DE2732172A1

DE2732172A1 - Entwicklungseinrichtung fuer ein kopiergeraet

Info

Publication number: DE2732172A1
Application number: DE19772732172
Authority: DE
Inventors: Hiromi Demizu; Nobuo Mochizuki; Teruyuki Ohnuma; Hajime Oyama
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1978-01-19
Also published as: FR2358691A1; US4119060A; FR2358691B1; CA1085156A; GB1583472A; DE2732172C2

Description

DR. BERG DI^L.-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE Z / 3 2 I

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 8602 45

-H-

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Ricoh Company, Ltd
Tokyo / Japan

Entwicklungseinrichtung für ein Kopiergerät

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät oder für eine elektrostatische Aufzeichnungseinrichtung u.a., und betrifft insbesondere eine Trockenentwicklungseinrichtung für ein elektrostatisches Kopiergerät, bei welchem ein Einkomponentenentwickler verwendet wird.

Im allgemeinen wird bei einem elektrophotographischen Kopiergerät ein photoleitendes Teil elektrisch geladen und dann bildmäßig belichtet, um ein latentes, elektrostatisches Bild zu schaffen, und entsprechend dem elektrischen Potential des latenten, elektrostatischen Bildes htftrt elektrisch ge-VII/XX/Ktz - 2 -

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ladener, von der Entwicklungseinrichtung zugeführter Toner an dem latenten, elektrostatischen Bild, und das entwickelte Tonerbild, das an ein Blatt Papier übertragen worden ist, wird auf diesem fixiert. Auf diese Weise werden mit einer elektrophotographischen Kopiereinrichtung Kopien erhalten.

Es gibt zwei Arten von Entwicklungseinrichtungen für elektrophotographische Kopiergeräte. Bei der einen Art wird ein sogenannnter Zweikomponentenentwickler verwendet, der einen Toner und einen Träger aufweist{ bei der anderen Art wird ein sogenannter Einkomponentenentwickler verwendet, der nur einen Toner aufweist, das heißt ein Entwickler ohne . einen Träger ist.

In den bisherigen Entwicklungseinrichtungen muß eine die Tonerkonzentration steuernde Einrichtung vorgesehen sein, um das Mischungsverhältnis zwischen dem Toner und dem Träger konstant zu halten. Hieraus ergeben sich einige Nachteile, wie dem, daß die Maschine in ihrem Aufbau und ihrem Mechanismus kompliziert wird, zu groß oder auch zu teuer wird.

Die Erfindung betrifft daher insbesondere eine Entwicklungseinrichtung für ein Kopiergerät, bei welcher Einkomponentenentwickler verwendet sind. Bei dem Einkoponenten-Entwickler gibt es Tonerpulver, die Harze und Pigmente bzw. Farbstoffe aufweisen, und es gibt magnetische Toner, die eine Mischung aus Harzen und magnetischem Eisenpulver aufweisen, oder die Harze aufweisen, die als Tonerkerne magnetisches Pulver ent-

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halten.

Bei einer Entwicklungseinrichtung, bei welcher Einkomponenten-Entwickler verwendet werden, ist eine derartige Einrichtung geschaffen worden, die eine bewegliche Gummirolle und eine reibungselektrische Ladeeinrichtung aufweist, die unter Druck an der beweglichen Gummirolle in Anlage gehalten ist. Bei dieser Einrichtung sind Isoliertonerpartikel in einem freien Teil oder in einem Trichter untergebracht, welcher durch die Gummirolle und die reibungselektrische Ladeeinrichtung gebildet ist.

Bei einer Drehung der Gummirolle werden die Tonerpartikel aus dem Trichter ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine vorbestimmte,dicke Tonerschicht auf der Gummirolle gebildet, und gleichzeitig wird die Tonerschicht reibungselektrisch mit einer vorbestimmten Polarität geladen. Die Gummirolle ist sehr nahebei einem ein latentes Bild tragenden, photoleitenden Teil oder einem Aufzeichnungsmaterial angeordnet, und die reibungselektrisch geladenen Tonerpartikel werden selektiv auf die latenten elektrostatischen Bildflächen aufgebracht, und auf diese Weise werden die latenten Bilder sichtbar.

Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß Tonerpartikel aus dem Spalt zwischen der Gummirolle und der reibungselektrischen Ladeeinrichtung herausfallen oder verstreut werden, und daß infolgedessen die Tonerpartikel an dem das latente elektrostatische Bild tragenden, photoleitenden Teil oder dem

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Aufzeichnungsmaterial haften, da die reibungselektrische Ladeeinrichtung in Anlage mit der Gummirolle gebracht wird, um eine ausreichende reibungselektrische Ladung des Toners zu bewirken, wobei dann die reibungselektrische Ladeeinrichtung über den Berührungs- oder Anlagepunkt mit der Gummirolle hinaus ausgebreitet wird. Wenn der Anlagedruck der reibungselektrischen Ladeeinrichtung an der Gummirolle erhöht wird, kann das Herausfallen oder das Verstreuen der Tonerpartikel verhindert werden, so daß der vorbeschriebene Nachteil überwunden ist.

Jedoch werden die Tonerpartikel infolge des erhöhten Anlagedrucks der reibungselektrischen Ladeeinrichtung an der Oberfläche der Gummirolle fest oder haften an ihr an. In diesem Zustand können dann die Tonerpartikel unmöglich selektiv bzw. wahlweise von der Oberfläche der Gummirolle aufgrund der elektrischen Anziehung durch das latente elektrostatische Bild auf dem photoleitenden Teil getrennt werden. Folglich können als weiterer Nachteil keine guten Bilder bzw. Kopien mit dieser Einrichtung erhalten werden.

