DE1772876A1

DE1772876A1 - Xerographic process and device for its implementation

Info

Publication number: DE1772876A1
Application number: DE19681772876
Authority: DE
Inventors: Ville Ivan Bernard
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1967-07-17
Filing date: 1968-07-16
Publication date: 1970-11-12
Also published as: US3589895A; GB1240293A; CA929582A

Description

Eastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von AmerikaEastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, New York State, United States of America

Xerographisches Verfahren und Vorrichtung zu seiner DurchführungXerographic process and device for its implementation

Die Erfindung bezieht sich auf ein xerographisches Verfahren, bei dem ein auf einer Oberfläche vorhandenes elektrostatisches Bildmuster mit Bereichen, die Ladungen einer ersten Polarität tragen, entwickelt wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. -The invention relates to a xerographic method in which an existing on a surface electrostatic image pattern with areas that carry charges of a first polarity is developed, as well as on a device for carrying out the method. -

Bei bekannten xerographischen Verfahren dieser Art wird auf einer Trägerfläche ein elektrostatisches Ladungsmuster erzeugt, das anschließend mittels Toner entwickelt wird. Das Tonerbild wird sodann auf eine Aufnahmefläche übertragen. Das Ladungsinuster kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß man die Oberfläche einer photokonduktivon Schicht einer xerographischen Platte zunächst gleichförmig auflädt und dann bildmäßig belichtet, wodurch in die belichteten Bereiche, also -die Hintergrundbereiche,In known xerographic processes of this type, an electrostatic charge pattern is created on a support surface which is then developed using toner. The toner image is then transferred to a receiving surface. The charge pattern can be generated in this way, for example be that one is the surface of a photoconductive Layer a xerographic plate initially uniform charges and then exposed imagewise, whereby in the exposed areas, i.e. the background areas,

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wenn auf Grund einer positiven Vorlage belichtet wird, entladen werden. In den unbelichteten Bereichen, bei der getroffenen Voraussetzung also in den Bildbereichen, bleibt die Ladung erhalten.when exposed on the basis of a positive original, are discharged. In the unexposed areas where If the prerequisites are met in the image areas, the charge is retained.

Sofern es sich um ein übertragungsverfahren handelt, bei dem bei jedem Kopiervorgang stets dieselbe aufladbare Fläche verwendet wird, muß diese Fläche nach dem übertragen des Tonerbildes gereinigt werden, weil nicht alle Tonerpartikel übertragen werden.If it is a transfer procedure, in which the same chargeable surface is always used for each copying process, this surface must after the Transferring the toner image will be cleaned because not all of the toner particles are transferred.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine Reinigung der die Ladungen und die Tonerpartikel tragenden Fläche vor einer erneuten Verwendung für die Herstellung einer anderen Kopie nicht erforderlich ist.The invention is based on the object of creating a method in which a cleaning of the charges and the surface carrying the toner particles is not required before being used again for the production of another copy.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem eigentlichen Entwicklungsprozeß die Oberfläche einem elektrischen Feld, das auf eine Ladung der ersten Polarität eine Kraft ausübt, die von der Oberfläche weg~ gerichtet ist, ausgesetzt und gleichzeitig unter Erzeugung von Reibungselektrizität überstrichen wird. This object is achieved according to the invention in that, before the actual development process, the surface is exposed to an electric field which exerts a force on a charge of the first polarity which is directed away from the surface and is swept over at the same time, generating static electricity.

Durch das überstreichen der Oberfläche werden die normalerweise von einem vorhergehenden . Kopiervorgang noch .vorhandenen Tonerpartikel mit einer Ladung geeigneter Polarität versehen. Das gleichzeitig wirksame elektrische Feld übt auf die richtig geladenen Tonerpartikel eine sowohl gegen die Bildbereiche als auch die Hintergrundbereiche gerichtete Kraft nus. Besonders wichtig ist, daß dieses elektrische Feld diejenigen Tonerpartikel, die eine Ladung der falschen Polarität besitzen, von der Oberfläche weg gegen dar» Materini bewegen, mit eiern die Oberfläche überstrichen wirrt, so daß sie dort mit einer Ladung der richtigen Polarität versehen werden By painting over the surface, they will normally be removed from a previous one. In the copying process, provide any toner particles still present with a charge of suitable polarity . The same effective electric field exerts a nus areas both to the image areas and the background correctly directed force on the charged toner particles. It is particularly important that this electric field move those toner particles which have a charge of the wrong polarity away from the surface towards the material, swirls over the surface with eggs so that they are provided there with a charge of the correct polarity

