DE3230870A1

DE3230870A1 - Vorrichtung zur zufuehrung von magnetischem toner an den bildentwicklungsbereich eines kopiergeraets

Info

Publication number: DE3230870A1
Application number: DE19823230870
Authority: DE
Inventors: Minoru Kumagaya Arai; Hiromi Kashiwagi; Keitaro Kodama-county Saitama Yamashita
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1981-08-21
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1983-03-31
Also published as: JPS5833273A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine in einem elektronischen Kopier- oder Bildübertragungsgerät vorgesehene Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes mit magnetischem Toner.

Bei der elektronischen Photographie wird die photoleitende Oberfläche eines lichtempfindlichen Materials gleichförmig elektrisch aufgeladen, zur Erzeugung elektrostatischer Bilder belichtet und anschließend zur Erzeugung der Bildkopien direkt fixiert oder elektrostatisch auf die Oberfläche von Ubertragungsmaterial wie etwa Papier oder dergleichen übertragen. Bei. der elektrostatischen Aufzeichnung in. einem anderen elektronischen Kopie-Faksimilegerät wird als Aufzeichnungsträger elektrostatisches Aufzeichnungspapier anstelle eines lichtempfindlichen Elements verwendet, und elektrostatische Bilder werden unter Verwendung von Nadelelektroden oder Mehrfachnadel-Köpfen erzeugt, entwickelt und zur Herstellung von Kopien fixiert. Beim Entwickeln derartiger latenter Bilder wird am häufigsten das Magnetbürsten-Verfahren angewandt, wobei der Einsatz von magnetischem Toner in letzter Zeit zugenommen hat. Bei Verwendung eines solchen magnetischen Toners erübrigen sich Vorrichtungen zum Mischen von Toner und Träger und zum Aufrechterhalten der Tonerkonzentration, wie sie bei Verwendung eines Entwicklers des Zweikomponenten-Systems, das mit einem herkömmlichen pulverförmigen Gemisch aus Träger und Toner arbeitet, erforderlich sind. Die Verwendung von magnetischem Toner hat also unter anderem den Vorteil, daß die Entwicklungsvorrichtung vereinfacht werden kann und die Bedienung leicht ist, und daß der Austausch von verbrauchtem Träger entfallen kann.

Entwicklungsvorrichtungen, die mit einem derartigen magnetischen Toner arbeiten, sind beispielsweise in der US-Patentschrift Nr. 4,102,305 und in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 54-33534 offenbart.

Wird zum Entwickeln von Bildern magnetischer Toner ver wendet, so kann es sein, daß er infolge übermäßiger Dicke der auf dem nichtinagnetischen Mantel adsorbierten und mitgeführten Tonerschicht verstreut wird. Die Schichtdicke sollte daher geringer als 1mm sein und normalerweise auf einem Wert von etwa

0,4 bis etwa 0,6 mm ge»halten werden. Um ferner die Dickenverteilung in Axialrichtung gleichmäßig zu halten, muß der Abstreichspalt präzis auf einem Wert von etwa +0,1 mm geregelt werden.

Da jedoch die Abstreichplatte normalerweise eine Länge von 200 bis 400 mm aufweist, hat sich das folgende Problem ergeben: Bei einer Entwicklungsvorrichtung, bei der die Abstreichplatte annähernd horizontal angebracht ist und ihre Kante bezüglich des nichtmagnetischen Mantels schräg nach oben verläuft, muß, da die Justierung des Abstreichspalts durch horizontale Verschiebung der Abstreichplatte erfolgt, die Platte um ein großes Stück versetzt werden, um den Spalt um ein verhältnismäßig kleines Maß zu ändern. Daher nimmt die Justierung des Abstreichspalts viel Zeit in Anspruch. Da ferner die Geradlinigkeit der Kante der Abstreichplatte die Gleichmäßigkeit des Abstreichspalts in Axialrichtung erheblich beeinflußt, muß die Kante der Abstreichplatte präzis bearbeitet sein. Trotz einer solchen genauen Bearbeitung hat sich häufig herausgestellt, daß sich der Abstreichspalt nicht innerhalb der Toleranzgrenzen justieren läßt.

