DE3119487C2 - Entwicklungsvorrichtung für ein Zweifarben-Kopiergerät - Google Patents

Abstract

Ein elektrophotographisches Zweifarben-Kopiergerät weist eine nichtmagnetische Hülse auf, um magnetischen Toner latenten, elektrostatischen Bildern auf einem Photoleiter zuzuführen, um die Bilder in einem oder beiden Entwicklungsabschnitten für die zwei Farben zu entwickeln, wobei mittels der sogenannten Gegenelektrodenwirkung zweifarbige Kopien erhalten werden können, bei welchen der sogenannte Rand effekt vollständig oder im wesentlichen beseitigt ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind eine Anzahl von Rippen und Rillen an der äußeren Umfangsfläche der nichtmagnetischen Hülse ausgebildet. Durch die Scheitelflächen dieser Rippen wird der effektive Abstand zwischen der nichtmagnetischen Hülse und der Oberfläche des Photoleiters verkleinert, wobei diese Verkleinerung des Abstandes im Hinblick auf eine Steigerung der Gegenelektrodenwirkung vorteilhaft ist. Gleichzeitig bilden die Rillen Einrichtungen, um eine ausreichende Tonermenge in der Entwicklungseinrichtung vorbei an einer Rakel zu befördern, während bisher das Befördern einer ausreichenden Tonermenge vorbei an der Rakel eine Schwierigkeit darstellte, da der vorerwähnte Abstand von der nichtmagnetischen Hülse zu dem Photoleiter verkleinert wurde.

Description

a) mit einer stationären Magnetanordnung.

b) mit einer die Magnetanordnung umgebenden, drehbaren Hülse aus nicht-magnetischem Material, und

c) mit in Achsrichtung verlaufenden, gleichmäßigen, durch Rippen getrennten Rillen in der Oberfläche der Hülse,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Höhe (h) der Rippen (16a, \%b), vom Boden der Rillen (17a, Mb) ausgemessen, im Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm liegt, daß

e) der Abstand (p)der Rippen (16a, 166,}, gemessen durch den Abstand Mitte/Mitte von zwei benachbarten Rippen, im Bereich von 1 mm bis 20 mm liegt und daß

f) die Breitender Rillen (17a, \7b) größer als V₁₀ des Abstandes (p) von zwei benachbarten Rippen (16a, i6b) ist.

2. Entwicklungsvorrichtung mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (34) und die Rillen (35) der Hülse (44c; spiralförmig mit einer Neigung (Θ) in bezug auf die Achse der Hülse aus nicht-magnetischen'. Material (<Ι4ς> ausgebildet sind.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung (Θ) der Rippen (34) und der Rillen (35) kleiner als 90" ist.

4. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung (Θ) der Rippen (34) und der Rillen (35) im Bereich von 70° bis 45° liegt.

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für ein Zweifarben-Kopiergerät für die Aufbringung von Entwickler unterschiedlicher Farbe und Polarität auf zwei elektrostatische, latente Abbildungen unterschiedlicher Polarität, die jeweils verschiedenen Farbauszugbildern der zu kopierenden Vorlage entsprechen, der im Oberbegriff des Anspruchs. 1 angegebenen Gattung.

Die beiden elektrostatischen, Latenten Abbildungen unterschiedlicher Polarität können im Prinzip durch zwei verschiedene Verfahren erzeugt werden, nämlich einerseits durch Ladungselektroden, die auf einem dielektrischen Träger die positiven bzw. negativen Abbildungen erzeugen, oder auf einem photoleitfähigen Bildträger, auf dem durch bildmäßige Belichtung mit der zu kopierenden Vorlage die entsprechenden latenten Abbildungen erzeugt werden.

Aus der US-PS 40 18 187 ist eine Hülse aus nicht-magnetischem Material bekannt, wie sie für Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtungen verwendet werden kann. Die Oberfläche dieser Bürste ist mit Rillen und den zugehörigen Rippen versehen, deren Abmessungen im wesentlichen von der Größe der verwendeten Trägerteilchen des Zweikomponenten-Entwicklers abhängen.

Die Tiefe der Rillen beträgt mindestens das ein- bis zweifache des Durchmessers der Trägerteilchen, während ihre Breite mindestens dem doppelten bzw. dreifachen Durchmesser der Trägerteilchen entspricht Eine Entwicklungsvorrichtung für ein Zweifarben- Kopiergerät für die Aufbringung von Entwickler unter schiedlicher Farbe und Polarität auf zwei elektrostatische, latente Abbildungen unterschiedlicher Polarität, die jeweils verschiedenen Farbauszubildern der zu kopierenden Vorlage entsprechen, der angegebenen Gat- tung ist aus der DE-OS 29 38 331 bekannt und soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 6 näher beschrieben werden. Dabei zeigt Fig. 1 schematisch die einzelnen Verfahrensschritte eines Zweifarben-Kopierverfahrens, bei dem durch bildmäßige Belichtung eines photoleitfähigen Materials, das im Folgenden auch als »Photoleiter« bezeichnet werden soll, die beiden elektrostatischen, latenten Abbildungen unterschiedlicher Polarität hergestellt werden. Wie man aus F i g. 1 erkennt, weist ein Photoleiter 1 eine elektrisch leitende Unterlage 10, eine erste, auf der elektrisch leitenden Unterlage 10 ausgebildete, photoleitfähige Schicht 11 und eine zweite, auf der ersten photoleitfähigen Schicht 11 ausgebildete, photolcitfähigc Schicht 12 auf. Wenn dieser Photoleiter 1 durch wei- ßes Licht bestrahlt wird, werden die beiden photoleitfähigen Schichten ti und 12 elektrisch leitend, während bei Bestrahlung mit rotem Licht nur die zweite photoleitfähigc Schicht 12 elektrisch leitend wird. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird beim Schritt(1) eine

J5 erste Ladung durchgeführt, indem mittels eines Kcronaladcrs positive Ladungen auf den Photoleiter I aufgebracht werden, während der Photoleiter 1 mit rotem Licht beleuchtet wird. Da die photolcitfähige Schicht 12 durch rotes Licht elektrisch leitend gemacht wird, wer den die auf dem Photoleiter 1 aufgebrachten positiven Ladungen über die Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 verteilt. Gleichzeitig werden negative Ladungen, deren Absolutwert gleich dem der aufgebrachten positiven Ladungen ist, induziert und über die Grenzfläche zwischen der elektrisch leitenden Unterlage 10 und der ersten photoleitfähigen Schicht 11 verteilt, wodurch eine elektrische Doppelschicht ausgebildet wird, zwischen welcher die erste photoleitfähige Schicht 11 angeordnet ist. Bezüglich der ersten photoleitfähigen Schicht 11 wird dieser Zustand als elektrisch geladener Zustand bezeichnet.

