DE3228636A1

DE3228636A1 - Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer buerste

Info

Publication number: DE3228636A1
Application number: DE19823228636
Authority: DE
Inventors: Satoshi Haneda; Masahiko Itaya; Yukio Hachioji Tokyo Okamoto
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1981-08-10
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1983-02-24
Also published as: GB2103517B; US4486089A; GB2103517A; JPS5825674A

Description

G 53523

Konishiroku Photo Industry Co., Ltd., No. 26-2 Nishishinjuku 1-chome, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan

Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste für elektrofotografische Kopiermaschinen und elektrostatische Aufzeichnungsgeräte.

Bei eine magnetische Bürste aufweisenden Entwicklungsvorrichtungen wird der magnetisches Pulver enthaltende

Entwickler an einen unmagnetischen Halter, der Magnete 20

enthält, aufgrund der Magnetkräfte dieserMagnete angezogen, wobei der bürstenförmig am unmagnetischen Halter haftende Entwickler mit dem elektrostatischen latenten Bild in der Entwicklungsposition in Kontakt kommt, das

auf einem Ladungsträger gebildet ist. Dadurch wird das elektrostatische latente Bild entwickelt.

Es gibt zwei Arten von Entwickler, wobei der eine ein ³^ Zweikomponentenentwickler ist, der im wesentlichen aus nicht.magnetischem Toner und einem magnetischen Trägermaterial besteht, während der andere ein Einkomponentenentwickler ist, der im wesentlichen aus einem magnetischen Toner besteht. Die Einkomponentenentwickler sind weiter-

hin in einen leitenden magnetischen Toner und in einen dielektrischen magnetischen Toner zu unterscheiden. Die Entwicklung erfolgt dadurch, daß mit dem elektrostatischen latenten Bild entgegengesetzter Polarität gela-

dener Toner elektrostatisch an das elektrostatische Bild angezogen wird. Bei einem Zweikomponentenentwickler wird der Toner durch Reibung mit einem Trägermaterial elektrisch aufgeladen, wobei der Toner eine kleinere Partikelgröße als das Trägermaterial hat, so daß sich eine magnetische Bürste bildet. Bei einem Einkomponentenentwiekler wird der magnetische Toner durch Anlegen einer elektrischen Ladung oder durch elektrostatische Induktion aufgeladen, während der dielektrische magnetische Toner durch Reibung mit einem Teil aufgeladen wird, das in einem Entwicklungsbehälter oder während eines Transportes mit dem Toner in Kontakt kommt.

Zum Anziehen von Entwickler und zum Bilden einer magnetischen Bürste sind nicht magnetische Halter in Form einer Hülle, einer Hülse, eines Zylinders oder eines

endlosen Bandes bekannt. Die innerhalb des Halters an-25

zuordnenden Magnete können aus einer Mehrzahl magnetischer Stücke bestehen, die radial angeordnet sind, ebenso wie es bekannt ist, einen Stangenmagnet mit an seiner Oberfläche angeordneten magnetischen Polen zu verwenden. Ant

dererseits sind als Halter eines latenten Bildes fotoempfindliche Träger bekannt, die für elektrofotografische Kopiermaschinen verwendet werden, ebenso wie ein dielektrischer Träger für elektrostatische Aufzeichnungsgeräte benutzt wird. Ihre Formen reichen von einer Trommel,

einem endlosen Band bis zu einer Platte und einer Folie,

Fig. 1 zeigt eine nach dem Prinzip der magnetischen

Bürste arbeitende bekannte Entwicklungsvorrichtung. 5

Innerhalb einer zylindrischen Hülle 1, welche den nichtmagentischen Halter bildet, ist eine Vielzahl von magnetischen Stücken 2 mit jeweils einander entgegengesetzter Polarität angeordnet, wobei die Verteilung der magnetischen Feldstärke auf der Hülle in Fig. 2 zu erkennen ist. Dadurch entsteht eine "Ohrenbildung¹¹ des beispielsweise magnetischen Entwicklers 3, wobei die Hülle 1 und/oder die Magnetstücke 2 in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles gedreht werden. Der ohrenbildende und Toner enthaltende Entwickler 3 wird auf der Oberfläche der Hülle 1 einem Ladungsträger 5 in eine Entwicklungsposition zugeführt, nachdem er mittels einer s eine Schichtdicke, regulierenden Platte 4 auf eine einheitliche Dicke oder Höhe gebracht wurde. Der so vorbereitete Entwickler 3 kommt mit der Oberfläche des Ladungsträgers 5 in Kontakt, welcher mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, so daß auf dem Träger 5 befindliche elektrostatische latente Bilder kontinuierlich entwickelt werden.