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können. Beim anschließenden eigentlichen Entwicklungsvorgang können dann die geladenen Bildbereiche mit weiterem Toner versehen und den ungeladenen oder wenig geladenen Bildbereichen die Tonerpartikel entzogen werden. Bei diesem Entwicklungsvorgang kann die Oberfläche mittels einer magnetischen Bürste, die mit Toner versehen ist, gebürstet werden. Um den wenig oder nicht geladenen Bereichen die geladenen Tonerpartikel zu entziehen, braucht lediglich an eine solche Bürste eine geringe Vorspannung angelegt zu werden, die dieselbe Polarität wie das Ladungsmuster besitzt. Hierdurch wird in Zusammenwirkung mit dem Ladungsmuster ein elektrisches Feld erzeugt, das die geladenen Tonerteilchen von den Hintergrundbereichen oder wenig geladenen Bereichen in die Bildbereiche mit hoher Ladung überführt.can. During the subsequent actual development process, the loaded image areas can then be included Additional toner is provided and the toner particles are removed from the uncharged or slightly charged image areas. During this development process, the surface can be provided with toner by means of a magnetic brush is to be brushed. To remove the charged toner particles from the areas with little or no charge, only a small bias voltage with the same polarity needs to be applied to such a brush how the charge pattern possesses. This creates an electric field in cooperation with the charge pattern generated that the charged toner particles from the background areas or less charged areas into the Image areas with high charge transferred.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kopierprozeß, der normalerweise Kopien mit unreinem Hintergrund ergibt, führt zu Kopien hoher Qualität mit reinem Hintergrund. Auch dann, wenn auf Grund einer positiven Vorlage eine positive Kopie gemacht werden soll, lassen sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgezeichnete Kopien herstellen, obwohl diese Kopierprozesse bei den üblichen Entwicklungsverfahren dazu neigen, nach einer verhältnismäßig geringen Zahl von Kopien einen geringen Kontrast und einen unreinen Hintergrund zu liefern. Die schlechten Resultate sind bei diesen bekannten Verfahren durch den Viiderstand der von den vorhergehenden Arbeitszyklen noch vorhandenen Tonerpartikel bedingt, sich von den Hintergrundbereichen zu lösen. Daher ist es auch nicht möglich, diesen Nachteil der bekannten Vorfahren dadurch zu beseitigen, daß man lediglich die Intensität des TonensThe application of the method according to the invention in a copying process, which normally copies with impure Background results in high quality copies with a clean background. Even if on the ground If a positive copy is to be made of a positive original, when using the inventive Process produce excellent copies, although these copying processes in the usual development process tend to have a low contrast after a relatively small number of copies and to provide an impure background. The bad results are in these known methods by the The resistance of the toner particles still present from the previous work cycles is caused by the background areas to solve. Therefore it is not possible to eliminate this disadvantage of the known ancestors by that one is merely the intensity of the toning

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erhöht, beispielsweise durch die Verwendung von zwei oder mehr gewöhnlichen magnetischen Bürsten.increased, for example, by using two or more ordinary magnetic brushes.

Vorteilhafterweise erfolgt das überstreichen der Oberfläche bei geringer Tonerkonzentratipn, was beispielsweise mit einer mit Tonermangel arbeitenden magnetischen Bürste erreicht werden kann. Die Erzielung guter Ergebnisse ist zwar nicht hiervon abhängig, doch lassen sich bei Einhaltung dieser Bedingung noch bessere Ergebnisse erzielen. Die Tonerkonzentration auf dem für das überstreichen verwendeten Material kann hierbei relativ zur Konzentration des schon auf der zu überstreichenden Oberfläche vorhandenen Toners so gewählt werden, daß ein Gleichgewichtszustand zwischen abgelagertem Toner und von der Oberfläche aufgenommenem Toner aufrechterhalten bleibt. Hierdurch besteht keine Notwendigkeit, während dieses Verfahrensschrittes Toner zu ergänzen oder abzuführen.The surface is advantageously painted over with a low toner concentration, for example with a magnetic Brush can be achieved. Achieving good results does not depend on this, but it can be done achieve even better results if this condition is met. The toner concentration on the one for the sweep The material used can be relative to the concentration of the material to be painted over Surface existing toner can be chosen so that a state of equilibrium between deposited toner and retained toner picked up by the surface. This means there is no need to to replenish or discharge toner during this process step.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß der Verlust an Toner und der Abrieb der die Ladungen tragenden Oberfläche erheblich vermindert v/ird. Selbstverständlich vereinfacht der Wegfall der Reinigung den Entwicklungsprozeß und verkürzt die für einen Arbeitszyklus erforderliche Zeit.Further advantages of the method according to the invention are that the loss of toner and the abrasion the surface area carrying the charges is considerably reduced. Of course, the elimination simplifies cleaning the developing process and shortening the time required for one working cycle.

Das überstreichen der das elektrostatische Bild tragenden Fläche kann beispielsweise durch Bürsten mit einer magnetischen Dürste erfolgen, die ähnlich jenen Bürsten ist, die üblicherweise zum Entwickeln verwendet werden, die jedoch auf ein Potential vorgespannt ist, dessen Polarität entgegengesetzt demjenigen des LadungsmustersThe passing over of the ones bearing the electrostatic image Surface can be done, for example, by brushing with a magnetic brush, which is similar to brushing which is commonly used for developing, but which is biased to a potential whose Polarity opposite to that of the charge pattern

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bezüglich dem Potential der ungeladenen oder entladenen Bereichen ist. Da bei manchen xerographischen Verfahren die Belichtung nicht zu einer vollständigen Beseitigung der Ladung in den belichteten Bereichen führt, ist es häufig möglich, durch Erden der Bürste das erforderliche elektrische Feld zu erzeugen.with respect to the potential of the uncharged or discharged areas. As in some xerographic processes the exposure does not lead to a complete elimination of the charge in the exposed areas, it is often possible to generate the required electric field by grounding the brush.

Die Erzeugung des Ladungsmusters auf der Oberfläche ist trotz des gegebenenfalls vorhandenen Toners möglich, und zwar mittels verschiedener Verfahren. Beispielsweise kann eine Koronaentladung auf diejenigen Bildbereiche, die geladen werden sollen, mittels eines entsprechend geformten Stiftes aufgebracht werden. Weiterhin besteht beispielsweise die Möglichkeit, als Träger für das Ladungsbild eine photokonduktive Schicht zu verwenden und diese nach einer gleichmäßigen Aufladung bildmäßig von derjenigen Seite her zu belichten, die der die restlichen Tonerpartikel tragenden Seite gegenüberliegt. Die Tonerpartikel stören dann bei der bildmäßigen Belichtung nicht.The generation of the charge pattern on the surface is possible despite the possibly present toner, by means of various methods. For example, can a corona discharge on those image areas that are to be charged by means of a correspondingly shaped Applied to the pen. Furthermore, there is the possibility, for example, of using a carrier for the charge image To use photoconductive layer and this after a uniform charge imagewise from that side to expose forth the opposite of the side carrying the remaining toner particles. The toner particles interfere then not with the imagewise exposure.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die von einer photokonduktiven Schicht als Träger des elektrostatischen Bildes ausgeht, wird nach der gleichförmigen Aufladung und bildmäßigen Belichtung von der Rückseite her die die Ladungen tragende Seite der photokonduktiven Schicht zunächst mit einer magnetischen Bürste gebürstet, die geerdet ist und deren Tonerkonzentration so klein ist, daß die Borsten neuen Toner anzuziehen vermögen. DieseP Bürsten verleiht durch Reibungselektrizität den schon vorhandenen Tonerpartikeln die richtige Ladung und bewirkt, daß die Tonerpartikel zumindest teilweise in dieIn one embodiment of the method according to the invention, which is supported by a photoconductive layer as the carrier of the The electrostatic image is emitted after uniform charging and imagewise exposure of the Back side of the photoconductive layer carrying the charges, first with a magnetic brush brushed, which is earthed and whose toner concentration is so small that the bristles are able to attract new toner. These P brushes use static electricity to give the toner particles that are already present the correct charge and causes the toner particles at least partially in the