Beim Schritt (2) wird eine zweite Ladung durchgeführt, indem mittels eines Koronaladers im Dunkeln ne- gative Ladungen auf die Oberfläche des Photoleiters 1 aufgebracht werden, wobei der Absolutwert der negativen Ladung kleiner als der Absolutwert der positiven Ladung bei dem ersten Ladevorgang gehalten wird. Die aufgebrachten negativen Ladungen verteilen sich über

bo die Fläche der zweiten photoleitfähigen Schicht 12, so daß das Oberflächenpotcntial des Photoleiters in eine negative Polarität umgekehrt wird. Gleichzeitig werden die entsprechenden positiven Ladungen in der Grenzfläche zwischen der elektrisch leitenden Unterlage 10

b^r> und der ersten photoleitfähigen Schicht 11 erzeugt. Die induzierten positiven Ladungen werden durch einen Teil der negativen Ladungen neutralisiert, die in der Grenzfläche zwischen der elektrisch leitenden Unterla-

Γ.
Il Λ

ge 10 und der ersten photoleitfähigcn Schicht 11 während des ersten Ladevorgangs induziert worden sind. Folglich sind in dem Photoleiter 1 folgende zwei elektrische Doppelschichten ausgebildet

Eine elektrische Doppelschicht ist durch die positiven Ladungen (i) in der Grenzfläche zwischen der ersten photoleitfähigen Schicht 11 und der zweiten phololeilfähigen Schicht 12 und durch die negativen Ladungen (U) in der Grenzfläche zwischen der ersten photoleitfähigen Schicht 11 und der elektrisch leitenden Schicht 10 ausgebildet Die andere Doppelschicht ist durch die vorerwähnten positiven Ladungen (i) und die negativen Ladungen (Hi) auf der Oberfläche der zweiten photoieitfähigen Schicht 12 ausgebildet. In diesen elektrischen 'Doppelschichten sind Dipolmomente in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet Bezüglich der photoleitfähigen Schichten 11 und 12 wird der vorstehend beschriebene Zustand als entgegengesetzt geladener Zustand bezeichnet.

Um den vorerwähnten Zustand bezüglich der photoleitfähigen Schichten 11 und 12 zu erzeugen, muß die Grenzfläche zwischen den ersten und der zweiten phololeitfähigen Schicht 11 bzw. 12 eine vorbestimmte Ladungshaltefähigkeit aufweisen. Um eine solche Ladungshaltefähigkett zu gewährleisten, kann eine Zwiselenschicht zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 angeordnet werden.

Beim Schritt (3) wird dann der Photoleiter 1 bildmäßig mit einer Vorlage O belichtet, wobei die beiden photoleitfähigen Schichten 11 und 12 auf dem vorrtehend beschriebenen, entgegengesetzt geladenen Zu stand gehalten werden. Die Vorlage O soll einen schwarzen Bildbereich BL und einen roten Bildbereich R mit einem weißen Untergrund W aufweisen. Wenn der Photoleiter 1 bildmäßig mit der Vorlage O belichtet wird, wird ein Bereich PIV auf dem Photoleiter 1, der dem weißen Untergrund der Vorlage O entspricht, mit weißem Licht und ein Bereich PR auf dem Photoleiter 1, der dem roten Bildbereich R entspricht, mit rotem Licht belichtet Auf einen Flächenbereich PBL auf dem Photoleiler 1, der dem schwarzen Bildbereich BL entspricht, wird kein Licht projiziert.

Da der Bereich PW, der dem weißen Untergrund entspricht, mit weißem Licht belichtet wird, werden die photoleitfähigen Schichten 11 und 12 in dem Bereich PW des Photoleiters 1 elektrisch leitend gemacht und alle Ladungen werden von dem Bereich PW wcggeleitet, so daß das Oberflächenpotential in dem Eercich PW des Photoleiters 1 beinahe null ist. In dem Bereich PR des Photoleiters 1, der dem roten Bildbereich R entspricht, wird die photoleitfähige Schicht 12 durch das von dem roten Bildbereich R reflektierte, rote Licht elektrisch leitend gemacht, und die negativen Ladungen werden von der Oberfläche der zweiten photoleitfähigen Schicht 12 entfernt. Folglich wird die Polarität des Oberflächenpotentials des Phololeiters 1 im Bereich PR durch die positiven Ladungen, die in der Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 zurückgeblieben sind, in eine positive Polarität umgekehrt. _b0

Der Bereich PBL des Photoleiters 1, der dem schwarzen Bildbereich BL entspricht, hält sein negatives Obcrflächenpotcntial, da der Photoleiter 1 in diesem Bereich, wie vorstehend ausgeführt, nicht mit Licht belichtet wird. Folglich sind auf der Oberfläche des Photolcitcrs 1 _h5 drei verschiedene Bereiche bezüglich des Oberflaehcnpotentials ausgebildet, nämlich ein negativer latenter, elektrostatischer Bildbereich PBL, der dem schwarzen Bildbereich BL der Vorlage O entspricht, ein positiver latenter, elektrostatischer Bildbereich PR, der dem roten Bildbereich R der Vorlage O entspricht, und ein Bereich PWmn einem Potential von etwa null, der dem weißen Untergrund Wder Vorlage O entspricht

Beim Schritt (4) wird roter Toner TA, welcher auf eine negative Polarität geladen worden ist, auf den Photoleiter 1 aufgebracht. Der rote Toner TR wird elektrostatisch nur an dem positives Potential aufweisenden Bereich PR des Photoleiters 1 angezogen, so daß der rote Bildbereich R der Vorlage O dort wiedergegeben wird. Danach wird schwarzer Toner TBL, welcher mit einer positiven Polarität geladen worden ist, dem Photoleiter 1 zugeführt Der schwarze Toner TBL wird nur an dem negatives Potential aufweisenden Bereich PBL des Photoleiters 1 elektrostatisch angezogen, so daß der schwarze Büdbereich PBL der Vorlage O dort wiedergegeben wird, während sich auf dem Untergrundbereich PiV kein Toner absetzt.

In Fi g. 2 sind schematisch die Änderungen im Oberflächenpotential des Photoleiters 1 während des vorbeschriebenen Zweifarben-Bilderzeugungsprozesses dargestellt. Wie in Fig.2 dargestellt, wird beim Schritt(1) der Phoioleitcr t durch den ersten Ladevorgang mit einer positiven Polarität geladen, während der Photoleiter 1 mit rotem Licht beleuchtet wird. Beim Schritt (2) wird das Oberflächenpotential des Photoleiters 1 durch den zweiten im Dunkeln durchgeführten Ladevorgang auf eine negative Polarität umgekehrt.

Beim Schritt (3) wird der Photoleiter 1 bildmäßig mit der Vorlage O belichtet, und das Oberflächenpotential des Bereichs PR auf dem Photoleiter !, das dem roten Bildbereich R entspricht, wird, wie durch eine Kurve PR dargestellt ist, in eine positive Polarität umgekehrt. Das Oberflächenpotential des Bereichs PW auf dem Photoleiter 1, das dem weißen Untergrund W entspricht, wird, wie durch eine Kurve PW dargestellt ist, beinahe null, während das Oberflächenpotential des Bereichs PBL auf dem Photolciter 1, das dem schwarzen Bildbereich BL entspricht, auf einer negativen Polarität verbleibt, wie durch eine Kurve PBL dargestellt ist.

InF i g. 3 ist schematisch eine Ausführungsform eines Kopiergerätes zur Durchführung des vorerwähnten Zweifarben-Kopiervorgangs dargestellt. In Fig.3 ist ein trommeiförmiger Photoleiter 1 vorgesehen, der in der Pfeilrichtung gedreht wird. Der Photoleiter 1 wird mittels eines ersten Laders 2 mit einer positiven Polarität geladen, während er gleichförmig mit rotem Licht beleuchtet wird, welches durch Filtern des Lichtes einer Lampe 21 durch ein Rotfilter 22 erhalten wird. Der positiv geladene Photoleiter 1 wird dann mittels eines zweiten Laders 3 im Dunkeln gleichförmig mit negativer Polarität geladen. Somit haben die erste und die zweite photoleitfähige Schicht 11 und 12 des Photoleiters 1 einen entgegengesetzt geladenen Zustand, wie in Verbindung mit dem Schritt (2) vorstehend ausgeführt ist.

