DE3107055A1

DE3107055A1 - "entwicklungsvorrichtung"

Info

Publication number: DE3107055A1
Application number: DE19813107055
Authority: DE
Inventors: Nagao Chofu Tokyo Hosono; Hatsuo Matsudo Chiba Tajima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1981-02-25
Publication date: 1982-01-07
Also published as: GB2073058A; GB2073058B; DE3107055C2; US4395110A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungsvorrichtung, bei der elektrofotografischer Entwickler verwendet wird; im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Entwicklungsvorrichtung, bei der eine dünne gleichförmige Schicht eines Einkomponenten-Entwicklers und insbesondere eines isolierenden nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwicklers auf einem Entwicklerträger gebildet wird und einem Latentbildträger gegenübergesetzt wird, um ein auf diesem erzeugtes Latentbild zu entwickeln.

Es sind schon verschiedenerlei Entwicklungsvorrichtungen bekannt oder vorgeschlagen worden, bei denen Einkomponenten-Entwickler verwendet wird. Bei diesen ist besonders die sogenannte Tonerübertragentwicklung zu nennen, bei der ein Einkomponenten-Entwickler auf einen Entwicklerträger als dünne gleichförmige Schicht aufgebracht wird, die dann einem

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] elektrostatischen Latentbildträger bzw. Ladungsbildträger mit einem geringen Abstand gegenübergesetzt wird, wodurch zur Bildentwicklung der Entwickler durch die elektrostatische Anziehungskraft von dem Entwicklerträger zu dem Bildträger übertragen wird, wie es in der JP-OS 41-9475 und der US-PS 2 839 400 beschrieben ist. Eine derartige Entwicklung ergibt ein zufriedenstellendes Bild, das völlig frei von einem Hintergrundschleier ist, da der bildfreie Bereich den Entwickler nicht anzieht und auch nicht mit

]Q dem Entwickler in Berührung gebracht wird. Ferner werden durch das. Fehlen von Trägerteilchen Störungen vermieden, die sich aus einer Änderung des Mischungsverhältnisses des Entwicklers oder aus einer Verschlechterung der Trägerteilchen ergeben.

Neben dem vorstehend genannten Entwicklungsverfahren wurden in den US-Patentanmeldungen Nr. 938 101 und 938 494 sowie Nr. 58 434 und 58 435 neue Entwicklungsverfahren vorgeschlagen.

Nach dem ersteren Verfahren werden ein magnetischer Einkomponenten-Entwickler, ein nichtmagnetischer Entwicklerträger und eine Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung, die in dieser Aufeinanderfolge angeordnet sind, zur Bildung einer dünnen gleichförmigen Schicht von Entwickler an dem Entwicklerträger durch die mittels der Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung erzeugte Magnetkraft verwendet, wonach die Entwicklerschicht unter einem geringen Zwischenabstand einer Ladungsbildträgerflache gegenübefcgesetzt wird, wodurch durch die elektrostatische Anziehungskraft des Ladungsbilds der einem Bildbereich entsprechende Entwickler herausgezogen wird, um damit die Bildentwicklung herbeizuführen. Dieses Verfahren ergibt gleichfalls ein völlig von einem Hintergrundschleier freies Bild, da die Entwicklung ohne Berührung des Entwicklers mit dem bildfreien

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Bereich erfolgt.

Bei dem letzteren Verfahren werden ein magnetischer Einkomponenten-Entwickler, ein nichtmagnetischer Entwicklerträger und eine Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung, die in dieser Aufeinanderfolge angeordnet sind, zur Formung einer dünnen gleichförmigen Entwicklerschicht an dem Entwicklerträger durch die von der Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung verursachte Magnetkraft verwendet, wonach die Entwicklerschicht mit einem kleinen Zwischenraum einer Ladungsbildträgerf lache gegenübergesetzt wird, wobei die Bildentwicklung dadurch herbeigeführt wird, daß an den Zwischenraum ein Entwicklungs-Vorsnannungsfeld angelegt wird und eine zeitabhängige Änderung des Abstands zwischen der Ladungsbildträgerflache und dem Entwicklerträger herbeigeführt wird. Gemäß diesem Verfahren erreicht der Entwickler bei einer frühen Entwicklungsstufe auch den bildfreien Bereich des elektrostatischen Ladungsbilds, um die Bildentwicklung von Halbtönungs-Bildflachen zu erzielen, jedoch bleibt der Entwickler bei einer späteren Stufe nur mit dem Bildbereich in Berührung. Dieses Verfahren ergibt eine Entwicklung ohne Hintergrundschleier und mit einer im Vergleich zu dem vorangehend genannten Entwicklungsverfahren verbesserten Halbtönungs-Reproduktion.

Die vorangehend beschriebenen Entwicklungsverfahren, bei denen eine dünne Entwicklerschicht verwendet wird, die einer Latentbildträgerfläche gegenübergesetzt wird, sind gegenüber anderen herkömmlichen bekannten Entwicklungs-

verfahren hinsichtlich der Entwxcklungsleistung, der Bildreproduzierbarkext und der Lebensdauer des Entwicklers überlegen.

Bei diesen neuen Entwicklungsverfahren wird in Anbetracht

der Bildübertragung auf gewöhnliches Papier vorzugsweise

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ein Toner mit hohem elektrischem Widerstand bzw. ein isolierender Toner verwendet.

