DE3119487A1 - Elektrophotographisches zweifarben-kopiergeraet - Google Patents

Description

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Anwaltsakte: 31 610

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Zweifarben-Kopiergerät, um von zweifarbigen Vorlagen zweifarbige Kopien herzustellen, und betrifft insbesondere ein elektrophotographisches Zweifarben-Kopiergerät, bei welchem der sogenannte Randeffekt beseitigt werden kann.

Bei der Zweifarben-Elektrophotographie werden im allgemeinen zwei latente elektrostatische Bilder mit entgegengesetzten Polaritäten, die jeder Farbe einer zweifarbigen Vorlage entsprechen, auf einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil ausgebildet, und die zwei latenten elektrostatischen Bilder werden mittels zwei Farben-Toner, die mit entgegengesetzten Polaritäten geladen sind, entwickelt, wodurch ^: zweifarbige Kopien erhalten werden. Für die Zweifarben-Elek- i trophotographie sind zwei Arten von elektrostatische Bilder tragenden Teilen bekannt, nämlich ein dielektrisches und ein photoleitfähiges Teil. I

Das dielektrische, ein latentes, elektrostatisches Bild tragende Teil weist eine elektrostatische Aufzeichnungsunterlage oder ein elektrisch leitendes Trägerteil und eine auf der Un-

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terlage oder dem Trägerteil ausgebildete, dielektrische Schicht auf. Bei dem dielektrischen, ein latentes, elektrostatisches Bild tragenden Teil werden latente elektrostatische Bilder mit positiven und negativen Polaritäten mittels einer Vielfach-Schreibelektrode gebildet. Beispielsweise werden entsprechend zwei Vorlagenbildern A und B mit unterschiedlichen Farben zwei Bildsignale a bzw. b, die jeweils den zwei Vorlagenbildern A und B entsprechen, an die Mehrfach-Schreibelektrode angelegt. Entsprechend den angelegten Bildsignalen wird dann die Oberfläche des das latente elektrostatische Bild tragenden Teils elektrisch geladen. Beispielsweise wird durch das Bildsignal a die Oberfläche positiv und durch das Bildsignal b die Oberfläche negativ geladen, wodurch positiv und negativ geladene Muster, die zwei Vorlagenbildern A und B entsprechen, auf dem das latente elektrostatische Bild tragenden Teil ausgebildet werden. Die auf diese Weise positiv und negativ geladenen Muster auf dem das elektrostatische Bild tragenden Teil werden durch zwei Arten von Tonerpartikeln mit verschiedenen Farben entwickelt, die mit entgegengesetzten Polaritäten geladen sind.

Folglich können sichtbare Bilder mit verschiedenen Farben, d^ Vorlagenbildern A und B entsprechen, auf der Oberfläche des das latente elektrostatische Bild tragenden Teils erhalten werden. Wenn das das latente elektrostatische Bild tragende Teil ein Blatt ist, können die entwickelten sichtbaren Bilder auf dem blattförmigen, das latente elektrostatische Bild tra-

genden Teil fixiert werden. Wenn es kein Blatt ist, können die entwickelten Bilder an ein Aufzeichnungsblatt übertragen und auf diesem fixiert werden.

Bei demphotolextfähigen, ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil gibt es eine Vielzahl Ausführungsformen, und die Verfahren zur Erzeugung von latenten Bildern unterscheiden sich in Abhängigkeit von der Ausführung der das latente elektrostatische Bild tragenden Teile etwas voneinander. Ein Zweifarben-Kopierverfahren, bei dem ein typisches photoleitfähiges, ein. latentes elektrostatisches Bild tragendes Teil benutzt wird, welches ein elektrisch leitendes Trägerteil und eine darauf ausgebildete, photoleitfähige Schicht aufweist, wird nunmehr erläutert. Nachstehend wird das photoleitfähige, ein latentes, elektrostatisches Bild tragende Teil der Einfachheit halber als Photoleiter bezeichnet.

In Fig.1 ist schematisch ein Zweifarben-Kopierverfahren dargestellt, bei welchem der vorbeschriebene Photoleiter verwendet ist. In Fig.1 weist ein Photoleiter 1 eine elektrisch leitende Unterlage 10, eine erste, auf der elektrische leitenden Unterlage 10 ausgebildete, photoleitfähige Schicht 11 und eine zweite, auf der ersten photoleitfähigen Schicht 11 ausgebildete, photoleitfähige Schicht 12 auf. Dieser Photoleiter 1 hat solche Eigenschaften, daß, wenn weißes Licht auf den Photoleiter 1 projiziert wird, beide photoleitfähigen Schichten 11 und 12 elektrisch leitend gemacht werden, während, wenn rotes

Licht darauf projiziert wird, nur die photoleitfähige Schicht 12 elektrisch leitend gemacht wird.

Wie in Fig.1 dargestellt, wird beim Schritt (1) eine erste Ladung durchgeführt, indem mittels eines Koronaladers positive Ladungen auf den Photoleiter 1 aufgebracht werden, während der Photoleiter 1 mit rotem Licht beleuchtet wird. Da die photoleitfähige Schicht 12 durch rotes Licht elektrisch leitend gemacht wird, werden die auf dem Photoleiter 1 aufgebrachten positiven Ladungen über die Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 verteilt. Gleichzeitig werden negative Ladungen, deren Absolutwert gleich dem der aufgebrachten positiven Ladungen ist, induzi.ert und über die Grenzfläche zwischen der elektrisch leitenden Unterlage 10 und der ersten photoleitfähigen Schicht 11 verteilt, wodurch eine elektrische Doppelschicht ausgebildet wird, zwischen welcher die erste photoleitfähige Schicht 11 angeordnet ist. Bezüglich der ersten photoleitfähigen Schicht 11 wird dieser Zustand als elektrisch geladener Zustand bezeichnet.

Beim Schritt (2) wird eine zweite Ladung durchgeführt, indem mittels eines Koronaladers im Dunkeln negative Ladungen auf die Oberfläche des Photoleiters 1 aufgebracht werden, wobei der Absolutwert der negativen Ladung kleiner als der Absolutwert der positiven Ladung bei dem ersten Ladevorgang gehalten wird. Die aufgebrachten negativen Ladungen verteilen sich

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über die Fläche der zweiten photoleitfähigen Schicht 12, so daß das Oberflächenpotential des Photoleiters in eine negative Polarität umgekehrt wird. Gleichzeitig werden die entsprechenden positiven Ladungen in der Grenzfläche zwischen der elektrisch leitenden Unterlage 10 und der ersten photoleitfähigen Schicht 11 erzeugt* Die induzierten positiven Ladungen werden durch einen Teil der negativen Ladungen neutralisiert, die in der Grenzfläche zwischen der elektrisch leitenden Unterlage 10 und der ersten photoleitfähigen Schicht 11 während des ersten Ladevorgangs induziert worden sind. Folglich sind in dem Photoleiter 1 folgende zwei elektrische Doppelschichten ausgebildet.

Eine elektrische Doppelschicht ist durch die positiven Ladungen (i) in der Grenzfläche zwischen der ersten photoleitfähigen Schicht11 und der zweiten photoleitfähigen Schicht 12 und durch die negativen Ladungen (ii) in der Grenzfläche zwischen der ersten photoleitfähigen Schicht 11 und der elektrisch leitenden Schicht 10 ausgebildet. Die andere Doppelschicht ist durch die vorerwähnten positiven' Ladungen (i) und die negativen Ladungen· (iii) auf der Oberfläche der zweiten photoleitfähigen Schicht 12 ausgebildet. In diesen elektrischen Doppelschichten sind Dipolmomente in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet. Bezüglich der photoleitfähigen Schichten 11 und 12 wird der vorstehend beschriebene Zustand als entgegengesetzt geladener Zustand bezeichnet.

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Um den vorerwähnten Zustand bezüglich der photoleitfähigen Schichten 1T und 12 zu erzeugen, muß die Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw.12 eine vorbestimmte Ladungshaitefähigkeit aufweisen. Um eine solche Ladungs-haltefähigkeit zu gewährleisten, kann eine Zwischenschicht zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 angeordnet werden.

