DE3238846A1

DE3238846A1 - Entwicklungseinrichtung

Info

Publication number: DE3238846A1
Application number: DE19823238846
Authority: DE
Inventors: Kenya Yokohama Kanagawa Komada; Shiroh Sagamihara Kanagawa Kondoh; Kazuhiro Zama Kanagawa Yuasa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE3238846C2; US4537491A

Description

—4 —
Anwaltsakte: 32 458

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung, um latente, elektrostatische Bilder mit Hilfe eines elektrophotographischen Kopiergeräts, einer elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung, eines Faksimilegeräts oder einer anderen Einrichtung in sichtbare oder übertragbare Bilder hoher Qualität zu entwickeln.

In einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln von latenten, elektrostatischen Bildern mittels

,_ Toner mit Hilfe eines elektrophotographischen oder elek-15

trostatischen Bildaufzeichnungssystems wird der Toner einem das latente, elektrostatische Bild tragenden Aufzeichnungsmaterial mittels einer Entwicklungsrolle zugeführt, welche auf ihrem Umfang eine dünne Schicht Toner trägt, der mittels einer Rakelschneide auf eine vorbestimmte Dicke reguliert ist, wobei ein bestimmter Spalt zwischender Entwicklungsrolle und dem Aufzeichnungsmaterial genau eingehalten wird, üblicherweise muß in einer solchen Entwicklungseinrichtung der Spalt zwischen der Entwicklungsrolle und dem Aufzeichnungsmaterial so genau eingehalten werden, daß er etwas größer ist als der Spalt zwischen der Entwicklungsrolle und der Rakelschneide. Folglich müssen die Teile, um diese Spalte einzuhalten.und die übrigen wichtigen Teile mit einer hohen Einbaugenauig-

3Q keit eingebaut werden.

Ferner ist in der vorstehend beschriebenen, herkömmlichen Einrichtung der wirksame Entwicklungsbereich zwischen der Entwicklungsrolle und dem das latente,elektrostatische Bild tragenden Aufzeichnungsmaterial, in welchem Bereich latente, elektrostatische Bilder mittels Toner entwickelt werden, der von derEntwicklungsrolle an das Aufzeichnungs-

material übertragen wird,, infolge des vorstehend angeführten Spaltes zwischen der Entwicklungsrolle und dem Aufzeichnungsmaterial und infolge der herkömmlichen Formen der Aufzeichnungsrolle und des Aufzeichnungsmaterials (das üblicherweise eine zylindrische Trommel ist) unvermeidlich klein. Wenn der Entwicklungsbereich klein ist, besteht die Gefahr, daß nicht immer eine für eine Entwicklung ausreichende Tonermenge dem Aufzeichnungsmaterial zugeführt wird, und folglich besteht weiter die Gefahr, daß nicht immer Bilder hoher Qualität erhalten werden. In einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung der vorbeschriebenen Art wird daher, um die vorstehend angeführte Gefahr auf ein Mindestmaß herabzusetzen, die Entwicklungsrolle mit Geschwindigkeiten gedreht, die 4-bis 5-mal so hoch sind wie die Umfangsgeschwindigkeiten des Aufzeichnungsmaterials, wobei diese Anstrenung unternommen wird, um sicherzustellen, daß immer ausreichend Toner vorhanden ist. Ferner muß, wenn latente, elektrostatische Bilder auf einem Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung eines rna.gnetischen Einkomponententoners mit einem hohen spezifischen Widerstand in sichtbare Bilder entwickelt werden, die Menge an elektrischen Ladungen auf jeder Tonerpartikel groß sein, um entwickelte Bilder hoher Qualität zu erhalten, und um noch dazu ein Absetzen von Toner an deren Untergrund zu veranlassen. Insbesondere im Falle eines Bildübertragungs-AufZeichnungssystems, bei welchem ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren mit einem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, ist es äußerst schwierig^ Ladungen auf dem Aufzeichnungsmaterial vor einer Ausbildung von latenten, elektrostatischen Bildern zu löschen. Daher wird das Aufzeichnungsmaterial vorher gleichförmig auf ein bestimmtes Oberflächenpotential geladen,bevor latente, elektrostatische Bilder erzeugt werden, und die latenten, elektrostatischen Bilder werden dann durch Anlegen von Spannungen an das vorher geladene Aufzeichnungsmaterial ausgebildet, um so die früheren Ladungen in Form von latenten, elektrostatischen Bildern

—6 —

mit Hilfe eines eine Anzahl Nadeln aufweisenden Kopfes u.a. teilweise zu löschen.

