DE3225835A1

DE3225835A1 - Entwicklungsvorrichtung, insbesondere fuer ein elektrophotographisches vervielfaeltigungsgeraet

Info

Publication number: DE3225835A1
Application number: DE19823225835
Authority: DE
Inventors: Michio Hachioji Tokyo Mogi
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1983-02-03
Also published as: GB2105222A; US4555172A; DE3225835C2; GB2105222B

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig ^ 5-- Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt

Dr. phil. G. Henkel. München Dipl -Ing J Pfenning. Berlin Dr, rer. nat. L Feiler. München Dipl -Ing W. Hänzel. München Dipt.-Phys. K H. Meinig. Berlin Dr Ing. A. Butenschon. Berlin

Möhlstraße 37
D-8000 München 80

Tel: 089/982085-87 Telex 0529802 hnkld Telegramme ellipsoid

107,051/81 comb.

9. Juii 1982

KONISHIROKU PHOTO INDUSTRY CO., LTD. ,
Tokio, Japan

Entwicklungsvorrichtung, insbesondere für ein
elektrophotographisches Vervielfältigungsgerät

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät, z.B. ein elektrophotographisches Vervielfältigungsgerät.

Eine bisherige Toner-Entwicklungsvorrichtung besitzt den in Fig. 1 dargestellten Aufbau mit einem Kasten oder Behälter 1 zur Aufnahme eines Entwicklers T, etwa eines Ein- oder Zweikomponentenentwicklers. Im Kasten 1 ist dicht neben der Mantelfläche einer lichtempfindlichen Trommel 2 ein drehbarer Zylinder 3 angeordnet, in dessen Innerem mehrere Dauermagnete 4 mit radial zum Zylinder 3 gerichteten Magnetpolen angeordnet sind. Die Vorderkante 5a einer tangential angeordneten Abstreifplatte 5 steht in Linienberührung mit der Mantelfläche des Zylinders 3, so daß der an der Zylinder-Mantelfläche haftende Ent-²^ wickler durch die Abstreifplatte 5 abstreifbar ist, um durch Rührschaufeln 6 mittels Reibung aufgeladen zu werden .

Da bei derartigen Geräten neuerdings eine Schnellent-

wicklung gefordert wird, arbeiten die neueren Konstruktionen der Toner-Entwicklungsvorrichtungen mit erhöhter Drehzahl des drehbaren Zylinders 3, und sie verwenden einen Entwickler mit hohem elektrischen Isoliervermögen, insbesondere einen solchen mit sphärischen bzw. kugelförmigen Trägerteilchen. Bei solchen Schnell-Entwicklungs-

vorrichtungen besitzt die an die Mantelfläche des Zylinders 3 angelagerte Entwicklerschicht eine Dicke von nur 0,5 - 1,5 mm, so daß dann, wenn die gleichmäßige Anlagerung von Entwickler an die Mantelfläche des Zylinders 3 teilweise unterbrochen ist, d.h. ein teilweiser "Entwicklermangel" auftritt, ein Teil des latenten Ladungsbilds nicht entwickelt werden kann. Bei Entwicklungsvorrichtungen, die mit dünner Entwicklerschicht arbeiten, wird daher die Mantelfläche des Zylinders 3 manchmal angerauht, um die übertragungsleistung zwischen dieser Mantelfläche und dem Entwickler zu verbessern. Bei dieser Konstruktion kann jedoch die Abstreifplatte 5 leicht in Linienberührung mit der Mantelfläche des Zylinders 3 gelangen, auch wenn sie an sich so angeordnet ist, daß sie die Zylinder-Mantelfläche nicht berühren, sondern lediglich den Entwickler von ihr abstreifen soll. Die angerauhte Mantelfläche des Zylinders 3 ist daher einem schnellen Verschleiß durch die Vorderkante (tip) 5a der Abstreifplatte 5 unterworfen, und der Entwickler kann dann zum Teil nicht mehr vom Zylinder 3 abgestreift werden. Die Abstreifplatte 5 ist dabei selbstverständlich ebenfalls einem Verschleiß unterworfen. Der Zylinder 3 muß daher häufig ausgewechselt werden.

Bei einer Trocken-Entwicklungsvorrichtung der beschriebenen Art, die mehrere feststehend und auf einem Kreisbogen angeordnete Magnete sowie einen aus nicht-magnetischem Material bestehenden, um die Außenfläche der Magnete herum drehbaren Zylinder aufweist, ist das BiIdauf nahmee lernen t, d.h. die lichtempfindliche Trommel, in den meisten Fällen zur Vereinfachung der Anordnung einer Bild-Form- und -Verarbeitungseinrichtung sowie zur gleichmäßigen Bildübertragung für eine Drehung im Uhrzeigersinn angeordnet, wenn die Vorrichtung Elemente zur Übertragung eines Entwicklers verwendet, der aus einem

