DE3212865A1

DE3212865A1 - Entwicklungsvorrichtung zur entwicklung eines latenten ladungsbilds

Info

Publication number: DE3212865A1
Application number: DE19823212865
Authority: DE
Inventors: Masahiro Yokohama Hosoya; Tsuyoshi Fujisawa Kanagawa Ueno
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE3212865C2; US4498756A; JPS57165866A; US4521098A

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung zur Zufuhr von Entwickler zur Oberfläche eines lichtempfindlichen Körpers oder Elements, auf dem ein latendes elektrostatisches Bild, d.h. latentes Ladungsbild erzeugt werden soll, und zur Sichtbarmachung dieses Ladungsbilds. Insbesondere betrifft die Erfindung eine vom lichtempfindlichen Element auf Abstand angeordnete Entwicklungsvorrichtung.

Bei einer bisherigen Entwicklungsvorrichtung zur Sichtbarmachung eines latenten Ladungsbilds werden Entwicklungseinheiten, etwa eine Fellbürste, eine Kaskade, eine Magnetbürste o.dgl., in unmittelbare Berührung mit der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements gebracht. Dabei wird ein Entwickler willkürlich oder bedarfsweise (at random) an die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements angetragen, auf dem ein latentes Ladungsbild erzeugt werden soll. Der Entwickler bleibt daher notwendigerweise auch

-εauf den bildfreien Bereichen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, in denen kein latentes Ladungs- " bild erzeugt wird und die vom Entwickler frei gehalten werden müssen, und nicht nur auf den bildtragenden Bereichen (Bildbereichen), in denen das Ladungsbild erzeugt wird, haften. Beim Fixieren führt der an den bildfreien Bereichen befindliche Entwickler zu einer Verschleierung des hergestellten Kopiebilds,, so daß er somit einen ungünstigen Einfluß auf die Kopiebildgüte hat„

Im Hinblick darauf wurde neuerdings eine Entwicklungsvorrichtung vorgeschlagen, bei der eine Entwicklungseinheit, z.B. eine Entwicklungsrolle oder «walze,, von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements getrennt ist und der Entwickler entsprechend dem Oberflächenpotential des latenten Ladungsbilds selektiv zum Bildbereich des lichtempfindlichen Elements zugeführt wird« Dabei wird dementsprechend kein Entwickler zum bildfreien Bereich übertragen, so daß keine Verschleierung im bildfreien Bereich hervorgerufen und daher eine zufriedenstellende Kopiebildgüte gewährleistet wird.

Bei einem Kopiergerät mit kontaktfrei arbeitender Ent-Wicklungsvorrichtung müssen jedoch das lichtempfindliche Element und die Entwicklungsrolle so ausgelegt sein, daß sie sich mit gleichgroßen Geschwindigkeiten in derselben Richtung bewegen, um die Kopiendichte, mikroskopisch betrachtet, zu vergleichmäßigen. Zu diesem Zweck wird zunächst die Bewegungsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Körpers bzw. Elements proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit der Vorlage (oder einer Belichtungslampe) auf der Grundlage der Spezifikationen für das Kopiergerät bestimmt. Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeitsgleichheit wird dann die Bewegungsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle bestimmt. Dabei ist jedoch

eine Berücksichtigung der Entwicklungseigenschaften unmöglich, obgleich es wesentlich wäre zu versuchen, die Entwicklungseigenschaften oder -charakteristika in übereinstimmung mit der vorher bestimmten Beweguhgs- bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle zu halten. Die kontaktfrei arbeitende Entwicklungsvorrichtung ist daher mit Schwierigkeiten bezüglich Konstruktion und Einstellung behaftet und demzufolge für industrielle Ver wendung nicht geeignet.

