DE3236385A1

DE3236385A1 - Entwicklervorrichtung, insbesondere fuer ein elektronisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE3236385A1
Application number: DE19823236385
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Sagamihara Kanagawa Tashiro
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1983-04-14
Also published as: US4478505A; DE3236385C2

Description

30. Sep. 1382

"Entwicklervorrichtung, insbesondere für ein elektronisches Kopiergerät"

·

Die Erfindung betrifft eine Entwicklervorrichtung, insbesondere zum Entwickeln eines auf einer lichtempfindlichen Schicht in einem elektronischen Kopiergerät geformten latenten elektrostatischen Bilds bzw. latenten Ladungsbilds.

Bei einem elektronischen Kopiergerät ist eine kontaktfreie Entwicklervorrichtung bekannt, die ein latentes Ladungsbild durch Abschleudern (flying) von Tonerteilchen entwickelt, ohne daß dabei eine auf einem Tonerträger gehaltene Tonerschicht in unmittelbare Berührung mit einem lichtempfindlichen Element gelangt.

Da bei dieser bisherigen kontaktfreien Entwicklervorrichtung der Toner nicht ausreichend und gleichmäßig (elektrostatisch) aufgeladen wird, ist diese Vorrichtung mit den im folgenden geschilderten Nachteilen behaftet:

In der JP-OS 9475/1966 ist z.B. eine Entwicklervorrichtung beschrieben, die ein Ladungsbild durch Annäherung eines Tonerträgers an eine lichtempfindliche Schicht entwickelt. Da hierbei .der Toner nicht gleichmäßig und ausreichend aufgeladen wird, wird die Tonerübertragung vom Tonerträger auf die lichtempfindliche Schicht weitgehend durch den zwischen beiden Elementen gebildeten Spalt und

durch eine elektrostatische Kraft beeinflußt. Wenn nämlich die elektrostatische Kraft übermäßig groß ist, wird der Hintergrund der lichtempfindlichen Schicht (durch den Toner) verunreinigt. Wenn der Spalt zu weit ist, erhält das Kopierbild auf einem Kopierpapierblatt eine ungenügende Dichte bzw. die Dichte des entwickelten Bilds wird ungleichmäßig.

Weiterhin beschreibt das JP-Gbm 126856/1974 eine Ent-Wicklervorrichtung, die ein latentes Ladungsbild durch Anlegung von elektrischen Impulsen an den Entwicklerraum zwischen einem Tonerträger und einer lichtempfindlichen Schicht entwickelt. In diesem Fall wird der Toner ebenfalls nicht ausreichend und gleichmäßig aufgeladen. Der Toner haftet daher (auch) am Hintergrund der lichtempfindlichen Schicht unter Verunreinigung dieses Hintergrunds an. Auf dem Kopierpapierblatt kann mithin kein scharfes Kopiebild erzeugt werden, oder die Dichte des entwickelten Bilds wird ungleichmäßig.
20

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer verbesserten Entwicklervorrichtung, mit welcher durch Anlagerung von ausreichend stark und gleichmäßig aufgeladenem Toner als dem Entwickler auf einer lichtempfindlichen Schicht ein klares, scharfes (Toner-) Bild erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Entwicklervorrichtung zum Entwickeln der Oberfläche eines lichtempfindlichen Kör-

3^ pers oder Elements durch Zufuhr von Entwicklerteilchen zu dieser Oberfläche, mit einer Ehtwicklerzufuhreinheit zur Lieferung der Entwicklerteilchen und mit einem Förderelement zur Förderung der gelieferten/zu einem Spalt zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und dem Förderelement über einen Entwickler-Zufuhrdurch-

gang erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten, ein elektrisches Wechselfeld am oder im Entwickler-Zufuhrdurchgang bildenden elektrischen Felds vorgesehen ist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Entwicklervorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Entwicklervorrichtung, welche die Spannungsverhältnisse an verschiedenen Stellen bei der positiven Entwicklung zeigt,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Spannungen und der Zeit an den verschiedenen Stellen gemäß Fig. 2, 20

Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung, welche die

Spannungsverhältnisse an verschiedenen Stellen bei der negativen Entwicklung zeigt,

Fig. 5 eine Fig. 3 ähnelnde Darstellung der Beziehung

zwischen den Spannungen und der Zeit an den verschiedenen Stellen gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Entwicklervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform

der Erfindung,

Fig. 7 und 8 in vergrößertem Maßstab gehaltene schematische Darstellungen des Entwicklungsbereichs gemaß Fig. 6 zur Veranschaulichung der Tonerbewegung bei der positiven Entwicklung und

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Spannungen an verschiedenen Stellen gemäß Fig. 7 und 8.