Wenn in dem vorerwähnten Aufzeichnungssystem die Ladungsg menge auf jeder Tonerpartikel unzureichend ist, setzt sich deutlich Toner auf dem Untergrund ab, und selbstverständlich wird die erhaltene Bildqualität deutlich gemindert. Um solche Unzulänglichkeiten auszuschließen, wird in einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung, bei welcher eine Entwicklungsrolle in Form einer drehbaren, nichtmagnetischen, metallischen, zylindrischen Hülse zum Ausbilden einer magnetischen Bürste mit in deren Inneren angeordneten, feststehenden magnetischen Rollen verwendet wird, eine Spannung an die Oberfläche einer magnetischen Tonerschicht auf der nichtmagnetischen Hülse angelegt, um so den magnetischen Toner elektrisch zu laden. Bei diesem Verfahren kann der Toner jedoch nicht ausreichend elektrisch geladen werden, um unter Vermeidung des Absetzens von Toner auf dem Untergrund eine hohe Bildqualität zu erhalten.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Entwicklungseinrichtung geschaffen werden, mit welcher latente, elektrostatische Bilder bei einem minimalen Absetzen vonToner auf dem Untergrund mit Hilfe eines elektrophotographisehen Kopiergeräts, einer elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung, eines Faksimilegeräts oder einer anderenAufzeichnungseinrichtung in sichtbare oder übertragbare Bilder mit hoher Bildqualität entwickelt werden. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Entwicklungseinrichtung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

in einer bevorzugten Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung hat eine Entwicklungsrolle eine bogenförmige Berührung mit einem ein latentes, elek-

trostatisches Bild tragenden, flexiblen Aufzeichnungsmaterial, und zum Entwickeln der latenten, elektrostatischen Bilder kann eine ausreichende Tonermenge dem Aufzeichnungsmaterial zugeführt werden, ohne daß eine empfindliche Einstellung des Spaltes zwischen der Entwicklungsrolle und dem Aufzeichnungsmaterial oder des Spaltes zwischen der Entwicklungsrolle und einer Rakelschneide zum Regulieren der Dicke einer Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle erforderlich ist, und ohne daß die Umlaufgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle, wie üblich, auf das 4- bis 5-fache der Umfangsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials erhöht werden muß; hierbei kann die Rakelschneide eine La- . dungsinjektion an dem Toner mit einem hohen Wirkungsgrad durchführen, wodurch bei einem minimalen Absetzen von Toner auf dem Untergrund Bilder hoher Güte entwickelt werden können.

Ferner ist gemäß der Erfindung eine Entwicklungseinrichtung der vorbeschriebenen Art geschaffen, bei welcher eine Ent-Wicklungsrolle (1) eine sich drehende Hülse mit einem inneren Magneten, welche in einer bogenförmigen Berührung bzw. in Bogenkontakt mit dem das latente, elektrostatische Bild tragenden, flexiblen Aufzeichnungsmaterial steht und die erforderlichenfalls mit einer elektrisch leitfähigen

²^ Kautschukschicht bedeckt ist, und (2) eine Rakelschneide aufweist, um die Dicke einer Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle zu regulieren.und um dabei mit hohem Wirkungsgrad eine Ladungsinjektion an dem Toner vorzunehmen.

Gemäß der Erfindung können entwickelte Bilder mit einer

hohen Bildqualität bei einem minimalen Absetzen vonToner auf dem Untergrund mittels einer die vorstehend angeführten Verbesserungen aufweisenden Entwicklungseinrichtung erhalten werden.

Wachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

-8-

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einerEntwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungsein

richtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Kurve, in welcher die Ladungskenndaten

eines magnetischen Toners, welcher durch Ladungsinjektion elektrisch geladen ist, bei einer

Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt sind;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht noch einer ²^ weiteren Ausführungsform einer Entwicklungsein

richtung der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Entwicklungseinrich-²^ tung gemäß der Erfindung, und

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung der jeweiligen Anordnung eines das latente

elektrostatische Bild tragenden Aufzeichnungs-

materials und einer Entwicklungsrolle in den

vorstehenden Ausführungsformen einer Entwicklungseinrichtung der Erfindung.

InFig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ist eine ortsfeste,(oder drehbar angetriebene) magnetische Rolle 1 mit einer Anzahl y

magnetischer Pole vorgesehen, die so magnetisiert sind, daß sie ein gleichförmiges magnetisches Feld in der axialen Richtung der magnetischen Rolle bilden. Um die magnetische Rolle 1 ist eine drehbar angetriebene (oder ortsfeste) nichtmagnetische, zylindrische Hülse 2 aus einem Metallrohr angeordnet. Die auf diese Weise angeordnete magnetische Rolle 1 und die nichtmagnetische Hülse 2 bilden zusammen eine Entwicklungsrolle.