Die optischen Bilder einer Vorlage, die zwei verschiedenfarbige Bilder aufweist, werden auf den so geladenen Photoleiter 1 projiziert. Durch den vorher in Verbindung mit dem Schritt (3) beschriebenen Mechanismus werden ein latentes elektrostatisches Bild mit positiver Polarität und ein latentes elektrostatisches Bild mit negativer Polarität auf der Oberfläche des Photoleiters I geschaffen. Die auf diese Weise erzeugten latenten, elektrostatischen Bilder mit entgegengesetzten Polaritäten werden nacheinander mittels einer ersten Entwicklungseinrichtung 4, die roten Toner enthält, und mittels einer /weiten Fntwirkliintrspinrirhfnnir ς h;#>

schwarzen Toner enthält, entwickelt. Die zweifarbigen entwickelten Bilder werden dann mittels eines Vorladers 6 positiv geladen, so daß die entwickelten Bilder als Ganzes in ihrer Polarität positiv sind, und sie werden dann mittels eines Bildübertragungsladers 7 elektrostatisch auf ein Aufzeichnungsblatt S übertragen. Die entwickelten Bilder werden auf dem Aufzeichnungsblatt S mittels einer (nicht dargestellten) Bildfixiereinrichtung fixiert, und das Aufzeichnungsblatt S wird dann aus dem Kopiergerät ausgetragen.

Nach einer Bildübertragung werden die auf dem Photoleiter 1 zurückgebliebenen Ladungen mittels eines Löschladers 8 gelöscht, und der Resttoner auf dem Photoleiter 1 wird von diesem mittels einer Reinigungseinrichtung 9 entfernt. Die Entwicklungseinrichtungen 4 und 5 haben eine magnetische Bürste und in ihnen wird ein Zweikomponentenentwickler verwendet, der Toner und einen pulverförmigen magnetischen Träger aufweist. Die Entwicklungseinrichtungen 4 und 5 haben grundsätzlich den gleichen Aufbau, wobei geringfügige Unterschiede zwischen ihnen beispielsweise in der Drehrichtung ihrer nichtmagnetischen Hülse und in der Anordnung ihrer Entwicklerabstreifer bestehen. Folglich kann die Entwicklungseinrichtung 5 als Beispiel genommen werden, deren Aufbau anhand der F i g. 6 nunmehr erläutert wird.

In F i g. 6 weist die Entwicklungseinrichtung 5 einen Entwicklerbehälter 51, eine magnetische Rolle 52 und einen Abstreifer 53 auf. Die magnetische Rolle 52 weist eine nichtmagnetische Hülse 54 und einen walzen- oder blockförmigen Magneten 55 auf, der in der Hülse 54 angeordnet ist. Der Magnet 55 ist ortsfest angeordnet, während die nichtmagnetische Hülse 54 in der angegebenen Pfeilrichtung drehbar ist. Wenn die Hülse 54 in der Pfeilrichtung gedreht wird, wird Entwickler D durch die Magnetkraft des Magneten 55 an die Hülse 54 gezogen und wird an der Umfangsflächc der Hülse 54 gehalten. Die Menge Entwickler D, die einem Entwicklungsabschnitt zwischen dem Photoleiter I und der Hülse 54 zugeführt wird, wird durch eine Rakel 51/4 reguliert. Folglich ist eine magnetische Bürste in dem Entwicklungsabschnitt zwischen der Hülse 54 und der Oberfläche des Photoleiters 1 ausgebildet, mit der das latente elektrostatische Bild auf dem Photoleiter 1 entwickelt wird. Der Entwickler D, welcher nicht für eine Entwicklung verwendet worden ist, wird von der Umfangsfläche der Hülse 54 mittels des Abstreifers 53 entfernt und wird dann in den Entwicklerbehälter 51 zurückgeleitet.

Wie vorstehend erwähnt, enthält die erste Entwicklungseinrichtung 4 roten Toner und die zweite Entwicklungseinrichtung 5 schwarzen Toner. Zuerst wird das rote Bild und danach das schwarze Bild entwickelt. Der Grund für diese Reihenfolge ist folgender: Im allgemeinen kann bei einer Zweifarbenentwicklung, wenn die beiden Entwicklungsvorgänge mittels zwei gesonderter Entwicklungseinrichtungen durchgeführt werden, ein Teil des ersten, bei dem ersten Entwicklungsvorgang verwendeten Toners den zweiten Toner in der zweiten Entwicklungseinrichtung verschmutzen, wodurch dann die Farbe des zweiten Toners in gewissem Umfang geändert wird. Wenn der rote Toner in der ersten Entwicklungseinrichtung 4 und der schwarze Toner in der zweiten Entwicklungseinrichtung 5 untergebracht ist, wie vorstehend ausgeführt ist, wird, wenn eine kleine Menge des roten Toners mit schwarzem Toner gemischt wird, die Farbe des schwarzen Toners, wenn überhaupt, in der Praxis kaum durch den beigemengten roten Toner verändert Im Unterschied hierzu kann.

wenn der schwarze Toner in der ersten Entwicklungseinrichtung 4 und der rote Toner in der zweiten Entwicklungseinrichtung 5 untergebracht ist, die Farbe des roten Toners erheblich durch eine geringe Menge von ■> beigemischten schwarzen Toner geändert werden, und wenn dies der Fall ist, kann das rote Bild nicht mehr langer in unvermischtem Rot wiedergegeben werden.

Wie vorstehend ausgeführt, werden bei der Zweifarben-Elcktrophotographie, bei der entweder ein dielektrisches oder ein photoleitfähiges, ein latentes elektrostatisches Bild tragendes Teil verwendet wird, positive oder negative latente, elektrostatische Bilder auf dem das Bild tragende Teil geschaffen, und die positiven und negativen latenten, elektrostatischen Bilder werden mit-

!5 tels zwei Tonerarten mit unterschiedlichen Farben und mit entgegengesetzten Polaritäten entwickelt. Diese Zweifarben-Elektrophotographie hat einen Nachteil, der als »Randeffekt« bezeichnet wird, und nachstehend erläutert wird.

Dieser Randeffekt ist beispielsweise bezüglich eines schwarzen Kopiebildes BLi in F i g. 4 dargestellt. Um das schwarze Kopiebild BL 1 herum befindet sich ein weißer Untergrund Wl, welcher mit einem dünnen roten Tonerteil R 1 umgeben ist. Diese Erscheinung wird als der Randeffekt bezeichnet. Wie es zu dem Randeffekt kommt, wird nachstehend erläutert:

Wenn eine starke Änderung im Oberflächenpotential nahe bei dem Rand eines auf dem Photoleiter erzeugten latenten, elektrostatischen Bildes besteht, wird ein elektrisches Feld, das in der Richtung ausgerichtet ist, die der Richtung des elektrischen Feldes entgegengesetzt ist, das im inneren Teil des latenten elektrostatischen Bildes vorhanden ist, nahe dem Rand des latenten elektrostatischen Bildes erzeugt. Beispielsweise ist die Verteilung der Stärke des elektrischen Feldes in dem schwarzen Kopiebild und darum herum entlang einer Linie L-L in F i g. 4, in F i g. 5 dargestellt.

