DE3148231C2

DE3148231C2 -

Info

Publication number: DE3148231C2
Application number: DE3148231A
Authority: DE
Inventors: Koji Sakamoto; Kazuo Tokio/Tokyo Jp Kobayashi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-12-05
Publication date: 1988-04-07
Also published as: GB2089244A; DE3148231A1; GB2089244B; US4445771A; GB2150465A; GB8404104D0; GB2150465B

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung für die Aufbringung eines Toners auf eine elektrostatische, latente Abbildung für ein elektrophotographisches Kopiergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 31 09 214 ist bereits eine Entwicklungseinrich tung für die Aufbringung eines Toners auf eine elektrostatische, latente Abbildung für ein elektrophotographisches Kopiergerät bekannt. Die bekannte Entwicklungseinrichtung umfaßt ebenfalls einen Vorratsbehälter für den Toner, eine Auftragwalze mit elektrisch isolierender Oberfläche für die Überführung des Toners von dem Vorratsbehälter auf die elektrostatische latente Abbildung und enthält schließlich eine Abstreifeinrichtung für die Entfernung des restlichen, auf der isolierenden Oberfläche nach der Entwicklung zurückgebliebenen Toners umd eine Einrich tung zur elektrischen Entladung der isolierenden Oberfläche nach der Entfernung des restlichen Toners. Die Einrichtung zur elektrischen Entladung der isolierenden Oberfläche ist inner halb des Vorratsbehälters angeordnet bzw. ragt in den Bereich des Vorratsbehälters hinein. Aufgrund dieser Anordnung werden Abschnitte des Toners auf das Potential der Entladungseinrich tung innerhalb des Vorratsbehälters gebracht, während andere Abschnitte des Toners ein unterschiedliches Potential haben können, was aber für eine möglichst gleichmäßige Aufbringung des Toners auf ein zu entwickelndes latentes elektrostatisches Bild nicht vorteilhaft ist.

Aus der DE-OS 30 34 093 ist eine Entwicklungseinrichtung be kannt, bei der eine Magneteinrichtung zur Bildung einer Ma gnetbürste mit einem Magnetträger zur Anwendung gelangt, der die nichtmagnetischen Einkomponenten Tonerteilchen auflädt und anzieht, wobei auch eine Entwicklerträgereinrichtung vor gesehen ist, die den nichtmagnetischen Einkomponententoner aufnimmt, der durch die Berührung der Magnetbürsten der Ma gneteinrichtung angezogen worden ist und den Toner zur Entwick lung an eine Stelle führt, an der eine Ladungsbildträgerfläche der Entwicklerträgereinrichtung mit einem sehr kleinen Zwischen raum zwischen beiden gegenüberliegt.

Aus der DE-OS 31 08 194 ist ebenfalls eine Entwicklungseinrich tung für ein elektrophotographisches Kopiergerät bekannt, die einen Vorratsbehälter für den Toner sowie eine Auftragwalze für die Überführung des Toners von dem Vorratsbehälter zu einer elektrostatischen, latenten Abbildung auf einer photoleitfähigen Fläche aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsein richtung der angegebenen Gattung zu schaffen, mit der eine be sonders wirksame elektrische Entladung der isolierenden Ober fläche ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungs teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Eine nicht vollständige Entladung der isolierenden Oberfläche führt zu einer Veränderung der Schichtstärke, mit der der Toner an der isolierenden Oberfläche anhaftet.

Für eine wirksame Entladung der isolierenden Oberfläche ist wesentlich, daß die Entladung unmittelbar hinter der Abstreif einrichtung vorgenommen wird, um das erneute Ansetzen von Toner an der isolierenden Oberfläche wirksam zu verhindern.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie len unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Entwicklungsein richtung, welche ein Tonerförderteil und ein Tonerladeteil auf weist;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Ausfüh rungsform einer Entwicklungseinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung, welche ein Tonerladeteil mit einer Isolierschicht und eine Einrichtung zum Entladen der Isolierschicht aufweist; und

Fig. 3 in einem größeren Maßstab eine Teilansicht der in Fig. 2 dargestellten Entwicklungsein richtung.