Im folgenden ist zunächst anhand der Fig. 1 bis 3 eine spezielle Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Die in Fig. 1 dargestellte Entwicklervorrichtung 10 gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen einen Fülltrichter 14 für die Zufuhr eines Toners 12, eine Rolle oder Walze 18 zur Förderung des vom Fülltrichter 14 zugeführten Toners 12 zu einem der Oberfläche einer lichtempfindlichen Schicht 16 zugewandten Entwicklungsbereich 17, sowie eine Elektrodenplatte 20, die zu- saminen mit der Walze 18 einen Förderraum 19 für die Förderung des Toners 12 bildet. Im Fülltrichter 14 sind Förderschnecken 24 und 26 zur gleichmäßigen Verteilung des über eine oberseitige Öffnung 22 zugeführten Toners vorgesehen. Der dem Fülltrichter 14 zugeführte Toner 12 ist ein an sich bekannter isolierender, nicht-magnetischer Toner. Dieser Toner 12 wird bei der positiven Entwicklung mit einer der Polarität der lichtempfindlichen Oberfläche entgegengesetzten Polarität und bei der negativen Entwicklung mit einer der Polarität der lichtempfindlichen Oberfläche entsprechenden Polarität aufgeladen. An der Seite der Walze ist im Fülltrichter 14 eine Zufuhröffnung 30 für den Austrag des Toners 12 vorgesehen. An der neben dem Förderraum 19 liegenden Seite eines Gehäuses 28 ist das eine Ende 34 einer elastischen Abstreif-Hinge 32 befestigt. Das freie Ende der Abstreif-Klinge 32 steht mit der Oberfläche der Walze 18 längs deren Drehrichtung T in Berührung. Die Abstreif-Klinge 32 besteht aus mit Teflon (Tetrafluorethylen) gefülltem Gummi bzw. Kautschuk und dient zum Andrücken und Antragen des To-

ners 12 an die Oberfläche der Walze 18, wobei der Toner 12 mittels Reibung komplementär aufgeladen wird. An der dem Entwicklungsbereich 17 zugewandten Seite des !Hilltrichters 14 ist ein mit der Oberfläche der Walze 18 in Berührung stehendes Element aus Samtgewebe 38 befestigt» das so leicht an der Oberfläche der Walze 18 anliegt, daß es den auf der Walze 18 verbleibenden !Toner 12 nicht abstreift und damit in der Nähe der Zufuhröffnung 50 nicht zur Seite der lichtempfindlichen Schicht 16 hin abwirft.

Die Elektrodenplatte 20 ist längs der Oberfläche der Walze 18 in einem -vorbestimmten Abstand zu dieser angeordnet» so daß hierdurch der Förderraum 19 für den Toner festgelegt wird» wobei der Toner 12 an der vom Entwicklungsraum 17 abgewandten Seite der Walze 18 durch Reibung aufgeladen wird« Diese Elektrodenplatte 20 erstreckt sich von einer Stelle in der -Nähe des freien Endes 36 der Abstreif-Klinge 32 zum Entwicklungsbereich 17. An die Elektrodenplatte 20 sind eine erste Gleichspannungsquelle 40 zur Anlegung einer Gleichspannung VjJ₁ sowie eine Wechselspannungsquelle 42 zur Anlegung einer Wechselspannung V. angeschlossen. Die Wechselspannungsquelle 42 legt beispielsweise an die Elektrodenplatte 20 eine Wechselspannung von 1000 V mit einer Frequenz von 1 kHz an»

