DE3415290C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Entwicklerträger, der angetrieben wird, um Entwickler entlang einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, mit einer elastischen dielektrischen Harzträgerschicht, auf der der Entwickler getragen wird, einer magnetisch anziehenden Einrichtung, durch welche der Entwickler an die Oberfläche der Harzträgerschicht gezogen wird, und einer Anzahl erdfreier Elektroden, die in der Harzträgerschicht elektrisch voneinander isoliert vorgesehen sind.

Ein derartiger Entwickler ist aus der GB 20 89 244 A bekannt. Dieser bekannte Entwicklerträger dient dazu, um Entwickler entlang einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, wobei der Träger eine tragende Einrichtung aufweist, welche eine elastische dielektrische Harzträgerschicht besitzt. Die dielektrische Harzträgerschicht dient dazu, den Entwickler zu tragen. Dieser bekannte Entwicklerträger enthält ferner eine magnetisch anziehende Einrichtung, durch welche der Entwickler an der Oberfläche der Harzträgerschicht gezogen wird, wobei eine Anzahl erdfreier Elektroden in der Harzträgerschicht elektrisch voneinander isoliert eingebettet sind.

Aus der JP 57-72 162 und dem zugehörigen Patent Abstract P-135 Vol. 6/No. 156 ist eine grundlegende Konstruktion einer Magnetpolstruktur bekannt, die aus einem zentralen Kern besteht, wobei dieser Kern aus Kunststoff bestehen kann und wobei die bekannte Anordnung ferner eine äußere Schicht aufweist, welche den Magneten der Anordnung darstellt. Da gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser bekannten Konstruktion der säulenförmig gestaltete Kern aus Kunststoff besteht, kann die gesamte Anordnung gewichtsmäßig leicht hergestellt werden.

In Fig. 1 ist ein weiterer herkömmlicher Entwicklerträger zum Transportieren von magnetischem Toner dargestellt, welcher in Form einer dünnen Schicht auf ein elektrostatisches, latentes Bild auf einer Abbildungsfläche, wie beispielsweise einer Oberfläche eines photoempfindlichen Teils, aufzubringen ist. Wie dargestellt, weist der Entwicklerträger eine zusammengesetzte Hülse auf, welche aus einer zylindrischen Unterlage 1a aus einem elektrisch leitenden Material aus einer dielektrischen Schicht 1b auf der zylindrischen Unterlage 1a und aus einer Kunstharzschicht 1c auf der dielektrischen Schicht 1b gebildet ist, wobei die Kunstharzschicht 1c mit einer Anzahl feiner Elektroden aus einem Metall, wie Kupfer, versehen ist, die in der Außenfläche verteilt und elektrisch voneinander isoliert sind. Im Inneren der zusammengesetzten Hülse 1 ist ein säulenförmiger Magnet 2 angeordnet, welcher fest an einer rotierenden Welle 2a angebracht und von der zusammengesetzten Hülse 1 getrennt ist.

Da bei dem vorbeschriebenen Aufbau der säulenartige Magnet 2 im Innern getrennt von der zusammengesetzten Hülse 1 angeordnet ist, muß der Magnet 2 eine verhältnismäßig große Magnetkraft erzeugen. Folglich sollte der säulenartige Magnet 2 verhältnismäßig groß sein, was wiederum zur Folge hat, daß eine Entwicklungseinrichtung voluminös und teuer wird. Ferner muß der Spalt zwischen der zusammengesetzten Hülse 1 und dem säulenartigen Magneten 2 so klein wie möglich gemacht werden; auch dies stellt wiederum eine Schwierigkeit bei der Herstellung dar, wodurch die Kosten weiter ansteigen.