Eine Rakelschneide 3 ist so angeordnet, daß ein Endteil von ihr an einem Gehäuse 4 der Entwicklungseinrichtung befestigt ist, und ihr anderes Ende in einem vorbestimmten Abstand von der äußeren ümfangsfläche der nichtmagnetischen Hülse 2 angeordnet ist. Ein Aufzeichnungsmaterial 7 in Form eines Endlosbandes aus einem photoleitfähigen oder einem dielektrischen dünnen Material ist so angeordnet, daß es in bogenförmiger Berührung beziehungsweise in Bogenkontakt mit einem Teil der Ümfangsfläche der nichtmagnetischen Hülse 2 der Entwicklungsrolle steht, und das Aufzeichnungsmaterial 7 wird durch ein Paar Führungsrollen 5 und 6 mit einer entsprechenden Spannung, welche durch die Entwicklungsrolle und durch die Führungsrollen 5 und 6 ausgeübt wird, in der Pfeilrichtung befördert.

Die nichtmagnetische Hülse 2 ist geerdet, damit sie auf demselben elektrischen Potential wie das elektrische Potential einer elektrisch leitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmaterials 2 liegt. Ferner sind in Fig. 1 ein Behälter 8 mit einer magnetischen Toner 9 und ein Drehzapfen 10

zum Haltern der Entwicklungseinrichtung vorgesehen.

In der so ausgebildeten Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung wird eine dünne Schicht

aus magnetischem Toner 9 auf der nichtmagnetischen Hülse 35

2 ausgebildet, mittels der Rakelschneide 3 auf eine vorbestimmte Dicke reguliert und dem Aufzeichnungsmaterial 7 zugeführt, welches latente, elektrostatische Bilder trägt,

- 10 -

-ΙΟΙ wobei entweder die nichtmagnetische Hülse 2 oder die magnetische Rolle 1 angetrieben und dadurch in Drehung versetzt wird, wodurch die latenten, elektrostatischen Bilder mittels des magnetischen Toners 9 entwickelt werden. 5

Da, wie vorstehend ausgeführt, in dieser Ausführungsform die nichtmagnetische Hülse 2 der Entwicklungsrolle in Bogenkontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial 7 steht, ist ein Entwicklungsbereich oder eine -fläche zwischen der Entwicklungsrolle und dem Aufzeichnungsmaterial 7, in welchem bzw. an welcher der magnetische Toner 9 von der Entwicklungsrolle an das Aufzeichnungsmaterial 7 zur Entwicklung der latenten, elektrostatischen Bilder übertragen wird, verhältnismäßig groß, so daß der magnetische Toner 9 in ausreichender Menge an das Aufzeichnungsmaterial 7 übertragen wird, und die latenten, elektrostatischen Bilder mit hoher Bildqualität und mit einem minimalen Tonerabsetzen auf dem Untergrund entwickelt werden.

wie aus der Schnittdarstellung der Fig. 1 zu ersehen, ist die Größe einer solchen Entwicklungsfläche zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 7 und der Entwicklungsrolle (der magnetischen Rolle 1 in Zusammenwirken mit der nichtmagnetischen Hülse 2) die Länge des Aufzeichnungsmaterials 7 (das in der Zeichenebene verläuft) mal der Breite der Berührungsfläche (der Länge des Bogenkontaktes bzw. der bogenförmigen Berührung). Diese bogenförmige Breite des Kontaktes bzw. der Berührung.wird nachstehend als die "Berührungsstellenbreite" bezeichnet, und sie ist eine

°^ Funktion der Tiefe der in dem Aufzeichnungsmaterial 7 durch die Entwicklungsrolle ausgebildeten Vertiefung.

In einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung, in welcher eine ein latentes, elektrostatisches Bild tragende, unelastische Photoleitertrommel im wesentlichen Linienkontakt mit einer Entwicklungsrolle hat, ist beispielsweise die Entwicklungsrolle sehr klein, und die Breite an der

- 11 -

Berührungsstelle ist beinahe null; dagegen ist bei der Erfindung die Berührungsstellenbreite groß, und die Entwicklungsfläche entsprechend groß. Offensichtlich gilt, je größer die Berührungsstellenbreite ist, umso größer ist die Tonermenge, die von der Entwicklungsrolle an das Aufzeichnungsmaterial 7 übertragen wird, wobei alles übrige das gleicheist.