Die Oberfläche der Walze 18 besteht aus (elektrisch) leitfähigem Aluminium» das zur Beseitigung seiner Glätte bzw. zur Erzeugung einer Oberflächenrauhheit sandgestrahlt ist, so daß der Toner 12 an dieser aufgerauhten Oberfläche der Walze 18 haftet und demzufolge bei der Drehung der Walze 18 von dieser mitgenommen wird. In der Nähe des Entwicklungsbereichs 17 ist mit der Walze 18 ein Antriebsmechanismus 43 ver-

blinden, welcher die Walze 18 gegenläufig zur Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements und mithin in Richtung τ in Drehung versetzt. An die Walze 18 ist eine zweite Gleichspannungsquelle 44 zur Anlegung einer Gleichspannung V-^ angeschlossen. Die Gleichspannung V-jvj is^ praktisch auf dieselbe Größe wie die an die Elektrodenplatte 20 angelegte Gleichspannung V^.. eingestellt. Zwischen der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 und der Walze 18 ist ein vorbestimmter, den Entwicklungsbereich 17 bildender Zwischenraum D festgelegt. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Größe des Zwischenraums D im Entwicklungsbereich etwa 0,2 - 0,5 mm.

Die vorstehend beschriebene Entwicklervorrichtung arbeitet wie folgt:

Der vom Fülltrichter 14 auf die Oberfläche der Walze aufgebrachte Toner 12 wird bei der Drehung der Walze in Richtung des Pfeils T zur elastischen Abstreif-Klinge 32 überführt. Durch das freie Ende 36 der Klinge 32 wird der Toner 12 in Reibungsberührung mit der V/alze 18 gebracht und infolgedessen durch Reibung mit der Klinge 32 (elektrostatisch) aufgeladen. Hierbei ist jedoch die dem Toner 12 erteilte Ladung klein, oder es wird nur ein Teil des Toners 12 aufgeladen.

Eine lichtempfindliche Trommel (nicht speziell dargestellt), bei welcher auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 ein latentes Ladungsbild erzeugt worden ist, wird andererseits in Richtung eines Pfeils W in Drehung versetzt.

Wenn der durch Reibung mit der Klinge 32 teilweise auf-

geladene Toner 12 den Förderraum 19 erreicht, wird er

zwischen der Walze 18 und der Elektrodenplatte 20 in eine Schwing- bzw. Pendelbewegung versetzt» weil im Förderraum 19 durch die an die Elektrodenplatte 20 angelegte Wechselspannung ein wechselndes elektrisches PeId erzeugt wird. Beim Durchlauf "en des Förderraums 19 wird daher der Toner 12 durch Reibung ausreichend und gleichmäßig aufgeladen. Nach dem Passieren des Förderraums 19 erreicht der von der Oberfläche der Walze mitgenommene Toner 12 den Entwicklungsbereich 17.

Im Entwicklungsbereich 17 bewegen sich die Oberflächen der lichtempfindlichen Schicht 16 und der Walze 18 in Richtung der Pfeile W bzw. T, d.h. gegenläufig zueinander. Wenn der in ausreichend aufgeladenem Zustand auf der Oberfläche der Walze 18 getragene Toner 12 den Entwicklungsbereich 17 erreicht, kommt er in Gegenüberstellung zur Oberfläche der das latente Ladungsbild tragenden lichtempfindlichen Schicht 16. Der Toner 12 wird dabei von der Oberfläche der Walze 18 auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 übertragen und damit an die letztere Oberfläche angelagert, um dabei das auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht erzeugte latente ladungsbild zu entwickeln.

2b Die Beziehung zwischen der Spannung V_ß des auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 erzeugten latenten ladungsbild κ der Spannung Y-g des kein latentes ladungsbild tragenden Teils (Hintergrund) der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 sowie der an die Walze 18 angelegten Gleichspannung V^₂ ^{is-t in den} Fig. 2 und 3 für die positive Entwicklung, d.h. für einen Toner negativer Polarität veranschaulicht. Pig,? ist dabei eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den jeweiligen Spannungen, wobei die Spannungen auf der Ordinate und die Zeit auf der Abszisse auf-

getragen sind. Wie aus dieser graphischen Darstellung hervorgeht, ist die an die Walze 18 angelegte Spannung V-Q₂ auf eine Größe zwischen derjenigen der Spannung Vq des latenten Ladungsbilds auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 und der Spannung V-n des Hintergrunds 48 und insbesondere auf eine Größe eingestellt, die geringfügig höher ist als die Spannung Vj des Hintergrunds 48.