Aufgrund der in den Entwicklerteilchen enthaltenen magnetisehen Teilchen ist jedoch der magnetische Einkomponenten-Entwickler teurer als der nichtmagnetische Entwickler/ wobei es schwierig ist, zufriedenstellend reine Farben herzustellen. Darüberhinaus ist aufgrund der Verwendung von Magneten hinter dem Entwicklerträger die Entwicklungsvorrichtung für den magnetischen Entwickler nicht nur schwer, sondern auch teuer. Auf dem Gebiet der Elektrofotografie war die Ladungsbildentwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwickler seit langem bekannt, jedoch waren diese herkömmlichen bekannten Verfahren insole fern mangelhaft, als eine geringe Lebensdauer des Entwicklers zu einer allmählichen Verringerung der Entwicklungsdichte führte und Schwierigkeiten hinsichtlich des gleichförmigen und beständigen Auftrags des Entwicklers auf dem Entwicklerträger bestanden. Ferner bestand bei diesen Verfahren die Erscheinung, daß hinsichtlich der Dicke der Entwicklerschicht an dem Entwicklerträger, zwischen einem Bereich, an dem der Entwickler für die vorangehende Entwicklung abgenommen wurde, und an dem Bereich, an dem

keine derartige Entfernung des Entwicklers auftrat, ein nc

Unterschied entstand, der als Unterschied in der Dichte des erzielten Bilds wiedergegeben wurde.

Ferner wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Entwickler auf einen Entwicklerträger aufgebracht wur-

de, der Oberflächen-Unebenheiten hatte; auch bei diesem Verfahren trat die vorangehend genannte Erscheinung auf. Zum Vermeiden dieser Erscheinung wurde ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem nach der Entwicklung der restliche Entwickler von dem Entwicklerträger entfernt wird und der Entwickler erneut gleichförmig auf den Entwicklerträger

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aufgetragen wird. Dieses Entfernen des Entwicklers ist auch hinsichtlich des Ausschaltens einer Erscheinung wirkungsvoll, die darin besteht, daß die Oberfläche 4es Entwicklerträgers durch kleinste Teilchen vo.n Entwickler 5 oder anderen Stoffen bedeckt wird, die auf unerwünschte Weise die Reibungsladung zwischen dem Entwickler und dem Entwicklerträger beeinträchtigen. Für ein derartiges Vorgehen ist jedoch ein Träger mit Oberflächen-Unebenheiten ungeeignet, da diese Unebenheiten das Entfernen des Ent-Wicklers behindern. Andererseits ergibt sich bei einem Träger mit einer glatten Oberfläche unvermeidbar eine Begrenzung der Dicke einer gleichmäßig auf den Träger auftragbaren Entwicklerschicht, was zu einer geringen Bilddichte führt. Bei dem vorstehend genannten Verfahren man- gelt es somit hinsichtlich des Verfahrensablaufs an einem gleichförmigen und beständigen Entwickler - Auftrag, einem beständigen und gleichförmigen Entwickler-Laden und einer Gleichmäßigkeit der erzielbaren Bilddichte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausschalten der vorangehend aufgeführten Unzulänglichkeiten eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt', eine ungleichmäßige Dicke der Entwicklerschicht an dem Entwicklerträger zu vermeiden und den Entwickler gleichmäßig aufzutragen.

Ferner soll mit der Erfindung eine Entwicklungsvorrichtung geschaffen werden, bei der Ansammlungen von Entwickler an dem Entwicklerträger zerkleinert werden können ™ und nach dem Abstreichen einer vorangehenden Entwicklerschicht von dem Entwicklerträger eine neue Entwicklerschicht gebildet werden kann.

Weiterhin soll sich bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung xn dem Entwickler an dem Träger eine Wirbel-

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bildung ergeben, um dadurch dem Entwickler eine elektrostatische Ladung zu erteilen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Entwicklungsvorrichtung gelöst, die einen Entwicklerträger, der unter einem kleinen Zwischenabstand einem Latentbildträger gegenübergesetzt ist, eine Entwicklerzufuhrvorrichtung zum Zuführen des Entwicklers zur Oberfläche des Entwicklerträgers und eine Auftrag vorrichtung zum Auftragen des Ent-Wicklers auf den Entwicklerträger in einer Schicht mit bestimmter (begrenzter) Dicke aufweist, wobei die Auftrag vorrichtung in der Nähe des Entwicklerträgers oder in Berührung mit diesem angeordnet ist und zumindest an der dem Entwicklerträger gegenüberstehenden Fläche mit VorSprüngen oder Ausnehmungen versehen ist; andererseits wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Entwicklungsvorrichtung gelöst, die einen Entwicklungsträger, der einem Latentbildträger unter kleinem Zwischenabstand gegenübergesetzt ist, eine Entwicklerzufuhrvorrichtung zum Zuführen des Entwicklers zur Oberfläche des Entwicklungsträgers und eine Auftragvorrichtung zum Aufbringen des Entwicklers auf den Entwicklerträger in einer Schicht bestimmter Dicke aufweist, wobei die Auftragvorrichtung aus einem Gitter gebildet ist, das in der Nähe des Ent-Wicklungsträgers oder in Berührung mit diesem angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß es von seiner Rückseite her den Entwickler durchläßt, um diesen dem Entwicklerträger zuzuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der Ent-Wicklungsvorrichtung gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel,

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Fig. 2 sind perspektivische Teilansichten, die verschiedene Ausführungsformen von Entwickler-Auftragvorrichtungen zur Verwendung bei der Entwicklungsvorrichtung zeigen,

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Anwendungsform der Auftragvorrichtung zeigt,

Fig. 4 A ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform der Entwickler Auftragvorrichtung zeigt,

Fig. 4 B ist eine Schnittansicht einer Abwandlung hiervon,

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Entwickler-Auftragvorrichtung zeigt_r

Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Entwicklungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem eine siebartige Auftragvorrichtung verwendet wird.

