DE3605288A1

DE3605288A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildung einer tonerschicht

Info

Publication number: DE3605288A1
Application number: DE19863605288
Authority: DE
Inventors: Susumu Yokohama Shoji; Takasumi Kawasaki Kanagawa Wada
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE3605288C2; US4780741A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht, wie sie in einer elektr'ophotographischen Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung eines Bildes unter Verwendung eines magnetischen Toners Anwendung finden.

'λ/ ^Bei einem herkömmlich in elektrophotographisehen Entwicklungsvorrichtungen verwendeten Verfahren zur Bildung einer Tonerschicht wird ein als Myler bezeichnetes, dünnes Plattenelement mit einem Tonerträger in Kontakt gebracht, der den Toner auf seiner Oberfläche trägt und zur Entwicklungsposition befördert. Die Dicke der Tonerschicht wird durch den Kontaktdruck eingestellt. Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren ist ein die Dicke der Tonerschicht einstellendes Element, eine sogenannte Abstreichklinge (doctor blade), gegenüber einem Tonerträger angeordnet, und die Dicke der Tonerschicht wird durch den Spalt zwisehen beiden Bauteilen eingestellt.

Da bei dem ersten Verfahren eine Tonerschicht durch den Kontaktdruck gebildet wird, treten in der Oberfläche der Tonerschicht leicht wellenförmige Streifen auf. Zur Verhinderung derartiger Streifen wurde beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr. 5 4-137 346 eine Technik vorgeschlagen. Danach hat die Oberfläche eines Tonerträgers ein dreidimensionales Muster und der Querschnitt ein spezielles Profil. Diese Technik kann jedoch das oben angesprochene Problem nicht vollständig lösen, wenn der Toner eine geringe Fließfähigkeit hat, und sich die Tonerteilchen zusammenballen.

Im letzteren Verfahren wird die Dicke einer Tonerschicht durch Abtragen der Schicht mit einer Abzieh- oder Abstreifklinge eingestellt (im folgenden als "Ösentrimm" oder im

Englischen "ear trim" bezeichnet). Eine nach diesem Verfahren gebildete Tonerschicht hat normalerweise eine Dicke, die geringfügig größer als der Spalt zwischen den zwei Elementen ist. Aus diesem Grund muß zwischen diesen beiden Bauteilen ein sehr kleiner Spalt eingestellt werden. Da dieser sehr kleine Spalt mit hoher Präzision festgelegt werden muß, muß die Montagegenauigkeit beim Anbringen der Abziehklinge und ihre Bearbeitungsgenauigkeit hoch sein.

Zur Lösung dieses Problems ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 55-103567 eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht vorgeschlagen, wie sie in Figur 7 gezeigt ist. In dieser Vorrichtung sind in die Umfangsflache einer festen Magnetanordnung 102, die in einem Tonerträger 101 aufgenommen ist, Magnetpole 103 eingebettet. An einer den Magnetpolen 103 gegenüberliegenden Position des Tonerträgers 101 ist eine magnetische Klinge 104 angeordnet. Die magnetische Klinge 104 dient als ein Element zur Einstellung der Dicke der Tonerschicht. Auf den Spalt zwischen der Klinge 104 und dem Tonerträger 101 wirken magnetische Kraftlinien Mg.

In Figur 7 bezeichnet die Bezugsziffer 105 eine photoempfindliche Trommel, die dem Tonerträger 101 gegenübersteht. Die Trommel 105 ist dem Tonerträger 101 an der Entwicklungsposition am nächsten, die auf der stromabwärtigen Seite der Montageposition der Klinge 104 liegt. Bezugsziffer 106 bezeichnet eine Wechselleistungsquelle zum Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an den Tonerträger 101.

Nach dieser grundlegenden herkömmlichen Technik wird der auf dem Tonerträger 101 getragene und zur Entiwcklungsposition transportierte Toner im Spalt zwischen den zwei Elementen durch die magnetischen Kraftlinien Mg bewegt und bezüglich der Schichtdicke eingestellt. Damit kann an

der Entwicklungsposition eine Tonerschicht mit einer gleichmäßigen und stabilen Dicke gebildet werden.

In dieser grundlegenden herkömmlichen Technik wird die Dicke der Tonerschicht anders als bei anderen herkömmlichen Verfahren nicht durch die "ösentrimm"-Einrichtung eingestellt. Stattdessen werden an die Tonerschicht die magnetischen Kraftlinien Mg angelegt, um eine geringe Tonerteilchendichte festzulegen. In diesem Zustand erfolgt die "Ösentrimm"-Operation durch die magnetische Klinge 104, um die Dicke der Tonerschicht zu regulieren. Anschließend werden die Tonerösen oder Tonerzipfel an der Auslaßseite des Spaltes umgeordnet oder geformt, wodurch eine Tonerschicht mit einer gleichmäßigen Dicke gebildet wird. Aus diesem Grund kann der Spalt größer als die gewünschte Dicke der Tonerschicht ausgelegt werden, beispielsweise um den Faktor 1,5 oder mehr. Damit läßt sich ein Zusammenballen oder Klumpen des Toners verhindern. Da der Spalt zwischen den beiden Elementen größer als die gewünschte Dicke der Tonerschicht ausgelegt werden kann, muß daneben die Montagegenauigkeit der magnetischen Klinge 104 nicht so extrem hoch sein. Als Folge davon können die oben beschriebenen, mit den herkömmlichen Techniken verbundenen Probleme in beträchtlichem Umfang gelöst werden.

