DE2708299A1

DE2708299A1 - Einrichtung zum entwickeln eines elektrostatischen bildes

Info

Publication number: DE2708299A1
Application number: DE19772708299
Authority: DE
Inventors: Hiromi Demizu; Nobuo Mochizuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1977-09-08
Also published as: US4100884A; DE2708299C2

Description

DR. BERG DIPL-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. CR. SANDMAIR

S MÜNCHEN 86, POSTFACH 8602 45

* 0

Anwaltsakte: 27 870 ^ 5. FFB

Ricoh Company, Ltd. Tokyo/Japan

Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen

Bildes

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes, das auf einem bildtragenden Teil, wie einem photoleitfähigen Teil oder einem Aufnahmeteil aufgebracht ist, und betrifft insbesondere eine Einrichtung, bei welcher ein Einkomponentenentwickler benutzt wird, ohne daß ein Träger verwendet zu werden braucht.

Eine Entwicklungseinrichtung mit einem Einkomponentenentwickler ist bekannt, wobei magnetischer Toner entweder mit einem hohen oder einem niedrigen spezifischen Widerstand verwendet

werden kann. Wenn magnetischer Toner mit einem niedrigen spe-VH/XX/ha - 2 -

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zifischen Widerstand verwendet wird, verhindert der niedrige spezifische Widerstand des Toners ein Laden des Toners, und der Toner haftet aufgrund einer elektrostatischen Induktion an dem elektrostatischen Bild. Da der Toner selbst nicht geladen wird, reicht es nicht für ein Bild mit niedrigen Potential aus. Im allgemeinen erleichtert die Verwendung eines magnetischen Toners den Transport des Toners, da der Toner unter demEinfluß eines Magneten zur Förderung an der Oberflächeeiner Entwicklungsrolle oder -walze haftet; jedoch ist zum Fixieren des entwickelten Tonerbildes eine größere Wärmemenge erforderlich, welche das 1,5- bis 2-fache der Wärmemenge ist, die für normale Tonerpartiei allein erforderlich ist, und zwar infolge des Vorhandenseins eines magnetischen Pulvers, wie Eisenpulver, das ein verhältnismäßig hohes Wärmeaufnahmevermögen bei einer Mischung mit dem Toner hat. Dies führt jedoch zu Schwierigkeiten bezüglich der Betriebssicherheit und im Hinblick auf mit hoher Geschwindigkeit durchzuführende Kopiervorgänge. Bei Verwendung von nichtmagnetischem Toner kann der Toner geladen werden, um eine volle Entwicklung eines Bildes mit niedrigem Potential zu gewährleisten. Da jedoch der Toner keine magnetischen Eigenschaften hat, kann die magnetische Anziehung nicht zu dessen Transport benutzt werden, und da ein Bewegung unter magnetischer Einwirkung fehlt, kommt es zu einer Anhäufung von Toner, was wiederum zu Ungleiichmäßigkeiten beim Ladan und Entwickeln führt. Obwohl der magnetische und der nichtmagnetische Toner als Einkomponentenentwickler gewisse Nach- und Vorteile haben, muß bei ihnen kein Träger verwendet werden, wodurch ein Steuerung der Dichte des Toners über-

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flüssig wird, und auch seine Handhabung erleichtert wird. Folglich wird zur Zeit eher ein Einkomponentenentwickler als ein Zweikompon en t en en twi ckler bevorzugt.

Es bleibt jedoch weiterhin eine Schwierigkeit bestehen, nämlich zu bestimmen, ob magnetischer oder nichtmagnetischer Toner vorteilhafter als Einkompon ent en en twi ckl er zu verwenden ist. Obwohl eine allgemeine Entscheidung nicht getroffen werden kann, da sie in verschiedenen Richtungen vorteilhaft und nachteilig sind, kann doch festgestellt werden, daß Toner mit einem niedrigen spezifischen Widerstand ohne gewisse Vorkehrungen selbst nichts zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes mit einem größeren Anteil dünner Linien beiträgt, da ein derartiger Toner nicht geladen werden kann.

Bei einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung wird daher magnetischer oder nichtmagnetischer Toner mit einem spezifischen Ourchgangswiderstand von nicht weniger als 10 XL cm als Entwickler verwendet. Wenn magnetischer Toner verwendet wird, sind eine Anzahl Magnete in dem Innenraum der Entwicklungsrolle oder -walze vorgesehen. Zumindest ein Oberflächenteil der Entwicklungsrolle oder -walze ist aus elastisch nachgiebigem Gummi oder Kautschuk gebildet. Die aus elastischem Kautschuk oder Gummi gebildete Oberfläche weist ein gutes Haft- und Haltevermögen für feines Pulver auf, so daß keine nennenswerten Schwierigkeiten beim Transport von nichtmagnetischem Toner auftreten. Der Toner wird der Entwicklungsrolle oder -walze zugeführt und wird befördert, wenn sich die Rolle oder Walze dreht. Anschlie-

