DE2554345A1

DE2554345A1 - Entwicklungsverfahren fuer elektrostatisch aufgezeichnete bilder

Info

Publication number: DE2554345A1
Application number: DE19752554345
Authority: DE
Inventors: Kurt Moser
Original assignee: Develop Dr Eisbein GmbH and Co
Current assignee: Develop Dr Eisbein GmbH and Co
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1977-06-16
Also published as: GB1539577A; JPS5269333A; FR2334134A1; IT1054080B; FR2334134B3

Description

Stuttgart, den 2. De^. 1975 Da/Ei

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung D 4940

Artm.: Firma

Develop EG

Dr. Eisbein & Co.

7016 Gerlingen
Dieselstr. 8

Entwicklungsverfahren für elektrostatisch aufgezeichnete Bilder

Die Erfindung betrifft ein Entwicklungsverfahren für elektrostatisch auf einer Schicht als latentes Ladungsbild auf ge zeich·= nete Bilder, bei welchem die Schicht mit dem Ladungsbild an einer Entwicklerstation vorbeigeführt wird, die auf einer magnetisch durchlässigen, nicht magnetisierbaren Hülse, die eine Magnetwalze umhüllt, einen Pelz aus magnetisch gehaltenem Entwicklungspulver trägt, das aus Tonerteilchen mit eingebetteten magnetisierbaren Partikeln besteht.

Bei einem bekannten Entwicklungsverfahren (DT-OS 2 31$ 297) wird vorgeschrieben, daß die Tonerteilchen einen elektronisch leitenden Pfad zwischen der Schicht und der Hülse herstellen

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sollen, die ihrerseits aus einem elektrisch leitenden Material "bestehen und geerdet sein soll. Durch den elektronischen Pfad soll aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der Hülse und der Schicht eine kurzzeitige elektrische Übertragungskraft auf das Tonermaterial ausgeübt werden, die größer und entgegengesetzt zu der magnetischen Anziehungskraft ist. Dieses Verfahren arbeitet in der Praxis mit befriedigendem Ergebnis. Eine Schwierigkeit ergibt sich jedoch dadurch, daß für die Hülse ein elektrisch leitendes Material vorgesehen werden muß, d.h. ein Metall. Im allgemeinen wird eine Hülse aus Aluminium verwendet, die jedoch dann zu Schwierigkeiten führt, wenn die Kopiergescbwindigkeiten größer werden. Dies liegt darin begründet, daß von der Magnetwalze in der Hülse aufgrund der Relativbewegung der beiden Wirbelströme erzeugt werden, die bei höheren Geschwindigkeiten zu einer unzulässigen Erwärmung des Aluminium führen können. In diesem EaIl muß besonders hochwertiges Material für die Hülse verwendet werden, beispielsweise ChroELr ITiekelr- Stahl.

Bei Verwendung von zwei Komponenten-Pudern war es bekannt gewesen (US-PS 3 176 652), die Magnetwalze je nach gewünschten Arbeitsbedingungen mit einer Hülse aus elektrisch leitendem oder aus elektrisch isolierendem Material zu umhüllen. Bei diesem bekannten Verfahren wurde ein Entwicklungspuder verwendet, bei welchem die Tonerteilchen durch triboelektrische Aufladung an atagnetisierbaren Trägerteilchen, insbesondere Eisenfeilspänen, gehalten werden, die ihrerseits durch die Magnetkräfte an der Hülse gehalten werden. Bei diesem Verfahren wurde "befürchtet, daß sich die elektrostatische Ladung der vorbeigeführten Schicht über die elektrisch leitenden, magnetisierbaren Trägerteilchen und die Hülse abbauen könnte, was zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Entwicklungsverfahren der eingangs genannten Art zu verbessern und die Nachteile von Wirbelströmen zu eliminieren, ohne daß für die Hülse

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ein besonders hochwertiges Material genommen werden muß und ohne daß die Kopiergeschwindigkeit negativ beeinflußt wird. Die Erfindung besteht darin, daß als Entwicklungspulver ein polarisierbares Material dient, und daß die Hülse aus elektris.ch nicht leitendem und nicht polarisierbarem Material hergestellt ist.