Da jedoch bei der grundlegenden Operation dieser herkömmlichen Technik gleichzeitig eine Bewegung des Toners und eine Einstellung der Dicke der Tonerschicht stattfindet, tritt das folgende Problem auf:

Selbst wenn bei der herkömmlichen Technik eine geringe Dichte der Tonerschicht festgesetzt wird, erfolgt die als "ösentrimm" oder "ear trim" bezeichnete Einstellung der Schichtdicke weiterhin durch eine gleitende mechanische Einrichtung, nämlich die magnetische Klinge 104. Die Dicke der gebildeten Tonerschicht ändert sich daher ent-

sprechend den Schwankungen der Spaltabmessungen.

Obwohl im Vergleich zu anderen herkömmlichen Vorrichtungen die Präzision beim Festlegen des Spaltes und bei der Montage der magnetischen Klinge 104 herabgesetzt wird, muß noch eine erhebliche Genauigkeit eingehalten werden, was sich in einer mühevollen Justierung niederschlägt.

Bei einem Verfahren zur Bildung einer Tonerschicht, bei dem gleichzeitig eine Bewegung des Toners und eine Einstellung der Dicke der Tonerschicht erfolgt, kann der Toner vor der Bildung der Tonerschicht nicht hinreichend in Bewegung gehalten werden, wenn der Tonerträger 101 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Daraus können sich Schwierigkeiten bei der Bildung einer gleichmäßig dicken Tonerschicht ergeben.

Nach der oben beschriebenen herkömmlichen Technik neigt der Toner dazu, sich auf der stromaufwärtigen Seitenwand der magnetischen Klinge 104 abzulagern. Da der Spalt zwischen der Klinge 104 und dem Träger 101 größer als die gewünschte Dicke der Tonerschicht eingestellt ist, kann der abgelagerte Toner zusätzlich in diesen Spalt oder in einen Bereich stromabwärts von der Klinge 104 eintreten. Ein derartiges Eintreten des Toners kann die gebildete Tonerschicht stören.

Wenn die Dicke einer Tonerschicht durch eine gleitende mechanische Einrichtung, wie z.B. die oben beschriebene magnetische Klinge 104, eingestellt wird, wird die Tonerladung durch die Reibung zwischen der gleitenden Oberfläche der Klinge 104 und dem magnetischen Toner erhöht. Das kann zu Veränderungen in der Dicke der Tonerschicht führen oder die Tonerladungscharakteristika negativ beeinflußen. Es führt weiterhin zur Abtrennung eines auf der Toneroberfläche gehaltenen Beschleunigers für die Fließfähigkeit,

wodurch eine schlechte Fließfähigkeit des Toners, zeitliche Veränderungen der Ladungscharakteristika und eine Zusammenballung von Tonerteilchen hervorgerufen werden. Dadurch wird die Schärfe des entwickelten Bildes ungünstig beeinflußt.

A- Die generelle Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht anzugeben, womit die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll nach vorliegender Erfindung die Einstellung der Dicke der Tonerschicht und die Bewegung des Toners nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt erfolgen, so daß eine Tonerschicht ohne Streifen oder Wellenbildung gebildet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht anzugeben, womit eine Tonerschicht mit einer sehr geringen 0 Dicke gebildet werden kann.

Weiterhin soll mit dem Verfahren₌und der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung jegliche Streifenbildung in der Oberfläche einer Tonerschicht während der Einstellung der Schichtdicke unterbunden werden, so daß eine gleichmäßig ... dicke Tonerschicht ausgebildet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht anzugeben, wonach ein Spalt zwischen einem Tonerträger und einer magnetischen Klinge mit relativ geringer Genauigkeit eingestellt werden kann, so daß eine einfache Montage und Bearbeitung möglich ist.

Eine weitere Aufgabe liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht anzugeben, die die Ablagerung des Toners an der stroraaufwartigen Wand

der magnetischen Klinge verhindern.

Weiterhin sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, womit eine zuverlässige Tonerbewegung und Dickeneinstellung der Tonerschicht sichergestellt werden, selbst wenn sich der Tonerträger mit hoher Geschwindigkeit dreht, so daß eine gleichmäßig dicke Tonerschicht gebildet wird.

Weiterhin soll mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung der Toner schnell und hinreichend in Bewegung gehalten werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die nach der Einstellung der Dicke der Tonerschicht das Eintreten von schwebendem oder verklumptem Toner verhindern, bis der Toner bewegt worden ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht anzugeben, womit Veränderungen im Kontaktdruck aufgrund der Vibration des Tonerträgers und ähnlichem absorbiert werden, und die die Bildung einer Tonerschicht gleichmäßiger Dicke erlauben.

