DE3431957A1 - Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA Kawasaki / Japan Patentanwälte

European Patern Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt

Dr phi! G -Henkel München Dip! -Ing J Pienning Benin Dr rer nat. L Feiler. München Dipl.-lng W Hänzel. München Dipl.-Phys K. H. Meinig. Benin Dr Ing. A. Butenschon. Berlin Dipl.-Ιης. D. Kottrnann, f.!ünchsn Mohlstraße 37
D-8000 München 80

Tel 089/982085-87 Telex 0529802 hnkid Telegramm ellipsoid Telefax (Gr 2+3).
089/981426

59P407-2 - Hz/ld 30. August 1984

Entwicklungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung zum Auftragen eines Entwicklungsmittels auf einen· Bildträger mit einem darauf befindlichen latenten Bild (Latentbild), um dadurch das latente Bild zu entwickeln.

Eine Entwicklung erfolgt beispielsweise, wenn ein Entwicklungsmittel (als Toner bezeichnetes gefärbtes Pulver), das mit einer Polarität geladen ist, die zu derjenigen der elektrischen Ladungen entgegengesetzt ist, die ein elektrostatisches latentes Bild erzeugen, elektrostatisch zu dem elektrostatischen latenten Bild . angezogen wird. Entwicklungsmittel umfassen Einkomponenten-Entwicklungsmittel, die nur aus einem pulverförmigen Toner oder aus einem mit SiO„ oder einem ■anderen Zusatz beschichteten Toner bestehen, und Zweikomponenten-Entwicklungsmittel, die aus einem pulverförmigen Toner und einem sogenannten Träger, wie beispielsweise einem magnetischen Pulver oder einem feinen Harzpulver, Glas usw. zusammengesetzt sind. Bei Zweikomponenten-Entwicklungsmitteln wird der Toner sicher durch Reibung mit dem Träger aufgeladen. Um dagegen eine konstante Entwicklungsdichte aufrechtzuerhalten, muß das Mischungsverhältnis zwischen Toner und Träger, d.h. die Tonerdichte, konstant gehalten werden. Da er eine solche Einstellung oder Steuerung der Tonerdichte nicht benötigt, sind die Einkomponenten-Entwicklungsmittel den Zweikomponenten-Entwicklungsmitteln in ihrer einfachen Handhabung überlegen.

Die Einkomponenten-Entwicklungsmittel werden in zwei Arten, nämlich magnetische Einkomponenten-Entwicklungsmittel und nicht-magnetische Einkomponenten-Entwicklungsmittel eingeteilt.

Im allgemeinen wird ein nicht-magnetisches Entwicklungsmittel vorbereitet, indem Harzpuüver mit einem Färb-

•2-1

mittel, wie beispielsweise Kohlenstoff, gemischt wird, während ein magnetisches Entwicklungsmittel eine Mischung von Harzpulver und magnetischem Pulver ist. 5

Ein herkömmliches Verfahren, das ein Einkomponenten-Entwicklungsmittel verwendet, beruht auf einer Anwendung des sogenannten Tserührungsfreien Entwicklungsprozesses, der in der JP-OS 94 75/66 beschrieben ist.

Bei diesem Entwicklungsprozeß wird ein Bildträger gegenüber zu einer Schicht eines Entwicklungsmittels auf einem Entwicklungsmittelträger bei einem festen Abstand angeordnet, und eine geeignete Vorspannung wird an die Entwicklungsmittelschicht angelegt, um das Entwicklungsmittel zu Bildteilen eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem Bildträger fliegen zu lassen. Der berührungsfreie Entwicklungsprozeß ist allen anderen Entwicklungsverfahren in den folgenden Punkten überlegen :

Da ein Entwicklungsmittel mit elektrisch isolierenden Eigenschaften oder einem hohen Widerstand in dem Prozeß verwendet werden kann, besteht keine Möglichkeit für eine fehlerhafte Übertragung. Überdies verursacht das Entwicklungsmittel keine Schleierbildung, da es nicht zu den bildfreien Teilen des elektrostatischen latenten Bildes fliegt.

Beim Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes durch den berührungsfreien Entwicklungsprozeß muß der Abstand zwischen dem Bildträger und dem Entwicklungsmittelträger für ein sichtbares Bild höherer Qualität möglichst klein gemacht werden. Daher muß die Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträger sehr dünn und gleichmäßig sein.

Um eine solche dünne Schicht eines Entwicklungsmittels zu bilden, ist in der JP-OS 43047/79 ein BiIderzeugungs-

verfahren beschrieben, bei dem eine dünne Schicht eines magnetischen Entwicklungsmittels auf einem Entwioklungsmittelträger erzeugt wird, der eine Magnetfeld-Generatoreinrichtung enthält. Nach diesem Verfahren kann mit hoher Zuverlässigkeit eine gleichmäßig dünne Schicht eines magnetischen Entwicklungsmittels hergestellt werden. Somit kann'ein befriedigend sichtbares Bild durch die Verwendung des berührungsfreien Ent-Wicklungsprozesses erhalten werden.