In Fig. 1 ist ein elektrophotographisches Kopiergerät dar gestellt, in welchem eine Entwicklungseinrichtung verwendbar ist, um die vorstehend beschriebene Aufgabenstellung zu lösen. Das Kopier gerät weist die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Ent wicklungseinrichtung und ein photoleitfähiges Teil in Form einer Trommel 2 auf. Die Entwicklungseinrichtung 1 weist einen Behälter 10 auf, in welchem ein Einkomponentenent wickler, d. h. ein magnetischer Toner 12 untergebracht ist. Eine Tonerförderhülse 14 ist dem Behälter 10 zugeordnet, um den Toner 12 von dem Behälter 10 wegzubefördern. In der Hülse 14 ist ein Magnet 16 untergebracht, der mit der Hülse 14 zusammenarbeitet. Eine Tonerauftragwalze 18 ist zwischen der Förderhülse 14 und der photoleitfähigen Trommel 2 angeord net, um durch Reibung Ladung auf den Toner 12 aufzubrin gen. Der Toner 12 ist ein Toner mit einem verhältnismäßig hohen elektrischen Widerstand, und sein spezifischer elek trischer Durchgangswiderstand kann beispielsweise größer als 10¹⁰ Ωcm, vorzugsweise größer als 10¹³ Ωcm sein.

Die Förderhülse 14 ist aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und so angeordnet, daß sie einem Tonereinlaß/ Auslaß des Behälters 10 gegenüberliegt. Die Auftragwalze 18 ist nahe und parallel zu der Förderhülse 14 angeordnet, während die Trommel 10 parallel zu der Auftragwalze 18 und an die ser anliegend oder in einem geringen Abstand von dieser angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Magnet 16 im Innern der Hülse 14 feststehend angeordnet, während die Hülse 14 bezüglich des Magneten 16 entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist; die Auftragwalze 18 ist ebenfalls ent gegen dem Uhrzeigersinn drehbar.

Während eines Kopierzykluses des Kopiergeräts wird die Trommel 2 angetrieben und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie durch einen Pfeil in Fig. 1 angezeigt ist. Ein elektrosta tisches, latentes Bild wird durch eine (nicht dargestellte) bekannte, ein latentes Bild erzeugende Einrichtung auf der Oberfläche der sich drehenden Trommel 2 geschaffen. Ent sprechend der Drehbewegung der Trommel wird das latente Bild in eine Station D gebracht, wo die Trommel 2 an der Auftragwalze 18 anliegt oder in einem sehr geringen Abstand von dieser angeordnet ist. Die Station D wird nachstehend als Entwicklungsstation bezeichnet. Obwohl die Ladepolari tät auf dem latenten Bild entweder positiv oder negativ sein kann, soll im vorliegenden Fall ein latentes Bild beispielsweise durch negative Ladung erzeugt werden.

Unterdessen werden die Hülsen 14 und 18 durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus für eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben. Die Hülse 14 trägt den aus dem Behälter 10 entnommenen Toner 12 aufgrund des Zusammenwirkens mit dem in ihrem Inneren angeordneten, feststehenden Magneten 16. Der Toner 12 bildet eine magne tische Bürste und wird durch die Hülse 14 bei einer Drehbe wegung entgegen dem Uhrzeigersinn allmählich weiterbeför dert. Die Polaritäten S und N des Magneten 16 sind so ange ordnet, um eine Wirkung zu schaffen, wie sie in Fig. 1 dar gestellt ist. Eine Rakelscheibe 20 ist der Hülse 14 gegen überliegend in der Weise angeordnet, daß mit ihr grob die Dicke der Tonerschicht auf der Hülse 14 eingestellt wird.

Die Hülse 14 befördert den Toner 12 in der durch einen Pfeil A angezeigten Richtung zu einer Stelle, die nahe bei der benachbarten Auftragwalze 18 liegt. Der Toner 12 wird dann in Kontakt mit der Oberfläche der Auftragwalze 18 gebracht und unter Reibung werden zum Teil Ladungen aufgebracht. Par tikel des Toners 12, die auf einen Pegel geladen worden sind, der höher als ein vorbestimmter Pegel ist, kommen von dem durch den Magneten 16 erzeugten Magnetfeld frei und werden von der Oberfläche der Hülse 16 auf die der Auftragwalze 18 über tragen.

Derartige Reibungsladungen auf dem Toner 12 sind durch die vorteilhafte bzw. ungewöhnliche Ausführung der Auftragwalze 18 erreichbar. Wie dargestellt, weist die Auftragwalze 18 ein leit fähiges Tragteil 18 a und eine Außenschicht 18 b auf, die auf der Außenfläche des leitfähigen Tragteils 18 a ausgebildet ist. Die Außenschicht 18 b ist aus einem entsprechendem Ma terial hergestellt, mit welchem der Toner 12 auf eine ge wünschte Polarität geladen werden kann, welche in der dar gestellten Ausführungsform positiv ist.

