessen ist. Bei den aus Vorveröffentlichungen bekannten Zweikomponenten-Projektionstonerungssystemen mit sich drehendem Kern wird an eine Bürste ein Wechselstromsignal angelegt, damit beim nachfolgenden Tonern keine Enttonerung auftritt. Diese Vorveröffentlichungen beschreiben jedoch nicht die Verwendung von Trägerteilchen hoher Koerzitivkraft, sondern ein Verhalten, das genau das Gegenteil des bei der vorliegenden Erfindung beobachteten Verhaltens darstellt. Während in den Vorveröffentlichungen generell erklärt wird, daß sich der Toner unter der Einwirkung des oszillierenden elektrischen Feldes lockert, wird der Toner der vorliegenden Erfindung offensichtlich durch die Aufundabbewegung der Entwicklerketten mit hoher Koerzitivkraft gelockert. Bei den bekannten Systemen wird daher ein Toner mit hoher spezifischer Ladung bevorzugt.
Dies geht z.B. aus den weiter oben erläuterten Patenten US-A-4,803,518 und US-A- 4,629,669 hervor. Fig. 14 zeigt, daß die vorliegende Erfindung mit einem Trägermaterial hoher Koerzitivkraft genau das Gegenteil bewirkt.
Ein System, das mit einer niedrigeren spezifischen Ladung arbeitet, ist insofern besonders vorteilhaft, als es die Möglichkeit bietet, mit einer kleineren Spannungsdifferenz in dem latenten Bild ein Bild hoher Dichte zu erzeugen, weil für eine gegebene Spannungsdifferenz mehr Toner abgelagert wird. Hinzu kommt, daß geeignete Toner- und Trägermaterialmischungen für eine niedrigere Ladung leichter zu finden sind als für eine höhere Ladung, beispielsweise bei der Auswahl geeigneter Ladungsträger und Polymere. Systeme, die bei hohen Ladungen stabil bleiben, sind sehr schwer zu finden. Außerdem wurde beobachtet, daß Toner mit einer hohen Ladung zu einer ungleichmäßigen Übertragung vom Fotoleiter auf das Papier führen und ein fleckiges Bild erzeugen können.

Beispiel 9

Fig. 14 zeigt ferner auch das Verhalten von Trägern mit unterschiedlichem spezifischen Widerstand. Die in US-A-4,546,060 beschriebenen und für die vorliegende Erfindung verwendeten dauermagnetisierten Träger hoher Koerzitivkraft können mit verschiedenen spezifischen Widerständen hergestellt werden. Die zur Erzeugung der in den Beispielen 1 - 7 beschriebenen Daten verwendeten Trägermaterialien weisen bei einer Prüfung in einer Leitwertmeßzelle mit gepacktem Pulver und Messung nach der Formel P = AV/dl einen spezifischen Widerstand von ca. 10¹¹ Ohm- cm auf. In dieser Formel gibt P den spezifischen Widerstand in Ohm-cm, A den Flächeninhalt der Zellenelektroden in cm² , d den Elektrodenabstand in cm, V die angelegte Gleichspannung und l die gemessene Stromstärke in Ampere an. V hat in der Regel den Wert 50 V, d in der Regel den Wert 0,1 cm.
Träger mit einem spezifischen Widerstand von ca. 10&sup4; Ohm-cm wurden im wesentlichen nach dem, hiermit durch Verweis zu einem Bestandteil der vorliegenden Anmeldung erklärten Patent US-A-4,764,445 hergestellt. Diese Träger wurden zur Erzeugung von Bildern mit dem vorher beschriebenen Laboraufbau (Beispiel 1) verwendet. Das daraus resultierende unterschiedliche Verhalten hinsichtlich des Entwicklungsgrades ist aus Fig. 14 ersichtlich. Das leitfähigere Material zeigt bei Kontaktentwicklung nur mit Gleichstrom-Vorspannung eine höhere Entwicklungsgeschwindigkeit, während bei der erfindungsgemäßen Entwicklung mit Spaltüberbrückung die Wahl des Trägermaterials offensichtlich im wesentlichen den Entwicklungsgrad nicht beeinflußt. Daten aus diesen Beispielen sind in Fig. 15 dargestellt. Die Grafik zeigt das Zeilenbreitenverhältnis (das Verhältnis der Breite einer entwickelten Zeile auf einem Bild zu der Zeilenbreite der Vorlage) als Funktion der spezifischen Ladung. Die Zeilenbreite der Vorlage betrug in diesem Fall 0,5 mm. Die Problematik der beim Auftragen von Toner durch Projektion auftretenden Schmalzeilenentwicklung ist klar ersichtlich. Die Grafik zeigt jedoch auch, daß mit dem Trägermaterial mit einem spezifischen Widerstand von 10&sup4; Ohm-cm breitere, die Vorlage genauer wiedergebende Zeilen erzielt werden als mit dem Trägermaterial mit einem spezifischen Widerstand von 10¹¹ Ohm-cm. Für die meisten Anwendungen des erfindungsgemäßen Projektionstonerungsverfahren in Kopierern und Druckern ist daher ein leitfähigeres Trägermaterial, beispielsweise ein Trägermaterial mit einem spezifischen Widerstand von 10&sup4; Ohm-cm einem Trägermaterial mit einem spezifischen Widerstand von 10¹¹ Ohm-cm und erst recht dem Trägermaterial der bekannten Systeme mit einem spezifischen Widerstand von 10¹&sup4; Ohm-cm vorzuziehen.
Es ist anzunehmen, daß diese Möglichkeit einer vorteilhaften Verwendung von Trägermaterialien mit geringem spezifischen Widerstand auf die Verwendung von dauermagnetisierten Trägerteilchen hoher Koerzitivkraft in Verbindung mit der magnetischen Bürste mit sich drehendem Kern zurückzuführen ist.