Der berührungsfreie Entwicklungsprozeß erfordert jedoch als unverzichtbare Voraussetzungen eine Magnetfeld-Generatoreinrichtung, d.h. einen Magneten, und ein magnetisches Entwicklungsmittel, das aus Toner und einem darin dispergierten magnetischen Pulver zusammengesetzt ist. Somit hat dieser Entwicklungsprozeß die folgenden Nachteile:

(1) Die Verwendung des Magneten in dem Entwicklungsmittelträger macht die Vorrichtung kompliziert und aufwendig, was eine Verringerung von Abmessungen und Gewicht der Vorrichtung behindert,

(2) Das magnetische Entwicklungsmittel ist teuerer als das nicht magnetische Entwicklungsmittel und

(3) Das magnetisches Pulver enthaltende magnetische Entwicklungsmittel hat ein geringes Farbbildungsvermögen und ist für einen Farbdruck ungeeignet.

Somit hat der das magnetische Entwicklungsmittel verwendende berührungsfreie Entwicklungsprozeß sowohl auf den Einsatz des magnetischen Entwicklungsmittels zurückzuführende wesentliche Nachteile als auch zahlreiche Vorteile.

.9-

Ein berührungsfreier Entwicklungsprozeß, der ein nichtmagnetisches Entwicklungsmittel verwendet, kann als ein ideales Entwicklungsverfahren angesehen werden, das alle Probleme löst, die mit den bestehenden Verfahren verknüpft sind. Jedoch hat dieser alternative Prozeß ein Hauptproblem, das darin liegt, daß die Verwendung des nicht-magnetischen Entwicklungsmittels es schwierig macht, eine gleichmäßig dünne Schicht des Entwicklungsmittels stabil auf dem Entwicklungsmittelträger auszubilden. Daher wurde dieses Verfahren bisher in der Praxis noch nicht verwirklicht. Wenn die dünne Schicht des Entwicklungsmittels nicht gleichmäßig ist, dann wird die Menge des auf das elektrostatische latente Bild geflogenen Entwicklungsmittels ungleichmäßig, was die Entstehung eines sichtbaren Bildes guter Qualität verhindert (ein Bild entsteht, indem das Entwicklungsmittel auf ein elektrostatisches latentes Bild fliegt).

Um eine dünne Schicht des nicht-magnetischen Entwicklungsmittels zu bilden, wird ein elastisches Blatt oder Messer gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers gepreßt. Jedoch wird in einer solchen herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung in einer entwicklungsfreien Zeitdauer, wie beispielsweise in einer arbeitsfreien Zeitdauer der'Vorrichtung, das elastische Blatt gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers gepreßt gehalten. Aus diesem Grund wird der Entwicklungsmittelteil zwischen dem elastischen Blatt und dem Entwicklungsmittelträger gepreßt gehalten. Wenn das Entwicklungsmittel für eine ausgedehnte Zeitdauer unter Druck gehalten wird, dann haftet es schließlich an der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers oder an derjenigen des elastischen Blattes oder Teilchen des Entwicklungsmittels haften aneinander. Daher kann eine gleichmäßig dünne Schicht des

'/IU'

Entwicklungsmittels nicht auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers gebildet werden. Dieses Problem tritt vor allem bei relativ hohen Temperaturen auf. Wenn das verwendete Entwicklungsmittel ein unter Druck zu fixierendes Entwicklungsmittel ist, dann ist dieses Problem aufgrund der hohen Druckempfindlichkeit noch betont.

Ausgehend von diesen Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die zu verhindern vermag, daß ein Entwicklungsmittel zwischen einem elastischen Blatt und einer Oberfläche eines Entwicklungsmittelträgers dort anhaftet und die daher eine gleichmäßig dünne Schicht des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Entwicklungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Patentansprüchen 2 bis 10.

Die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung hat also einen Entwicklungsmittelträger, der darauf ein Entwicklungsmittel trägt, ein elastisches Glied, das gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers gepreßt ist, um darauf das Entwicklungsmittel aufzutragen, so daß das Entwicklungsmittel auf die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers durch das elastische Glied aufgetragen wird, um eine Schicht auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers zu bilden, und so daß die Schicht zu einem Bildhalteglied in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt, um das Entwicklungsmittel auf

-6-

einem latenten Bild auf dem Bildhalteglied abzulagern, eine Lagereinrichtung, die das elastische Glied so lagert, daß es um eine Achse parallel zur Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers drehbar oder schwenkbar ist, und eine Preßkraft-Änderungseinrichtung zum selektiven Pressendes elastischen Gliedes gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers mit einer ersten Preßkraft, die stark genug ist, um die Schicht des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers auszubilden_yund mit einer zweiten Preßkraft, die geringer ist als die erste Preßkraft.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt eines Kopiergerätes mit der erfindungsgemäßen Ent- . wicklungsvorrichtung, 5

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung der Entwicklungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt der Entwicklungsvorrichtung von Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt, der erläutert, wie eine

elastische Platte gegen eine Entwicklungswalze in der Entwicklungsvorrichtung von

Fig. 2 gepreßt wird, -und

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung des elastischen Blattes oder Messers» 20

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungsvorrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

' ·

Zunächst wird die Bilderzeugungsvorrichtung, beispielsweise ein Kopiergerät, die die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung verwendet, näher erläutert. Fig. ist ein schematischer Schnitt des Kopiergerätes. Fig.