Bei dieser Entwicklungsvorrichtung sind die Ohren des 30

Entwicklers 3 weich, so daß sein Zusammenhalt, nicht immer gewährleistet ist, wenn er mit dem Ladungsträger 5 oder mit der die Schichtdicke regulierenden Platte 4 in Kontakt kommt. Die elektrische Aufladbarkeit dieses Entwicklers ist ausgezeichnet, weil der Entwickler auf der Hülle

-Λ-ί

1 verrührt wird. Da jedoch das magnetische Feld auf der Hülle 1 erzeugt wird, besteht die Gefahr, daß die Kraft für den Transport des Entwicklers 3 schwach ist und daher Kohäsion des Entwicklers auf der Hülle 1 statt-5

findet, wobei die Transportierbarkeit des Toners bedeutend gesenkt wird, wenn eine Tonerfilmbildung stattfindet. Außerdem trat teilweise eine ungleichförmige Dichte oder Schwärzung in Form seitlicher Streifen synchron mit der Fortschreitgeschwindigkeit der Entwicklerschicht auf dem aufgezeichneten Bild auf, weil nur der eine Breite W aufweisende Teil.eines im Bereich eines magnetischen Poles gebildeten Bereiches zur Entwicklung in der Entwicklungsposition beiträgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem Prinzip der magnetischen Bürste arbeitende Entwicklungsvorrichtung zn schaffen, bei der die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden und die in der Lage ist, elektrostatische latente Bilder gleichförmiger und fehlerfreier als bisher möglich zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Entwicklungsvorrichtung gelöst, welche eine nichtmagnetische Hülle und einen darin untergebrachten Magnet aufweist, wobei die Hülle einen magnetisches Material enthaltenden Ent-

wickler auf ihrerOberfläche anzieht und trägt und der Entwickler ein auf einem Ladungsträger gebildetes elektrostatisches latentes Bild entwickelt. Diese Entwicklungsvorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die unmagnetische Hülle in Richtung der Bewegung des

Entwicklers zur Entwicklungsposition bewegt wird und daß der Magnet die Form einer magnetischen Walze oder eines magnetischen Stabes hat, wobei eine Mehrzahl von Magnetstücken mit magnetischer Feldstärkenverteilung mit einer

Mehrzahl von Feldspitzen derart angeordnet ist, daß sich deren Polarität abwechselt. Auf diese Weise werden die oben erläuterten Probleme gelöst und die weiter unten erläuterten Wirkungen und Vorteile bei elektrostatischen Entwicklungsvorrichtungen mit einer Vielzahl von Magnetstücken, die in einer zylindrischen Hülle angeordnet sind, erzielt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele zum Stand der Technik und gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der Hauptteile einer bekannten, nach dem Prinzip der magnetischen Bürste arbeitenden elektrostatischen Entwicklungsvorrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die magnetische Feldstärken-25

verteilung der Vorrichtung aus Fig.l zu erkennen ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Entwick-

lungsvorrichtung, aus der alle wesentlichen Teile dieser Vorrichtung zu erkennen sind, und

Fig. 4 ein Diagramm, aus dem die magnetische Feldstärken-Verteilung der Vorrichtung gemäß Fig. 3 zu erkennen ist.

Aus dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten bekannten Entwicklungsvorrichtung zu erkennen. Der Unterschied

besteht darin, daß gemäß Fig. 3 die Magnetstücke 6 an 5

der Außenseite eine konkave Gestalt aufweisen, wobei die beiden Seiten jedes Magnetstückes vorstehen und der mittlere Abschnitt flach und konkav bzw. zurückversetzt ist. Außerdem wird die die Magnetstücke 6 enthaltende magnetische Rolle in entgegengesetzter Richtung R zur Drehrichtüng F der zylindrischen Hülle 1 und damit auch entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Entwicklers 3 in die Entwicklungsposition gedreht. Daher werden von der magnetischen Rolle zahlreiche magnetische Polabschnitte von den einzelnen Magnetstücken 6 gebildet, wobei jedes Magnetstück 6 praktischen einen Körper bildet, dessen magnetische Feldstärkenverteilung zwei Spitzen aufweist, wie in vollen Linien in Fig. 4 gezeigt ist. Entsprechend dieser magnetischen Feldstärkenverteilung werden auch aus dem Entwickler 3 pro magnetisches Stück bzw. von jedem magnetischen Pol Ohren oder Büschel mit

zwei Spitzen gebildet. Dabei ist es auch möglich, daß 25

jedes magnetische Stück 6 eine magnetische Feldstärkenverteilung aufweist, die zwei ausreichende Spitzen mit nur einer flachen Vertiefung dazwischen hat, weil jedes

magnetische Stück 6 mit einem Magnetpol entgegengesetzter 30

Polarität zu dem jeweils benachbarten magnetischen Stück versehen ist.