Durch dieses Verfahren wird es möglich, die Hülse relativ preiswert aus einem geeigneten Kunststoff herzustellen, in welchem keine Wirbelströme erzeugt werden können. Eine daraus resultierende Erwärmung findet also nicht statt, so daß die Kopiergeschwindigkeit durch die Hülse nicht beschränkt wird. Darüber hinaus müssen keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, um die Hülse zu erden, ohne daß dadurch die Entwicklungsqualdtät beeinträchtigt wird. Dieses Verfahren arbeitet, ohne daß eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der das Ladungsbild tragenden Schicht und der Hülse für eine Übertragungskraft ausgenutzt werden muß.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Entwicklerstation ,

Fig. 2 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab mit einer für das erfindungsgemäße Verfahren nicht geeigneten Hülse und

Fig. 3 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine Entwicklerstation mit einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Hülse.

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Die in Fig. 1 dargestellte Entwicklerstation enthält eine Magnetwalze 1, die in nicht näher dargestellter Weise derart aus Segmenten zusammengesetzt ist, das auf ihrem Umfang abwechselnd magnetische Nord-und Süd-Pole nebeneinander liegen, die sich über die gesamte axiale Länge der Magnetwalze 1 erstrecken. Die Magnetwalze 1 wird von einer Hülse 2 umhüllt, die aus einem magnetisch durchlässigen, nicht magnetisierbaren Material besteht, das außerdem noch elektrisch nicht leitend und nicht polarisierbar ist. Außen auf dem Umfang verteilt angeordnet befindet sich ein Entwicklungspulver 3» das der zu Drehungen angetriebenen Hülse 2 über einen Vorratsbehälter 4 zugegeben wird. Die Dicke des von dem Entwicklungspulver 3 auf der Hülse 2 gebildeten Pelzes wird von einem Ductor-Blade

5 bestimmt. Das Entwicklungspulver besteht aus Tonerteilchen in der bevorzugten Größenordnung von 20. bis 200 Mikrometer, in die magnetisierbares Material, beispielsweise Magnetit in Form von feinverteilten Partikeln eingebettet ist. Ein derartiges Entwicklungspulver ist beispielsweise durch die DT-AS 1 597 822 und auch durch die US-PS 3 639 265 bekannt geworden. Dieses Entwicklungspulver 3 wird auf dem Umfang der Hülse 2 von dem Magnetfeld der Magnetwalze 1 gehalten.

An der Entwicklerstation wird in geringem Abstand eine Schicht

6 vorbeigeführt, die ein elektrostatisch in Form eines latenten Ladungsbildes in bekannter Weise aufgezeichnetes Bild trägt. Der Abstand zwischen der Schicht 6 und der Hülse 2 wird so eingestellt, daß das Entwicklungspulver die Schicht 6 berührt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Transportrichtung der Schicht 6 so gewählt, daß sich die Hülse 2 in dem Bereich des geringsten Abstandes gegenläufig bewegt. Die Bewegungsrichtung kann jedoch auch umgekehrt gewählt werden. Außerdem ist es möglich, die Hülse 2 stehend anzuordnen und statt dessen die Magnetwalze 1 anzutreiben.