Da in der vorbeschriebenen Entwicklungseinrichtung die Berührungsstellenbreite erheblich größer ist als die in einer herkömmlichen Entwicklungseinrichtung mit einem unelastischen, trommeiförmigen Aufzeichnungsmaterial, braucht die Entwicklungsrolle nicht mit den üblichen Geschwindigkeiten gedreht zu werden, die 4- bis 5-mal so hoch wie die Umfangsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials 7 ist. Dafür kann die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle auf etwa dem 1- bis 3-fächern, vorzugsweise dem 1,5- bis 2,5-fachen der Umfangsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials 7 gehalten werden, wobei bei diesen geringeren Umfangsgeschwindigkeiten der Entwicklungsrolle eine Entwicklung von latenten, elektrostatischen Bildern mit Erfolg durchgeführt werden kann. Ferner ist.in der vorbeschriebenen Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung, da die Ent-

²^ Wicklungsrolle in bogenförmiger Berührung mit dem flexiblen Aufzeichnungsmaterial 7 steht, der zulässige bzw. tolerierbare Bereich der Berührungsstellenbreite in der Praxis ziemlich groß. Folglich ist im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen, .herkömmlichen Entwicklungsein-

richtung eine empfindliche, und genaue Einstellung des Spaltes zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 7 und der Entwicklungsrolle nicht erforderlich; vielmehr ist alles, was erforderlich ist, eine verhältnismäßig grobe Einstellung des Spaltes zwischen der Rakelschneide 7 und der Ent wicklungsrolle .

In einem herkömmlichen Bildaufzeichnungssystem, in welchem die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterial 7 gleichförmig geladen wird, oder eine Bildübertragung mittels eines Koronaladers durchgeführt wird, kann die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 7 durch eine Ozonschicht, die sich auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 7 während einer Koronaentladung ausbildet, oxidiert werden. Folglich kann die Aufzeichnungsfähigkeit des Aufzeichnungsmaterials 7, manchmal in einer verhältnismäßig kurzen

jQ Zeitspanne _f beträchtlich schlechter werden. Gemäß der Erfindung ist jedoch durch den Bogenkontakt bzw. die bogenförmige Berührung der Entwicklungsrolle mit dem Aufzeichnungsmaterial 7 bei einer verhältnismäßig großen Berührung sstellenbreite die Ausbildung einer Ozonschicht wirksam verhindert, so daß die Lebensdauer des Aufzeichnungsmaterials 7 erheblich verlängert werden kann.

In Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. In Fig. 2 tragen die Teile und Einrichtungen, welche im wesentlichen dieselbe Funktion wie die in Fig. 1 haben, die gleichen Bezugszeichen. Das gleiche gilt im übrigen für die anderen Figuren.

In Fig. 2 weist eine Entwicklungsrolle ein Metallrohr 11 auf, welches mit einer elektrisch leitfähigen Kautschukschicht bedeckt ist, und sie wird während der Entwicklung von latenten, elektrostatischen Bildern angetrieben und dadurch in Drehung versetzt. Die elektrisch leitfähige Schicht 7 kann aus Silikon-phloropren- oder Polyurethan-Kautschuk mit einem spezifischen Widerstand von 10 SLcm

bis 10 Si. cm und mit einer Dicke von 0,5mm bis 5mm hergestellt werden.

Die Rakelschneide 1.7 ist so angeordnet, daß sie in gleitendem Kontakt mit einem Paar Führungsrollen 13 und 14 steht, die an der Seitenplatte des Gehäuses 4 angeordnet

- 13 -

— 1 *ί—

* sindj hierbei wird die Rakelschneide 17 durch eine Feder 15 an den Rollen 13 und 14 in der Weise gehalten, daß der obere bzw. vordere Teil der Rakelschneide 17 leicht an der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 anliegt, wobei die Rakelschneide 17 durch eine Feder 16 nach innen gegen die Entwicklungsrolle gedrückt wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Bei diesem Aufbau werden Änderungen in der Lage der Rakelschneide 11, welche durch deren Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 hervorgerufen werden können_/sehr wirksam auf ein Minimum herabgesetzt, so daß eine gleichförmige Ladungsinjektion und eine Ausbildung einer dünnen Tonerschicht gleichförmiger Dicke gewährleistet werden kann.

*° An dem Metallrohr 11 (oder an der photoleitfähigen Kautschukschicht 12) wird eine Vorspannung V angelegt,{wobei im Fall einer direkten Entwicklung das Metallrohr 11 geerdet werden" kann/, so daß es auf Erdpotential liegt; eine Vorspannung V_n wird auch zwischen der Rakelschneide 17 und ^υ dem Metallrohr 11 (oder der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12) angelegt, (wobei im Fall einer direkten Entwicklung die Einstellung der Polarität der in Fig. 2 dargestellten Vorspannung V_n umzukehren ist).

In der so ausgeführten Entwicklungseinrichtung wird eine dünne Schicht aus einem Toner 18,(welcher nicht notwendigerweise ein magnetischer Toner ist) durch die Rakelschneide 17 gleichförmig auf der Entwicklungsrolle ausgebildet.

