DE2833252A1

DE2833252A1 - Magnetbuersten-entwicklungsapparat fuer einen magnetischen toner

Info

Publication number: DE2833252A1
Application number: DE19782833252
Authority: DE
Inventors: Masahiro Tokumaru; Keitaro Yamashita
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1979-02-08
Also published as: JPS5425740A; GB2001556A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER ■ DR.-ING. ANNEKATE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-8OOO MÜNCHEN 71 -TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-2T2156 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

•3·

1960 JS/ps

HITACHI METALS, LTD. Tokyo, Japan

Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung eines Magnetbürsten-Entwicklungsapparats für die Elektrografie (Xerografie) und elektrostatische Aufzeichnung bzw. Reproduktion, der dazu verwendet wird, ein elektrostatisches Latentbild, das auf einem licht- bzw. fotoempfindlichen Material oder einem dielektrischen Material ausgebildet worden ist, mittels eines magnetischen Toners zu entwickeln.

Kürzlich ist ein magnetischer Toner, der magnetisches Pulver von einzelnen Teilchen enthält, als Trockenpulverentwickler, anstelle der Verwendung von Träger-Eisenpulver, bemerkenswert geworden. Er wurde in Faksimile- oder Kopiermaschinen benutzt, in denen Zinkoxydpapier und elektrostatisches Aufzeichnungspapier verwendet wird. Obwohl der magnetische Toner in vieler Hinsicht vorteilhaft ist, v/eil keine Kontrolle bzw. Steuerung der Tonerkonzentration notwendig ist und die Struktur bzw. der Aufbau der Entwicklungseinrichtung einfach ausgebildet werden kann, bestehen seine Nachteile in der schlechten Fluidität und den schwachen mechanischen Eigenschaften, weil es nur feine Teilchen von mehreren zehn Mikron enthält«, So ist es erforderlich, Jede unnötige Belastung während des Kontakts mit der Entwicklungsoberfläche zu vermeiden. Infolgedessen wurde der magnetische Toner meistens in einem Copygraph bzw. einer Kopiereinrichtung benutzt, in der Spezialpapier verwendet wird, das zu einer vorbestimmten Abmessung zugeschnitten ist. Solches vorher zugeschnittenes Spezialpapier kann durch einen leichten Kontakt mit einer dünnen Tonerschicht auf einem nicht-magnetisierten Zylinder unter Benutzung der Elastizität des Papiers entwickelt werden. Da der Toner nach der Entwicklung nicht in Kontakt mit dem Papier ist, leidet er nicht durch irgendwelche übermäßige Reibung, so daß eine Veränderung der Tonereigenschaften bzw. -beschaffenheit, wie beispielsweise eine Härtung oder Aggregation

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von Tonerteilchen gering wird. Wenn jedoch der magnetische Toner in einem sogenannten PPC-Copygraphen bzw. in einer PPC-Kopiereinrichtung benutzt wird, in dem bzw. der ein Tonerbild, das unter wiederholter Verwendung eines trommelartigen lichtempfindlichen Materials entwickelt worden ist, elektrostatisch auf Normalpapier umgeschrieben bzw. übertragen wird, dann sind die Trommeln aus lichtempfindlichem Material und der Toner stets in Kontakt miteinander, da der Aufbau der Entwicklungsmaschine der gleiche wie derjenige einer konventionellen Entwicklungsmaschine ist, in der ein Zwei-Komponenten-Entwicklungsmittel benutzt wird. So führen der Toner und die Trommel unnötige oder bedeutungslose Reibungsbewegungen selbst in dem Nichtentwicklungsintervall aus, wodurch bewirkt wird, daß sich die Eigenschaften und die Härtung oder die Anhäufung bzw. Ansammlung von Toner-' teilchen ändern. Die Tonerschicht wird infolgedessen inhomogen, was leicht zu einer unregelmäßigen Entwicklung führt. Bedeutungs- bzw. sinnlose Reibungsbewegung vor der Entwicklung kann die Abnützung und die Ermüdung des lichtempfindlichen Materials fördern. In den Fällen, in denen ein Entwickler des Zwei-Komponenten-Systems verwendet wird, ist ein Austritt in einem Teil der Trommel von lichtempfindlichem Material vorgesehen, um einen Kontakt zwischen dem Entwickler und dem lichtempfindlichen Material vor der Entwicklung zu unterbrechen. Als alternative Einrichtung ist eine Klappe, ein Abdeckblech, ein Deckel o.dgl. in der Entwicklungseinrichtung vorgesehen, um die Entwicklungsschicht dünn zu machen oder sie zu unterbrechen. Jedoch ist es im Falle der Verwendung eines magnetischen Toners, da die Dicke der Tonerschicht auf einem nicht-magnetischen Zylinder sehr dünn ist, nämlich nicht größer als 1 mm, schwierig, die Genauigkeit der Abmessung einzustellen und zu steuern. Daher war es nicht möglich, das gleiche Verfahren wie dasjenige, das man für den Zwei-Komponenten-Entwickler benutzt, anzuwenden.