Fig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht der siebartigen Auftragvorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbilds bzw. Ladungsbilds unter Verwendung eines nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklers, wobei nach einem elektrofotografischen Verfahren wie dem bekannten GarIon-Verfahren oder dem in der US-PS 3 666

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] beschriebenen NP-Verfahren auf einem zylindrischen Latentbildträger bzw. Ladungsbildträger 1 ein Ladungsbild erzeugt wird, das durch Bildentwicklung mit einem isolierenden nichtmagnetischen Entwickler 5 sichtbar gemacht wird, welcher von einem eine Entwicklerzufuhrvorrichtung bildenden Vorratsbehälter 3 her zugeführt und mit Hilfe einer Auftragvorrichtung 4 als eine Schicht mit bestimmter Dicke auf einen Entwicklerträger 2 aufgeschichtet wird. Der Entwicklerträger 2 ist durch eine zylindrische Entwicklungswalze aus Edelstahl gebildet, die jedoch auch aus Aluminium oder irgend einem anderen geeigneten Metall hergestellt sein kann oder mit einem Harz beschichtet sein kann, das eine Reibungsladung des Entwicklers in eine bestimmte Polarität verursacht. Ferner kann die Entwicklungswalze aus einem elektrisch leitenden nicht-metallischen Material hergestellt sein. Der Entwicklungsträger 2'ist an seinen beiden Stirnenden mit nicht gezeigten Abstandsrollen aus Polyäthylen hoher Dichte versehen, wobei die Entwicklungsvorrichtung so angebracht ist, daß die Abstandsrollen in Berührung mit den beiden Stirnenden des Ladungsbildträgers

1 bleiben, wodurch der Abstand zwischen dem Ladungsbildträger 1 und dem Entwicklerträger 2 so festgelegt wird, daß er größer als die Dicke des auf den Entwicklerträger

2 aufgebrachten Entwicklers ist, und normalerweise in

i'inüm Bereich von 100 bis 500 μπι,vorzugsweise 150 bis 300 μΐη liegt. Ein Übermäßig großer Abstand bewirkt eine Verminderung der von dem Ladungsbild auf den Entwicklerträger 2 aufgeschichteten Entwickler wirkenden elektrostatischen Kraft, so daß die Bildqualität insbesondere hinsichtlich der Reproduktion .feiner Linien abgesenkt wird, während ein unangemessen kleiner Abstand ein Zusammendrücken des Entwicklers zwischen dem Entwicklorträger 2 und dem Ladungsbildträger 1 ergeben könnte, wodurch unter Umständen eine Zusammenballung des Entwicklers her vorgerufen wird. Dies steht im Zusammenhang mit einer

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zum Erzielen der erforderlichen Bilddichte notwendigen minimalen Entwicklerdicke von ungefähr 50 μπι und vorzugsweise 80 μΐη an dem Entwicklerträger 2. Die Geschwindigkeit, mit der der Entwickler zusammen mit dem Entwicklerträger 2 in den Entwicklungsbereich befördert wird, an dem der Entwickler in der Nähe des Ladungsbildträgers ist, kann größer als die Umfangsgeschwindigkeit des Ladungsbildträgers 1 gewählt werden, jedoch verursacht eine derartige höhere Geschwindigkeit ein.Verstreuen des Entwicklers von dem Entwicklerträger 2 weg, und zwar insbesondere im Falle des nichtmagnetischen Entwicklers. Ferner sind im Hin·^ blick auf die Bildqualität im wesentlichen gleiche Geschwindigkeiten vorzuziehen. Eine Entwicklungs-Vorspannungsquelle 6 ist dafür vorgesehen, zwischen den elektrisch leitenden Entwicklerträger 2 und eine Rückseitenelektrode des Ladungsbildträgers 1 eine Spannung anzulegen, die eine Entwicklungsvorspannung gemäß der Beschreibung in der vorangehend genannten US-Patentanmeldung Nr. 58 435 bildet. Bei dem beschriebenen Beispiel .wurde ein Einkomponenten-Entwickler verwendet (der keine Trägerteilchen enthielt, die größer als die Tonerteilchen waren), der ausschließlich aus Toner mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 7 μπι für das Canon-Kopiergerät NP 5000 oder aus einem Gemisch dieses Toners mit 0,4 bis 1 Gew.-% hydrophobem Siliziumdioxid mit der mittleren Teilchengröße von 16 μΐη gebildet war (Aerosil R972 von Nippon Aerosil Co.). Ferner wurde ein Canon-Kopiergerät NP 200 verwendet, in das die Entwicklungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt wurde. Die Entwicklungsvorspannung war eine Sinusspannung mit einem Spitzen- Spitzen-Wert von 1500 V und einer Frequenz von 800 Hz, der eine Gleichspannung von +150V überlagert war, um damit ein klares Bild mit zufriedenstellender Qualität zu erzielen.