Wenn in F i g. 5 die minimale Stärke des elektrischen Feldes, um ein Aufbringen von schwarzem Toner 7"SL einzuleiten, bei einer Linie L 1 liegt, wird der schwarze Toner TBl. in dem mit dem Bezugszeichen BL 11 bezeichneten Teil aufgebracht, da in dem Teil ÖL 11 die' Stärke des elektrischen Feldes mit einer negativen Polarität über der Linie L 1 liegt. Folglich wird das in F i g. 4 dargestellte, schwarze Kopiebild BL 1 in diesem Teil ausgebildet. Ferner soll die minimale Stärke des elektrischen Feldes, um ein Aufbringen von rotem Toner TR einzuleiten, bei einer Linie L 2 liegen. Wenn in diesem Fall die Entwicklung mit dem roter. Toner TR durchgeführt wird, wird der rote Toner 77? in einem Teil R 11 aufgebracht, da die Stärke des elektrischen Feldes mit einer positiven Polarität im Sinne einer positiven Polaritätsrichtung dort größer ist als die Stärke des elektrischen Feldes bei der Linie L 2. Folglich wird ein roter Tonerrand R 1 um das schwarze Kopiebild BL1 herum ausgebildet

In dem Bereich IV11, wo die Stärke des elektrischen Feldes zwischen den Linien L1 und L 2 liegt wird kein Toner aufgebracht so daß der weiße, in F i g. 4 darge-

bo stellte Untergrundbereich Wi ausgebildet wird. Wenn ein rotes Bild und dann ein schwarzes Bild mit Hilfe von schwarzem Toner entwickelt wird, wird in ähnlicher' Weise ein schwarzer Tonerrand um das rote Tonerbild herum ausgebildet Mit anderen Worten, wenn zuerst mit rotem Toner TR eine Entwicklung eines roten Bildes und dann mit schwarzem Toner 7BL eine Entwicklung eines schwarzen Bildes durchgeführt wird, werden bei der ersten Entwicklung rote Tonerbilder und rote

Ränder und bei der zweiten Entwicklung schwarze Tonerbilder und schwarze Ränder ausgebildet.

Es sind bereites mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, um den vorerwähnten Randeffekt zu verhindern. Bei einem Verfahren wird beispielsweise eine Entwicklungsvorspannung an die nichtmagneiische Hülse der magnetischen Rolle angelegt, um während einer Entwicklung Entwickler auf den Photoleiter aufzubringen (siehe Fig. 6). Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren werden Toner mit verschieden großen elektrischen Ladungen verwendet. Bei einem weiteren herkömmlichen Verfahren wird das Oberflächenpotential des Untergrundbereichs auf dem Photoleiter nicht null gemacht, sondern es wird schwach mit einer positiven oder negativen Polarität geladen. Diese Verfahren stellen jedoch nicht zufrieden, wenn der Randeffekt in dem Maße beseitigt werden soll, daß die Verfahren in der Praxis angewendet werden können.

Bei noch einem weiteren herkömmlichen Verfahren wird der Randeffekt durch Ausnutzen des sogenannten Gegenelektrodeneffekts der nichtmagnetischen Hülse der magnetischen Rolle verhindert. Der Gegenelektrodeneffekt der Hülse wird nunmehr anhand der F i g. 7(a) und 7(b) erläutert.

Wenn ein latentes elektrostatisches Bild mit positiver Polarität auf der Oberfläche des Photoleiters 1 erzeugt und zu der Hülse 54 hin ausgerichtet wird, wobei ein vergleichsweiser großer Spalt g! zwischen der Oberfläche des Photoleiters 1 und der der Hülse 54 besteht, sind die meisten elektrischen Kraftlinien von dem latenten elektrostatischen Bild zu der Oberfläche der Hülse 54 hin ausgerichtet; jedoch wird ein Teil der elektrischen Kraftlinien, die von einem Randteil des latenten elektrostatischen Bildes erzeugt werden, zurück zu der Photoleiter 1 geleitet, wie in F i g. 7(a) dargestellt ist, wodurch negative Ladungen um das latente elektrostatische Bild herum induziert werden, die den vorerwähnten Randeffekt zur Folge haben. Wenn dagegen der Spalt g 1 zwischen dem Photoleiter 1 und der Hülse 54 kleiner ist, wie in F i g. 7(b) dargestellt, wird der Gegenelektrodeneffekt der Hülse 54 größer, und die Anzahl solcher elektrischer Feldlinien, die zu dem Photoleiter 1 zurückgehen, ist erheblich kleiner, und es wird kaum ein Randeffekt hervorgerufen.

Wenn jedoch bei dem herkömmlichen Verfahren der Spalt g\ verkleinert wird, wie in Fig. 7(a) dargestellt, muß auch der Spalt g2 zwischen der Hülse 54 und der Rakel 5iA (siehe F i g. 6) verkleinert werden. Sonst wird zuviel auf den mit Hb bezeichneten Entwicklungsabschnitt zwischen dem Photoleiter 1 und der Hülse 54 aufgebracht. Folglich wird der Entwicklungsabschnitt Hb durch den zugeführten Entwickler verstopft.
. Um den Randeffekt in dem Maß 2U verringern, wie es für den praktischen Gebrauch erforderlich ist, müssen die Spalte g\ und g2 annähernd 1 mm sein. Um in der Praxis für einen ausreichenden Bildschwär/.ungsgrad den Entwickler dem Entwicklungsabschnitt Hb zuzuführen, wird andererseits gefordert, daß die Spalte g 1 und g2 im Bereich von 2,5 mm bis 3,5 mm liegen. Mit anderen Worten, wenn die Spalte g 1 und g 2 etwa 1 mm sind, kann der Randeffekt beseitigt werden, aber es kann kein ausreichender Bildschwärzungsgrad erhalten werden.

Ein Verfahren, um den Randeffekt zu verhindern, ist von den Erfindern der vorliegenden Erfindung geschaffen worden; dieses Verfahren ist insbesondere auf eine Verbesserung des Nachteils des vorerwähnten herkömmlichen Verfahrens gerichtet Bei diesem Verfahren werden Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand, der kleiner als der der herkömmlichen Trägerpartikel ist, in dem Entwickler für den zweiten Entwicklungsvorgang verwendet. Nachstehend wird der bei dem ersten Entwicklungsvorgang verwendete Entwickler als der erste Entwickler und die Trägerpartikel des ersten Entwicklers werden als die ersten Trägerpartikel bezeichnet, und der bei dem zweiten Entwicklungsvorgang verwendete Entwickler wird als der zweite Ent-

H) wickler und die Trägerpartikel des zweiten Entwicklers werden als die zweiten Trägerpartikel bezeichnet.

Wenn derartige Trägerpartikel mit einem kleinen spezifischen Widerstand in dem zweiten Entwickler verwendet werden, kann der Randeffekt verhindert werden. während die Spalte g\ und gl (siehe Fig.6, 7(a) und 7(b)) in dem normalen Bereich von 2,5 mm bis 3,5 mm gehalten werden. Um den Randeffekt zu verhindern, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der spezifische Widerstand der in dem zweiten Entwickler enthaltenen Trägerpartikel im Bereich von 10⁵Ωση bis 10"Ω cm liegt.

Bei einem dielektrischen, ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil sind latente elektrostatische Bilder mit positiven und negativen Polaritäten auf der Oberfläche des das latente Bild tragenden Teils vorhanden. Während der ersten Entwicklung werden die Trägerpartikel des ersten Entwicklers sowohl mit den positiven als aa-"h den negativen, latenten, elektrostatischen Bildern in Kontakt gebracht. Wenn der spezifische Widerstand der Trägerpartikel in dem ersten Entwickler extrem niedrig ist, beispielsweise kleiner als 10⁵O cm ist, wird das zweite latente, elektrostatische Bild, das mittels des zweiten Entwicklers zu entwickeln ist, während des ersten Entwicklungsvorgangs durch die ersten Trägerpartikel gestört, da die elektrischen Ladungen des zweiten latenten, elektrostatischen Bildes durch die ersten Trägerpartikel fließen. Folglich muß der spezifische Widerstand der ersten Trägerpartikel in dem ersten Entwickler normalerweise im Bereich von 1Ο'°Ω cm bis 1O¹¹QCm liegen.