Beim Schritt (3) wird dann der Photoleiter 1 bildmäßig mit einer Vorlage 0 belichtet, wobei die beiden photoleitfähigen Schichten 11 und 12 auf dem vorstehend beschriebenen, entgegengesetzt geladenen Zustand gehalten werden. Die Vorlage 0 soll einen schwarzen Bildbereich BL und einen roten Bildbereich R mit einem weißen Untergrund W aufweisen. Wenn der Photoleiter 1 bildmäßig mit der Vorlage 0 belichtet wird, wird ein Bereich PW auf dem Photoleiter 1,der dem weißen Untergrund der Vorlage 0 entspricht, mit weißem Licht und ein Bereich PR auf dem Photoleiter 1, der dem roten Bildbereich R entspricht, mit rotem Licht belichtet. Auf einen Flächenbereich PBL auf dem Photoleiter 1 ,der dem schwarzen Bildbereich BL entspricht, wird kein Licht projiziert.

Da der Bereich PW, der dem weißen Untergrund entspricht, mit weißem Licht belichtet wird, werden die photoleitfähigen Schichten 11 und 12 in dem Bereich PW des Photoleiters 1 elektrisch leitend gemacht und alle Ladungen werden von dem Bereich PW weggeleitet, so daß das Oberflächenpotential in dem

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Bereich PW des Photoleiters 1 beinahe null ist. In dem Bereich PR des Photoleiters 1, der dem roten Bildbereich R entspricht, wird die photoleitfähige Schicht 12 durch das von dem roten Bildbereich R reflektierte, rote Licht elektrisch leitend gemacht, und die negativen Ladungen werden von der Oberfläche der zweiten photoleitfähigen Schicht 12 entfernt. Folglich wird die Polarität des Oberflächenpotentials des Photoleiters 1 im Bereich PR durch die positiven Ladungen, die in der Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 zurückgeblieben sind, in eine positive Polarität umgekehrt.

Der Bereiche PBL des Photoleiters 1, der dem schwarzen BiIdbereich BL entspricht, hält sein negatives Oberflächenpotential, da der Photoleiter 1 in diesem Bereich, wie vorstehend ausgeführt, nicht mit Licht belichtet wird. Folglich sind auf der Oberfläche des Photoleiters 1 drei verschiedene Bereiche bezüglich des Oberflächenpotentials ausgebildet _r nämlich ein negativer latenter, elektrostatischer Bildbereich PBL, der dem schwarzen Bildbereich BL der Vorlage 0 entspricht, ein positiver latenter, elektrostatischer Bildbereich PR, der dem roten Bildbereich R der Vorlage 0 entspricht, und ein Bereich PW mit einem Potential von etwa null, der dem weißen Untergrund W der Vorlage 0 entspricht.

Beim Schritt (4) wird roter Toner TR, welcher auf eine negative Polarität geladen worden ist, auf de η Photoleiter 1 auf-

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gebracht. Der rote Toner TR wird elektrostatisch nur an dem positives Potential aufweisenden Bereich PR des Photoleiters T angezogen, so daß der rote Bildbereich R der Vorlage 0 dort wiedergegeben wird. Danach wird schwarzer Toner TBL, welcher mit einer positiven Polarität geladen worden ist, dem Photoleiter 1 zugeführt. Der schwarze Toner TBL wird nur an dem negatives Potential aufweisenden Bereich PBL des Photoleiters 1 elektrostatisch angezogen, so daß der schwarze Bildbereich PBL der Vorlage 0 dort wiedergegeben wird, während sich auf dem Untergrundbereich PW kein Toner absetzt.

In Fig.2 sind schematisch die Änderungen im Oberflächenpotential des Photoleiters 1 während des vorbeschriebenen Zweifarben-Bilderzeugungsprozesses dargestellt. Wie in Fig.2 dargestellt, wird beim Schritt (1) der Photoleiter 1 durch den ersten Ladevorgang mit einer positiven Polarität geladen, während der Photoleiter 1 mit rotem Licht beleuchtet wird. Beim Schritt (2) wird das Oberflächenpotential des Photoleiters 1 durch den zweiten im Dunklen durchgeführten Ladevorgang auf eine negative Polarität umgekehrt.

Beim Schritt (3) wird der Photoleiter 1 bildmäßig mit der Vorlage 0 belichtet, und das Oberflächenpotential des Bereichs PR auf dem Photoleiter 1, das dem roten Bildbereich R entspricht, wird ,wie durch eine Kurve PR dargestellt ist, in eine positive Polarität umgekehrt. Das Oberflächenpotential des Bereichs PW auf dem Photoleiter 1, das dem weißen Unter-

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grund W entspricht, wird, wie durch ein eKurve PW dargestellt ist, beinahe null, während das Oberflächenpotential des Bereichs PBL auf dem Photoleiter 1, das dem schwarzen Bildbereich BL entspricht, auf einer negativen Polarität verbleibt, wie durch eine Kurve PBL dargestellt ist.

In Fig.3 ist schematisch eine Ausführungsform eines Kopiergerätes zur Durchführung des vorerwähnten Zweifarben-Kopiervorgangs dargestellt. In Fig.3 ist ein trommeiförmiger Photolei— ter 1 vorgesehen, der in der Pfeilrichtung gedreht wird. Der Photoleiter 1 wird mittels eines ersten Laders 2 mit einer positiven Polarität geladen, während er gleichförmig mit rotem Licht beleuchtet wird, welches durch Filtern des Lichtes einer Lampe--21 durch ein Rotfilter 22 erhalten wird. Der positiv geladene Photoleiter 1 wird dann mittels eines zweiten Laders 3 im Dunkeln gleichförmig mit negativer Polarität geladen. Somit haben die erste und die zweite phofcoleitfähige Schicht 11 und 12 des Photoleiters 1 einen entgegengesetzt geladenen Zustand, wie in Verbindung mit dem Schritt (2) vorstehend ausgeführt ist.

Die optischen Bilder einer Vorlage, die zwei verschiedenfarbige Bilder aufweist, werden auf den so geladenen Photoleiter 1 projiziert. Durch den vorher in Verbindung mit dem Schritt (3) beschriebenen Mechanismus werden ein latentes elektrostatisches Bild mit positiver Polarität und ein latentes elektrostatisches Bild mit negativer Polarität auf der Oberfläche

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des Photoleiters 1 geschaffen. Die auf diese Weise erzeugten latenten, elektrostatischen Bild er mit entgegengesetzten Polaritäten werden nacheinander mittels einer ersten Entwicklungseinrichtung 4, die roten Toner enthält.und mittels einer zweiten Entwicklungseinrichtung 5, die schwarzen Toner enthält, entwickelt. Die zweifarbigen entwickelten Bilder werden dann mittels eines Vorladers 6 positiv geladen, so daß die' entwickelten Bilder als Ganzes in ihrer Polarität positiv sind, und sie werden dann mittels eines Bildübertragungsladers 7elektrostatisch auf ein Aufzeichnungsblatt S übertragen. Die entwickelten Bilder werden auf dem Aufzeichnungsblatt S mittels einer (nicht dargestellten) Bildfixiereinrichtung fixiert, und das Aufzeichnungsblatt S wird dann aus dem Kopiergerät ausgetragen.

Nach einer Bildübertragung werden die auf dem Photoleiter 1 zurückgebliebenen Ladungen mittels eines Löschladers 8 gelöscht, und der Resttoner auf dem Photoleiter 1 wird von diesem mittels einer Reinigungseinrichtung 9 entfernt. Die Entwicklungseinrichtungen 4 und 5 haben eine magnetische Bürste und in ihnen wird ein Zwexkomponentenentwickler verwendet, der Toner und einen pulverförmigen magnetischen Träger aufweist . Die Entwicklungseinrichtungen 4 und 5 haben grundsätzlich den gleichen Aufbau, wobei geringfügige Unterschiede zwischen ihnen beispielsweise in der Drehrichtung ihrer nichtmagnetischen Hülse und in der Anordnung ihrer Entwicklerabstreifer bestehen. Folglich kann die Entwicklungseinrichtung 5 als

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Beispiel genommen werden, deren Aufbau anhand der Fig.6 nunmehr erläutert, wird.