Träger und einem Toner oder einem Einkomponentenentwickler, bei dem Träger und Toner miteinander vereinigt sind, besteht. Der Zylinder zur überführung des Entwicklers dreht sich andererseits von unten nach oben, d.h. ebenfalls im Uhrzeigersinn, um aus dem Entwicklerbehälter mit hoher Geschwindigkeit und ohne Verstreuen eine ausreichende Entwicklermenge zu übertragen. Beim Entwicklungsvorgang bewegen sich daher Trommel und Zylinder (an der Entwicklerübertragungsstelle) entgegengesetzt zueinander, wobei der Entwickler mit zu großer Kraft auf die Trommel-Mantelfläche auf trifft. Dieses Problem kann dadurch vermieden werden, daß Zylinder und Trommel im Entwicklungsbereich gleichsinnig bewegt werden. Wenn der Zylinder entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft, müssen jedoch zur ausreichend gleichmäßigen Überführung des Entwicklers zum Entwicklungsbereich immer feststehende Magnete innerhalb des Zylinders angeordnet sein. Da hierbei im Magnetabschnitt kein Spalt vorhanden ist, wird das Abstreifen des Entwicklers außerordentlich schwierig. Aufgrund dieser Schwierigkeit werden bei der bisherigen Konstruktion die Trommel und der Zylinder im Entwicklungsbereich gegensinnig in Drehung versetzt, wobei zur Erleichterung des Abstreifens des Entwicklers im oberen Abstreifbereich des Zylinders keine Magnete angeordnet sind. Bei dieser Konstruktion ist im Hauptentwicklungsmagnetabschnitt ein großer, starker Magnet vorgesehen. In diesem Fall wird magnetisches Eisenpulver eines amorphen Zustands als Träger benutzt, wobei die Magnetkräfte mittels des magnetischen Eisenpulvers gemäß Fig. 2 eine hohe Anhäufung bzw. einen hohen Flor (ear) L₁ des Entwicklers bilden. In diesem Fall beträgt der Spalt zwischen der Mantelfläche A der lichtempfindlichen Trommel und dem drehbaren Zylinder 4-5 mm, und der Entwickler wird durch die Trommel-Mantelfläche A nicht verstreut, weil der

Träger an der Spitze der Anhäufung einer ausreichend

großen magnetischen Anziehungskraft unterworfen ist. Magne tisches Eisenpulver eines amorphen Zustands besitzt jedoch nachteiligerweise nur eine kurze Lebensdauer bzw. Standzeit, so daß der Entwickler häufig gewechselt werden muß. 5

In den letzten Jahren konnten beträchtliche Verbesserungen am Entwickler, insbesondere am Träger realisiert werden; beispielsweise wurde ein kugelförmiger Träger mit einem auf seine Außenfläche aufgetragenen Isoliermittel, etwa einem Kunstharz, entwickelt. Dieser kugelförmige Träger besitzt eine Lebensdauer, die etwa das Fünffache derjenigen des bisherigen magnetischen, amorphen Eisenpulvers beträgt, so daß bei seiner Verwendung das Wechseln des Entwicklers erheblich weniger oft vorgenommen werden muß. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Trägeroberfläche mit dem Isoliermaterial beschichtet ist und der Träger selbst eine niedrige magnetische Bindungskraft und eine unzureichende Anziehungskraft besitzt. Da die Trägerteilchen zudem sphärisch bzw. kugelförmig sind, ist die Kontaktfläche zwischen ihnen klein, wobei die Anlagerungskraft am Entwicklungs-Zylinder und die Förderoder Übertragungsleistung (transfer power) niedrig sind. Zur Erzielung eines zufriedenstellenden Tonerbilds wird der Spalt zwischen der Zylinderfläche und der Trommel-Mantelfläche bevorzugt auf 0,5 - 15 mm eingestellt. Wenn der Flor bzw. die Anhäufung des Trägers für die Entwicklung insbesondere im Entwicklungsbereich, in welchem der Träger mit der Trommel-Mantelfläche in Berührung gelangt, mit derselben Höhe wie beim amorphen Träger ausgebildet

wird, wird der Träger gegen die magnetische Anziehungskraft unter der Drehkraft der Trommel-Mantelfläche weggeschleudert, so daß er in großer Menge herabfällt.

Außerdem besteht meist eine gewisse Ungleichmäßigkeit in der Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements auf

