DE3134354A1

DE3134354A1 - Entwicklungseinrichtung zum entwickeln eines elektrostatischen latentbildes mittels eines magnetischen toners

Info

Publication number: DE3134354A1
Application number: DE19813134354
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kumagaya Kashiwagi; Keitaro Saitama Yamashita
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1982-04-08
Also published as: US4496240A; JPS5745573A; DE3134354C2

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnettoner-Ent-Wicklungseinrichtung zum Sichtbarmachen eines elektrostatischen Latentbildes, das auf der Oberfläche eines Bildträgers , wie beispielsweise eines lichtempfindlichen Teils, gebildet worden ist»

Kürzlich ist auf dem Gebiet der elektrophotographischen Kopiermaschinen, Faksimileeinrichtungen, Drucker und dergleichen Maschinen ein solches Entwicklungsverfahren allgemein üblich geworden, bei dem ein elektrostatisches Latentbild auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Teils oder eines dielektrischen Teils mittels einer magnetischen Bürste unter Verwendung von magnetischem Toner entwickelt und sichtbar gemacht wird« Durch direktes Fixieren des mittels des magnetischen Toners entwickelten Bildes oder durch Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Übertragungsblatt und anschließendes Fixieren des übertragenen Bilds erhält man eine sogenannte Hardeopy.

Wie in der US-Patentschrift 4 24o 375 beschrieben und dargestellt ist, kann eine konventionelle Magnetbürstenentwicklungseinrichtung, in der magnetischer Toner verwendet wird, keine gleichförmige Zufuhr des Toners über die gesamte wirksame Entwicklungsbreite bewirken, und eine solche Entwicklungseinrichtung ist nicht so ausgebildet, daß sie die Steuerung der Menge der magnetischen To- nerteilchen, die von der Hülse angezogen werden, ermöglicht.

Demgemäß soll mit der vorliegenden Erfindung eine einen magnetischen Toner verwendende Entwicklungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die in der Lage ist, den

magnetischen Toner gleichförmig zuzuführen/ und die eine Steuerung der Menge des magnetischen Toners, der von der Hülse angezogen wird, ermöglicht.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine einen magnetischen Toner verwendende Entwicklungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die eine nichtmagnetische, zylindrische Hülse hat, welche gegenüber der Oberfläche eines lichtempfindlichen Teils vorgesehen ist; sowie eine Magnetwalze, die in der Hülse angeordnet ist und eine Mehrzahl von Magnetpolen hat; einen Entwicklungsbehälter zum Versorgen der nichtmagnetischen Hülse mit dem magnetischen Toner; einen Tonerbehälter, der mit dem Entwicklungsbehälter verbunden ist und den magnetischen Toner enthält; eine Klinge, die am Tonerauslaß des Entwicklungsbehälters angeordnet und dazu geeignet ist, die Dicke des magnetischen Toners einzustellen, der aufgrund der Relativdrehung zwischen der Hülse und der Magnetwalze auf der Hülse gefördert wird; eine Detektoreinrichtung, die, gesehen in der Förderrichtung des magnetischen Toners, an der stromaufwärtigen Seite der Klinge vorgesehen und dazu geeignet ist, die Menge des magnetischen Toners zu ermitteln; eine magnetische Einrichtung, die am Tonerauslaß des Tonerbehälters angeordnet und dazu geeignet ist, die Menge des magnetischen Toners, die durch den Tonerauslaß zu dem Entwicklungsbehälter zugeführt wird, einzustellen; und eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der magnetischen Einrichtung gemäß dem Signal von der Detektoreinrichtung.

Die obigen sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Merkmale der Erfindung seien nachstehend anhand einer bevor-. zugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer typischen konventio-

nellen Entwicklungseinrichtung, in der ein magnetischer Toner verwendet wird? und

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung, in der ein magnetischer Toner verwendet wird und

die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist.

Bevor zu einer ins einzelne gehenden Beschreibung einer be-•jo vorzugten Ausführungsform der Erfindung übergegangen werden soll, seien die Wachteile einer konventionellen Entwicklungseinrichtung beschrieben, damit das Verständnis der Vorteile der vorliegenden Erfindung erleichtert wird.

In Fig. 1 ist eine typische konventionelle Entwicklungseinrichtung vom Magnetbürstentyp gezeigt,, die unter Verwendung eines magnetischen Toners arbeitet, und in der eine nichtmagnetische zylindrische Hülse 2 gegenüber einer licht- bzw. photoempfindlichen Trommel 1 vorgesehen ist.