Die magnetische Rolle hat beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Feldstärkenverteilung mit jeweils zwei Spitzen, wie in vollen Linien in Fig. 4 dargestellt ist,

-r- a

was im Gegensatz zu der bekannten Anordnung steht, deren Feldstärkenverteilung in Fig.. 4 in gestrichelten Linien angedeutet wurde. Dementsprechend ist beim vorliegenden

Ausfuhrungsbeispiel die auf den Entwickler ausgeübte 5

Anziehungskraft auch im Verbindungsabschnitt jedes magnetischen Stückes stark, insbesondere auch die gemittelte Verteilung der Anziehungskraft über den Umfang der zylindrischen Hülle 1, wodurch der'Transport des Ent-Wicklers 3 verbessert und die Weite W der Abschnitte der Entwicklerschicht, die zur Entwicklung beitragen,vergrößert wird, so daß sich beim Entwickeln nicht ohne weiteres Schwärzungsfehler oder Schwärzungsungleichförmigkeiten einstellen können. Weiterhin ist die magnetische Feldstärke auf der Oberfläche der zylindrischen Hülle 1 im Bereich der Vertiefungen der einzelnen magnetischen Stücke 6 kleiner als bei bekannten magnetischen Rollen, so daß der Entwickler in diesen Bereichen frei von starken Beeinträchtigungen des magnetischen Feldes ist und daher ein Verhalten nahezu wie eine Pulverwolke hat, wodurch die Ohren- oder Büschelverteilung des Entwicklers zusätzlich ausgeglichen wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dreht sich die magnetische Rolle in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung der auf der zylindrischen Hülle 1 befindlichen

Entwicklerschicht, so daß die Relativgeschwindigkeiten zwischen der magnetischen Rolle und der Entwicklerschicht groß ist und der Entwickler 3 bei der Bewegung zur Entwicklungsstelle auf der Oberfläche der zylindrischen Hülle 1 verrührt bzw. durcheinander bewegt wird, wobei

eine Elektrofizierung bzw. Aufladung durch Reibung zwischen der Hülle 1 und dem Entwickler 3 stattfindet. Da der Entwickler 3 ständig verrührt wird, wird die

Höhe der Ohren oder Büschel des Entwicklers weiter aus-5

geglichen bzw. werden die Ohren oder Büschel weiter abgeflacht. Der Entwickler wird sogar an der Entwicklungsstelle verrührt, so daß Stöhrungen der Entwicklung aufgrund von Potentialzwischenräumen nicht einfach auftreten können bzw. nicht zu befürchten sind. In Fig. 3 ist der Entwickler bzw. seine Ohren- oder Büschelbildung skelettartig dargestellt» Es ist zu erkennen, daß die Ohren- oder Büschelabschnitte des Entwicklers an der ZufuhrstelIe 3A verhältnismäßig hoch sind und in ihrer Höhe immer weiter abnehmen, wenn der Entwickler 3 in die Positionen 3B und 3C weiterbewegt wird. Der Entwickler wird durcheinandergeschüttelt bzw. durcheinanderbewegt und durch Reibung elektrisch aufgeladen, wobei die Höhe der Ohren oder Büschel noch ausgeglichen wird, wenn der Entwickler in die Position 3D und 3E weiterbewegt wird und schließlich zur Entwicklungenteile 3F gelangt. Im

Bereich der Position 3D befindet sich eine die Dicke der 25

Entwicklerschicht regulierende Platte 4, unter der der Entwickler 3 hindurchbewegt wird, wodurch ein weiterer Ausgleich seiner Schichtdicken-Verteilung stattfindet.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Magnetrolle insgesamt acht magnetische Stücke 6 auf und hat einen Radius von 15 mm. Die Tiefe der Ausnehmung oder Vertiefung jedes magnetischen Stückes 6 beträgt 3 mm und die Weite desselben 5 mm. Die magnetische Feldstärke hat in

vertikaler Richtung auf der Hülle 1 in der Spitze eine Stärke von 600Gauss. Die magnetische Rolle wird mit einer Geschwindigkeit von 1200 UpM gedreht, während die