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Mit der Erfindung sollen diese Schwierigkeiten gelöst werden ρ und es soll eine Entwicklungseinrichtung für einen magnetischen Toner zur Verfügung gestellt werden, die für einen trommelartigen lichtempfindlichen Körper geeignet ist.

Kurz zusammengefaßt wrird zu diesem Zweck mit der Erfindung eine Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung bzw. -apparatur für einen magnetischen Toner einer Kopiermaschine bzw. -einrichtung zur Verfügung gestellt, in der der magnetische Toner, der auf einem nicht-magnetischen Zylinder haftet, durch eine relative Rotation zwischen dem nicht-magnetischen Zylinder und Permanentmagneten, die drehbar in dem nicht-magnetischen Zylinder vorgesehen sind, zum Bestreichen eines elektrostatischen Latentbildes und zu dessen Entwicklung übertragen wird, wobei diese Einrichtung bzw. Apparatur weiterhin ein Magnettoner-Unterbrechungsteil zum Unterbrechen des Flusses des magnetischen Toners von Zeit zu Zeit aufweist.

Die Erfindung x-rird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine erläuternde Ansicht eines Falles, in dem eine konventionelle Entwxcklungsapparatur für magnetischen Toner an einem trommelartigen lichtempfindlichen Körper vorgesehen ist; und

Fig. 2 bis 5 erläuternde Ansichten von Entwicklungsapparaturen, die unter Anwendung der vorliegenden Erfindung konzipiert worden sind.

In Fig. 1 ist ein K*■'■Wicklungsapparat für einen magnetischen Toner gezeigt, wie er konventionell für die Entwicklung von vorher zugeschnittenem Spezialpapier verwendet wird, und zwar so modifiziert, daß er zur Entwicklung eines trommel-

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artigen lichtempfindlichen Körpers angewandt wird. Die Trommel mit einem lichtempfindlichen Material 1, auf dem ein elektrostatisches Latentbild durch eine elektronische bzw. elektrische Fotografiereinrichtung ausgebildet worden ist, dreht sich in der Richtung des Pfeils zu einem Entwicklungsteil bzw. -bereich. Ein nicht-magnetischer Zylinder 4, wie beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, dreht sich in der mit einem weiteren Pfeil angedeuteten Richtung längs des äußeren Umfangs eines zylindrischen Permanentmagneten 3» der mittels einer Welle 2 befestigt bzw. ortsfest angebracht ist, wobei ein magnetischer Pol gegenüber der Trommel zu liegen kommt. Der magnetische Toner 5 in einem Gefäß 6 haftet an der Oberfläche des Zylinders 4 an und wird zu dem Entwicklungsteil bzw. -bereich übertragen. Bevor er den Entwicklungsteil bzw. -bereich erreicht, wird die Dicke des magnetischen Toners durch eine Steuerplatte gleichförmig auf etwa 0,5 mm eingestellt bzw. reguliert. Der am Entwicklungsteil bzw. im Entwicklungsbereich ankommende Toner bildet Haare einer magnetischen Bürste auf dem entwickelnden Magnetpol, reibt an der Trommel von lichtempfindlichem Material und haftet an einem elektrostatischen Latentbild auf der Trommel, so daß er es entwickelt. Die Bedingungen des Kontakts zwischen dem Toner und der Trommel von lichtempfindlichem Material im Entwicklungsteil bzw. -bereich sollten bzw. können entsprechend der Art des lichtemfpindlichen Materials, dem Oberflächenzustand, den Eigenschaften des Toners und der Übertragungsgeschwindigkeit des Toners verändert werden, um eine gute Entwicklung zu erzielen. Andernfalls treten Trübheit, Verschwommenheit, Unregelmäßigkeit und ungenügende Konzentration des entwickelten Bildes, etc. auf.