Bei einem photoleitfähigen, ein latentes elektrostatisches Bild tragenden Teil, wie er in Fi g. 1 dargestellt ist. wird der schwarze Bildbereich PBL auf dem Photoleiter 1, der dem schwarzen Bildbereich BL der Vorlage O entspricht, durch die negativen Ladungen auf der Oberfläche des Phololciters 1 ausgebildet, während der rote Bildbereich PR auf dem Photoleiter 1, der dem roten Bildbereich R der Vorlage O entspricht, durch die positiven Ladungen geschaffen wird, die an der Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten photoleitfähigen Schicht 1! bzw. !2 vorhanden sind.

Wenn der rote Bildbereich PR durch den ersten Entwickler entwickelt wird, der die ersten Trägerpartikel mit einem niedrigen spezifischen Widerstand enthält, wird der schwarze Bildbereich PBL des Photoleiters 1 durch die ersten Trägerpartikel gestört, da die negativen Ladungen des schwarzen Bildbereichs PBL durch die ersten Trägerpartikel abgezogen werden. Wenn dagegen der schwarze Bildbereich PBL durch den ersten Entwickler entwickelt wird, der die ersten Trägerpartikel mit einem niedrigen spezifischen Widerstand enthält, kommt es zu der vorerwähnten Schwierigkeit nicht, da die positiven Ladungen in dem roten Bildbercich PR an der Grenzfläche zwischen der ersten und zweiten photoleitfähigen Schicht U bzw. 12 vorhanden sind, und die ersten Trägerpartikel nicht in direktem Kontakt mit diesen positiven Ladungen gebracht werden.

ίο

Wie vorstehend ausgeführt, gibt es bezüglich der Verwendung von Trägerpartikeln mit einem niedrigen spezifischen Widerstand die folgenden drei Fälle: (l)Dcr Fall, wo latente elektrostatische Bilder mit positiven und negativen Ladungen, die auf einem dielektrischen, das latente elektrostatische Bild tragenden Teil geschaffen sind, mit dem ersten und zweiten Entwickler entwickelt werden; (2) der Fall, wo ein photoleitfähiges, das latente elektrostatische Bild tragendes Teil verwendet wird und ein erstes latentes elektrostatisches, Bild durch positive Ladungen geschaffen wird, die an der Grenzfläche zwischen der ersten und zweiten photoleitfähigen Schicht 11 bzw. 12 vorhanden sind, und ein zweites latentes elekrostatisches Bild durch negative Ladungen auf der Oberfläche der zweiten photoleitfälhigcn Schicht 12 geschaffen wird, und das erste latente elektrostatische Bild durch den ersten Entwickler entwickelt wird; (3) der Fall, wo ein Photoleiter, wie er beim Fall (2) beschrieben ist, verwendet wird, und das zweite latente, elektrostatische Bild mittels des ersten Entwicklers entwickelt wird.

Von den vorerwähnten drei Fällein können nur in dem letzterwähnten Fall (3) Trägerpartikel mit einem derart niedrigen spezifischen Widerstand in dem ersten Entwickler verwendet werden. In den übrigen beiden Fällen muß der spezifische Widerstand der ersten Trägerpartikel in dem ersten Entwickler im Bereich von I O¹⁰QCm bis 10¹¹QCm liegen, wenn der spefizische Widerstand der zweiten Trägerpartikel, wie oben ausgeführt, im Bereich von 10⁵Ω cm bis 10⁸Q cm liegt.

Die Wirkung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bezüglich einer Verhinderung des Randeffekts, indem bei dem zweiten Entwickler Tirägerpartikcl mit einem spezifischen Widerstand verwendet werden, der kleiner ist als der der Trägerpartike! in dem ersten Entwickler, ist experimentell durch die Erfindung der vorliegenden Erfindung auf folgende Weise bestätigt worden:

Auf der Umfangsfläche einer Aluminiumtrommel wurde eine erste photoleitfähige Schicht aus einer Se wurde mittels einer magnetischen Bürste mit Hilfe eines ersten Entwicklers entwickelt, der roten Toner mit einer elektrischen Ladungsmenge von — 13μ(3^ bis — 15 μϋ/g und Trägerpartikeln mit einem spezifischen

■j Widerstand von 10"Ω cm aufweist, wobei eine Entwicklungsvorspannung von +70 V bis + 120 V an die nichtmagnetische Hülse einer Magnetrolle in der ersten Entwicklungseinrichtung 4 angelegt wird (siehe F i g. 3). Der schwarze Bildbereich PBL wurde dann mit einem

ίο zweiten Entwickler entwickelt, der schwarzen Toner mit einer elektrischen Ladungsmenge von 6 μθ/g bis 8 JiCVg und Trägerpartikel mit einem spezifischen Widerstand von 10⁷Q cm enthält, wobei eine Entwicklungsvorspannung von —100 V bis — 150 V an die nicht- magnetische Hülse einer magnetischen Rolle in der zweiten Entwicklungseinrichtung 5 angelegt wird (siehe F i g. 3). Die auf diese Weise geschaffenen roten und schwarzen Tonerbilder wurden mittels des Vorladcrs 6 (siehe Fig. 3) im Ganzen mit einer positiven Polarität geladen und wurden dann auf ein Aufzcichnungsblatt S übertragen. Es wurde kein Randeffekt auf dem Kopierbild festgestellt, und die Kopiergüte war hoch.

Es wird angenommen, daß bei diesem Entwicklungsvorgang der Randeffekt hauptsächlich aus den folgcn-

2¹) den Gründen erfolgreich verhindert wurde:

Bei dem ersten Entwicklungsvorgang wurde durch die vergleichsweise großen Ladungsmengen des roten Toners und durch die an die nichtmagnetischc Hülse angelegte Entwicklungs-Vorspannung der Randeffekt

jo wirksam verhindert. Bei dem zweiten Entwicklungsvorgang war der spezifische Widerstand der Trägerpartikel des /weiten Entwicklers niedrig, so daß der Gegenelektrodeneffckt wirkte. Außerdem nützte die an die nichtmagnetische Hülse angelegte Entwicklungs-Vorspan-

J5 nung, um den Randeffekt zu beseitigen.

Zum Vergleich hierzu wurde ein Kopierversuch mit dem gleichen elektrophotographischen Kopiergerät durchgeführt. Bei diesem Vergleichsversuch warder erste Entwickler ein Entwickler der roten Toner mit einer

len-Tellur-Legierung in einer Dicke von 40 μίτι ausgebil- 40 elektrischen Ladungsmenge von —10 μθ/g und Trägerdet, wobei die Konzentration an Tellur 10 Gewichtspro- partikel mit einem spezifischen Widerstand von zent des Gesamtgewichts von Selen und Tellur betrug. 10"Qcm enthielt, und der zweite Entwickler war ein Auf der ersten photoleitfähigen Schicht wurde eine Zwi- Entwickler, der schwarzen Toner mit einer elektrischen schenschicht aus einem Phenolmaterial und einem Kup- Ladungsmenge von + 10 μθ^ und Trägerpartikel mit fer-Phtalocyaninkomplex mit einer Dicke von 1 μτπ aus- *·ί einem spezifischen Widerstand von 10¹¹Q cm enthielt, gebildet. Auf der Zwischenschicht wurde eine zweite, 20 μιη dicke Zwischenschicht aus einer eutektischen Mischung aus Selen und Tellur ausgebildet, wodurch ein photoleitfähiges, ein latentes elektrostatisches Bild tragendes Teil geschaffen war. 50