Wenn der Toner 18 auf der elektrisch leitfähigen Schicht 12 durch die Reibung zwischen dem Toner und der elektrisch leitfähigen Schicht 12 sowie durch die reibungselektrischen Ladungen, die zwischen dem Toner 18 und der elektrisch

leitfähigen Schicht 12 erzeugt worden sind, gehalten wird, 35

wird, wenn das Metallrohr 11 angetrieben und in Drehung versetzt ist, durch die Rakelschneide 17 unmittelbar eine Ladungsinjektion in den Toner 18 gegeben, so daß der

- 14 -

Toner 18 elektrisch gleichförmig auf ein Potential geladen wird, das ausreicht, um ein Absetzen des Toners auf dem Untergrund zu vermeiden. Der auf diese Weise ladungsinjizierte Toner 18 wird dann der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 7 zugeführt.

Wenn der Toner 18, der in der vorbeschriebenen Weise elektrisch geladen worden ist und durch die Rakelschneide 17 in einer dünnen Schicht ausgebildet ist, an der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 7 gehalten wird, werden latente, elektrostatische Bilder auf dem Aufzeichnungsmaterial durch den Toner 18 auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle, welche durch ein Vorladungspotential elektrisch geladen ist, einer umgekehrten Entwicklung unterzogen. Selbstverständlich ist die .Ladungspolarität des Toners 18 dieselbe wie die Ladungspolarität des Untergrundpotentials des Aufzeichnungsmaterials 7, welches auch dasselbe wie das vorerwähnte Vorladungspotential ist.

Da der dem Aufzeichnungsmaterial 7 zugeführte Toner 18 durch die Rakelschneide 17 gleichförmig geladen worden ist, werden die Polarität und die Ladungsmenge der Tonerpartikel gleichförmig, so daß die Wahrscheinlichkeiten, daß sich die Tonerpartikel auf dem Untergrund absetzen oder wahllos durch die Luft transportiert werden, auf ein Mindesmaß herabgesetzt sind. Da in der vorstehend beschriebenen Einrichtung das Entwicklungspotential die Summe aus der Vorspannung V_R und dem injizierten Ladungspotential des Toners 18 ist, haben die entwickelten Bilder einen hohen Bildschwärzungsgrad.

Im Falle einer Umkehrentwicklung sind die Polaritäten der Vorspannungen V und V_R dieselben wie da-s das Untergrundpotential des Aufzeichnungsmaterials 7. Im Unterschied hierzu kann im Falle einer normalen Entwicklung die Vorspannung. V_n auf Erd- (Null-) Potential liegen, welche dann κ

dieselbe ist,wie das Potential einer elektrisch leitfähi-

- 15 -

gen Schicht des Aufzeichnungsmaterials 7, während die Vorspannung V_D in ihrer Polarität dem Bildpotentials des Aufzeichnungsmaterials 7 entgegengesetzt ist.

In Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist in dem Metallrohr 11 eine ortsfeste magnetische Rolle 19 mit einer Anzahl Magnetpolen angeordnet, die so magnetisiert sind, daß in der axialen Richtung ein gleichförmiges Magnetfeld ausgebildet werden kann. Das Metallrohr

11 ist mit der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht bedeckt und wird in der Pfeilrichtung angetrieben.

Die Rakelschneide 17 ist dieselbe, wie die, welche in Fig. 2 dargestellt ist. Insbesondere ist sie so angeordnet, daß sie durch eine Feder 15 in gleitendem Kontakt mit einem Paar Führungsrollen 13 und 14 steht, die an einer Seitenplatte des Gehäuses 4 der Entwicklungseinrichtung angeordnet sind, so daß ein oberes bzw. vorderes Ende der Rakelschneide 17 die elektrisch leitfähige Kautschukschicht

12 leicht berührt, wobei die Rakelschneide 17 durch eine Feder 16 nach innen.gegen die Entwicklungsrolle gedrückt wird, wie inFig. 2 dargestellt ist.

Bei dieser Anordnung werden Änderungen in der Stellung der Rakelschneide 17, welche bei deren Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 hervorgerufen werden können, sehr wirksam auf ein Minimum herabgesetzt, so daß eine gleichförmige Ladungsinjektion und eine Ausbildung einer dünnen Tonerschicht mit einer gleichförmigen Dicke gewährleistet werden kann. An das Metallrohr 11 wird eine Vorspannung V_ angelegtι eine Vorspannung V_n wird auch zwischen der Rakelschneide 17 und dem Metallrohr 11 angelegt, so daß der magnetische Toner 9, welcher durch die Rakelschneide 17 elektrisch geladen worden ist, gleichmäßig und glatt zu dem Aufzeichnungsmaterial 7 transportiert wird« - 16 -