Wenn beispielsweise das Zinkoxyd-Originalpapier durch einen Toner

12 mit einem spezifischen Widerstand von 10 λ cm entwickelt wird, dann erzielt man, wie Untersuchungen gezeigt haben, das beste Ergebnis mit einer Tonerdicke von 0,5 mm und einem Spalt von etwa 0,4 mm zwischen der nicht-magnetischen Hülse bzw. Trommel und der Trommel aus lichtempfindlichem Material. In jedem Falle ist, damit man eine gute Entwicklung erzielt, im Entwicklungs-

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teil bzw, -bereich ein Warte- bzw. Bereitschaftsteil bzw. -bereich 5¹ von Toner notwendig. Die Ausbildung eines solchen Bereitschafts- bzw. Warteteils bzw. -bereichs bedeutet eine Stockung von Toner aufgrund einer Unterbrechung des Tonerflusses durch Reibung mit dem lichtempfindlichen Material. Infolgedessen ist es für das Verhindern der Zerstörung oder das Verändern der Eigenschaften sowohl des Toners als auch des lichtempfindlichen Materials wünschenswert, einen Kontakt zwischen ihnen so weit wie möglich zu vermeiden und zu stoppen, ausgenommen während der Entwicklung. Da es jedoch schwierig ist, der gesamten Entwicklungseinrichtung eine Hin- und Herbewegung relativ zur Trommel aus lichtempfindlichem Material zu verleihen, während eine mögliche Verschlechterung des Positionseinstellmechanismus, die von einem Zeitverlust begleitet ist, kompensiert werden muß, hat es sich konventionell als unvermeidlich erwiesen, den Zustand des Toners und der Trommel während der Entwicklungszeit noch während der Zeit, in der keine Entwicklung erfolgt, fortzusetzen. Wenn ein solcher Zustand lange fortgesetzt wird, ändert der magnetische Toner, der Harz und Magnetpulver als Hauptkomponenten enthält, seine Eigenschaften oder seine Funktion und bildet solche Tonerklumpen 5"» wie in Fig. 1 angedeutet, welche zwischen der Steuerplatte 7 und dem nicht-magnetischen Zylinder k stecken bzw. kleben, oder welche auf dem Zylinder 4 anhaften, so daß sie die gleichförmige Übertragung von Toner stören und Unregelmäßigkeiten in der Entwicklung bewirken. Die konventionelle Entwicklungsapparatur hat nämlich viele praktische Schwierigkeiten.

Mit der vorliegenden Erfindung werden die obigen Nachteile der Entwicklungsapparaturen nach dem Stand der Technik dadurch gelöst, daß man den Fluß der Tonerschicht, die übertragen wird, unterbricht. Konkrete Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 2 bis 5 gezeigt, in denen für gleichartige Teile die gleichen bzw. gleichartige Bezugszeichen verwendet sind.