der Trommel-Mantelfläche. Durch diese Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeit wird eine Ungleichmäßigkeit im Ladungspotential der lichtempfindlichen Trommel in deren Axialrichtung hervorgerufen, woraus wiederum eine Ungleichmäßigkeit der Bilddichte resultiert. Zur Verhinderung einer Dichtenungleichmäßigkeit aufgrund dieser Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeit des lichtempfindlichen Elements werden üblicherweise zwei Maßnahmen getroffen. Im einen Fall wird ein Ladungsdraht so bewegt, daß sich der Spalt zwischen ihm und der Trommel-Mantelfläche verändert und dabei das Ladungspotential gleichmäßig wird. Wenn sich beispielsweise gemäß Fig. 3a das Ladungspotential der lichtempfindlichen Trommel mit der Entfernung χ vom einen Trommelende gleichmäßig erhöht (oder verringert), wird der Abstand zwischen dem Ladungsdraht und der Trommel-Mantelfläche so eingestellt, daß er sich mit zunehmender Entfernung χ vergrößert (bzw. verkleinert); hierdurch werden das Ladungspotential vergleichmäßigt und die Dichten-Ungleichmäßigkeit bzw. -Schwankung beseitigt. Es erweist sich jedoch in der Praxis als schwierig, dem Ladungsdraht die Form einer gebogenen bzw. gekrümmten Linie zu erteilen, wobei eine Einstellung oder Korrektur bei einer lichtempfindlichen Trommel mit großem Ladungspotential gemäß Fig. 3b und 3c nicht möglich ist.

Di_e andere Maßnahme besteht in einer Einstellung der Lichtverteilung auf der lichtempfindlichen Trommel. Im Fall einer Trommel mit z.B. der Kennlinie gemäß Fig. 3b wird die Lichtmenge an den Trommelenden gegenüber der Lichtmenge in Trommelmittel vergrößert. Obgleich diese Einstellung für Bereiche niedriger Dichte wirksam ist, ist sie für sog. "massive" ("solid") Bereiche, die sich mittels der Lichtmenge nicht beeinflussen lassen, völlig unwirksam.

zur Ausschaltung des Problems bezüglich der Standzeit der

bisherigen Abstreifplatte liegt der Erfindung damit insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher ein elastisches bzw. federndes Rückstellmoment auf die Abstreifplatte einwirkt und

κ letztere unter dem Gewicht des auf ihr liegenden Entwicklers ausreichend dicht an die Mantelfläche des Zylinders heranführbar ist.

Bei einer Magnet-Entwicklungsvorrichtung für ein elektrode, photographisches oder elektrostatisches Trocken-Aufzeichnungsverfahren bezweckt die Erfindung zudem die Schaffung einer aus einem Haupt(entwicklungs)magnetteil und einem Hilfsmagnetteil bestehenden Magnetanordnung zur Erzeugung einer Magnetbürste, wobei der Hilfsmagnetteil getrennt vom Hauptmagnetteil an einer Stelle angeordnet ist, an welcher die Magnetkraft des letzteren wirksam . ist, so daß durch die Magnetkraftlinien beider Magnetteile eine dichte, niedrige Entwickleranhäufung (Flor) gebildet wird.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer Entwicklungsvorrichtung, bei welcher im Vergleich zur bisherigen Vorrichtung eine größere Zahl von Hilfsmagneten zur Überführung des Entwicklers sowie ein Hauptmagnet zur Ausbildung einer Anhäufung bzw. eines Flors (ear) des Entwicklers im Inneren des Entwicklungs-Zylinders angeordnet sind. Die Breite des Hauptmagneten ist dabei verkleinert. Die getrennt vom Hauptmagneten ausgebildeten Hilfsmagnete sind dicht vor und hinter dem Hauptmagneten in Positionen angeordnet, in denen sich ihre Magnetkraft mit derjenigen des Hauptmagneten vereinigt, um die Höhe der Entwickleranhäufung im Entwicklungsbereich zu verringern, gemeinsam eine ausreichend große Magnetkraft zu erzeugen, die Dichte der unteren Trägerschicht im Entwicklungsbereich zu vergrößern, so daß die

Magnetkraft der Hilfsmagnete in ausreichendem Maß auf den Träger einwirkt, während die Magnetkraft des Hauptmagneten die hauptsächliche Kraft bildet, und um die Magnetkraft an der Rückseite der Entwicklungsposition größer einzustellen als die Magnetkraft des Hauptmagneten und dabei die Entwickleranhäufung zur Verbesserung der Entwicklungswirkung und zur Gewährleistung einer zufriedenstellenden Förder- oder Übertragungskraft für den Entwickler ausreichend breit auszubilden.

Die Erfindung bezweckt weiterhin die Schaffung einer höchst wirksamen Einrichtung zur Ausbildung einer Entwickleranhäufung hoher Dichte auch mit einem kugelförmigen Träger zwecks Verbesserung der gegenseitigen Anziehung zwischen Zylinder und Entwickler und damit zur Verbesserung der Förder- oder Übertragungskraft (transfer power) des Entwicklers .

Darüber hinaus bezweckt die Erfindung noch die Beseitigung der Dichtenschwankung aufgrund einer Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeit des lichtempfindlichen Elements mittels einer Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung, insbesondere einer solchen mit einem Aufbau, bei dem ein Spalt oder Zwischenraum begrenzter Weite zwischen dem Entwicklungs-Zylinder und einer diesem zugewandten Begrenzungsplatte zur Begrenzung der Durchsatzmenge des Entwicklers entsprechend der Ungleichmäßigkeit in Axialrichtung des Zylinders änderbar ist, um die den Entwicklungsbereichen mit niedrigem Ladungspotential zugeführte Entwicklermenge zu vergrößern und damit die Dichten-Schwankung zu beseitigen.