Im Hinblick auf diese Probleme beim Stand der Technik liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine von Einschränkungen bezüglich Konstruktion und Einstellung freie, für industrielle Anwendung geeignete Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die dennoch die Vorteile der kontaktfrei arbeitenden Vorrichtung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung eines auf der Oberfläche eines Bildträgers, der sich mit vorgegebener Geschwindigkeit in vorgegebener Richtung bewegt, erzeugten latenten elektrostatischen bzw. latenten Ladungsbilds mittels eines Entwicklers, mit einem in einem vorgegebenen Abstand vom Bildträger angeordneten bewegbaren Element, welches den an ihm haftenden Entwickler bei seiner Bewegung mitnimmt, so daß der am bewegbaren Element haftende Entwickler mittels des Oberflächenpotentials des latenten Ladungsbilds an den BiIdträger antragbar ist, und einer Zufuhreinrichtung zur Zufuhr des Entwicklers zum bewegbaren Element, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das bewegbare Element in der einen Richtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ zur vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt und daß di_e Zufuhreinrichtung ein Schichtregulierelement zur Einstellung der Menge des auf das bewegbare Element übertragenen Entwicklers aufweist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
.5

Fig. 1 eine schematische Teilschnittansicht einer Entwicklungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Teilschnittdarstellung einer

Entwicklungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Teilschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Kopiedichte und dem Geschwindigkeits— verhältnis bei der Entwicklungsvorrichtung nach Fig. 4 unter Zugrundelegung des Abstands zwischen einer Entwicklungsrolle oder -walze und einer Abstreifklinge als Parameter.

Im folgenden ist zunächst eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung anhand von Fig. 1 in Anwendung auf ein elektrostatisches Kopiergerät beschrieben.

Gemäß Fig. 1 ist eine lichtempfindliche Trommel 10 als Bildträger vorgesehen, auf dem ein latentes Ladungsbild erzeugt werden soll. Die lichtempfindliche Trommel 10 besteht aus einem hohlzylindrischen Trommelkörper 12 und einer auf dessen Gesamtumfangsflache aufgebrachten

lichtempfindlichen Schicht 14. Der aus Aluminium hergestellte Trommelkörper 12 besitzt einen Durchmesser von 78 mm und eine Dicke von 0,8 mm. Die lichtempfindliche Schicht 14 wird in der Weise hergestellt, daß auf den Trommelkörper 12 ein in einem unfühlbaren (impalpable) Pulver aus Zinkoxid dispergiertes unfühlbares Kunstharzpulver aufgetragen wird. Ein einem Vorlagenbild entsprechendes und ein vorbestimmtes negatives Potential besitzendes latentes elektrostatisches Bild bzw. latentes Ladungsbild I wird auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht erzeugt. Die Erzeugung des Ladungsbildes I erfolgt in der Weise, daß zunächst die lichtempfindliche Schicht 14 nach dem an sich bekannten elektrischen Koronaaufladungsverfahren gleichmäßig elektrifiziert bzw. elektrisch aufgeladen und sodann die Schicht 14 mit dem von der Vorlage reflektierten Licht einer Leuchtstoffröhre belichtet wird.Bei derBildbelichtung kann ein dem zu erzeugenden Bild entsprechendes Muster unmittelbar von einer Kathodenstrahlröhre abgenommen werden, oder es kann ein Laserstrahl anstelle des reflektiertem Lichts verwendet werden. Weiterhin braucht das latente Ladungsbild nicht unbedingt durch Bildbelichtung erzeugt zu werden, vielmehr kann es auch in Form eines elektrostatischen Punktmusters mittels einer Nadelelektrode auf der lichtempfindlichen Schicht erzeugt werden.

Die beschriebene lichtempfindliche Trommel 10 ist in einem nicht dargestellten Gehäuse eines elektrostatischen

Kopiergeräts angeordnet, wobei sie durch einen nicht dargestellten Antrieb zur Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn bzw. in Richtung des Pfeils X in Fig. 1 angetrieben wird. Die Drehzahl der Trommel 10 ist so gewählt, daß sie eine Umfangsgeschwindigkeit v1 von 80 mm/s besitzt. Das Oberflächenpotential des latenten Ladungsbilds wird auf -500 V eingestellt und der Trommelkörper 12 liegt an Masse.