Weiterhin soll erfindungsgemäß eine gleichmäßig dicke Tonerschicht ausgebildet werden können, selbst wenn der Toner eine geringe Fließfähigkeit aufweist oder verklumpter Toner verwendet wird.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, womit eine Tonerschicht gleichmäßiger und stabiler Dicke gebildet werden kann, ohne die Abtrennung eines Fließfähigkeitsbeschleunigers auf der Toneroberfläche zuzulassen.

Daneben sollen Veränderungen oder Instabilitäten in der Dicke der Tonerschicht vermieden werden, die durch eine geringe- Fließfähigkeit oder die Ladungscharakteristika des Toners hervorgerufen werden.
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Die genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen deutlich.

Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung einer Tonerschicht werden an die Tonerschicht (A1) magnetische Kraftlinien angelegt, um sie zu bewegen oder umzurühren, nachdem der auf einem Tonerträger (2) getragene und zur Entwicklungsposition beförderte Toner einer Einstellung der Tonerschichtdicke unterzogen wurde.

Das Bewegen oder Umrühren des Toners ist folgendermaßen zu verstehen:

Die auf die auf dem Tonerträger (2) gehaltene Tonerschicht (A1) wirkende Magnetkraft wird durch die magnetischen Kraftlinien freigesetzt oder herabgesetzt, wodurch"ein Herabsetzen der Tonerdichte oder ein Schweben des Toners auf dem Träger (2) erfolgt. Die Tonerschicht (A1) mit einer geringen Teilchendichte wird in einem stromabwärtigen Bereich umgeordnet, in dem sie den magnetischen Kraftlinien nicht ausgesetzt ist. Als Folge davon läßt sich eine Tonerschicht (A2) mit gleichmäßiger Dicke bilden.

In einer bevorzugten Vorrichtung zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung sind aufeinanderfolgend längs der Bewegungsrichtung eines Tonerträgers (2) auf der Seite stromaufwärts von der Entwicklungsposition (D) eine Einrichtung (7, 14) zur Einstellung der Dicke einer Tonerschicht sowie Einrichtungen (6, 4a, 4b) zur Bildung eines Magnetfeldes an dem Tonerträger (2) angeordnet. Nach dem Einstellen der Dicke der Tonerschicht (A1) und dem Bewegen des

Toners in dem Bereich (H), in dem das Magnetfeld gebildet wird, erreicht die Schicht die Entwicklungsposition (D).

In der Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht wird ein freies Ende einer elastischen nichtmagnetischen dünnen Platte (7) oder ein freies Ende einer steifen nichtmagnetischen dünnen Platte (14), die um ihr eines Ende schwenkbar ist, durch die Tonerschicht (A) in Kontakt mit dem Tonerträger (2) gebracht, so daß durch das Gewicht (Schwerkraft) oder die Elastizität der Platte ein vorgegebener Druck erzielt werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist hinter der elastischen dünnen Platte (7, 14) ein magnetischer Körper (9, 17) angeordnet, so daß zusätzlich zum Kontaktdruck der dünnen Platte (7, 14) eine magnetische Anziehungskraft auf den Tonerträger (2) wirkt.

Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft das freie Ende einer Einrichtung (14) zur Einstellung der 0 Dicke der Tonerschicht, deren eines Ende über dem Tonerträger (2) schwenkbar angelenkt ist, gerade in der Richtung gegen die Bewegungsrichtung des Tonerträgers (2) . Das freie Ende liegt an der Seite stromaufwärts von der Kontaktposition mit dem Tonerträger (2). Das freie Ende und der Tonerträger (2) sind durch einen sehr schmalen Spalt getrennt.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung (7, 14) für die Einstellung der Schichtdicke aus einem Material hergestellt, dessen spezifischer Reibungskoeffizient keine Reibungsaufladung beim Kontakt mit einem Fließfähigkeitsbeschleuniger zuläßt. Diese Ausführungsbeispiele zeigen neuartige Technologien, die wirkungsvoll auch auf andere Vorrichtungen zur Bildung einer Tonerschicht angewandt werden können.

In den Einrichtungen zur Bildung eines magnetischen Feldes (6, 4a, 4b) ist eine magnetische Klinge (6) an einer vorgegebenen Position an einem Tonerträger (2) angeordnet, die einem festen Magnetpol (4a, 4b) hinter dem Tonerträger (2) gegenübersteht. Die magnetische Klinge (6) ist insbesondere vorzugsweise in einem Bereich (H) zur Bildung eines abstoßenden Magnetfeldes angeordnet, in dem ein Paar von festen Magneten (4a, 4b) derselben Polarität hinter dem Tonerträger (2) angeordnet sind.

Zusätzlich zu einer Klinge aus magnetischem Material umfaßt die magnetische Klinge (6) Magnetklingen an der dem Tonerträger (2) gegenüberstehenden Seite mit Polaritäten, die denen der festen Magnetpole (4a, 4b) entgegengesetzt sind.