Die Lösung der genannten Aufgabe ergibt sich speziell aus

den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmalen. 35

■'■ ^: - ^:- 3225Ö35 1$

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer bisherigen Toner-Entwicklungsvorrichtung ,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Zustands der Toneranhäufung im Ent- IQ Wicklungsbereich bei der bisherigen Vorrichtung,

Fig. 3a bis 3c graphische Darstellungen von Beispielen für das Ladungspotential auf einer lichtempfindlichen Trommel,

'

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Toner-Entwicklungsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 5 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teil-(schnitt)darstellung der wesentlichsten Teile

der Vorrichtung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung einer anderen

Ausführungsform der Erfindung, 25

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Entwickleranhäufung bei der Vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwisehen Magnetbreite und Anhäufungshöhe,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 10 eine auseinandergezogene perspektivische Darstel lung der Hauptteile der Vorrichtung nach Fig. 9,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines Endstücks eines Entwicklerbehälters und

Fig. 12a bis 12c graphische Darstellungen zur Erläuterung der Einstellung des Spalts bzw. Zwischenraums zwischen dem Entwicklungs-Zylinder und einer Begrenzungsplatte für die Förder- bzw. Durchsatzmenge des Entwicklers.

Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits erläutert worden.

Gemäß Fig. 4 besteht eine erfindungsgemäß als Abstreifelement vorgesehene Abstreifplatte 5 aus einer dünnen, flexiblen Lage aus z.B. Mylar-Papier. Die Basis 5b der Abstreifplatte 5 ist mittels Schrauben 8 o.dgl.an einer innerhalb eines Kastens oder Behälters 1 angeordneten, längsverlaufenden Tragplatte 7 befestigt. Der über die Tragplatte 7 hinausragende Mittelteil 5c der Abstreifplatte 5 erstreckt sich "in Umfangsrichtung bzw. tangential zum Zylinder 3, wobei ihre Vorderkante jedoch auf die in Fig. 5 in vergrößertem Maßstab veranschaulichte Weise im unbelasteten Zustand mit einem ziemlich großen, vorbestimmten Abstand zur Mantelfläche 3a des drehbaren Zylinders 3 angeordnet ist.

Wenn bei der Drehung des Zylinders 3 Entwickler auf den Mittelteil 5c der Abstreifplatte 5 gelangt, wird dieser Mittelteil 5c unter dem Gewicht des Entwicklers auf die in Fig. 5 in ausgezogener Linie eingezeichnete Weise ausgelenkt, so daß die Vorderkante 5a der Abstreifplatte 5 ausreichend dicht an die Mantelfläche 3a des Zylinders herangeführt wird. Infolgedessen wird der größte Teil des auf dem Zylinder 3 befindlichen Entwicklers von der Abstreifplatte 5 abgenommen, um dann zu den Rührschaufeln herabzufallen, die hierauf ein erneutes Mischen und eine

Reibungsaufladung des Entwicklers bewirken.

Obgleich bei der beschriebenen Ausfuhrungsform als Abstreifplatte eine flexible Platte oder Lage verwendet wird, ist die Erfindung keineswegs auf diese spezielle Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise kann die Abstreifplatte selbst aus einem starren oder steifen Körper bestehen und durch eine Feder in der einen Richtung vorbelastet sein.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ersichtlicherweise ein Abrieb der angerauhten Oberfläche des Zylinders 3 sowie der Vorderkante der Abstreifplatte 5 verhindert, so daß die Toner-Entwicklungsvorrichtung insgesamt eine längere Betriebslebensdauer besitzt. Die Erfindung ist speziell auf eine mit hoher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl arbeitende Toner-Entwicklungsvorrichtung anwendbar. Obgleich die Vorderkante der Abstreifplatte nach längerem Betrieb in der Vorrichtung einem Verschleiß unterworfen ist, kann die Entwicklungsvorrichtung schnell wieder betriebsbereit gemacht werden, weil sich diese Vorderkante bzw. die Abstreifplatte schnell auswechseln läßt.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In einem nicht-magnetischen Rahmen 1 des Hauptgehäuses der Entwicklungsvorrichtung ist eine nichtmagnetische Welle oder Achse 12 befestigt und gehaltert. Die Achse 12 ist gemäß Fig. 6 mit radial angeordneten

^wv Magneten 13 - 19 versehen. Ein Zylinder 3 aus nicht-magne tischem Werkstoff ist um die Außenflächen der Magnete 13 - 19 herum drehbar. Die beiden Enden des Zylinders 3 sind dabei im Rahmen gelagert. Eine Begrenzungsplatte 21 dient zur Begrenzung der vom Zylinder mitgenommenen Menge des in einem Entwicklerbehälter 22 befindlichen Entwicklers T

und zur Zufuhr einer zweckmäßigen Entwicklermenge zum Ent wicklungsbereich. Mittels einer Abstreifplatte 5 wird der Entwickler, der den Entwicklungsbereich passiert hat, von der Mantelfläche des Zylinders 3 abgestreift. Im Inneren des Entwicklerbehälters 22 ist ein Umwälzelement 6 angeordnet, das durch einen Antrieb in Drehung versetzbar ist. Der Zylinder 3 ist einer lichtempfindlichen Trommel

2 zugewandt. Eine Auflage 27 ist so angeordnet, daß der Rahmen 1 der Entwicklungsvorrichtung in Axialrichtung verschiebbar ist.