zeigt ein Gehäuse 1 des Kopiergerätes. Im mittleren Teil des Gehäuses 1 ist drehbar ein Bildträger, beispielsweise eine aus Selen bestehende photoleitende bzw. lichtempfindliche Trommel 2 angeordnet,auf deren Oberfläche ein elektro-

-β-ι ·

statisches latentes Bild (Ladungsbild) erzeugt wird. Die photoleitende Trommel 2 ist umgeben von einer Lampe 4 mit einem konvergenten Lichtübertragungsteil 5 zum optischen Abtasten eines Vorlagenpapiers, das auf einen horizontal hin-' und herverfahrbaren Vorlagentisch 3 aufgelegt ist, und zum Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes entsprechend einem Bild des Vorlagenpapieres auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2, einer Entladungslampe 6 zum Entelektrifizieren der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 vor der Erzeugung des Vorlagenbildes, einer Ladeeinrichtung 7 zum gleichmäßigen Aufladen der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 nach der Entelektrifizierung bzw. Entladung und einer Entwicklungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Erfindung, die selektiv ein Entwicklungsmittel zum elektrostatischen latenten Bild auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 fliegen läßt, um das elektrostatische latente Bild zu entwickeln. Somit bildet die Entwicklungsvorrichtung 8 ein sichtbares Bild auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2.

Ein Papierzufuhrabschnitt 10 ist an einem Seitenteil (in Fig. 1 rechts) des Gehäuses 1 vorgesehen. Der Papierzufuhrabschnitt 10 umfaßt eine Papierkassette 11, die lösbar an dem einen Seitenteil des Gehäuses 1 angebracht ist, eine Papierzufuhrwalze 12, die in Rollberührung mit dem obersten Blatt von in der Papierkassette 11 enthaltenen Blättern P ist und nacheinander die Blätter P in das Gehäuse 1 liefern kann, und eine Blatt-Umgehungsführung 13 für die Hand-Papierzufuhr. Jedes vom Papier-Zufuhrabschnitt 10 gelieferte Blatt P wird für die Zufuhr-Zeiteinstellung durch zwei Ausrichtwalzen 15 eingestellt und so zugeführt, daß es in Rollberührung mit der photoleitenden Trommel 2 in einem Übertragungsabschnitt ist.

Die photoleitende Trommel 2 ist weiterhin umgeben von einer Vorübertragungs-Ladeeinrichtung 9, einer Übertragungs-Ladeeinrichtung 16 zum Übertragen des Ent-■ Wicklungsmittels auf das Blatt, um darauf ein sichtbares Bild zu erzeugen, und von einer Trenn-Ladeeinrichtung 17 zum Trennen des Blattes von der photoleitenden Trommel 2 nach einer Übertragung. Der Übertragungsabschnitt ist z'wischen der photoleitenden Trommel 2 und der Übertragungs-Ladeeinrichtung 16 festgelegt. Nachdem das Entwicklungsmittelbild (sichtbare Bild) auf das Blatt übertragen ist, wird das Blatt zu einer Fixiereinheit 20 durch ein Förderband 19 geführt. Das Entwicklungsmittel wird durch Druck ' und Wärme von zwei Heizwalzen 21 fixiert, die die Fixiereinheit 20 bilden. Nach der Fixierung wird das Blatt auf einen Trog 23 durch zwei Ausgangswalzen 22 abgegeben. Nach der Übertragungsoperation wird das auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 zurückbleibende Entwicklungsmittel durch eine Reinigungseinheit 18 entfernt.

Die Entwicklungsvorrichtung 8 nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher erläutert. Die Fig. 2 und 3 sind eine perspektivische Darstellung bzw. eine Schnittansicht, die jeweils die Entwicklungsvorrichtung 8 schematisch zeigen.

Die in Fig. 3 dargestellte Entwicklungsvorrichtung 8 Verwendet ein nicht-magnetisches Entwicklungsmittel.

Jedoch kann in dieser Vorrichtung auch ein magnetisches Einkomponenten-Entwicklungsmittel benutzt werden. Die Entwicklungsvorrichtung 8 hat ein Gehäuse 34, daß das Entwicklungsmittel aufnimmt. Seitenteile 3OC und 3OD sind an den Enden eines Rückteiles 3OA und einer Vorderverstrebung 3OB befestigt, die voneinander beabstandet sind. Ein Hcdter 31 ist über ein Lagerglied, beispielsweise einen Stift 32, unter der Vorderverstrebung 3OB

343Ί957

JLQ-1

an den Seitenteilen 3OC und 3OD gelagert, um in einer durch einen Pfeil A angedeuteten Richtung schwenkbar zu sein. Ein Deckel 40, der geöffnet werden kann, um die Zufuhr von Entwicklungsmittel zu erlauben, bedeckt eine obere Öffnung 34A des Gehäuses 34. Ein Entwicklungsmittelträger, der darauf ein Entwicklungsmittel trägt und fördert, beispielsweise eine Entwicklungswalze 35 aus Aluminium oder rostfreiem Stahl, ist drehbar durch die Seitenteile 3OC und 3OD in der Nähe einer Bodenöffnung 34B gelagert.