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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgenutzt, daß die (Tonerteilchen des Entwicklungspulvers 3 durch Induktionswirkung der auf der Schicht 6 aufgebrachten Ladung polarisiert werden, wobei die infolge dieser Polarisierung auftretenden elektrischen Kräfte, wenn ein Tonerpartikel einen Bereich der Schicht berührt, der eine Ladung trägt, dafür sorgen, daß die magnetische Kraft überwunden wird, so daß die Tonerpartikel auf die Schicht abgegeben werden. Dieser Vorgang wird im Nachstehenden anhand von Pig. 2 und 3 näher erläutert. Um den Vorgang anschaulich zu machen, wird bei der Zeichnung davon ausgegangen, daß das Entwicklungspulver 3 in einer Schichtstärke angeordnet ist, die etwa dem Durchmesser von jeweils drei kugelförmigen Tonerpartikeln entspricht. Es wird weiter in der Zeichnung angenommen, daß entsprechend den Feldlinien der Magnetwalze 1 die Tonerpartikel in Eeihen 7» 8, 9» 10 und 11 gehalten werden. Diese Innahmen geben die Verhältnisse der Praxis mit genügender Genauigkeit wieder, um das Grundprinzip zu erläutern, auch wenn davon ausgegangen werden muß, daß die Ketten in der Praxis nicht vollständig in dieser Regelmäßigkeit gebildet sind, sondern daß vielmehr seitlich von diesen Ketten noch weitere Tonerpartikel angelagert sind. Die Schicht 6 weist Zonen 12 und 13 auf, die eine relativ hohe negative Ladung tragen. Die dazwischen liegenden Bereiche der Schicht besitzen ein wesentlich niedrigeres Potential, das möglichst annähernd gleich Null sein sollte.

Anhand von Fig. 2 wird nachstehend der Vorgang erläutert, der eintritt, wenn es sich bei der Hülse 2 um ein polarisierbares Material handelt, beispielsweise um Polyvinylchlorid (PVC). Wenn die Zone 12 sich einer Kette 7 nähert, so wird das ihr am nächsten befindliche Tonerpartikelchen aufgrund der Induktionswirkung der Ladung der Zone 12 polarisiert, wobei der Pluspol der negativ aufgeladenen Zone zugekehrt wird. Dieses erste Tonerteilchen wirkt auf das in der Kette daran anschließende Tonerteilchen in entsprechender Weise weiter, das dann auf das nächste Tonerteilchen einwirkt, bis das letzte

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Tonerteilchen dieser Kette in entsprechender Weise auf die Hülse 2 wirkt, so daß auch im Bereich von deren Oberfläche eine Polarisierung erfolgt· Die elektrischen Kräfte des mit der Zone Ί2 in Berührung stehenden Tonerteilchens der Kette 7 übersteigen die magnetischen Kräfte, so daß ein Trennen der Kette erfolgt, so daß das Tonerteilchen auf der Schicht 6 verbleibt. Die Hülse 2 wandert weiter, wogegen in Vereinfachung angenommen werden kann, daß die Ketten 7 bis 11 stehen bleiben. Dies bedeutet, daß die in die Hülse 2 induzierte Ladung beispielsweise in den Bereich der nächsten Kette 8 gelangt. Diese Ladung sorgt dann wieder dafür, daß sich die Tonerteilchen ausgehend von der Hülse bis zu der Schicht 6 polarisieren, wodurch dann in die Schicht 6 eine bei dem dargestellten Beispiel negative Ladung durch Polarisation induziert wird. Wenn die vorausgegangene Zone 12 eine sehr starke Ladung getragen hat, so kann diese in den anschließenden Bereich rückwirkend induzierte Ladung so stark sein, daß anschließend das mit diesem Bereich der Schicht 6 in Kontakt kommende Tonerteilchen mit den elektrischen Kräften so stark belastet wird, daß diese die Magnetkräfte übersteigen. Dadurch erfolgt eine Ablagerung von Entwicklungspulver auch auf Bereichen, die keine Ladung tragen. Dadurch wird der Bildeindruck verfälscht. Es entstehen Schattenbilder vor oder nach der Bildzone 12 oder 13» abhängig von der . Richtung und der Geschwindigkeit der Schicht 6 bzw. der Hülse 2. Ein entsprechender Vorgang spielt sich im Bereich der Ketten 10 und 11 ab, der von der Zone 13 der Schicht 6 beeinflußt wird. Dagegen kann angenommen werden, daß eine Beeinflussung im Bereich der Kette 9 unterbleibt, da diese einen genügenden Ab-^ stand zu der Zone 12 in Bewegungsrichtung besitzt, so daß eine Beeinflussung über die Zone 12 nicht mehr zu erwarten ist· Es ist selbstverständlich, daß die von der Hülse 2 in die Schicht 6 zurückinduzierte Ladung nicht in der gleichen Größenordnung wie die Ladung der Zonen 12 und 13 liegt, so daß die Schattenbilder eine wesentlich geringere Schwärzung erhalten.