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Die Fig, 2Α und 2B zeigen Beispiele für die Auftragvorrichtung 4, die bei der Entwicklungsvorrichtung nach Fig. 1 verwendet wird und die dazu dient, den Entwickler auf den Entwicklerträger 2 aufzubringen und die Dicke der auf diese Weise erzielten Entwicklerschicht zu bestimmen. Die Auftragvorrichtung ist zumindest an ihrer dem Entwicklerträger 2 gegenüberstehenden Oberfläche mit Unebenheiten oder Vorsprüngen 7 oder 9 versehen. Die Vorsprünge oder Unebenheiten 7 oder 9 können aus dem gleichen Material wie die Auftragvorrichtung 4 bestehen, mit der Auftragvorrichtung 4 einstückig sein, gesonderte Teile bilden oder aus unterschiedlichem Material bestehen, wie beispielsweise aus kurzen Fasern, die auf ein elastisches Element aufgesetzt sind. In einem derartigen Fall sollten die Fasern kleine Dicke haben, die beispielsweise nicht 100 μΐη und vorzugsweise nicht 50 μΐη übersteigt.. Falls ferner die Unebenheiten oder Vorsprünge durch ein gesondertes Element gebildet sind, braucht dieses nicht unbedingt an ein darunterliegendes Element angehaftet sein, sondern kann einfach auf dieses aufgelegt sein. Die Fig. 2A zeigt ein Beispiel für die Auftragvorrichtung 4, bei dem zylindrische Vorsprünge einstückig mit der Auftragvorrichtung ausgebildet sind. Diese Vorsprünge können auch halbkugelförmig sein.

Die Fig. 2B zeigt ein Beispiel der Auftragvorrichtung 4 , das mit einer als elastisches Andruckelement dienenden Silikonkautschukplatte 8 mit einer Dicke von 2mm und einer Härte von 60 (Shore-)Härtegraden aufgebaut ist, über das ein flexibles Nylon-Gitter 9 gelegt ist, das beispielsweise aus gewöhnlich gewebten Nylonfäden mit 71 μπι Durchmesser mit öffnungen von 161 μπι gebildet ist. Das Gitter oder Sieb kann auch ein Köper-Gewebe, Satin-Gewebe oder dergleichen sein, sowie aus einem Metall oder einem makromolekularen Material wie Polyester oder Nylon bestehen.

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Selbst wenn jedoch der Gitter-Aufbau der gleiche bleibt, beeinflußt das das Gitter bildende Material die dem Entwickler bei dessen Aufbringen auf den Entwicklerträger 2 zu erteilende Ladung. Beispielsweise ergibt ein Nylon-Gitter mit dem vorstehend genannten Aufbau an der auf den Entwicklerträger aus Edelstahl aufgebrachten Entwicklerschicht ein Oberflächenpotential von -70V_f während unter den gleichen Bedingungen ein Polyester-Gitter ein Oberflächenpotential von -40V ergibt. Natürlich wird auch beim Aufbringen des Entwicklers zwischen dem Entwickler und dem Entwicklerträger 2 ein Laden des Entwicklers hervorgerufen.

Die Unebenheiten an der dem Entwicklerträger 2 gegenüberstehenden Oberfläche der Auftragvorrichtung 4 dienen nicht nur dazu, zum Durchlaß des Entwicklers einen bestimmten Abstand zwischen dem Entwicklerträger 2 und der Auftragvorrichtung 4 aufrecht zu erhalten, sondern auch dazu, den an dem Entwicklerträger 2 vorhandenen Entwickler durch Zerkleinern von Zusammenballungen im Entwickler umzurühren und eventuell die einmal aufgetragene Entwicklerschicht abzustreifen und den abgestreiften Entwickler durch die wechselseitige Bewegung der Auftragvorrichtung 4 und des Entwicklerträgers 2 in den Zwischenraum zu führen, um dadurch an dem Entwicklerträger 2 erneut eine Entwicklerschicht zu formen. Dieses Auftragen des Entwicklers unter Umrühren und Zerkleinern von Zusammenballungen ist natürlich hinsichtlich des Ladens des Entwicklers wirkungsvoll. Die vorstehend genannten Umstände sind insbesondere bei Verwandung eines isolierenden Einkomponenten-Entwicklers von Bedeutung.

Bei dem Auftragen des Entwicklers durch Drehung des Entwicklerträgers 2 gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird nun

bei der Endstufe des Entwickler-Auftrags die Entwickler-

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schicht an dem Entwicklerträger 2 in den Teilbereichen dünner, die mit den VorSprüngen der Auftragvorrichtung 4 in Berührung waren oder diesen nahe waren; es ist daher notwendig/ das Erscheinen derartiger Unebenheiten der aufgebrachten Entwicklerschicht in dem entwickelten Bild zu verhindern. Zu diesem Zweck müssen die Ausmaße eines jeden Vorsprungs sorgfältig entworfen werden. Beispielsweise tritt an dem entwickelten Bild bei der Entwicklung mit der vorangehend genannten Entwicklungsvorspannung im Falle des in Fig. 2B gezeigten Aufbaus das Muster der Nylonfäden nicht in Erscheinung, wenn der Fadendurchmesser 71μπι be trägt, jedoch wird dieses Muster deutlich sichtbar, wenn der Fadendurchmesser gleich 500 μΐη ist. Darüberhinaus wird im Vergleich zu dem Fall, daß eine derartige Ent-Wicklungsvorspannung fehlt, das Muster weniger auffällig, wenn die Entwicklungsvorspannung zwischen der Rückseitenelektrode des Ladungsbildträgers 1 und dem Entwicklerträger angelegt ist. Dieser Umstand zeigt an, daß bei der Entwicklung mit Entwicklungsvorspannung die Auswirkung einer ungleichmäßigen Aufschichtung des Entwicklers auf den Entwicklerträger 2 bei dem sich ergebenden Bild verringert wird.

