DE2704361A1

DE2704361A1 - Electrophotographic copying with single-component developer - of high resistance produces clean toner picture and effective transference to paper

Info

Publication number: DE2704361A1
Application number: DE19772704361
Authority: DE
Inventors: Kanagawa Kawasaki; Manabu Mochizuki; Teruyuki Ohnuma; Hajime Oyama; Kohji Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1976-02-03
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DE2704361B2; DE2704361C3

Abstract

An electrophotographic process consists of forming an electrostatic, latent image on a photosensitive component and then developing it using a single-component powder developer containing a single magnetic charge-free toner; a transfer or copying sheet is then brought into register with the visible powder or toner picture so that the picture is transferred onto the copying sheet by applying an electrical charge to the rear of the copying sheet by corona discharge. A single-component developer having an electrical resistance is not 1012 ohm. cm is used; the surface of the photosensitive component, typically a drum, possesses microscopic irregularities. A rotatable, non-magnetic tube contains a stationary magnet and is used for transferring the developer, temporarily held to the surface of the tube by the magnetic action, to the developer station. At the developer station, a magnetic toner brush is applied to the surface of the photosensitive component to cause development to occur. The magnet produces a magnetic flux density on the tube of is not 1,000 Gauss. By utilising a relatively high resistance of 1012 ohm. cm cf. is not 1011), an effective transfer of the developed picture is obtained. At the same time, the quality of the image developed and to be transferred is not impaired by the use of this higher resistance.

Description

Elektrophotographisches Verfahren Electrophotographic process

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfähren, und insbesondere ein elektrophtographisches Verfahren, bei welchem ein auf ein photoempfindliches Teil aufgebrachtes elektrostatisches latentes Bild mit einem Einkomponenten-Entwickler entwickelt wird, der aus einem Pulver gebildet ist, das magnetische Eigenschaften hat und nur einen iadungsfreien Toner aufweist, und wobei das sich ergebende sichtbare Bild auf dem photoempfindlichen Teil an ein KopierUatt übertragen wird.The invention relates to an electrophotographic process, and in particular an electrophtographic method in which a photo-sensitive Partially applied electrostatic latent image with a one-component developer formed from a powder that has magnetic properties and has only one charge-free toner, and the resulting visible Image on the photosensitive part is transferred to a KopierUatt.

Es ist bereits ein elektrophotographisches Verfahren bekannt, bei welchem ein auf einem photoempfindlichen Teil aufgebrachtes, elektrostatisches latentes Bild mit einem Einkomponenten-Entwickler entwickelt wird, der allein aus einem magnetischen, ladungsfreien Toner gebildet ist, und bei welchem das sich ergebende sichtbare Pulver- bzw. Tonerbild an ein Ubertragungsblatt übertragen wird. Der vorerwähnte Toner wird im allgemeinen dadurch geschaffen, daß unter Wärme eine Mischung aus einem Harz, Ruß und Eisenpulver gemischt und zu einem festen Körper geknetet wird, welcher dann pulverisiert und zu einem Pulver mit einer Pertikelgröße in der Größenordnung von 5 bis 30 Mikron gemahlen wird. Aufgrund der beigemischten Eisenpulverkomponente weisen die einzelnen Partikeln magnetische Eigenschaften auf, aufgrund deren sie magnetisch festgehalten werden können, um so eine magnetische Bürste zu bilden. Es wird dann keine elektrische Ladung an den Toner aufgelegt, welcher bei dem Entwicklungsvorgang in einem ladungsfreien Zustand verwendet wird. Das bzw. die Büschel der magnetischen Bürste in der Entwicklungsstation wird an der Oberfläche des photoempfindlichen Teils in Anlage gehalten, auf welchem das latente Bild aufgebracht ist, und die Entwicklung findet aufgrund einer elektrischen Wechselwirkung zwischen dem latenten Bild und einer elektrischen Ladung statt, die in dem Toner infolge einer elektrostatischen Induktion oder einer durch das latente Bild hervorgerufenen, dielektrischen Polarisation induziert ist.An electrophotographic process is already known in which is an electrostatic latent deposited on a photosensitive member Image is developed with a one-component developer consisting solely of a magnetic, charge-free Toner is formed, and in which the resulting visible powder or toner image is transmitted to a transfer sheet. The aforementioned toner is generally used created by a mixture of a resin, carbon black and iron powder under heat mixed and kneaded into a solid body, which is then pulverized and to a powder with a particle size on the order of 5 to 30 microns is ground. Due to the added iron powder component, the individual Particles have magnetic properties due to which they are held magnetically can be so as to form a magnetic brush. It will then not be electrical Charge applied to the toner, which in the development process in a charge-free State is used. The tuft or tufts of the magnetic brush in the development station is held in abutment on the surface of the photosensitive member on which the latent image is applied and the development takes place due to an electrical Interaction between the latent image and an electrical charge takes place in the toner due to electrostatic induction or one by the latent Image evoked, dielectric polarization is induced.

Die Entwicklung wird entweder durch die elektrostatische Induktion oder die dielektrische Polarisation in Abhängigkeit von der Größe des elektrischen Widerstands gesteuert, welchen der Einkomponenten-Entwickler darstellt. Wenn der Entwickler einen Widerstand hat, der nicht größer als 1011cm ist, überwiegt die elektrostatische Induktion, während die dielektrische Polarisation den Entwicklungsvorgang bei einem Entwickler steuert, dessen Widerstandswert nicht kleiner 1012gcm ist.The development is either through electrostatic induction or the dielectric polarization depending on the size of the electrical Resistance controlled, which is the one-component developer. If the Developer has a resistance that is no greater than 1011cm, outweighs the electrostatic Induction, while dielectric polarization is the development process in a Developer controls whose resistance value is not less than 1012gcm.