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ßend wird der Toner mittels einer Ladeeinrichtung mit einer Polarität geladen, die der Polarität einer elektrischen Ladung entgegengesetzt ist, die das elektrostatische Bild bildet. Der Toner auf der Rolle oder Walze wird in Kontakt mit dem elektrostatischen Bild auf dem bildtragenden Teil gebracht, das auf diese Weise in ein sichtbares Bild umgewandelt wird. Das Verhältnis derUmfangsgeschwindxgkext derEntwicklungsrolle oder -walze zu der Pörder- bzw. Umlaufgeschwindigkeit des bildtragenden Teils wird gleich oder größer als 1,0 gemacht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung außerdem eine ausgleichende Einrichtung, um den auf die Entwicklungsrolle oder -walze aufgebrachten Toner auszugleichen, eine die Ladung neutraliesierende Einrichtung, um eine elektrische Ladung von dem Toner an der Rolle im Anschluß an die Entwicklung zu beseitigen, und ein Abstreichteil auf, das in der Tonerzuführeinrichtung angeordnet ist, um den Toner aufzubringen, nachdem die auf der Entwicklungsrolle oder -walze ausgebildete Tonerschicht einmal bewegt ist.

Im Hinblick auf eine Tonerzuführung sollte der elastisch nachgiebige Gummi oder Kautschuk auf der Rollen- oder Walzenoberfläche vorzugsweise einen lösenden bzw. lockernden Zusatz, wie beispielsweise Silikonöl aufweisen, was ein· hohe lockernde bzw. lösende Wirkung auf den Toner hat. Ferner sollte im Hinblick auf den Transport des Toners der elastisch nachgiebige Gummi oder Kautschuk eine glatte Oberfläche mit einem hohen

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Reibungskoeffizienten aufweisen. Silikon-Kautschuk eignet sich als elastisch nachgiebiger Kautschuk oderGummi, da er diesen Anforderungen genügt. Die Entwicklungsrolle oder -walze kann aus elektrisch leitendem Material hergestellt sein und an sie kann eine Vorspannung angelegt sein, um sie so als Gegenelektrode zu verwenden.

Eine Ladeeinrichtung kann ein reibungselektrisches Ladeteil, eine Korona- oder Scorotron-Entladeeinrichtung aufweisen. Wenn

das reibungselektrische Ladeteil verwendet wird, wird es so anzaubere
geordnet, daß immer eine frei«Flaehe für einen Reibungskontakt verfügbar ist, um eine ausreichende Ladewirkung zu gewährleisten. Ein entwickeltes Bild höchster Güte wird dann für ein Verhältnis der relativen Bewegung zwischen der Entwicklungsrolle oder -walze und dem bildtragenden Teil erhalten, welches annähernd 2 ist.

Gemäß der Erfindung ist somit eine verbesserte Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes geschaffen, bei welcher ein Einkomponentenentwickler verwendet wird. Ferner ist eine derartige Einrichtung geschaffen, bei welcher die eingangs beschriebenen Nachteile bezüglich magnetischen und nichtmagnetischen Toners beseitigt sind.

Darüber hinaus ist gemäß der Erfindung eine derartige Einrichtung geschaffen, bei welcher ein Einkomponentenentwickler mit einem spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 10 Xl. cm verwendet wird, und welche eine Entwicklungsrolle oder -walze aufweist, von der zumindest die Oberfläche aus elastisch nachgie-

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bigem Gummi oder Kautschuk gebildet ist. Darüberhhinaus weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung das erfindungsgemäße Gerät eine Einrichtung auf, um einen Einkomponentenentwickler mit einer gegebenen Polarität zu laden. Darüberhinaus ist gemäß der Erfindung eine derartige Einrichtung geschaffen, bei welcher das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle oder -walze zu der Bewegung oder Umfangsgeschwindigkeit des bildtragenden Teils gleich oder größer als eins ist.

Gemäß derErfindung ist somit eine Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes auf einem photoleitenden Teil oder auf einem Aufnahmeteil geschaffen, wobei ein Einkomponentenentwickler verwendet wird. Der Entwickler weist magnetischen oder nichtmagnetischen Toner mit einem spa zifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 10 J(X cm auf. Die Einrichtung weist ferner eine Entwicklungerolle oder -walze, von welcher zumindest die Oberfläche aus elastisch nachgiebigem Gummi oder Kautschuk gebildet ist, eine Einrichtung zum Zuführen von Toner auf die Oberfläche der Entwicklungerolle oder -walze und eine Einrichtung auf, um den Toner auf der Entwicklungsrolle oder -walze mit einer vorgegebenen Polarität zu laden. Die Entwicklungsrolle oder -walze wird mittels eines Antriebs mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, welche gleich oder größer als die Bewegung bzw. Umfangsgeschwindigkeit des bildtragenden Teils ist. Außerdem weist die erfindungsgemäße Einrichtung eine ausgleichende Einrichtung, um den Toner auf der Entwicklungsrolle oder -walze auszugleichen, eine ladungsneutralisi«r«nde

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Einrichtung, um die elektrische, von dem Toner herrührende Ladung nach derEntwicklung zu beseitigen, und eine Abstreif- oder Abstreicheinrichtung zum Bewegen des Toners nach der Entwicklung auf.