Eine Magnetwalze 3, die eine Mehrzahl von Magnetpolen auf ihrem Umfang hat? ist in der Hülse 2 vorgesehen. Ein Tonerbehälter 4, der einen magnetischen Toner 5 enthält, ist mit einem Entwicklungsbehälter 6 verbunden, so daß er den letzteren mit magnetischem Toner 5 speist- Die magnetischen Teilchen des Toners 5 werden dann angezogen und aufgrund der Relativdrehung zwischen der Hülse 2 und der Magnetwalze 3 über die Oberfläche der Hülse 2 ausgebreitet. Die Dicke der Schicht des magnetischen Toners, die auf der Hülse 2 gefördert wird, wird durch eine Klinge 7 reguliert,, die am Tonerauslaß des Entwicklungsbehälters 6 angeordnet ist. Die Entwicklung eines Bildes wird bewirkt , wenn die magnetische Bürste, die durch den magnetischen Toner 5 gebildet wird, über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 reibt.

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In einer konventionellen Entwicklungseinrichtung, die den beschriebenen Aufbau hat, wird die Zufuhr des magnetischen Toners 5 von dem Tonerbehälter 4 in den Entwicklungsbehälter 6 durch dessen freie Herabfließeigenschaften aufgrund der Schwerkraft bewirkt. Es ist daher nicht möglich, den magnetischen Toner gleichförmig über die gesamte Länge des Entwicklungsbehälters 6 zuzuführen. Darüber hinaus zieht die Hülse 2, da keine Einrichtung zum Steuern der Zufuhr des magnetischen Toners vom Tonerbehälter 4 her vorgesehen ist, eine übermäßig große Menge an magnetischem Toner 5 an, was ein erhöhtes Antriebsdrehmoment zur Folge hat bzw. als Folge erfordert.

Diese Nachteile nach dem Stande der Technik werden jedoch durch die Erfindung vollständig tiberwunden, wie sich besonders deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform ersehen läßt.

Die Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer mit magnetischem Toner arbeitenden Entwicklungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung, wobei in dieser Figur die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung der gleichen Teile oder Elemente, die bereits in Fig. 1 gezeigt sind, verwendet worden sind.

Wie in dem Falle der in Fig. 1 gezeigten konventionellen Einrichtung wird der im Tonerbehälter 4 enthaltene magnetische Toner 5 durch einen Zufuhrkanal 4a zum Entwicklungsbehälter 6 zugeführt und von einer nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse 2, in der eine Magnetwalze 3 vorgesehen ist, angezogen und gefördert. Die Dicke der Schicht des magnetischen Toners wird mittels einer am Tonerauslaß des Entwicklungsbehälters 6 vorgesehenen Klinge 7 eingestellt, bevor der Toner zum Entwicklungsabschnitt gefördert wird.

In der Einrichtung nach der Erfindung ist ein Detektor 9 zum Ermitteln der Menge des magnetischen Toners 5 an der stromaufwärtigen Seite, der Klinge 7, gesehen in der Förderrichtung des Toners, vorgesehen, und der bevorzugte Aufbau des Detektors 9 ist in der US-Patentschrift Nr. 4 27o 487, oder in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61939/79 oder in der japanischen Patentoffenlegungs schrift Nr. 61939/79 beschrieben. Genauer gesagt kann dieser Detektor 9 ein elektrisches Signal entsprechend der Menge an magnetischem Toner 5, der von der Hülse 2 angezogen und auf letzterer gehalten wird, erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt der Detektor 9 keinerlei Signal, wenn die Menge an magnetischem Toner, die von der Hülse 2 angezogen und auf letzterer gehalten wird, größer als eine vorbestimmte Menge ist, er erzeugt jedoch ein Signal, wenn die Menge des magnetischen Toners unter eine vorbestimmte Menge abfällt. Ein anderer spezieller Aufbau des Detektors 9 ist in der japanischen Offenlegungsschrift 153o37/79 dargestellt und beschrieben.

Eine Magnetwalze 1o_f die 1ooo Gauss Magnetflußdichte auf ihrer Oberfläche hat und auf dieser Oberfläche mit wenigstens zwei Teilen bzw» Bereichen von sich axial erstrekkenden Magnetpolen versehen ist, ist in der Nähe des Zuführungskanal 4a vorgesehen,, und zwar derart, daß sie in der Richtung des eingezeichneten Pfeils mittels eines Motors 11 oder einer ähnlichen Antriebseinrichtung gedreht werden kann= Die Magnetwalze Io ist vorzugsweise mit der gleichen Axiallänge versehen, wie sie die Walze 3 hat-Der Motor 11 kann gemäß dem Signal vom Detektor 9 betätigt werden. Die Magnetwalze 1o hat vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 1o und 2o mm und kann mit einer Geschwindigkeit zwischen 1oo und 2oo Umdrehungen pro Minute gedreht werden.