Beispiel 10

Wie bereits erwähnt, ist der hohe Entwicklungsgrad bei den Projektionstonerungsbeispielen vermutlich darauf zurückzuführen, daß die dem Entwickler durch die Reaktion des Trägermaterials hoher Koerzitivkraft auf rasche Polübergänge mitgeteilte heftige Bewegung zur Bildung einer dicken Pulverwolke schwebenden Toners führt. Es ist nicht anzunehmen, daß dies primär auf die Strömungsgeschwindigkeit zurückzuführen ist. Versuche mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der Hülle oder Hülse bestätigen diese Vermutung.
Unter Verwendung derselben Ausrüstung und derselben Materialien wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch wurde die Drehgeschwindigkeit der Hülse oder Hülle verändert. Fig. 16 zeigt den Entwicklungsgrad als Funktion der Drehgeschwindigkeit der Hülle für eine Drehgeschwindigkeit des Kerns von 1000 min&supmin;¹, eine Beabstandung von 1,25 mm, eine Wechselspannung von 3 kV mit einer Frequenz von 1 kHz und eine um 70 V versetzte Gleichstromkomponente. Die Wellenberghöhe betrug weniger als 0,8 mm. Die Grafik zeigt, daß sich der Entwicklungsgrad bei unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der Hülle kaum verändert. Als "gleichgerichtet" wird die Drehung der Hülle bezeichnet, wenn sich die Hülle in der Strömungsrichtung des Entwicklers dreht.
Fig. 17 zeigt die Strömungsgeschwindigkeit eines Entwicklers hoher Koerzitivkraft als Funktion der Drehgeschwindigkeit des Kerns bei verschiedenen Drehgeschwindigkeiten der Hülle. Die Grafik zeigt, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, wenn die Drehgeschwindigkeit sowohl des Kerns als auch der Hülle zunimmt. Aus Fig. 8 und 16 geht jedoch hervor, daß der Entwicklungsgrad nur bei einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Kerns und nicht bei einer Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Hülle zunimmt. Jede Verbesserung des Entwicklungsgrades (Fig. 8) ist daher eindeutig auf die durch die hohe Koerzitivkraft und die Polübergänge verursachte Heftigkeit der Entwicklerbewegung und nicht auf die Strömungsgeschwindigkeit des Entwicklers zurückzuführen. Dies ist insofern ein wichtiges Merkmal der Erfindung, als das erfindungsgemäße Entwicklungssystem die beste Bildqualität liefert, wenn sich der Entwickler mit derselben Geschwindigkeit bewegt wie der Bildträger. Beim Projektionstonern mit einer gegebenen Geschwindigkeit des Bildträgers kann daher die Drehgeschwindigkeit der Hülle (auch bei einer der Strömungsrichtung des Entwicklers entgegengerichteten Drehung) bei einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Kerns zur Verbesserung des Entwicklungsgrades reduziert werden, um die Strömungsgeschwindigkeit des Entwicklers der Geschwindigkeit des Bildträgers anzupassen.
Die Erfindung wurde hier an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ausführlich beschrieben, läßt jedoch Änderungen und Abwandlungen zu, ohne den Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes auf einem Bildträger, der im Bildfeld des elektrostatischen Bildes ein unfixiertes Trockentonerbild aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Zuführen eines aus geladenen Tonerteilchen und entgegengesetzt geladenen Trägerteilchen bestehenden Zweikomponentenentwicklers zu einer Auftragsvorrichtung (102) mit einem drehbaren magnetischen Kern (104), der auf seinem Umfang wechselnde Pole und eine Hülle (106) um den Kern aufweist, wobei die Trägerteilchen bei magnetischer Sättigung eine Koerzitivkraft von mindestens 300 Gauss haben und ein induziertes magnetisches Moment von mindestens 20 EMU/g aufweisen, wenn sie sich in einem angelegten Feld von 1000 Gauss befinden, und