Der Toner 12, der nunmehr an der Oberfläche der Auftragwalze 18 haftet, wird durch sie (18), die entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, weiterbefördert, bis er die Entwicklungssta tion D erreicht. In dieser Station D berührt der Toner 12 im wesentlichen die Oberfläche der rotierenden Trommel 2, wodurch er an das latente Bild auf der Trommel 12 elektro statisch angezogen wird. Das latente Bild, das auf diese Weise durch den Toner 12 entwickelt worden ist, wird dann zu einer Übertragungsstation weiter befördert, wo es durch eine (nicht dargestellte) Bildübertragungseinrichtung als Tonerbild auf ein Blatt Papier übertragen wird.

Somit wird der Toner 12 mit einem hohen Widerstand durch die Hülse 14 und den in ihrem Innern untergebrachten Ma gneten 16 befördert und dann durch die benachbarte Auftragwalze 18 durch Reibung geladen. Zwischen den Hülsen 14 und 18 werden ein elektrisches Feld, das der Reibungsladung zu zuordnen ist, und ein Magnetfeld erzeugt, das dem Ma gneten 16 zuzuschreiben ist. Hierdurch wird der Toner 12 entgegengesetzt gerichteten Anziehungskräften ausgesetzt und nur diese Tonerpartikel können über einen vorgegebenen Ladungspegel hinaus geladen werden, um von der Hülse 14 an die Auftragwalze 18 übertragen zu werden. Folglich wird eine Toner schicht 12′, die aus Tonerpartikeln 12 einer vorgegebenen La dungsmenge gebildet ist, auf der Oberfläche der Auftragwalze 18 ge schaffen. Anders ausgedrückt, die einzelnen Tonerpartikel 12, welche die Tonerschicht 12′ bilden, können eine im we sentlichen gleichförmige Ladungsmenge haben, um schließlich eine gleichförmige Ladungsverteilung über die ganze Toner schicht 12′ zu schaffen. Außerdem können die Stärken der vorstehend beschriebenen magnetischen und elektrischen Fel der durch eine entsprechende Wahl der Art und/oder Sorte der Außenschicht 18 b der Auftragwalze 18 und des Magneten 16 ge steuert werden. Hierdurch wiederum kann ohne weiteres die Menge an Tonerpartikeln 12 auf der Auftragwalze 18 und folglich erforderlichenfalls die Dicke der Tonerschicht 12′ einge stellt werden. Hierdurch kann dann eine dünne gleichförmig geladene Tonerschicht 12′ auf der Auftragwalze 18 aufgebracht wer den, wodurch sich dann klare, scharfe Tonerbilder auf Ko pierblättern ergeben.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird der Teil des Toners, welcher nicht an die Auftragwalze 18 übertragen wurde, durch die Hülse 14 entgegen dem Uhrzeigersinn weiter be fördert und wieder in dem Behälter 10 gesammelt. Die Auftragwalze 18 ist so ausgelegt, daß der Toner 12 von ihr aus unmittel bar auf das latente Bild auf der Trommel 12 aufgebracht wird, und folglich wirkt sie auch noch als Entwicklungsrol le. In einem solchen Fall kann eine positive oder negative Vorspannung an den leitfähigen Tragteil 18 a der Auftragwalze 18 entsprechend einem Potential auf den Untergrundflächen der Trommeloberfläche angelegt werden, so daß dadurch ver hindert werden kann, daß der Toner 12 zufällig an den Unter grundflächen haftet. Hierbei braucht nicht erwähnt zu wer den, daß selbst in einem solchen Fall eine Anordnung vor gesehen werden soll, um eine Reibungsladung zwischen der Auftragwalze 18 und dem Toner 12 zu bewirken, so daß eine vorge gebene Tonermenge 12 an der Auftragwalze 18 haften kann. Die Au ßenschicht 18 b der Auftragwalze 18 wird durch die Reibungsladung mit der Polarität geladen, die der des latenten Bildes ent spricht. Diese Ladung kann als Vorspannung benutzt werden, um das Aufbringen von Toner auf den Untergrundflächen zu ver hindern.