Ein elastisches Glied, wie beispielsweise ein elastisches Blatt 36, wird gegen die Entwicklungswalze 35 gepreßt, um ein Entwicklungsmittel T auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 35 aufzulegen. Das elastische Blatt 36 ist so angeordnet, daß es sich in der Längsrichtung des Halters 31 durch einen Blatthalter 37 erstreckt. Das elastische Blatt 36 kann aus Silikon-

■ 20 Butadien-Gummi (40 - 90 Härte), Urethan-Gummi,rostfreiem Stahl/ einer Phosphorbronzeschicht (ungefähr 0,01 0,5 mm dick) oder einer Urethanschicht bestehen.

Ein Druckänderungsmechanismus 33 zum Ändern der Preßkraft der Entwicklungswalze 35 gegen das elastische Blatt 36 ist auf der Vorderverstrebung 3OB angeordnet. Der Druckänderungsmechanismus 33 hat einen Automatik-Druckänderungsmechanismus 38 zum automatischen Ändern der Preßkraft des elastischen Blattes 36 gegen die

^ÖW Entwicklungswalze 35 entsprechend dem Betriebs/Nichtbetriebs-Zustand der Vorrichtung und einen Hand-Druckänderungsmechanismus 39, der eine Änderung des Druckes des elastischen Blattes 36 gegenüber der Entwicklungswalze 35 von Hand erlaubt.

Der Automatik-Druckänderungsmechanismus 33 hat eine Magnetspule 38, die an der Vorderverstrebung 3OB be-

festigt ist. Die Magnetspule 38 wird in der Betriebsperiode der Vorrichtung magnetisiert. Wenn die Magnetspule 38 magnetisiert ist, zieht sie den Halter 31 an und schwenkt diesen in der Richtung eines Pfeiles X in Fig. 3, um das elastische Blatt 36 gegen die Entwicklungswalze 35 mit einem vorbestimmten Druck zu pressen. Die Magnetspule 38 wird in der arbeitsfreien oder Nichtbetriebsperiode der Vorrichtung entmagnetisiert. Wenn die Magnetspule 38 entmagnetisiert ist, wird der Halter 38 in einer Richtung eines Pfeiles Y in Fig. 3 durch die Rückstellkraft aufgrund der Elastizität des elastischen Blattes 36 verschwenkt, wodurch die Preßkraft des elastischen Blattes 36 vermindert wird. Ein Kern oder Stempel 38a der Magnetspule 38 greift in einen oberen Teil des Halters 31 ein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Preßkraft des elastischen Blattes 36 gegen die Entwicklungswalze 35 in der Betriebsperiode der Vorrichtung auf 70 - 200 g/Längeneinheit längs der Axialrichtung hiervon eingestellt. Die Preßkraft in der Nichtbetriebsperiode wird auf 10 - 50 g/Längeneinheit voreingestellt.

Der Hand-Druckänderungsmechanismus 39 hat eine erste Einstellschraube 39A, die nachdrücklich den Halter 31 gegen den Kern 38A der Magnetspule 38 preßt. Die erste Einstellschraube 39A ist an einem hinteren Teil der Vorderverstrebung 3OB so angebracht, daß sie auf die Magnetspule 38 zu und von dieser weg verfahrbar ist. Da der Hand-Druckänderungsmechanismus 39 einen derartigen Aufbau besitzt, können die folgenden Vorteile erzielt werden:

Wenn beispielsweise während des Transports der Entwicklungsvorrichtung das Entwicklungsmittel T aus einem Spalt zwischen dem elastischen Blatt 36 und der

Entwicklungswalze 35 austritt, sofern nicht das elastische Blatt 36 eine vorbestimmte Preßkraft hat, verfährt der Bediener die erste Einstellschraube 39A gegen die Magnetspule 38, um den Halter 31 gegen den Kern 38a der Magnetspule 38 gepreßt zu halten. Es ist leicht einzusehen, daß in diesem Zustand das elastische Blatt 36 gegen die Entwicklungswalze 35 gepreßt wird. Wenn die Entwicklungsvorrichtung 8 in eine Kopiermaschine eingebaut und in Betrieb genommen wird, dann wird die erste Einstellschraube 39A durch den Bediener zurückgezogen. Der Halter 31 wird um den Stift 32 in der Richtung Y durch die Rückstellkraft des elastischen Blattes 3 6 verschwenkt, und die Preßkraft des elastischen Blattes 36 wird vermindert.

Eine (zweite) Einstellschraube 39B ist als Lageeinstell mechanismus zum Feineinstellen der Schwenkverschiebung des Halters 31 in den Vorderteil der Vorderverstrebung 3OB verschraubt. Der vorspringende Anteil des Kernes 38a wird durch die Einstellung der Einstellschraube 39B fein eingestellt, und die Preßkraft des elastischen Blattes 36 wird auf diese Weise fein eingestellt.

Ein Teil der Oberfläche des elastischen Blattes 36 gegenüber zu der Entwicklungswalze 35 ist in Oberflächenberührung mit der Entwicklungswalze 35. Daher ist die Berührungsfläche zwischen dem elastischen Blatt 36 und der Entwicklungswalze 35 weiter als bei bestehenden Vorrichtungen, bei denen der freie Endteil des elastischen Blattes gegen die Entwicklungswalze gepreßt wird. Somit ist die Feineinstellung des Berührungsdruckes auf die Entwicklungswalze 35 einfach, und der Berührungsdruck kann gleichmäßig gemacht werden. Auch kann das Entwicklungsmittel die Reibung unter dem Berührungsdruck für eine längere Zeit ausnutzen, wodurch so gleichmäßige und aus-

reichende elektrische Ladungen gebildet werden.