Dieses photoleitfähige. ein latentes elektrostatisches Bild tragende Tei! wurde als Photoleiter 1 in dem in F i g. 1 dargestellten elektrophotographischen Kopiergerät verwendet. Auf die gleiche Weise, wie eingangs welches derselbe Widerstandswert wie der der Trägerpartikcl des ersten Entwicklers ist Das Ergebnis war, daß sowohl um die roten als auch um die schwarzen Bilder herum der Randeffekt deutlich festzustellen war. Das vorstehend beschriebene Verfahren ist insbesondere auf eine Verbesserung der Nachteile bei den herkömmlichen Verfahren ausgerichtet, um den Randeffekt zu beseitigen, der auf der Ausnutzung des Gegenelektrodeneffektes der nichtmagnetischen Hülse der ma·

erwähnt wurden die ersten und zweiten Ladungen 55 gnetischen Rolle beruht. Wie im einzelnen ausgeführt, nacheinander durchgeführt und hierauf wurde der Pho- läßt sich bei dem beschriebenen Verfahren durch die toleiter 1 bildmäßig mit einer Vorlage belichtet die ei- Verwendung von Trägerpartikeln mit vergleichsweise nen roten und einen schwarzen Bildbereich bei einem geringem spezifischen Widerstand für die zweite Entweißen Untergrund hatte. Das Oberflächenpotential ei- wicklung der Gegenelektrodeneffekt der nichtmagnetk nes roten Bildbereichs PR auf dem Photoleiter 1, der 60 sehen Hülse in bezug auf den Photoleiter, der sich undem roten Bildbereich der Vorlage entspricht, betrug mittelbar gegenüber der nichtmagnetischen Hülse be-420 V; das Oberflächenpotential des schwarzen Bildbe- findet verbessern, so daß dieses Verfahren im Prinzip reichs PBL auf dem Photoleiter 1, der dem schwarzen geeignet ist

Bildbereich der Vorlage entspricht betrug —610 V, und Die beschriebenen, herkömmlichen Maßnahmen zur

das Oberflächenpotential eines Untergrundbereichs es Unterdrückung des »Randeffektes« sind jedoch entwc-PWauf dem Photoleiter 1, der dem weißen Untergrund der sehr aufwendig, erreichen den gewünschten Erfolg entspricht betrug —30 V. nicht oder legen Beschränkungen in bezug auf die Art

Der auf diese Weise geschaffene rote Bildbereich PR des verwendeten Entwicklers auf. insbesondere in bc-

zug auf seinen Widerstand.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung für ein Zweifarben-Kopiergerät der angegebenen Gattung zu schaffen, die durch einfache konstruktive Maßnahmen, nämlich durch entsprechende Ausgestaltung der Oberfläche der Hülse aus nicht-magnetischem Material, die vollständige Unterdrückung des Randeffektes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgenden Überlegungen, die wiederum von der Ursache des Randeffektes bestimmt werden: Tritt am Rande einer elektrostatischen, latenten Abbildung eine starke Änderung des Oberflächenpotentials dieser elektrostatischen, latenten Abbildung auf, so wird in der Nähe des Randes dieser Abbildung ein elektrisches Feld induziert, dessen Richtung entgegengesetzt zur Richtung des elektrischen Feldes in Innern der zugehörigen elektrostatischen, latenten Abbildung ist. Dieses induzierte elektrische Feld führt dazu, daß rund um die eigentliche.

Fig.8 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung,

Fig.9 eine Schnittansicht eines Teils der Hülse aus nichi-magnctischcm Material,

Fig. 10 eine Schnittansicht eines Teils einer anderen Ausführungsform einer Hülse aus nicht-magnetischem Material,

F i g. 11 und 12 Kurvendarstellungen zur Erläuterung des Gegenelektrodeneffektes bei einer Hülse nach den ίο Fig. 9 und 10,

Fig. 13 eine teilweise perspektivische Ansicht einer weiteren Hülse aus nicht-magnetischem Material, und

F i g. 14(a) und (b) Schnittansichten von Rippen, die an der Oberfläche der Hülse aus nicht-magnetischem Material nach F i g. 13 ausgebildet sein können.

Wie oben erörtert wurde, läßt sich bei einem elektrophotographischen Zweifarben-Kopiergerät der Randeffekt dadurch ausschließen, daß der Gegenelektrodeneffekt der Hülse aus nicht-magnetischem Material verbessert, das heißt, verstärkt wird. Eine der einfachsten Methoden einer Verbesserung des Gegenelektrodeneffektcs besteht darin, den Spalt zwischen der Hülse aus dem nicht-magnetischem Material und dem die latente, elektrostatische Abbildung tragenden Photoleiter zu ver-

zu entwickelnde Abbildung ein schmaler »Rand« aus 25 kleinern. Um jedoch Kopiebilder mit einem hohen Bild-Entwickleranderer Farbe abgelagert wird, schwärzungsgrad zu erhalten, muß eine ausreichende

Die bisher erörterten, von den Erfindern untersuchten Möglichkeiten, diesen Randeffekt zu unterdrücken,

Entwicklermenge diesem Spalt zugeführt werden, und folglich muß der Spalt eine bestimmte minimale Breite haben. Folglich hat der Ausweg, den Randeffekt dafekt« der Hülse aus nicht-magnetischem Material. Die- 30 durch zu mindern, daß der Spalt zwischen der nichtmaser Gegenelektrodeneffekt läßt sich nun verstärken, gnetischen Hülse und dem Photoleiter einfach verklei-

beruhen auf dem sogenannten »Gegenelektrodcnef-

wenn die hier beanspruchten, einfachen mechanischen Maßnahmen eingesetzt werden, nämlich die angegebenen Abmessungen von Rillen und Rippen, die zu einer Unterdrückung des oben erläuterten, unerwünschten elektrischen Feldes führen, so daß wiederum der Randeffekt nicht auftreten kann.

Nur bei Einhaltung der angegebenen Abmessungen wird diese Wirkung erreicht, während bei anderen Abmessungen, wie sie beispielsweise aus der US-PS 40 18 187 bekannt sind, der Gegenelektrodeneffekt keine ausreichende Wirkung hat und deshalb der Randeffekt nicht unterdrückt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung der verschiedenen Verfahrensschritte eines elektrophotographischen Zweifarben-Kopiervorgangs,

nert wird, in der Praxis eine Grenze. Unter diesem Gesichtspunkt werden daher gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Rippen und Rillen an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse zumindest in der zweiten Entwicklungseinrichtung ausgebildet.

In F i g. 8 ist schematisch eine Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. In dieser Entwicklungseinrichtung wird eine magnetische Rolle 42 verwendet, die eine nichtmagnetische Hülse 44 aufweist, auf deren Umfangsfläche in axialer Richtung der nichtmagnetischen Hülse Rippen und Rillen ausgebildet sind. Die in F i g. 8 dargestellte Entwicklungseinrichtung ist die erste Entwicklungseinrichtung 4 in Fig.3. Der in einem Behälter 41 vorgesehene Entwickler D aus rotem Toner und Trägerpartikeln wird mittels eines Rührwerks 40 gemischt, so daß der Toner und die Tonerpartikel reibungselektrisch geladen werden und durch die Magnetkraft eines Magneten 45, der im Inneren der

g g

F i g. 2 eine Kurvendarstellung der Änderung des so nichtmagnetischen Hülse 44 angeordnet ist, an die nicht-Oberflächenpotentials des elektrophotographischen magnetische Hülse 44 angezogen werden. Bei einer Photoleiters bei dem Zweifarben-Kopiervorgang nach Drehung der nichtmagnetischen Hülse 44 wird dann.

während der Magnet 45 stillsteht, der Entwickler D nach oben mitgenommen. Die Entwicklermenge auf der nichtmagnetischen Hülse 44 wird durch eine Rakel oder einen Abstreifer 41Λ reguliert und wird dann mit latenten, elektrostatischen Bildern auf der Oberfläche des Photoleiters 1 in Kontakt gebracht, wodurch die latenten elektrostatischen Bilder entwickelt werden. Der

Fig. 1.