In Fig.6 weist die Entwicklungseinrichtung 5 einen Entwicklerbehälter 51/ eine magnetische Rolle 52 und einen Abstreifer 53 auf. Die magnetische Rolle 52 weist eine nichtmagnetische Hülse 54 und einen walzen- oder blockförmigen Magneten 55 auf, der in der Hülse 54 angeordnet ist. Der Magnet 55 ist ortsfest angeordnet, während die nichtmagnetische Hülse 54 in der angegebenenPfeilrichtung drehbar ist. Wenn die Hülse 54 in der Pfeilrichtung gedreht wird, wird Entwickler D durch die Magnetkraft des Magneten 55 an die Hülse 54 gezogen und wird an der Umfangsflache der Hülse 54 gehalten. Die Menge Entwickler D, die. einem Entwicklungsabschnitt zwischen dem Photoleiter 1 und der Hülse 54 zugeführt wird, wird durch eine Rakel 51A reguliert. Folglich ist eine'magnetische Bürste in dem Entwicklungsabschnitt zwischen der Hülse 54 und der Oberfläche des Photoleiters 1 ausgebildet, mit der das latente elektrostatische Bild auf dem Photoleiter 1 entwickelt wird. Der Entwickler D, welcher nicht für eine Entwicklung verwendet worden ist, wird von der Umfangsflache der Hülse 54 mittels des Abstreifers 53 entfernt und wird dann in den Entwicklerbehälter 51 zurückgeleitet.

Wie vorstehend erwähnt, enthält die erste Entwicklungseinrichtung 4 roten Toner und die zweite Entwicklungseinrichtung 5 schwarzen Toner. Zuerst wird das rote Bild und danach das

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schwarze Bild entwickelt. Der Grund für diese Reihenfolge ist folgender: Im allgemeinen kann bei einer Zweifarbenentwicklung, wenn die beiden Entwicklungsvorgänge mittels zwei gesonderter Entwicklungseinrichtungen durchgeführt werden, ein Teil des ersten, bei dem ersten Entwicklungsvorgang verwendeten Toners den zweiten Toner in der zweiten Entwicklungseinrichtung verschmutzen, wodurch dann die Farbe des zweiten Toners in gewissem Umfang geändert wird. Wenn der rote Toner in der erstenEntwicklungseinrichtung 4 und der schwarze Toner in der zweiten Entwicklungseinrichtung 5 untergebracht ist, wie vorstehend ausgeführt ist, wird, wenn eine kleine Menge des roten Toners mit schwarzem Toner gemischt wird, die Farbe des schwarzen Toners, wenn überhaupt, in der Praxis kaum durch den beigemengten roten Toner verändert. Im Unterschied hierzu kann, wenn der schwarze Toner in der ersten Entwicklungseinrichtung 4 und der rote Toner in der zweiten Entwicklungseinrichtung 5 untergebracht ist, die Farbe des roten Toners erheblich durch eine geringe Menge von beigemischtem schwarzen Toner geändert werden, und wenn dies der Fall ist, kann das rote Bild nicht mehr langer in unvermischtem Rot wiedergegeben werden. ·

Wie vorstehend ausgeführt, werden bei der Zweifarben-Elektrophotographie, bei der entweder ein dielektrisches oder ein photoleitfähiges, ein latentes elektrostatisches Bild tragendes Teil verwendet wird, positive oder negative latente, elektrostatische Bilder auf dem das Bild tragende Teil geschaf-

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fen, und die positiven und negativen latenten, elektrostatischen Bilder werden mittels zwei Tonerarten mit unterschiedlichen Farben und mit entgegengesetzten Polaritäten entwikkelt. Diese Zweifarben-Elektrophotographie hat einen Nachteil, der als "Randeffekt" bezeichnet wird, und nachstehend erläutert wird.

Dieser Randeffekt ist beispielsweise bezüglich eines schwarzen Kopiebildes BL1 in Fig.4 dargestellt, um das schwarze Kopiebild BL1 herum befindet sich ein weißer Untergrund W1, welcher mit einem dünnen roten Tonerteil R1 umgeben ist. Diese Erscheinung wird als der Randeffekt bezeichnet« Wie es zu dem Randeffekt kommt, wird nachstehend erläutert: Wenn eine starke Änderung im Oberflächenpotential nahe bei dem Rand eines auf dem Photoleiter erzeugten latenten, elektrostatischen Bildes besteht, wird ein elektrisches Feld, das in der Richtung ausgerichtet ist, die der Richtung des elektrischen Feldes entgegengesetzt ist, das im inneren Teil des latenten elektrostatischen Bildes vorhanden ist, nahe dem Rand des latenten elektrostatischen Bildes erzeugt. Beispielsweise ist die Verteilung der Stärke des elektrischen Feldes in dem schwarzen Kopiebild und darum herum entlang einer Linie L-L in Fig.4, in Fig.5 dargestellt.

Wenn in Fig.5 die minimale Stärke des elektrisches Feldes, um ein Aufbringen von schwarzem Toner TBL einzuleiten, bei einer Linie L1 liegt, wird der schwarze Toner TBL in dem mit dem

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Bezugszeichen BL11 bezeichneten Teil aufgebracht, da in dem Teil BL11 die Stärke des elektrischen Feldes mit einer negativen Polarität über der Linie L1 liegt. Folglich wird das in Fig.4 dargestellte, schwarze Kopiebild BL1 in diesem Teil ausgebildet. Ferner soll die minimale Stärke des elektrischen Feldes ,um ein Aufbringen von rotem Toner TR einzuleiten, bei einer Linie L2 liegen. Wenn in diesem Fall die Entwicklung mit dem roten Toner TR durchgeführt wird, wird der rote Toner TR in einem Teil R11 aufgebracht, da die Stärke des elektrischen Feldes mit einer positiven Polarität im Sinne einer positiven Polaritätsrichtung dort größer ist als die Stärke des elektrischen Feldes bei der Linie L2. Folglich wird ein roter Tonerrand R1 um das schwarze Kopiebild BL1 herum ausgebildet.

In dem Bereich W11 , wo die Stärke des elektrischen Feldes zwischen den Linien L1 und L2 liegt, wird kein Toner aufgebracht, so daß der weiße, in Fig.4 dargestellte üntergrundbereich W1 ausgebildet wird. Wenn ein rotes Bild und dann ein schwarzes Bild mit Hilfe von schwarzem Toner entwickelt wird, wird in ähnlicher Weise ein schwarzer Tonerrand um das rote Tonerbild herum ausgebildet. Mit anderen Worten, wenn zuerst mit rotem Toner TR eine Entwicklung eines roten Bildes und dann mit schwarzem Toner TBL eine Entwicklung eines schwarzen Bildes durchgeführt wird, werden bei der ersten Entwicklung rote Tonerbilder und rote Ränder und bei der zweiten Entwicklung schwarze Tonerbilder und schwarze Ränder ausgebildet.

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Es sind bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, um den vorerwähnten Randeffekt zu verhindern. Bei einem Verfahren wird beispielsweise eine Entwicklungsvorspannung an die nichtmagnetische Hülse der magnetischen Rolle angelegt, um während einer Entwicklung Entwickler auf den Photoleiter aufzubringen (siehe Fig.6). Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren werden Toner mit verschieden großen elektrischen Ladungen verwendet. Bei einem weiteren herkömmlichen Verfahren wird das Oberflächenpotential des üntergrundbereichs auf dem Photoleiter nicht null gemacht, sondern es wird schwach mit' einer positiven oder negativen Polarität geladen. Diese Verfahren stellen jedoch nicht zufrieden, wenn der Randeffekt in dem Maße beseitigt werden soll, daß die Verfahren in. der Praxis angewendet werden können.

Bei noch einem weiteren herkömmlichen Verfahren wird der Randeffekt durch Ausnutzen des sogenannten Gegenelektrodeneffekts der nichtmagnetischen Hülse der magnetischen Rolle verhindert. Der Gegenelektrodeneffekt der Hülse wird nunmehr anhand der Fig.7(a) und 7(b) erläutert.