Diese Entwicklungseinrichtung arbeitet in der nachstehend erläuterten Weise. Wenn der magnetische Toner 5 zunächst in den Tonerbehälter 4 eingegeben worden ist, erzeugt der Detektor 9 ein elektrisches Signal, weil kein magnetischer Toner auf der Hülse 2 ist, so daß der Motor 11 betätigt und die Magnetwalze 1o in der Richtung des Pfeils gedreht wird. Infolgedessen wird der magnetische Toner 5 vom Tonerbehälter 4 durch den Zuführungskanal 4a zum Entwxcklungsbehälter 6 zugeführt. Der zum Entwicklungsbehälter 6 zugeführte magnetische Toner wird durch die magnetische Anziehungskraft der Magnetwalze 3 angezogen und auf der Hülse 2 festgehalten, und dieser magnetische Toner wird aufgrund der Relativdrehung zwischen der Hülse 2 und der Magnetwalze 3 in der Richtung des an der Hülse 2 gezeichneten Pfeils gefördert. Im Verlauf dieses Förderns des magnetischen Toners wird die Dicke der Schicht des magnetischen Toners mittels der Klinge 7 eingestellt. Der magnetische Toner wird in den Entwxcklungsbehälter 6 zurückgeführt, nachdem eine Entwicklung des elektrostatisehen Latentbildes auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erfolgt ist.

Wenn der magnetische Toner 5 kontinuierlich von dem Tonerbehälter 4 in den Entwxcklungsbehälter 6 zugeführt wird, wird die auf der Hülse 2 gehaltene Menge an magnetischem Toner 5 erhöht. Wenn die vorbestimmte Menge des magnetischen Toners 5 erreicht ist, wird das elektrische Signal vom Detektor 9 gestoppt bzw. kommt kein elektrisches Signal mehr vom Detektor 9, und die Magnetwalze 1o hört auf, sich zu drehen, so daß dadurch die Zufuhr des magnetischen Toners 5 vom Tonerbehälter 4 in den Entwxcklungsbehälter 6 aufhört. Es ist auf diese Weise möglich, das Anziehen von einer übermäßigen Menge an magnetischem Toner an der Hülse 2 zu verhindern und daher das Antriebsdrehmoment, das für den Antrieb der Hülse 2 und/oder der

Magnetwalze 3 erforderlich ist, in großem Maße zu vermindern» Gleichzeitig wird die Stabilität des Toners erhöht. In einer konventionellen Einrichtung besteht nämlich der Nachteil, daß nur die Tonerteilchen mit kleinen Teilchenabmessungen verbraucht werden, während die Tonerteilchen von verhältnismäßig großen Texlchenabmessungen unverbraucht bleiben* Dieser Nachteil wird in der Entwicklungseinrichtung nach der Erfindung vollständig ausgeschaltet» Darüber hinaus ist es, da die Zufuhr der magnetischen Teilchen zum Entwicklungsbehälter 6 durch die Magnetwalze 1o bewirkt wird, möglich, den Toner im wesentlichen gleichförmig über die gesamte Länge der Magnetwalze 1o zuzuführen, so daß der magnetische Toner 5 auf der Oberfläche der Hülse 2 gleichförmig über die gesamte wirksame Entwicklungsbreite ausgebreitet wird, wodurch jede ungleichmäßige Dicke der Entwicklung ausgeschaltet wird.

In der beschriebenen Ausführungsform kann die Relativdrehung zwischen der Magnetwalze 3 und der Hülse 2 dadurch bewirkt werden, daß entweder die Magnetwalze 3 oder die Hülse 2 gedreht wird, oder daß diese Teile in entgegengesetzten Richtungen oder in der gleichen Richtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden«

Hinsichtlich des Detektors 9 sei darauf hingewiesen, daß verschiedenste Arten von Detektoren, wie beispielsweise ein mechanischer Detektor, ein magnetischer Detektor oder ein optischer Detektor als der Detektor 9 verwendet werden können, vorausgesetzt, daß sie die Menge des an die Hülse 2 angezogenen magnetischen Toners zufriedenstellend ermitteln können. Außerdem kann die Magnetwalze 1o zum Zuführen des magnetischen Toners 5 von einer nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse umgeben sein. Obwohl jede der Magnetwalzen 3 und 1o nach der vorstehenden Beschreibung ein integraler bzw» einstückiger zylindrischer Magnet

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sind, ist das keine ausschließliche Ausführungsform, vielmehr kann jede Magnetwalze auch aus einer Mehrzahl von aneinander haftenden bzw. miteinander verklebten Magnetblökken zusammengesetzt sein. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß die beschriebene abwechselnde Anordnung von N- und S-Polen nicht wesentlich ist, und daß die Anordnung der Polaritäten erforderlichenfalls abgewandelt werden kann.