Infolgedessen wird der durch die Walze 18 zum Entwicklungsbereich 17 überführte Toner nicht an den Hintergrund, dessen Spannung kleiner ist als die Spannung V_D2 der Walze 18, sondern vielmehr gegen das latente Ladungsbild angezogen, dessen Spannung Vq höher ist als die Spannung V^₂ der Walze 18.

Bei der beschriebenen Ausfülirungsform wird der Toner im Pörderraum in Schwing- bzw. Pendelbewegung versetzt und daher durch Reibung ausreichend und gleichmäßig aufgeladen. Der Toner kann damit unter dem Einfluß der Spannung des auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht ausgebildeten latenten Ladungsbilds einwandfrei an der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 anhaften. Dagegen haftet der Toner nicht an den Hintergrundbereichen, die kein latentes Ladungsbild tragen. Dies bedeutet, daß mit der beschriebenen Entwicklervorrichtung ein klares, scharfes Tonerbild hergestellt werden kann.

Da bei der beschriebenen Ausführungs form der Erfindung der Toner ausreichend und gleichmäßig aufgeladen wird, kann zudem ein klares bzw. scharfes (entwickeltes) Tonerbild auch dann erzeugt werden, wenn die Größe des Entwicklungsbereichs und somit der Zwischenraum oder Abstand zwischen der Oberfläche der lichtempfindlichen

Schicht und der Walzenoberflache innerhalb eines vergleichsweise breiten Toleranzbereichs variiert» Da nämlich der Toner in ausreichendem Maße (elektrostatisch) aufgeladen ist, wird er durch die Intensitat des im Entwicklungsbereich herrschenden elektrischen Pelds nicht "wesentlich beeinflußt. Der Toner wird daher durch die große Intensität des elektrischen Pelds im Entwicklungsbereieh nicht zum Anhaften an den Hintergrundbereichen gebracht, so daß er auch die Hintergrundbereiche nicht verunreinigt bzw. verschleiert vielmehr kann der Toner gleichmäßig an das latente !ladungsbild angelagert werden, auch wenn die Intensität des im Entwicklungsbereich herrschenden elektrischen Pelds gering ist.

Die Pig. 4 und 5 veranschaulichen die beschriebene Entwicklervorrichtung für den Pail einer, negativen Entwicklung. Der für die negative Entwicklung verwendete Toner besitzt eine positive Polarität. Die Be-Ziehung zwischen den verschiedenen Spannungen in diesem Pail ist in den Pig. 4 "und 5 veranschaulicht. In Pig. 5 ist die Spannung auf der Ordinate und die Zeit auf der Abszisse aufgetragen. Wie aus Pig. 5 hervorgeht» ist die an die Walze 18 angelegte Gleichspannung VjJ₂ auf eine Größe zwischen der Spannung Vq des latenten Ladungsbilds auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 und der Spannung Vg des kein latentes Ladungsbild tragenden Teils (Hintergrund) der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16 eingestellt» wobei diese Gleichspannung V-qo ^^e^ ^^{er ne}~ gativen Entwicklung geringfügig kleiner ist als die Spannung Vq des latenten Ladungsbilds.

Bei der negativen Entwicklung werden dieselben Wirkungen und Vorteile wie bei der positiven Entwicklung er-

323S385

»AU-

zielt. Da nämlich der Toner ausreichend und gleichmäßig aufgeladen werden kann, kann mit ihm ein klares, scharfes Tonerbild erzeugt werden.