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

Fig.l eine schematische Ansicht der Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 eine ähnliche schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig.3 eine entsprechende schematische Ansicht eines elektrophotographischen Systems, das mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;

Fig.k und 5 Teilansichten, aus welchen die Beziehung zwischen einer Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle oder -walze und einer nachträglich aufgebrachten Tonerschicht wiedergegeben ist, nachdem eine Entwicklung beendet ist; und

Fig.6 eine Teilansicht, in welcher die Anbringungs- und Befestigungsstelle eines Abstreifsteils wiedergegeben ist.

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Bezüglich der Offenbarung der Erfindungwird wegen deren großen Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen bezug genomaen.

In Fig.1 ist eine Entwicklungsrolle- oder -walze in Form einer Gummirolle 1 dargestellt, die sich in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung dreht. Eine Art Trichter 3 ist über der Rolle angeordnet und enthält eine bestimmte Menge isolierenden, nichtmagnetischen Toners 2 mit einem spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10 Vcn. Der Trichter 3 weist eine Bodenöffnung auf, durch welche Toner 2 auf die Gummirolle 1 aufgebracht wird. Da der Toner 2 in Pulverform vorliegt, haftet er ohne weiteres an der Rolle 1, wodurch auf dieser eine Tonerschicht ausgebildet wird.

Wenn sich die Rolle 1 dreht,wird die Tonerschieht weitertransportiert und durch ein ausgleichendes Teil k ausgeglichen, welches neben dem Trichter 3 nahe bei der Rollenoberfläche 1 oder in leichter Anlage an dieser angeordnet ist. Der Toner 2 in dem Trichter 3 neigt dazu, durch Aufnahme von Feuchtigkeit u.a. sich zusammenzuballen bzw. Klumpen zu bilden,und würde dann in Form von Klumpen oder Anhäufungen auf der Rollenoberfläche aufgebracht werden. Außerdem ändert sich die Dicke der Tonerschieht von Zeit zu Zeit stark, wenn sie unmittelbar von der Trichteröffnung aus auf die Trommeloberfläche aufgebracht wird wodurch sich Ungleichmäßigkeiten beim Laden und Entwickeln ergeben, wenn die Tonerschieht unmittelbar geladen oder unmittelbar zum Entwickeln verwendet wird. Aus diesem Grund ist das

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ausgleichende Teil k vorgesehen, um derartige Klumpen und Anhäufungen von Toner zu entfernen und eine gleichmäßige Dicke der Tonerschicht zu schaffen.

Die Tonerschicht, die auf diese Weise auf der Rolle 1 mit einer gleichmäßigen Dicke aufgetragen ist, wird mittels eines reibungselektrischen Ladeteils 5 gebürstet bzw. gerie en, um sie mit einer vorgegebenen Polarität zu laden. Das Teil 5 weist einen Berührungsbereich auf, welcher in Anlage mit der Hollenoberfläche gehalten ist. Der geladene Toner wird dann mit einem elektrostatischen, latenten Bild auf einem bildtragenden Teil 6, welches in Richtung eines Pfeils bewegt wird, in einer Entwicklungestation unter der Rolle 1 in Anlage gebracht, wodurch das latente Bild in ein sichtbares Bild umgewandelt wird. Anschließend an die Entwicklung wird die Tonerschicht in einen Bereich unter dem Trichter 3 weiterbefördert, von welchem aus dann zusätzlicher frischer Toner über die Öffnung in dem Trichter zugeführt wird.

Hierbei muß die Oberfläche der Gummirolle 1 einen Reibungskoeffizienten haben, welcher nicht kleiner als 0,5 und vorzugsweise nicht kleiner als 1,0 ist. Vorzugsweise hat die Gummirolle 1 eine Oberflächenrauhigkeit von 3 bis 10 Mikron, wenn die Partikelgröße des Toners in der Größenordnung von 10 Mikron liegt. Bei einer Oberflächenrauhigkeit von mehr als 10 Mikron wird eine Unebenheit in der Tonerschicht geschaffen, selbst wenn dadurch das Haftvermögen oder die Transportierbarkeit des Toners verbessert wird. In einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Er-

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findung kann eine Berührung bzw. ein Inkontaktkommen zwischen der Tonerschicht und dem bildtragenden Teil nicht unter Druck erreicht werden, so daß irgendeine Unebenheit in der Tonerschicht ein gleichmäßiges Aufbringen des Toners auf den Bildbereichen verhindert« wodurch sich ein entwickeltes Bud mit einer schlechten Schärfe und einem verminderten Auflösungsvermögen ergibt. Wenn die Oberflächenrauhigkeit unter 3 Mikron herabgesetzt wird, kann es zu Schwierigkeiten beim Transport des Toners komaten.