Wie bei der vorbeschriebenen Entwicklungseinrichtung wird auch bei einer Entwicklungseinrichtung, die im allgemeinen in elektrostatischen Kopiergeräten verwendet wird, der Toner elektrisch mittels einer reibungselektrischen Ladeeinrichtung zu diesem Zeitpunkt oder unmittelbar danach geladen, nachdem der Toner auf die Oberfläche einer Entwicklungsrolle aufgebracht ist, und wird dann in die Nähe oder in Anlage mit einem

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photoleitenden Teil gebracht. Der Zustand der Tonerschicht auf der ümfangsflache der Entwicklungsrolle ändert sich jedoch sehr leicht in Abhängigkeit von der Form einer reibungselektrischen badeeinrichtung. Insbesondere die Form einer reibungselektrischen Ladeeinrichtung hat einen großen Einfluß nicht nur auf die Ausbildung einer gleichförmigen Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle, sondern auch auf das Ergänzen des Toners, und beeinflußt infolgedessen verschiedene Eigenschaften des entwickelten Bildes, ferner wird in Abhängigkeit von der Anzahl der reibungselektrischen Ladeeinrichtungen die Sättigungszeit des Potentials des geladenen Toners stark beeinflußt.

Die Erfindung soll daher eine Trockenentwicklungseinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät schaffen, bei welcher der Nachteil beseitigt ist, daß der herausgefallene Entwickler von einem Trichter aus, der für den Entwickler vorgesehen ist, verteilt wird. Ferner soll ein Festwerden bzw. ein Haften des Entwicklers an einer Entwicklungsrolle in einer Trockenentwicklungseinrichtung vermieden werden. Ferner soll gemäß der Erfindung eine gleichförmige und dünne Entwicklerschicht auf der Entwicklungsrolle gebildet werden, so daß eine gleichförmige Entwicklung erreicht werden kann. Darüber hinaus soll der Entwickler an der Entwicklungsrolle gleichmäßig nachgefüllt bzw. ergänzt werden. Schließlich soll noch die Sättigungszeit des Potentials des geladenen Entwicklers verkürzt werden. .

Gemäß der Erfindung ist die Trockenentwicklungseinrichtung mit einem den Entwickler regulierenden Teil oder einem reibungs-

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elektrisch, wirkenden Ladeblatt bzw. einer Schneide versehen, welche sehr nahe am Umfang der Entwicklungsrolle und an der Oberseite des den Entwickler regulierenden Teils oder des Blattes bzw. der Schneide angeordnet ist, wobei die Innenfläche einen Winkel O₁ im Bereich von 0^O₁ < 90° mit der oberen Fläche und auch einen Winkel Q₂ ^im Bereich von oV©₂<90⁰ mit der Ebene bildet, welche sowohl die obere Kante des den Entwickler regulierenden Teils oder der Schneide bzw. des Blattes und die Achse der Entwicklungerolle aufweist.

Um das vorstehend Angeführte wirksamer zu erreichen, kann die Trockenentwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung mit einer Anzahl reibungselektrischer Ladeschneiden versehen werden, wobei die entsprechenden Winkel der oberen Fläche der Schneiden oder Blätter bezüglich der jeweiligen Tangenten der Entwicklungsrollegerade unter den entsprechenden oberen Flächen der reibungselektrischen Ladeschneiden sich von einem spitzen bis zu einem stumpfen Winkel ändern können.

Gemäß der Erfindung ist somit eine Entwicklungseinrichtung für ein Kopiergerät geschaffen mit einer Entwicklungsrolle, welche in sehr großer Nähe von einem ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Aufzeichnungsmaterial gedreht wird, mit einem Trichter zum Zuführen eines Isoliertoners an die Entwick^-ungsrolle, und mit einem einzigen, den Entwickler regulierenden Teil, das ein spitzes oberes Ende aufweist, das an der Kante oder gßr ade hinter dem Auslaß des Trichters in der Weise angeordnet ist, daß es einen spitzen Winkel

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mit einer Tangente auf der Entwicklungsrolle bildet und gerade, unter dem oberen Ende des die Entwicklung regulierenden Teils liegt oder mit einem einzigen oder einer Anzahl reibungselektrischer Ladeteile, die an der Kante oder gerade hinter bzw. unter dem Auslaß des Trichters in der Weise angeordnet sind, daß sich die entsprechenden Winkel der oberen Flächen der Schneiden bezüglich der entsprechenden Tangenten auf der Entwicklungsrolle gerade unter den entsprechenden oberen Enden der reibungselektrischen Teile von einem spitzen zu einem stumpfen Winkel ändern.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung;

Fig. 2 bis 6 eine bevorzugte Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß derErfindung, bei welcher ein einziges, den Entwickler regulierendes Teil oder eine einzige reibungselektrische -^adeschneide gemäß der Erfindung vorgesehen ist, wobei

Fig. 2 eine Möglichkeit derAnbringung des den Entwickler regulierenden Teils an einer Entwicklungsrolle einer bevorzugten Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

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Fig. 3 rind 4 weitere Möglichkeiten einer Anbringung eines

den Entwickler regulierenden Teils an einer Entwicklungsrolle zeigen;

Pig. 5 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergeräts mit einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung wiedergibt; und wobei