Im folgenden ist anhand der Fig. 6 bis 9 eine andere Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Die in Pig. 6 dargestellte Entwicklervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt im wesentlichen einen Fülltrichter 54 zur Zufuhr eines Toners 52» eine Rolle oder Walze 60 zur Förderung des vom Fülltrichter 54 gelieferten Toners 52 zu einem der Oberfläche einer lichtempfindlichen Schicht 56 zugewandten Entwicklungsbereich 58 sowie eine Elektrodenplatte 64» die zusammen mit der Walze 60 einen Förderraum 62 zur Überführung des Toners 52 vom Fülltrichter 54 zum Entwicklungsbereich 58 festlegt. Im Fülltrichter 54 sind Förderschnecken 68 und 70 zur gleichmäßigen Verteilung des über eine oberseitige Öffnung 66 eingefüllten Toners angeordnet. Der in den Fülltrichter 54 eingegebene Toner 52 ist isolierend und nicht-magnetisch. Bei dieser Ausführungsform wird der Toner 52 bei der positiven Entwicklung mit einer der Polarität der lichtempfindlichen Oberfläche entgegengesetzten Polarität und bei der negativen Entwicklung mit derselben Polarität wie die lichtempfindliche Oberfläche aufgeladen. In einem Gehäuse 72 des Fülltrichters 54 ist eine Zufuhröffnung 74 für die Zufuhr des Toners 52 ausgebildet. Das eine Ende 78 einer elastischen Abstreif-Klinge 76 ist an der Seite des Förderraums 62 am Gehäuse 72 befestigt. Das freie Ende 80 der Klinge 76 steht in Drehrichtung K der Walze 60 mit deren Oberfläche 82 in Berührung. Die aus einem mit Teflon gefülltem Gummi bzw. Kautschuk bestehende Klinge 76 lagert den Toner 52 an die Oberflä-

323638S

ehe 82 der Walze 60 an und lädt ihn dabei durch Reibung auf. in der dem Entwicklungsbereich 58 zugewandten Seite des Fülltrichters 54 ist ein Element aus Samtgewebe 84 vorgesehen, das mit der Oberfläche 82 der Walze 60 in Berührung steht.Dieses Gewebe 84 liegt mit so leichtem Andruck an der Oberfläche der Walze 60 an, daß der auf der Walζen-Oberfläche 82 zurückbleibende Toner 52 nicht abgestreift und im Bereich der Zufuhröffnung 74 nicht zur Seite der Oberfläche 56 der lichtempfindlichen Schicht abgeworfen wird.

Der Förderraum 62 zur Förderung des Toners während seiner Aufladung durch Reibung ist an der vom Entwicklungsraum 58 der Walze 60 abgewandten Seite ausge-. bildet und durch die Elektrodenplatte 64 festgelegt, die sich in einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche 82 der Walze 60 parallel zu dieser Oberfläche erstreckt. Die Elektrodenplatte 64 erstreckt sich dabei von einer Stelle in der Uahe des freien Endes 80 der Klinge 76 bis zum Entwicklungsbereich 58. Mit der Elektrodenplatte 64 ist dabei eine erste Gleichspannungsquelle 86 zur Anlegung einer Gleichspannung Y.^ verbunden. Eine zweite Gleichspannungsquelle 88 zur Anlegung einer Spannung VUp mit einer Größe entsprechend der Spannung Y^ an der. Elektrodenplatte 64 ist mit der Walze 60 verbunden. Weiterhin ist eine erste Wechselspannungsquelle 90 zur Anlegung einer Wechselspannung V.^ an die Walze 60 angeschlossen. Die Spannung V... beträgt beispielsweise 2900 Y bei 1 kHz, wäh- rend die Spannung V^₂ etwa 1000 V beträgt. Die aus leitfähigem Aluminium bestehende Walze 60 ist mit einem Antriebsmechanismus 81 verbunden» welcher die Walze in Richtung des Pfeils M in Drehung versetzt.