Um dies zu bewältigen, ist vorgeschlagen worden, statt des säulenartigen Magneten 2 eine feinmustrige Magnetisierung an der Außenfläche der zusammengesetzten Hülse 1 vorzusehen. Es ist jedoch schwierig, die feinen Elektroden an der Oberfläche vorzusehen. Es ist auch nachteilig, da beim Vorsehen feiner Elektroden an der Oberfläche einer Kunstharzschicht der sogenannte Rand- oder Kanteneffekt erhalten werden kann, durch welchen im Falle eines linienförmigen Bildes ein wiedergegebenes Bild mit einem größeren Schwärzungsgrad erhalten wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Entwicklerträger der angegebenen Gattung zu schaffen, der bei einfacher Herstellbarkeit und geringem Gewicht eine besonders gleichmäßige Tonerübertragung gewährleisten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch drei verschiedene Konstruktionen gelöst, die sich jeweils aus dem Kennzeichnungsteil der Patentansprüche 1 bis 3 ergeben.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der dritten Ausführungsform ergibt sich aus dem Anspruch 4.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen herkömmlichen Entwicklerträger; und

Fig. 2 bis 4 Längsschnitte durch mehrere Ausführungsformen von Entwicklerträgern mit Merkmalen nach der Erfindung.

In Fig. 2 ist ein Entwicklerträger gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, um einen Einkomponentenentwickler oder magnetischen Toner zu befördern, wenn der Entwicklerträger angetrieben und dadurch in Drehung versetzt wird. Wie dargestellt, weist der Entwicklerträger eine säulenartige Magnetrolle 3 auf, die fest an einer rotierenden Welle 3a angebracht ist. Die äußere Umfangsfläche der Magnetrolle 3 ist entlang der Umfangsrichtung der Rolle abwechselnd in N-Pole und S-Pole und entlang der Axialrichtung der Magnetrolle 3 gleichförmig magnetisiert worden. Die Magnetisierungsbedingungen, wie Verteilung und Dichte von Magnetpolen, werden vorzugsweise im Hinblick auf solche Faktoren, wie die Drehgeschwindigkeit des Entwicklerträgers selbst, die Dicke jeder der auf dem Entwicklerträger ausgebildeten Schichten und die Bewegungsgeschwindigkeit eines Bildträgers, welcher ein zu entwickelndes, latentes Bild trägt, festgelegt. Eine zylindrische Schicht 4 aus einem elektrisch leitenden Material, wie Aluminium und rostfreier Stahl, ist um die äußere Umfangsfläche der Magnetrolle 3 vorgesehen und ist starr mit dieser verbunden.

Um die äußere Umfangsfläche der elektrisch leitenden Schicht 4 ist eine dielektrische Schicht 5 aus einem elastischen Material ausgebildet. Das bevorzugte Material für die elastische dielektrische Schicht 5 weist Kunstharze der Silikonfamilie, Kunstharze der Fluorfamilie, Styrol-Butadienkautschuk (GRS) und Äthylenpropylen-Terpolymer (EPDM) auf, welche eine erforderliche und ausreichende Elastizität aufweisen können. Wenn sie in Form von Mikro-Zellgummi oder -kautschuk aufgebaut ist, kann die Härte unter 30° eingestellt werden. An der äußeren Umfangsfläche der elastischen dielektrischen Schicht 5 ist eine Oberflächenschicht 6 beispielsweise aus einem elastischen Material, wie einem Silikon-Klebemittel ausgebildet. Eine Anzahl feiner Elektrodenpartikel 7a aus Kupfer, rostfreiem Stahl u. ä. sind an der äußeren Umfangsfläche der Oberflächenschicht 6 so vorgesehen, daß sie nicht nur in der Umfangsrichtung, sondern auch in der axialen Richtung gleichförmig verteilt sind. Diese Elektrodenpartikel 7a sind elektrisch voneinander isoliert, um dadurch sogenannte schwimmende bzw. erdfreie Elektroden 7 zu bilden. Eine Kombination aus der elektrisch leitenden Schicht 4, der elastischen dielektrischen Schicht 5 und der Oberflächenschicht 6 legt eine Hülsenumhüllung S fest, welche im Aufbau mit der Magnetrolle 3 eine Einheit bilden. Vorzugsweise haben die Schicht 4, die elastische dielektrische Schicht 5 und die Oberflächenschicht 6 eine Dicke von 1 mm oder weniger, 1 bis 2 mm bzw. 0,1 bis 0,2 mm. Außerdem haben die Elektrodenpartikel 7a vorzugsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 100±20 nm.