Fig. 6 die Beziehung zwischen der Nachfüllzeit des Entwicklers und der nachgefüllten Entwicklermenge wiedergibt;

Fig. 7 im Schnitt eine schematische Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung, wobei eine einzige reibungselektrische Ladeschneide gemäß der Erfindung verwendet ist ;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Mechanismus des Schneidenabschnittes der Fig. 7;

Fig. 9 im Schnitt eine schematische Seitenansicht einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung, bei welcher eine einzige reibungselektrische Ladungsschneide verwendet ist;

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Mechanismus des Schneidenabschnittes der Fig. 9;

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Fig. 11 im Schnitt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung mit einem Paar reibungselektrischer Ladeschneiden gemäß der Erfindung;

Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht des Paars reibungselektrischer Ladeschneiden der Fig. 11; und

Fig. 13 eine Kurvendarstellung, in welcher die Beziehung zwischen der Ladezeit und dem Potential des geladenen Toners vfedergegeben ist.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Entwicklungseinrichtung mit Einkomponentenentwickler gezeigt. Diese Einrichtung hat eine drehbare Gummirolle 1, welche in Richtung des Pfeils in Fig. gedreht wird, und eine reibungselektrische Ladeeinrichtung 2, die unter Druck an der drehbaren Gummirolle 1 in Anlage gehalten ist. Isolierende Tonpartikel werden in einen freien Teil oder in eine Art Trichter eingebracht, der durch die Gummi rolle 1 und die reibungselektrische Ladeeinrichtung 2 gebildet ist. Bei einer Drehung der Gummirolle werden die Tonerpartikel aus dem Trichter ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird dann eine vorbestimmte, dicke Tonerschicht auf der Gummirolle 1 ausgebildet, und gleichzeitig wird die Tonerschicht reibungselektrisch geladen« Die reibungselektrisch geladenen Tonerpartikel werden selektiv den latenten, elektro -statischen Bildflächen auf einem photoleitenden Teil oder auf einem Aufzeichnungsmaterial 4· zugeführt, und auf diese Weise werden die latenten Bilder sichtbar gemacht.

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Wie vorstehend ausgeführt, hat diese Einrichtung verschiedene Nachteile,beispielsweise das Herausfallen oder das Verstreuen der Tonerpartikel aus dem Trichter und das Koagulieren bzw. Festwerden oder ein Haften der Tonerpartikel an der Oberfläche der Gummirolle 1. Infolgedessen kann nicht immer eine den Erwartungen entsprechende Entwicklung mit dieser Entwicklungseinrichtung erreicht werden.

Die Fig. 2 bis 6 betreffen daher eine bevorzugte Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung gemäß derErfindung, bei welcher ein einziges, den Entwickler regulierendes Teil bzw. ein Entwicklerregulierteil oder eine einzige reibungselektrische Ladeschneide gemäß der Erfindung vorgesehen ist.

In Fig. 2 ist insbesondere eine bevorzugte Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung wiedergegeben. Wie in fig. 2 gezeigt, wird die Entwicklungsrolle 5 in Sichtung des Pfeils gedreht. Sie Entwicklungsrolle 5 ist mit einem Entwicklerregulierteil 6 versehen, wobei ein vorbestimmter kleiner Spalt zwischen der Bolle und dem Entwicklerregulierteil vorgesehen ist. Das Entwicklerregulierteil 6 hat eine Kante mit einem spitzen Winkel. Mit anderen Worten, die Innenfläche 6a des Entwicklerregulierteils 6 bildet einen Winkel O₁, der im Bereich von O⁰^₁ <90° liegt, mit der oberen Fläche 6b der Entwicklerregulierteils. Das Entwicklerregulierteil 6 ist mit dem spitzen vorderen Ende so angeordnet, daß die innere Fläche 6a schräg der Drehrichtung der Entwicklungsrolle 5 geneigt ist, und zwar von der Ebene 7 aus gesehen, in welcher sowohl

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die Achse der Entwicklungsrolle als auch die Kante des Entwicklerregulierteils 6 liegt_/und wobei der Bereich des Winkel 0°<Ö₂<90° bezüglich des Winkels ist, der durch die innere Fläche 6a und die Ebene 7 gebildet wird. Wenn der Winkel, der durch die innere Fläche 6a bezüglich der oberen Fläche 6b gebildet ist, in dem vorerwähnten Bereich liegt, ist das Entwicklerregulierteil 6 beinahe in eine Linienberührung mit der EntwicklungBrolle 5 gebracht. Auf diese Weise wird keine übermäßige Kraft auf die Tonerpartikel ausgeübt, welche durch den Spalt hindurchtreten. Infolgedessen kommt es selten zu einem Koagulieren von Tonerpartikeln.