Die vorstehend beschriebene Entwicklungsvorrichtung arbeitet wie folgt:

Mit der Entwicklungsvorrichtung gemäß Fig. 6 wird ein nach einem elektrophotographischen Verfahren auf der lichtempfindlichen Trommel 2 erzeugtes latentes Ladungsbild entwickelt. Der Entwickler T wird durch das Umwälzelement 6 im Entwick'lerbehälter 2 2 umgewälzt bzw. gerührt, wobei der dicht an der Mantelfläche des Zylinders 3 befindliche Entwickler T durch die Magnete 13 und 14 angezogen wird. Der gegen die Mantelfläche des Zylinders 3 angezogene Entwickler wird durch das Begrenzungselement 21 auf eine vorbestimmte Menge bzw. Schichtdicke eingestellt und, während er durch den Übertragungsmagneten 15 angezogen wird, auf dem Zylinder

3 in den Entwicklungsbereich überführt.

Der Entwickler T erreicht sodann, während er durch den ^® Hilfs-Entwicklungsmagneten 16 angezogen wird, gemäß Fig. 7 den Entwicklungsbereich, der durch die Magnetkraft des Haupt-Entwicklungsmagneten 17 beeinflußt wird. Über und unter dem Hauptmagneten 17 sind dicht neben diesem getrennte Hilfsmagnete 18 bzw. 16 vorgesehen, die gemeinsam die in Fig. 7 dargestellten Magnetkraft- bzw.

-flußlinien erzeugen, um unter der Wechselwirkung der Magnetkräfte dieser Magnete 16, 17 und 18 eine Entwickleranhäufung bzw. einen Flor auszubilden. Der Winkel zwischen dem Hauptmagneten 17 und dem Hilfsmagneten 18 ist auf 50 eingestellt, während der Winkel zwischen dem Hauptmagneten 17 und dem Hilfsmagneten 16 35° beträgt. Die Magnetkraft des Hauptmagneten 17 ist hierbei schwächer als beim bisherigen Hauptmagneten (vgl. Fig. 2), und der Hauptmagnet 17 ist außerdem schmäler ausgebildet. Obgleich dabei die die Anhäufung bildende Kraft niedrig ist, ist im Entwicklungsbereich eine Magnetkraft hoher Dichte in senkrechter Richtung vorhanden, so daß der Entwickler T zu einer Anhäufung bzw. einem Flor (ear) niedriger Höhe, aber hoher Dichte in Radialrichtung geformt wird, und zwar durch die radiale Magnetkraft hoher Dichte, die durch den Hauptmagneten 17 und die unter bzw. über dem Entwicklungsbereich angeordneten Hilfsmagnete 16 bzw. 18 erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen der lichtempfindlichen Trommel und der Mantelfläche des Zylinders 3 vorzugsweise etwa 0,5 1,5 mm.

Bei einem Entwicklungssystem unter Verwendung eines isolierenden Trägers aus kugelförmigen, mit einem Kunstharz beschichteten Teilchen erhält der kugelförmige Träger des Entwicklers in der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung eine große Dichte, wobei die Anhäufung bzw. der Flor niedrig ist, so daß der Entwickler sequentiell übertragen bzw. überführt werden kann, während der kugelförmige Träger in zufriedenstellendem Grad auf der Zylinder-Mantelfläche (zurück )gehalten werden kann. Nach Abschluß der Entwicklung wird der Entwickler von dem eine größere Magnetkraft als der Hauptmagnet 17 besitzenden Hilfsmagneten 18 angezogen. Der Entwickler unter Verwendung dieses kugelförmigen Trägers, der anderenfalls leicht

herabfallen und verstreut werden könnte, wird sodann unter der Anziehung durch den Uberführungsmagneten 19 weitertransportiert, durch die Abstreifplatte 5 vom Zylinder 3 abgestreift und hierauf in den Entwicklerbehälter 22 abgeworfen.