Dadurch, daß die Hülsenumhüllung S, wie vorstehend beschrieben, eine Einheit mit der Magnetrolle 3 bildet, können die folgenden Vorteile erhalten werden. Da im Unterschied zum Stand der Technik kein Spalt zwischen der Hülsenumhüllung S und der Magnetrolle 3 vorhanden ist, brauchen nicht jedesmal Einstellungen vorgenommen zu werden, wenn die Entwicklungseinrichtung beispielsweise zu Wartungszwecken zusammengebaut und auseinandergebaut wird. Ferner ist infolge des Fehlens des Spaltes zwischen der Hülsenumhüllung S und der Magnetrolle 3 der Abstand von der äußeren Umfangsfläche der Magnetrolle 3 zu der tonertragenden Fläche auf ein Minimum herabgesetzt, weshalb dann eine Magnetrolle 3 mit einer schwächeren Magnetkraft verwendet werden kann. Folglich kann ein Magnet(träger) aus Gummi, Kautschuk oder Kunststoff verwendet werden, welcher dazu beiträgt, daß der Entwicklerträger im Gewicht leichter wird.

Außerdem kann die Festigkeit, die für die Schicht 4 erforderlich ist, geringer sein, und folglich entfällt die Notwendigkeit, daß ein Material, wie rostfreier Stahl, verwendet werden muß, welches ziemlich teuer ist. Folglich kann die Schicht 4 beispielsweise dadurch vorgesehen werden, daß die äußere Umfangsfläche der Magnetrolle 3 mit einem galvanischen Überzug u. ä. versehen wird, wodurch wiederum die Herstellungskosten gesenkt werden können. Da die Magnetrolle 3 und die Hülsenumhüllung S als Einheit geschaffen sind und zwischen ihnen keine relative Drehung stattfindet, ergeben sich dadurch keine Nachteile, wie eine Erzeugung von Wärme infolge von Wirbelstrom oder infolge einer Abnahme der Magnetkraft an der Oberfläche, welche bei herkömmlichen Einrichtungen üblich war. Ferner ist durch das Ausbilden der elastischen dielektrischen Schicht und der Oberflächenschicht 6 aus einem elastischen Material ein Entwicklerträger geschaffen, bei welchem mit einem einfachen Aufbau, wie er oben beschrieben worden ist, verschiedene vorteilhafte Wirkungen erreicht werden können und welcher in Verbindung mit einer starren, photoempfindlichen Trommel verwendet werden kann. Außerdem kann dank des Kanten- oder Randeffektes aufgrund der erdfreien Elektroden ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität erhalten werden.

In Fig. 3 ist ein Entwicklerträger gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. Dieser Entwicklerträger weist eine Substratrolle R auf, welche aus einer rotierenden Achse 8, einem tragenden Teil 9, das aus einem elektrisch leitenden Material, wie Aluminium, in einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm gebildet ist, und aus einem elastischen Material 9a geringer Dichte, wie Polyurethan hergestellt ist, das den Zwischenraum zwischen der Welle 8 und dem Teil 9 ausfüllt. An der äußeren Umfangsfläche des tragenden Teils 9 ist eine Gummi-Magnetschicht 10, welche auch als eine dielektrische Schicht dient, in einer Dicke von 0,5 bis 5 mm ausgebildet. Die Gummi-Magnetschicht 10 ist in einem feinen Muster magnetisiert worden und in einem Abstand von wenigen Millimetern oder weniger abwechselnd mit N- und S-Polen versehen. An der äußeren Umfangsfläche der Gummi-Magnetschicht 10 ist eine dielektrische Harzträgerschicht 11 ausgebildet, welche mit einer Anzahl erdfreier Elektroden 12 versehen ist, welche ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform an deren äußeren Umfangsfläche fein verteilt sind. Als ein alternativer Aufbau können die erdfreien Elektroden 12a auch in der äußeren Umfangsfläche der Gummi-Magnetschicht 10 fein verteilt vorgesehen sein, wobei dann die Oberflächenschicht 11 entfällt.