Eine Entwicklungsvorrichtung 16 zur Sichtbarmachung des latenten Ladungsbilds ist in der Nähe des Umfangs bzw. der Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 10 angeordnet· Die Entwicklungsvorrichtung 16 weist ein Kunst-

der
stoff-Gehäuse 18 auf, das an/der Trommel 10 zugewandten Seite offen ist. Im Inneren des Gehäuses 18 ist eine auf einer Welle 22 drehbar gelagerte Entwicklungsrolle oder -walze 2O als bewegbares Element angeordnet. Die Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 ist in einem vorgegebenen Abstand G von der Mantelfläche der Trommel 10 angeordnet. Dieser Abstand G kann im Bereich von 50 bis 500 um liegen und ist bei der dargestellten Ausführungsform auf 200 um eingestellt. Die Entwicklungsrol-Ie 20 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb zur Drehung im Uhrzeigersinn bzw. in Richtung des Pfeils Y (Fig. 1) bzw. gegenläufig zur Drehung der lichtempfindlichen Trommel 10 angetrieben. Die Drehzahl der Entwicklungsrolle 20 ist so gewählt, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit v2 von deijenigen der Trommel 10 verschieden ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die Drehzahl der Entwicklungsrolle 20 so eingestellt, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit v2 größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit v1 der Trommel 10 . Wenn die Umfangsgeschwindigkeit v1 80 mm/s beträgt, beträgt die Umfangsgeschwindigkeit v2 maximal 150 mm/s und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 speziell 100 mm/s.

Die aus Aluminium hergestellte Entwicklungsrolle 20 besitzt: einen Durchmesser von 25 mm. Die Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 ist satiniert bzw. mattiert. Aufgrund dieser Satinierung bzw. Mattierung der Oberfläche sind in der Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 Grübchen einer Tiefe ausgebildet, die praktisch dem ° Teilchendurchmesser eines noch näher zu beschreibenden Entwicklers 24 entspricht. Die Tiefe der Grübchen kann

(aber) auch ein Mehrfaches des Teilchendurchmessers des Entwicklers 24 betragen.

Die Entwicklungsrolle 20 ist mit einem Vorspannungs-Einstellmechanismus 26 verbunden, der einen Umschalter 28 und eine Wechselstromquelle 30 aufweist. Ein erster Kontakt des Umschalters 28 ist mit der Entwicklungsrolle 20 verbunden, während ein zweiter Kontakt unmittelbar an

2Q Masse liegt und ein dritter Kontakt über die Wechselstromquelle 30 an Masse liegt. Beim Umschalter 28 sind erster und zweiter Kontakt in einer ersten Betriebsart und erster und dritter Kontakt in einer zweiten Betriebsart miteinander verbunden bzw. gegeneinander geschlossen. In 5 der Darstellung gemäß Fig. 1 befindet sich der Einstellmechanismus 26 in der ersten Betriebsart.

Auf der Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 liegt ein Gummi-Blatt 32 als Schichtregulierelement. Das Gummi-Blatt 32 besitzt einen Härtegrad von 60 bis 70 und einen (elektrischen) Widerstand von 10 bis 10 -Ω. · cm. Das abgewandte Ende des Gummi-Blatts 32 ist mittels eines Halters 34 am Gehäuse 38 befestigt, während sein Mittelteil mit einer Andruckbreite von 2 mm gegen die Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 andrückt. Bei Verstärkung der Andruckkraft des Gummi-Blatts 32 wird die an die Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 angetragene Schicht des Entwicklers 24 dünner, während die Schichtdicke bei geringerer Andruckkraft zunimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Andruckkraft auf

700 g/cm eingestellt, wobei die Dicke der Entwicklerschicht bei einer solchen Andruckkraft praktisch dem Teilchendurchmesser des Entwicklers 24 entspricht.