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Zweifarben-Kopiergerätes,

Fig.4 zur Erläuterung des Randeffektes eine Darstellung einer schwarzen Kopie, die von schmalen Bereichen mit rotem Toner umgeben ist,

Fig.5 eine Kurvendarstellung der Verteilung der
Stärke des elektrischen Feldes in der schwarzen Kopie to Entwickler D, der auf der nichtmagnetischen Hülse 44 und in den schmalen Bereichen mit rotem Toner längs zurückbleibt und nicht bei der Entwicklung verwendet der Linie L-L von F i g. 4, worden ist, wird mittels eines Abstreifers 43 abgestreift

F ig. 6 eine Ansicht einer Entwicklungsvorrichtung und dann in den Entwicklerbehälter 41 zurückbefördert, für ein Zweifarben-Kopiergerät, Wie vorstehend ausgeführt, sind an der Umfangsflä-

F i g. 7(a) und (b) Darstellungen zur Erläuterung des 65 ehe der nichtmagnetischen Hülse 44 in deren axialer Gegenelektrodeneffektes der Hülse aus nicht-magneti- Richtung eine Vielzahl von Rippen und Rillen bzw. Nute schem Material bei der Entwicklungsvorrichtung nach ausgebildet. In F i g. 9 ist eine Schnittansicht jeder Rippe Fig.6, in einer zur axialen Richtung Her iMi

Hülse 44a senkrechten Richtung rechteckig, und die Höhe Λ der Rippen liegt im Btreich von 03 bis 23 mm. (Die Rippen sind für jede Hülse gleichförmig.) Der Abstand ρ der Rippen, welcher beispielsweise als der Abstand von der Mitte einer Rippe bis zur Mitte der benachbarten Rippe festgelegt werden kann, liegt im Bereich von 1 bis 20 mm, und die Breite jeder Rille und Nut zwischen den Rippen ist so gewählt, daß sie nicht kleiner als '/,o des Abstandes ρ der Rippen ist, und iiegt vorzugsweise im keit von der Art des verwendeten Entwicklers festgelegt werden. Der Querschnitt der Rippen kann, wie in F i g. 14(a) dargestellt, rechteckig oder, wie in F i g. 14(b) dargestellt, trapezoidförmig sein.

Entsprechend den von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen wurden bei der nichtmagnetischen Hülse 44c die besten Ergebnisse erhalten, wenn die Höhe Λ im Bereich von 03 bis 23 mm lag und der Abstand ρ annähernd 2 mm betrug, wobei

von Vio bis 'Λ des Abstandes ρ der Rippen. Wenn die io die Breite jeder Rippe etwa 1 mm und die Breite jeder

Breite der Rille oder Nut kleiner als ¹A₀ des Abstandes der Rippen ist, ist die Wirksamkeit des Entwicklertransports durch die nichtmagnetische Hülse schlechter.

Der Querschnitt der Rippen ist nicht auf ein Rechteck beschränkt, sondern er kann auch trapezförmig sein, wie bei einer in Fig. 10 dargestellten nichtmagnetischen Hülse 446. In diesem Fall ist der Winkel ix der zwischen den beiden Seitenwandungen in der Rille ausgebildet ist, vorzugsweise etwa 30°.

In F i g. 8 ist in einem herkömmlichen elektrophotographischen Zweifarben-Kopiergerät der optimale Spalt g 1 zwischen der herkömmlichen glatten nichtmagnetischen Hülse und dem Photoleiter 4,1 mm und der optimale Spalt gl zwischen der nichtmagnetischen Hül- RiIIc etwa I mm war. Der Neigungswinkel #der Rippen und Rillen war kleiner als 90°. Bezüglich der Neigung θ ist es am vorteilhaftesten, wenn die Neigung im Bereich von etwa 70° bis etwa 45" liegt Wenn der Querschnitt.

der Rippen 34 trapezoidförmig ist, wie in Fig. 14{b) dargestellt, ist der Winkel δ zwischen den Scitenwandungen jeder Rille 35 vorzugsweise annähernd 30°.

In der in F i g. 13 dargestellten Entwicklungseinrichtung ist der Spalt K zwischen dem Photoleiter 1 und den Rippen 35 der nichtmagnetischen Hülse 44c so eingestellt, daß er kleiner als der Spalt zwischen dem Photoleitcr 1 und der herkömmlichen nichtmagnetischen Hülse ist. Folglich kann die Gegenelektrodenwirkung der nichtmagnetisch^ Hülse 44c im Vergleich zu der her-

se und der Rakel 4M beträgt 2,8 mm. Wenn in diesem 25 kömmlichen nichtmagnetischen Hülse gesteigert wer-FaIl die herkömmliche nichtmagnetische Hülse durch den, und aus denselben Gründen, wie bezüglich der eine nichtmagnetische Hülse ersetzt wird, deren Ober- nichtmagnetischen Hülse 44 in F i g. 8 erläutert worden fläche Rippen mit einer Höhe von 13 mm haben, dann ist, kann die Ausbildung eines roten und eines schwarist der wirksame Spalt g 1 zwischen der Hülse und dem zen Randes verhindert werden (siehe F i g. 11 und 12). Photoleiter 1 g 1 — h - 4,1 mm — 1,5 mm - 2,6 mm. 30 Da der Spalt Y so eingestellt ist. daß er kleiner als der Der sichtbare Spalt gl zwischen der Hülse und der Spalt zwischen dem Photoleiter 1 und der herkömmli-Rake! 4M ist gl — h - 2,8 mm — 1,5 mm - 13 mm, chen nichtmagnetischen Hülse ist. muß der Spalt zwijedoch bleibt der wirksame Spalt am Boden der Rillen sehen der nichtmagnetischen Hülse 44c und einer Rakel 2,8 mm. zum Regulieren der Entwicklermenge auf der nichtma-Wenn der wirksame Spalt g I zwischen der nichtma- 35 gnetischen Hülse 44c entsprechend verringert werden._: gnetischen Hülse und dem Photoleiter I auf diese Weise Da jedoch die nichtmagnetische Hülse 44c den Entwickverkleinert ist, dann kann die Gegenelektrodenwirkung lcr nicht nur an den Rippen 34, sondern auch in den der Hülse wesentlich erhöht werden. Folglich wird das Rillen 35 hält, kann eine ausreichende Entwicklermenge Oberflächenpotential für das anfängliche Aufbringen dem Entwicklungsabschnitt zugeführt werden, wodurch von rotem Toner auf den latenten, elektrostatischen 40 die Gegenelektrodenwirkung gesteigert ist. Bildbereich auf dem Photoleiter 1, der dem roten Bild- In F i g. 13 ist mit Wder Spalt zwischen der Bodenfläbereich der Vorlage entspricht, von der gestrichelten ehe 35a und der Oberfläche des Photoleiters 1 und mit w Kurve auf die ausgezogene Kurve angehoben, wie in der Spalt zwischen der Bodenfläche 35a und einer Rakel F i g. 11 dargestellt ist, so daß ein rotes Kopiebild mit 32 bezeichnet. Da auf der nichtmagnetischen Hülse 44c einer hohen Farbintensität erhalten wird. Bezüglich des 45 die Rippen und die Rillen 35 spiralförmig mit einer Nei-Oberflächenpotentials eines schwarzen Bildbereichs gung 6? bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülwird das Oberflächenpotential für das anfängliche Auf- se 44c ausgebildet sind, wird der auf der nichtmagnctibringen von schwarzem Toner bezüglich einer negati- sehen Hülse gehaltene Entwickler während eines Ent-

ven Polarität erhöht, wie durch eine ausgezogene Kurve in F i g. 12 dargestellt wird, und folglich kann die Ausbildung eines roten Randes um das schwarze Kopiebild herum und eines schwarzen Randes um das rote Kopiebild herum verhindert werden.