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Bildbereiche überführt werden. Anschließend wird das Bild mit einer zweiten magnetischen Bürste gebürstet, die eine höhere Tonerkonzentration besitzt und elektrisch vorgespannt ist, wobei die Polarität dieselbe ist wie diejenige der Ladungen des elektrostatischen Bildes. Auf diese Weise erhält man ein Tonerbild mit reinem Hintergrund und hohem Kontrast. Nach der übertragung des Tonerbildes kann der nächste Kopiervorgang ausgeführt werden, ohne daß zuvor die photokonduktive Schicht gereinigt werden müßte.Image areas are transferred. Then the picture is brushed with a second magnetic brush, which has a higher toner concentration and is electrically biased, the polarity being the same as that the charges of the electrostatic image. In this way a toner image with a clean background is obtained and high contrast. After the transfer of the toner image, the next copying process can be carried out without that the photoconductive layer would have to be cleaned beforehand.

Die ferner der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen, ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Bürsten vorgesehen sind, von denen die eine auf ein Potential, das niedriger, und die andere auf ein Potential das höher ist als das geringste T?otentlal des elek-~^r trostatischen Bildes, vorgespannt ist. Vorzugsweise sind die Bürsten als magnetische Bürsten ausgebildet.The object on which the invention is also based, to create a device for carrying out the method according to the invention, is achieved according to the invention in that two brushes are provided, one of which is at a potential that is lower and the other is at a potential that is higher than the lowest T? otentlal of elec- ~ ^r trostatischen image preloaded. The brushes are preferably designed as magnetic brushes.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der auf der Zeichnung dargestellten Beispiele und Ausführungsformen erläutert.In the following the invention is based on the on the Examples and embodiments shown in the drawing are explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Λ, IB und 1 C schematische Darstellungen verschiedener Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, angewendet auf ein schon vorhandenes elektrostatisches Bild, Fig. 1 Λ, IB and 1 C schematic representations of various Steps of the method according to the invention, applied to an already existing electrostatic image,

Fig. 2 Λ, 2B und 2C schematische Darstellungen verschiedener Schritte des erfinclungsffeirüßen Verfahrens innerhalb eines xerociraphischen Prozesses.Fig. 2 Λ, 2B and 2C schematic representations of various Steps of the Invention Process within a xerographic process.

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Fig. 3 eine schematische Darstellung eines automatisch arbeitenden und das erfindungsgemäße Verfahren ι benutzenden Kopiergeräts.3 shows a schematic representation of an automatically operating method according to the invention copier using.

Wie die Fig. IA, IB und IC zeigen, trägt eine Isolierschicht 1, die auf einer elektrisch leitenden Trägerschicht 9 angeordnet ist, auf ihrer der Trägerschicht 9 abgekehrten Oberfläche 7 ein Ladungsmuster 2. Die Oberfläche 7 ist zuvor nicht gereinigt worden, weshalb auf ihr noch Tonerpartikel 3 lagern, die von einem zuvor erzeugten Tonerbild übrig geblieben sind. Die Tonerpartikel 3 liegen sowohl in geladenen als auch ungeladenen Bereichen. Das elektrostatische Bild wird anschließend in zwei Schritten entwickelt. Beim ersten Schritt wird die Oberfläche 7 gerieben, gebürstet oder in anderer Weise mit einem Material in Berührung gebracht, das in der Lage ist, durch Reibungselektrizität die Tonerpartikel 3 aufzuladen, und zwar mit einer Polarität, die derjenigen des Ladungsmusters 2 entgegengesetzt ist. In Fig.IB ist dargestellt, wie dieser Schritt mit Borsten 6 einer Bürste 4 ausgeführt wird. Während des ersten Schrittes ist ein elektrisches Feld wirksam, das so gerichtet ist, daß die Tonerpartikel, die richtig geladen sind, sowohl gegen die Bereiche der Oberfläche 7 mit hoher Ladung als auch die Bereiche mit relativ niedriger Ladung gezogen werden, während falsch geladene Tonerpartikel von der Oberfläche 7 abgenommen werden. Bei der in Fig. IB dargestellten Ausführungsform wird dieses Feld dadurch erzeugt, daß man an einen elektrisch leitenden Teil der Bürste 4 eine von einer Spannungsquelle 8 erzeugte Vorspannung legt, die die entgegengesetzte Polarität der Ladungen des Ladungsmusters 2 besitzt.As shown in FIGS. 1A, 1B and 1C, it carries an insulating layer 1, which is arranged on an electrically conductive carrier layer 9, on its surface facing away from the carrier layer 9 7 a charge pattern 2. The surface 7 has not been cleaned beforehand, which is why there are still toner particles on it 3 store leftover from a previously created toner image. The toner particles 3 are both charged as well as uncharged areas. The electrostatic image is then developed in two steps. The first Step the surface 7 is rubbed, brushed or otherwise brought into contact with a material that is capable of static electricity charging the toner particles 3 with a polarity that is the same of charge pattern 2 is opposite. In Fig.IB is shown how this step with bristles 6 a Brush 4 is running. During the first step, an electric field is effective which is so directed that the toner particles, which are properly charged, against the areas of the surface 7 with high charge as well the areas with relatively low charge are drawn, while incorrectly charged toner particles are pulled off the surface 7 can be removed. In the embodiment shown in Fig. IB this field is generated by the fact that an electrically conductive part of the brush 4 is one of a Voltage source 8 creates a bias voltage that has the opposite polarity of the charges of charge pattern 2 owns.