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Der nachteilige Einfluß der Polarisierbarkeit der Hülse 2 könnte dadurch ausgeschlossen werden, daß die Hülse 2 aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt würde, so daß die in sie über die Ketten 7 bzw. 10 induzierte Ladung sofort abfließen kann, ohne als Information stehen zu bleiben ," und die nächsten Ketten zu beeinflussen. In diesem Fall müßte jedoch der Nachteil in Kauf genommen werden, daß in der Hülse von der Magnetwalze 1 Wirbe!ströme erzeugt werden.

Der zu Pig. 2 geschilderte Nachteil kann auch dann vermieden werden, ohne daß der Nachteil einer elektrisch leitenden, metallischen Hülse in Kauf genommen werden muß, wenn die Hülse 2 aus einem unpolarisierbarem Material hergestellt wird, wie dies beispielsweise Polyäthylen, Polyacetal oder Polytetrafluoräthylen sind. Dem Fachmann stehen selbstverständlich noch eine Reihe weiterer Werkstoffe zur Verfügung, die hier nicht aufgezählt werden müssen. Es ist nicht möglich, in eine derartige Hülse 2 eine Ladung zu induzieren, so daß die Zonen 12 und 13 nicht über die Hülse 2 in ihre angrenzenden Bereiche zurückwirken können. Es ist deshalb möglich, sehr scharf begrenzte Bilder zu erzeugen und ggf. Ladungsinformationen in relativ engen Jbständen nebeneinander anzubringen, wie dies beispielsweise mit der Zone 14 in Fig. 3 angedeutet ist.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß der zu Fig. 2 geschilderte Effekt theoretisch auch dadurch ausgeschaltet werden könnte, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 2 in gleicher Größe und Richtung wie die Geschwindigkeit der Schicht 6 festgelegt würde. In diesem Falle wäre es jedoch nicht möglich, für eine einwandfreie Entwicklung in ausreichendem Maß Entwicklerpulver zuzuführen.

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Wenn die Anordnung so getroffen wird, daß die Hülse 2 stillsteht und die Magnetwalze 1 angetrieben wird, so ergibt sich ein grundsätzlich gleicher Verfahrensablauf. In diesem Fall wandert der Puder gegenüber der Hülse 2, so daß auf diese aufgebrachte Ladungsinformationen, sofern die Hülse 2 aus polarisierbarem Material bestünde, auf eine in diesen Bereich wandernde Puderkette übertragen werden könnte, was ein Verwischen des Bildes zur Folge haben könnte.

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Claims

Patentanspruch

Entwicklungsverfahren für elektrostatisch auf einer Schicht als latentes Ladungsbild aufgezeichnete Bilder, bei welcher die Schicht mit dem Ladungsbild an einer Entwicklerstation vorbeigeführt wird, die auf einer magnetisch durchlässigen und nicht magnetisierbaren Hülse, die eine Magnetwalze umhüllt, einen Pelz aus magnetisch gehaltenem Entwicklungspulver trägt, das aus Tonerteilchen mit eingebetteten magnetisierbaren Partikeln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß als Entwicklungspulver ein polarisierbares Material dient, und daß die Hülse aus elektrisch nicht leitendem und nicht polarisierbarem Material hergestellt ist.

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