Außerdem ist wesentlich, daß die Rolle oder Walze 1 aus einem elastisch nachgiebigen Teil gebildet ist. Bine größere Härte der Rolle oder Walze ergibt eine verkleinerte Berührungsfläche zwischen der Rolle und dem ausgleichenden Teil k oder dem reibungselektrischen Ladeteil ,und infolgedessen wird auch die Reibungskraft kleiner. Außerdem würde dadurch der Kontaktdruck in dem Berührungebereich größer werden, wodurch der Toner von der Rollenoberfläche abgekratzt würde, wodurch wiederum ein den Erwartungen entsprechender Transport sowie ein Aufbrungen von Toner auf der Rolle 1 verhindert würde. Ein den Erwartungen entsprechender Tonertransport und ein entsprechendes Aufbringen von Toner kann dadurch erreicht werden, daß die Rolle 1 aus einem elastisch nachgiebigem Körper bzw. Material mit einer vorgegebenen Härte gebildet ist, welche vorzugsweise in der Größe von 30 bis kO JIS-Grad (d.h. 30 bis kO Grad entsprechend der japanischen Industrienorm) liegt. Wenn die Entwicklungsrolle aus einem elastisch nachgiebigen Körper oder Material zumindest in ihrem Oberflächenbereich hergestellt ist, kann die Berührung*·

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fläche dadurch vergrößert werden. Obwohl hierdurch der Kontaktdruck vermindert wird, wird dadurch ein verhältnismäßig hoher Reibungskoeffizient und eine große Berührungsfläche geschaffen, wodurch die Reibungskraft zunimmt, so daß infolgedessen eine den Erwartungen entsprechende, ausreichende Tonerförderung für ein entsprechendes Aufbringen (auf dem latenten Bild) gewährleistet ist. Hierfür geeignetes, elastisch nachgiebiges Material ist beispielsweise Silikon-Kautschuk, Chloropren u.a. Auch kann eine elektrisch leitende Gummi- oder Kautschukrolle verwendet werden, an welche eine Vorspannung angelegt wird, um eine entsprechend vorgespannte Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler wirksam durchzuführen.

Das ausgleichende Teil 4 kann elektrisch leitend oder isolierend ausgebildet sein und ist in leichter Anlage mit der Gummi- oder Kautschukrolle 1 oder sehr nahe an dieser in einem Abstand bzw. mit einem Spalt von weniger als 100 Mikron angeordnet. Das ausgleichende Teil 4 kann, wie dargestellt, die Form einer Rolle aufweisen oder kann irgendeine andere Ausbildung haben. Wenn das ausgleichende Teil die Form einer Rolle hat, wird es vorzugsweise stationär gehalten und hat eine Oberflächenrauhigkeit, welche in derselben Rauhiglritsgrößenordnung wie die Gummirolle 1 liegt. Obwohl das ausgleichende Teil 4 in derselben Richtung oder in einer zu der Drehrichtung der Gummirolle 1 entgegengesetzten Richtung gedreht werden kann, sollte doch beachtet und darauf geachtet werden, daß ein Abschaben oder Abkratzen der Tonerschicht auf der Rollenoberfläche verhindert wird. Das Material für das ausgleichende Teil 4 sollte so gewählt werden, daß es

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nicht die Ladung des Toners mit einer vorgegebenen Polarität durch das reibungselektrische Ladeteil 5 störend beeinflußt. Vorzugsweise wird das Material des ausgleichenden Teils k in dieselbe Klasse oder Kat_egorie des Tonermaterials oder in der reibungselektrischen Reihe in der Nähe des Ladeteils eingegliedert werden.

Das Material des reibungselektrischen Ladeteile 5 hängt von dem spezifischen Durchgangswiderstand des verwendeten Toners und der Polarität ab, mit welcher das bildtragendeTeil 6 geladen ist, es ist jedoch so gewählt, daß es in vorgegebenem Abstand in der Klasse bzw. dem Rang von dem Tonermaterial auf der r.eibungselektrischen Reihe angeordnet ist. Wenn beispielsweise das bildtragende Teil 6 photoleitendes Selenmaterial ist, wird das photoleitende Teil auf die positive Polarität wie das elektrostatische Bild geladen, so daß der Toner 2 auf die negative Polarität geladen wird. Dies wird durch eine entsprechende Auswahl des Materials für das reibungselektrische Ladeteil 5 erreicht, welches in der reibungselektrischen Reihe in einer höheren Klasse bzw. einem höher« Rang als der Toner liegt.