Im Inneren des Gehäuses 18 ist als Entwickler 24 ein Toner an der dem Gummi-Blatt 32 in bezug auf die Dreh-

- 12 -

richtung der Entwicklungsrolle 20 vorgeschalteten Seite gespeichert. Der Toner 24 besitzt einen Teilchendurchmesser von 12 bis 15 um und einen (elektrischen) Wider-

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stand von 10 bis 10 Sl · cm. Der Entwickler 24 besteht aus einem nicht-magnetischen Einkomponententoner, der durch Vermischen von Kohlenstoff mit Styrolacrylatharz hergestellt worden ist.

-^g An der Unterseite des Gehäuses 18 ist unterhalb der Entwicklungsrolle 20 ein Dichtungselement 38 angeordnet, das aus Urethan hergestellt ist und einen Toneraustritt aus dem Gehäuse 18 verhindern soll. Im Gehäuse 18 ist an einer dem Dichtungselement 38 in Drehrichtung der Entwicklungsrolle 20 nachgeschalteten Stelle ein Abstreifelement 40 angeordnet, dessen eines Ende gegen die Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 andrückt, während sein anderes Ende am Gehäuse 18 befestigt ist. Das aus Phosphorbronze hergestellte Abstreifelement 40 dient dazu, den Toner 24 abzustreifen, der an der Entwicklung nicht teilgenommen hat und auf der Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 zurückgeblieben ist. Aufgrund der Verwendung des Abstreifelementes 40 wird die lichtempfindliche Schicht 14 der Trommel 10 stets mit frischem Toner 24 beschickt.

Der Raum zwischen der lichtempfindlichen Trommel 10 und der Entwicklungsrolle 20 wird als Entwicklungsbereich D bezeichnet.
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Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorrichtung 16 gemäß Fig. 1 erläutert.

Zunächst wird nach einem an sich bekannten Verfahren ein latentes Ladungsbild I entsprechend einem Vorlagenbild auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 14 er-

zeugt. Das Oberflächenpotential des latenten Ladungsbildes I wird dabei auf -500 V eingestellt, wobei der negativ aufgeladene Teil der lichtempfindlichen Schicht 14 einen Bildbereich bildet, an dem der Toner bzw. Entwickler 24 anzuhaften vermag. Das latente Ladungsbild I läuft in Richtung des Pfeils X mit der Umfangsgeschwindigkeit v1 bei der Drehung der Trommel 10 in den Entwicklungsbereich D ein.

Bei der Drehung der Entwicklungsrolle 20 im Uhrzeigersinn bzw. in Richtung des Pfeils Y wird der an ihrer Oberfläche haftende Toner 24 zum Entwicklungsbereich D transportiert. Im Entwicklungsbereich D bewegen sich die Mantelflachen der Entwicklungsrolle 20 und der lichtempfindlichen Trommel 10 aufgrund der gegenläufigen Drehung von Entwicklungsrolle 20 und Trommel 10 in derselben Richtung. Bei dieser Drehung läuft der Toner 24 zwischen dem Gummi-Blatt 32 und der Entwicklungsrolle 20 hindurch. Hierbei wird der Toner 24 aufgrund der körperlichen Berührung zwischen ihm und der Entwicklungsrolle 20 durch Reibung aufgeladen. Da das latente Ladungsbild ein negatives Potential besitzt, muß der verwendete Toner bei der elektrischen Reibungsaufladung eine positive Ladung annehmen.

Eine dünne Schicht T mit einer Dicke praktisch entsprechend dem Teilchendurchmesser des positiv aufgeladenen Toners 24 wird durch elektrostatische Anziehung auf dem Teil der Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 gebildet, welcher das Gummi-Blatt 32 passiert hat. Bei der Drehung der Entwicklungsrolle 20 läuft die dünne Tonerschicht T mit der Umfangsgeschwindigkeit v2 in den Entwicklungsbereich D ein.