Es ergeben sich jedoch bei dem elektrophotographischen Verfahren, bei welchem ein Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, und bei der Übertragung eines sichtbaren Bildes Schwierigkeiten.However, in the electrophotographic process, in which a one-component developer is used, and in the transfer difficulties with a visible image.

Bei einem Entwickler, dessen Widerstandswert nicht größer als 1o1 wom ist, weist das geschaffene, sichtbare Bild eine hohe Wiedergabegüte bezüglich des latenten Bilds auf dem photoempfindlichen Teil auf. Wenn jedoch ein Kopierblatt zugeführt wird, das sich mit dem sichtbaren Bild deckt, und wenn eine elektrische Ladung an die Rückseite des Kopierblattes durch eine Koronaentladung angelegt wird, um das sichtbare Bild auf das Blatt durch deelektrischenWirkung der Ladung zu übertragen, entspricht das sich ergebende sichtbare Bild, das auf dem Kopierblatt erhalten wird, nicht ganz den Erwartungen. Dieses schlechte Ergebnis ist der Streuung oder dispersion der Ladung die an dem Ubertragungs- oder Kopierblatt angelegt ist, an dem photo empfindlichen Teil über das sichtbare Bild infolge des verringerten Widerstandwert des Entwicklers zuzuschreiben. Wenn andererseits ein Entwickler verwendet wird, dessen Widerstandswert nicht kleiner als 1012acm ist, ist zu erkennen und festzustellen, daß, während die Übertragung des sichtbaren Bilds den Erwartungen entsprechend stattfindet bzw. durchgeführt wird, das sichtbare Bild selbst, welches zu übertragen ist, keine entsprechende Güte hat bzw. haben kann. Wenn folglich ein Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, wird entweder bei dem Ubertragungsvorgang, wenn ein Entwickler mit einem kleineren Widerstandswert verwendet wird, oder bei dem Entwicklungsvorgang, wenn ein Entwickler mit höherem Widerstandswert verwendet wird, verhindert, daß ein Bild entsprechender Güte erhalten wird.For a developer whose resistance value is no greater than 1o1 wo is, the created, visible image has a high quality of rendering of the latent image on the photosensitive member. However, if a copy sheet which coincides with the visible image, and if an electrical Charge is applied to the back of the copy sheet by a corona discharge, to transfer the visible image to the sheet by de-electric effect of the charge, corresponds to the resulting visible image obtained on the copy sheet, not quite up to expectations. That bad result is scattering the charge applied to the transfer or copy sheet on the photo sensitive part over the visible image due to the decreased resistance value attributable to the developer. On the other hand, when a developer is used, whose resistance value is not less than 1012acm can be recognized and determined that while the transmission of the visible image takes place as expected or is performed, the visible image itself which is to be transmitted is none has or can have corresponding quality. If consequently a one-component developer is used, is either in the transfer process, if a developer with a smaller resistance value is used, or in which Development process when using a developer with a higher resistance value, prevents an image of adequate quality from being obtained.

Gemäß der Erfindung wird ein elektrostatisches, latentes Bild auf einem photoempfindlichen Teil aufgebracht, das eine mikroskopische Unebenheit auf seiner Oberfläche aufweist, welche vorzugsweise aus Zinkoxyd gebildet ist. Das latente Bild wird dann durch eine Entwicklungsstation hindurchbewegt, welche an einer vorgegebenen Stelle im (InnenRaum eines Kopiergeräts festgelegt ist. Eine Anzahl Magnete ist angrenzend an bzw.According to the invention, an electrostatic latent image is created applied to a photosensitive part that has a microscopic bump on it has its surface, which is preferably formed from zinc oxide. The latent Image is then moved through a development station, which is located at a predetermined Position in the interior of a copier. A number of magnets are adjacent to or

bei der Entwicklungsstation fest angebracht, und sie sind von einer nichtmagnetischen Hülse umgeben, welche um die Magnete herum drehbar ist. Ein Einkomponenten-Entwickler in Form eines Pulvers aus einem magnetischen Toner weist einen elektrischen '8Raum"-Widerstand auf, der nicht kleiner als 1012cm ist, und wird aufgrund der magnetischen Wirkung der Magnete an der Hülse festgehalten, um so zu der Entwicklungsstation befördert zu werden, wenn sich die Hülse dreht. Die Stärke der Magnete ist entsprechend gewählt, um eine magnetische Flußdichte von nicht weniger als 1000 Gauß in der Entwicklungsstation zu schaffen.firmly attached to the development station, and they are from a Surrounded non-magnetic sleeve, which is rotatable around the magnets. A one-component developer in the form of a powder of a magnetic toner has an electrical '8space "resistance which is not smaller than 1012cm, and is due to the magnetic effect the magnet is held on the sleeve so as to be conveyed to the development station when the sleeve rotates. The strength of the magnets is chosen accordingly, a magnetic flux density of not less than 1000 gauss in the development station to accomplish.

Die Drehrichtung der Hülse ist so gewählt, daß sich der Einkomponenten-Entwickler und das latente Bild durch die Entwicklungsstation in derselben Richtung bewegen, und das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit zu der (Bewegungs-) Geschwindigkeit des latenten Bildes ist auf erden entsprechenden Bereich begrenzt, um eine den Erwartungen entsprechende Durchführung der Entwicklung zu gewährleisten.The direction of rotation of the sleeve is chosen so that the one-component developer and move the latent image through the development station in the same direction, and the ratio of the speed of rotation to the (moving) speed of the latent image is limited to the corresponding area in order to meet expectations appropriate implementation to ensure development.