Andererseits liegt, wie in Fig. 3 dargestellt ist, der Winkel G_x., der durch die innere Fläche 6a¹ des Entwicklerpegulierteils 6* und die Obere Fläche 6b* gebildet ist, im Bereich von 90⁰<Ö,<T180°, wobei der Raum, der durch die Entwickltingsrolle 5 und die obere Fläche 6b¹ gebildet ist, in (Richtung der) Drehrichtung der Entwicklungsrolle 5 schmaler wird. Infolgedessen werden die Tonerpartikel in diesem Raum durch die von dem Entwickler-regulierteil 6' ausgehende Rückwirkung fest gegen die Entwicklungsrolle 5 gedrückt. Infolge dieser Rückwirkung kann es au einer Koagulation oder einer Haftung der Tonerpartikel kommen, und dementsprechend wird die Qualität des entwickelten Bildes bzw. der entwickelten Kopie schlecht. Selbst wenn, wie in Fig. 4 dargestellt ist, der Winkel G^, der durch die innere Fläche 6a^M und die obere Fläche 6b" gebildet ist, im Bereich von 0^ο<©₁<90^ο liegt, wird, solange die innere Fläche 6a" auf der Seite angeordnet ist,

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die der Drehrichtung der Entwicklungsrolle 5 entgegengesetzt ist wobei von der Ebene 7" aus betrachtet wird, welche die Achse der Entwicklungerolle 5 und die obere Kante des Entwicklerregulierteils 6" aufweist, der Raum, der durch die Entwicklungsrolle 5 und die innere Fläche 6a" der Entwicklungsrolle 6" gebildet ist, in (Richtung der) Drehnichtung der Entwicklungsrolle wie im Fall der Fig. 3 schmaler, und folglich ergibt sich dieselbe Schwierigkeit wie im Fall der Fig. 3. Bezüglich der Winkel G^ und ©₂ ^muß bemerkt werden, daß sie so gewählt sind, daß sie den vorerwähnten Bedingungen sowie der Bedingung 0*0^ + O₂* 90 ° ß^enüe^en·

über diesen Bereich hinaus wird der Raum, der durch die Entwicklungvrolle 5 und die obere Fläche 6b gebildet ist, in der Orehrichtung der Entwicklungsrolle 5 allmählich schmaler, und dementsprechend treten dieselben Schwierigkeiten wie bei den obigen Ausführungen auf.

Infolgedessen wird gefordert, daß die innere Fläche 6a des Entwicklerregulierteils 6 einen stumpfen Winkel mit einer Tangente der Entwicklungsrolle an dem Schnittpunkt der Umfangsflache und der Linie bildet, die sowohl durch die Mitte der Rolle als auch durch die Spitze des Entwicklerregulierteils 6 hindurchgeht· Auch wird gefordert, daß die vorerwähnte Tangente einen spitzen Winkel mit der oberen Fläche 6b des Regulierteils 6 bildet.

In Fig.. 5 ist eine schematische Darstellung eines elektro-

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photographischen Kopiergeräts wiedergegeben, bei welchem die vorerwähnte Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet ist. In Fig. 5 sind folgende Teile dargestellt: eine photoleitende Trommel 8; eine Koronaentladeeinrichtung 9; Licht 10, das entsprechend dem Bild einer Vorlage auf die Oberfläche der photoleitenden Trommel 8 projiziert wird; eine Entwicklungseinrichtung 11; eine Bahn 12 zur Zuführung eines Kopier- bzw. Übertragungsblattes; eine Koronaentladeeinrichtung 13 für die Bildübertragung; eine Koronaentladung 14 mit einer Polarität, die der Entladungspolarität der ersten Koronaentladung entgegengesetzt ist, oder eine Wechselstrom führende Koronaent! adeeinrichtung; eine Lampe 13* die die Oberfläche der photoleitenden Trommel nach einer Bildübertragung beleuchtet; eine Reinigungsrolle 16 mit einer Bürste, welche den Toner entfernt, der auf der photdLeitenden Trommel 8 zurückbleibt; eine Rolle 17 zum Rückgewinnen der Tonerpartikel, die aufgrund einer elektrostatischen oder magnetischen Anziehung an der Reinigungsrolle 16 haften; und eine Reinigungsschneide 18 zum Entferner der Tonerpartikel von der Rolle 17» an welcher sie (18) mit einem gewissen Druck anliegt. Die Tonerpartikel, die von der Reinigungsschneide 18 abgeschabt werden, werden in den Behälter 19 zurückgeleitet und dort gesammelt.

Die Entwicklungseinrichtung 11 weist einen Trichter 21, der Entwickler 20 enthält, sowie eine Entwicklungsrolle 22 auf, welche gedreht wird, um so den Entwickler aufi dem Trichter 21 auszutragen und damit der Entwickler mit den elektrostatischen Bildern auf der photoleitenden Trommel 8 in Berührung kommt. Ein Entwicklerregulierteil 21a, das am Auslaß des Trichters

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angeordnet ist, bildet eine Entwicklerschicht vorbestimmter Dicke, und die Entwicklerschicht wird mit einer Koronaentladeeinrichtung 23 elektrisch mit einer Polarität feeladen, die der der elektrostatischen Bilder entgegengesetzt ist. Der bei der Entwicklung verwendete Entwickler wird in den Trichter 21 zurückgeleitet. Wenn in diesem Fall der Spalt, der durch den Einlaßteil des Trichters 21 und die Entwicklungsrolle gebildet ist, zu klein ist, werden die Tonerpartikel an dem Einlaß verstreut. Um ein Verstreuen und Verteilen der Tonerpartikel zu verhindern, ist eine Bolle 24 so angebracht, daß sie leicht an der Entwicklungsrolle 22 anliegt, und das überlaufen des Entwicklers 20 von dem Trichter 21 oder ein Verteilen des Entwicklers auf der Entwicklungsrolle 22 verhindert ist, wenn er zu dem Trichter 21 zurückgebracht wird·

Ale Materialien für diese Bolle 21 können Metalle oder Gummi genauso gut verwendet werden. Vorzugsweise wird die Bolle 24 in derselben Richtung wie die Entwicklungsrolle 22 gedreht, wobei sie an der Berührungsstelle die-selbe (Umfangs)Geschwindigkeit oder eine höhere (Umfangegeschwindigkeit hat als die der Entwicklungsrolle 22.