In Fig. 4 ist eine Kurve dargestellt, welche die Ladungskenndaten eines magnetischen Toners wiedergibt, welcher in der vorstehend beschriebenen Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung durch Ladungsinjektion elektrisch geladen werden kann. Im allgemeinen gilt, je größer die Vorspannung V_ß oder der spezifische Widerstand des magnetischen Toners ist, umso größer ist die Menge an elektrischen Ladungen, welche der magnetische Toner durch Ladungsinjektion annimmt. Da die magnetischen Pole in jeder Tonerpartikel in ihrer Lage nicht immer gut ausgeglichen sind, geht die Ladungsmengenkurve nicht immer durch den Nullpunkt bzw. den Schnittpunkt der Ladungsmengen-Vorspannungs-Koordinatenachsen, wie in Fig. 4 dargestellt ist.

Je dünner die Tonerschicht ist, welche zwischen der Rakelschneide 17 und der ümfangsflache der Entwicklungsrolle (siehe Fig. 2 und 3) durchläuft, um so höher ist der Ladungs'injektions-Wirkungsgrad, da je dünner die Toner schicht ist, die Wahrscheinlichkeiten, daß jede Tonerpartikel mit

der Rakelschneide 17 in Berührung kommt, größer werden.

Wenn der bei der Erfindung verwendete, magnetische Toner Eisenpulver enthält, hat das Eisenpulver vorzugsweise eine kleine Partikelgröße, und ist sehr fein in den Tonerpartikeln verteilt, um den Ladungsinjektions-Wirkungsgrad zu erhöhen, wobei Vermiedenist, daß die elektrisch leitfähige Kautschukschicht 12 und die Rakelschneide 17 über die Tonerpartikel kurzgeschlossen werden.

In Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Entwicklungsrolle dieselbe wie die,

welche in Fig. 2 dargestellt ist; sie weist ein Metallrohr 35

11 auf, welches mit einer elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 bedeckt ist und während der Entwicklung

- 17 -

von latenten, elektrostatischen Bildern angetrieben und dadurch in Drehung versetzt wird. Die Rakelschneide 3 ist dieselbe, wie die, welche in Fig. 1 dargestellt ist, d.h. ein Ende ist an dem Gehäuse 4 der Entwicklungseinrichtung befestigt, während ihr anderes Ende in einem vorbestimmten Abstand von der äußeren Umfangsflache der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 angeordnet ist. An die elektrisch leitfähige Kautschukschicht 12 wird eine Vorspannung V_ angelegt; eine Vorspannung V-. wird auch zwischen der Rakelschneide 3 und der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 angelegt.

Da bei dieser Anordnung der Spalt zwischen der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 und dem Ende der Rakelschneide genau eingehalten werden muß, müssen die wichtigen Teile eine hohe Einbaugenauigkeit aufweisen. Da jedoch die Rakelschneide 5 nicht an der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 anliegt, kann diese (12) im Vergleich mit dem Fall, wo die Rakelschneide an der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 anliegt, für einen erheblich längeren Zeitabschnitt benutzt werden.

In Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Wie inFig. 6 dargestellt, ist die Entwicklungsrolle dieselbe, wie die, welche in Fig. 3 dargestellt ist; sie weist das drehbare "Metallrohr 11 mit einer feststehenden, inneren Magnetrolle 15 und einer Anzahl Magnetpole auf, die so magnetisiert sind, daß

^" ein gleichförmiges Magnetfeld in deren axialen Richtung ausgebildet wird. Das Metallrohr 11 ist mit einer elektrisch leitfähigen Kautschukschicht 12 bedeckt und wird in der Pfeilrichtung angetrieben und damit gedreht. Die Rakelschneide 3 ist dieselbe wie die, welche in Fig. 3

^oa dargestellt ist; das heißt, ein Ende ist an dem Gehäuse 4 der Aufzeichnungseinrichtung befestigt, während deren anderes Ende in einem vorbestimmten Abstand von der

-■ 18 -

äußeren Umfangsfläche der elektrisch leitenden Kautschukschicht 12 angeordnet ist. An die elektrisch leitfähige Kautschukschicht 12 wird eine Vorspannung V„ angelegt, und eine Spannung V_ wird zwischen derRakelschneide 3 und der elektrisch leitenden Kautschukschicht 12 angelegt.