In der dargestellten Ausführungsform ist Polystyrol-Toner verwendet worden, welcher einen spezifischen Widerstand von 10 j2.cn hat. Für das Ladeteil kann als Material Teflon (für Du Pont eingetragenes Warenzeichen) verwendet werden, um den Toner auf eine positive Polarität zu laden, während für das Ladeteil Nylon (für Du Pont eingetragenes Warenzeichen) verwendet werden kann, um den Toner auf eine negative Polarität zu laden.

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Wenn der Toner 2 auf der Rolle 1 durch das Ladeteil 5 auf die positive Polarität geladen ist, wird letzterer mit negativer Polarität geladen, wodurch eine elektrostatische Anziehung zwischen dem Toner und dem Ladeteil wirkt. Um den Toner auf eins vorgegebene Polarität zu laden und ihn auf der Entwicklungsrolle oder -walze 1 zu halten, muß die Oberfläche der Entwidclungsrolle ein größeres Tonerhaitevermögen als das der Oberfläche des reibungselektrxschen Ladeteils haben. Dies kann durch eine entsprechende Auswahl der Materialien für die Entwicklungsrolle 1 und das reibungselektrische Ladeteil 5 erhalten werden, welche in der reibungselektrischen Reihe in einem vorgegebenen Abstand von dem Toner liegen, wobei die Forderung zu beachten ist, daß das Material für die Entwicklungsrolle 1 in einem höheren Rang als das Ladeteil 5 in derselben Reihe festgelegt sein muß. Das Tonerhaltevermögen der Entwicklungsrolle hängt nicht nur von der Wechselwirkung mit dem Toner ab, sondern auch von der physikalischen oder chemischen Haftung bzw. dem entsprechenden Haftvermögen des Toners an der Gummi- oder Kautschukoberfläche. Ahnliche Verhältnisse bestehen zwischen der elektrostatischen Anziehung des elektrostatischen Bildes bezüglich des Toners und dem Tonerhaltevermögen der Gummi- oder Kautschukrolle 1. Um ein Aufbringen des geladenen Toners auf dem elektrostatischen Bild zu erreichen, ist wesentlich, daß die von dem elektrostatischen Bild ausgeübte, elektrostatische Anziehung größer ist als das Tonerhaltevermögen der Gummi- oder Kautschukrolle 1, was jedoch im allgemeinen der Fall ist.

In Fig.2 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausfüh-

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rungsform der Erfindung dargestellt, welche sich von der vorhergehenden Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß magnetischer Toner 11 verwendet wird und eine Anzahl Magnete 13 in dem hohlen Innenraum einer Entwicklungsrolle oder -walze Gangeordnet ist, um auf dieser eine magnetische Bürste auszubilden. Außerdem ist ein verstellbares, reibungselektrisches Ladeteil 14 verwendet, so daß eine nicht benutzte oder gereinigte Oberfläche des Ladeteils anschließend mit der in Form einer magnetischen Bürste ausgebildeten Schicht in Anlage gebracht wird , um dadurch den magnetischen Toner zu laden. Die Entwicklungsrolle oder -walze 12 weist einen nichtmagnetischen Zylinder 12a auf, dessen Oberfläche mit einer elastischen, nachgiebigen Gummi- oder Kautschukschicht 12b überzogen ist.

Das reibungselektrische Ladeteil Ik weist eine Halte- oder Auflageplatte 15, von welcher ein Teil an der Oberfläche der Entwicklungsrolle 12 anliegt, eine Abwickelrolle für eine Kunststoff- oder Plastikfolie 16, welche so verläuft und geführt ist, daß sie von der Platte 15 an der Tonerschicht auf der Rollenoberfläche in Anlage gehalten wird, und eine Aufwickelrolle 17 zum Aufwickeln der Folie 16 auf. Auf diese Weise kann durch ein intermittierendes, absatzweises Drehen der Rolle, um immer eine frische bzw. neue Folienfläche anzubieten, die Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle reibungselektrisch geladen werden. Hierdurch ist ein übermäßiges Aufbringen des Toners auf dem Ladeteil infolge der Ladewirkung verhindert und eine stetige bzw. stabilisierte Ladecharakteristik gewährleistet. Andererseits kann das Ledeteil die Form eines endlosen Bandes aufweisen, dem eine

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Reinigungseinrichtung zugeordnet ist, wobei dann die nacheinander gereinigten Teile des Ladeteils für eine reibungs elektrische Ladung des Toners vorliegen.