Ferner ist eine elastisch federnde Schneide 25 angebracht wobei ein Ende der Schneide an der Bolle 24 anliegt, und auf diese Weise wird der an der Bolle 24 haftende Entwickler abgeschabt, und ein Verstreuen des Entwicklers an die Außenseite des Trichters 21 ist verhindert. Entsprechend der Entwicklungarolle 24 können auch Bollen aus leitendem Gummi

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oder Kautschuk, wie beispielsweise leitende Silikonkautschukrollen u.a. verwendet werden.

Um den Wirkungsgrad beim Austragen des Entwicklers zu erhöhen, sollte der Reibungskoeffizient der Entwicklungsrolle en dem Entwickler vorzugsweise 0,5 oder höher sein, und die Oberflächenrauhigkeit der Entwicklungsrolle sollte kleiner als die Partikelgröße des Entwicklers sein. Wenn beispielsweise die Partikelgröße 10 Ai ist, sollte die Oberflächenrauhigkeit 3 bis 10 /U sein. Um die Entwicklungsbedingungen zu verbessern, sollte die Härte des Gummis vorzugsweise bei 30° bis 40° liegen.

Wenn die Dreh- bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle an der Berührungsstelle mit der photoleitenden Trommel 6 dieselbe ist wie die der photoleitenden Trommel 8 oder größer als diese ist, aber nicht über das Zweifache hinausgeht, erscheint kein Hintergrund ( bzw. kommt es nicht zu einem Hintergrundverschmieren) und die Entwicklung kann mit einer ausreichend hohen Dichte durchgeführt werden. An die Entwicklungsrolle 22 wird von einer äußeren Vorspannungsquelle 26 aus eine Vorspannung angelegt, so daß ein Haften des Ent-

der Wicklers an den Hintergrundteilen auf photoleitenden Trommel verhindert ist. Als Ladeeinrichtung kann eine Ladeeinrichtung mit einem die Aufladung steuernden Gitter verwendet werden, so daß der Entwickler einer Ladesteuerung unterworfen ist.

Wenn ein Einkomponenten-Isoliertoner als Entwickler 20 verwendet wird, kann statt der Koronaentladeeinrichtung 23 ein

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reibungselektrisches Ladeteil verwendet werden, das in der reibungselektrischen Reihe unterschiedlich ist, um den Toner reibungselektrisch zu laden. Wenn ein magnetischer Einkomponententoner als Entwickler 20 verwendet wird, kann ein Magnet, welcher den magnetischen Toner an die Oberfläche der Entwicklunge· rolle 22 magnetisch anzieht, im Inneren der Entwicklungsrolle 22 angebracht werden. Wenn der Spalt zwischen der den Entwickler regulierenden Platte 21a und der Entwicklungsrolle 22 im Bereich von 0,03 bis 0,06mm eingestellt ist, kann eine gleichförmige Entwicklerschicht auf der Entwicklungsrolle 22 ausgebildet werden.

Durch die von den Erfindern durchgeführten Versuche wurde bestätigt, daß es zu einer ungleichmäßigen Entwicklung kam, wenn die Dicke der Entwicklerschicht nicht gleichmäßig bzw. gleich stark war. Aus der Entwicklerschicht, die gleichmäßig auf der Entwicklungsrolle 22 ausgebildet ist, wird der Entwickler in den Teilen, die dem elektrostatischen Bild auf der photöleitenden Trommel 8 entsprechen, elektrostatisch entfernt, und auf diese Weise wird die Entwicklerschicht auf der Entwicklungsrolle 22 nach jeder Entwicklung ungleichmäßig. Während die Entwicklungsrolle 22 nach einer weiteren Umdrehung die Innenseite des Trichters 21 durchläuft, wird der Entwickler an den konkaven Teilen ergänzt.

Es wurde noch festgestellt, daß die konkaven Teile der Entwicklerschicht nicht mit dem ergänzten Entwickler gefüllt werden können, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Entwick-

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lungsrolle 22 50mm/sek betrug und die Nachfüllbreite des
Trichters 21 10 mm groß war.

In Fig. 6 ist dargestellt, wie viele Umdrehungen der Entwicklungsrolle notwendig sind,nämlich wie lange es dauert, bevor die konkaven Teile der Entwicklerschicht vollständig mit dem ergänzten Entwickler ausgefüllt werden, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle und die Nachfüllbreite des Trichters konstant gehalten werden. Wenn die Nachfüllbreite 10 mm ist, beträgt die Brgänzungs- bzw. Nachfüllzeit des Entwicklers 0,2 sek. Zu diesem Zeitpunkt ist nur die Hälfte des Entwicklers in den konkaven Teilen ergänzt. Wenn die Nachfüllzeit auf 1,0 sek oder länger vergrößert wird, wird der Entwickler in den konkaven Teilen vollständig ergänzt, und dementsprechend ist die Nachfiillmenge gesättigt.

Um infolgedessen die Nachfüllzeit des Entwicklers auf mindestens 1,0 sek einzustellen, muß die Entwicklungseinrichtung so ausgelegt sein, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle entsprechend herabgesetzt wird oder die Nachfüllbreite für den Entwickler an dem Trichter auf 50 mm
vergrößert wird, das heißt 5 x so breit wie 10 mm wird.