Der Tonerträger (2) ist ein Element, das den Toner von der Tonerhalteposition zur Entwicklungsposition (D) magnetisch befördert. Im allgemeinen ist der Tonerträger (2) eine nichtmagnetische Hülse oder ein Band mit einer festen Magnetanordnung (3), wie sie später unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden soll.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen sind in der Oberfläche des Tonerträgers (2), die sich in Kontakt mit der nichtmagnetischen dünnen Platte (7, 14) befindet, gitterähnliche Rinnen (8) gebildet. Die Rinnen (8) verlaufen mit einem vorgegebenen Winkel zu beiden Seiten bezüglich der Bewegungsrichtung des Tonerträgers (2). Selbst wenn Toner mit einer schlechten Fließfähigkeit oder Tonerklumpen verwendet werden, kann eine Tonerschicht mit gleichmäßiger Dicke gebildet werden. Diese Ausführungsbeispiele zeigen neuartige Techniken, die auch auf. technische Ausfuhrungsformen Anwendung finden können, die nicht im einzelnen der oben beschriebenen Erfindung entsprechen.

Die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Hauptteils einer Entwicklungsvorrichtung nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht der Oberflächenform eines Tonerträgers;

Figur 3 eine Schnittansicht des in Figur 2 gezeigten Tonerträger s;

Figur 4 eine schematische Ansicht eines Hauptteils einer Entwicklungsvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Figur 5 eine schematische Ansicht eines Hauptteils einer 0 Entwicklungsvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel;

Figur 6 eine graphische Darstellung für die Veränderungen in der Bilddichte in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer herkömmlichen Vorrichtung; und

Figur 7 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die anhand dieser Ausführungsbeispiele beschriebenen Abmessungen, Materialien, Formen und relativen Positionen der jeweils verwendeten Teile beschränken jedoch in keiner Weise den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, sondern dienen ausschließlich zur Erläuterung.

Figur 1 zeigt schematisch den grundlegenden Aufbau einer Entwicklungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Mit Bezugsziffer 1 ist eine photoempfindliche Trommel mit einer photoeinpf indlichen Schicht und mit Bezugs ziffer 2 eine nichtmagnetische Hülse (Tonerträger) bezeichnet, die eine feste Magnetanordnung 3 aufweist. Die Elemente 1 und 2 sind so angeordnet, daß sie einander mit einem Spalt von etwa 200 |iman der Entwicklungsposition (naheliegendste Position) gegenüberstehen. Die Trommel 1 dreht sich im Uhrzeigersinn, die Hülse 2 gegen den Uhrzeigersinn, wobei die Drehung jedoch mit einer gleichen Umfangsgeschwindigkeit erfolgt, z.B. 100 U/min.

Ein elektrostatisches latentes Bildpotential der Trommel 1 beträgt 500 V in einem Bildbereich und 50 V in einem Nicht-Bildbereich. Das latente Bild wird in der photoempfindlichen Schicht durch eine Ladeeinheit und eine Belichtungseinheit (nicht dargestellt) auf der stromaufwärtigen Seite gebildet. Das Potential im Bildbereich ist höher als ein Toner-Beschränkungspotential (etwa 120 V; experimenteller Wert) auf Seite der Hülse 2, und das im Nicht-Bildbereich kleiner als das Toner-Beschränkungspotential.

Die nichtmagnetische Hülse 2 ist ein Aluminiumzylinder. An die Hülse 2 wird über eine Gleichspannungsleistungsquelle 10 und einen Impulsgenerator 11, die mit Erde verbunden sind, ein rechteckiger Gleichspannungsimpuls von 0 V (minimaler Spitzenwert) bis 300 V (maximaler Spitzenwert) und einer Frequenz von 1 kHz angelegt. Die Hülse 2 kann gegen den Uhrzeigersinn zu einer Toner-Absetzposition auf der Hülse 2 unter einem Trichter oder Magazin 12 gedreht werden. Die Oberflächenform der für dieses Ausführungsbeispiel geeigneten Hülse 2 wird später beschrieben.

Die feste Magnetanordnung 3 der Hülse 2 weist feste Magneten 4a und 4b derselben Polarität auf. Die Magneten 4a und 4b sind mit vorgegebenen gegenseitigen Abständen an der äußeren ümfangsfläche der Hülse 2 auf der Seite stromaufwärts von der Entwicklungsposition angeordnet, so daß sie längs der axialen Richtung parallel zueinander verlaufen. Die Magneten 4a und 4b bilden ein abstoßendes Magnetfeld auf der Hülse 2.

Um eine leichte Einstellung der Abstände zwischen den Magneten 4a und 4b zu ermöglichen, sind die gegenüberstehenden Pole zusammenhängend bzw. einstückig ausgebildet. Die magnetische Intensität der Magneten 4a und 4b ist so ausgelegt, daß die maximale Magnetflußdichte auf der Oberfläche der Hülse 2 600 Gauss beträgt. Der Abstand zwischen den Magneten 4a und 4b ist so festgesetzt, daß die Abnahme in der magnetischen Flußdichte zwischen den Magneten 4a und 4b 100 Gauss beträgt. Wenn diese Abnahme in der magnetischen Flußdichte unter 100 Gauss liegt, ist 0 ein hinreichendes abstoßendes Magnetfeld nur schwierig zu erzielen.