Im Entwicklungsbereich D ist das latente Ladungsbild I der dünnen Schicht T des Toners 24 zugewandt. Der Toner 24 wird dabei durch die das latente Ladungsbild I failed denden negativen Ladungen zur lichtempfindlichen Trommel 10 hin angezogen, so daß er von der Entwicklungsrolle 20 auf die lichtempfindliche Schicht 14 überspringt. Der positiv geladene Toner 24 ist dabei insbesondere einer zwischen ihm und der Entwicklungsrolle 20 wirkenden, den Toner 24 an die Entwicklungsrolle 20 anziehenden Coulombschen Kraft Fs sowie einer Coulombschen Kraft Fj unterworfen, die zwischen dem Toner 24 und der lichtempfindlichen Trommel 10 im Sinne einer Anziehung des Toners 24 an die Trommel 10 wirkt. Da im Entwicklungsbereich D die Kraft Fs kleiner ist als die Kraft Fj, springt der Toner 24 zur Trommel 10 über, um an deren Bildbereich anzuhaften.

Während sich die Entwicklungsrolle 20 mit höherer Umfangsgeschwindigkeit dreht als die Trommel 10, wird der von der Entwicklungsrolle 20 auf die lichtempfindliche Trommel 10 übertragene Toner 24 durch das als Schichtregulierelement wirkende Gummi-Blatt 32 auf eine vorbestimmte Menge begrenzt. Obgleich sich die Entwicklungsrolle 20 mit höherer Umfangsgeschwindigkeit dreht als die Trommel 10, wird daher in keinem Fall eine übermäßig große Menge des Toners 24 an die Trommel 10 angetragen, so daß stets eine zufriedenstellende Güte des erzeugten Kopiebildes gewährleistet ist. Im Gegensatz zur bisherigen Vorrichtung kann daher bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Umfangsgeschwindigkeit "v2 der Entwicklungsrolle 20 von der Umfangsgeschwindigkeit v1 der Trommel 10 verschieden sein und beliebig eingestellt werden. Die beschriebene Ausführungsform ist daher frei von den bei den bisherigen Vorrichtungen bestehenden Einschränkungen bezüglich Konstruktion und Einstellung, während sie dennoch

den Vorteil der bisherigen Vorrichtungsnbezüglich weniger stark verschleierter Kopiebilder hoher Güte bietet. Da zudem der Einstellmechanismus 26 in der ersten Betriebsart gesetzt ist, kann die Verschleierung der hergestellten Kopiebilder weiter verringert werden.

Der Toner 24, der an der Entwicklung im Entwicklungsbereich D nicht teilgenommen hat, wird bei der Drehung der Entwicklungsrolle 20 aus dem Entwicklungsbereich heraus und am Dichtungselement 28 vorbei transportiert, bis er die Position des Abstreifelementes 40 erreicht. An dieser Stelle wird der auf der Entwicklungsrolle 20 verbliebene Toner 24 durch das Abstreifelement 40 abgestreift. Anschließend haftet nicht aufgeladener, frischer Toner an dem Mantelflächenteil der Entwicklungsrolle 20 an, von dem der Resttoner 24 abgestreift worden ist. Sodann ist die Reihe der Entwicklungsvorgänge abgeschlossen.

Obgleich der Einstellmechanismus in Fig. 1 in der ersten Betriebsart dargestellt ist, kann er wahlweise auch in eine zweite Betriebsart gebracht werden, in welcher die Entwicklungsrolle 20 mit einer Wechselstrom-Vorspannung beaufschlagt wird. Durch diese Wechselstrom-Vorspannung wird zwar eine gewisse Verschleierung hervorgerufen, die jedoch auf die/allgemeine Güte des Kopiebildes keinen wesentlichen ungünstigen Einfluß hat. Andererseits wird die Überspringleistung (flying efficiency) des Toners 24 durch diese Vorspannung erheblich verbessert, so daß der Abstand G vergrößert werden kann. Wahlweise kann die Stromquelle für den Einstellmechanismus 26 eine Gleichspannungsquelle oder eine Kombination aus einer Wechselspannungs- und einer Gleichspannungsquelle sein.