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Der zweite Schritt ist in Fig. IC dargestellt. Hierbei wird auf die Oberfläche 7 Toner in einer im wesentlichen üb lichen Weise aufgebracht. Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufbringen des Toners auf die Oberfläche 7 durch Bürsten mit einer Bürste 5, die eine normale Menge Toner trägt und ähnlich der Bürste 4 ausgebildet ist, die für den ersten Schritt verwendet wird. Der zweite Schritt wird jedoch unter der Wirkung eines elektrischen Feldes ausgeführt, das die Tonerpartikel zu den geladenen Bereichen hin und von den umgeladenen Bereichen wegführt. Dieses elektrische Feld ist durch eine geringe Vorspannung erzeugt, die an einen elektrisch leitenden Teil der Bürste 5 angelegt und von einer Spannungsquelle 10 erzeugt wird. Der vorgespannte Teil der Bürste 5 besitzt dieselbe Polarität wie die Ladungen des Musters 2. Das Potential ist jedoch geringer.The second step is shown in Fig. IC. Here, 7 toner is applied to the surface in a substantially customary manner. In the exemplary embodiment, the toner is applied to the surface 7 by brushing with a brush 5 which carries a normal amount of toner and is designed similar to the brush 4 which is used for the first step. The second step, however, is carried out under the action of an electric field which guides the toner particles to the charged areas and away from the charged areas. This electric field is generated by a low bias voltage which is applied to an electrically conductive part of the brush 5 and is generated by a voltage source 10. The biased part of the brush 5 has the same polarity as the charges of the pattern 2. However, the potential is lower.

Die Fig. 2A bis 2C zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem gewöhnlichen xerographischen Prozeß mit Bildübertragung. Eine transparente Trägerschicht 20 ist auf ihrer Oberseite mit einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht 21, und diese wiederum auf ihrer Oberseite mit einer photokonduktiven Schicht 22 beschichtet. Die freie Oberfläche 24 der photokonduktiven Schicht war schon für vorhergehende .Kopiervorgänge benutzt und anschließend nicht gereinigt worden, weshalb sie übrig gebliebene Tonerpartikel 3' trägt. Die Oberfläche 24 ist mit einer gleichförmig verteilten Ladung versehen, die mittels eines Koronaladers 23 aufgebracht worden ist.FIGS. 2A to 2C show the application of the method according to the invention in an ordinary xerographic Process with image transfer. A transparent carrier layer 20 is on its top with a transparent, electrically conductive layer 21, and this in turn on its upper side with a photoconductive layer 22 coated. The free surface 24 of the photoconductive layer was already for previous .Kopiervorgänge used and not cleaned afterwards, so it has leftover toner particles 3 '. the Surface 24 is provided with a uniformly distributed charge, which is generated by means of a corona charger 23 has been applied.

Wie Fig. 2 B zeigt, wird die photokonduktive Schicht 22 nach dem Laden bildmäßig durch die Trägerschicht 20 und die leitende Schicht 21 hindurch belichtet, wodurch infolge der Erdung der Schicht 21 die meisten Ladungen aus den belichteten Bereichen abfließen und ein Ladungη-As FIG. 2B shows, the photoconductive layer 22 is imagewise through the carrier layer 20 after charging and exposed the conductive layer 21 through it, whereby as a result of the grounding of layer 21, most of the charges flow out of the exposed areas and a charge

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muster auf der Oberfläche 24 der photokonduktiven Schicht ' entsteht.pattern on the surface 24 of the photoconductive layer ' arises.

Nach der Erzeugung des elektrostatischen Ladungsbildes wird, wie Fig. 2C zeigt, die Oberfläche 24 der photokonduktiven Schicht durch zweimaliges Bürsten entwickelt. Das erste Bürsten wird mit einer magnetischen Bürste 25 ausgeführt, deren Borsten infolge Reibungselektrizität auf die Tonerpartikel anziehend wirken und die Tonerpartikel derart laden, daß die Polarität der Ladung entgegengesetzt der Polarität der Ladungen des elektrostatischen Bildes ist. Dieses erste Bürsten erfolgt in Anwesenheit eines elektrischen Feldes, das so gerichtet ist, daß auf die geladenen Tonerpartikel eine sowohl gegen die geladenen Bildbereiche als auch die Hintergrundbereiche der Oberfläche 24 gerichtete Kraft ausgeübt wird. Von wesentlicher Bedeutung ist ferner, daß dieses elektrische Feld diejenigen Tonerpartikel, deren Ladung nicht die richtige Polarität besitzt, von der Oberfläche 24 weg zur Bürste hin führt, wo sie mit der fichtigen Ladung versehen werden können. Da bei vielen Prozessen auch in den Hintergrundbereichen noch eine restliche Ladung vorhanden ist, kann häufig das erforderliche elektrische Feld durch Erden der Magnetbürste erzeugt werden. Der zweite Schritt des Entwicklungsverfahrens wird durch Bürsten mit einer zweiten magnetischen Bürste 26 ausgeführt, die in üblicher Weise Toner aufbringt, wobei jedoch auch bei diesem Schritt ein elektrisches Feld ^/.'irksam ist, das im Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Spannungsquelle 27 erzeugt wird, an die Bürste 26 an- _ geschlossen ist. Dieses Feld ist so gerichtet, daß auf die Tonerpartikel eine Kraft ausgeübt wird, die von den Hintergrundbereichen weggerichtet ist.After the generation of the electrostatic charge image, as shown in FIG. 2C, the surface 24 of the photoconductive Layer developed by brushing twice. The first brushing is carried out with a magnetic brush 25, the bristles of which have an attractive effect on the toner particles as a result of frictional electricity, and the toner particles in this way charge that the polarity of the charge is opposite to the polarity of the charges of the electrostatic image is. This first brushing takes place in the presence of an electric field which is directed so that on the charged toner particles against both the charged image areas and the background areas of the surface 24 directional force is exerted. It is also essential that this electric field those Toner particles, the charge of which does not have the correct polarity, lead away from the surface 24 towards the brush, where they can be provided with the right charge. As in many processes in the background areas as well If there is a residual charge, the required electric field can often be achieved by grounding the magnetic brush be generated. The second step of the development process is by brushing with a second magnetic brush 26 carried out, which applies toner in the usual way, but with an electric field in this step ^ /. 'is ineffective that in the exemplary embodiment with the help of a Voltage source 27 is generated to which brush 26 is connected. This field is directed so that on a force is applied to the toner particles which is directed away from the background areas.