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine mit magnetischem Toner arbeitende Entwicklungsvorrichtung anzugeben, bei der Nachteile des Standes der Technik beseitigt sind, die es gestattet, den magnetischen Toner in stabiler und zweckmäßiger Weise zuzuführen und zu transportieren, und bei der sich der Abstreichspalt leicht justieren läßt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuführung von magnetischem Toner an die Bildentwicklungszone eines Kopiergerätes weist folgende Merkmale auf: einen nichtmagnetischen zylindrisehen Mantel; eine innerhalb des Mantels drehbare Magnetwalze, die an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von achsparallelen länglichen Magneten abwechselnder Polung aufweist; einen Trichter zur Aufnahme eines Vorrates an magnetischem Toner mit einer Auslaßöffnung in seinem unteren Bereich; eine Platte mit einer - 35 zur Oberfläche des zylindrischen Mantels im wesentlichen tangential verlaufenden Oberfläche zur Zuführung von Toner von der Auslaßöffnung in die Nähe der Manteloberfläche und. mit einem in der Nähe des Mantels liegenden Endabschnitt, der mit der

Manteloberfläche einen ersten Spalt bildet; sowie ein an der Hinterseite des den ersten Spalt bildenden Endabschnitt vorgesehenes Abstreichmesser, das mit der Manteloberfläche einen zweiten Spalt bildet, wobei der zweite Spalt kleiner ist als der erste Spalt, um zwischen den beiden Spalten auf dem Mantel eine Toneransammlung auszubilden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zuführung von magnetischem Toner an die Bildentwicklungszone eines Kopiergerätes anhand der in der Zeichnung gezeigten Schnittdarstellung näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Photoleiter bezeichnet, auf dem ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt worden ist. Dem Photoleiter 1 gegenüber ist ein nichtmagnetischer zylindrischer Mantel 2 angeordnet, in dem drehbar eine Permanentmagnet- ;· 15 walze 3 gelagert ist, die an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von achsparallelen länglichen Magneten aufweist. An der Außenseite des nichtmagnetischen Mantels ist ferner ein Tonerbehälter 4 vorgesehen, der mit magnetischem Toner 5 gefüllt ist. .Ist beispielsweise, der Mantel 2 fest und dreht sich die Magnetwalze 3 ί 20 gegen den Uhrzeigersinn, so wird Toner 5 aus der öffnung 6 des

Behälters 4 über eine den Boden des Behälters 4 bildende Füh-" rungsplatte 7 auf den Mantel 2 geleitet und durch Adsorption

an der Manteloberfläche in einer Richtung transportiert, die zur Drehrichtung der Magnetwalze 3 entgegengesetzt ist. Die 25 Schichtdicke des auf dem Mantel 2 transportierten Toners 5 ή wird mittels einer Abstreichplatte 8 geregelt, die in Drehrichtung hinter der Führungsplatte 7 separat angebracht ist. Der % Toner wird in die Bildentwicklungszone überführt und reibt an der Oberfläche des Photoleiters 1, wodurch das Bild entwickelt

30 wird. ' ■

:;■ Die den Boden des Tonerbehälters 4 bildende Führungsplatte

' 7 verläuft im wesentlichen tangential zum Mantel 2. Die Ab-

j] streichplatte 8 ist bezüglich des Mantels 2 bewegbar mittels rf Schrauben 12 am Boden des Tonerbehälters 4 angebracht, während

. .._ .3.5. der Mantel 2 fest ist. Wird die Magnetwalze 3 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so wird magnetischer Toner an der öffnung 6 entnommen und über die Führungsplatte 7 dem Mantel 2 zugeführt, passiert dann den vom Mantel 2 und der Kante der FUh-

rungsplatte 7 gebildeten Spalt d2 und bewegt sich in Richtung des eingezeichneten Pfeils zur Abstreichplatte 8. Ist der Spalt d2 breiter als der Abstreichspalt d1, so sammelt sich in dem von der Führungsplatte 7 und der Abstreichplatte 8 umgebenen Raum Toner, der eine Toneransammlung 5a bildet. Die Spalte d1 und d2 sind in geeigneter Weise derart bemessen, daß der Toner 5 nicht den gesamten Bereich füllt, sondern einen Hohlraum 11 freiläßt. Aus der Toneransammlung 5a wird der Toner 5 weiterhin durch den Abstreichspalt d1 in die Entwicklungszone transportiert.