Die Erfindung ist keineswegs auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschränkt, vielmehr sind im folgenden weitere

Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen erläutert, wobei den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht das Schichtregulierelement 32 der Entwicklungsvorrichtung 16 aus einem leitfähigen Gummi-Blatt 4 2 und einer an dessen Oberseite angebrachten Aluminium-

jQ Elektrode 44, die über die eine Klemme bzw. den einen Kontakt eines Umschalters 46 mit der Anode einer Gleichstromquelle 48 verbunden ist. Die andere Klemme bzw. der andere Kontakt des Umschalters 46 liegt an Masse. Die Entwicklungsrolle 20 besteht aus einem Metallkern 50 und einer dessen Mantelfläche bedeckenden leitfähigen Gummischicht 52. Der Metallkern 50 liegt an Masse. Weiterhin steht ein Trenndraht 54 innerhalb des Entwicklungsbereichs D mit der Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 in Berührung.

Bei der Entwicklungsvorrichtung 16 gemäß Fig; 2 wird eine Gleichspannung von der Gleichstromquelle 48 über den Umschalter 46 an die Elektrode 44 angelegt. Der bei der Drehung der Entwicklungsrolle 20 zwischen dieser und dem Gummi-Blatt 4 2 hindurchlaufende Toner 24 wird dabei zwangsweise mit positiver Polarität aufgeladen. Da die Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 durch die Gummischicht 52 gebildet wird, wird der· Toner 24 zwischen der Entwicklungsrolle 20 und dem Gummi-Blatt 42 keiner wesentlichen Andruckkraft unterworfen. Weiterhin wird der aufgeladene Toner 24 im Entwicklungsbereich D durch den Trenndraht 54 mit einer Koerzitivkraft von der Oberfläche der Entwicklungsrolle 20 getrennt. Durch Verwendung des Trenndrahts 54 kann somit das überspringvermögen des Toners 24 mit einer einfachen Anordnung mechanisch verstärkt werden, anstatt es mittels des Vorspannung-Einstellmechanismus 26 elektrisch zu verbessern. Bei dieser

zweiten Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung 16 kann der Toner 24 unter Gewährleistung derselben Ergebnisse wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit erhöhter Zuverlässigkeit aufgeladen werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten, weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht exe Entwicklungsrolle 20 aus einem Metall-Rollenkörper 56 und einer dessen gesamte Mantelfläche bedeckenc.an dielektrischen Schicht 58 aus Mylar oder Teflon (eingetragene Warenzeichen). Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist die Entwicklungsvorrichtung 16 weiterhin eine Aufladeeinheit 60 zur (elektrischen) Aufladung der Oberfläche der Entwicklungsrolle auf. Die Aufladeeinheit 60 vom Kontakttyp umfaßt einen Hauptkörper 62, eine auf dessen Oberfläche aufgebrachte leitfähige Schicht 64 aus Kohlenstoffpapier sowie zahlreiche, mittels eines leitfähigen Klebmittels 66 an der leitfähigen Schicht 64 angebrachte, leitfähige Fellborsten

68. Letztere können beispielsweise aus dem Handelsprodukt REC-A bestehen. Die leitfähige Schicht 64 ist mit der Kathode einer Gleichstromquelle 70 verbunden, deren Anode an Masse liegt.