Gemäß der Erfindung ist somit ein elektrophotographisches Verfahren einschließlich der Übertragung eines sichtbaren Bildes geschaffen, bei welchem ein Einkomponenten-Entwickler verwendet werden kann, um eine Kopie entsprechender Güte d.h.Thus, according to the invention is an electrophotographic process including the transmission of a visible image created in which a One component developer can be used to make a copy of equivalent grade i.e.

eine zufriedenstellende und den Erwartungen entsprechende Kopie zu schaffen. Ferner ist gemäß der Erfindung ein elektrophotographisches Verfahren der vorerwähnten Art geschaffen, welches eine verbesserte Entwicklung ermöglicht.a satisfactory copy in line with expectations create. Further according to the invention, an electrophotographic process is created the aforementioned type, which enables improved development.

Gemäß der Erfindung wird somit ein elektrostatisches, latentes Bild auf ein photoempfindliches Teil aufgebracht, das auf seiner einen Oberfläche eine mikroskopische Unebenheit aufweist, und wird durch eine Entwicklungsstation hindurchbefördert, welche an einer vorgegebenen Stelle in dem (lnnen-) Raum eines Kopiergeräts festgelegt ist. In der Entwicklungsstation findet eine Entwicklung mit einer magnetischen Bürste mit einem Einkomponenten-Entwickler statt, der nur einen magnetischen Toner aufweist und aus einem Pulver mit einem elektrischen Raumwiderstand gebildet ist, der nicht kleiner als 1O1cm ist. Eine magnetische Flußdichte bzw. Kraftliniendicbte von nicht weniger als 1000 Gauß wird in der Entwicklungastation geschaffen. Der Einkomponenten-Entwickler und das latente Bild werden durch die Entwicklungsstation in derselben Richtung hindurchbewegt, wobei das Bewegungsverhältnis der beiden innerhalb eines entsprechenden Bereichs begrenzt ist.According to the invention there is thus an electrostatic latent image applied to a photosensitive member that has a has microscopic unevenness and is conveyed through a development station, which is fixed at a predetermined location in the (interior) room of a copier is. A development with a magnetic brush takes place in the development station with a one-component developer that has only a magnetic toner and is formed from a powder having a spatial electrical resistance that is not is smaller than 10 cm. A magnetic flux density or force line density of not less than 1000 Gauss is created in the development station. The one-component developer and the latent image are going through the development station in the same direction moved through it, the movement ratio of the two being within a corresponding one Range is limited.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Bestimmung des elektrischen Raumwiderstands des Einkomponenten-Entwicklers, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Geräts, das zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann; Fig. 3 graphisch die Wirkungen der elektrostatischen Induktion und der dielektrischen Polarisation bei einem Einkomponenten-Entwickler; und Fig. 4 graphisch die Beziehung zwischen dem optischen Schwärzungsgrad des sich ergebenden Bildes indem Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit der Hülse zu der Bewegungsgeschwindigkeit des latenten Bildes.The invention is described below on the basis of preferred embodiments explained in detail with reference to the accompanying drawings. Show it: 1 shows a schematic representation of the determination of the electrical spatial resistance of the one-component developer that is used to carry out the method according to the invention is used; Fig. 2 is a schematic representation of an electrophotographic Apparatus that can be used to practice the invention; Fig. 3 graphically the effects of electrostatic induction and dielectric polarization in the case of a one-component developer; and Fig. 4 graphically shows the relationship between the optical degree of blackening of the resulting image in the ratio of the speed of rotation the sleeve to the speed of movement of the latent image.