Fig. 8 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Magnetbreite und der Anhäufungshöhe. Je größer die Breite des Magneten ist, umjso größer ist ersichtlicherweise die Höhe der Anhäufung bzw. des Flors und unjso rauher ist die Oberseite dieser Anhäufung. In diesem Fall wird die geförderte Entwicklermenge konstant gehalten. Es hat sich gezeigt, daß der Hauptmagnet vorzugsweise eine Breite von 8 - 15 mm und besonders bevorzugt von etwa 10 mm besitzen sollte. Wenn die Anhäufungs- oder Florhöhe 0,5 - 15 mm beträgt, sind die den kugelförmigen Träger zurückhaltende Kraft und die Anhäufungsbildungsbedingungen im Entwicklungsbereich besonders günstig. Wenn der Hauptmagnet 17, der unter ihm befindliche Hilfsmagnet 16 und der über ihm angeordnete Hilfsmagnet 18 mit Werten von 800 Gauss, 700 Gauss bzw. 830 Gauss gewählt werden, kann der den kugelförmigen Träger enthaltende Entwickler im Entwicklungsbereich zu einer dichten Schicht bzw. Lage geformt und ohne Verstreuen bzw. Ablösung von Entwicklerteilchen transportiert werden. Wenn die Überführungsoder Entwicklungsmagnete hinter der Stelle, an welcher die zuzuführende Entwicklermenge begrenzt wird, in mindestens fünf Magnetpositionen angeordnet sind, lassen sich eine ausgezeichnete (Ladungs-)Bildgüte und eine wirksame Entwicklerförderung realisieren. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Entwicklungs-Zylinder 3 einen Außendurchmesser von 60 mm, und seine Drehzahl beträgt 210 U/min. Obgleich sich die beschriebene Ausführungsform der Erfindung besonders für die Förderung oder Überfüh- ° rung eines einen isolierenden, kugelförmigen Träger ver-

wendenden Entwicklers und zur Bildung einer Entwickleranhäufüng für die Entwicklung eignet, ist die Erfindung selbstverständlich auch auf den bisherigen Entwickler unter Verwendung von unregelmäßig geformten magnetischen Eisenpulverteilchen anwendbar.

Bei der beschriebenen Ausfuhrungsform besitzt also der Hauptentwicklungsmagnet eine verringerte Breite/ und die Hilfsentwicklungsmagnete sind getrennt jeweils über bzw. unter dem Hauptmagneten in dessen Nähe angeordnet, so daß sie den Entwickler zu einer Anhäufung bzw. zu einem Flor zu bilden vermögen. Hierbei kann eine Entwickleranhäufung niedriger Höhe und hoher Dichte erzeugt werden, wobei sich der Entwickler außerdem einwandfrei transportieren bzw. überführen läßt. Mit dieser Entwicklungsvorrichtung kann somit ein Entwickler mit einem kugelförmigen Träger mit besonders hoher Fließfähigkeit gleichmäßig in den Entwicklungsbereich eingeführt werden, wobei mittels der niedrigen Entwickleranhäufung eine wirksame Entwicklung (des Ladungsbilds) erfolgen kann. Die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung ist also mit hohem Nutzeffekt bei einer Hochgeschwindigkeits-Entwicklungsanordnung verwendbar.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei besteht der Entwicklerbehälter 1 aus einem Hauptteil 32, einem Endstück 33 und einem oberen Teil 34, wobei er in dem der lichtempfindlichen Trommel 2 gegenüberstehenden Abschnitt sowie im oberen Abschnitt mit Öffnungen versehen ist. Der Entwicklungs-Zylinder 3 ist innerhalb dieses Behälters 1 angeordnet und aus einem elektrisch leitenden, aber nicht-magnetischen Werkstoff, wie Messing oder Aluminium, hergestellt und durch einen nicht dargestellten Motor gemäß Fig. 9 im Uhrzei-

^⁵ gersinn in Drehung versetzbar» Im Inneren des Zylinders

ist ein Kern 12 angeordnet, an welchem mehrere Dauermagnete 4 mit den beispielhaft in Fig. 9 angegebenen Polaritäten befestigt sind. Ein durch ein Rühr- bzw. Umwälzelement 6 reibungsmäßig aufgeladener Entwickler wird durch die Dauermagnete 4 an die Mantelfläche des Zylinders 3 angezogen und bildet dabei eine Magnetbürste 10, die in Gleitberührung mit der lichtempfindlichen Oberfläche der Trommel 2 gelangt.

Eine Begrenzungsplatte 21 dient zur Begrenzung der Förderbzw. Durchsatzmenge des Entwicklers in der Magnetbürste 10. Die Begrenzungsplatte 21 ist dem Zylinder 3 gegenüberstehend angeordnet. Ein Abstreifer 5 dient zum Abstreifen des Entwicklers vom Zylinder 3 nach dem Ent-Wicklungsvorgang. Wie auch aus der perspektivischen Darstellung von Fig. 10 hervorgeht, ist die Begrenzungsplatte 21 in eine Ausnehmung 32a des Hauptteils 32 des Entwicklerbehälters 1 eingesetzt. Ihre Oberseite wird an ihren beiden Enden von oben her durch Stützelemente 23 _aus einem vergleichsweise steifen. Gummi bzw. Kautschuk beaufschlagt, während ihre Unterseite an beiden Enden und in der Mitte auf den Spitzen von Stützschrauben 24 aufliegt, die in entsprechende Bohrungen in der Ausnehmung 32a eingeschraubt sind. Diese Begrenzungsplatte 21 wird

vor dem Einbau einer vorbestimmten plastischen Verformung unterworfen, so daß die Kantenlinie eines vergleichsweise scharfkantigen Abteils der Begrenzungsplatte 21 im unbelasteten Zustand nach unten durchgewölbt ist. Gemäß Fig. 11 ist in der Unterseite des Endstücks 33 des Ent-