Die Entwicklungsvorrichtung 8 liegt an einer solchen Stelle, daß die Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 35 nicht in Berührung mit der photoleitenden Trommel 2 ist. Ein Spalt G zwischen der Entwicklungswalze 35 und der photoleitenden Trommel 2 hängt von der Teilchengröße des Entwicklungsmittels und der Dicke der Entwicklungsmittelschicht ab. Um

44-1

den Flug des Entwicklungsmittels für ein sichtbares Bild guter Qualität zu gewährleisten, ist es erfo'rderlich, den Spalt G möglichst klein zu machen. Der Spalt G kann nur verengt werden, wenn die Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 35 eine dünne Schicht ist. Der Bereich der Teilchengröße des verwendeten Entwicklungsmittels hängt von der Auflösung des gewünschten Bildes ab. Somit liegt zweckmäßiger-Weise der Spalt G zwischen der Entwicklungswalze 35 und der photoleitenden Trommel 2 zwischen ungefähr 50 - 400 μπι. Im vorliegenden Fall kann die dünne Schicht eine einlagige oder mehrlagige Schicht bis zu sechs oder sieben Lagen des Entwicklungsmittels sein.

Um die Genauigkeit des Spaltes G aufrechtzuerhalten, sind zwei Spaltsteuerrollen 41 auf der Achse der Entwicklungswalze 35 befestigt, um in einem Körper drehbar zu sein. Die Spaltsteuerrollen 41 kommen in Berührung mit beiden Seitenteilen der Mantelfläche der photoleitenden Trommel 2 oder mit (nicht gezeigten) und auf der Achse der photoleitenden Trommel 2 befestigten Eingriffrollen, up so den zwischenzentralen Abstand zwischen der photoleitenden Trommel 2 und der Entwicklungswalze 35 beizubehalten. Eine Spannungsquelle 42 ist vorgesehen, um eine Spannung an die Entwicklungswalze 35 zu legen, so daß ein elektrisches Feld zwischen der photoleitenden Trommel 2 und der Entwicklungswalze 35 aufgebaut wird, und sie umfaßt im allgemeinen eine Gleichstromquelle oder eine abgewandelte Wechselstromquelle. Die Spannungsquelle 42 die für die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung· 8 nicht erforderlich ist, erleichtert den Flug des Entwicklungsmittels auf der Entwicklungswalze 35 zur Oberfläche der photoleitenden Trommel 2, indem ein elektrisches Feld zwischen den beiden Bauteilen 2 und 35 durch eine Gleichspannung oder Wechselspannung auf-

gebaut wird. Das durch Reibung auf der Entwicklungswalze 35 aufgeladene Entwicklungsmittel wird auf -die Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 lediglich durch elektrostatische Anziehung übertragen, die auf latente Bildladungen auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 zurückzuführen ist.

Im folgenden werden die Entwicklungswalze 35 und das elastische Blatt 36 näher erläutert. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird ein erster aufgerauhter Oberflächenteil 46 auf einem Teil der Oberfläche des elastischen B3attes 36 gebildet, der der Entwicklungswalze 35 gegenüberliegt, und ein zweiter aufgerauhter Oberflächenteil 45 wird auf der Mantelfläche der Entwicklungswalze 35 erzeugt.

Wie ebenfalls in Fig. 4 gezeigt ist, liegt der erste aufgerauhte Oberflächenteil 46 in einem Bereich, der nicht in Berührung mit einer Monoschicht A des Entwicklungsmittels ist, das zwischen der Entwicklungswalze 35 und dem elastischen Blatt 36 liegt. Das heißt, der erste aufgerauhte Oberflächenteil 46 wird auf der unteren Seitenfläche des elastischen Blattes 36 in einen Bereich zwischen parallelen Linien £2 und £3 erzeugt. Im vorliegenden Fall ist die Linie£2 parallel zu und in einem Abstand dl (die zweifache oder dreifache Teilchengröße D des Entwicklungsmittels> von einer Tangentenlinie^l, die den Umfang der Entwicklungswalze 35 an dem Berührungspunkt zwischen der Entwicklungswalze 35 und einem bestimmten Entwicklungsmittelteilchen Tl unter Berüh-rungsdruck berührt, und die Linie £3 ist in einem Abstand d2 (10- oder 50-fache Teilchengröße D) von der Tangentenlinie J&l. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, erstreckt sich der erste aufgerauhte Oberflächenteil 46 über die volle Länge des elastischen Blattes 36 entlang der Axialrichtung der Entwicklungswalze 35. Der erste aufgerauhte Ober-

3*31957

flächenteil 46 wird durch Sandblasen oder Schleifen so aufgerauht, daß seine Rauhigkeit von O,1D bis .2,0D reicht, wobei D die Teilchengröße des Entwicklungsmittels bedeutet.