Die Fig. 3 veranschaulicht die Winkelbeziehung zwischen der Auftragvorrichtung 4 und dem Entwicklerträger 2. Insbesondere bei dem nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwickler ist es unmöglich, durch Magnetkraft den Entwickler zu transportieren oder den Entwickler zu dem Entwicklerträger 2 hin anzuziehen. Falls folglich an einer Stelle, an der die Auftragvorrichtung 4 mit dem Entwicklerträger in Berührung ist oder diesem am nächsten steht,die Auftragvorrichtung in Bezug auf den Entwicklerträger einen rechten Winkel oder einen größeren Winkel zu der Entwickierzufuhrvorrichtung 3 bzw. dem Vorratsbehälter 3 hin bildet, ^OJ besteht bei dem Entwickler die Neigung, bei Drehung des

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] Entwicklerträgers 2 gemäß der Darstellung lediglich an diesem entlang zu gleiten und kaum in den Zwischenraum zwischen der Auftragvorrichtung 4 und dem Entwicklerträger 2 einzutreten. Falls andererseits gemäß der Darstellung 3 die Auftragvorrichtung 4 an üer Stelle, an der sie mit dem l'Jntwicklertrctger in Berührung ist oder diesem am nächsten ist, in Bezug auf den Entwicklerträger einen zu der Entwicklerzufuhrvorrichtung 3 hin gerichteten spitzen Winkel θ bildet, tritt auf die Drehung des Entwicklerträgers 2 hin der Entwickler in den Zwischenraum zwischen die Auftragvorrichtung 4 und den Entwicklerträger 2 ein und wird leicht auf den Entwicklerträger aufgebracht.

Zusätzlich kann eine verbesserte Entwickleraufschichtung auf den Entwicklerträger 2 in der Weise sichergestellt werden, wie sie im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erläutert wird.

Bei den in den Fig. 4A und 4B gezeigten Ausführungsformen ist die Auftragvorrichtung 4 bewegbar ausgeführt, um das Umrühren des Entwicklers 5 an dem Entwicklerträger 2 zu steigern und dadurch die Unebenheit bei dem Auftrag zu verringern, wodurch die erzielte Entwicklerschicht verbessert wird. In der Fig. 4A ist ein die Auftragvorrichtung 4 tragendes Befestigungsglied 10 an einem Ende ständig mittels einer Feder 11 vorgespannt, während ein mittels eines Motors 13 in Umlauf versetzter Nocken 12 eine Hin- und Herbewegung des Befestigungsglieds 10 in dessen Längsrichtung verursacht, wodurch die Auftragvorrichtung 4 das Auftragen des Entwicklers unter der auf diese Weise verursachten Hin- und Herbewegung in Längsrichtung des Entwicklerträgers 2 ausführt.

Die Fig. 4B zeigt ein weiteres Beispiel für die Auftragvorrichtung 4, die zu einer Walze ausgebildet ist, welche

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unter Drehung den Entwickler 5 auf den Entwicklerträger aufbringt. Ein Abstreifer 14 aus einem Polyesterfilm mit 200 μΐη Dicke ist dafür vorgesehen, von dieser Walze überschüssigen Entwickler abzustreifen.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Entwicklerträger 2 mit einer rauhen Oberfläche versehen ist, die bei dessen Bewegung in Pfeilrichtung das Angreifen des Entwicklers erleichtert; dadurch wird die Dicke der Entwicklerschicht gesteigert und damit die Bilddichte angehoben. Diese Wirkung ist in ausreichendem Ausmaß auch dann erreichbar, wenn die Oberflächenrauhigkeit des Entwicklerträgers 2 kleiner als die Teilchengröße des Entwicklers ist, wie beispielsweise dann, wenn eine Rauhigkeit von 1 bis 2 μΐη in Verbindung mit dem Entwickler mit der durchschnittlichen Teilchengröße von 7 μπι angewandt wird. Die Oberflächenrauhigkeit kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß die Oberfläche des zylindrischen Entwicklerträgers 2 aus Edelstahl mit einem Sandpapier Nr. 600 geschliffen wird. In der Fig. 5 sind auch ein aus einer elastischen Silikonkautschukplatte mit einer Dicke von 2mm und einer Härte von 60 (Shore-)Härtegraden gebildetes Andruckelement 8 und ein flexibles Gitter 9 gezeigt, wie sie in Fig. 2B dargestellt sind; diese EIemente können jedoch durch irgendeine andere Auftragvor •richtung ersetzt werden. Darüberhinaus ist es möglich, eine Entwicklerbewegung zu erzielen, die durch gegenseitig parallele geradlinige Oberflächenmusterung an dem Entwicklerträger 2, die zu dessen Achse diagonal verläuft, und einen Satz von gegenseitig parallelen linearen Oberflächenmustern an der Auftragvorrichtung 4 verursacht sind, wobei die beiden Sätze von Mustern so angeordnet sind, daß sie einander schneiden und dadurch ein Schachbrett- oder Rautenmuster bilden. Zum Herbeiführen einer derartigen Ent-

Wicklerbewegung ist eine Vielfalt von Mustern anwendbar.