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Für beide Schritte kann eine bekannte Bürste verwendet werden, die einen Entwickler verarbeitet, der feine Kunstharz-Tonerpartikel kombiniert mit viel größeren ferromagnetischen Trägerpartikeln enthält. Die Trägerpartikel werden in einer borstenartigen Formierung durch ein magnetisches Feld gehalten, das üblicherweise aus dem Innern der Bürste heraus aufgeprägt wird. Den Tonerpartikeln wird die richtige Ladung durch Reiben an den Trägerpartikeln gegeben.A known brush processing a developer containing fine synthetic resin toner particles can be used for both steps combined with much larger ferromagnetic carrier particles. The carrier particles are held in a bristle-like formation by a magnetic field, which usually comes from the interior the brush is stamped out. The toner particles are given the correct charge by rubbing against the carrier particles given.

Die folgenden Ausführungen sollen, ohne selbstverständlich die Erfindung zu beschränken, zu deren weiteren Erläuterung dienen. Bei Umkehr sy steinen, die positive Wiedergaben auf Grund positiver Vorlagen liefern, 'liefert die gewöhnliche Feld-Entwicklung, die beispielsweise-' t ^s mittels einer magnetischen Bürste ausgeführt wird, die ;U besten Ergebnisse bei Verwendung einer Entwicklungselektrode, die auf einer geringen Vorspannung liegt und ein elektrisches Feld"erzeugt, das auf die Tonerpartikel eine Kraft ausübt, die von den Hintergrundbereichen des Ladungsmusters weggerichtet ist, das entwickelt werden soll. Wenn beispielsweise das Oberflächenpotential in den Bildbereichen des Ladungsmusters minus 500 V und in dten Hintergrundbereichen minus 50 V beträgt, wird für eine Direktentwicklung im allgemeinen an die magnetische Bürste eine Vorspannung gelegt, die zwischen diesen beiden Potentialen liegt und beispielsweise minus 150 V beträgt. Positiv geladene Tonerpartikel werden dann von den Hintergrundbereichen weg, jedoch zu den Bildbereichen hin gedrängt, was einen reinen Hintergrund und hohen Kontrast ergibt. Sind jedoch übrig gebliebene Tonerpartikel vorhanden, die Ladungen der falschen Polarität aufgenommen haben, was bei den getroffenen Voraussetzungen negative Ladungen sind, weil die Tonerpartikel beispielsweise einer Aufladung mit negativen Ladxmgen ausgesetzt worden sind, übt das genannte The following explanations are intended to serve to explain the invention further, without, of course, restricting the invention. Sy stones at reversal which provide positive reproductions on the basis of positive templates 'supplies the ordinary field development, For Example' t ^s by means of a magnetic brush is carried out, the U best results when using a development electrode at a low bias voltage and creates an electric field "which exerts a force on the toner particles which is directed away from the background areas of the charge pattern to be developed. For example, if the surface potential in the image areas of the charge pattern is minus 500 V and in the background areas minus 50 V , for direct development, a bias voltage is generally applied to the magnetic brush that lies between these two potentials and is, for example, minus 150 V. Positively charged toner particles are then pushed away from the background areas, but towards the image areas, which results in a pure background and high contrast. However, if there are remaining toner particles that have taken up charges of the wrong polarity, which are negative charges under the conditions that are met, because the toner particles have been exposed to a charge with negative charges, for example, the above-mentioned exercises

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elektrische Feld auf diese Tonerpartikel eine Kraft aus, die gegen die Hintergrundbereiche gerichtet ist. Dies wird durch die Tatsache erhärtet, daß Kopien, die einen unreinen Hintergrund besitzen, üblicherweise mit solchen Verfahren erhalten werden, welche die in den Fig. 2A bis 2C dargestellten Schritte verwenden, wobei jedoch beide Bürsten in üblicherweise elektrisch vorgespannt sind. Ändert man das elektrische Feld, beispielsweise durch Erden der Bürste 25 (Fig. 2C), dahingehend, daß die auf die richtig geladenen Tonerpartikel ausgeübte Kraft sowohl gegen die Hintergrundbereiche als auch die Bildbereiche gerichtet ist, so zeigt sich eine Tendenz des Feldes, alle diejenigen Tonerpartikel von der Oberfläche abzulösen, die eine Ladung der unerwünschten Polarität beibehalten haben. Diese falsch geladenen Tonerpartikel werden von der Bürste angezogen, wo sie mit der richtigen Ladung versehen werden können. Die Bürste lagert sie danach wieder in den Bildbereichen ab. Sofern nach diesem Verfahrensschritt noch richtig geladene Tonerpartikel in den Hintergrundbereichen vorhanden sind, werden sie im folgenden Verfahrensschritt von diesen Bereichen entfernt oder in die Bildbereiche überführt.electric field exerts a force on these toner particles which is directed against the background areas. this is corroborated by the fact that copies which have an unclean background are usually with such Methods can be obtained using the steps illustrated in Figures 2A through 2C, but with both brushes are usually electrically biased. If you change the electric field, for example by grounding the brush 25 (Fig. 2C) in such a way that it was applied to the properly charged toner particles Force is directed against both the background areas and the image areas, there is a tendency of the field to detach all those toner particles from the surface that carry a charge of the undesired polarity have retained. These improperly charged toner particles will be attracted to the brush, where they will contact the correct charge can be provided. The brush then deposits them back in the image areas. Unless after correctly charged toner particles during this process step are present in the background areas, they will be removed from them in the following process step Areas removed or transferred to the image areas.