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-Ji-

Nach Fig. 2 ist eine Tonersteuerplatte 7¹ relativ zu einer Welle oder Achse 8 "bewegbar ausgebildet, damit der Spalt zwischen der Platte und einem nicht-magnetischen Zylinder verändert werden kann, so daß die Platte 7' allgemein als ein Verschluß zum Umterbrechen des Tonerflusses benutzt wird. Dieses System ist anwendbar, wenn eine Variation der Dicke der Tonerschicht in der Größenordnung von 0,07' mm zulässig ist. Fig. 2 zeigt einen Zustand, der auftritt, bevor eine Entwicklung bewirkt wird.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ist in einem Fall geeignet, in dem eine weitere Genauigkeit der Abmessung der Dicke erforderlich ist. Wenn eine Variation der Dicke erforderlich ist, die nicht größer als 0,02 mm ist, dann ist die variable Steuerplatte der Fig. 2 nicht langer brauchbar, son- ' dem sie sollte dann vielmehr ortsfest angeordnet werden. Infolgedessen ist ein variabler Verschluß bzw. eine variable Klappe 9 vor der Steuerplatte vorgesehen. Die Fig. 3 zeigt einen Zustand während der Entwicklung.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 stellt eine Verbesserung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 dar. Die Befestigungsbzw. Montierungsposition des Verschlusses bzw. der Klappe ist so gewählt, daß der Toner unfehlbar unterbrochen wird, wenn der Verschluß bzw. die Klappe in seiner bzw. ihrer Betriebsposition angeordnet wird. Durch viele Untersuchungen wurde festgestellt, daß die effektiven Positionen einer Steuerplatte 7 und einer Verschlußplatte 9' zwischen den magnetischen Polen bzw. auf einem magnetischen Pol sein sollten, und zwar sowohl im Fall einer Entwicklungseinrichtung mit einem magnetischen Toner als auch im Falle einer Zwei-Komponenten-Entwicklungseinrichtung. Das Ergebnis ist auf dieses Ausführungsbeispiel angewandt worden. In den Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, dreht sich nur der nicht-magnetische Zylinder, während der innere Permanentmagnet ortsfest ist. Wenn jedoch

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ein solcher Permanentmagnet mit asymmetrischer Anordnung von Magnetpolen vorgesehen und zur Rotation in einer Richtung gebracht wird, die entgegengesetzt zu derjenigen des vorerwähnten nicht-magnetischen Zylinders ist, dann fährt der Toner fort, sich in der gleichen Richtung wie zuvor zu bewegen, selbst wenn der Zylinder angehalten wird. Jedoch ist die Permanentmagnetanordnung in Fig. 4 asymmetrisch magnetisiert, so daß ein Teil bzw. Bereich zwischen benachbarten Polen gleicher Polarität oder ein Teil bzw. Bereich schwacher magnetischer Kraft ausgebildet wird. Die Permanentmagneteinrichtung ist ortsfest, während nur der nicht-magnetische Zylinder rotiert. Die Position der Verschlußplatte 9¹ im Entwicklungsbehälter ist auf einem Zwischenteil der gleichen Polarität benachbarter Pole oder einem schwach magnetisieren Polteil bzw. -bereich (in Fig. 4 mit (N) bezeichnet) gewählt. Durch diese Anordnung kann der Toner wirksam unterbrochen werden, wenn der Verschluß in seine Betriebsposition gebracht wird, und das Leck des Toners, das sich aus dem Spalt zwischen dem Verschluß und dem nicht-magnetischen Zylinder ergibt, kann herabgesetzt werden.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Tonerunterbrechung für eine im weitesten Umfang verwendete Entwicklungsapparatur, wobei eine drehbare Permanentmagneteinrichtung und ein ortsfester nicht-magnetischer Zylinder vorgesehen sind. Durch Untersuchungen wurde festgestellt, daß man ein gutes Ergebnis erzielt, wenn der Verschluß 9" in der in Fig. 5 gezeigten Weise betrieben wird, wobei er eine Ventilwirkung auf .einen Tonersteuerspalt ausübt, der am Boden eines trichterartigen Teils 6^! vorgesehen ist.

