DE3543122C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mit einer derartigen Vorrichtung wird beispielsweise das latente Ladungsbild auf dem Fotoleiter eines elek­ trostatischen Kopiergerätes mit Entwickler versehen und entwickelt.

Aus DE-AS 28 10 520 ist eine Entwicklungsvorrichtung bekannt, die einen mit einer Öffnung versehenen Behäl­ ter aufweist, in dem sich ein aus Toner- und Eisen­ pulverpartikeln bestehendes Entwicklergemisch befindet. Im Bereich der Öffnung innerhalb des Behälters ist eine drehbare Walze angeordnet, deren Mantelfläche teilweise in der Öffnung liegt. Die Partikel werden von der Magnet­ walze angezogen, wobei sich dem Magnetfeld der Walze entsprechend auf der Mantelfläche stehende Borsten aus Entwickler bilden. Die Entwicklermenge auf der Mantel­ fläche wird durch eine Abstreifkante begrenzt. Außen an der Abstreifkante ist ein magnetisierbares Element an­ geordnet, das von dem Magnetfeld der Walze magnetisiert wird. Der magnetische Kraftfluß des Magnetfeldes der Walze verläuft dabei teilweise durch das Element hin­ durch. Dem Kraftflußverlauf oberhalb des Elementes fol­ gend bildet sich ein "Vorhang" aus Eisenpulverpartikeln, der für über die Abstreifkante geschleuderte Entwickler­ partikel wie eine Barriere wirkt und die Partikel zurück­ hält.

Während des Betriebs der Entwicklungsvorrichtung sam­ melt sich jedoch an der Abstreifkante eine immer größer werdende Menge an Eisenpulverpartikeln an, die von dem magnetisierten Element angezogen werden und an diesem haften bleiben, so daß die Abstreifkante mit Eisenpul­ ver verunreinigt wird. Infolge dieser Verunreinigung werden die Borsten aus Entwickler ungleichmäßig lang, d. h. die dem Fotoleiter zugeführte Entwicklermenge pro Zeiteinheit ist nicht konstant, was zu unterschiedlich stark eingefärbten Kopien führt. Die Ansammlung der Trägerpartikel an der Abstreifkante führt außerdem dazu, daß die freien Enden der Borsten größtenteils aus Trägermaterial bestehen und nur zu einem geringen Teil Tonerpartikel aufweisen, wobei nur eine relativ geringe Menge an Toner zum Fotoleiter gelangt. Auch das ver­ schlechtert die Kopien. Beim Aufbringen des Entwicklers auf den Fotoleiter bleibt es nicht aus, daß sich ein Teil des Entwicklers von dem Fotoleiter löst und herun­ terfällt. Die herunterfallenden Partikel gelangen je­ doch zum Teil in den Bereich zwischen dem Vorhang und dem Fotoleiter, so daß sie nicht in den Behälter, son­ dern an dem Behälter vorbeifallen und das Kopiergerät oder Kopierpapier, das unterhalb des Behälters gerade zugeführt wird, verunreinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwick­ lungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 zu schaffen, durch die dem Fotoleiter gleich­ mäßig Entwickler zugeführt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer ersten Variante der Erfindung mit einer Entwicklungsvorrich­ tung, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung weist das Feld des magnetischen Elementes eine Polausbildung auf, die zu derjenigen des Magnetfeldes der Walze gegen­ läufig ist, so daß zwei sich einander abstoßende Felder im Bereich der Abstreifkante entstehen. Aufgrund seiner Polung stört das magnetische Element das Magnetfeld der Walze in der Weise, daß sich die Kraftflüsse dieser beiden Felder nicht vereinigen. Das magnetische Element bewirkt, daß der Kraftfluß des Magnetfeldes der Walze von der Abstreifkante weg zum Fotoleiter hin verläuft, so daß der Kraftfluß das magnetische Element und die Abstreifkante nicht erreicht.