In Fig. 1 ist ein Hohlzylinder 1 dargestellt, welcher aus einem Isoliermaterial, wie beispielsweise Delrin (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt ist und welcher einen Innendurchmesser von 22 mm haben kann. Der Zylinder 1 ist so angeordnet, daß seine Achse bezüglich der Vertikalen ausgerichtet ist, und eine scheibenförmige Elektrode 2 ist in dessen unteren Ende eingesetzt. Eine (bestimmte) Menge eines Einkomponenten-Entwicklers T, der nur aus einer magnetischen Tonerkomponente gebildet ist, ist in dem Innenraum des Zylinders 1 enthalten. Eine scheibenförmige Elektrode 3 mit einer größeren Dicke bildet ein Elektrodenpaar mit der Elektrode 2 und weist eine Masse von 100 g auf. Sie ist verschiebbar von oben in den Zylinder 1 eingesetzt. Durch das Gewicht der Elektrode 3 wird der Entwickler T verdichtet. Ein Amperemeter 4 ist in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle 5 parallel zu den Elektroden 2 und 3 geschaltet. Wenn der durch die Schaltung fließende Strom mit i die Spannung an der Spannungsquelle 5 mit V die Dicke des Entwicklers T mit t und der Innenradius (= 11mm) des Entwicklers 1 mit r bezeichnet ist, läßt sich der elektrische Raumwiderstand des Entwicklers T durch den folgenden Ausdruck wiedergeben: ft2'V/it Während einer Messung wurde die Spannung V in der Größenordnung von 100 V gewählt.In Fig. 1, a hollow cylinder 1 is shown, which is made of an insulating material, such as Delrin (registered trademark) is made and which can have an inner diameter of 22 mm. The cylinder 1 is arranged so that its axis is aligned with respect to the vertical, and a disc-shaped Electrode 2 is inserted in its lower end. A (certain) amount of one One-component developer T made up of only one magnetic toner component is contained in the interior of the cylinder 1. A disk-shaped electrode 3 with a greater thickness forms an electrode pair with the electrode 2 and has a mass of 100 g. It is inserted into cylinder 1 from above so that it can be moved. The developer T is compressed by the weight of the electrode 3. An ammeter 4 is in series with a DC voltage source 5 parallel to electrodes 2 and 3 switched. When the current flowing through the circuit with i the voltage on of the voltage source 5 with V, the thickness of the developer T with t and the inner radius (= 11mm) of the developer 1 is denoted by r, the electrical space resistance of developer T represented by the following expression: ft2'V / it During a Measurement, the voltage V in the order of 100 V was chosen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sollte der Einkomponenten-Entwickler einen Widerstandwert von nicht weniger als 101 wog haben, und es wird ein photoempfindliches Teil aus Zinkoxyd verwendet, um die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen. Bei der Verwendung eines Einkomponenten-Entwicklers mit einem Widerstandswert von nicht weniger als 101 ß m ist eine den Erwartungen entsprechende Vbertragung eines sichtbaren Bildes gewährleistet, und infolgedessen besteht die verbleibende Schwierigkeit darin, wie ein sichtbares Bild auf dem photoleitenden Teil zu bilden ist, welches eine hohe Wiedergabegüte bezüglich des latenten Bilds aufweist. Wie oben ausgeführt, wird bei Verwendung eines Einkomponenten-Entwicklers, der einen Widerstandswert von nicht weniger als 101 cm aufweist, der Edwicklungævorgang durch die dielektrische Polarisation gesteuert, welche durch das Licht- bzw. sichtbare Bild hervorgerufen ist. Ein Toner, welcher den Entwickler bildet, der einen Widerstandswert von nicht weniger als 1012i m aufweist, wird beim Eintreten in ein elektrisches Feld polarisiert, das durch die Ladung gebildet ist, welche das latente Bild schafft, und die Polarisation erzeugt einen Dipol in den einzelnen Tonerpartikeln. Der Entwicklungsvorgang findet dann durch Anlagern bzw. Anhaften der Tonerpartikel an dem photoempfindlichen Teil statt, was durch die Wechselwirkung zwischen den Dipolen an den Tonerpartikeln und dem durch das latente Bild geschaffenen elektrischen Feld erreicht ist. Wenn das Dipolmoment mit p und die Größe des elektrischen Feldes mit E bezeichnet ist, läßt sich die Kraft F, mit welcher die Tonerpartikel an dem photo empfindlichen Teil angelagert werden bzw. anhaften, folgendermaßen wiedergegeben: F = pdivE.According to a feature of the invention, the one-component developer should weighed a resistance value of not less than 101, and it becomes a photosensitive one Part made of zinc oxide is used to eliminate the disadvantages mentioned above. at the use of a one-component developer with a resistance value of not less than 101 ß m is an expected transfer of a visible Image, and as a result, there is the remaining difficulty in this, how to form a visible image on the photoconductive part, which one has a high quality of reproduction with respect to the latent image. As stated above, becomes when using a one-component developer that has a resistance value of not less than 101 cm, the windingæ process through the dielectric Polarization controlled, which caused by the light or visible image is. A toner that constitutes the developer that has a resistance value of not is less than 1012i m, is polarized when entering an electric field, formed by the charge that creates the latent image and the polarization creates a dipole in the individual toner particles. The development process takes place then by adhering the toner particles to the photosensitive member instead of what is caused by the interaction between the dipoles on the toner particles and the electric field created by the latent image is reached. If that Dipole moment is denoted by p and the magnitude of the electric field is denoted by E, can the force F with which the toner particles on the photosensitive part are deposited or adhere, reproduced as follows: F = pdivE.

Hieraus ist zu ersehen, daß das Anlagern bzw. Haften der Tonerpartikel an dem photoempfindlichen Teil und folglich derEntwicklungsvorgang schneller bei einer größeren Änderung der Feldstärke an der Oberfläche des photo empfindlichen Teils statt findet.From this it can be seen that the attachment or adhesion of the toner particles on the photosensitive member and consequently the developing process is faster a larger change in the field strength on the surface of the photosensitive Partly takes place.

Um eine größere Änderung in der Feldstärke an der Oberfläche des photoempfindlichen Teils zu schaffen, kann die Oberfläche des photoempfindlichen Teils mit einer sehr feinen Unebenheit versehen bzw. überzogen sein. Ein photoempfindliches Teil aus Zinkoxyd entspricht von Natur aus diesen Anforderungen. Infolgedessen stellt ein photoempfindliches Teil aus Zinkoxyd ein Dispersionssystem aus Zinkoxyd und Harz dar und weist eine beliebige Verteilung von feinen Unebenheiten an seiner Oberfläche auf. Durch diese Störungen in dem durch das latente Bild geschaffenen, elektrischen Feld an der Oberfläche wird die Kraft vergrößert, mit welcher die Tonerpartikel zu dem photoempfindlichen Teil gezogen werden und an diesem anhaften.To a greater change in the field strength at the surface of Photosensitive part can create the surface of the photosensitive Partly provided with a very fine unevenness or covered. A photosensitive one Part made of zinc oxide naturally meets these requirements. As a result, poses a photosensitive part made of zinc oxide a dispersion system made of zinc oxide and Resin and has any distribution of fine unevenness on its surface on. Because of these disturbances in the electrical power created by the latent image The field on the surface increases the force with which the toner particles are drawn to and adhere to the photosensitive member.

Wenn daher ein Einkomponenten-Entwickler, der einen Raumwiderstand von nicht weniger als 101 wom aufweist, an einem Zinkoxydteil mit einem Gewichtsverhältnis in der Größenordnung von 1:2,5 zu 1:6 für die Harz- und Zinkoxydbestandteile zum Entwicklen verwendet wird, wird ein sichtbares bzw. visuelles Bild erhalten, das eine hohe Wiedergabegüte bezüglich des latenten Bilds aufweist, Wenn das sichtbare Bild elektrostatisch an ein Kopierblatt übertragen wurde, wurde ein Bild mit einer Güte erhalten, welche in der Praxis den Erwartungen entsprach und durchaus zufriedenstellend war.Therefore, if a one-component developer that has a spatial resistance of not less than 101 wom in a zinc oxide part in a weight ratio on the order of 1: 2.5 to 1: 6 for the resin and zinc oxide components to the Developing is used, a visible or visual image is obtained that has a high quality of reproduction with respect to the latent image, If the visible Image was electrostatically transferred to a copy sheet, an image with a Received quality that met expectations in practice and was quite satisfactory was.