Wie sich aus der obigen Darstellung ergibt, vermittelt die hier beschriebene Entwicklungsvorrichtung eine stabile Tonerzuführung insbesondere dadurch, daß die Führungsplatte 7 im wesentlichen tangential zum nichtmagnetischen Mantel 2 angeordnet ist. Daher wird der magnetische Toner 5 durch die magnetische Anziehung der Magnetwalze 3 aus dem Tonerbehälter 4 entnommen und zur Kante der Führungsplatte 7 befördert. Durch die Drehung der Magnetwalze 3 gegen den Uhrzeigersinn.wird der Toner sodann auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Mantels 2 im Uhrzeigersinn transportiert. Da der Spalt dl zwischen der Abstreichplatte 8 und dem Mantel 2 etwas kleiner ist als der Spalt d2 zwischen der Führungsplatte 7 und dem Mantel, sammelt sich der durch den Spalt d2 geförderte Toner zwischen den beiden Spalten an.

Sammelt sich Toner in dem oben beschriebenen Hohlraum 11 an, so nimmt die Menge an den Spalt d2 durchsetzendem Toner ab, so daß an der Kante der Führungsplatte 7 eine Toneranhäufung entsteht. Infolgedessen erfährt der Toner bei der Drehung der Magnetwalze 7 gegen den Uhrzeigersinn eine nach rechts gerichtete Schubkraft, unter der sich die von der öffnung 6 des Tonerbehälters 4 zugeführte Tonermenge vermindert. Da andererseits in der Entwicklungszone, die von dem Photoleiter 1 und dem diesem gegenüberstehenden Teil des Mantels 2 gebildet wird, Toner verbraucht wird, verringert sich wiederum die Toneran-Sammlung innerhalb des Hohlraumes 11. Diese Verringerung bewirkt ihrerseits eine Abnahme der Toneranhäufung auf der Führungsplatte 7, so daß wieder mehr Toner aus der öffnung 6 des Tonerbehälters 4 zugeführt wird. Auf diese Weise wird die

der Entwicklungszone zugeführte Tonermenge stabilisiert, oben dargelegt, wird die Menge des dem nichtmagnetischen Mantel 2 zugeführten Toners 5 in der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung automatisch auf einen konstanten Wert gesteuert, wobei der oben erwähnte Hohlraum 11 nur dadurch definiert wird, daß der Spalt d2 größer gemacht wird als der Spalt d1, ohne daß für den Spalt d2 eine strenge Steuerung erforderlich ist und ohne daß in dem die Führungsplatte 7 und die Abstreichplatte 8 umgebenden Bereich der Toner überläuft.

Die Abstreichplatte 8 ist an dem Tonerbehälter 4 derart angebracht, daß bei dem in der Zeichnung dargestellten Aufbau zwischen der Abstreichplatte 8 und der Führungsplatte 7 ein Winkel vorzugsweise im Bereich von 30 bis 60 ° besteht. Ist dieser Winkel zu klein, so verläuft die Abstreichplatte 8 nahezu horizontal und die Justierung des Abstreichspaltes wird schwierig. Ist der Winkel zu groß, so wird die Justierung des Abstreichspaltes ebenfalls schwierig.. Optimal wird die Abstreichplatte 8 parallel zur Achsrichtung der Magnetwalze 3, d.h. senkrecht zur Tangentialrichtung des Mantels an der Spitze der Abstreichplatte ausgerichtet.