Wicklerbehälters 1 eine Ausnehmung 33a für die Aufnahme des Stützelements 23 ausgebildet. In den Fig. 9 und 11 ist das vorderseitige Endstück nicht veranschaulicht, doch besitzt es eine dem Endstück 33 gemäß Fig. 11 analoge Form mit ebenfalls einer Ausnehmung zur Aufnahme des

Stützelements 23 in seiner Unterseite.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der Spalt bzw. Zwischenraum zwischen dem Entwicklüngs-Zylinder 3 und der Begrenzungsplatte 21 durch Änderung der Tiefe, bis zu welcher die drei Stützschrauben 24 eingeschraubt sind, ungleichmäßig bzw. verschieden variiert werden. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den Enden (tips) des Zylinders 3 und der Begrenzungsplatte 21 ein enger Spalt von etwa 0,5 - 1,5 mm vorhanden. Wenn die Stützschrauben 24 eingeschraubt werden, verlagert sich die Begrenzungsplatte 21 im Bereich dieser Stützschrauben aufgrund einer elastischen Verformung des betreffenden Stützelements 23 oder einer elastischen Verformung der Begrenzungsplatte 21 selbst in Richtung auf den Zylinder 3. Wenn die Stützschrauben herausgedreht werden, verlagert sich die Entwicklermengen-Begrenzungsplatte 21 vom Zylinder 3 hinweg. Auf diese Weise kann der Spalt bzw. Zwischenraum G zwischen Zylinder 3 und Begrenzungsplatte 21 auf die in den Fig. 12a bis 12c dargestellte Weise durch Hinein- bzw. Herausdrehen der Stützschrauben 24 entsprechend geändert werden. Die Fördermenge des Entwicklers vergrößert sich in den Bereichen, in denen der Spalt G weit ist,und verringert sich in den Bereichen, in denen der Spalt G eng ist. Infolgedessen kann ein von Dichtenschwankungen freies entwickeltes Bild erzielt werden, indem die zugeführte Entwicklermenge in den ein niedriges Ladungspotential aufweisenden Bereichen der lichtempfindlichen Trommel 2 vergrößert wird bzw., genauer gesagt, indem der Spalt G auf die in den Fig. 12a bis 12c dargestellte Weise für eine lichtempfindliche Trommel 2

mit den in diesen Figuren veranschaulichten Ladungs-Kennlinien entsprechend eingestellt wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Kantenlinie des Randteils der Entwicklermengen-Begrenzungsplatte 21 plastisch verformt, so daß sie nach unten durchgewölbt

ist. Dieselbe Form kann jedoch auch durch maschinelle Bearbeitung erreicht werden- Während bei der beschriebenen Ausführungsform die Begren2ungsplatte 21 mittels des Stützelements 23 und der Stützschrauben 24 verlagert oder ausgelenkt wird, kann dieselbe Wirkung auch mit Einstellmitteln zur Bewegung der Begrenzungsplatte 21 unter Festlegung ihrer beiden Enden und ihres Mittelbereichs erzielt werden, beispielsweise mit Hilfe von Mitteln zur drehbaren Verbindung der Spitzen der Stützschrauben mit der Begrenzungsplatte 21, Bei einer solchen Anordnung entfällt der Fertigungsschritt der Verformung der Begrenzungsplatte 21 vor ihrem Einbau in die Entwicklungsvorrichtung. Während weiterhin bei der beschriebenen Ausführungsform die Verformungskraft die Begrenzungsplatte 21 an drei Stellen beaufschlagt, kann sie auch an zwei oder weniger Stellen oder aber an vier oder mehr Stellen auf die Begrenzungsplatte einwirken. Kurz gesagt: es können beliebige Einstellmittel verwendet werden, soferji mit diesen die Entwicklermengen-Begrenzungsplatte 21 verformt und verlagert bzw. ausgelenkt werden kann.

Bei der beschriebenen Ausführungsform kann somit der Spalt bzw. Zwischenraum zwischen Entwicklungs-Zylinder und Begrenzungsplatte in Axialrichtung des Zylinders ungleichmäßig, d.h. selektiv variiert werden, so daß die zu Bereichen der lichtempfindlichen Trommel, an denen ein niedriges Ladungspotential vorliegt, geförderte Entwicklermenge vergrößert wird und damit Dichtenschwankungen des entwickelten Bilds beseitigt werden

' können.