Eine Magnetklinge 6 ist einer Position der Hülse 2 zwischen den Magneten 4a und 4b gegenüber angeordnet. Das entfernte oder untere Ende der Klinge 6 hat eine der der Magneten 4a und 4b entgegengesetzte Polarität und liegt mit einem vorgegebenen Abstand von der Hülse 2 in dem das abstoßende Magnetfeld bildenden Bereich. Die Klinge liegt im einzelnen in dem Zwischenraum zwischen den Magneten 4a und 4b, ihr entferntes Ende ist rechteckig ausgebildet, und die Dicke ist auf 0,3 bis 2 mm festgesetzt. Die Klinge 6 muß kein Magnet, sondern kann auch ein magnetischer Körper sein, wie z.B. ein Eisenkörper.

Ein Ende eines Bauteils 7, das die Dicke der Tonerschicht einstellt, ist an der Wandfläche auf der stromabwärtigen Seite der Klinge 6 längs der Toner-Förderrichtung angebracht.

Das freie Ende des Bauteils 7 verläuft zur stromaufwärtigen Seite der Klinge 6. Ein Bereich des Bauteils 7, der sich vom freien Ende aus geringfügig nach innen erstreckt und dem Magneten 4a entspricht, kontaktiert die Oberfläehe der Hülse 2.

Das Einstellbauteil 7 weist eine flexible und elastische, nichtmagnetische dünne Platte auf. Die Dicke des Bauteils 7 ist auf etwa 100 μΐη oder mehr festgelegt, um auf die Oberfläche der Hülse 2 einen bestimmten Kontaktdruck auszuüben.

Das eine nichtmagnetische dünne Platte aufweisende Einstellbauteil 7 besteht normalerweise aus einem nichtmagnetischen Metall, elastischem Gummi, einem organischen Harz oder ähnlichem. Wird jedoch bespielsweise ein Vinylchloridplättchen verwendet, kann bei dem Gleitkontakt mit einer Tonerschicht A Toner auf die Oberfläche des Plättchens aufgeschweißt werden. Ein Plättchen aus Vinylchlorid wird deshalb vorzugsweise nicht verwendet. Die für dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung geeigneten Materialien und weiteren Einzelheiten des Bauteils 7 werden unter diesem Gesichtspunkt weiter unten beschrieben.

Die Kontaktstelle des Einstellelements 7 mit der Hülse 2 muß auf der stromaufwärtigen Seite der Klinge 6, kann jedoch auf der stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Seite des Magneten 4a liegen. Ist die Magnetklinge 6 jedoch der Hülse zu nahe, treten leicht durch ein abstoßendes Magnetfeld Schwankungen in der Dicke der Tonerschicht auf. Ist die Magnetklinge 6 andererseits von der Hülse 2 zu weit entfernt, wird die Dicke der Tonerschicht gestört, bevor die Schicht einen Bereich H erreicht, in dem ein abstoßendes Magnetfeld gebildet wird, und ein optimales Bewegen oder Umrühren des Toners kann nicht durchgeführt werden.

Im folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Wenn sich die photoempfindliche Trommel 1 und die nichtmagnetische Hülse 2 (Tonerträger) drehen, erreicht eine in dem Magazin 12 auf der Seite stromaufwärts von dem die Schichtdicke einstellenden Bauteil 7 über Reibung geladene Tonerschicht A, die auf der Hülse 2 getragen wird, die Position für die Dickeneinstellung zwischen der Hülse 2 und dem Bauteil 7. Die Schicht A tritt dann in einen Kontaktbereich zwischen der Hülse 2 und dem Bauteil 7 ein, und ihre Dicke wird auf einen vorgegebenen Wert eingestellt.

Die Tonerschicht A1 mit der eingestellten Dicke erreicht bei weiterer Drehung der Hülse 2 den Bereich H, in dem das abstoßende Magnetfeld gebildet wird. Im Bereich H wird die auf die Hülse 2 beschränkte Tonerschicht A1 durch die abstoßende Kraft der Magneten 4a und 4b freigesetzt, 0 so daß sie leicht über der Hülse 2 schwebt und in einem Luftschwebezustand gehalten wird. Tonerösen oder Tonerzipfel mit einer geringen Tonerteilchendichte werden durch die Magnetklinge 6 einer Dickeneinstellung unterzogen und durch den stromabwärts angebrachten Magneten 4b in einem gleichmäßigen und dichten Zustand wieder auf der nichtmagnetischen Hülse 2 angeordnet. Als Ergebnis wird eine dünne und gleichmäßige Tonerschicht A2 gebildet.

Nach dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Dicke der Tonerschicht durch den Kontaktdruck eingestellt, während der Toner auf der stromabwärtigen Seite bewegt bzw. umgerührt wird. Selbst bei der Bildung von Streifen oder ähnlichem in der Oberfläche der Tonerschicht während der Dickeneinstellung können diese daher beseitigt werden, so daß sich eine gleichmäßige Tonerschicht bilden läßt.