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] Die Fig. 6 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Entwicklungsvorrichtung, bei welchem eine siebartige Auftragvorrichtung bzw. eine Auftragvorrichtung in Form eines Siebs 15 verwendet wird; bei diesem c Ausführungsbeispiel dient eine Preßvorrichtung 16 dazu, den hinter dem Sieb 15 vorhandenen Entwickler 5 zu dem Entwicklerträger 2 hin zu drücken, um damit den Entwickler zwangsweise durch die öffnungen des Siebs hindurch in den Zwischenraum zwischen dem Entwicklerträger 2 und dem Sieb 15 einzuführen. Diese Preßvorrichtung 16 ist besonders bei dem nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwickler zweckdienlich, da es bei diesem nicht möglich ist, den Entwickler durch Magnetkraft zu transportieren oder zu dem Entwicklerträger 2 hin anzuziehen. Die Dicke der Entwicklerschicht an dem Entwicklerträger 2 steigt an, wenn die Preßkraft zu dem Entwicklerträger 2 hin gesteigert wird. Ferner ist die Preßvorrichtung 16 nicht nur bei einer Entwicklungsvorrichtung anwendbar, bei der der die Entwicklerzufuhrvorrichtung bildende Vorratsbehälter 3 unterhalb des Entwicklerträgers 2 angeordnet ist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, sondern auch bei einer Entwicklungsvorrichtung, bei der der Vorratsbehälter 3 oberhalb des Entwicklerträgers 2 angeordnet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Preßvorrichtung 16 mit einem Vorratsbehälter 3 aus einem Polyesterfilm aufgebaut, der an seinen beiden Enden unter Zug durch Federn 17 festgelegt ist. Die Preßvorrichtung 16 kann auch mit einem elastischen Element wie einem Gummiblatt aufgebaut sein; die sich ergebende Preßkraft kann auf einen Teil der Fläehe ausgeübt werden, an der das Sieb 15 mit dem Entwicklerträger 2 in Berührung ist oder an diesen angenähert ist.

Das Sieb 15, das die Auftragvorrichtung bildet, kann zur Steigerung des Umrührens des Entwicklers an dem Entwicklerträger 2 bewegbar ausgebildet werden, um damit Ungleich -

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mäßigkeiten bei dem Auftrag zu verringern und eine verbesserte Entwicklerschicht zu gewinnen.

Wie es schon in der Fig. 5 dargestellt ist, kann der Entwicklerträger 2 mit einer rauhen Oberfläche versehen werden; um die Verbindung des Entwicklers mit der Oberfläche bei deren Bewegung in Pfeilrichtung zu verbessern, so daß die Dicke der Entwicklerschicht vergrößert wird und damit die Bilddichte gesteigert wird. Diese Wirkung ist in ausreichendem Ausmaß auch dann erzielbar, wenn die Oberflächenrauhigkeit des Entwicklerträgers 2 kleiner als die Teilchengröße des Entwicklers ist, wie beispielsweise in Verbindung mit einem Entwickler mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 7 μΐη bei einer Rauhigkeit von 1 bis 2 μΐη.

Die Oberflächenrauhigkeit kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß die Oberfläche des aus Edelstahl bestehenden zylindrischen Entwicklerträgers 2 mit einem Sandpapier Nr. 600 geschliffen wird.

In der Fig. 6 sind zur Vereinfachung die denjenigen in

Fig. 1 entsprechenden Komponenten mit den gleichen Bez.ugszeichen bezeichnet.

Das die Auftragvorrichtung bildende Sieb 15 hat gemäß der Darstellung in Fig. 7 einen Aufbau aus mit öffnungen von
161μΐη einfach verwobenen Nylonfäden mit einem Durchmesser von 71 μΐη. Das Sieb 15 ist entsprechend der Entwicklerzufuhrvorrichtung 3 in der Nähe des Entwicklerträgers 2 oder in Berührung mit diesem angeordnet und bewirkt, daß durch seine öffnungen eine geeignete Menge an Entwickler zu dem Entwicklerträger 2 hin übertragen wird, der Entwickler in dem Zwischenraum zwischen dem Sieb 15 und dem Entwicklerträger 2 umgerührt wird, um Zusammenballungen zu verkleinern^.und der intwigkler _auf dem Entwicklerträger 2. \mt&£
Reibungsladung in einer gewünschten Polarität zwischen dem

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Entwickler und dem Entwicklerträger 2 oder dem Sieb 15 aufgetragen wird. Diese Wirkungen sind bei der Verwendung des Einkomponenten-Entwicklers von besonderer Bedeutung. Der Entwickler 5 wird nicht nur durch die Öffnungen des Siebs 15 hindurch zu dem Entwicklerträger 2 hin befördert, sondern auch teilweise durch die Öffnungen hindurch zu der Entwicklerzufuhrvorrichtung bzw. dem Vorratsbehälter 3 hin zurückgebracht. Das Sieb bewirkt ferner, daß der an dem Entwicklerträger 2 nach der Bildentwicklung zurückgebliebene Entwickler abgestreift wird und der Entwickler erneut auf den Entwicklerträger 2 aufgebracht wird.