Der Entwicklungsbereich 58 ist am Ende des Förderraums 62 vorgesehen und wird durch die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 sowie die Oberfläche 82 der Walze 60 festgelegt. In den Entwicklungsbereich 58 ist ein Gitter bzw. Rost 96 parallel zu einer ersten Tangente 92 der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 und einer zweiten, parallel dazu verlaufenden Tangente 94 der Oberfläche 82 der Walze 60 eingebaut. Das Gitter bzw. der Rost/unterteilt den Ent-Wicklungsbereich 58 in einen ersten und einen zweiten Spalt 100 bzw. 102. Der durch den Rost und die erste Tangente 92 festgelegte erste Spalt 100 besitzt eine vorbestimmte Strecke oder Weite L... Der zweite Spalt 102 wird durch den Rost 96 und die zweite Tangente 94 festgelegt und besitzt eine vorbestimmte Strecke bzw. Weite L₂. Der Rost 96 ist mit einer zweiten Wechselspannungsquelle 98 zur Anlegung einer Spannung V,₂ verbunden, wobei diese Spannung V.₂ dieselbe Phase wie die an der Walze 60 anliegende Spannung V..., jedoch einen etwas höheren Spannungswert als die Spannung V^-J besitzt. Mit anderen Worten: die Wechselspannung V^₂ am Rost 96 ist so eingestellt, daß eine vergleichsweise niedrige Spannung zwischen c.em Rost 96 und der Walze 60 erzeugt wird. Weiterhin ist der Rost 96 an eine dritte Gleichspannungsquelle 104 zur Anlegung einer Gleichspannung V-p, angeschlossen. Die am Rost anliegende Spannung Vj,, ist im wesentlichen auf dieselbe Größe wie die an der Elektrodenplatte anliegende Spannung Vj₁₁ und die an die Walze angelegte Spannung V^₂

eingestellt.

Die beschriebene Ausführungsform arbeitet wie folgt:

Gemäß Pig. 6 wird der vom Fülltrichter 54 auf die Oberfläche 82 der Walze 60 aufgetragene Toner 52 bei der

Drehung der Walze 60 in Richtung des Pfeils M zur Klinge 76 befördert. Durch das freie Ende 80 der Klinge 76 wird der Toner 52 in Reibungsberührung mit der Walze gebracht» Dabei wird der Toner 52 durch Reibung aufgeladen. Die Ladung im Toner 52 ist dabei jedoch klein, bzw. es wird nur ein Teil des Toners 52 aufgeladen.

Das lichtempfindliche Element," bei dem auf der Oberfläche 56 der lichtempfindlichen Schicht das latente ladungsbild erzeugt worden ist? wird andererseits in Richtung des Pfeils N" in Drehung versetzt.

Der durch die Reibungsberührung mit der Klinge 76 teilweise aufgeladene Toner 52 tritt sodann in den Pörderraum 62 ein, in welchem ein durch die an die Walze 60 angelegte Wechselspannung erzeugtes elektrisches Wechselfeld herrscht, durch welches der Toner 52 zwischen der Walze 60 und der Elektrodenplatte 64 in Schwing- bzw. Pendelbewegung versetzt wird. Seim Durchgang durch den Förderraum 62 wird daher der Toner 52 durch Reibung in ausreichendem Maße aufgeladen. Nach dem Durchgang durch den Pörderraum 62 erreicht hierauf der Toner 52 den Entwicklungsbereich 58.

Im Entwicklungsbereich 58 wird die Walze 60 durch den Antriebsmechanismus 81 in Richtung des Pfeils N entgegengesetzt zur Drehrichtung Έ des lichtempfindlichen Elements in Drehung versetzt.

Di_e Wirkungsweise des Toners 52 im Entwicklungsbereich 58 ist im folgenden anhand der Pig. 7 bis 9 im einzelnen erläutert.

Wenn sich gemäß Pig. 7 die kein latentes ladungsbild tragende Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56

im Entwicklungsbereich 58 befindet, schwingt der Toner 52 im Spalt 10 2 zwischen dem Gitter bzw. Rost 96 und der Oberfläche der Walze 60 hin und her. Mit anderen Worten: im Spalt L₁ bzw. 102 herrscht aufgrund des Potentialunterschieds zwischen der an der Walze 60 anliegenden Wechselspannung V... und der an den Rost 9 6 angelegten Wechselspannung V.« ^e^'^a elektrisches Wechselfeld, dessen Intensität bzw. Stärke sich durch (V... - V.ρVl-i ausdrücken läßt. Auf ähnliche Weise herrscht auch ein elektrisches Wechselfeld im Spalt L₂ bzw. 100 zwischen der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 und dem Rost 96 infolge des Potentialunterschie4s zwischen der am Rost 96 anliegenden Spannung V.₂ und der Spannung an der lichtempfindlichen Schicht 56 (Spannung "Vg). Die Intensität des elektrischen Wechselfelds ergibt sich zu V.₂/L₂· ¹^⁰-¹¹ entsprechende Einstellung der Abstände L^, L₂ oder der Spannungen V..,- V.« werden jedoch die in den Spalten 100 und 102 herrschenden elektrischen Felder in der durch die nachfolgende Formel angegebenen Beziehung (zueinander) gehalten:

.^VA1 - ^VA2

Der Toner 52 schwingt daher nur im Spalt 100, in welchem ein großes elektrisches PeId herrscht. Der Toner 52 wird somit im Zustand einer Pulverwolke gehalten.

³^ In Fig. 8 ist der Zustand dargestellt, in welchem die ein latentes Ladungsbild tragende Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 "bei der Drehung des lichtempfindlichen Elements den Entwicklungsbereich 58 erreicht hat. Wenn an die Walze 60 im Vergleich zur Spannung am Rost 96 (in der linken Hälfte von Fig. 8

veranschaulicht) eine positive Spannung angelegt ist, d.h. wenn die Spannung in der Zeitspanne zwischen t« und t^ gemäß Fig. 9 aufrechterhalten wird, verlagert sich der Toner 52 zur Seite der Walze 60.. Dabei wird der Toner 52 nicht an die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht angelagert.

Wenn an der Walze 60 dagegen im Vergleich zur Spannung des Hosts 96 (wie an der rechten Seite von Pig. 8 angegeben) eine negative Spannung anliegt, d.h. wenn die Spannung in der Periode zwischen t., und t_Q gemäß Pig.9 anliegt, verlagert sich der Toner 52 von der Seite der Walze 60 zum Rost 96 hin. Wenn dann die Spannung V.ρ am Rost 96 im Vergleich zu der das latente Ladungsbild auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 bildenden Spannung V^ negativ ist, d.h. wenn die Spannung in der Periode zwischen t~ und t, gemäß Pig.9 anliegt, verlagert sich der in der Nähe des Hosts 96 schwebende Toner 52 in Richtung auf das latente -ladungsbild, um gegen dieses angelagert zu werden. Zu diesem Zeitpunkt ist gemäß Pig. 9 die Spannung V^₂ am Rost 96 auf eine Größe über der Spannung des Hintergrunds (der ladungsbildfreien Bereiche)der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 eingestellt.

Infolgedessen kann der Toner 52 normalerweise nicht an den Hintergrundbereichen anhaften.

Selbst wenn der Toner an den Hintergrundbereichen anhaften sollte, wird er (wieder) zum Rost 96 hin verlagert, wenn das im Entwicklungsbereich herrschende elektrische Wechselfeld wieder auf den Zustand zwischen den Punkten t_Q und t^ (Pig. 9) übergeht. Mt anderen Worten: da die am Rost 96 liegende Spannung während der Periode zwischen den Punkten t_Q und t..

(Fig. 9) wesentlich größer ist als die Spannung V-g der Hintergrundbereiche, wird der an letzteren anhaftende Toner gegen den Rost 96 angezogen. Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, besitzt jedoch der zu diesem Zeitpunkt an das latente Ladungsbild angelagerte Toner 52 eine vergleichsweise große elektrostatische Kraft, so daß er an der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 56 haften bleibt und daher nicht zur Seite des Rosts 96 zurückverlagert wird.

Das latente Ladungsbild wird im Entwicklungsbereich durch Wiederholung der vorstehend beschriebenen Vorgänge entwickelt.

Da bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung die Hintergrundbereiche nicht (mit Toner) verunreinigt bzw. verschleiert werden, kann ein klares, scharfes Tonerbild erzielt werden.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung schwebt der Toner 52 in Form einer Pulverwolke auf der zwischen den Rost-Stäben gebildeten imaginären Fläche, wobei er durch physikalische oder elektrische Erscheinungen nicht beeinflußt wird, so daß demzufolge die Entwicklung mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Entwicklervorrichtung kann infolgedessen der Toner zur Erzeugung eines klaren, scharfen Tonerbilds in ausreichendem Maße und gleichmäßig aufgeladen werden.