Im obigen Ausführungsbeispiel können die Einstellung der Dicke der Tonerschicht und das Bewegen des Toners getrennt durchgeführt werden. Selbst wenn der Tonerträger mit
hoher Geschwindigkeit gedreht wird, können die Dickeneinstellung der Tonerschicht und die Tonerbewegung zuverlässig durchgeführt werden, wodurch die Bildung einer
gleichmäßigen Tonerschicht möglich ist. Da die Magnetklinge 6 an der nichtmagnetischen Hülse 2 mit der bezüglich der Dicke eingestellten Tonerschicht angeordnet ist, lagert sich darüberhinaus der Toner nicht auf der stromaufwärtigen Wandfläche der Klinge 6 ab, so daß die Störung der Tonerschicht in ihrer -Dicke vollständig unterbunden wird.

Im obigen Ausführungsbeispiel erfolgt das Umrühren oder Bewegen des Toners durch die Magnetklinge 6. Anders als in den grundlegenden herkömmlichen Techniken wird nach vorliegender Erfindung die Magnetklinge 6 nicht als ein Bauteil zur Einstellung der Dicke der Tonerschicht verwendet, sondern als ein Bauteil, das magnetische Kraftlinien auf die Tonerschicht wirken läßt, deren Dicke
bereits eingestellt ist. Der Spalt zwischen dem Tonerträger und der Magnetklinge 6 kann daher relativ grob
festgelegt werden, wodurch die Montage, die Bearbeitung und die Genauigkeitseinstellung leicht sind.

Nach diesem Ausführungsbeispiel wird der Toner m Bereich H zwischen der Magnetklinge 6 und der nichtmagnetischen Hülse 2 bewegt,in dem das abstoßende Magnetfeld gebildet wird. Die Tonerschicht kann daher eine geringe Dichte

haben und gut schweben. Selbst bei einer Drehung dejr

nichtmagnetischen Hülse 2 mit hoher Geschwindigkeit ist aus diesem Grund eine gute Bewegung des Toners möglich, so daß eine gleichmäßige Tonerschicht gebildet werden
kann.

In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein auf dem Toner von der Einstellposition für die Schichtdicke

zu der Position für die Tonerbewegung verlaufender Zwischenraum abgeschirmt. Als Folge davon kann das Eintreten von außerhalb schwebendem oder geklumptem Toner verhindert werden, wodurch eine wirkungsvolle Tonerbewegung und die Bildung einer gleichmäßigen Tonerschicht möglich wird.

Auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel wird im folgenden als grundlegendes Ausführungsbeispiel Bezug genommen.

Wenn in diesem Ausführungsbeispiel die Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse 2 glatt ist, ist auch die Oberfläche des Einstellbauteils 7 für die Schichtdicke glatt. Bei Verwendung von Toner mit einer schlechten Fließfähigkeit oder von geklumptem Toner kann daher keine stabile Einstellung der Schichtdicke erfolgen.

Dieses Problem ist allen Vorrichtungen gemeinsam, in 0 denen die Schichtdicke durch den Kontaktdruck zwischen dem Schichtdicken-Einstellbauteil 7 und der nichtmagnetischen Hülse 2 reguliert wird. Angesichts dieses Problems wird herkömmlich durch Strahlen eine Vertiefung gebildet, um auf der nichtmagnetischen Hülse 2 eine dreidimensionale Oberfläche auszubilden, oder es wird in einer Richtung senkrecht zur Drehrichtung der nichtmagnetischen Hülse 2 (axiale Richtung) eine Rinne ausgebildet.

Mit einer derartigen Vertiefung oder senkrecht zur Drehrichtung verlaufenden Rinne kann der Toner in dieser Vertiefung oder Rinne nicht gedreht oder während der Bewegung umgerührt werden, so daß keine stabile Einstellung der Schichtdicke erfolgen kann.

Wenn eine Rinne parallel zur Drehrichtung der nichtmagnetischen Hülse 2 gebildet wird, kann der Toner zwar während der Bewegung gedreht oder umgerührt werden, es

bilden sich jedoch leicht Streifen.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine nichtmagnetische Hülse 2, mit der sich keine Streifenbildung ergibt, der Toner während der Bewegung gedreht oder umgerührt wird, und unter allen Bedingungen eine stabile Einstellung der Schichtdicke erfolgen kann.

Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen,sind mit vorgegebenen Winkeln auf zwei Seiten bezüglich der Drehrichtung der Hülse 2 gitterähnliche Rinnen 8 in der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse gebildet.

Der Winkel der Rinnen 8 bezüglich der Drehrichtung der Hülse 2 beträgt 15 bis 75° (der Innenwinkel zwischen zwei nebeneinanderliegenden Rinnen 8 wird 30 bis 150°) auf den zwei Seiten der Drehrichtung. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel 30 bis 60°. In diesem Ausführungsbeispiel

ist ein Winkel von 45° gewählt.
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Die Form des Gitters der Rinnen 8 muß nicht symmetrisch, sie kann auch nichtsymmetrisch sein.