Das Sieb oder Gitter kann auch ein Köper-Gewebe, Satin-Gewebe oder dergleichen sein sowie ferner aus Metall oder einem makromolekularen Material wie Polyester oder Nylon hergestellt sein. Selbst wenn der Siebaufbau der gleiche bleibt, beeinflußt jedoch das das Sieb bildende Material die dem Entwickler bei dessen Auftragen auf den Entwicklerträger 2 erteilte Ladung. Beispielsweise ergibt ein Nylon-Sieb mit dem vorstehend genannten Aufbau ein Oberflächenpotential von -70V an der auf den aus Edelstahl bestehenden Entwicklerträger aufgebrachten Entwicklerschicht, während unter den gleichen Bedingungen ein Polyester-Sieb ein Oberflächenpotential von -40V ergibt. Natürlich erfolgt das Laden des Entwicklers bei dessen Aufbringen auch zwischen dem Entwickler und dem Entwicklerträger 2.

Falls nun unter der in Fig. 6 gezeigten Drehung des Entwicklerträgers 2 der Entwickler aufgebracht wird, wird an dem Entwicklerträger 2 die Entwicklerschicht an denjenigen Teilbereichen dünner, die bei der Endstufe des Aufbringens des Entwicklers mit den Vorsprüngen der Auftragvorrichtung 4 in Berührung waren oder diesen nahe waren; es ist daher notwendig, das Erscheinen einer derartigen Ungleichmäßigkeit der aufgetragenen Entwicklerschicht in

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] dem entwickelten Bild zu verhindern. Zu diesem Zweck müssen die Ausmaße der jeweiligen VorSprünge sorgfältig ausgelegt werden. Wenn beispielsweise bei dem in Fig. 7 gezeigten Aufbau der Fadendurchmesser 70 oder 100 μΐη beträgt, erscheint bei der Entwicklung mit der vorangehend genannten Entwicklungsvorspannung das Muster der Nylonfäden nicht in dem entwickelten Bild, während es deutlich sichtbar wird, wenn der Fadendurchmesser 500 μια ist. Im Vergleich zur Entwicklung ohne die Entwicklungsvorspannung wird dieses Muster weniger augenfällig, wenn zwischen die Rückseitenelektrode des Ladungsbildträgers 1 und den Entwicklerträger 2 die vorangehend genannte Entwicklungsvorspannung angelegt wird. Dieser Umstand zeigt an, daß bei der Entwicklung mit einer Entwicklungsvorspannung die bei dem sich ergebenden Bild auftretende Wirkung einer ungleichmäßigen Aufschichtung des Entwicklers auf den Entwicklerträger 2 verringert wird.

Wie im vorstehenden ausführlich erläutert ist, werden die den herkömmlichen Entwicklungsvorrichtungen anhaftenden Nachteile alle mittels der beschriebenen Entwicklungsvorrichtung behoben, deren Merkmale darin liegen, daß der Entwicklerträger mit einem kleinen Zwischenraum den Ladungsbildträger bzw. Latentbildträger gegenübergesetzt wird und dem Entwicklerträger der Entwickler mittels einer Auftragvorrichtung zugeführt wird, deren Oberfläche Unebenheiten oder Vorsprünge hat, oder dem Entwicklerträger der Entwickler durch eine Auftragvorrichtung in Form eines Siebs oder Gitters hindurch zugeführt wird. Die Entwicklungsvorrichtung erlaubt es ferner, insbesondere bei isolierendem nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwickler eine gleichförmige dünne Schicht aus Einkomponenten-Entwickler an den Entwicklerträger zu formen, wodurch es möglich wird, durch Entwickeln mit nichtmagnetischem Einkomponenten-Entwickler eine gleichmäßige und zufrieden-

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stellende Bildqualität zu erzielen. Die Entwicklungsvorrichtung ist natürlich auch bei einem Entwicklungsverfahren anwendbar, bei dem magnetischer Toner verwendet wird.

Es wird eine Entwicklungsvorrichtung angegeben, die einen in einem geringen Abstand von einem Latentbildträger angeordneten Entwicklerträger, eine Entwicklerzufuhrvorrichtung zum Zuführen von Entwickler zur Oberfläche des Ent-Wicklerträgers und eine Auftragvorrichtung zum Aufbringen des Entwicklers in einer Schicht bestimmter Dicke auf den Entwicklerträger aufweist, wobei die Auftragsvorrichtung in der Nähe des Entwicklerträgers oder in Berührung mit diesem angebracht und mit Vorsprüngen oder Ausnehmungen zumindest an der dem Entwicklerträger gegenüberstehenden Fläche versehen ist, um damit -an dem Entwicklerträger eine gleichförmige Entwicklerschicht zu formen.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1J Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines auf einem Latentbildträger erzeugten Latentbild, gekennzeichnet durch einen Entwicklerträger (2) , der unter einem geringen Abstand zum Latentbildträger (1) angeordnet ist, eine Entwicklerzufuhrvorrichtung (3) zum Zuführen eines Entwicklers (5) zur Oberfläche des Entwicklerträgers und eine Auftragvorrichtung (4) zum Aufbringen des Entwicklers auf den Entwicklerträger und Bestimmen der Dicke der Entwicklerschicht an dem Entwicklerträger, wobei die Auftrag,-,vorrichtung in der Nähe des Entwicklerträgers oder in Berührung mit demselben angeordnet ist und zumindest an ihrer dem Entwicklerträger gegenüberstehenden Oberfläche mit Unebenheiten oder Vorsprüngen versehen ist.
2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragvorrichtung (4) ein Gitter (9) und ein Andruckelement (8) zum Andrücken des Gitters gegen den Entwicklerträger (2) aufweist (Fig.2B).