Andere herkömmliche, photoempfindliche Teile die aus Selen, einem organischen Photoleiter und Kadmiumsulfid gebildet sind, weisen aufgrund ihrer Herstellungsverfahren eine glatte Oberfläche auf und können daher nicht die geforderte Störung in dem elektrischen Feld an der Oberfläche schaffen. Folglich werden sie für einen Entwicklungsvorgang, bei welchem die elektrische Polarisation ausgenutzt wird, als nicht geeignet betrachtet. Selbstverständlich ist die Verwendung von derartigen photoempfindlichen Teilen bei der praktischen Durchführung der Erfindung nicht ausgeschlossen, vorausgesetzt, daß sehr feine Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten an deren Oberfläche in einer beliebigen Verteilung ausgebildet werden können.Other conventional photosensitive parts made from selenium, a organic photoconductors and cadmium sulfide are formed due to their manufacturing process a smooth surface and can therefore not cause the required disturbance in the create an electric field on the surface. Consequently, they are used for a process of development, at which the electrical Polarization is exploited than not considered suitable. It goes without saying that such photosensitive parts not excluded in the practice of the invention, provided that there are very fine bumps and irregularities on their surface can be formed in any distribution.

In Fig. 2 ist schematisch eine Ausführungsform eines elektrophotographischen Geräts dargestellt, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. In Fig. 2 ist ein photoempfindliches Teil 10 dargestellt, das von einer Ladeeinrichtung 11, einer Entwicklungseinrichtung 12, einer zur Übertragung vorgesehenen Ladeeinrichtung 13, einer Neutralisierungsladeeinrichtung 14 und einer Neutralisierungslampe 15 umgeben ist, welche in der angegebenen Reihenfolge angeordnet sind. Ein Ubertragungs- bzw. Kopierblatt ist bei S dargestellt. Das photoempfindliche Teil 10 weist die Form einer Trommel auf, welche in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung drehbar ist. Selbstverständlich ist das photoempfindliche Teil 10 aus Zinkoxyd hergestellt bzw. mit Zinkoxyd überzogen.In Fig. 2 is schematically an embodiment of an electrophotographic Device shown that is used to carry out the method according to the invention can be. In Fig. 2, a photosensitive member 10 is shown, which of a Charging device 11, a developing device 12, a transfer device Charger 13, a neutralization charger 14 and a neutralization lamp 15 is surrounded, which are arranged in the order given. A transmission or copy sheet is shown at S. The photosensitive member 10 has the In the form of a drum, which can be rotated in the direction indicated by an arrow is. Of course, the photosensitive member 10 is made of zinc oxide or coated with zinc oxide.

Während eines Kopiervorgangs wird das photoempfindliche Teil 10 in Richtungdes Pfeils gedreht, und mit der Ladeäirichtung 11 wird eine Koronaentladung bewirkt, um dadurch die sich bewegende Oberfläche zu laden. Die geladene Oberfläche des photoempfindlichen Teils 10 wird dann an einer Stelle zwischen der Ladeeinrichtung 11 und der Entwicklungseinrichtung 12 bildmäßig belichtet, um auf ihr ein elektrostatisches, latentes Bild aufzubringen, welches einer Vorlage entspricht. Das latente Bild wird dann in der Entwicklungseinrichtung 12 einer Entwicklungs mittels der magnetischen Bürste unterzogenßwobei eine (bestimmte)Menge eines Einkomponenten-Entwicklers T0 mit einem elektrischen Widerstand von nicht weniger als 101 gem zugeführt wird. Infolgedessen wird ein Pulver- oder Tonerbild auf der Oberfläche des photoempfindlichen Teils 10 geschaffen.During a copying process, the photosensitive member 10 is in Is rotated in the direction of the arrow, and the charger 11 becomes a corona discharge acts to thereby charge the moving surface. The charged surface of the photosensitive member 10 is then placed at a location between the charger 11 and the developing device 12 imagewise exposed to to apply an electrostatic, latent image to it, which is a template is equivalent to. The latent image then becomes a developing device in the developing device 12 by means of the magnetic brush, whereby a (certain) amount of a one-component developer T0 is supplied with an electrical resistance of not less than 101 gem. As a result, a powder or toner image is formed on the surface of the photosensitive Part 10 created.