In ähnlicher Weise wird der zweite aufgerauhte Oberflächenteil 45 durch Sandblasen oder Schleifen so aufge rauht, daß seine Rauhigkeit zwischen 0,07D und 1,5D liegt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der zweite aufgerauhte Oberflächenteil 45 in einem Entwicklungsbereich oder einem Randoberflächenbereich einer maximalen Entwicklungsbreite (a) erzeugt, die im wesentlichen gleich ist der maximalen Bilderzeugungsbreite der photoleitenden Trommel 2. Ein Nichtentwicklungsbereich einer Nichtentwicklungsbreite (b) wird auf jeder Seite des Entwicklungsbereiches erzeugt. Der Nichtentwicklungsbereich wird nicht aufgerauht und hat eine glatte Oberfläche.

Der Betrieb und die Arbeitsweise der Entwicklungsvorrichtung 8 werden im folgenden näher erläutert. Das Gehäuse 34 der Entwicklungsvorrichtung 8 wird mit dem Entwicklungsmittel T gefüllt, und die Entwicklungswalze 35 wird im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt, wie dies durch einen Pfeil Wl in Fig. 4 angedeutet ist. Das Entwicklungsmittel T wird in der Richtung des Pfeils Wl durch die Förderkraft der Entwicklungswalze 35 und andere Einwirkung zugeführt. Bei diesem Prozeß wird das Entwicklungsmittel T durch Reibung zwischen der Entwicklungswalze 35 und dem elastischen Blatt aufgeladen. Da der zweite aufgerauhte Oberflächenteil 45 auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 35 ausgebildet ist, wird die Förderkraft Fl der Entwicklungswalze 35 gesteigert, um das Entwicklungsmittel T in Berührung mit der Oberfläche der Entwicklungswalze oder nahe zu dieser zu bringen. Somit wird das Entwicklungs.m:.ttel T nahe der Entwicklungswalze 35 sicher

in der Richtung des Pfeiles Wl zugeführt. Das Entwicklungsmittel in Berührung mit dem ersten auf ge-rauhten Oberfjächenteil 46 des elastischen Blattes 36 ist einer relativ großen Widerstandskraft F2 unterworfen, und der Fluß des Entwicklungsmittels T wird langsamer, wenn es sich dem ersten aufgerauhten Oberflächenteil 46 annähert. Da die untere Bahnseite (entsprechend dem Bereich des Abstandes dl von Fig. 4) der Oberfläche des elastischen Blattes 36 bezüglich des ersten aufgerauhten Oberflächenteiles 46 glatt ist, ist das diesen Oberflächenteil berührende Entwicklungsmittel T lediglich einer relativ kleinen Widerstandskraft F3 unterworfen und kann glatt fließen.

Da der erste aufgerauhte Oberflächenteil 46 nicht auf dem bestehenden elastischen Blatt erzeugt wird, wirkt lediglich eine relativ kleine Reibungskraft auf das Entwicklungsmittel entlang des elastischen Blattes ein.

Bei der bestehenden Vorrichtung neigt daher das Entwicklungsmittel dazu, auf den Berührungspunkt zwischen dem elastischen Blatt und der Entwicklungswalze von einem relativ weiten Bereich aus zu drängen, wie dies durch einen Pfeil W3 angedeutet ist. Somit wird der Fluß des Entwicklungsmittels träge, was möglicherweise eine Kohäsion des Entwicklungsmittels verursacht oder zu Fehlstellen führt.

Beim vorliegenden " Ausführungsbeispiel fließt jedoch das Entwicklungsmittel T, das auf den Berührungspunkt gerichtet ist, um eine Schubkraft F4 des elastischen Blattes 36 zu empfangen, aktiv und glatt innerhalb eines schmalen Bereiches nahe der Entwicklungswalze 35, wie dies durch einen Pfeil W2 angedeutet ist. Die Schicht des fließenden Entwicklungsmittels wird schrittweise in der Dicke verringert, wenn es sich der unteren Bahnseite des elastischen Blattes 36 annähert. Als Ergebnis wird eine gleich-

-te-

mäßig dünne Schicht des Ertwicklungsmittels auf die Entwicklungswalze 35 durch die untere Bahnseite des elastischen Blattes 36 aufgetragen. Somit fließt das B auf den Berührungspunkt des elastischen Blattes 36 gerichtete Entwicklungsmittel glatt, und die Dicke der Schicht des fließenden Entwicklungsmittels wird schrittweise vermindert. Damit kann zuverlässig verhindert werden, daß das Entwicklungsmittel T eine unebene dünne Schicht bildet oder unregelmäßig aufgeladen wird, wenn das elastische Blatt 36 übermäßig durch eine ungleichmäßige oder unregelmäßige Strömung des Entwicklungsmittels T oder durch darin enthaltene Fremdmaterialien hochgedrückt wird.