In der Entwicklungseinrichtung 1 kann die Außenschicht 18 b der Auftragwalze 18 aus einem Isoliermaterial hergestellt sein, so daß die Auftragwalze 18 die Tonerpartikel noch wirksamer laden kann. Dies ist jedoch im Laufe der Zeit mit einer fortlaufen den Ansammlung von unerwünschten Ladungen auf der Isolier schicht verbunden, was das Laden von Tonerpartikeln nach teilig beeinflussen würde. Infolgedessen muß in einem sol chen Fall irgendeine Einrichtung vorgesehen werden, um die Isolierschicht vollständig zu entladen.

Anhand von Fig. 2 und 3 wird nunmehr eine Ausfüh rungsform der Erfindung beschrieben, mit welcher solche un erwünschte Ladungen wirksam entfernt werden können, die sich auf der Isolierschicht ansammeln würden. In Fig. 2 sind Teile, welche den in Fig. 1 dargestellten Teilen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in Fig. 2 dar gestellt, ist ein zweiter Magnet 22 im Innern der Ladehül se 18 auf die gleiche Weise wie der Magnet 16 im Innern der Auftragwalze 18 in einer vorgegebenen Lage fest angeord net. Es wird der Toner 12 von dem Behälter 10 über die Hülse 14 der Auftragwalze 18 zuge führt. In dieser Ausführungsform hat die Auftragwalze 18 auf ihrem leitfähigen Tragteil 18 a eine Isolierschicht 24, um den Toner 12 durch Reibung zu laden. Die Isolierschicht 24 lädt den Toner 12 durch Reibung mit einer Polarität, welche der ei nes latenten Bildes auf der Trommel 2 entgegengesetzt ist, und welche in der vorliegenden Ausführungsform eine positive Polarität ist, da das latente Bild eine negative Polarität haben soll. Folglich wird die Schicht 24 aus einem ent sprechenden Material hergestellt, welches diesem Zweck dient, die beispielsweise Teflonharz (eingetragenes Waren zeichen).

Der Toner 12, der durch die Isolierschicht 24 durch Reibung mit positiver Polarität geladen worden ist, wird dann durch die Auftragwalze 18 zu der Entwicklungsstation D befördert, um dann elektrostatisch auf ein negatives, latentes Bild auf der Trommel 2 aufgebracht zu werden. Der Restteil des Toners 12 auf der Auftragwalze 18, welcher nicht an der Entwicklung teilnimmt, wird an der Entwicklungsstation D vorbeibeför dert, wie durch einen Pfeil A′ angezeigt ist, und wird dann über die Zwischenhülse 14 zu dem Behälter 10 zurückgebracht.

Die Übertragung des Toner 12 von der Auftragwalze 18 zurück zu der Hülse 14 wird durch die Magnetkräfte bewirkt, welche durch die Magnete 22 und 16 im Innern der Hülsen 18 bzw. 14 ausge übt werden. Jedoch sind die Magnetkräfte der Magnete 22 und 16 nicht stark genug, um den Toner 12 von der Auftragwalze 18 vollständig zu der Hülse 14 zu verschieben bzw. zu über tragen, so daß ein gewisser Teil auf der Auftragwalze 18 zurück bleiben würde. Der Resttoner auf der Auftragwalze 18 würde sich im Laufe der Zeit allmählich sammeln, und dadurch die Wieder gabe von Bildern hoher Qualität behindern. In dieser Aus führungsform ist daher eine Abstreichschneide 26 fest an gebracht, die mit ihren gegenüberliegenden Enden mit einem gewissen Druck an den Hülsen 18 bzw. 14 anliegt, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Schneide 26 ist vorgesehen, um den Toner 12 wirksam von der Oberfläche der Auftragwalze 18 ab zuschaben und um ihn an die Hülse 14 zu übertragen.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung und Arbeitsweise sammeln sich Ladungen allmählich auf der Isolierschicht 24 der Auftragwalze 18, wenn ein Kopierzyklus des Kopiergeräts wieder holt wird, wodurch die Qualität der wiedergegebenen Bilder schlechter wird. Wie vorstehend bereits ausgeführt, sind be reits einige Entladungseinrichtungen vorgeschlagen worden, welche außerhalb der Auftragwalze 18 angeordnet sind.