Es wurde ein Kopiertest an einer elektronischen Kopiermaschine vom elektrostatischen Aufnahme- bzw. Übertragungstyp durchgeführt, in der Zinkoxyd-Originalpapier um eine Trommel gewickelt wird, wobei ein Entwicklungsapparat verwendet wurde, wie er vorstehend beschrieben worden ist. Während in konventionellen

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Maschinen, in denen sich der Toner kontinuierlich in Kontakt mit der Trommel befindet, das Haupt- bzw. Originalpapier schmutzig wurde, nachdem weniger als 100 Blätter Kopien vorgesehen worden waren, und weiterhin ein Klumpen auf der Tonerschicht auf dem nicht-magnetischen Zylinder ausgebildet worden war, der eine Unregelmäßigkeit der Kopien bewirkte, wurde bei dem Apparat nach der vorliegenden Erfindung kein praktisch nachteiliges Ergebnis erzielt, auch und sogar, nachdem Kopien von bis zu 600 Blatt vorgesehen worden waren. Der Toner hatte einen Teilchendurchmesser von 10 bis 30 Mikron

12 und einen spezifischen Widerstand von 5x10 sx cm.

Die Permanentmagneteinrichtung kann in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen beispielsweise so vorgesehen sein, daß sie die Form eines einheitlichen zylindrischen Körpers ohne irgendeine Verbindungsstelle oder Fuge in dessen Längsrichtung hat oder daß sie die Form eines Permanentmagneten hat, der einen block artigen Magneten umfaßt, welcher ein Teil ist, das einen einzigen Magnetpol an wenigstens einem Pol desselben bildet.

Ende der Beschreibung.

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Claims

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Patentansprüche

' 1 .) Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner, in dem durch eine Relativdrehung zwischen einem nicht-magnetischen Zylinder und einer Permanentmagneteinrichtung, die drehbar in dem nicht-magnetischen Zylinder vorgesehen ist, der magnetische Toner, der zum Anhaften auf dem nicht-magnetischen Zylinder gebracht worden ist, übertragen wird, so daß er an einem elektrostatischen Latentbild reibt bzw. streift und es entwickelt, gekennz eichnet durch eine Unterbrechungseinrichtung (7¹, 8; 9» 9¹» 9") für den magnetischen Toner zum jederzeitigen Unterbrechen des Flusses des magnetischen Toners (5), der auf dem nicht-magnetischen Zylinder (4) übertragen bzw. befördert wird.
2. Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Unterbrechen des magnetischen Toners eine Tonersteuerplatte (7¹) umfaßt, die drehbar um einen Drehpunkt (8) gehaltert ist.
3. Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinrichtung für den Toner eine bewegbare Verschlußplatte (9; 9') umfaßt, die bezüglich der ortsfesten Tonersteuerplatte (7) entgegengesetzt zu der lichtempfindlichen Platte (1) vorgesehen ist.

ORIGINALINSPECTEO

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-ΙΡΟΔ.
4. Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner gemäß Anspruch 3> dadurch gekennzeich net, daß die Permanentmagneteinrichtung (3) einen magnetischen Pol hat, der ortsfest gegenüber einem Entwicklungsabschnitt angeordnet ist, sowie einen nicht-magnetischen Zylinder (4), der drehbar ausgebildet ist; wobei die Verschlußplatte (9¹) über bzw. gegenüber einem Zwischenteil zwischen der gleichen Polarität zweier benachbarter Pole oder schwach magnetisierter Pole der Permanentmagneteinrichtung angeordnet ist.
5. Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Permanentmagneteinrichtung (3) einen einheitlichen zylindrischen Körper ohne irgendeine Verbindungsstelle oder Fuge in ihrer Längsrichtung umfaßt.
6. Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil, der einen einzigen Magnetpol an wenigstens einem Pol dieser Permanentmagneteinrichtung (3) bildet, ein Magnet vom Blocktyp ist.

7· Magnetbürsten-Entwicklungsapparat für einen magnetischen Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e kennzeichnet, daß der magnetische Zylinder (4) ortsfest und die Permanentmagneteinrichtung (3) drehbar ausgebildet ist; wobei die Verschlußplatte (9") so ausgebildet und/oder angeordnet ist, daß sie in einen Spalt des Tonersteuerteils (6¹) eingeführt und aus diesem Spalt herausgenommen werden kann.

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