In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform einer nichtmagnetischen Hülse 44c gemäß der Erfindung dargestellt. An der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse 44c ist eine Anzahl spiralförmiger Rippen 34 und Rillen 35 ausgebildet. Die Neigung der Spiralen bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse ist mit θ bezeichnet, die Höhe jeder Rippe 34 mit h und der Abstand der Rippen 34, welcher in F i g. 13 durch den Abstand von einer Seitenwand einer Rille bis zu der entsprechenden Seitenwand der benachbarten Rille festgelegt ist, wie in Fig. 14(a) und 14(b)dargestellt ist, ist mit ρ bezeichnet.

Die Höhe h, der Abstand p, die Neigung #der Rippen 34 und der Rillen 35 und die Drehungsgeschwindigkeit der nichtmagnetischen Hülse 44c können in Abhängig wicklungsvorgangs in der axialen Richtung der nichtma- gnetischen Hülse 44c transportiert, während er mit den latenten, elektrostatischen Bildern in Kontakt kommt.

Obwohl der Randeffekt durch die an der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse 44c ausgebildeten Rippen 35 im wesentlichen verhindert ist, kommt es doch vor, daß ein latenter Randteil um einen roten oder einen schwarzen Bildbereich auf dem Photoleiter 1 ausgebildet wird, und daß sehr schwach Toner angezogen werden kann. Folglich kommt es vor, daß durch eine solche schwache Anziehung des Toners an dem latenten Rand teil ein sichtbarer Rand an Kopiebildern ausgebildet wird, wenn die Gegenelektrodenwirkung nur durch die Ausbildung von Rippen an der Oberfläche der nichtma· gnetischen Hülse gesteigert wird, und wenn kein anderer Faktor eine derartige Ausbildung verhindert. |edoch

h^r> wird auf der nichtmagnetischen Hülse 44c, wie sie in Fig. IJ dargestellt ist, der Toner in der axialen Richtung der nichtmagnetischen Hülse 44c befördert, während er mit den latenten, elektrostatischen Bildern in Berührung

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kommt, und die physikalischen Kräfte reichen aus. um portiert. Folglich ist eine Einrichtung zum Rückführen den am Randteil schwach angezogenen Toner von dem des Entwicklers in der entgegengesetzten Richtung Photoleiter 1 zu entfernen, wodurch dann der Randef- zweckmäßig, wenn sie in dem Gehäuse der Entwickfekt vollständig beseitigt ist lungseinrichtung angeordnet wird.

Wenn in der ersten Entwicklungseinrichtung eine s Außer der in Fig. 13 dargestellten spiralförmigen nichtmagnetische Halse 44c verwendet wird, an deren Rippen können auch ringförmige, parallele Rippen ver-Umfang spiralförmige Rippen 34 ausgebildet sind, kann wendet werden, welche an der äußeren Umfangsfläche der Randteil R1, der in F i g. 4 dargestellt ist, beseitigt der nichtmagnetischen Hülse mit einer Neigung von werden. Diese nichtmagnetische Hülse 44 c kann auch in weniger als 90°, vorzugsweise im Bereich von 45° bis der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wer- io 70° bezüglich der Achse der nichtmagnetischen Hülse den. Wenn sie in dieser Entwicklungseinrichtung ver- ausgebildet sind. Wenn ein Entwickler, der Trägerpartiwendet wird, können die folgenden zusätzlichen Vortei- kel mit einem vergleichsweise kleinen spezifischen Wile erhalten werden. derstand enthält, was vorher beschrieben worden ist, in In F i g. 3 besteht die Gefahr, daß ein Teil des Toners der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wird, .eines ersten sichtbaren Tonerbildes, das in der ersten is welche die nichtmagnetische Hülse 44c aufweist, kann 'Entwicklungseinrichtung auf dem Photoleiter 1 entwik- der Randeffekt noch wirksamer verhindert werden. Jekelt worden ist, während des zweiten Entwicklungsvor- doch gibt es. wie ohne weiteres zu ersehen ist, eine gangs durch die zweite, nichtmagnetische Hülse abge- große Anzahl Möglichkeiten, die genaue Form und Ausschabt und in die zweite Entwicklungseinrichtung beför- richtung der Rippen und Rillen gemäß der Erfindung dert wird. Damit weniger Toner abgeschabt wird, sollte 20 insbesondere hinsichtlich der vorstehend beschriebedie Umdrehungsgeschwindigkeit der zweiten nichtma- nen, im wesentlichen spiralförmigen Rillen und Rippen gnetischen Hülse erniedrigt werden, und die Reibung auszulegen, welche dazu dienen, dem beförderten Entzwischen dem ersten entwickelten Bild und der zweiten wickler eine seitliche axiale Bewegung zu verleihen, wonichtmagnetischen Hülse sollte verringert werden. bei jedoch alle diese Änderungen im Rahmen der Erfin-Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der zweiten 25 dung liegen.

nichtmagnetischen Hülse verringert wird, wird jedoch

die Wirksamkeit einer Entwicklung durch die zweite Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

nichtmagnetische Hülse geringer, und folglich wider- —

sprechen die Maßnahmen, daß Abschaben des Toners des ersten entwickelten Tonerbildes durch die zweite nichtmagnetische Hülse zu verringern und die Wirksamkeit einer Entwicklung durch die zweite nichtmagnetische Hülse aufrechtzuhalten, üblicherweise einander.

Wenn jedoch die in F i g. 13 dargestellte, nichtmagnetische Hülse 44c auch in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wird, wird der Entwickler auf der nichtmagnetischen Hülse 44c nicht nur in der Umfr.ngsrichtung der nichtmagnetischen Hülse, sondern auch in deren axialer Richtung bewegt. Folglich bleibt, selbst wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der nichtmagnetischen Hülse 44c in der zweiten Entwicklungseinrichtung erniedrigt wird, um dadurch das erste entwickelte Tonerbild nicht zu beschädigen, die Entwicklung doch entsprechend. Versuche, die in dieser Hinsicht von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt worden sind, haben die folgenden Ergebnisse ergeben:

Üblicherweise muß, um eine Abnahme der Wirksamkeit einer Entwicklung mit der zweiten nichtmagnetischen Hülse in der zweiten Entwicklungseinrichtung zu verhindern, das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit w der nichtmagnetischen Hülse zu der Umfangsgeschwindigkeit vp des Photoleiters annähernd 2,5 bis 4,0 sein, d. h. vr/vp » 2,5 bis 4,0. Wenn im Unterschied hierzu die in Fig. 13 dargestellte, nichtmagnetische Hülse 44c in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wird, kann das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis auf 1,3 bis 2,5 herabgesetzt werden, wodurch die ursprüngliche Wirksamkeit einer Entwicklung mit der zweiten nichtmagnetischen Hülse beibehalten werden kann. Bei ω der in Fig. 13 dargestellten, nichtmagnetischen Hülse 44c sind zwei spiralförmige Rippen 34 ausgebildet. Jedoch kann die Anzahl der spiralförmigen Rippen erforderlichenfalls erhöht werden.

Wenn eine nichtmagnetische Hülse 44c mit fortlaufenden spiralförmigen Rippen in der Entwicklungseinrichtung verwendet wird, wird der Entwickler entlang der nichtmagnetischen Hülse in einer Richtung trans-

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Entwicklungsvorrichtung für ein Zweifarben-Kopiergerät für die Aufbringung von Entwickler unterschiedlicher Farbe und Polarität auf zwei elektrostatische, latente Abbildungen unterschiedlicher Polarität, die jeweils verschiedenen Farbauszugsbildern der zu kopierenden Vorlage entsprechen,