Bei der herkömmlichen Ausführung bleiben La dungspaare an den Tonerpartikeln und der Isolierschicht selbst nach einer Entladung zurück, da der Entlader über den Tonerpartikeln angeordnet ist. Daraus ergibt sich, daß keine Restladungen auf der Isolierschicht verbleiben würden, wenn die Isolierschicht gleichzeitig oder nach dem Entfer nen der Tonerpartikel von der Ladehülse entladen würden. In Fig. 2 ist die Abstreichschneide 26 aus einem leitfähigen Material hergestellt und geerdet. Die Abstreichschneide 26 erdet die Isolierschicht 24 der Auftragwalze 18, um diese wirksam zu entladen, während Tonerpartikel von der Isolierschicht 24 entfernt werden.

Ohne irgendeine Hilfe kann mittels der Abstreichschneide 26 die Ladung nicht vollständig von der Oberfläche der Auftragwalze 18 entfernt werden. Aus diesem Grund weist die An ordnung in Fig. 2 eine zweite Entladeeinrichtung in Form einer Entladebürste 30 auf. Wie am besten aus Fig. 3 zu er sehen ist, ist die Entladebürste 30 durch ein Halteteil 32 fest an der Abstreichschneide 26 angebracht und zusammen mit dieser geerdet. Das freie Ende der Entladebürste 30 ist (in der Drehrichtung der Auftragwalze 18 gesehen) in einem Bereich nach einem Teil der Auftragwalze 18, wo im wesentlichen keine To nerpartikel mehr vorhanden sind, d. h. an einem Teil, wo die Tonerpartikel mittels der Abstreichschneide 26 entfernt wer den, aber vor einem Teil angeordnet, wo frische Tonerparti kel von der Hülse 14 an die Auftragwalze 18 übertragen werden. Bei dieser Ausführung und Anordnung kann die Entladebürste 30 die Isolierschicht 24 wirksam entladen. Hierbei kann das freie Ende der Bürste 30 in Anlage an der Oberfläche der Auftragwalze 18 gehalten werden oder kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist, in einem geringen Abstand t von der Oberfläche der Auftragwalze 18 angeordnet sein. Wenn die Bürste 30 in dem Abstand t von der Auftragwalze 18 angeordnet ist, wird die Isolierschicht 24 durch eine Entladung entladen, welche sich von der Isolierschicht 24 zu dem freien Ende der Bür ste 30 hin ausbildet. Der Vorteil, der sich ergibt, wenn die Bürste 30 in einem vorgegebenen Abstand angeordnet ist, besteht darin, daß eine Abnutzung der Bürste 30 und der Isolierschicht 24, die auf die Reibung zurückzuführen ist, vermieden werden kann. Auch kann eine Anzahl Entladebürsten 30 in einem vorher festgelegten Bereich um die Auftragwalze 18 herum angeordnet werden, wenn eine einzige Bürste 30 für eine vollständige Entladung der Isolierschicht 24 nicht ausreicht.

Die Entladeeinrichtun gen sind nicht auf die Schneide und Bürste beschränkt, son dern sie können irgendwelche andere geeignete Entladeein richtungen, wie Koronaentlader aufweisen.

Claims

1. Entwicklungseinrichtung für die Aufbringung eines Toners auf eine elektrostatische, latente Abbildung für ein elektrophotographisches Kopiergerät, mit einem Vorrats behälter für den Toner, mit einer Auftragwalze mit elektrisch isolierender Oberfläche für die Überführung des Toners von dem Vorratsbehälter auf die elektrostatische, latente Abbil dung, mit einer Abstreifeinrichtung für die Entfernung des restlichen, auf der isolierenden Oberfläche nach der Entwick lung zurückgebliebenen Toners, und mit einer Einrichtung zur elektrischen Entladung der isolierenden Oberfläche nach der Entfernung des restlichen Toners, dadurch gekenn zeichnet, daß die Entladungseinrichtung (30) in Dreh richtung der Auftragwalze (18) hinter der Abstreifeinrich tung (26) und vor einer Stelle angeordnet ist, an der eine Tonerüberführungsanordnung (14) für die Überführung des Toners von dem Vorratsbehälter (10) zu der Auftragwalze (18) vorge sehen ist.

2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungseinrichtung aus einer elektrisch leitenden und geerdeten Entladebürste (30) gebildet ist.

3. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerüberführungsanordnung eine Magnetbürstenanordnung (14) ist, an die ein elektrisches Potential zur Unterstützung der Überführung des restlichen Toners von der Auftragwalze (18) zu der Magnetbürstenanordnung (14) angelegt ist.