Beim Umwälzen des Entwicklers in dem Behälter infolge der Drehung der Magnetwalze laden sich die Toner- und die Trägerpartikel durch Aneinanderreiben auf. Die beim Versorgen des Fotoleiters mit Entwickler herunterfal­ lenden Partikel gelangen in das zwischen Fotoleiter, Abstreifkante und Walze existierende Magnetfeld und werden an der Abstreifkante vorbei in den Behälter ab­ gelenkt. Da die magnetischen Kraftflußlinien nicht in Richtung auf die Oberfläche der Abstreifkante ver­ laufen, können sich an dieser auch keine Partikel an­ sammeln. Die Abstreifkante wird daher nicht verunrei­ nigt, so daß sich gleichlange Borsten aus Entwickler auf der Walze bilden. Daher wird der Fotoleiter gleich­ mäßig mit Entwickler versorgt, was zu in ihrer Qualität gleichbleibenden Kopien führt. Das Kopiergerät bzw. das Kopierpapier wird durch Entwickler nicht verunreinigt, da sämtliche herunterfallende Partikel abgelenkt werden und in den Behälter gelangen.

Das magnetische Element in der Abstreifkante bewirkt außerdem eine vorteilhafte Ausrichtung der Borsten aus Entwickler im Bereich des Hauptmagneten. Auch dort wird der Kraftfluß aufgrund des Magnetfeldes des magnetischen Elementes von diesem nach oben weggedrückt, so daß sämt­ liche Borsten in diesem Bereich im wesentlichen gleich­ mäßig nach oben und damit gegen die Drehrichtung des Fotoleiters gerichtet sind. Infolge dieser Ausrichtung der Borsten wird der Entwickler gleichmäßiger auf den Fotoleiter gebracht.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung erfolgt die Lösung der Aufgabe mit einer Entwicklungsvorrichtung, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patent­ anspruchs 2 aufweist.

Durch das "Umrühren" des Entwicklers in dem Behälter bei Drehung der Walze laden sich die Tonerpartikel mit der zur Ladung des Fotoleiters entgegengesetzten Pola­ rität auf, so daß sie beim Aufbringen auf den Foto­ leiter auf diesem haften bleiben können. Das triboelek­ trische Material an der Abstreifkante und die Träger­ partikel des Entwicklers laden sich entgegengesetzt zu den Tonerpartikeln auf. Die Tonerpartikel werden auf den Fotoleiter angezogen, während die herunterfallenden Trägerpartikel von dem triboelektrischen Material abge­ stoßen und in den Behälter hinein abgelenkt werden. Die Ladung des triboelektrischen Elementes ist im Vergleich zur Ladung auf dem Fotoleiter sehr viel kleiner, so daß der Toner an dem Fotoleiter und nicht an der Abstreif­ kante haftet.

Das triboelektrische Material verhindert, daß sich Partikel an der Abstreifkante ansammeln und diese ver­ unreinigen. Deshalb begrenzt die Abstreifkante die Borsten aus Entwickler auf der Walze gleichmäßig, so daß gleichlange Borsten entstehen und damit qualitativ gute Kopien erzeugt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der zweiten Variante der Erfindung ist im Anspruch 3 angegeben.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Entwicklungsvor­ richtung gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel,

Fig. 2 in einer Darstellung gemäß Fig. 1 die Ver­ teilung der Magnetkraftflußlinien und