Bei der Entwicklungsvorrichtung 16 gemäß Fig. 3 wird von der Stromquelle 70 her eine negative Spannung an die Aufladeeinheit 60 angelegt, so daß die dielektrische Schicht 58 der Entwicklungsrolle 20 negativ aufgeladen wird. Der durch das Blatt 32 aufgeladene Toner 24 wird

^ dann mit einer größeren elektrostatischen Anziehungs- bzw. Absorptionskraft als bei den Ausführungsformen gemäß Fic. 1 und 2 an die Oberfläche der Entwicklungsrolle angezogen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist nämlich eine Coulombsche Kraft Fs', welche die Anziehung des Toners 24 an die Entwicklungsrolle 20 bewirkt, größer als die entsprechende Coulombsche Kraft Fs bei

der Ausführungsform nach Fig. 1. Es ist somit möglich, die für das Trennen des Toners 24 von der Entwicklungsrolle 20 erforderliche Energie zu steuern bzw. einzustellen. Wie im Fall der vorher erwähnten Gleichstrom-Vorspannung kann auf diese Weise eine Verschleierung weiter verhindert werden.

In den Fig. 4 und 5 ist noch eine weitere Ausführungs-]0 form der Erfindung veranschaulicht, bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit v2 der Entwicklungsrolle 20 niedriger ist als die Umfangsgeschwindigkeit v1 der lichtempfindlichen Trommel 10. Bei einer Umfangsgeschwindigkeit v1 von 80 mm/s beträgt bei dieser Ausführungsform die Umfangsgeschwindigkeit v2 mindestens 20 mm/s und speziell 50 mm/s. Die Entwicklungsrolle 20 umfaßt einen Metall-Rollenkörper 56 und eine dielektrische Schicht 58 aus Mylar oder Teflon (eingetragene Warenzeichen), welche die gesamte Mantelfläche des Rollenkörpers 56 bedeckt, der seinerseits an Masse liegt. Ein Blatt 72 zur Aufladung der dielektrischen Schicht 58 der Entwicklungsrolle 20 steht mit ersterer bzw. mit der Außenumfangs- oder Mantelfläche der Entwicklungsrolle 20 in Berührung. Das Blatt 72 besteht aus einem leitfähigen Gummi mit einem (elektri-

2
sehen) Widerstand von 10 Sl · cm, und es wird von einer Gleichstromquelle 74 her mit einer Spannung von -500 V bt-aui.sch]a<|t .

Eine Abstreifklinge als Schichtregulierelement 32 ist in einem vorgegebenen Abstand H von der Oberfläche der Entwicklungsrolle 20 angeordnet. Der Abstand H hängt vom Verhältnis (v2/v1) zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten v2 und v1 von Entwicklungsrolle 20 bzw. Trommel 10 ab. Wenn der verwendete Entwickler oder Toner 24 einen niedrigen Widerstand bes_itzt (ungefähr 10 St. · cm) , liegt der Abstand H im Bereich 100 bis 400 pm; bei der Ausführungs-

form gemäß Fig. 4 ist der Abstand H speziell auf 200 pm eingestellt. Die Kopiendichte variiert insbesondere in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsverhältnis v2/v1 unter Zugrundelegung des Abstands H als Parameter, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist. In der graphischen Darstellung von Fig. 5 stehen die Kurven L1 , L2 und L3 für Abstände H von 300 pm, 100 pm bzw. 50 pm.

Die Abstreifklinge 32 ist mit der Anode einer Gleichstromquelle 76 verbunden, deren Kathode an Masse liegt. Die Spannung der Gleichstromquelle 76 kann im Berc ich von
100 V bis 1 kV liegen, und sie ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 speziell auf 200 V eingestellt. Da die Abstreifklinge 32 auf diese Weise mit der Stromquelle 76 verbunden ist, wird der bei der Drehung der Entwicklungsrolle 20 zwischen dieser und der Abstreifklinge 32 hindurchlaufende Toner 24 zwangsweise aufgeladen.