Um auf diese Weise eine gleichförmige Entwicklerschicht auf der Entwicklungsrolle 22 mit Hilfe des Entwicklerregulierteils 21a auszubilden, muß eine gleichförmige Entwicklerschicht auf der Entwicklungsrolle 22 vorhanden sein, bevor der Entwickler in Berührung mit dem Entwicklerregulierteil

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22 kommt. Ferner kann das Verstreaen des Entwicklers aus dem Trichter 21 durch das Entwicklerregulierteil 21a und die Rolle 24 verhindert werden, welche am Auslaß bzw. am Einlaß des Trichters 21 angebracht sind. Polglich kann der Auslaß und der Einlaß des Trichters nicht nur über der Entwicklungsrolle 22 sondern auch unter der horizontalen Ebene vorgesehen sein, welche die Achse der Entwicklungsrolle 22 aufweist. Auf diese Weise kann die Berührungsfläche des Trichters 21 mit der Entwicklungsrolle 22 vergrößert werden, so daß eine gleichförmige Entwicklerschicht auf der Entwicklungsrolle ausgebildet werden kann.

Bei der vorstehenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ist das Entwicklerregulierteil 21a, das am Auslaß des Trichters 21 angebracht ist, als ein Beispiel angeführt. Selbstverständlich könnte ein Entwicklerregulierteil gemäß der Erfindung auch gesondert unmittelbar hinter dem Auslaß des Trichters angebracht werden. Auch ist ausgeführt worden, daß der Entwickler auf der Entwicklungsrolle 22 mit Hilfe der Ladeeinrichtung 25 elektrisch geladen wird. Jedoch muß eine derartige Entwicklungseinrichtung insbesondere dann nicht angebracht sein, wenn das Entwicklerregulierteil 21a aus einem Material oder aus Materialien hergestellt ist, die sich in der reibungselektrischen Reihe von dem Toner unterscheiden, und folglich kann eine einfache und preiswerte Entwicklungseinrichtung vorgesehen werden.

Die Fig. 7 bis 13 betreffen eine weitere bevorzugte Ausfüh-

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rungsform einer Entwicklungseinrichtung, bei welcher eine Anzahl Entwicklerregulierteile oder reibungselektrische Ladeschneiden gemäß der Erfindung verwendet sind. Wie vorstehend ausgeführt ist, ändert sich bei einer erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät, insbesondere wenn der Toner durch eine reibungselektrische Ladeeinrichtung elektrisch zu dem Zeitpunkt oder unmittelbar danach geladen wird, nachdem der Toner auf die Oberfläche einer Entwicklungsrolle aufgebracht ist und dann in Berührung mit einem photoleitenden Teil gebracht wird, der Zustand der Tonerfläche auf der Umfangsfläche der Entwicklungsrolle sehr empfindlich in Abhängigkeit von der Form der reibungselektrischen Ladeeinrichtung.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung dargestellt, wobei eine einzige reibungselektrische Ladeeinrichtung verwendet ist, die der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist. In Fig. 7 ist eine Entwicklungsrolle 31 aus leitendem Gummi oder Kautschuk drehbar an der Entwicklungseinrichtung angebracht. An die Entwicklungsrolle 31 wird von einer Gleichspannungsquelle 32 aus ein vorbestimmtes Vorspannungspotential angelegt.

Über der Entwicklungsrolle 31 ist ein Behälter 34 mit Toner angebracht, der am Boden eine öffnung aufweist, An einer Seite des Tonerbehälters 34 ist eine reibungselektrische Ladeschneide 35 angeordnet, die einen stumpfen Winkel mit einer Tangente der Entwicklungsrolle 31 bildet. Unter der Entwicklungsrolle 31

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ist ein ein latentes elektrostatisches Bild tragendes, photoleitendes Teil 36 in der Weise angeordnet, daß es in einer Richtung bewegt werden kann. Bei der Entwicklungseinrichtung dieser Ausführungsform wird der Toner 3 in dem Tonerbehälter 34 durch die Drehbewegung der Entwicklungsrolle 31 ausgetragen, worauf er durch die reibungselektrische Ladeschneide 33 geladen und in engen Kontakt mit dem photoleitenden Teil 36 gebracht wird. Die reibungselektrische Ladeschneide 33 ist in diesem Fall so angeordnet, daß sie einen stumpfen Winkel mit einer Tangente der Entwicklungsrolle 31 bildet. Infolgedessen hat, wie bei der Ausführungsform in Fig. 2, diese Einrichtung den Vorteil, daß eine gleichförmige und dünne Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle 31 ausgebildet wird, und es auch selten zu einem Koagulieren des Toners kommt.

Wenn Jedoch die Menge des Toners in dem Tonerbehälter nicht ausreicht, oder wenn der Toner nicht in ausreichender Weise nachgefüllt wird, kann nicht immer eine gleichförmige und dünne Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle ausgebildet werden, und zwar deswegen, weil bei der in Fig. 7 dargestellten Entwicklungseinrichtung es zu einer Erscheinung kommt, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Die von dem Toner 3 aufgenommene Förder- oder Vorschubkraft f₂ wird entlang einer Tangente an der Oberfläche der Entwicklungsrolle 31 entlang geleitet und die Gegenwirkung f^ der reibungselektrischen Ladeschneide verläuft senkrecht zu der Oberfläche der reibungselektrischen Ladeschneide 35« Dementsprechend ist die auf den Toner ausgeübte resultierende Kraft F etwa entlang der Oberfläche der reibungselektrischen Schneide 5 aus-

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gerichtet. Infolgedessen ist die resultierende Kraft F nicht zu der Entwicklungsrolle 31 hin ausgerichtet. Somit kann nicht immer eine gleichförmige und dünne Tonerschicht ausgebildet werden, wenn der Toner nicht in ausreichendem Maß ergänzt wird.