Claims

30. Sep. fps? PATENTANSPRÜCHE

1. Entwicklervorrichtung zum Entwickeln der Oberfläche eines lichtempfindlichen Körpers oder Elements durch Zufuhr von Entwicklerteilchen zu dieser Oberfläche, mit einer Entwicklerzufuhreinheit zur Lieferung der Entwicklerteilchen und mit einem Förderelement zur

Entwicklerteilchen Förderung der gelieferten/zu einem Spalt zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und dem

Förderelement über einen Entwickler-Zufuhrdurchgang, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (42; 90) zur Erzeugung eines ersten, ein elektrisches Wechselfeld am oder im Entwickler-Zufuhrdurchgang bildenden

elektrischen Felds vorgesehen ist. 20

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entwicklerzufuhreinheit ein Element zum Rühren bzw. Umwälzen der Entwicklerteilchen angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerzufuhreinheit eine (Abstreif-)Klinge für die komplementäre Reibungsaufladung der dem Entwickler-Zufuhrdurchgang zugeführten Entwicklerteilchen

durch Hervorbringung einer Reibungsberührung zwischen den Entwicklerteilchen und dem Förderelement aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge aus mit Teflon (Tetrafluorethylen) ge-

* tr ν«

«ι t>

fülltem Gummi oder Kautschuk (Teflon rubber) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Entwickler-Zufuhrdurchgangs eine Elektrodenplatte angeordnet ist, die zusammen mit dem Förderelement den Zufuhrdurchgang festlegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement eine in der einen Richtung um ihre Achse drehbare, zylindrische Rolle bzw. Walze aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement einen Dreh-Antriebsmechanismus zum Drehen der Walze aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze eine angerauhte Oberfläche aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze aus leitfähigem Aluminium hergestellt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste elektrische Feld erzeugende Einrichtung eine Wechselspannungsquelle zur Anlegung einer Wechselspannung an die Elektrodenplatte aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste elektrische Feld erzeugende Einrichtung eine erste Glexchspannungsquelle zur Anlegung einer Gleichspannung an die Elektrodenplatte und eine zweite Gleichspannungsquelle zur Anlegung einer dieselbe Spannungsgröße wie die Spannung der ersten Gleich-

Spannungsquelle besitzenden Gleichspannung an die (zylindrische) Walze aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekenn-

zeichnet, daß im genannten Spalt ein Gitter bzw. Rost angeordnet ist, an das bzw. den eine Spannung anlegbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich-

net, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Felds zwecks Anlegung eines elektrischen Wechselfelds an den Spalt vorgesehen

ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste elektrische Feld erzeugende Einrichtung eine erste Gleichspannungsquelle zur Anlegung einer Gleichspannung an die Elektrodenplatte, eine zweite Gleichspannungsquelle zur Anlegung einer der an der Elektrodenplatte anliegenden Spannung entsprechenden Gleichspannung an das Förderelement und eine erste Wechselspannungsquelle zur Anlegung einer Wechselspannung an die (zylindrische) Walze aufweist und daß die das zweite elektrische Feld erzeugende Einrichtung eine zweite Wechselspannungsquelle zur Anlegung einer zweiten Wechselspannung an das Gitter bzw. den Rost und eine dritte Gleichspannungsquelle zur Anlegung einer der durch die zweite Gleichspannungsquelle angelegten

³^ Spannung entsprechenden Gleichspannung an das Gitter bzw. den Rost umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wechselspannungsquelle eine niedrigere ° Wechselspannung als die von der ersten Wechselspan-

nungsquelle gelieferte Wechselspannung, aber mit dieser phasengleiche Wechselspannung, anlegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der durch die erste Wechselspannungsquelle gelieferten Spannung V. und der durch die zweite Wechselspannungsquelle angelegten Spannung V₂ die folgende Beziehung besteht:

V₂ I /L₁ < j V₁ - V₂ /L₂

worin L₁ den Abstand zwischen dem Gitter bzw. Rost und der (zylindrischen) Walze und L₃ den Abstand zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements

und dem Gitter bzw. Rost bedeuten.