Wenn das sichtbare Toner- bzw. Prüferbild durch die Drehbewegung des photoempfindlichen Teils 10 zu einer Ubertragungsstelle transportiert wird, wird ein Ubertragungs- bzw. Kopierblatts in Richtung des Pfeils synchron mit der Bewegung des sichtbaren Bildes bewegt, bis es mit dem sichtbaren Bild zur Deckung gebracht wird. Hierauf wird dann die für eine Übertragung vorgesehene Ladeeinrichtung13 für eine Koronaentladung angeschaltet, um eine elektrische Ladung an die Rückseite des Blattes S anzulegen, um auf diese Weise das sichtbare Pulver- bzw. Tonerbild an das Blatt zu übertragen. Die Ubertragung des sichtbaren Bildes findet den Erwartungen entsprechend statt, wenn das Kopierblatt auf einen vorgegebenen Wert geladen ist, da der Entwicklertoner eine Polarisationsladung festhält, die durch die elektrische Ladung auf dem photoempfindlichen Teil geschaffen ist. Im Anschluß an die Übertragung wird die Oberfläche des photoempfindlichen Teils der Neutralisierungsladeeinrichtung 14 und der Neutralisierungslampe 15 ausgesetzt, um auf diese Weise irgendwelche Reste des latenten Bildes zu entfernen, um dadurch dann einen Kopiervorgang zu beenden.If the visible toner or proofer image is caused by the rotating movement of the Photosensitive part 10 is transported to a transfer point, is a transfer or copy sheet in the direction of the arrow in synchronism with the movement of the visible image is moved until it is aligned with the visible image will. The charging device 13 provided for a transfer is then activated for a corona discharge switched on to apply an electrical charge to the back of the Sheet S to apply in order to apply the visible powder or toner image in this way to transfer the sheet. The transmission of the visible image meets expectations takes place accordingly when the copy sheet is loaded to a specified value, because the developer toner holds a polarization charge generated by the electrical Charge is created on the photosensitive member. Following the transfer becomes the surface of the photosensitive part of the neutralization charger 14 and the neutralization lamp 15 exposed in this way to any To remove residues of the latent image, in order to then end a copying process.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Entwicklungseinrichtung 12. Wie dargestellt, weist die Entwicklungseinrichtung 12 einen feststehenden Magneten 121, eine nichtmagnetische Hülse 122, welche in einer Weise drehbar angeordnet ist, daß sie den Magneten 121 umgibt, und eine trichterartige Einrichtung 123 auf, welche eine vorgegebene Menge eines Einkomponenten-Entwicklers T0 enthält. In der dargestellten Ausführungsform weist der Magnet 121 die Form einer Rolle oder Walze auf und hat eine Umfangsfläche, die in axialer Richtung gleichförmig magnetisiert ist, sich aber entlang des Umfangs periodisch d.h. sich regelmäßig wiederholend ändert. Der Magnet schafft ein Magnetfeld um die Hülse 122 herum, welche den Entwickler T0 an ihrer Umfangsfläche festhält. Einer der Magnetpole des Magneten 122, welcher an einer Entwicklungsstation angeordnet ist, nämlich an einer Stelle auf der Hülse 122, welche dem photoempfindlichen Teil 10 am nächsten ist, ist als Pol 121P bezeichnet.Another feature of the invention relates to the developing device 12. As shown, the developing device 12 has a stationary magnet 121, a non-magnetic sleeve 122 which is rotatably arranged in a manner that it surrounds the magnet 121, and a funnel-like device 123 which contains a predetermined amount of a one-component developer T0. In the illustrated Embodiment, the magnet 121 has the shape of a roller or roller and has a circumferential surface that is uniformly magnetized in the axial direction, turns but changes periodically along the circumference, i.e. it changes regularly and repetitively. Of the Magnet creates a magnetic field around the sleeve 122, which the developer T0 is attached to holds their peripheral surface. One of the magnetic poles of the magnet 122, which is on a development station, namely at one location on the sleeve 122, which is closest to the photosensitive member 10, is designated as pole 121P.

Der Entwickler T0 wird von der trichterförmigen Einrichtung 123 aus auf die Umfangsfläche der Hülse 122 zugeführt und wird durch die Magnetkraft des Magneten 121 an dieser festgehalten. Wenn sich die Hülse 122 in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung dreht, wird der Entwickler der Entwicklungsstation zugeführt, wo er in Form einer magnetischen Bürste durch die Magnetwirkung des Hauptpols 121P ausgebildet wird, deren Büschel mit der Umfangsfläche des photoempfindlichen Teils 10 in Anlage gebracht sind.The developer T0 is drawn from the funnel-shaped device 123 fed to the peripheral surface of the sleeve 122 and is driven by the magnetic force of the Magnet 121 held on this. When the sleeve 122 is in the by a Direction indicated by the arrow, the developer is fed to the development station, where he is in the form of a magnetic brush by the magnetic action of the main pole 121P is formed whose tufts with the peripheral surface of the photosensitive member 10 are attached.

Die hier interessierende Schwierigkeit ist die Tatsache, daß, obwohl die Tonerpartikel ein Dipolmoment in Abhängigkeit von der Feldstärke erhalten, wenn sie in dem durch das latente Bild geschaffenen, elektrischen Feld angeordnet sind, das Dipolmoment nicht unmittelbar erzeugt wird, und seine Ausbildung ein endliches Zeitintervall erfordert bzw.dauert. . Diese Ansprechzeit ist um ein Mehrfaches größer als die Ansprechzeit der elektrostatischen Induktion, welche bei einem Tonerat einem geringeren Widerstandswert vorkommt, so daß wenn nicht eine gewissen Anpassung vorgenommen wird, das Zeitintervall, das erforderlich ist, um eine Kopie mit dem vorbeschriebenen Kopierverfahren zu schaffen, lang genug bzw. zu lang wird, um das Verfahren für die Praxis unzureichend zu machen.The difficulty here of interest is the fact that, though the toner particles have a dipole moment depending on the Field strength when in the electric field created by the latent image are arranged, the dipole moment is not generated directly, and its formation a finite time interval requires or lasts. . This response time is around one Several times greater than the response time of electrostatic induction, which at a tonerate of a lower resistance occurs, so that if not a Some adjustment is made to the time interval that is required to to create a copy with the above-described copying process, long enough or becomes too long to render the procedure inadequate for practical use.

In Fig. 3 ist in Form von Kurven die Zeitabhängigkeit der elektrostatischen Induktion und der dielektrischen Polarisation dargestellt, wenn der Toner einem elektrischen Feld mit einer fest vorgegebenen Stärke ausgesetzt wird. In Fig. 3 ist auf der Abszisse die Zeit tm dargestellt, während welcher das elektrische Feld an den Toner angelegt wird, während auf der Ordinate Q die induzierte oder polarisierte Ladung wiedergegeben ist, welche aufgrund der elektrostatischen Induktion oder der dielektrischen Polarisation erzeugt wird. Es sind verschiedene Maßstäbe bzw. -skalen für die induzierte Ladung und die polarisierte Ladung verwendet, um ihre Sättigungswerte in tibereinstimmung zu bringen. In Fig. 3 stellt eine Kurve 3-1 die elektrostatische Induktionswirkung dar, während eine Kurve 3-2 die dielektrische Polarisationswirkung wiedergibt. In Fig. 3, the time dependence of the electrostatic is in the form of curves Induction and dielectric polarization shown when the toner is one electric field with a fixed predetermined strength is exposed. In Fig. 3 the time tm is shown on the abscissa during which the electric field is applied to the toner, while on the ordinate Q the induced or polarized Charge is reproduced, which is due to the electrostatic induction or the dielectric polarization is generated. There are different scales or scales for the induced charge and the polarized charge used to get their saturation values to bring them into agreement. In Fig. 3, a curve 3-1 represents the electrostatic Induction effect, while a curve 3-2 represents the dielectric polarization effect reproduces.