In Fig. 9 und 10 ist daher eine weitere Ausführungsform der Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, bei welcher eine einzige reibungselektrische Ladeschneide verwendet ist. In dieser Einrichtung hat die reibungselektrische Ladeschneide 37 eine kreisbogenförmig ausgebildete Spitze 38. Dies bedeutet, daß die vordere Fläche des reibungselektrischen Ladet eil s einen spitzen Winkel mit der Tangente <x. der Entwicklungsrolle bildet. Dieser Fall entspricht dann den Fällen in Fig. 3 und 4.

Eine Einrichtung dieser Art hat den Vorteil, daß der Toner 3 ausgezeichnet ergänzt wird, selbst wenn die Tonermenge in dem Tonerbehälter weniger zu werden beginnt. Das heißt, in der in Fig. 9 dargestellten Entwicklungseinrichtung kommt es zu einer Erscheinung, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist. Da die Gegenwirkung f^ von der reibungselektrischen Ladeschneide nach unten gerichtet ist, wenn die Förder- bzw. Vorschubkraft f₂ in Betracht gezogen wird, dann ist die auf den Toner ausgeübte, resultierende Kraft F zu der Entwicklungerolle 31 hin gerichtet. Infolgedessen eignet sich diese Einrichtung ausgezeichnet zum Ergänzen des Toners3.

Wenn jedoch, wie in den Fällen der Fig. 3 und 4 ausgeführt ist,

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eine ausreichende Tonermenge in dem Tonerbehälter vorhanden ist, kann mit dieser Einrichtung eine Tonerschicht dick gemacht werden, ein Hintergrund- bzw. ein Hintergrundverschmieren verursacht werden, oder die Tönungsgrade sowie die Schärfe des Bildes verschlechtert werden.

Infolgedessen hat die Entwicklungseinrichtung mit einer einzigen reibungselektrischen Ladeschneide ihre eigenen Vorteile, hat aber gleichzeitig einige mehr oder weniger große Nachteile.

In fig. 11 ist daher eine bevorzugte Ausführungseinrichtung einer Entwicklungseinrichtung dargestellt, bei welcher eine Anzahl reibungselektrischer Ladeschneiden gemäß der Erfindung verwendet sind. Gemäß der Erfindung ist eine Anzahl reibungselektrischer Ladeschneiden vorgesehen, wobei sich die jeweiligen Winkel der oberen Flächen der Schneiden bezüglich der entsprechenden Tangenten der Entwicklungsrolle in der Drehrichtung der Entwicklungsrolle von einem spitzen bis zu einem stumpfen Winkel ändern. Bei dieser Anordnung der reibungselektrischen Ladeschneiden kann der Toner auf der Entwicklungsrolle an der ersten Stelle in ausreichender Weise ergänzt werden und es wird dann eine gleichförmige dünne Tonerschicht auf der Rolle gebildet. Infolgedessen können Bilder ohne Hintergrund erhalten werden, deren Tönungsgrade ausgezeichnet sind und die in durchgehenden Flächenbereichen gleichförmig ausgebildet sind.

Bei Verwenden einer Anzahl reibungselektrischer Ladeschneiden wird ferner die Zeitdauer verkürzt, bis das Potential des

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geladenen Toners seine Sättigung erreicht. Dies dient ebenfalls dazu, die Bildqualität zu verbessern.

In Fig. 11 bis 13 ist eine Entwicklungsrolle 49 aus einem leitendem Gummi oder Kautschuk u.a. hergestellt und ist drehbar gehaltert. An der Entwicklungsrolle 49 wird von einer Gleichspannungsquelle 32 aus vorbestimmtes Vorspannungspotential angelegt. Ober der Entwicklungsrolle 49 ist ein Behälter 42 mit Toner 3 angeordnet, welcher am Boden eine öffnung aufweist. An einer Seite des Tonerbehälters 42 ist eine reibungselektrische Ladeschneide 44 mit einem kreisbogenförmigen Abschnitt 43 angeordnet, wobei ein Abstand d^ zwischen der reibungselektrischen Ladeschneide 44 und der Entwicklungsrolle 49 freibleibt. Außerdem ist die reibungselektrische Ladeschneide 45, die eine scharfe Kante hat, die ähnlich einer Messerschneide ausgebildet ist, entlang der Drehrichtung der Entwicklungsrolle in einem Abstand do angeordnet, welcher kleiner ist als der Abstand d. zwischen der Entwicklungsrolle 49 und der Spitze der Schneide 45.

Die Winkel Q^ und O₂, die durch diese reibungselektrischen Ladeschneiden die entsprechenden Tangenten OC und oC gebildet sind, liegen daher im wesentlichen in dem Bereich 0°<θ_/.<90^ο bzw. 90°<θ₂<180°. Ferner ist ein photoleitendes Teil 46 vorgesehen.

Bei einer derartigen Ausführung wird eine Tonerschicht von dem Tonerbehälter 42 aus mit einer vorbestimmten Dicke auf der

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Oberfläche der Entwicklungsrolle 49 ausgebildet, während der Toner durch die Schneide 44 reibungselektrisch geladen wird. In diesem Teil ist, wie in Fig. 10 dargestellt, das Ergänzen bzw. Nachfüllen des Toners 3 gut, und es wird eine ziemlich dicke und gleichförmige Tonerschicht ausgebildet. Anschließend wird der Toner dünn gemacht,während er durch die reibungselektrisch« wirkende Ladeschneide 45 weiter geladen wird. Wenn in diesem Zustand eine ausreichende Tonermenge 3 bereits zugeführt worden ist, ist eine gleichförmige Tonerschicht der geforderten Dicke ausgebildet.