In Fig.3 ist eine schematische Ansicht eines elektrophotographischen Kopiergeräts mit einer Entwicklungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in der Ausführungsform der Fig.l wird auch bei diesem Gerät nichtmagnetiecher Toner 2 verwendet. In Fig.3 ist der Abstand bzw. Zwischenraum zwischen dem Ende 3^a des Trichters und der Gummi- oder Kautschukrolle 1 auf einen minimalen Spalt vermindert, der vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 0,03 bis 0,06mm liegt. Nach Durchlaufen dieses Zwischenraums bzw. Spaltes wird die Tonersdicht auf der Gummi- oder Kautschukrolle mittels dee ausgleichenden Teils 4 ausgeglichen und wird auf eine vorgegebene Polarität mit einer ein Aufladungsgitter aufweisenden Ladeeinrichtung, einer sogenannten Scoroton-Ladeeinrichtung 21 geladen. Eine Scoroton-Ladeeinrichtung mit einem Gitter 21a, das den Grad einer Koronaentladung steuert, wird vorzugsweise zum Laden des Toners verwendet, da der Toner übermäßig stark zerstäubt und aufgebracht würde, wenn eine übliche Koronaladeeinrichtung verwendet würde. Jedoch kann auch das reibungselektrische Ladeteil, wie es in den Fig.l und 2 dargestellt ist, als Einrichtung zum Laden des Toners verwendet werden. Wenn eine Koronaentladung zum Laden des Toners verwendet wird, braucht die reibungeelektrische Reihe bei der Auswahl eines Materials für die Rolle oder Walze 1 nicht beachtet zu werden.

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Wenn der Toner mit der mit einem Gitter versehenen Ladeeinrichtung, einer sogenannten Scoroton-Ladeeinrichtung.21 geladen wird, muß eine elektrisch leitende Gummi- oder Kautschukrolle für die Rolle 1 verwendet werden, um eine Gegenelektrode für die Ladeeinrichtung 21 zu schaffen. Bei Verwendung einer leitenden Rolle oder Walze kann ein vorgespanntes Entwicklungsverfahren durchgeführt werden, um ein Verschmieren oder Verschmutzen des Untergrunds zu vermeiden, indem eine entsprechende Spannung von einer Spannungsquelle 22 aus angelegt wird. Ein Schalter 23 ist hierzu zwischen der Rolle und der Spannungequelle 22 vorgesehen und wird zeitlich gesteuert entsprechend dem Entwicklungsvorgang auf dem photoleitenden Teil 6 geschlossen. Nach der Durchführung der Entwicklung wird die Tonerschicht auf der Gummi- oderKautschukrolle mittels einer neutralisierenden Ladeeinrichtung vollständig neutralisiert, bevor sie unter dem Trichter 3 hindurchläuft. Um ein den Erwartungen entsprechendes Entwicklungsergebnis zu gewährleisten, müssen die einzelnen Partikel in der Tonerschicht gleichmäßig geladen sein. Wenn die neutralisierende Ladeeinrichtung 2k nicht verwendet wird, kann der Toner, welcher wieder von dem Trichter aus zugeführt worden ist, auf einen anderen Wert bezüglich des Toners geladen werden, welcher während des vorherigen Umlaufs geladen worden ist. Die neutralisierte Tonerschicht wird entweder teilweise oder ganz von der Rollenoberfläche mittels einer Schab- oder Abkratzeinrichtung 25 abgekratzt, welche in der Tonerzuführeinrichtung 3 angeordnet ist und an der RollenpberfIfcche anliegt oder in einem sehr geringen Abstand von dieser angeordnet ist, der kleiner als die Dicke der Tonerschicht ist.

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Im allgemeinen bilden sich Unebenheiten in der Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle, wenn die Entwicklung beendet ist, da ein Teil des Toners von dem latenten Bild mitgenommen wird. Wenn eine zusätzliche Tonermenge von dem Trichter aus auf die Entwicklungsrolle aufgebracht wird, führt dies zu Unebenheiten, wie siegln Fig. 5 dargestellt sind, und es wird keine glatte fortlaufende Fläche ausgebildet, wie in Fig.k dargestellt ist. Dies ist auf eine schlechte Fließfähigkeit des Toners sowie auf die Neigung des Toners zurückzuführen, sich in dem Trichter zusammenzuballen und Klumpen zubilden. Wenn eine Entwicklung des latenten Bildes unter diesen Bedingungen stattfindet, kommt es zu nicht entwickelten Flächenbereichen, was natürlich in keiner Weise erwünscht ist. Um dies zu verhindern, werden Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten in der Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle, welche sich während des vorhergehenden Entwicklungsechrittes gebildet haben, sofort entfernt, und es wird von neuem Toner auf die Entwicklungsrolle aufgebracht. Hierzu wird das Schab- oder Abkratzteil 25 verwendet. Das in Fig.3 dargestellte Abkratzteil weist einen einzelnen Draht auf, welcher in einer in Fig.6 dargestellten Lage angebracht ist, in welcher seine unterste Stelle entsprechend der Dicke t der in der Tonerschicht ausgebildeten Unebenheit« angeordnet und festgelegt ist. Der Draht kann auch so angeordnet sein, daß er an der unteren Fläche anliegt. Der Draht kann auch durch eine Schneide ersetzt werden. Die Schneide ist dann in ähnlicher Weise in dem Trichter angeordnet, so daß ihr inneres, d.h. unteres Ende eine Tonerschicht entfernt oder aufrührt, welche von dem elektrostatischen, latenten Bild mitgenommen worden ist.