Fig. 3 eine Modifikation der in Fig. 1 dargestell­ ten Entwicklungsvorrichtung.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Entwicklungsvorrich­ tung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Entwicklungsvorrich­ tung DA weist einen Behälter in Form eines Gehäuses 1 auf, das eine der Fläche 15 a eines Fotorezeptors 15 gegenüberliegende Öffnung 1 a hat. Der Fotorezeptor 15 hat beispielsweise die Form einer Trommel. In dem Gehäuse 1, in dem Entwickler 6 eingebracht ist, be­ findet sich eine drehbar in diesem angeordnete Magnet­ walze 4, deren zur Rezeptorfläche 15 a weisende Teil über die Öffnung 1 a des Gehäuses 1 freiliegt. Des weite­ ren ist im Gehäuse 1 eine Rührwalze 5 drehbar ange­ ordnet. Im Innern der Magnetwalze 4, die aus einem Rohr aus beispielsweise elektrisch isolierendem Material besteht, sind ein Hauptmagnet 7, dessen einer Magnet­ pol, z. B. der Südpol (S-Pol), radial nach außen ge­ richtet ist, und Hilfspole 8 angeordnet, deren ent­ gegengesetzt zum S-Pol des Magneten 7 gepolten Magnet­ pole, d. h. die Nordpole (N-Pole), wie dargestellt, nach außen gerichtet sind. Neben dem unteren Teil der Magnetwalze 4 ist zur Begrenzung der magnetischen Pinselborsten aus Entwickler auf der Oberfläche der Magnetwalze 4 im Innern des Gehäuses 1 eine Abstreif­ kante 2 angeordnet. Die Entwicklungsvorrichtung nach Fig. 2 weist darüber hinaus in der Abstreifkante 2 ein magnetisches Element 3 M auf. Derjenige Magnetpol des magnetischen Elementes 3 M, der die gleiche Polarität wie der radial nach außen gerichtete Pol des Haupt­ magneten 7 hat, d. h. der S-Pol des Magnetelementes 3 M, liegt der Magnetwalze 4 gegenüber.

Durch diesen Aufbau der Entwicklungsvorrichtung DA sind die magnetischen Kraftlinien im Bereich der Fotorezep­ torfläche 15 a und der Magnetwalze 4 gemäß Fig. 2 ver­ teilt. Genauer gesagt sind die magnetischen Kraftlinien des S-Poles des Hauptmagneten 7 im Bereich unterhalb der Mitte des Hauptmagneten 7 aufgrund der diese Magnet­ linien wegdrückenden Magnetkraft des magnetischen Ele­ mentes 3 M horizontal gerichtet. Die magnetischen Kraft­ flußlinien werden also in der Mitte des Hauptmagneten 7 nicht in nach unten und nach oben gerichtete magne­ tische Kraftflußlinien unterteilt. Vielmehr sind sie im mittleren Bereich des nach außen gerichteten S-Poles des Hauptmagneten 7 nahezu gleich ausgerichtet. Daher wird die Ausbildung der Pinselborsten aus Entwickler im mittleren Bereich des Hauptmagneten 7, in dem Ent­ wickler 6 auf die Fotorezeptorfläche 15 a aufgebracht wird, verbessert. Darüber hinaus kann das unerwünschte Haften von Entwickler an der Abstreifkante 2 dadurch verhindert werden, daß die magnetischen Kraftflußlinien nicht in Richtung auf die Oberfläche der Abstreifkante 2 verlaufen. Daher erfolgt eine wirksame und gleich­ bleibende Begrenzung der Pinselborsten aus Entwickler.

Fig. 3 zeigt eine Modifikation der Entwicklungsvorrich­ tung.

Bei der modifizierten Entwicklungsvorrichtung DB ist das magnetische Element 3 M, das gemäß der Vorrichtung nach Fig. 1 in der Abstreifkante 2 angeordnet ist, durch ein Band 3 T aus Fluorkohlenwasserstoff (Teflon®) ersetzt, das zumindest auf der der Magnetwalze 4 zuge­ wandten Fläche der Abstreifkante 2 aufgebracht wird. Das Band 3 T aus Fluorkohlenwasserstoff hat einen ge­ ringeren elektrischen Reibungsaufladungskoeffizienten als der Träger des Entwicklers 6 und wird gegenüber dem Träger negativ aufgeladen.

Bei der obigen Vorrichtung wird die Fläche 15 a des Fotorezeptors 15 zuvor durch eine Korona-Aufladungs­ vorrichtung (nicht dargestellt) in bekannter Art und Weise negativ aufgeladen. Andererseits wirkt die Rühr­ walze 5 auf den in dem Behälter 1 befindlichen Entwick­ ler 6 ein, so daß der Toner positiv und der Träger negativ aufgeladen wird.