Wird für den ersten Schritt eine Bürste verwendet, so kann die Tonerkonzentration auf der Bürste in einem Gleichgev/ichts zustand gehalten werden, so daß auch bei kontinuierlichem Betrieb höchstens ein geringer Tonerüberschuß oder Tonerverbrauch vorhanden ist. Obgleich für eine wirksame Arbeitsweise auf der ersten Bürste kein Toner vorhanden zu sein braucht, hat sich gezeigt, daß beste Ergebnisse' mit einer geringen Menge von Toner erzielt werden, so daß das Bürsten beim ersten Gehritt im wesentlichen eine Umverteilung und nicht eine Entwicklung oder Reinigung allein ergibt. Beginnt manIf a brush is used for the first step, the toner concentration on the brush can be reduced in one Be kept in equilibrium, so that even with continuous operation at most a low There is excess toner or toner exhausted. Though for an effective way of working at first Brush does not need toner to be present, has been shown to give best results' with a small amount of toner, so that the brushing at the first step is essentially a redistribution and not a Development or purification alone results. One begins

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das Verfahren ohne Toner auf der ersten Bürste, so wird in zunehmendem Maße Toner von der photokonduktiven Oberfläche aufgenommen, bis ein Gleichgewichtszustand der Konzentration erreicht ist. Diese Konzentration kann ohne weitere Einstellung oder Zuführung von Toner aufrechterhalten bleiben.the method with no toner on the first brush, there is an increasing amount of toner off the photoconductive surface recorded until an equilibrium state of concentration is reached. This concentration can be done without further adjustment or supply of toner can be maintained.

Weitere Einzelheiten gehen aus folgendem Ausführungsbeispiel hervor:Further details can be found in the following exemplary embodiment:

Eine xerographische Platte mit einer photokonduktiven Schicht, die für die Aufnahme negativer Ladungen geeignet ist, wird zunächst gleichförmig auf ein Potential von minus 500 V bezüglich der leitenden Schicht aufgeladen, die geerdet ist. Die Platte wird dann bildmäßig durch den transparenten Träger hindurch belichtet, so daß ein elektrostatisches Bild entsteht, dessen Oberflächenladung von minus 400 V in den Bildbereichen bis herab zu minus 50 V in den Hintergrundbereichen reicht. Dieses elektrostatische Bild wird sodann mit einer ersten magnetischen Bürste gebürstet, deren Borsten etwa 10 mm lang sind. Die Borsten sind geerdet. Anschließend wird die das Bild tragende Oberfläche der photokonduktiven Schicht mit einer zweiten magnetischen Bürste gebürstet, deren Borsten mit denjenigen der ersten Bürste vergleichbar sind, jedoch mit 5% ihres Gewichtes an feinem Toner gemischt sind. Die zweite Bürste ist mit einem negativen Potential von minus 500 V verbunden. Das Tonerbild, das durch diese zweite Bürste erzeugt wird, wird anschließend auf einen nicht dargestellten Bildträger übertragen, wobei aber auf der xerographischen Platte noch Tonerpartikel übrig bleiben. Da der Toner von dem zuvor erzeugten Bild nicht durch Reinigen verloren geht, sondern beim nächsten Bild in die Bildbcroiche gebracht wird, erhält man durch das orfindunrjsgemäße Vorfahren eine beträchtliche Ein-A xerographic plate with a photoconductive layer suitable for accepting negative charges is, is first uniformly charged to a potential of minus 500 V with respect to the conductive layer, that is grounded. The plate is then imagewise exposed through the transparent support so that an electrostatic image is created with a surface charge of minus 400 V in the image areas down to to minus 50 V in the background areas is enough. This electrostatic image is then first magnetic Brushed brush with bristles about 10 mm long. The bristles are grounded. Then the the image-bearing surface of the photoconductive layer is brushed with a second magnetic brush, whose Bristles are comparable to those of the first brush, but mixed with 5% of their weight in fine toner are. The second brush is connected to a negative potential of minus 500 V. The toner image that is generated by this second brush, is then transferred to an image carrier, not shown, wherein but there are still toner particles left on the xerographic plate. Because the toner from the previously created image is not lost through cleaning, but is brought into the image block in the next image, one receives through the ancestor according to the origins of the

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sparung an Toner. Der Kopierprozeß kann immer wieder ohne vorherige Reinigung wiederholt werden. Wenn mehrere Kopien gemacht worden sind, steigt die Tonerkonzentration auf der ersten Bürste allmählich bis zu etwa 2%. Bei diesem Wert bleibt die Konzentration, ohne daß Toner der Bürste zugeführt oder von dieser abgeführt zu werden braucht. Während die Tonerkonzentration auf der ersten Bürste zunimmt, bleiben die Hintergrundbereiche rein, während die Bildbereiche etwas dunkler werden. Die Tonerbilder sind jedoch durchweg von ausgezeichneter Qualität.saving on toner. The copying process can always be repeated without previous cleaning must be repeated. When multiple copies have been made, the concentration of toner on the increases first brush gradually up to about 2%. The concentration remains at this value without the toner being fed to the brush or needs to be removed from it. As the concentration of toner on the first brush increases, the background areas remain pure, while the image areas become a little darker. However, the toner images are consistently of excellent quality.