Wenn ein latentes elektrostatisches Bild mit positiver Polarität auf der Oberfläche des Photoleiters 1 erzeugt und zu der Hülse 54 hin ausgerichtet wird, wobei ein vergleichsweiser großer Spalt g1 zwischen der Oberfläche des Photoleiters 1 und der der Hülse 54 besteht, sind die meisten elektrischen Kraftlinien von-dem··latenten elektrostatischen Bild zu der

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Oberfläche der Hülse 54 hin ausgerichtet;jedoch wird ein Teil der elektrischen Kraftlinien, die von einem Randteil des latenten elektrostatischen Bildes erzeugt werden, zurück zu der Photoleiter 1 geleitet, wie in Fig.7(a) dargestellt ist, wodurch negative Ladungen um das latente elektrostatische Bild herum induziert werden, die den vorerwähnten Randeffekt zur Folge haben. Wenn dagegen der Spalt g1 zwischen dem Photoleiter 1 und der Hülse 54 kleiner istyWie in Fig.7(b) dargestellt, Wird der Gegenelektrodeneffekt der Hülse 54 größer, und die Anzahl solcher elektrischer Feldlinien, die zu dem Photoleiter 1 zurückgehen, ist erheblich kleiner, und es wird kaum ein Randeffekt hervorgerufen.

Wenn jedoch bei dem herkömmlichen Verfahren der Spalt g1 verkleinert wird, wie in Fig.7(a) dargestellt, muß auch der Spalt g2 zwischen der Hülse 54 und der Rakel 51A (siehe Fig.6) verkleinert werden. Sonst wird zuviel auf den mit Hb bezeichneten Entwicklungsabschnitt zwischen dem Photoleiter 1 und der Hülse 54 aufgebracht. Folglich wird der Entwicklungsabschnitt Hb durch den zugeführten Entwickler verstopft.

Um den Randeffekt in dem Maß zu verringern, wie es für den praktischen Gebrauch erforderlich ist, müssen die Spalte g1 und g2 annähernd 1mm sein. Um in der Praxis für einen ausreichenden Bildschwärzungsgrad den Entwickler dem Entwicklungsabschnitt Hb zuzuführen, wird andererseits gefordert, daß die Spalte g1 und g2 im Bereich von 2,5mm bis 3,5mm liegen. Mit

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anderen Worten, wenn die Spalte g1 und g2 etwa 1mm sind, kann der Randeffekt beseitigt werden, aber es kann kein ausreichender Bildschwärzungsgrad erhalten werden.

Ein Verfahren, um den Randeffekt zu verhindern, ist von den Erfindern der vorliegenden Erfindung geschaffen worden; dieses Verfahren ist insbesondere auf eine Verbesserung des Nachteils des vorerwähnten herkömmlichen Verfahrens gerichtet. Bei diesem Verfahren werden Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand,'der kleiner als der der herkömmlichen Trägerpartikel ist,in dem Entwickler für den zweiten Entwicklungsvorgang verwendet. Nachstehend wird der bei dem ersten Entwicklungsvorgang verwendete Entwickler als der erste Entwickler und die Trägerpartikel des ersten Entwicklers werden als die ersten Trägerpartikel bezeichnet, und der bei dem zweiten Entwicklungsvorgang verwendete Entwickler wird als der zweite Entwickler und die Trägerpartikel des zweiten Entwicklers werden als die zweiten Trägerpartikel bezeichnet.

Wenn derartige Trägerpartikel mit einem kleinen spezifischen Widerstand in dem zweiten Entwickler verwendet werden, kann der Randeffekt verhindert werden, während die Spalte g1 und g2 (sieh Fig.6, 7(a) und 7(b)) in dem normalen Bereich von 2,5 bis 3,5mm gehalten werden. Um den Randeffekt zu verhindern, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der spezifische Widerstand der in dem zweiten Entwickler enthaltenen Trägerpartikel im Bereich von 10 JCL cm bis 10 P-crn liegt.

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Bei einem dielektrischen ,ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil sind latente elektrostatische Bilder mit positiven und negativen Polaritäten auf der Oberfläche des das latente Bild tragenden Teils vorhanden. Während der ersten Entwicklung werden die Trägerpartikel des ersten Entwicklers sowohl mit den positiven als auch den negativen, latenten, elektrostatischen Bildern in Kontakt gebracht. Wenn der spezifische Widerstand der Trägerpartikel in dem ersten Entwickler extrem niedrig ist, beispielsweise kleiner als 10 SL cm ist, wird das zweite latente, elektrostatische Bild, das mittels des zweiten Entwicklers zu entwickeln ist_; während des ersten Entwicklungsvorgangs durch die ersten Trägerpartikel gestört, da die elektrischen Ladungen des zweiten latenten, elektrostatischen Bildes durch die ersten Trägerpartikel fließen. Folglich muß der spezifische Widerstand der ersten Trägerpartikel in dem ersten Entwickler normalerweise im Bereich von 10-¹?Q, cm bis 10¹¹A. cm liegen.

Bei einem photoleitfähigen, ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil, wie er in Fig.1 dargestellt ist, wird der schwarze Bildbereich PBL auf dem Photoleiter 1, der dem schwarzen Bildbereich BL der Vorlage O entspricht, durch die negativen Ladungen auf der Oberfläche des Photoleiters 1 ausgebildet, während der rote Bildbereich PR auf dem Photoleiter 1, der dem roten Bildbereich R der Vorlage O entspricht, durch die positiven Ladungen geschaffen wird, die an der Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfä-

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higen Schicht 11 bzw. 12 vorhanden sind.

Wenn der rote Bildbereich PR durch den ersten Entwickler entwickelt wird, der die ersten Trägerpartikel mit einem niedrigen spezifischen Widerstand enthält, wird der schwarze BiIdbereich PBL des Photoleiters 1 durch die ersten Trägerpartikel gestört, da die negativen Ladungen des schwarzen Bildbereichs PBL durch die ersten Trägerpartikel· abgezogen werden.

Wenn dagegen der schwarze Bildbereich PBL durch den ersten Entwickler entwickelt wird,der die ersten Trägerpartikel mit einem niedrigen spezifischen Widerstand enthält, kommt es zu der vorerwähnten Schwierigkeit nicht, da die positiven Ladungen in. dem roten Bildbereich PR an der Grenzfläche zwischen der ersten und zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 vorhanden sind, und die ersten Trägerpartikel· nicht in direktem Kontakt mit diesen positiven Ladungen gebracht werden.

Wie vorstehend ausgeführt, gibt es bezügiich der Verwendung von Trägerpartikeln mit einem niedrigen spezifischen Widerstand die folgenden drei Fä^e: (1) Der Fa^, wo l·atente el·ektrostatische Bilder mit positiven und negativen Ladungen, die auf einem dielektrischen, das latente elektrostatische Bild tragenden Teil· geschaffen sind, mit dem ersten und zweiten Entwickier entwicke^ werden; (2) der Fall, wo ein photoleitfähiges, das iatente elektrostatische Bild tragendes Teil· verwendet wird und ein erstes iatentes el·ektrostatisches Biid

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durch positive Ladungen geschaffen wird, die an der Grenzfläche zwischen der ersten und zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 vorhanden sind, und ein zweites latentes elektrostatisches Bild durch negative Ladungen auf der Oberfläche der zweiten photoleitfähigen Schicht 12 geschaffen wird, und das erste latente elektrostatische Bild durch den ersten Entwickler entwickelt wird; (3) der Fall, wo ein Photoleiter, wie er beim Fall (2) beschrieben ist·, verwendet wird, und das zweite latente, elektrostatische Bild mittels des ersten Entwicklers entwickelt wird.

Von den vorerwähnten drei Fällen können nur in dem letzterwähnten Fall (3) Trägerpartikel mit einem derart niedrigen spezifischen Widerstand in dem ersten Entwickler verwendet werden. In den übrigen beiden Fällen muß der spezifische Widerstand der ersten Trägerpartikel in dem ersten Entwickler im Bereich von 10 SL· cm bis 10 Ji. cm liegen, wenn der spezifische Widerstand der zweiten Trägerpartikel, wie oben ausgeführt, im Bereich von 10 Q, cm bis 10 Q. cm liegt.