Des weiteren wird das Band 3 T, das die Fläche der Ab­ streifkante, wie oben beschrieben, überdeckt, durch Reibung gegenüber dem Träger negativ aufgeladen. Daher wird beim Aufbringen des Entwicklers 6 auf die Foto­ rezeptorfläche 15 a nur der positiv aufgeladene Toner des Entwicklers 6, der an der Oberfläche der Magnet­ walze 4 haftet, auf die Fotorezeptorfläche 15 a ange­ zogen. Der Träger, der die andere Komponente des Ent­ wicklers 6 darstellt, gelangt nicht zur Fotorezeptor­ fläche 15 a, da er genauso wie die Fotorezeptorfläche 15 a negativ aufgeladen ist. Daher bleibt der Träger auf der Oberfläche der Magnetwalze 4 zurück oder fällt auf die Abstreifkante 2. Da jedoch das Band 3 T auf der Fläche der Abstreifkante 2 wie der Träger negativ auf­ geladen ist, stoßen sie sich gegenseitig ab, wobei der Träger in das Gehäuse 1 hineinfällt. Der Träger kann also nicht auf der Fläche der Abstreifkante 2 haften bleiben. Fehlfunktionen der rotierenden Teile aufgrund des in das Innere des Kopiergerätes fallenden Trägers können demnach genauso vermieden werden, wie fehler­ haftes Übertragen von Toner während des Übertragungs­ prozesses aufgrund des Herabfallens von Toner auf ge­ rade transportierte Kopierpapierblätter. Daher können stets qualitativ hochwertige Kopien erstellt werden. Da die auf das Band 3 T aufgebrachte Ladung im Vergleich mit der auf die Fotorezeptorfläche 15 a aufgebrachte Ladung klein genug ist, kann der Toner nicht an dem Band 3 T haften bleiben.

Anstelle des Fluorkohlenwasserstoffs als Material für das Band 3 T, das die Abstreifkante 2 überdeckt, kann auch jedes andere Material verwendet werden, soweit es elektrisch isolierend ist und einen niedrigeren elek­ trischen Reibungsladungskoeffizienten als das Material des Trägers aufweist.

Claims (3)

1. Entwicklungsvorrichtung mit einem Behälter (1), in dem sich aus Toner und Träger bestehender Ent­ wickler (6) befindet und der eine Öffnung (1 a) aufweist, einer im Bereich der Öffnung (1 a) inner­ halb des Behälters (1) drehbar angeordneten Walze (4), in der mehrere Magnete (7, 8) angeordnet sind, wobei die magnetische Achse eines Magneten (7) im wesentlichen auf die Öffnung (1 a) gerich­ tet ist, und einer mit einem magnetischen Element (3 M) versehenen Abstreifkante (2) zum Begrenzen der von den Magneten (7, 8) auf die Walze (4) angezogenen Entwicklermenge, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Element (3 M) eine eigen­ ständige von dem Magnetfeld der Magneten (7, 8) der Walze (4) unabhängigen Polausbildung hat, wobei derjenige Magnetpol des Elementes (3 M), der die gleiche Polarität wie der der Öffnung (1 a) des Behälters (1) zugewandte Pol des in der Walze (4) befindlichen Magneten (7) hat, der Walze (4) zugewandt ist.

2. Entwicklungsvorrichtung mit einem Behälter (1), in dem sich aus Toner und Träger bestehender Ent­ wickler (6) befindet und der eine Öffnung (1 a) aufweist, einer im Bereich der Öffnung (1 a) inner­ halb des Behälters (1) drehbar angeordneten Walze (4), in der mehrere Magnete (7, 8) angeordnet sind, wobei die magnetische Achse eines Magneten (7) im wesentlichen auf die Öffnung (1 a) gerich­ tet ist, und einer Abstreifkante (2) zum Be­ grenzen der von den Magneten (7, 8) auf die Walze (4) angezogenen Entwicklermenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkante (2) an der der Walze (4) zugewandten Seite mit einem Material (3 T) ver­ sehen ist, das triboelektrisch mit derselben Polarität wie der Träger des Entwicklers (6) auf­ ladbar ist.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (3 T) Fluorkohlen­ wasserstoff aufweist.