Die Tiefe D der Rinnen 8 ist so ausgelegt, daß sie einen Wert von 1/4 bis dreimal den durchschnittlichen Durchmesser der Tonerteilchen hat. Der Abstand ρ der nebeneinanderliegenden Rinnen 8 ist so ausgelegt, daß er 1 bis 5 mal die Breite der Rinnen 8 beträgt. Der Querschnitt der Rinnen 8 kann rechteckig (Figur 3) oder halbrund sein. 30

Wenn die Tiefe D der Rinnen 8 weniger als 1/4 oder mehr als das 5-Fache des durchschnittlichen Durchmessers der Tonerteilchen beträgt, läßt sich die Wirkung der Rinnen 8 nicht erreichen. Wenn die Tiefe D der Rinnen 8 mehr als das 3-Fache des durchschnittlichen Durchmessers der Tonerteilchen beträgt, wird der Aufbau des Tonerbildes oder

die Entwicklung ungünstig beeinflußt. Ist der Abstand ρ der Rinnen 8 kleiner als die Breite der Rinnen 8, tritt: zwischen der Hülse 2 und dem Bauteil 7 für die Einstellung der Schichtdicke Reibung auf, wodurch eine Abnutzung verursacht und die Haltbarkeit des Einstellbauteils verringert wird.

Wenn der durchschnittliche Durchmesser der Tonerteilchen 10 μΐη beträgt, wird in diesem Ausführungsbeispiel die Tiefe D auf 3 bis 30 um, und der Abstand ρ auf 10 bis 5 0 μπι festgesetzt.

Derartige Rinnen 8 können durch ein mechanisches Bearbeitungsverfahren oder durch ein elektrisches oder chemisches Verfahren unter Anwendung einer Hochfrequenzbehandlung oder Ätzen gebildet werden. Bei dem mechanischen Bearbeitungsverfahren wird die Oberfläche der Hülse 2 mit einer Metallbürste oder einem Sandpapierband in Kontakt gebracht, in dem Reihen von nade!ähnlichen Schneide-0 werkzeugen entlang der axialen Richtung der Hülse 2 eingebettet sind. Die Hülse 2 wird anschließend in Vorwärtsoder Rückwärtsrichtung gedreht.

Wenn sich in diesem Ausführungsbeispiel die Tonerschicht A entlang der Drehrichtung der nichtmagnetischen Hülse 2 auf der Kontaktfläche mit dem Schichtdicken-Einstellbauteil 7 bewegt, wird der Toner an der Kontaktposition mit dem Einstellelement 7 gedreht oder bewegt, während ein Rückwärtsfluß in Richtung gegen die Bewegungsrichtung der Hülse 2 sowie die Bildung von Streifen unterbunden wird, da die gitterähnlichen Rinnen 8 mit dem vorgegebenen Winkel schräg zur Drehrichtung der nichtmagnetischen Hülse 2 verlaufen. Als Folge davon kann selbst bei Verwendung von Toner mit einer schlechten Fließfähigkeit oder von geklumptem Toner eine gleichmäßige Tonerschicht gebildet werden.

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Dieses Ausführungsbeispiel ist nicht auf den oben beschriebenen Gerätetyp beschränkt, sondern kann auch auf andere Typen angewandt werden, in denen ein Schichtdicken-Eins te He lerne nt in Oberflächenkontakt oder linearen Kontakt mit der nichtmagnetischen Hülse 2 gebracht, und die Dicke der Tonerschicht durch den Kontaktdruck zwischen den beiden Elementen eingestellt wird.

In dem grundlegenden Ausführungsbeispiel oder in weiteren Ausführungsbeispielen, wie sie beschrieben wurden oder noch beschrieben werden, wird das freie Ende des Schichtdicken-Einstellbauteils 7 gegen die nichtmagnetische Hülse 2 gedrückt, um die Dicke der Tonerschicht zu regulieren. Das Schichtdicken-Einstellbauteil 7 kann aufgrund der Vibration anderer externer Elemente oder ähnlichem vibrieren, wodurch der Kontaktdruck instabil werden kann.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das dieses Problem löst. Im folgenden wird hauptsächlich der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Nach diesem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktposition am freien Ende des Schichtdicken-Einstellbauteils 7 mit der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülse 2 so eingestellt, daß sie einem festen Magneten 4a entspricht. Auf der Rückfläche der Kontaktstelle des Schichtdicken-Einstellbauteils 7 ist eine dünne magnetische Platte oder Magnetplatte 9 mit- zu der des Magneten 4a entgegengesetzter Polarität angeordnet. Damit wirkt auf das Bauteil 7 in Richtung der Hülse .2 eine magnetische Anziehungskraft.

Aufgrund des obigen Aufbaus wird der Kontaktdruck des Schichtdicken-Einstellbauteils 7 stabilisiert, und Schwankungen in der Tonerschichtdicke aufgrund der Vibration oder ähnlicher Erscheinungen können verhindert werden.

Wenn eine dünne Magnetplatte 9 mit entgegengesetzter Polarität angeordnet wird, muß die Kontaktposition mit der Oberfläche der Hülse 2 nicht mit dem Magneten 4a übereinstimmen, um eine ähnliche magnetische Anziehungskraft zu liefern.