Bezüglich des Zustandes der Ladungsättigung des Toners ist die Zeitperiode, bevor die Ladungsättigung erreicht ist, kürzer als im Fall einer Entwicklungseinrichtung mit einer einzigen reibungselektrisch wirkenden Ladeschneide, wie in Fig. 1.3 dargestellt ist. Wenn daher zu einem Zeitpunkt A mit dem Kopieren begonnen wird und das Ladepotential des Toners abgesenkt ist, ist die Zeitperiode, bevor der Toner sein Ladepotential wiedergewinnt, ziemlich kurz. Hiermit können die Bildqualitäten verbessert werden, indem zusammenhängende Flächen gleichförmig mit einer ausreichenden Dichte bzw· einen ausreichenden Schwärzungsgrad versehen werden und auch der Hintergrund schwächer gemacht wird und die Tönungsgrade verbessert sind.

Bei dieser Ausführungsform ist eine Verbindung von reibungselektrischen Ladeschneiden verwendet. Auch kann eine größere Anzahl reibungselektrisch wirkender Ladeschneiden vorgesehen werden. Statt einer Anzahl reibungselektrisch wirkender Lade-

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schneiden zu verwenden, kann eine integrierte reibungselektrisch wirkende Ladeeinrichtung mit einer Anzahl Schneiden verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Entwicklungseinrichtung für ein Kopiergerät, gekennzeichnet durch eine Entwicklungsrolle, welche sehr nahe entlang eines ein latentes, elektrostatisches Bild tragenden Aufzeichnungsmaterials gedreht wird, durch einen Trichter, um einen Isoliertoner auf die Entwicklungsrolle aufzubringen und durch ein Entwicklerregulierteil, das an der Kante oder gerade hinter dem Auslaß des Trichters (22) angeordnet ist, wobei das Entwicklerregulierteil in derWeise bezüglich der oberen lintwicklerregulierteils angeordnet ist, daß es einen Winkel (O₁), der im Bereich von O⁰KQ_x, < 90° liegt, mit der inneren Fläche des Entwicklerregulierteils bildet und es einen Winkel(Q₂ )» der im Bereich von 0°^θ₂<90° liegt, mit der Ebene bildet ,die die obere Kante des Entwicklerregulierteils und die Achse der Entwicklerrolle aufweist.

2. Entwicklungseinrichtung für ein Kopiergerät, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Entwicklungsrolle, welche sehr naheentlang einem ein latentes, elektrostatisches Bild tragenden Aufzeichnungsmaterial gedreht wird; durch einen Trichter, um einen Isoliertoner, welcher reibungselektrisch geladen werden kann, der Entwicklungsrolle zuzuführen, und durch ein Entwicklerregulierteil aus einem Material oder aus Materialien, die in der reibungselektrischen Reihe gegenüber dem Toner verschieden sind, wobei es an der Kante oder gerade hinter dem Auslaß des Trichters angeordnet ist, und wobei das Entwicklerregulierteil in der Weise be-

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OfUQiNAL INSPECTED

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züglich der oberen Fläche des Entwicklerregulierteils angeordnet ist, daß es einen Winkel (Q^), der im Bereich von 0^of©_y.-=90° liegt, mit der inneren Fläche des Entwicklerregulierteils und einen Winkel (O₂), der im Bereich von 0^©₂<90 liegt, mit der Ebene bildet, die die obere Kante des Entwicklerregulierteils und die Achse der Entwicklungsrolle aufweist und wobei der Toner reibungselektrisch geladen wird.

3. Entwicklungseinrichtung für ein Kopiergerät, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Entwicklungsrolle, welche sehr nahe entlang eines ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Aufzeichnungsmaterials gedreht wird; durch einen Trichter, um einen Isoliertoner der Entwicklungsrolle zuzuführen, und durch eine Anzahl reibungselektrisch wirkender Ladeteile, die nahe bei der Kante oder gerade hinter dem Auslaß des Trichters angeordnet sind, wobei die entsprechenden Winkel der oberen Flächen der reibungselektrisch wirkenden Ladeteile bezüglich der ensprechenden Tangenten auf der Entwicklungsrolle und gerade unter den entsprechenden oberen Seiten der reibungselektrisch wirkenden Ladungsteile sich von einem spitzen bis zu einem stumpfen Winkel ändern.

4. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Entwicklerregulierteil zumindest ein zusätzliches Entwicklerregulierteil in der Weise angeordnet ist, daß die Fläche, welche mit dem Toner in Berührung kommt, einen spitzen Winkel mit einer Tangente auf der Entwicklungsrolle bildet und gerade unter der

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oberen Kante des zusätzlichen Entwicklerregulierteils angeordnet ist.

5. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g ekennzeichnet, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen der oberen Seite des Entwicklerregulierteils und der Umfangsfläche der Entwicklungsrolle kleiner ist als der zwischen der oberen Seite des zusätzlichen Entwicklerregulierteils und der Umfangsflache der Entwicklungsrolle.

6. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 4-, dadurch g ekennzeichnet, daß das zusätzliche Entwicklerregulierteil ein reibungselektrisch wirkendes Ladeteil ist.

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