Das Potential der zweiten Bürste kann auch wesentlich von dem oben angegebenen Potential von minus 500 V abweichen, ohne die Bildqualität wesentlich zu beeinflussen. Diese Bürste kann sogar das erforderliche Potential selbst aufbauen, ohne daß sie an eine äußere Spannung angelegt wird. Wenn nämlich die Bürste gegenüber Erde isoliert ist, wird auf ihr wegen der Ladung der photokonduktiven Schicht eine Ladung induziert und damit eine Spannung erzeugt, welche die Tendenz zeigt, auf die Tonerpartikel in derselben Weise einzuwirken wie eine von außen an die Bürste angelegte Spannung, die zwischen den Spannungen der Bildbereiche und der Hintergrundbereiche liegt.The potential of the second brush can also differ significantly from the potential of minus 500 V given above, without significantly affecting the image quality. This brush can even do the required potential by itself build up without being applied to an external voltage. For if the brush is isolated from the earth, a charge is induced on it due to the charge of the photoconductive layer and thus a voltage is generated, which tends to act on the toner particles in the same way as that applied externally to the brush Voltage that lies between the voltages of the image areas and the background areas.

Ein automatisch arbeitendes elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt Fig. 3. Eine transparente Trommel 30, die im Ausführungsbeispiel aus Glas besteht, ist außen mit einer dünnen, transparenten, elektrisch leitenden Schicht 31 und diese wiederum auf ihrer nach außen weisenden Fläche mit einer photokonduktiven Schicht 32 beschichtet, die ebenfalls transparent sein kann. Bei Betrieb des Kopiergerätes wird auf die photokonduktlve Schicht 32 eine elektrostatische Ladung mittels eines Koronalader 33 aufgebracht. Anschließend erfolgt eineAn automatic electrophotographic copier incorporating an embodiment of the present invention The device is shown in FIG. 3. A transparent drum 30, which in the exemplary embodiment consists of glass outside with a thin, transparent, electrically conductive layer 31 and this in turn on its outside facing surface coated with a photoconductive layer 32, which can also be transparent. at Operation of the copier is on the photoconductive layer 32 an electrostatic charge by means of a Corona charger 33 applied. This is followed by a

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bildmäßige Belichtung mittels eines Projektors 34 von der Innenseite der Trommel her, so daß ein elektrostatisches Ladungsbild auf der freien Oberfläche der photokonduktiven Schicht entsteht. Dieses Ladungsbild wird in zwei Schritten entwickelt. Zunächst wird die Oberfläche mit einer geerdeten magnetischen Bürste 35 gebürstet, die auf einen Tonermangel eingestellt sein kann. Anschließend wird mit einer zweiten magnetischen Bürste 36 gebürstet, die Toner enthält, dem die Bürste eine geringe Ladung mit derselben Polarität wie diejenige der vom Koronalader 33 aufgebrachten Ladungen gibt. Das durch den Entwicklungsvorgang erzeugte Tonerbild wird auf ein Aufnahmeblatt 37 mittels einer Koronaübertragungsvorrichtung 38 übertragen und anschließend auf dem Aufnahmeblatt 37 mittels eines Strahlungsheizgerätes 39 eingebrannt. Die Trommel wird anschließend ohne vorherige Reinigung wieder verwendet. Im Ausführungsbeispiel ist noch eine Lampe 41 vorgesehen, um restliche Ladungen auf der photokonduktiven Schicht vor der nächsten Verwendung zu beseitigen.imagewise exposure by means of a projector 34 of FIG the inside of the drum, so that an electrostatic charge image on the free surface of the photoconductive layer is created. This charge image is developed in two steps. First will brushed the surface with a grounded magnetic brush 35 adjusted for a lack of toner can. Then brushing is carried out with a second magnetic brush 36, which contains toner, which the brush gives a slight charge of the same polarity as that of the charges applied from the corona charger 33. That A toner image formed by the developing process is transferred to a receiving sheet 37 by means of a corona transfer device 38 and then burned into the recording sheet 37 by means of a radiant heater 39. The drum will then be used again without prior cleaning. In the exemplary embodiment is A lamp 41 is also provided to remove residual charges on the photoconductive layer before the next use to eliminate.

Obgleich keine Reinigung der Oberfläche der photokonduktiven Schicht notwendig ist, kann es wünschenswert sein, die Innenseite der Trommel von Staub zu reinigen, der beim nächsten BeiichtungsVorgang stören könnte. Zur Beseitigung dieses Staubes ist eine Purste 40 vorgesehen. Selbst bei Verwendung dieser Reinigungsstation hat das gesamte Gerät eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den bekannten Kopiergeräten. Es sei hierzu lediglich darauf hingewiesen, daß ein Zerkratzen der photokonduktiven Schicht vermieden und der Verlust an Toner weitgehend beseitigt ist. Auch die Beseitigung der Verschmutzung der Luft und des Inneren.des Gerätes durch Toner sind beachtliche Vorteile.Although cleaning of the surface of the photoconductive layer is not necessary, it may be desirable to remove dust from the inside of the drum which could interfere with the next set-up process. For elimination a purste 40 is provided for this dust. Even when using this cleaning station, that has entire device has a number of advantages over the known copiers. It is only for this pointed out that scratching of the photoconductive layer avoided and the loss of toner is largely eliminated. Also the elimination of pollution from the air and the inside of the device there are considerable advantages to using toner.

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Mit derselben Einrichtung können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl Direktkopien als auch Umkehrkopien hergestellt werden. Beispielsweise können bei Verwendung einer gewöhnlichen positiven Vorlage und eines Entwicklers mit positiver Polarität auf die photokonduktive Schicht eine negative Ladung aufgebracht und bei der Entwicklung die erfindungsgemäßen Vorspannungen angelegt werden. Wird eine negative Vorlage benutzt, so ist die photokonduktive Schicht mit positiven Ladungen zu versehen. Die bei der Entwicklung anzuwendenden Vorspannungen werden nun für eine Umkehrentwicklung gewählt, das heißt, etwa gleich dem höchsten Oberflächenpotential des elektrostatischen Bildes. Die erforderlichen Einstellungen können alle mit einem einzigen Schalter an einem Steuerpult vorgenommen werden.With the same device can according to the invention Process both direct copies and reverse copies are made. For example, when using a Ordinary positive original and a developer with positive polarity on the photoconductive layer negative charge is applied and the bias voltages according to the invention are applied during development. Will If a negative template is used, the photoconductive layer must be provided with positive charges. the Biases to be applied in development are now chosen for reverse development, that is, approximately equal to the highest surface potential of the electrostatic image. The necessary settings can all be done with a single switch on one control panel.