Wenn ein gleichmäßig dünner Film des Entwicklungsmittels T auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 35 ausgebildet ist, fliegt das durch Reibung aufgeladene und die dünne Schicht bildende Entwicklungsmittel T selektiv zu dem elektrostatischen latenten Bild auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 2 durch die Einwirkung des elektrischen Feldes zwischen der Entwicklungswalze 35 und der photoleitenden Trommel 2. Somit wird das e2ektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild entwickelt. Da die dünne Schicht des auf die Entwicklungswalze 35 aufgetragenen Entwicklungsmittels gleichmäßig ist, ist das selektiv geflogene Entwicklungsmittel ebenfalls an jeden Teil des elektrostatischen latenten Bildes gleichmäßig, was die Herstellung eines sichtbaren Bildes hoher Qualität gewährleistet. Aus dem gleichen Grund braucht der Spalt G zwischen der Entwicklungswalze 35 und der photoleitenden Trommel 2 lediglich etwas weiter zu sein als die Dicke der dünnen Schicht. Somit kann der Spalt G möglichst klein gemacht werden, um den Flug des Entwicklungsmittels für die Entwicklung eines befriedigenden sichtbaren Bildes sicherzustellen. Die gleichmäßig dünne Schicht des Entwicklungsmittels erlaubt eine

-1J 1

berührungsfreie Entwicklung mit der Verwendung eines unmagnetischen Einkomponenten-Entwicklungsmittels. Bei der berührungsfreien Entwicklung liegt eine auf einen Entwicklungsmittelträger aufgetragene Schicht eines Entwicklungsmittels gegenüber zu einem Bildträger, so daß das Entwicklungsmit^tel lediglich zu einem elektrostatischen latenten Bild auf dem Bildträger fliegt. Somit kann die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung 8 mit hoher Zuverlässigkeit für eine superpositive Entwicklung eingesetzt werden, die für das Farbdrucken wesentlich ist, und es kann sicher eine Zerstörung des Eildträgers aufgrund einer Berührung mit dem Entwicklungsmittelträger oder eine Verschlechterung mit ablaufender Zeit vermieden werden.

In der arbeitsfreien Zeitdauer bzw. Nichtbetriebsperiode, wie beispielsweise einer Nichtbetriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung 8, wird die Magnetspule 38 entmagnetisiert. Dann wird der Halter 31 in der Richtung Y in Fig. 3 durch die Rückstellkraft des elastischen Blattes 36 verschwenkt, und die Preßkraft des elastischen Blattes 36 wird vermindert. Daher wirkt lediglich ein extrem geringer Druck auf den Entwicklungsmittelteil zwischen dem elastischen Blatt 36 und der Entwicklungswalze 35 ein. Selbst wenn bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung die Nichtbetriebsperiode verlängert wird oder die Vorrichtung bei einer hohen Temperatur eingesetzt wird oder das benutzte Entwicklungsmittel ein Druckfixier-Entwicklungsmittel ist, dann haftet das Entwicklungsmittel nicht an der Entwicklungswalze 35 und dem elastischen Blatt 36.

Der Rückstellverschiebungsbetrag des elastischen Blattes 36 kann durch Ändern des vorspringenden An-

■ 20 ■

teiles der Einstellschraube 39A feineingestellt werden. Wenn daher eine Einstellung vorgenommen wird, um den Spalt zwischen dem elastischen Blatt 36 und der Entwicklungswalze 35 kleiner als den Durchmesser der Entwicklungsmittelteilchen zu machen, dann dringt das Entwicklungsmittel nicht durch diesen Spalt in der Nichtbetriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung 8. Wenn zu erwarten ist, daß ein Stoß auf die Ent-Wicklungsvorrichtung 8 in der Nichtbetriebsperiode einwirkt, beispielsweise wenn die Entwicklungsvorrichtung 8 aus einem Kopiergerät ausgebaut wird, dann kann die Einstellschraube 39A benutzt werden, um als der Hand-Druckänderungsmechanismus 39 zu wirken, so daß zeitweise die Triebkraft des elastischen Blattes 36 gesteigert wird. Dann schwebt oder schwimmt das elastische Blatt 36 nicht, und ein Austritt des Entwicklungsmittels kann verhindert werden. Der Halter 31 dieser Entwicklungsvorrichtung 8 bildet teilweise das Gehäuse 34, so daß die Vorrichtung mit kompakten Abmessungen versehen werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. Verschiedene Teile der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung können durch andere Teile mit den gleichen Funktionen ersetzt werden. Beispielsweise braucht das zu verwendende Entwicklungsmittel nicht ein nicht-magnetisches Entwicklungsmittel zu sein, sondern kann ein magnetisches Einkomponenten-Entwicklungsmittel bilden. Der Entwicklungsmittelträger braucht nicht eine Aluminiumoder Edelstahltrommel zu sein, sondern kann aus einer Metallplatte oder einem Band bestehen. Die Oberfläche des Trägers kann durch eine Almite-Behandlung oder eine Hartchromplattierung bearbeitet werden. Wenn eine solche Oberflächenbearbeitung vorgenommen wird, dann kann eine Abnutzung der Oberfläche des Entwicklungs-

■Wr-1

mittelträgers, d.h. die zweite aufgerauhte Oberfläche, vermieden werden. Ein über die Zeit stabiles Entwickeln und eine verlängerte Lebensdauer des Ent-. wicklungsmittelträgers können gewährleistet werden. Ein elektrostatisches latentes Bild, das durch die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung entwickelt werden kann, ist nicht auf das durch das in Fig. 1 gezeigte Kopiergerät erzeugte Bild beschränkt, sondern kann jedes andere Muster geladener Teilchen sein, das durch eine Elektronenstrahlröhre, einen Laserstrahl, eine Nadelelektrode oder eine Leuchtdiode erzeugt ist. Weiterhin ist die Druckeinstelleinrichtung zum Vermindern der Preßkraft des elastischen Blattes gegen den Entwicklungsmittelträger in der Nichtbetriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung und zum Pressen des elastischen Blattes gegen den Entwicklungsmittelträger in der Betriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung nicht auf eine Magnetspule beschränkt, sondern sie kann durch einen Gelenkmechanismus oder einen Kurvenscheibenmechanismus ersetzt werden.