Der Abstreichspalt d1 ist für die mit herkömmlichem magnetischem Toner arbeitende Entwicklungsvorrichtung auf einen Wert von weniger als 1,0 mm eingestellt, während der Spalt d2 auf einen Wert im Bereich von (d1 + 0,2 mm) bis (d1 +1,0 mm) eingestellt sein kann. Auf diese.Weise kann sich die Toneransammlung 5a im praktischen Betrieb stabil ausbilden, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, ohne daß der Spalt d2 streng justiert werden muß.
Beispiel

Es wurden ein nichtmagnetischer Mantel 2 mit einem Außendurchmesser von 31 mm und eine Permanentmagnetwalze 3 mit einem Außendurchmesser von 29 mm verwendet, wobei die Magnetwalze 3 symmetrisch mit 8 Polen abwechselnder Polarität unter Verwendung von Magneten mit einer magnetischen Flußdichte von 85 mT an der Manteloberfläche magnetisiert war. Eine Abstreichplatte 8 war unter einem Winkel von etwa 45 ° zu der Führungsplatte 7 angebracht. In dieser Entwicklungsvorrichtung war der Abstreichspalt d1 auf 0,6 mm eingestellt, und der Spalt d2 wur-

de zwischen 0,8 und 2,0 nun verändert. Der Mantel 2 war fest, und die Magnetwalze 3 wurde mit 600 min" gedreht. Die Ergebnisse zeigten, daß sich bei einem Spalt d2 bis etwa 2,6 mm ein Hohlraum 11 bildete, bei dem ein geeigneter Tonertransport vorlag, überschritt die Breite des Spaltes d2 den Wert von 2,6 mm, so verschwand der Hohlraum 11 im wesentlichen vollständig, und es trat eine Toner-Überschwemmung auf.

Wurde zusätzlich zu dem obigen Versuch die Magnetkraft geändert, so nahm die sich auf der Führungsplatte 7 ansammelnde Tonermenge mit steigender Magnetkraft zu, doch wurde im Ausmaß der Toneransammlung 5a im wesentlichen keine Änderung festgestellt, und es traten keine Probleme auf.

PUS

Claims

,, STREHL SCHÜBEL-HOPF SCHULZ \ WIDENMAYERSTRASSE 17. D-8000 MÜNCHEN 22 Hitachi Metals, Ltd. DEA-25742 19. August 1982 * VORRICHTUNG ZUR ZUFÜHRUNG VON MAGNETISCHEM TONER AN DEN BILDENTWICKLUNGSBEREICH EINES KOPIERGERÄTS Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Zuführung von magnetischem Toner an den Bildentwicklungsbereich eines Kopiergeräts, das einen nichtmagnetischen zylindrischen Mantel (2), eine innerhalb des Mantels drehbare Magnetwalze (3), die an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von zur Walzenachse parallele und in ihrer Polarität abwechselnde längliche Magnete aufweist, sowie einen in seinem unteren Bereich mit einer Auslaßöffnung (6) versehenen Behälter (4) zur Aufnahme eines Vorrates an magnetischem Toner (5) H umfaßt, gekennzeichnet .durch eine Platte (7) mit

'{[ 10 einer zur Oberfläche des zylindrischen Mantels (2) im wesentli-

,· chen tangential verlaufenden nichtmagnetischen Oberfläche zur

Zuführung von Toner (5) von der Auslaßöffnung (6) in die Nähe der Oberfläche und mit einem in der Nähe des Mantels (2) liegenden Endabschnitt, der mit der Manteloberfläche einen ersten Spalt (d2) bildet, sowie ein in Bewegungsrichtung hinter dem

*■ -■■--■ 3_{en ers}ten Spalt (d2) bildenden Endabschnitt vorgesehenes Abstreichmesser (8), das mit der Manteloberfläche einen zweiten Spalt (d1) bildet, wobei der zweite Spalt (d1) kleiner ist als

der erste Spalt (d2), um zwischen den beiden Spalten eine Toneransammlung auf dem Mantel (2) auszubilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreichmesser (8) im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des zylindrischen Mantels (2) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spalt (d1) schmäler ist als 1,5 mm und der erste Spalte (d2) um 0,2 bis 2,5 mm breiter ist als der zweite Spalt.