zylindrische Hülle 1 mit einer Drehzahl von 50 UpM läuft. 5

Die Vorschubgeschwindigkeit des Ladungsträgers 5 beträgt 180 mm /Sek., wobei ein Abstand von 0,3 mm zwischen dem Ladungsträger 5 und der Hülle vorgesehen ist. Es wird ein Entwickler benutzt, der aus 60 Gewichtsteilen eines Styrol-Acrylat -Kunstharzes (SBM 73), 37 Gewichtsteilen Magneteisenstein (EPT-IOOO), einem Gewichtsteil eines Ladungssteuermittels (VaIi-fast Black 3804) und zwei Gewichtsteilen Ruß (MA-8) besteht, die aufgeschlossen bzw. gelöst und gleichzeitig miteinander verknetet und dann pulverisiert und klassiert wurden. Das so gewonnene partikelförmige Entwicklerpulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 15 ,n wurde mit einer kleinen Menge feinem Silikapulver vermischt. Die Höhe bzw. Dicke der Entwicklerschicht betrug dabei pro Ohr oder Büschel 0,4 mm im Spitzenbereich und 0,15 mm im dazwischenliegenden vertieften Bereich. An der die Dicke der Entwicklerschicht regulierenden Platte 4 konnten keine anhaftenden

Entwicklerrückstände gesehen werden. Man erzielte einen befreidigenden Transport des Entwicklers. Das durch die Entwicklung erzielte Tonerbild zeigte keine unscharfen bzw. nebeiförmigen Stellen. Es hatte einen ausgezeich-

neten Bildkontrast und eine ausgezeichnete Auflösung bzw. ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen.

Das vorstehend erläuterte Beispiel weist pro magnetisches Stück 6 eine Vertiefung auf. Wenn jedes magnetische Stück 6 bzw. jeder Magnetkörper zwei oder mehr Vertiefungen

hat, wird der Ausgleich der Ohren- bzw. Büschelbilding noch verbessert. Es ist möglich, eine gleiche Funktion und Wirkung durch Abändern der Form der Vertiefung derart zu erreichen, daß diese als Halbkreis oder Teilkreis

ausgebildet ist.

Mit der nach dem Prinzip der magnetischen Bürste arbeitenden, vorstehend erläuterten Entwicklungsvorrichtung

¹^ erreicht man eine ausgezeichnete Entwicklung elektrestatischer latenter Ladungsbilder, bei der die für den Transport des Entwicklers vorgesehene Kraft nicht geschwächt ist und eine Kohäsion der Partikel des Ent-Wicklers untereinander und eine Schwärzungsungleichförmigkeit des entwickelten Bildes nicht stattfindet. Dies wird dadurch erreicht, daß man eine kleine magnetische Rolle, die aus einer Mehrzahl magnetischer Stücke einer

2Q magnetischen Feldstärkenverteilung, die mehrere Spitzen aufweist, besteht, die miteinander entgegengesetzter Polarität nebeneinander angeordnet sind, in einer hohlzylindrischen Hülle unterbringt und in entgegengesetzter Richtung zu der in Transportrichtung des Entwicklers gedrehten Hülle dreht.

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Claims

G53523 Patentansprüche;

1. Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste, mit einer unmagnetischen Hülle, in der ein Magnet ange-

jQ ordnet ist, wobei die Hülle einen magnetisches. Material enthaltenden Entwickler auf der Oberfläche anziehen und tragen kann, der ein elektrostatisches latentes Bild entwickelt, das auf einem Ladungsträger

gebildet ist, dadurch gekennzeich-15

net, daß die unmagnetische Hülle (l) in Transportrichtung des Entwicklers (3) bewegt wird und daß der Magnet die Form einer magnetischen Rolle aufweist, die aus einer Mehrzahl von Magnetstücken (6) zusammenge-

setzt ist, wobei jedes Magnetstück eine magnetische Feldstärkenverteilung mit einer Mehrzahl von Spitzen aufweist und die Polarität benachbarter Magnetstücke einander entgegengesetzt ist, und daß die magnetische Rolle entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Hülle (1) gedreht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Stücke (6) an ihrer Außenseite eine konkave Form aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten jedes magnetischen Stückes (6) vorstehen und sich dazwischen ein vertiefter mittlerer Abschnitt befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vertiefte mittlere Abschnitt konkav ausgebildet ist und einen flachen Boden mit etwa senkrecht

dazu hochstehenden Seitenwänden aufweist. 5

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vertiefte mittlere Abschnitt konkav ausgebildet ist und einen teilkreisförmigen Querschnitt aufweist*

6* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (l) und der Magnet mit unterschiedliehen Drehzahlen angetrieben werden.

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