Leerseite

Claims

PATENTANS PRÜCHE

1. Entwicklungsvorrichtung mit einem in einem Gehäuse zur Aufnahme eines Entwicklers angeordneten Zylinder zur Förderung oder Überführung des Entwicklers mittels seiner Mantelfläche und mit einem der Zylinder-Mantelfläche zugewandten Abstreifelement zum Abstreifen von Entwickler von der Zylinder-Mantelfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifelement (5) normalerweise elastisch bzw. federnd in einer Richtung vorbelastet ist, in welcher es beträchtlich von der Mantelfläche des Zylinders (3) getrennt ist, und daß dann, wenn sich auf dem Abstreifelement (3) Entwickler (T) sammelt, die Vorderkante (5a) des Abstreifelements (5) sich dicht an die Mantelfläche des Zylinders (3) heran zu verlagern vermag.

2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (3) mehrere Magnete (13 - 19) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinder (3) und einem

Begrenzungselement (21) zur Begrenzung der Förderbzw. Durchsatzmenge des Entwicklers ein Spalt oder Zwischenraum (G) einer begrenzten Weite festgelegt ist und daß das Begrenzungselement (21) einem Entwicklungsbereich vorgeschaltet und so angeordnet ist, daß die Breite des Spalts (G) in Axialrichtung

des Zylinders (3) ungleichmäßig, d.h. selektiv variabel ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (13 - 19) einen Haupt(entwicklungs) magneten (17) begrenzter Breite und einen Hilfs(entwicklungs)magnetabschnitt (16, 18) aufweisen, der mit in der Mitte angeordnetem Hauptmagneten getrennt vom Hauptmagneten an einer dicht am Ent-Wicklungsbereich befindlichen Stelle angeordnet ist, so daß sich die Magnetkraft des Hilfsmagnetabschnitts mit derjenigen des Hauptmagneten vereinigt.

5. Entwicklungsvorrichtung mit mehreren vorrichtungsfesten Magnetelementen und einem bewegbaren Element zur Förderung eines. Entwicklers, das sich gegenläufig zu einem in Gegenüberstellung zu seiner Mantelfläche angeordneten Bildaufnahmeelement bewegt, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haupt(entwicklungs)magnetelement begrenzter Breite vorgesehen ist und daß ein vom Hauptmagnetelement getrennt ausgebildeter Hilfsmagnetabschnitt innerhalb des bewegbaren Elements mit in der Mitte angeordnetem Hauptmagnetelement in einer Position dicht neben einem Entwicklungsbereich so angeordnet ist, daß sich die Magnetkraft des Hilfsmagnetabschnitts mit derjenigen des Hauptmagnetelements vereinigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bewegbaren Element und einem Entwicklermengen-Begrenzungselement ein Spalt oder Zwischenraum begrenzter Breite festgelegt ist und daß das Begrenzungselement so angeordnet ist, daß es dem bewegbaren Element zugewandt ist und der Spalt in

Axialrichtung des bewegbaren Elements ungleichmäßig, d.h. selektiv änderbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß ein Abstreifelement vorgesehen ist, das normalerweise elastisch bzw. federnd in einer Richtung vorbelastet ist, in welcher seine Vorderkante einen beträchtlichen Abstand zur Mantelfläche des bewegbaren Elements besitzt, während seine Vorder-IQ kante dann, wenn sich auf dem Abstreifelement Entwickler angesammelt hat, sich dicht an die Mantelfläche des bewegbaren Elements heran verlagert und Entwickler von dieser Mantelfläche abzustreifen vermag,

8. Entwicklungsvorrichtung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Entwicklungs-Zylinder und einem Entwicklermengen-Begrenzungselement ein Spalt oder Zwischenraum begrenzter Breite festgelegt ist und daß das Begrenzungselement dem Zylinder zugewandt und so angeordnet ist, daß der Spalt in Axialrichtung des Zylinders ungleichmäßig, d.h. selektiv änderbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstreifelement vorgesehen ist, das normalerweise elastisch bzw. federnd in einer Richtung vorbelastet ist, in welcher seine Vorderkante einen beträchtlichen Abstand zur Mantelfläche des Zylinders besitzt, während seine Vorderkante dann, wenn sich auf dem Abstreifelement Entwickler angesammelt hat, sich dicht an die Zylinder-Mantelfläche heran verlagert und Entwickler von dieser Mantelfläche abzustreifen vermag.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder mehrere Magnete angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete ein Haupt(entwicklungs)magnetelement begrenzter Breite sowie einen Hilfs(entwicklungs )magnetabschnitt umfassen, der mit in der Mitte angeordnetem Hauptmagnetelement getrennt von letzterem an einer dicht am Entwicklungsbereich gelegenen Stelle angeordnet ist, so daß sich die Magnetkraft des Hilfsmagnetabschnitts mit derjenigen des Hauptmagnetelements vereinigt.