Die Wirkung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bezüglich einer Verhinderung des Randeffekts, indem bei dem zweiten Entwickler Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand verwendet werden, der kleiner ist als der der Trägerpartikel in dem ersten Entwickler, ist experimentell durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung auf folgende Weise bestätigt worden:

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Auf der Umfangsflache einer Aluminiumtrommel wurde eine erste photoleitfähige Schicht aus einer Selen-Tellur-Legierung in einer Dicke von 40μπι ausgebildet, wobei die Konzentration an Tellur 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts von Selen und Tellur betrug. Auf der ersten photoleitfähigen Schicht wurde eine Zwischenschicht aus einem Phenolmaterial und einem Kupfer-Phtalocyaninkomplexmit einer Dicke von Ιμία ausgebildet. Auf der Zwischenschicht wurde eine zweite, 20μΐη dicke Zwischenschicht aus einer eutektischen Mischung aus Selen und Tellur ausgebildet, wodurch ein photoleitfähiges", ein latentes elektrostatisches Bild tragendes Teil geschaffen war.

Dieses photoleitfähige, ein latentes elektrostatisches Bild tragende Teil wurde als Photoleiter 1 in dem in Fig.1 dargestellten elektrophotographischen Kopiergerät verwendet. Auf die gleiche Weise, wie eingangs erwähnt, wurden die ersten und zweiten Ladungen nacheinander durchgeführt und hierauf wurde der Photoleiter 1 bildmäßig mit einer Vorlage belichtet, die einen roten und einen schwarzen Bildbereich bei einem weißen Untergrund hatte. Das Oberflächenpotential eines roten Bildbereichs PR auf dem Photoleiter 1 ,der dem roten Bildbereich der Vorlage entspricht, betrug 420V; das Oberfläehenpotential des schwarzen Bildbereichs PBL auf dem Photoleiter 1, der dem schwarzen Bildbereich der Vorlage entspricht, betrug -610V, und das Oberflächenpotential eines Untergrundbereichs PW auf dem Photoleiter 1 ,der dem weißen Untergrund entspricht, betrug -30V.

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Der auf diese Weise geschaffene rote Bildbereich PR wurde mittels einer magnetischen Bürste mit Hilfe eines ersten Entwicklers entwickelt, der roten Toner mit einer elektrischen Ladungsmenge von -13pC/g bis -15μΟ/^ und Trägerpartikeln mit einem spezifischen Widerstand von 10 St- cm aufweist, wobei eine Entwicklungsvorspannung von +70V bis 120V an die nichtmagnetische Hülse einer Magnetrolle in der ersten Entwicklungseinrichtung 4 angelegt wird (siehe Fig.3).

Der schwarze Bildbereich PBL wurde dann mit einem zweiten Entwickler entwickelt, der schwarzen Toner mit einer elektrischen Ladungsmenge von 6\iC/g bis %\iC/q und Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand von 10 Xi. cm enthält, wobei eine Entwicklungsvorspannung von -100V bis -150V an die nichtmagnetische Hülse einer magnetischen Rolle in der zweiten Entwicklungseinrichtung 5 angelegt wird (siehe Fig.3). Die auf diese Weise geschaffenen roten und schwarzen Tonerbilder wurden mittels des Vorladers 6 (siehe Fig.3) im Ganzen mit eine r positiven Polarität geladen und wurden dann auf ein Aufzeichnungsblatt S übertragen. Es wurde kein Randeffekt auf dem Kopierbild festgestellt, und die Kopiergüte war hoch.

Es wird angenommen, daß bei diesem Entwicklungsvorgang der Randeffekt hauptsächlich aus den folgenden Gründen erfolgreich verhindert wurde:

Bei dem ersten Entwicklungsvorgang wurde durch die vergleichsweise großen Ladungsmengen des roten Toners und durch die an

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die nichtmagnetische Hülse angelegte Entwicklungs-Vorspannung der Randeffekt wirksam verhindert. Bei dem zweiten Entwicklungsvorgang war der spezifische Widerstand der Trägerpartikel des zweiten Entwicklers niedrig, so daß der Gegenelektrodeneffekt wirkte. Außerdem nützte die an die nichtmagnetische Hülse angelegte Entwicklungs-Vorspannung, um den Randeffekt zu beseitigen.

Zum Vergleich hierzu wurde ein Kopierversuch mit dem gleichen elektrophotographischen Kopiergerät durchgeführt. Bei diesem Vergleichsversuch war der erste Entwickler ein Entwickler der roten Toner mit einer elektrischen Ladungsmenge von-1(^C/g und Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand von 10 SX^ ^cm enthielt, und der zweite Entwickler war ein Entwickler, der schwarzen Toner mit einer elektrischen Ladungsmenge von +10(i.C/g und Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand von 10 _ß-cm enthieltjwelches derselbe Widerstandswert wie der der Trägerpartikel· des ersten Entwicklers ist. Das Ergebnis war, daß sowohl um die roten als auch um die schwarzen Bilder herum der Randeffekt deutlich festzustellen war.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist insbesondere auf eine Verbesserung der Nachteile bei den herkömmlichen Verfahren ausgerichtet', um den Randeffekt zu beseitigen, der auf der Ausnutzung des Gegenelektrodeneffektes der nichtmagnetischen Hülse der magnetischen Rolle beruht .Wie im einzelnen

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ausgeführt, ist bei dem vorerwähnten Verfahren durch die Verwendung von Trägerpartikeln mit einem vergleichsweise kleinen spezifischen Widerstand bei dem zweiten Entwicklungsvorgang der Gegenelektrodeneffekt der nichtmagnetischen Hülse der magnetischen Rolle bezüglich des Photoleiters, welcher in unmittelbarer Nähe der nichtmagnetischen Hülse angeordnet ist, in vorteilhafter Weise gesteigert. In diesem Sinn ist daher dieses Verfahren zweifellos brauchbar.

Die Erfinder haben sich jedoch überlegt, daß das vorerwähnte Verfahren in mechanischer Hinsicht noch weiter verbessert werden kann, da der Gegenelektrodeneffekt zweifelsfrei eine Erscheinung zwischen der nichtmagnetischen Hülse und der ■ Oberfläche des das latente elektrostatische Bild tragenden Teils ist.

Gemäß der Erfindung soll daher ein elektrophotographisches Zweifarben-Kopiergerät, um zweifarbige Kopien von zweifarbigen Vorlagen herzustellen, geschaffen werden, bei dem insbesondere der Randeffekt bei Kopiebildern beseitigt werden kann, indem die Gegenelektrodenwirkung einer verbesserten nichtmagnetischen Hülse einer magnetischen Rolle zur Durchführung einer Entwicklung mit einer magnetischenBürste ausgenutzt wird. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem elektrophotographischen Zweifarben-Kopiergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin-

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dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Um dies zu erreichen, sind gemäß der Erfindung an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse eine Vielzahl von Rippen und Rillen bzw. Nute ausgebildet. Wenn der Entwickler von dieser nichtmagnetischen Hülse zu dem Entwicklungsabschnitt zwischen der nichtmagnetischen Hülse und der Umfangsflache eines das latente elektrostatische Bild tragenden Photoleiters befördert wird, kann der wirksame Spalt zwischen der nichtmagnetischen'Hülse und dem Photoleiter im Hinblick auf die Gegenelektrodenwirkung verkleinert werden, obwohl eine ausreichende Entwicklermenge dem Entwicklungsabschnitt zugeführt wird, um das latente elektrostatische Bild auf dem Photoleiter mit einem hohen Bildschwärzungsgrad zu entwickeln, und zwar deswegen, da der Spalt zwischen der nichtmagnetischen Hülse und dem Photoleiter hinsichtlich der Gegenelektrodenwirkung durch die zu der Umfangsfläche des Photoleiters ausgerichteten Rippen kleiner wird, während eine ausreichende Entwicklermenge an der nichtmagnetischen Hülse gehalten wird, da der Entwickler nicht nur an den Rippen angezogen wird, sondern während eines Entwicklungsvorgangs auch in den Rillen an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse' gehalten wird. Folglich kann der Randeffekt in vorteilhafter Weise ausgeschaltet werden.