Da bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Magnet aus einem magnetischen Gummimaterial gebildet ist und so nahe wie möglich an der tonertragenden Oberfläche angeordnet ist, wird an der tonertragenden Oberfläche, d. h. an der äußeren Umfangsfläche 11a der Harzträgerschicht 11, selbst wenn sie aus einem magnetischen Gummi- oder Kautschukmaterial hergestellt ist, ein Magnetfluß mit einer magnetischen Dichte bzw. Kraftliniendichte erhalten, die mit der einer herkömmlichen Ausführungsform vergleichbar ist. Da jedoch eine fein gemusterte Magnetisierung bewirkt worden ist, kann ein starkes Magnetfeld nur in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche 11a erzeugt werden. Folglich ist die Menge an magnetischem Toner, welcher auf dem Entwicklerträger zu befördern ist, indem er magnetisch angezogen worden ist, begrenzt, und somit ist verhindert, daß magnetischer Toner in einer übergroßen Menge einem eine Tonerschicht ausbildenden Bereich zugeführt wird, in welchem eine Schneide, wie beispielsweise eine Rakelschneide, gegen den Entwicklerträger gedrückt wird. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf die Ausbildung einer dünnen Tonerschicht auf dem Entwicklerträger, welche eine gewünschte Dicke hat.

Durch die Verwendung eines sogenannten Gummi- oder Kautschukmagneten kann der Gesamtaufbau erheblich leichter gemacht werden. In der vorliegenden Ausführungsform schafft die Polyurethanschicht 9a im Inneren des hülsenförmigen Teils 9 eine gewisse Elastizität, und folglich kann diese Ausführungsform, ähnlich wie die vorher beschriebene Ausführungsform, in Verbindung mit einer starren, steifen photoempfindlichen Trommel beispielsweise aus amorphem Silizium verwendet werden, um eine sogenannte Kontaktentwicklung auszuführen, wobei dann ständig ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität erhalten werden kann.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. Der gezeigte Entwicklerträger weist eine sogenannte Substratrolle aus einem dünnen zylindrischen tragenden Teil 13 aus einem elektrisch leitenden Material und zwei Endteile 14 auf, welche fest an den beiden Enden des tragenden Teils bzw. Hohlzylinders 13 angebracht sind. Jedes der Endteile 14 ist mit einem zentralen zylindrischen Teil 14a versehen, welcher die Drehachse des Entwicklerträgers festlegt. Vorzugsweise ist der Hohlzylinder 13 durch ein Rohr mit einer Dicke von 0,2 mm oder weniger gebildet und durch ein Tiefziehverfahren aus einem Material, wie Aluminium und rostfreiem Stahl, hergestellt. Ähnlich wie bei der vorherigen, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist auf der äußeren Umfangsfläche der sogenannten Substratrolle R eine Gummi-Magnetschicht 15 ausgebildet, welche auch als eine dielektrische Schicht dient und auf der Gummi-Magnetschicht 15 ist eine Oberflächenschicht bzw. Harzträgerschicht 16 ausgebildet, welche an ihrer äußeren Umfangsfläche mit erdfreien Elektroden 17 versehen ist, welche elektrisch voneinander isoliert sind. Auch in der vorliegenden Ausführungsform können die erdfreien Elektroden 17 fein verteilt in der äußeren Umfangsfläche der Gummi-Magnetschicht 15 vorgesehen sein, wobei dann die Oberflächenschicht 16 entfallen kann.