In Fig. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der relativen Anordnung eines das latente, elektrostatische Bild tragenden Aufzeichnungsmaterials und einer Entwicklungsrolle in den vorstehenden Ausführungsformen einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist das ein latentes, elektrostatisches Bild tragende- Aufzeichnungsmaterial 7 in Form eines Endlosbandes über die Führungsrollen 5 und 6 und weitere (nicht dargestellte) Führungsrollen geführt und steht in bogenförmiger Berührung bzw. in Bogenkontakt mit der Oberfläche der Entwicklungshülse 2 (welche, wie oben ausgeführt mit einer elektrisch leitfähigen Aufzeichnungsschicht bedeckt sein kann), wobei eine entsprechende Spannung durch diesen Bogenkontakt an einem Teil des Aufzeichnungsmaterials 7 zwischen den beiden Führungsrollen 5 und 6 ausgeübt wird. In Fig. 7 dient die Führungsrolle 6 auch als Antriebsrolle, die in der Pfeilrichtung gedreht wird, während die Führungsrolle 5 einfach als freie Führungsrolle dient.

Bei der. Erfindung liegt derAbstand 5 zwischen (1) einer gemeinsamen Tangente an den beiden Führungsrollen 5 und 6, die der Lage des Aufzeichnungsmaterials 7 entspricht, wenn es zwischen den beiden Führungsrollen 5 und 6 straff gespannt ist, wobei es nicht an der Entwicklungsrolle 2 anliegt (wie durch eine abwechselnd lang-kurz-gestrichelte Line in Fig. 7 angezeigt ist) und (2) einer Tangente an der Entwicklungshülse 2 an einer bogenförmigen Berührungssteile,die parallel zu der vorstehend erwähnten gemeinsamen Tangente ist, vorzugsweise im Bereich von 0,3mm bis 1,0mm, insbesondere in dem Bereich von 0,3mm bis 0,6mm, wenn der

- 19 -

Durchmesser der Entwicklungshülse 2 etwa 38mm ist. Hinsichtlich des "Bogenkontakt"-Winkels, welcher als der Mittenwinkel festgelegt ist, der dem Bogen der Entwicklurigsrolle entspricht, den das Aufzeichnungsmaterial 7 berührt, und welcher mit θ bezeichnet ist, liegt der Winkel θ in dem vorstehend beschriebenen Fall, vorzugsweise in dem Bereich von 3·°. bis 11°.

Da in der in Fig. 7 dargestellten Ausführung die Führungs-.

rolle 7 in der Pfeilrichtung angetrieben wird und dazu dient, das Aufzeichnungsmaterial 7 zwangsläufig zu transportieren, besteht allein aufgrund dieser Anordnung in dem Aufzeichnungsmaterial 7 mehr Spannung auf der oberen Seite als auf der unteren Seite derFührungsrolle 6. Da

3-5 jedoch allein bezüglich der mehreren (dargestellten und nicht dargestellten) Führungsrollen ein gewisser Schlupf in dem Aufzeichnungsmaterial 7 verbleibt, wenn es über diese Führungsrollen gezogen wird, kann die Entwicklungsrolle 2 in Bogenkontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial 7

²^ angeordnet werden, wodurch die vorerwähnte Vertiefung ausgebildet wird, ohne daß eine übermäßige Spannung oder ein übermäßiger Berührungsdruck zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 7 und der Entwicklungsrolle 2 erzeugt wird. Da somit der Berührungsdruck so klein ist, kann die bisher

^° bestehende Gefahr, daß der Berührungsdruck zwischen einem Aufzeichnungsmaterial und einer Entwicklungsrolle die Tonerschicht an der Berührungsfläche verformt, ausgeschlossen werden. Sogar bei einem solch niedrigen Druck kann eine Entwicklung wirksam durchgeführt werden, da

die Bogenkontaktfläche bzw. die bogenförmige Berührungsfläche verhältnismäßig groß ist.

Ein weiterer Grund, weshalb es vorzuziehen ist, daß die Führungsrolle 6, welche als Antriebsrolle dient, über der Entwicklungsrolle 2 angeordnet ist, während die Führungsrolle 5 dicht bei der Entwicklungshülse 2 angeordnet ist, wie in Fig. 7 dargestellt, ist folgender:

- 20 -

Wenn ein weniger gespannter Teil des Aufzeichnungsmaterials 7 in einen sogenannten bogenförmigen Kontakt mit der Aufzeichnung shtil se 2 kommt, dient das Gewicht und die Anpassungsfähigkeit des Aufzeichnungsmaterials selbst dazu, hinsichtlich, eines vollkommenen Kontaktes einen etwas angemesseren Kontakt des Aufzeichnungsmaterials 7 mit der Entwicklungshülse 2 zu erreichen, und dient auch dazu, irgendwelche nachteilige Einflüsse des Kontakt- bzw. Berührungsdruckes auf die Tonerschicht zu vermeiden. · 10 Ende der Beschreibung

-Q.1 Leerseite

Claims

BERG · STAPF ■ SCHWABE.: £ANDMAIFt. MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80 Anwaltsakte; 32 458 20. Oktober 1982 Ricoh Company Ltd. Tokyo / Japan Entwicklungseinrichtung Patentansprüche