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Claims

- 16 -patent claims

1. Xerographisches Verfahren, bei dem ein auf einer Oberfläche vorhandenes elektrostatisches Bildmuster mit Bereichen, die Ladungen einer ersten Polarität,tragen, entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem eigentlichen Entwicklungsprozeß die Oberfläche einem elektrischen Feld, das auf eine Ladung der ersten Polarität eine Kraft aus^ übt, die von der Oberfläche weggerichtet ist, ausgesetzt1. Xerographic process in which an electrostatic image pattern present on a surface with Areas that carry charges of a first polarity, is developed, characterized in that before the actual development process, the surface is an electrical Field which exerts a force from ^ on a charge of the first polarity exercises facing away from the surface und gleichzeitig unter Erzeugung von Reibungselektrizität überstrichen wird.and at the same time generating static electricity is painted over.

2. The method according to claim 1, characterized in that the painting is carried out in the form of a brush and then the surface is subjected to an electric field which exerts a force on a charge with a polarity opposite to the first polarity which acts against those areas of the electrostatic image, carries the charges of the first polarity, is directed towards and away from the other areas , is exposed and brushed at the same time.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the second brushing toner is applied to the upper surface .

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first brushing process is carried out with a brush, the Borston carry toner in such an amount that there is no noticeable deposition of toner on the surface with repeated use of the same.

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5.. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized

characterized in that the first brushing with a grounded magnetic brush and the second brushing with one at a potential between the potentials the image areas and the background areas biased magnetic brush is executed.

6. The method according to any one of claims 1 to 5 _f, characterized in that toner particles of any charge, which are already present in irregular distribution on the surface before the development process, a charge with a polarity opposite to the first polarity is given by the static electricity, and that then these toner particles are redistributed and other toner particles are applied while the surface is exposed to an electric field which exerts a force on toner particles with a charge of the second polarity against the areas of highest potential and away from the areas of lowest potential of the first polarity exercises.

7. The method according to claim 1, characterized in that with an electrostatic image pattern Areas of high charge and areas of low charge of the first polarity the surface when being passed over is contacted with a material exhibiting triboelectric properties and charged toner particles acts attractive, and that then toner is applied to the surface, while this is an electrical PeId is exposed to the dio charged toner particles selectively moved toward some of the areas and away from others of the areas according to the Potential of these areas.

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8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem elektrostatischen Bild nit Bereichen hoher und Bereichen geringer Ladung der ersten Polarität die Oberfläche, die von einer vorhergehenden Verwendung noch vorhandene Tonerpartikel trägt, gebürstet wird, während sie. dem elektrischen Feld ausgesetzt ist, das auf eine. Ladung der zweiten Polarität eine sowohl gegen die Bereiaho hoher Ladung als auch die Bereiche geringer Ladung gerichtete Kraft ausübt, und daß sodann bei gleichzeitigem Bürsten Toner auf die Oberfläche aufgebracht wird,.während diese einem elektrischen Feld ausgesetzt ist, das auf eine Ladung der zweiten Polarität eine Kraft ausübt, die gegen die Bereiche mit der hohen Ladung und von den, Bereichen mit der geringen Ladung weggerichtet ist.' V8. The method according to claim 1, characterized in that that for an electrostatic image with areas of high and areas of low charge of the first polarity the surface that has retained toner particles from previous use is brushed, while they. is exposed to the electric field that acts on a. Charge of the second polarity one against both the areas of high charge as well as the areas of lower Charge directed force exerts, and that then with simultaneous brushing toner is applied to the surface. While this is exposed to an electric field, which on a charge of the second polarity exerts a force directed against the high charge areas and away from the 'low charge areas'. V

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dafl die Toner mit einer Ladung der zweiten Polarität versehen werden .9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the toners with a charge of the second Polarity are provided.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das elektrostatische Bild durch Aufbringen von Ladungen der ersten Polarität auf die Oberfläche und bildmäßige Entladen durch bildmäßiges Belichten der die Oberfläche bildenden photokonduktiven Schicht von der Rückseite her erzeugt, sodann geladenen Toner mit der zweiten Polarität auf das elektrostatische Bild gibt, anschließend das Tonerbild auswertet, wobei Toner auf der Oberfläche verbleibt, und bei der Wiederholung dieser Schritte durch Bürsten der Oberfläche mit Borsten, die eine reibungselektrische Anziehung auf den Toner ausüben, die verbleibenden Tonerpartikel von den Hintergrundbereichen in die Bildbereiche Oberführt, wobei das während des BUrstens wirksame elektrische Feld auf die10. The method according to claim 1, characterized in that the electrostatic image by application of charges of the first polarity on the surface and imagewise discharging by imagewise exposure of the photoconductive layer forming the surface is generated from the rear side, then charged toner with the second polarity on the electrostatic image, then evaluates the toner image, with toner remains on the surface, and when repeating these steps by brushing the surface with bristles, which exert triboelectric attraction on the toner, transferring the remaining toner particles from the background areas to the image areas, wherein the during the brushing effective electric field on the

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Toner particles with a charge of the first polarity exert a force that is directed away from the surface is.

11. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that two brushes (4,5; 25,26; 35,36) are provided, one of which is on a Potential that is lower, and the other to a potential that is higher than the lowest potential of the electrostatic Image, is biased.

12. The device according to claim 11, characterized in that the first brush (25,35) is grounded.

13. Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that that the second brush (5,27,36) at a potential of the polarity of the charge of the electrostatic Image is biased.

14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized characterized in that magnetic brushes (35, 36) are provided as brushes.

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