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3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragvorrichtung (4) ein Andruckelement und mit diesem einstückig ausgebildete Vorsprünge (7) aufweist (Fig.2A).
4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement (8) ein elastisches Element ist.
5. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragvorrichtung (4) so angeordnet ist, daß sie an der Stelle des engsten Abstands zum Entwicklerträger (2) oder der Berührung mit demselben zu der Entwicklerzufuhrvorrichtung (3) hin mit dem Entwicklerträger einen spitzen Winkelfe) bildet.
6. Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines auf einem Latentbildträger erzeugten Latentbilds, gekennzeichnet durch eine Entwicklungswalze (2), die mit einem geringen Abstand zum Latentbildträger (1) angeordnet ist, wobei der Abstand so gewählt ist, daß er größer als die Dicke einer auf die Entwicklungswalze aufgebrachten Schicht aus Einkomponenten-Entwickler (5) ist, einen Vorratsbehälter (3) zum Zuführen des Einkomponenten-Entwicklers zur Oberfläche der Entwicklungswalze, eine Anlegevorrichtung (6)zum Anlegen eines elektrischen Wechselfelds an den Abstand zwischen der Entwicklungswalze und dem Latentbildträger und ein Auftragblatt (4) zum Aufbringen des Entwicklers auf die Entwicklungswalze und zum Be-

stimmen der Dicke der Entwicklerschicht an der Entwicklungswalze, wobei das Auftragblatt in der Nähe der Entwicklungswalze oder in Berührung mit dieser angeordnet ist und an der der Entwicklungswalze zugewandten Oberfläche mit Unebenheiten oder Vorsprüngen (7,9) versehen ist.

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7. Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines auf einem Latentbildträger erzeugten Latentbilds, gekennzeichnet durch einen in einem geringen Abstand zu dem Latentbildträger (1) angeordneten Entwicklerträger (2), eine Entwicklerzufuhrvorrichtung (3) zum Zuführen eines Entwicklers (5) zur Oberfläche des Entwicklerträgers und eine Auftragvorrichtung (15) zum Aufbringen des Entwicklers auf den Entwicklerträger und zum Bestimmen..der Dicke der Entwicklerschicht an dem Entwicklerträger, wobei die Auftragvorrichtung ein Gitter aufweist, das in der Nähe des Entwicklerträgers oder in Berührung mit diesem angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß zum Aufbringen des Entwicklers auf den Entwicklerträger

der Entwickler durch das Gitter hindurch zuführbar ist. 15
8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Preßvorrichtung (16,17), die den hinter dem Gitter (15) vorhandenen Entwickler (5) zu dem Entwicklerträger (2) hin drückt.
9. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auftragvorrichtung (4;15) der Entwickler (5) auf eine zur Polarität des Latentbilds entgegengesetzte Polarität auflad-

bar ist.
10. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis oder 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen des Entwicklers (5) auf den Entwicklerträger (2) die

Auftragvorrichtung (4) längs des Entwicklerträgers verschiebbar ist. (Fig. 4A).
11. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragvorrichtung (4) als drehbare Walze gestaltet ist (Fig.4B).

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12. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Aufbringens des Entwicklers (5) der Entwicklerträger (2) mit einer rauhen Oberfläche versehen ist (Fig.5).
13. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit 1·'. μπι übersteigt.
14. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Entwicklerträger (2) und dem Latentbildträger (1) so gewählt ist, daß er größer als die Dicke der auf den Entwicklerträger aufgebrachten Entwicklerschicht ist, und daß eine Vorrichtung (6) zum Anlegen eines elektrischen Wechselfelds zwischen den Entwicklerträger und den Latentbildträger vorgesehen ist.
15. Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines auf einem Latentbildträger erzeugten Latentbilds, gekennzeichnet durch einen Entwicklungszylinder (2), der mit einem kleinen Abstand unter dem Latentbildträger (1) angeordnet ist, wobei der Abstand so gewählt ist, daß er größer als die Dicke einer auf dem Entwicklungszylinder aufgebrachten Schicht aus Einkomponenten-Entwickler (5) ist, eine Vorrichtung (6) zum Anlegen eines elektrischen Wechselfelds an den Zwischenraum zwischen den Entwicklungszylinder und dem Latentbildträger,

3" einen Vorratsbehälter (3) zum Zuführen des Einkomponenten-Entwicklers zur Oberfläche des Entwicklungszylinder s, eine Auftrag, vorrichtung (15) in Form eines Siebs zur Bestimmung der Dicke der Entwicklerschicht an dem Entwicklungszylinder und zum Aufbringen des

^OJ Entwicklers auf den Entwicklungszylinder, wobei die

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Auftragvorrichtung in Form eines Siebs in der Nähe des Entwicklungszylinders oder in Berührung mit diesem angeordnet ist und zum Aufbringen des Entwicklere auf den Entwicklungszylinder für das Zuführen des Entwicklers durch das Sieb hindurch ausgebildet ist, und eine Federvorrichtung (16,17) zum Hindurchdrücken des in dem Vorratsbehälter enthaltenen Entwicklers durch das Sieb hindurch zu dem Entwicklungszylinder hin (Fig.6).

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