Obgleich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die Umfangsgeschwindigkeit v2 der Entwicklungsrolle 20 niedriger ist als die Umfangsgeschwindigkeit v1 der lichtempfindlichen Trommel 10,können weniger stark verschleierte, insgesamt zufriedenstellende Kopiebilder erzeugt werden.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung eines auf der Oberfläche eines Bildträgers, der sich mit vorgegebener Geschwindigkeit in vorgegebener Richtung bewegt, erzeugten latenten elektrostatischen bzw. latenten Ladungsbilds mittels eines Entwicklers, mit einem in einem vorgegebenen Abstand vom Bildträger angeordneten bewegb aren Element, welches den an ihm haftenden Entwickler bei seiner Bewegung mitnimmt, so daß der am bewegbaren Element haftende Entwickler mittels des Oberflächenpotentials des latenten Ladungsbilds an dc-n Bildträger antragbar ist, und einer Zufuhreinrichtung zur Zufuhr des Entwicklers zum bewegbaren Element, dadurch gekennzeichnet , daß sich das bewegbare Element (20) in der einen Richtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ zur vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt und daß die Zufuhreinrichtung ein

Schichtregulierelement (32) zur Einstellung der Menge des auf das bewegbare Element (20) übertragenen Entwicklers (24) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das bewegbare Element (20) schneller bewegt als der Bildträger (10) und daß das Schichtregulierelement (32) ein elastisches Element aufweist, das mit einer vorgegebenen Andruckkraft mit dem bewegbaren Element in Berührung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (2O) aus einem leitfähigen Werkstoff hergestellt ist und an Masse liegt und daß das Schichtregulierelement (32) aus einem leitfähigen Gummi bzw. Kautschuk besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Wechselstromquelle einer vorgegebenen Spannung vorgesehen ist, daß das bewegbare Element (20) aus einem leitfähigen Werkstoff hergestellt und mit der Wechselstromquelle verbunden ist und daß das Schichtregulierelement (32) aus einem leitfähigen Gummi bzw. Kautschuk hergestellt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (20) eine dem Bildträger (10) zugewandte satinierte bzw. mattierte Oberfläche besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (20) einen an Masse liegenden Metallkern (50) und eine auf dessen Oberfläche angeordnete erste Schicht (52) aus leitfähigem Gummi bzw. Kautschuk aufweist und daß das(Entwickler-)Schichtregulierelement (32) eine zweite Schicht (42) aus leitfähigem Gummi bzw. Kautschuk und eine darauf angeordnete Elektrode (44) aufweist, wobei die zweite Schicht (42)

mit der ersten Schicht (52) in Berührung steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trenndraht (54) in fester Berührung mit^dem dem Bildträger (10) zugewandten Abschnitt der ersten Schicht (52) steht, so daß der auf dem dem Bildträger zugewandten Abschnitt der ersten Schicht (52) befindliche Entwickler (24) bei der Bewegung des bewegbaren Elements (20) mit einer Koerzitivkraft (coercively) von der ersten Schicht trennbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (44) an Masse liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Gleichstromquelle einer vorgegebenen Spannung vorgesehen ist und daß die Elektrode (44) mit der Gleichstromquelle verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (20) einen Metallkern (56) und eine auf dessen Oberfläche angeordnete dritte Schicht (58) aus einem Dielektrikum aufweist und daß das Schichtregulierelement (72) aus einem leitfähigen Gummi bzw. Kautschuk hergestellt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufladeeinheit (60) zum Aufladen der dritten Schicht vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das bewegbare Element (20) langsamer bewegt als der Bildträger (10) und daß das Schichtregulierelement (32) in einem vorgegebenen Abstand vom bewegbaren Element angeordnet ist.

• · * ■

• · O ·
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (20) einen an Masse liegenden Metallkern und eine auf dessen Oberfläche angeordnete vierte Schicht aus einem Dielektrikum aufweist und daß das (Entwickler-)Schichtregulierelement (32) aus einem leitfähigen Werkstoff hergestellt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine an das Schichtregulierelement angeschlossene Gleichstromquelle einer vorbestimmten Spannung und eine Aufladeeinheit zum Aufladen der vierten Schicht vorgesehen sind.