- Drehen des Kerns (104) innerhalb der Hülle (106) mit einer Geschwindigkeit von mindestens 300 U/min, um auf der Oberfläche der Hülle (106) ein sich veränderndes Magnetfeld zu erzeugen, das bewirkt, daß der Entwickler wellenartig mit alternierenden Wellenbergen und -tälern in unmittelbarer Nähe des Bildträgers (1) vorbeibewegt wird, wobei jedoch die Wellenberge des Entwicklers den Bildträger nicht berühren, und Anlegen eines Wechselfeldes zwischen Bildträger (1) und Hülle (106).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselfeld mindestens einen Spitzenwertsabstand der Spannung von 500 Volt und eine Frequenz von mindestens 300 Hertz aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Drehen des Kerns (104) das Drehen eines Kerns einschließt, der mindestens acht um seinen Umfang angeordnete Magnetpole aufweist.

4. Verfahren nach anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koezitivkraft des Trägers mindestens 1000 Gauss beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koerzitivkraft des Trägers mindestens 1500 Gauss beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das induzierte magnetische Moment der Trägerteilchen mindestens 25 EMU/g beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das induzierte magnetische Moment mindestens 30 EMU/g beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Drehen des Kerns (104) das Drehen eines Kerns (104) bei einer Geschwindigkeit von mindestens 1500 U/min einschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Drehen des Kerns (104) das Drehen eines Kerns (104) einschließt, der mindestens zwölf um seinen Umfang angeordnete Magnetpole aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand zwischen Hülle (106) und Bildträger (1) mindestens 0,75 mm beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Pole des Kerns (104) und die Geschwindigkeit des Kerns (104) so gewählt sind, daß pro Sekunde mindestens 200 Polübergänge auf der Hülle (106) stattfinden.

12. Bilderzeugungsverfahren mit folgenden Schritten:

- Erzeugen eines elektrostatischen Bildes auf einem Bildträger (1);

- Tonern des elektrostatischen Bildes durch Zuführen eines aus geladenen Tonerteilchen und entgegengesetzt geladenen Trägerteilchen bestehenden Zweikomponentenentwicklers zu einer Auftragsvorrichtung (102) mit einem drehbaren magnetischen Kern (104), der auf seinem Umfang wechselnde Pole und eine Hülle (106) um den Kern aufweist, wobei die Trägerteilchen bei magnetischer Sättigung einen spezifischen Widerstand von weniger als 10¹³ Ohm-cm und eine Koerzitivkraft von mindestens 500 Gauss haben sowie ein induziertes magnetisches Moment von mindestens 20 EMU/g aufweisen, wenn sie sich in einem angelegten Feld von 1000 Gauss befinden, und Drehen des Kerns (104) innerhalb der Hülle (106) mit einer Geschwindigkeit von mindestens 300 U/min, um auf der Oberfläche der Hülle (106) ein sich rasch veränderndes Magnetfeld zu erzeugen, das bewirkt, daß der Entwickler wellenartig mit alternierenden Wellenbergen und -tälern in unmittelbarer Nähe des Bildträgers (1) vorbeibewegt wird, wobei jedoch die Wellenberge des Entwicklers den Bildträger nicht berühren, und Anlegen eines Wechselfeldes zwischen Bildträger (1) und Hülle (106).

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß Bildträger und Entwickler bei im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit in gleicher Richtung bewegt werden.

14. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerteilchen einen spezifischen Widerstand von weniger als 10&sup9; Ohm- cm aufweisen.

15. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerteilchen einen spezifischen Widerstand von weniger als 10&sup6; Ohm- cm aufweisen.

16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Polübergänge pro Sekunde mindestens 300 beträgt.