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Außerdem kann eine Holle mit einer aufgerauhten Oberfläche oder mit VorSprüngen als Abstreifteil verwendet werden. Eine derartige Holle kann stationär, d.h. ortsfest und unbeweglich angeordnet sein oder kann in derselben oder in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, in welcher die Entwicklungsrolle oder -walze gedreht wird. In ähnlicher Weise kann an Stelle einer derartigen Rolle ein Lauf- oder Flügelrad verwendet werden. Um die Fließfähigkeit des Toners in dem Trichter zu verbessern, kann das Abstreiften oder der Trichter selbst in Schwingungen versetzt werden.

In Fig.3 weist das photoleitende Teil die Form einer Trommel auf, deren Oberfläche aus Selen, Zinkoxyd oder einem organischen Photoleiter gebildet ist. Die Trommel kann, wie dargestellt, entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Zuerst wird sie mittels einer Ladeeinrichtung 26 geladen, dann bildmäßig mit einem Bild 27 belichtet, um auf ihr ein elektrostatisches, latentes Bild aufzubringen, welches dann mit Hilfe derEntwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung in ein sichtbares Bild umgewandelt wird. Anschließend wird zur Übertragung eine Koronaladeeinrichtung 28 benutzt, um ein Aufzeichnungs- oder Kopierblatt 28 mit einer zu der Polarität des Toners entgegengesetzten Polarität zu laden, wodurch das visuelle Bild an das Blatt 28 übertragen wird. Das übertragene Tonerbild wird dann durch eine nicht dargestellte Fixiereinrichtung dauerhaft auf dem Blatt fixiert. Nach der Beendigung der Übertragung wird der restliche Toner auf dem photoleitenden Teil von diesem mittels einer Abstreifeinrichtung 30 entfernt, welche an dem Teil in Anlage ge-

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halten ist; der entfernte Toner wird dann in einem Behälter 31 gesammelt. Nach dem Entfernen des Toners wird das photoleitende Teil mittels einer neutralisierenden Ladeeinrichtung 32 neutralisiert und dann wieder in einem wiederholten Abbildungsumlauf verwendet.

Wenn die Umfangsgeschwindigkeit des photoleitenden Teils 6 mit V„ und die der Gummirolle 1 mit V bezeichnet wird, ist wesent-

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lieh, daß V /V = 1,0 ist. Ein den Erwartungen entsprechendes

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DiId, das nicht verschmiert ist und den vollenSchwärzungsgrad aufweist, wird für ein Verhältnis von V_n = 2V_D. erhalten.

Wie oben ausgeführt, weist ein entsprechendes Material für die Gummi- oder Kautschukrolle 1 Silikon-Kautschuk oder Chloropren auf. Obwohl diese Materialien in der Wirksamkeit keinen wesentlichen Unterschied während der Anfangsphase der Benutzung aufweisen, hat eine Rolle aus Chloropren die Neigung, daß sich auf ihr nach längerer Benutzung ein Tonerfilm ausbildet, der einen schwarzen Glanz aufweist und es schwierig macht, zusätzlichen Toner der Toneroberfläche zuzuführen. Dies führte dann zu einer Zunahme des optischen Schwärzungsgrads selbst nach wiederholten Entwicklungen. Im Unterschied hierzu weisen Hollen aus Silikon-Kautschuk derartige Schwierigkeiten nicht auf.

Es wurde festgestellt, daß dies auf eine Affinität zwischen einem in dem Gummi oder Kautschuk enthaltenen Zusatzstoff und einer Tonerkomponente zurückzuführen ist. Insbesondere hat Silikonöl, das als Zusatzstoff in Silikon-Kautschuk enthalten

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ist, eine geringe Affinität mit Toner, wodurch, gefördert durch das Haltevermögen des Silikon-Kautschuks, die Ausbildung eines Tonerfilms bzw. einer Tonerschicht auf der Rolle verhindert wird. Polglich kommt es auch nach einer Benutzung über einen längeren Zeitraum nicht zu Alterungswirkungen. Infolgedessen ist es wichtig, einen Zusatzstoff für das Material der Walze oder Holle zu wählen, der eine geringe Affinität mit dem Tonermaterial hat.