In der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Formen und Ausbildungen für die Rippen und Rillen vorgeschlagen. Bei

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einer Ausführungsform sind die Rippen und Rillen in Richtung parallel zu der Achse der nichtmagnetischen Hülse ausgebildet, und der Querschnitt jeder Rippe in einer zu der axialen Richtung senkrechtenRichtung ist rechteckig. Bei einer weiteren Ausführungsform ist dieser Querschnitt trapezoidförmig. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Rippen und Rillen in Form von parallelen Ringen auf der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse ausgebildet. Bei noch einer weiteren Ausführungsform sind die Rippen und Rillen spiralförmig auf der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse ausgebildet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezunahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung des Prin

zips eines elektrophotographisehen Zweifarben-Kopiervorgangs ;

Fig.2 eine Kurvendarstellung, in welcher die Än

derung im Oberflächenpotential eines elektrophotographischen Photoleiters, de,. ^eJ dem inFig.1 dargestellten, elektrophotographischen Zweifarben-Kopiervorgangs dargestellt ist;

Fig.3 eine schematische Darstellung eines elek-

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J I Ib4ö7

photographischen Zweifarben-Kopiergeräts;

Fig.4 zur Erläuterung des Randeffekts bei der

Zweifarben-Elektrophotographie eine Darstellung eines schwarzen Kopiebildes, das von einem dünnen roten Tonerteil umgeben ist;

Fig.5 eine Kurve, in welcher die Verteilung der

Stärke des elektrischen Feldes in dem schwarzen Kopiebild und um dieses herum entlang einer Linie L-L in Fig.4 wiedergibt ;

Fig.6 schematisch eine Ansicht einer Entwicklungs

einrichtung für die Zweifarben-Elektrophotographie ;

Fig.7(a) und (b) schematische Darstellungen zur Erläuterung

der Gegenelektrodenwirkung einer nichtmagnetischen Hülse bei einem Entwicklungsvorgang;

Fig.8 eine schematische Darstellung einer Ent

wicklungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.9 eine Schnittansicht eines Teils einer nicht-

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- 33 -.."""* magnetischen Hülse gemäß der Erfindung;

Fig.10 eine Schnittansicht eines Teils einer

anderen nichtmagnetischen Hülse gemäß der Erfindung;

Fig.11 und 12 Kurvendarstellungen zur Erläuterung der . ■■ bei der Erfindung erhaltenen Gegenelektrodenwirkung;

Fig.13 . eine teilweise perspektivische Ansicht

einer weiteren nichtmagnetischen Hülse gemäß der Erfindung, und

Fig.14(a) und (b) Schnittansichten von Rippen, die an der

Oberfläche der in Fig.13 dargestellten, nichtmagnetischen Hülse ausgebildet sein können.

Um den Randeffekt in der Zweifarben-Elektrophotographie auszuschließen, ist, wie vorstehend ausgeführt, eine Steigerung der Gegenelektrodenwirkung der nichtmagnetischen Hülse sehr wirksam. Eine der einfachsten Methoden, um die Gegenelektrodenwirkung der nichtmagnetischen Hülse zu steigern, besteht darin, den Spalt zwischen der nichtmagnetischen Hülse und dem das latente elektrostatische Bild tragenden Photoleiter

ό I I bl 4 b /

zu verkleinern. Um jedoch Kopiebilder mit einem hohen Bildschwär zungsgr ad zu erhalten, muß eine ausreichende Entwicklermenge diesem Spalt zugeführt werden, und folglich muß der Spalt eine bestimmte minimale Breite haben. Folglich hat der Ausweg, den Randeffekt dadurch zu mindern, daß der Spalt zwischen der nichtmagnetischen Hülse und dem Photoleiter einfach verkleinert wird, in der Praxis eine Grenze. Unter diesem Gesichtspunkt werden daher gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Rippen und Rillen an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse zumindest in der zweiten Entwicklungseinrichtung ausgebildet.

In Fig.8 ist schematisch eine Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. In dieser Entwicklungseinrichtung wird eine magnetische Rolle 42 verwendet, die eine nichtmagnetische Hülse 44 aufweist, auf deren Umfangsflache in axialer Richtung der nichtmagnetischen Hülse Rippen und Rillen ausgebildet sind. Die in Fig.8 dargestellte Entwicklungseinrichtung ist die erste Entwicklungseinrichtung 4 in Fig.3. Der in einem Behälter 41 vorgesehene Entwickler D aus rotem Toner und Trägerpartikeln wird mittels eines Rührwerks 40 gemischt, so daß der Toner und die Tonerpartikel reibungselektrisch geladen werden und durch die Magnetkraft eines Magneten 45, der im Inneren der nichtmagnetischen Hülse 44 angeordnet ist, an die nichtmagnetische Hülse 44 angezogen werden. Bei einer Drehung der nichtmagnetischen Hülse 44 wird dann, während der Magnet 45 stillsteht, der Entwickler D nach oben

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mitgenommen. Die Entwicklermenge auf der nichtmagnetischen Hülse 44 wird durch eine Rakel oder einen Abstreifer 4"IA reguliert und wird dann mit latenten, elektrostatischen Bildern auf der Oberfläche des Photoleiters 1 in Kontakt gebracht, wodurch die latenten elektrostatischen Bilder entwickelt werden. Der Entwickler D, der auf der nichtmagnetischen Hülse 44 zurückbleibt und nicht bei der Entwicklung verwendet worden ist, wird mittels eines Abstreifers 43 abgestreift und dann in den Entwicklerbehälter 41 zurückbefördert.

Wie vorstehend ausgeführt, sind an der Umfangsflache der nichtmagnetischen Hülse 44 in deren axialer Richtung eine Vielzahl von Rippen und Rillen bzw. Nute ausgebildet. In Fig.9..is_tt eine Schnittansicht jeder Rippe in einer zur axialen Richtung der nichtmagnetischen Hülse 44a senkrechten Richtung rechteckig, und die Höhe h der Rippen liegt im Bereich von 0,5 bis 2,5mm. (Die Rippen sind für jede Hülse gleichförmig). Der Abstand ρ der Rippen, welcher beispielsweise als der Abstand von der Mitte einer Rippe bis zur Mitte der benachbarten Rippe festgelegt werden kann, liegt im Bereich von 1 bis 20mm, und die Breite jeder Rille und Nut zwischen den Rippen ist so gewählt, daß sie nicht kleiner axs 1/10 des Abstandes ρ der Rippen ist, und liegt vorzugsweise im von 1/10 bis 1/2 des Abstandes ρ der Rippen. Wenn die Breite der Rille oder Nut kleiner als 1/10 des Abstandes der Rippen ist, ist die Wirksamkeit des Entwicklertransports durch die nichtmagnetische Hülse schlechter.

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J I I y 4 b /

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Der Querschnitt der Rippen ist nicht auf ein Rechteck beschränkt, sondern er kann auch trapezförmig sein, wie bei einer in Fig.10 dargestellten nichtmagnetisehen Hülse 44b.In diesem Fall ist der Winkel α der zwischen den beiden Seitenwandungen in der Rille ausgebildet ist, vorzugsweise etwa 30°.

In Fig.8 ist in einem herkömmlichen elektrophotographischen Zweifarben-Kopiergerät der optimale Spalt g1 zwischen der herkömmlichen glatten nichtmagnetischen Hülse und dem Photoleiter 4,1mm und der optimale Spalt g2 zwischen der nichtmagnetischen Hülse und der Rakel 41A beträgt 2,8mm. Wenn in diesem Fall die herkömmliche nichtmagnetische Hülse durch eine nichtmagnetische Hülse ersetzt wird, deren Oberfläche Rippen mit einer Höhe von 1,5mm haben, dann ist der wirksame Spalt g1 zwischen der Hülse und dem Photoleiter 1 g1 - h = 4,1mm - 1,5mm = 2,6mm. Der sichtbare Spalt g2 zwischen der Hülse und der Rakel 41A ist g2 - h = 2,8mm - 1,5mm = 1,3mm> jedoch bleibt der wirksame Spalt am Boden der Rillen 2,8mm.