1. Entwicklungseinrichtung, um latente, elektrostatische Bilder, die von einem bandförmigen, flexiblen Aufzeichnungsmaterial getragen werden, mittels einer drehbaren Ent wicklungsrolle, welche auf ihre ümfangsflache Toner trägt und welche zum Entwickeln der latenten, elektrostatischen Bilder den Toner dem Aufzeichnungsmaterial zuführt, in sichtbare oder übertragbare Bilder zu entwickeln, dadurch

lOgekenn ζ e ichnet, daß der Toner (9), der an der Entwicklungsrolle (2,12) gehalten wird, durch eine Rakelschneide (3,17) auf eine vorbestimmte Dicke reguliert wird, und daß das bandförmige, flexible Aufzeichnungsmaterial (7) in Bogenkontakt bzw. bogenförmiger Berührung mit der Entwicklungsrolle (2,12) steht.

2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle eine nichtmagnetische, zylindrische Hülse (2) und eine magnetische Rolle (1) aufweist, die in der nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse (2) angeordnet ist, wobei die nicht-

VII/XX/KtZ

* (089) 98 82 72 - 74 Telex: 5 24 560 BERG d fT" "-"BankkonierT: Bayer; Yefejnstjäok München 4 53100 (BLZ 700 202 70)

Telegramme (cable): Telekopierer: (089) 983049 "" Hy'po-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

BERGSTAPFP/>^Tt""^T "■£>■*, KaIIe Inloiec 6350 Gr. Il + III Posischeck München 653 43-808 (R' 7 7finio080)

-2-

magnetische, zylindrische Hülse (2) und die magnetische Rolle (1) relativ zueinander in Drehung versetzbar sind.

3. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle eine nichtmagnetische Hülse (11) aufweist, welche mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (12) bedeckt ist.

4. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß die Entwicklungsrolle eine nichtmagnetische Hülse (11), welche mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (12) bedeckt ist, und eine magnetische Rolle (19) aufweist, die in der nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse (11) angeordnet ist, wobei die nichtmagnetische, zylindrische Hülse (11) und die magnetische Rolle (12) relativ zueinander in Drehung versetzbar sind.

5. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ekennzeichnet, daß die nichtmagnetische, zylindrische Hülse (12) geerdet ist, und daß die Rakelschneide (3) in der Weise angeordnet ist, daß ein oberer bzw. vorderer Teil von ihr in einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche der nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse (2) angeordnet ist.

6. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder

4 , dadurch, gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der.nichtjmgnetisQhen, zylindrischen Hülse (2;11) oder der magnetischen Rolle (1;19) zu der Umfangsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials in dem Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt.

7. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelschneide (17) leicht an der Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht (12) anliegt, daß eine Vorspannung (V_) an die nichtmagnetische, zylindrische Hülse (11)

1 oder an die elektrisch leitfähige Schicht (12) angelegt ist, und daß eine weitere Vorspannung (V) zwischen der Rakelschneide (17) und der nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse (11) oder der elektrisch leitfähigen Kautschukschicht (12) angelegt ist.

8. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennze ichnet, daß die Polaritäten der beiden Vorspannungen (V , V_) die gleichen sind, wie das Potential des Untergrunds des Aufzeichnungsmaterials (7).

9. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche

3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (12) Kautschuk mit einem

3 8

spezifischen Widerstand von 10 .Q, cm bis 10 «Q.cm und mit einer Dicke von 0,5mm bis 5mm aufweist.

10. Entwicklungseinrichtung, um latente, elektrostatische Bilder, die von einem bandförmigen, flexiblen Aufzeichnungsmaterial getragen werden, durch eine drehbare Entwicklungsrolle, welche auf ihrer Umfangsflache Toner trägt und zum Entwickeln der latenten, elektrostatischen Bilder den Toner dem Aufzeichnungsmaterial zuführt, in sichtbare oder übertragbare Bilder zu entwicklen, dadurch g ekennzeichnet, daß das bandförmige, flexible Aufzeichnungsmaterial (7) über eine obere Antriebs-Führungsrolle (6) zum Antreiben des Aufzeichnungsmaterials (7), welche (6) über der Entwicklungsrolle (1,2;11,12) ange- ^ ordnet ist, und über eine untere Führungsrolle (5) zum Führen des Aufzeichnungsmaterials (7) geführt ist, die bezüglich der oberen Rolle (6) an einer tieferen Stelle angeordnet ist, und daß ein Teil des Aufzeichnungsmaterials (7) zwischen den beiden Rollen (5,6) in Berührungskontakt beziehungsweise in bogenförmiger Berührung mit der Oberfläche der Aufzeichnungsrolle (7) steht.