Pa t entanisprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes, gekennzeichnet durch eine Entwicklungsrolle (l;12), die nahe bei einem ein elektrostatisches Bild tragenden Teil (6) angeordnet ist, wobei zumindest die Überfläche der Holle (l;12) aus einem elastischen, nachgiebigen Gummi oder Kautschuk gebildet ist; durch eine Einrichtung (3)· um der Oberfläche der Entwicklungsrolle (l; 12) eine· Einkomponentenentwickler gleichförmig zuzuführen, dessen spezifischer Durchgangswiderstand nicht kleiner als 10 Q cm ist; durch eine Ladeeinrichtung (5; lk\ 21), die in Drehrichtung der Entwicklungsrolle (l) hinter der Zuführeinrichtung (3) angeordnet ist und den Entwickler auf der Entwicklungsrolle (l) mit einer Polarität lädt, die zu der Polarität einer elektrischen Ladung, welche das elektrostatische Bild bildet, entgegengesetzt ist, und durch eine Einrichtung zum Drehen der Entwicklungsrolle (l; 12) in einer Weise, daß das Verhältnis derUmfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle (1) zu der Umfangsgeschwindigkeit de« ein Bild tragenden Teils (6) gleich oder größer als 1,0 ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle (l; 12) einen Zusatzstoff aufweist, durch welchen deren Haltevermögen bezüglich eines Toners (2) verbessert ist.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle (l; 12) eine glatte Oberfläche aufweist, die aus einem elastischen, nachgiebigen Gummi oder Kautschuk gebildet ist und einen hohen Reibungskoeffizienten hat.

k. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle (1; 12) aus Silikon-Kautschuk gebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle (l) elektrisch leitend ist und an sie eine Vorspannung angelegt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einkorapon en ten entwickler (2) nichtmagnetischen Toner aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einkomponentenentwickler (2) magnetischen Toner aufweist, und daß die Entwicklungsrolle (12) einen hohlen Innenraum hat, in welchem eine Anzahl Magnete (13) angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (3) den Entwickler (2) auf die Rollenoberfläche über einem auegedehnten Bereich zuführt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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net, daß die Ladeeinrichtung ein reibungselektrisches Ladeteil (5t Ik) aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß das reibungselektrische Ladeteil die Form einer Schneide (5) hat.

11. Einrichtung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß das reibungselektrische Ladeteil (lk) verstellbar ist, so daß immer ein noch nicht benutzter Teil zur Verfügung steht.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung eine Koronaentladeeinrichtung (21) aufweist.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung eine Entladeeinrichtung (2l)mit einem Aufladungsgitter (21a) aufweist.

Ik. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschwindigkeitsverhältnis der relativen Bewegung zwischen der Entwicklungsrolle (l; 12) und dem bildtragenden Teil (6) etwa 2 ist.

15· Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ausgleichende Einrichtung (4), die zwischen der Zuführeinrichtung (3) und der Ladeeinrichtung (5t l^i 21) ange-

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ordnet ist, um den Entwickler (2) auf der Entwicklungselektrode bzw. der Entwicklungsrolle (l; 12) gleichförmig auszugleichen.

l6. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgleichende Einrichtung (4) eine Rolle aufweist.

17· Einrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeic hn e t, daß die Rolle (4) stationär bleibt, und daß der Entwickler (2) auf der Entwicklungsrolle (1; 12) reibungselektrisch auf eine vorgegebene Polarität geladen wird.

18. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t,daß die Zuführeinrichtung (3) ein Schabteil (25) in ihrem Inneren aufweist, um den Entwickler auf der Entwicklungsrolle (l) aufzurühren bzw. zu entfernen.

19. Einrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schabteil (25) dieForm eines Drahtes aufweist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19t dadurch gekennzeichnet, daß das Schabteil die Form einer Schneide aufweist.

21. Einrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schabteil die Form eines Rades hat, das auf seiner Umfangsflache Unebenheiten aufweist.

22. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (2k) zum Beseitigen einer elektrischen

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Ladung von dem Entwickler (2)^ der nach dem Entwicklungsvorgang auf derEntwicklungsrolle (1) zurückgeblieben ist.

23· Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ladung beseitigende Einrichtung eine Koronaentladeeinrichtung (24) aufweist.

2k. Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Rolle (1; 12), die aus elastisch nachgiebigem Silikonkautschuk gebildet und nahe bei einem ein elektrostatisches Bild tragenden Teil (6) angeordnet ist, durch eine Einrichtung (3), um der Rollenoberfläche einen nichtmagnetischen Toner (2) mit einem spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10 jl cm gleichförmig zuzuführen; durch ein Schabteil (25)t das in der Zuführeinrichtung (3) angeordnet ist, um den Toner auf der Gummi- oder Kautschukrolle (l) aufzurühren; durch ein Ausgleichteil (4), um den der Gummi- oder Kautschukrolle (1) zugeführten Toner (2) auszugleichen; durch eine Entladeeinrichtung (21) mit einen Aufladungsgitter (21a), um den Toner auf der Gummi- oder Kautschukrolle (l) mit einer Polarität zu laden, die der Polarität einer elektrischen Ladung, welche das elektrostatische Bild bildet, entgegengesetzt ist; durch eine Koronaentladeeinrichtung (24) zum Beseitigen einer elektrischen Ladung von dem Toner (2) auf der Gummi- oder Kautschukrolle (l) im Anschluß an den Entwicklungsvorgang; und durch eine eine Vorspannung lie fernde Einrichtung (22; 23), um wahlweise eine Vorspannung auf die Gummi- oder Kautschukrolle (l) aufzubringen.

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