Wie aus den obigen Erläuterungen zu ersehen ist, wird bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung die Preßkraft des elastischen Blattes in der Nichtbetriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung vermindert, so daß das Entwicklungsmittel zwischen dem elastischen Blatt und der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers nicht am elastischen Blatt oder am Entwicklungsmittelträger zum Anhaften kommt. Daher kann eine gleichmäßig dünne Schicht des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers erzeugt werden.

- Leerseite -

Claims (10)

Patentansprüche

1. Entwicklungsvorrichtung, mit

einem Entwicklungsmittelträger, der darauf ein Entwicklungsmittel trägt,

einem elastischen Glied, das gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers gepreßt ist, um darauf

*0 das Entwicklungsmittel aufzutragen, so daß das Entwicklungsmittel auf die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers durch das elastische Glied aufgetragen wird, um- eine Schicht auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers zu bilden, wobei die Schicht einem Bildhalteglied in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt, um das Entwicklungsmittel auf einem latenten Bild auf dem Bildhalteglied abzulagern, und
einer Lagereinrichtung zum Lagern des elastischen Gliedes,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Lagereinrichtung (32) das elastische Glied (36) um eine Achse parallel zur Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers (35) drehbar oder schwenkbar lagert, und

daß eine Preßkraft-Änderungseinrichtung (33) wahlweise das elastische Glied (36) gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers (35) mit einer ersten Preßkraft, die ausreichend stark ist, um die Schicht des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers (35) auszubilden, und mit einer zweiten Preßkraft, die kleiner als die erste Preßkraft ist, preßt.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Preßkraft auf einen solchen Preßkraftwert eingestellt ist, daß das Ent-

wicklungsmittel zwischen den Oberflächen des elastischen Gliedes (36) und dem Entwicklungsmittelträger (35) nicht am elastischen Glied (36) und/oder ° der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers zum Anhaften kommt oder Teilchen des Entwicklungsmittels niemals zwischen diesen aneinander haften.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Preßkraft-Änderungseinrichtung (33) eine Automatik-Preßkraft-Änderungseinrichtung (38) zum automatischen Pressen des elastischen Gliedes (36) gegen die Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers (35) mit der ersten oder zweiten Preßkraft entsprechend einem Betriebszustand/Nichtbetriebszustand der Entwicklungsvorrichtung und eine Hand-Preßkraft-Änderungseinrichtung (39) zur Änderung der ersten und der zweiten Preßkraft von Hand aufweist.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (34), in dem das Entwicklungsmittel gehalten ist und das das Entwicklungsmittel zur Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers (35) speist.

5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung ein Haltegestell (31) aufweist, das am Gehäuse (34) befestigt ist, um an einem Mittenteil hiervon um eine Achse in der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgers (35) schwenkbar zu sein, wobei ein nahes Ende des elastischen Gliedes (36) an einem Ende des Haltegestelles (31) festgelegt ist.

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Automatik-Preßkraft-Änderungseinrichtung eine Magnetspule (38) aufweist, die am

Gehäuse (34) befestigt ist, wobei die Magnetspule (38) durch Magnetkraft das andere Ende des Haltegestelles (31) nach ihrer Magnetisierung anzieht, 5

um das elastische Glied (36) gegen den Entwicklungsmittelträger (35) mit der ersten Preßkraft zu pressen, und wobei die Magnetspule das andere Ende des Haltegestelles (31) durch eine elastische Rückstellkraft des elastischen Gliedes nach ihrer Entmagnetisierung

trennt, so daß das elastische Glied (36) in Berührung mit dem Entwicklungsmittelträger (35) bei der zweiten Preßkraft ist.

7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die Magnetspule (38) in der Betriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung magnetisiert und in der Nichtbetriebsperiode der Entwicklungsvorrichtung entmagnetisiert ist.

8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die Hand-Preßkraft-Änderungseinrichtung (39) ein Einstellglied (39A) aufweist, das am Gehäuse (34) so befestigt ist, daß es vorwärts und rückwärts verfahrbar ist, wobei das Einstellglied (39A) in das andere Ende des Haltegestelles (31) eingreift, nachdem es nach vorne gefahren ist, um so stark das Haltegestell (31) gegen die Magnetspule (38) zu pressen und das elastische Glied (36) zum Entwicklungsmittelträger (35) mit

der ersten Preßkraft zu pressen, und wobei das Einstellglied (39A) das Haltegestell (31) von der Magnetspule (38) trennt, nachdem es zurückgefahren ist, um so das elastische Glied (36) gegen den Entwicklungsmittelträger (35) mit der zweiten Preß-³^ kraft zu pressen.

9. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied eine Schraube (39A) aufweist und in das Gehäuse (34) verschraubt 5 ist.

10. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (39A) der Magnetspule (38) gegenüberliegt, wobei das andere 10 Ende des Haltegestelles (31) dazwischen vorgesehen ist.