Der Spalt d- zwischen der Hülse 2 und der Klinge 7 sowie der Spalt d- zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse 2 können entsprechend dem Verfahren des Förderns des Toners bestimmt werden. Wenn nämlich das Fördern des Toners durch die Drehung der Hülse erfolgt, werden die Spalte d.. und d2 vorzugsweise so gewählt, daß sie in den Bereich zwischen o,3 und o,6 mm bzw. o,5 und o,8 mm fallen. In dem Fall, in dem die Magnetwalze gedreht wird, werden die Spalte d^ und d~ vorzugsweise so gewählt, daß sie in den Bereich zwischen o,2 und o,4 mm bzw. o,3 und o,6 mm fallen. Schließlich werden, wenn das Fördern des Toners durch gleichzeitige Drehung der Hülse und der Magnetwalze erfolgt, die Spalte d- und &2 so festgelegt, daß sie in den Bereich zwischen o,2 und o,4 mm bzw. o,4 und o,7 mm fallen. Der Spalt d., des Tonerzuführungskanals 4a wird vorzugsweise so gewählt, daß er zwischen o,5 und 2 mm beträgt, obwohl der in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise dem Volumen des Tonerbehälters 4, der magnetischen Flußdichte der Magnetwalze 3 und der magnetischen Flußdichte auf der Innenwand des Tonerzuführungskanals, die vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von nicht weniger als 3oo Gauss liegt, usw., verändert werden kann.

Wie beschrieben wurde, ist es gemäß der Erfindung möglich, den magnetischen Toner gleichförmig über die gesamte Länge

der Hülse zuzuführen und die Menge an magnetischem. Toner, der von der Hülse angezogen wird, zu optimieren, so daß dadurch eine stabile Entwicklung des Latentbildes sichergestellt wird.

Leerseite

Claims

KRAUSE WEt&ERT - PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-IN G. ANN EKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-8OOO MÜNCHEN 71 · TE LEFO N O8 9/79 7O 77-79 7O 78 · TELEX O5-212 156 kpat d TELEGRAMM KRAUSPATENT 3025 JS/BR HITACHI METALS, LTD. 1-2, 2~chome, Marunouchi Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes mittels eines magnetischen Toners PATENTANSPRÜCHE

1. Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes mittels eines magnetischen Toners, die eine nichtmagnetische, zylindrische Hülse aufweist, welche gegenüber der Oberfläche eines lichtempfindlichen Teils angeordnet ist, sowie eine Magnetwalze, die in der Hülse vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Magnetpolen hat, einen Entwicklungsbehälter zur Versorgung der nichtmagnetischen Hülse mit dem magnetischen Toner, einen Tonerbehälter, der mit dem Entwicklungsbehälter verbunden ist und den magnetischen Toner enthält, und eine Klinge, die am Tonerauslaß des Entwicklungsbehälters angeordnet ist und zum Einstellen der Dicke der Schicht des magnetischen Toners dient,

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der aufgrund einer Relativdrehung zwischen der nichtmagnetischen Hülse und der Magnetwalze auf der nichtmagnetischen Hülse gefördert wird, gekennzeichnet durch:

eine, bezogen auf die Förderrichtung des magnetischen Toners (5) , stromaufwärts von der Klinge (7) angeordnete Detektoreinrichtung (9) zum Ermitteln der Menge des magnetischen Toners (5);

eine magnetische Einrichtung (1o), die am Tonerauslaß (4a) des Tonerbehälters (4) angeordnet und dazu geeignet ist, die Menge des durch den Tonerauslaß (4a) zum Entwicklungs-

■ behälter (6) zugeführten Toners (5) einzustellen; und eine Betätigungseinrichtung (11) zum Betätigen der magnetischen Einrichtung (1o) gemäß dem Signal von der Detektoreinrichtung (9).

■ 2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung (1o) eine Magnetwalze umfaßt oder ist, die auf ihrer äußeren Oberfläche mit einer Mehrzahl von Magnetpolen versehen ist, während die Betätigungseinrichtung (11) die magnetische Einrichtung (1o) derart betätigen kann, daß die Magnetwalze angehalten wird, wenn der Entwicklungsbehälter (6) den magnetischen Toner (5) in einer Menge erhält, die eine vorbestimmte Menge übersteigt, und daß die Magnetwalze gedreht wird, wenn die Menge des magnetischen Toners (5), der in dem Entwicklungsbehälter (6) enthalten ist, unter der vorbestimmten Menge liegt.