Gemäß der Erfindung sind zwei Näherungen zum Lösen der vorbeschriebenen Schwierigkeit geschaffen. Eine erste Näherung beruht auf der Tatsache, daß die Kraft, welche wirksam ist, damit die Tonerpartikel an dem photoempfindlichen Teil haften bzw. festgehalten werdentproportional zu dem Dipolmoment ist, das sich aus der dielektrischen Polarisation ergibt. Aufgrund dieser Kenntnis werden die Tonerpartikel in ein elektrisches Feld ausreichender Stärke" gebracht, so daß die dielektrische Polarisation innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit einen Wert erreichen kann, welcher auf den erforderlichen Minimalwert des Dipolmomentes ansteigt, das ausreicht, damit die Tonerpartikel an dem photoempfindlichen Teil 10 haften und festgehalten werden. In accordance with the invention, there are two approaches to solving those described above difficulty created. A first approximation is based on the fact that the force which is effective is to make the toner particles adhere to the photosensitive member are disproportionate to the dipole moment resulting from the dielectric polarization results. Based on this knowledge, the toner particles are placed in an electric field sufficient strength "brought so that the dielectric polarization within a relatively short time can reach a value which is close to the required The minimum value of the dipole moment that is sufficient to cause the toner particles to rise the photosensitive member 10 are adhered and held.

Selbstverständlich ist die Stärke des durch das latente Bild geschaffenen Feldes an der Oberfläche des photoempfindlichen Teils ein Maximum, und da eine feine Unebenheit oder Unregelmäßigkeit auf ihr ausgebildet ist, müssen die Tonerpartikel zur Trommeloberfläche hin mit einer gewissen Vormagnetisierung gedrängt bzw. gezwungen werden. Zu diesem Zweck wird die Stärke des Hauptpols 121P erhöht, um ein Büschel mit einer größeren Länge für die Tonerbürste in der Entwicklungsstation zu schaffen.Of course, the strength of what is created by the latent image is Field on the surface of the photosensitive member is a maximum, and there a fine Any unevenness or irregularity formed on it must be the toner particles pushed or forced towards the drum surface with a certain bias will. For this purpose, the strength of the main pole 121P is increased by a tuft with a longer length for the toner brush in the development station.

Versuche haben gezeigt, daß für einen üblichen Zwischenraum in der Größenordnung von 0,5 bis 2,0mm zwischen dem photoempfindlichen Teil 10 und der Hülse 122 der Hauptpol 121P eine Stärke haben muß, welche eine magnetische Flußdichte von nicht weniger als 10 000 Gauß an der Hülse 122 erzeugt, um den Entwicklungsvorgang in einer auch praktisch angemessenen Zeit abzuschließen.Tests have shown that for a common space in the On the order of 0.5 to 2.0 mm between the photosensitive part 10 and the Sleeve 122 of the main pole 121P must have a strength which has a magnetic flux density of not less than 10,000 gauss is generated on the sleeve 122 to complete the development process to be completed in a practically reasonable time.

Eine zweite Näherung ist in Kenntnis und im Hinblick auf eine längere Ansprechzeit der dielektrischen Polarisation auf eine Vergrößerung bzw. Verlängerung des Zeitintervalls gerichtet, während welchernder Kontakt zwischen dem Einkomponenten-Entwickler T0 und dem latenten Bild aufrecht gehalten wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß sowohl der Entwickler Tg als auch das latente Bild durch die Entwicklungsstation hindurch in derselben Richtung bewegt werden und der Geschwindigkeitsunterschied bei der Bewegung der beiden Teile verringert wird.A second approximation is known and in view of a longer one Response time of the dielectric polarization to a enlargement or extension of the time interval during which the contact between the one-component developer T0 and the latent image is maintained. this can be achieved in that both the developer Tg and the latent Image can be moved in the same direction through the development station and the difference in speed in the movement of the two parts is reduced will.

Insbesondere ist die Berührungszeit dann ein Maximum, wenn die Bewegung des Entwicklers Tg gleich der des latenten Bildes ist.In particular, the contact time is a maximum when the movement of the developer Tg is equal to that of the latent image.

In diesem Augenblick ist dann der Kontakt zwischen dem Entwickler To und dem latenten Bild ein statischer, was eine nicht ausreichend Zufuhr des Entwicklers Tg zu dem latenten Bild zur Folge hat. Vorzugsweise ist die Zufuhrgeschwindigkeit des Toners T0 größer als die Geschwindigkeit, mit welcher das latente Bild bewegt wird. Selbstverständlich führt Jedoch ein sehr großer Bewegungsunterschied zu einem verkürzten Zeitintervall für den Kontakt und hat auch eine Störung bzw. Beeinträchtigung des sichtbaren Bildes zur Folge, welches durch die Reibung mit der magnetischen Bürste auf dem photoempfindlichen Teil ausgebildet wird. Infolgedessen muß beachtet werden, daß das Verhältnis der Geschwindigkeit, mit welcher das latente Bild durch die Entwicklungsstation bewegt wird, zu der Geschwindigkeit, mit welcher der Entwickler T0 bewegt bzw. zugeführt wird, in einem entsprechend angemessenen Bereich begrenst ist. Das Verhältnis kann in einem derartigen Bereich eingestellt werden, indem die Umdrehungs- bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 122 bezüglich der Umdrehungs- bzw. Umfangsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Teils 10 eingestellt wird.At this moment there is contact between the developer To and the latent image becomes a static one, indicating insufficient supply of the developer Tg to the latent image. Preferably the feed rate is of the toner T0 is greater than the speed at which the latent image is moving will. Of course, however, a very large difference in movement leads to one shortened time interval for contact and also has a disturbance or impairment of the visible image, which is caused by the friction with the magnetic Brush is formed on the photosensitive member. As a result, attention must be paid be that the ratio of the speed at which the latent image passes through the development station is moved at the speed at which the developer T0 is moved or supplied, limited in a correspondingly appropriate range is. The ratio can be set in such a range by changing the Revolution or circumferential speed of the sleeve 122 with respect to the revolution or circumferential speed of the photosensitive member 10 is set.