Wenn der wirksame Spalt g1 zwischen der nichtmagnetischen Hülse und demPhotoleiter 1 auf diese Weise verkleinert ist, dann kann die Gegenelektrodenwirkung der Hülse wesentlich erhöht werden. Folglich wird das Oberflächenpotential für das anfängliche Aufbringen von rotem Toner auf den latenten, elektrostatischen Bildbereich auf dem Photoleiter 1, der dem roten Bildbereich der Vorlage entspricht, von der gestrichelten Kurve auf die ausgezogene Kurve angehoben, wie in Fig.11 dar-

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gestellt ist, so daß ein rotes Kopiebild mit einer hohen Farbintensität erhalten wird. Bezüglich des Oberflächenpotentials eines schwarzen Bildbereichs wird das Oberflächenpotential für das anfängliche Aufbringen von schwarzem Toner bezüglich einer negativen Polarität erhöht, wie durch eine ausgezogene Kurve in Fig.12 dargestellt wird, und folglich kann die Ausbildung eines roten Randes um das schwarze Kopiebild herum und eines schwarzen Randes um das rote Kopiebild herum verhindert werden.

In Fig.13 ist eine weitere-Ausführungsform einer nichtmagnetischen Hülse 44c gemäß der Erfindung dargestellt. An der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse 44c ist eine Anzahl spiralförmiger Rippen 34 und Rillen 35 ausgebildet. Die Neigung der Spiralen bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse ist mit θ bezeichnet, die Höhe jeder Rippe 34 mit h und der Abstand der Rippen 34 ,welcher in Fig.13 durch den Abstand von einer Seitenwand einer Rille bis zu der entsprechenden Seitenwand der benachbarten Rille festgelegt ist, wie in Fig.14(a) und 14Cb) dargestellt ist, ist mit ρ bezeichnet.

Die Höhe h, der Abstand p, die Neigung θ der Rippen 34 und df Rillen 35 und die Drehungsgeschwindigkeit der nichtmagnetischen Hülse 44c können in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Entwicklers festgelegt werden. Der Querschnitt der Rippen kann, wie in Fig.14(a) dargestellt, rechteckig oder, wie in Fig.14 (b) dargestellt, trapezoidförmig sein.

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Entsprechend den von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen wurden bei der nichtmagnetischen Hülse 44c die besten Ergebnisse erhalten, wenn die Höhe h im Bereich von 0,5 bis 2,5mm lag und der Abstand ρ annähernd 2mm betrug, wobei die Breite jeder Rippe etwa 1mm und die Breite jeder Rille etwa 1mm war. Der Neigungswinkel θ der Rippen und Rillen war kleiner als 90°. Bezüglich der Neigung θ ist es am vorteilhaftesten, wenn die Neigung im Bereich von etwa 70° bis etwa 45° liegt. Wenn der Querschnitt der Rippen 34 trapezoidförmig ist, wie in Fig.14(b) dargestellt, ist der Winkel δ zwischen den Seitenwandungen jeder Rille 35 vorzugsweise annähernd 30°.

In der in Fig.13 dargestellten Entwicklungseinrichtung ist der Spalt Y zwischen dem Photoleiter 1 und den Rippen 35 der nichtmagnetischen Hülse 44c so eingestellt, daß er kleiner als der Spalt zwischen dem Photoleiter 1 und der herkömmlichen nichtmagnetischen Hülse ist. Folglich kann die Gegenelektordenwirkung der nichtmagnetischen Hülse 44c im Vergleich zu der herkömmlichen nichtmagnetischen Hülse gesteigert werden, und aus denselben Gründen, wie bezüglich der nichtmagnetischen Hülse 44 in Fig.8 erläutert worden ist,kann die Ausbildung eines roten und eines schwarzen Randes verhindert werden (siehe Fig.11 und 12). Da der Spalt Y so eingestellt ist, daß er kleiner als der Spalt zwischen dem Photoleiter 1 und der herkömmlichen nichtmagnetischen Hülse ist, muß der Spalt zwischen der nichtmagnetischen Hülse 44c und einer Rakel zum

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Regulieren der Entwicklermenge auf der nichtmagnetischen Hülse 44c entsprechend verringert werden. Da jedoch die nichtmagnetische Hülse 44c den Entwickler nicht nur an den Rippen 34_; sondern auch in den Rillen 35 hält, kann eine ausreichende Entwicklermenge dem Entwicklungsabschnitt zugeführt werden, wodurch die Gegenelektrodenwirkung gesteigert ist.

In Fig.13 ist mit W der Spalt zwischen der Bodenfläche 35a und der Oberfläche des Photoleiters 1 und mit w der Spalt zwischen der Bodenfläche 35a und einerRakel 32 bezeichnet. Da auf der nichtmagnetisehen Hülse 44c die Rippen und die Rillen 35 spiralförmig mit einer Neigung θ bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse 44c ausgebildet sind, wird der auf der nichtmagnetischen Hülse gehaltene Entwickler während eines Entwicklungsvorgangs in der axialen Richtung der nichtmagnetischen Hülse 44c transportiert, während er mit den latenten, elektrostatischen Bildern in Kontakt kommt.

Obwohl der Randeffekt durch die an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse 44c ausgebildeten Rippen 35 im wesentlichen verhindert ist, kommt es doch vor, daß ein latenter Rand+-**-⁵" um einen roten oder einen schwarzen Bildbereich auf dem Pnotoleiter 1 ausgebildet wird, und daß sehr schwach Toner angezogen werden kann. Folglich kommt es vor, daß durch eine solche schwache Anziehung des Toners an dem latenten Randteil ein sichtbarer Rand an Kopiebildern ausgebildet wird, wenn die Gegenelektrodenwirkung nur durch die Ausbildung von Rip-

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pen an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse gesteigert wird, und wenn kein anderer Faktor eine derartige Ausbildung verhindert. Jedoch wird auf der nichtmagnetischen Hülse 44c, wie sie in Fig.13 dargestellt ist, der Toner in der axialen Richtung der nichtmagnetischen Hülse 44c befördert, während er mit den latenten, elektrostatischen Bildern in Berührung kommt, und die physikalischen Kräfte reichen aus, um den am Randteil schwach angezogenen Toner von dem Photoleiter 1 zu entfernen, wodurch dann der Randeffekt vollständig beseitigt ist.

Wenn in der ersten Entwicklungseinrichtung eine nichtmagnetische Hülse 44c verwendet wird, an deren Umfang spiralförmige Rippen. 34 ausgebildet sind, kann, der Randteil R1 , der in Fig.4 dargestellt ist, beseitigt werden. Diese nichtmagnetische Hülse 44c kann auch in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet werden. Wenn sie in dieser Entwicklungseinrichtung verwendet wird, können die folgenden zusätzlichen Vorteile erhalten werden.

In Fig.3 besteht die Gefahr, daß ein Teil des Toners eines ersten sichtbaren Tonerbildes, das in der ersten Entwicklungseinrichtung auf dem Photoleiter 1 entwickelt worden ist, während des zweiten Entwicklungsvorgangs durch die zweite, nichtmagnetische Hülse abgeschabt und in die zweite Entwicklungseinrichtung befördert wird. Damit weniger Toner abgeschabt wird, sollte die Umdrehungsgeschwindigkeit der zweiten nicht-

magnetischen Hülse erniedrigt werden, und die Reibung zwischen dem ersten entwickelten Bild und der zweiten nichtmagnetischen Hülse sollte verringert werden. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der zweiten nichtmagnetischen Hülse verringert wird, wird jedoch die Wirksamkeit einer Entwicklung durch die zweite nichtmagnetische Hülse geringer, und folglich widersprechen die Maßnahmen, daß Abschaben des Toners des ersten entwickelten Tonerbildes durch die zweite nichtmagnetische Hülse zu verringern und die Wirksamkeit einer Entwicklung durch die zweite nichtmagnetische Hülse aufrecht zu erhalten.üblicherweise einander.