Bei dem vorstehend beschriebenen Entwicklerträger ist das tragende Teil 13 hohl und folglich kann der Gesamtaufbau noch leichter ausgebildet werden, obwohl die geforderte Elastizität geschaffen ist. Da die Endteile 14 fest an den beiden Enden des Rohrs angebracht sind, ist auch die geforderte, mechanische Festigkeit geschaffen. Folglich kann auch dieser Entwicklerträger in Verbindung mit einem steifen, starren Abbildungsteil, wie einer photoempfindlichen Trommel, verwendet werden, um die sogenannte Kontaktentwicklung auszuführen, um dabei ein Bild hoher Qualität herzustellen. Selbstverständlich können ähnliche Wirkungen erhalten werden, indem ein verhältnismäßig steifer Tonerträger hergestellt wird, wobei die mechanische Festigkeit des tragenden Teils 13 erhöht und eine Elastizität in der Größenordnung von 45° oder weniger Gummi- bzw. Kautschukhärte bei dem Abbildungsteil geschaffen wird.

Claims (4)

1. Entwicklerträger, der angetrieben wird, um Entwickler entlang einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, mit einer elastischen dielektrischen Harzträgerschicht, auf der der Entwickler getragen wird, einer magnetisch anziehenden Einrichtung, durch welche der Entwickler an die Oberfläche der Harzträgerschicht gezogen wird, und einer Anzahl erdfreier Elektroden, die in der Harzträgerschicht elektrisch voneinander isoliert vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - ein erstes tragendes Teil (3a, 3, 4), welches aus einer Magnetrolle (3) und einer elektrisch leitenden Schicht (4) besteht, welche auf der Magnetrolle (3) ausgebildet ist, und
• - ein zweites tragendes Teil (5, 6), das aus einer elastischen Schicht (5), die auf der elektrisch leitenden Schicht (4) ausgebildet ist, und der dielektrischen Harzträgerschicht (6) besteht, die auf der elastischen Schicht (5) ausgebildet ist.

2. Entwicklerträger, der angetrieben wird, um Entwickler entlang einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, mit einer elastischen, dielektrischen Harzträgerschicht, auf der der Entwickler getragen wird, einer magnetisch anziehenden Einrichtung, durch welche der Entwickler an die Oberfläche der Harzträgerschicht gezogen wird, und einer Anzahl erdfreier Elektroden, die in der Harzträgerschicht elektrisch voneinander isoliert vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - ein erstes tragendes Teil (9, 9a), welches aus einer elastische, dielektrischen Rolle (9a) und aus einer elektrisch leitenden Schicht (9) besteht, welche auf der Rolle (9a) ausgebildet ist, und
• - ein zweites tragendes Teil (10, 11), das aus einer Gummi-Magnetschicht (10), die auf der elektrisch leitenden Schicht (9) ausgebildet ist, und der dielektrischen Harzträgerschicht (11) besteht, die auf der Gummi-Magnetschicht (10) ausgebildet ist.

3. Entwicklerträger, der angetrieben wird, um Entwickler entlang einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, mit einer elastischen dielektrischen Harzträgerschicht, auf der der Entwickler getragen wird, einer magnetisch anziehenden Einrichtung, durch welche der Entwickler an die Oberfläche der Harzträgerschicht gezogen wird, und einer Anzahl erdfreier Elektroden, die in der Harzträgerschicht elektrisch voneinander isoliert vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - ein erstes tragendes Teil (13), welches aus einem Hohlzylinder besteht, und
• - ein zweites tragendes Teil (15, 16), das aus einer Gummi-Magnetschicht (15), die auf dem Hohlzylinder ausgebildet ist, und der dielektrischen Harzträgerschicht (16) besteht, die auf der Gummi-Magnetschicht (15) ausgebildet ist.

4. Entwicklerträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste tragende Teil (13) ein Paar Endteile (14) aufweist, die fest an beiden Enden des Hohlzylinders angebracht sind.