Der Bereich für die richtigen Verhältnisse hängt von der Art des photoempfindlichen Teils, dem Potential des latenten Bilds, der Umfangs geschwindigkeit der Oberfläche des photoempfindlichen Teils und der Größe des Raumwiderstands des Entwicklers ab und kann nicht in allgemeinen Ausdrücken festgelegt werden.The range for the correct proportions depends on the type of photosensitive Partly, the potential of the latent image, the peripheral speed of the surface of the photosensitive member and the size of the spatial resistance of the developer and cannot be specified in general terms.

Infolgedessen muß der Bereich experimentell entsprechend den jeweiligen besonderen Antrderungen festgelegt werden.As a result, the range must be experimentally corresponding to the respective special requirements can be determined.

In Fig. 4 ist ein Beispiel der Ergebnisse dargestellt, welche experimentell bestimmt worden sind. In Fig. 4 ist auf der Ordinate der optische Schwärzungsgrad des sichtbaren Bildes aufgetragen, während auf der Abszisse das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit V8 der Oberfläche der Hülse 122 zu der Umfangsgeschwindigkeit Vp der Oberfläche des photoempfindlichen Teils 10 aufgetragen ist. Bei den Versuchen wurde ein photoempfindliches Teil aus Zinkoxyd verwendet und für das Potential des latenten Bildes auf der Oberfläche des photoempfindlichen Teils wurden -400V gewählt. Der Entwickler To wies einen Widerstandswert von 1012 bis 1013acm auf, und die Umfangsgeschwindigkeit der Oberfläche des photo empfindlichen Teils wurde bei 80mm/sek gewählt. In diesem Fall reicht dann der optimale Bereich für die Verhältnisse V /V von 3 bis 8.In Fig. 4 there is shown an example of the results obtained experimentally have been determined. In Fig. 4, the ordinate is the optical density of the visible image is plotted, while the ratio of the circumferential speed is on the abscissa V8 of the surface of the sleeve 122 to the peripheral speed Vp of the surface of the photosensitive member 10 is applied. During the tests, a photosensitive was used Part made of zinc oxide and used for the potential of the latent image on the surface of the photosensitive part were selected to be -400V. The developer To pointed one Resistance value from 1012 to 1013acm, and the peripheral speed of the surface of the photosensitive part was chosen at 80mm / sec. In this case it is enough then the optimal range for the ratios V / V from 3 to 8.

sp Die vorbeschriebenen ersten und zweiten Näherungslösungen können unabhängig voneinander oder auch in Verbindung miteinander verwendet werden. Wenn die beiden Näherungslösungen miteinander durchgeführt werden, kann ein synergetischer Effekt erwartet werden. Selbstverständlich kann die in Form eines Hohlzylinders dargestellte Hülse auch durch ein Band ersetzt werden. Bei Verwenden eines bandförmigen Teils ist die zweite Näherung entsprechend durchzuführen, da deren Teil entlang der Oberfläche des photo empfindlichen Teils verlaufen kann, um das Zeitintervall für einen Kontakt zwischen dem Entwickler und dem latenten Bild zu vergrößern. sp The first and second approximate solutions described above can can be used independently or in conjunction with one another. if the two approximate solutions with each other can be carried out a synergetic effect can be expected. Of course, it can be in the form of a Hollow cylinder shown sleeve can also be replaced by a band. When using of a band-shaped part, the second approximation must be carried out accordingly, since the part of which can run along the surface of the photosensitive part, the time interval for contact between the developer and the latent Enlarge picture.

PatentansprücheClaims

Claims

Claims t4 Electrophotographic process in which an electrostatic latent image is applied to a photosensitive member and developed with a one-component developer formed from a powder which has only a magnetic, charge-free toner to thereby produce a visible To create powder or toner image on the photosensitive member, and wherein a Transfer or copy sheet to cover the visible powder or toner image is brought to transfer it to the copy sheet by applying an electrical charge is applied to the back of the copy sheet by a corona discharge, by the fact that a one-component developer (To) with an electrical resistance of not less than 1o12S2 cm is used that the photosensitive member (10) has a microscopic asperity on its surface comprises that a rotatable non-magnetic sleeve (122) is also provided, which surrounds a fixed magnet (121) so as to hold the one-component developer (To) on the surface of the non-magnetic sleeve (122) due to the magnetic Effect of the magnet (121) to keep that further the sleeve (122) is rotated to to convey the developer (Tg) to a development station (12), and that a magnetic Toner brush in the development station (12) is formed, with their tufts to the Performing development on the surface of the photosensitive member (10) are brought into contact, and wherein the magnet (121) has a magnetic flux density creates on the sleeve (122) which is not less than 1,000 Gauss.

2. Electrophotographic method according to claim 1, characterized g e it does not indicate that the tightness and rotation speed of the sleeve (122) is chosen so that both the one-component developer (To) and the latent image through development station (12) in the same direction move, and that the ratio of the speeds of the two parts in one remains in the specified area.

3. Electrophotographic method according to claim 1 and / or 2, characterized it is noted that the photosensitive part (10) is formed from zinc oxide is.