Wenn jedoch die in Fig.13 dargestellte, nichtmagnetische Hülse 44c au.ch in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wird, wird der Entwickler auf der nichtmagnetischen Hülse 4 4c .nicht nur in der Umfangsrichtung der nichtmagnetischen Hülse, sondern auch in deren axialer Richtung bewegt. Folglich bleibt, selbst wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der nichtmagnetischen Hülse 44c in der zweiten Entwicklungseinrichtung erniedrigt wird, um dadurch das erste entwickelte Tonerbild nicht zu beschädigen, die Entwicklung doch entsprechend. Versuche, die in dieser Hinsicht von den Erfindern der vorliegt den Erfindung durchgeführt worden sind, haben die folgenden Ergebnisse ergeben:

Üblicherweise muß, um eine Abnahme der Wirksamkeit einer Entwicklung mit der zweiten nichtmagnetischen Hülse in der zweiten Entwicklungseinrichtung zu verhindern, das Verhältnis der

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- 42

Umfangsgeschwindigkeit vr der nichtmagnetischen Hülse zu der Umfangsgeschwindigkeit vp des Photoleiters annähernd 2,5 bis 4,0 sein, d.h. vr/vp ^ 2,5 bis 4,0. Wenn im Unterschied hierzu die in Fig.13 dargestellte, nichtmagnetische Hülse 44c in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wird, kann das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis auf 1 _r3 bis 2,5 herabgesetzt werden, wodurch die ursprüngliche Wirksamkeit einer Entwicklung mit der zweiten nichtmagnetischen Hülse beibehalten werden kann. Bei der in Fig.13 dargestellten, nichtmagnetischen Hülse 44c sind zwei spiralförmige Rippen 34 ausgebildet. Jedoch kann die Anzahl der spiralförmigen Rippen erforderlichenfalls erhöht werden.

Wenn eine nichtmagnetische Hülse 44c mit fortlaufenden spiralförmigen Rippen in der Entwicklungseinrichtung verwendet wird, wird der Entwickler entlang der nichtmagnetischen Hülse in einer Richtung transportiert. Folglich ist eine Einrichtung zum Rückführen des Entwicklers in der entgegengesetzten Richtung zweckmäßig, wenn sie in dem Gehäuse der Entwicklungseinrichtung .angeordnet wird.

Außer der in Fig.13 dargestellten spiralförmigen Rippen können auch ringförmige, parallele Rippen verwendet werden, welche an der äußeren Umfangsfläche der nichtmagnetischen Hülse mit einer Neigung von weniger als 90°, vorzugsweise im Bereich von 45° bis 70° bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse ausgebildet sind. Wenn ein Entwickler, der Träger-

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partikel mit einem vergleichsweise kleinen spezifischen Widerstand enthält, was vorher beschrieben worden ist, in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wird, welche die nichtmagnetische Hülse '44c aufweist, kann der Randeffekt noch wirksamer verhindert werden. Jedoch gibt es ,wie ohne weiteres zu ersehen ist, eine große Anzahl Möglichkeiten, die genaue Form und Ausrichtung der Rippen und Rillen gemäß der Erfindung insbesondere hinsichtlich der vorstehend beschriebenen, im wesentlichen spiralförmigen Rillen und Rippen auszulegen, welche dazu dienen, dem beförderten Entwickler eine seitliche axiale Bewegung zu verleihen, wobei jedoch alle diese Änderungen im Rahmen der Erfindung liegen.

Ende der Beschreibung

Claims (13)

1. Patentansprüche

   1, Elektrophotographisches ZweifarbenHKopiergerät, um zweifarbige Kopien von zweifarbigen Vorlagen herzustellen, indem zwei latente elektrostatische Bilder mit entgegengesetzten Polaritäten auf einem die latenten elektrostatischen BiI-der tragenden Teil geschaffen werden und die zwei latenten elektrostatischen Bilder nacheinander mittels Entwickler entwickelt werden, die mit entgegengesetzten Polaritäten geladen sind und die jeweils in einer ersten Entwicklungseinrichtung mit einer magnetischen Bürste bzw. in einer zweiten magnetischen Entwicklungseinrichtung gehalten werden, dadurch g e -

   »(089)988272 988273 988274 983310

   Telegramme:

   BERGSTAPFPATENT München TELEX: 0524560 BERG d

   Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (DLZ 70020011) Swift Code: HYPO I)!·' MM Bayet Vereinsbank München 453100 (BLZ 71102027(1) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

   O I I

   kennzeichnet, daß die erste Entwicklungseinrichtung (4) eine magnetische Rolle (42) aufweist, die eine nichtmagnetische Hülse (44, 44a bis 44c) mit einem Innenmagneten (45) aufweist, welche nichtmagnetische Hülse bezüglich des Innenmagneten (45) drehbar ist und Entwickler (D) durch die Magnetkraft des im Inneren der nichtmagnetischen Hülse angeordneten Magneten an deren Umfangsfläche anzieht und den angezogenen Entwickler zu'-e-inem Entwicklungsabschnitt in den Spalt zwischen die nichtmagnetische Hülse (44, 44a bis 44c) und die Oberfläche des die latenten elektrostatischen Bilder tragenden Teils (1) transportiert, wobei die nichtmagnetische Hülse (44, 44a bis 44c) Rippen (16a, 16b, 34) und Rillen (17a, 17b, 35) aufweist, die den Entwickler.während eines Entwicklungsvorgangs an ihrer Oberfläche halten.
2. 2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Entwicklungseinrichtung (4) und die zweite Entwicklungseinrichtung (5) jeweils die magnetische Rolle (42) aufweisen.
3. 3. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (16a, 16b) und die Rillen (17a, 17b) der nichtmagnetischen Hülse (44ä, 44b) an deren äußeren umfangsfläche parallel zu der Achse der nichtmagnetischen Hülse (44a, 44b) ausgebildet sind.
4. 4. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

   zeichnet, daß die Rippen und Rillen der nichtmagnetischen Hülse an deren äußeren Umfangsflache in Form von parallelen Ringen mit einer entsprechenden Neigung bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse ausgebildet sind.
5. 5. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Rippen (34) und die Rillen (35) der nichtmagnetischen Hülse (44c) an deren äußeren umfangsflache mit einer Neigung (Θ) bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse (44c) spiralförmig ausgebildet sind.
6. 6. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Rippen (16a, 16b) vom Boden .der Rillen (17a, 17b) im Bereich von 0,5mm bis 2,5mm liegt, daß der Abstand (p) der Rippen (16a, 16b), welcher durch den Abstand von der Mitte einer Rippe (16a, 16b) bis zur Mitte der benachbarten Rippe (16a, 16b) festgelegt werden kann, im Bereich von 1mm bis 20mm liegt, und daß die Breite (d) der Rillen (17a, 17b) größer als 1/10 des Abstandes (p) der Rippen (16a, 16b) ist.
7. 7. Kopiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung (Θ) der Rippen (34) und der Rillen (35) bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse (44c) kleiner als 90° ist.
8. 8. Kopiergerät nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -

   O I I

   zeichnet, daß die Neigung (θ) der Rippen (34) und der Rillen (35) bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse (44c) im Bereich von 70° bis 45° liegt.
9. 9. Kopiergerät nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η daß die Neigung (Θ) der Rippen (34) und der Rillen (35) im Bereich von 70° bis 45° liegt, daß die Höhe (h) der Rippen

   (34) von dem Boden (35a) der Rillen (35) im Bereich von 0,5mm bis 2,5mm liegt, daß die Breite jeder Rippe etwa 1mm ist und daß die Breite jeder Rille etwa 1mm ist.
10. 10. Kopiergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (34) und die Rillen (35) aus einer Anzahl spiralförmiger Rippen und Rillen zusammengesetzt sind.
11. 11. Kopiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (16a, 16b) und die Rillen (17a, 17b) der nichtmagnetischen Hülse (44a, 44b) an deren äußeren Umfangsfläche parallel zu deren Achse ausgebildet sind.
12. 12. Kopiergerät nach Anspruch 6, dadurch g e k e η n-

    z e i chne t, daß die Rippen und Rillen der nichtmagnetischen Hülse an deren äußeren Umfangsf3ä ehe in Form von parallelen Ringen mit einer entsprechenden Neigung bezüglich der Achse der .nichtmagnetischen Hülse ausge-

    bildet sind.
13. 13. Kopiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (34) und die Rillen (35) der nichtmagnetischen Hülse (44c) an deren äußeren Umfangsfläche mit einer Neigung (Θ) bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse (44c). spiralförmig ausgebildet sind.