Den im obigen Ausführungsbeispiel verwendeten Toner erhält man auf folgende Weise: 100 Gewichtsteile eines Polystyrolharzes, 60 Gewichtsteile eines magnetischen Stoffes (Ferrit) und 3 Gewichtsteile Carbon black werden gemischt und verfestigt. Die Masse wird durch eine Hammermühle oder ähnliches zerquetscht und gesiebt, so daß Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 bis 20 um entstehen. Diese Teilchen werden mit einem Fließfähigkeitsbeschleuniger vermischt, wie z.B. hydrophobem Kieselsäureanhydrid oder ähnlichem. Der erhaltene

1 4 magnetische Toner hat einen Volumenwiderstand von 11 Ω-cm und 30 bis 40 emu/g. In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wird nach der Ladung des Toners auf 0 eine vorgegebene Polarität durch Reibung in einem Magazin oder Trichter 12 die geladene Tonerschicht zur Kontaktposition zwischen der nichtmagnetischen Hülse 2 und dem Schichtdicken-Einstellbauteil 7 geführt. Die Dicke der Tonerschicht wird damit eingestellt. Während der Einstellung der Tonerschichtdicke kann möglicherweise eine zusätzliche Ladung eingebracht werden, die die Dicke der Tonerschicht oder die Ladungscharakteristika ungünstig beeinflußt und eine Abtrennung des Fließfähigkeitsbeschleunigers auf den Oberflächen der Tonerteilchen sowie eine anschließende Verminderung der Tonerfließfähigkeit, / zeitliche Veränderungen in den Ladungscharakteristika, Klumpen des Toners und Bildung größerer Tonerteilchen, eine Dichteverminderung bei der Entwicklung, eine Verringerung der Auflösung oder eine Störung der Bildqualität hervorruft. Der Aufbau und das Material von verschiedenen Schichtdicken-Einstellelementen, mit denen diese Probleme vermieden werden können, werden unten beschrieben.

Wie in Figur 1 gezeigt und oben beschrieben, ist das Bauteil 7 für die Einstellung der Tonerschichtdicke als ein leitfähiges Element mit einer vorgegebenen Elastizität, um einen bestimmten Kontaktdruck zu liefern, oder als ein geschichteter Körper aufgebaut, der auf der Kontaktseite mit der Hülse 2 ein leitfähiges Element 7a mit einem Oberflächenwiderstand von 10 Ω/cm² oder weniger aufweist. Ein derartiges Schichtdicken-Einstellelement läßt sich im einzelnen erhalten, indem ein Metall, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, als ein dünner Film mit einer Dicke von etwa 100 μπι ausgebildet oder ein derartiger Metall-Dünnfilm auf einem Harzfilm abgeschieden wird, wie z.B. einem Polyesterfilm.

Das Oberflächenpotential des Bauteils 7 auf der die Hülse 2 kontaktierenden Seite wird im wesentlichen auf denselben Wert wie das Oberflächenpotential der Hülse 2 festgesetzt, indem das naheliegende oder obere leitfähige Ende über einen Widerstand 13 geerdet wird.

Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Dicke der geladenen Tonerschicht durch das die Hülse 2 kontaktierende Einstellelement 7 reguliert. Da die die Hülse 2 kontaktierende Seite des Bauteils 7 aus dem Element 7a besteht, kann das Oberflächenpotential des Bauteils 7 im wesentlichen auf denselben Wert wie das der Hülse 2 festgesetzt werden, selbst wenn die Dicke der Tonerschicht zwischen dem Bauteil 7 und der Hülse 2 eingestellt wird. Als Folge davon haftet der geladene Toner nicht an dem Bauteil 7, und eine Tonerverklumpung oder eine Bildung von Streifen kann verhindert werden.

Da das leitfähige Element 7a auf der die Tonerschicht kontaktierenden Seite geerdet ist, wird auf die Tonerschicht mit der eingestellten Dicke keine zusätzliche L dung aufgebracht, so daß ein stabiles Toner-Ladungspotential beibehalten wird.

In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Impulsspannung an die Hülse 2 angelegt. Es läßt sich daher eine gleichmäßigere Tonerschicht erzielen, indem die Dicke des magnetischen Toners durch Vibration mit einer bestimmten Frequenz eingestellt wird.

Um die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels zu bestätigen, wurde ein Entwicklungstest durchgeführt, bei dem ein durch Abscheiden von Aluminium auf einer Seite eines PoIyesterfilms mit einer Dicke von 100 μπα erhaltener leitfähiger Film (unter dem Handelsnamen "High-beam" von Toray Industries, Inc. erhältlich) und ein isolierender Polyesterfilm (unter dem Handelsnamen "Lumilar" von Toray Industries, Inc. erhältlich) Anwendung fanden, der keiner Aluminiumabscheidung unterzogen wurde. Mit dem "Lumilar"-Film trat eine Verklumpung des Toners auf, und auf einer Übertragungsschicht wurden Streifen gebildet. Mit dem "High-beam"-Film ließ sich jedoch eine stabile Tonerschicht erzielen, und es bildeten sich bis zum vollständigen Verbrauch des Toners im Magazin 12 keine Streifen.

Anstelle eines leitfähigen Elements als dem Einstellelement 7 für die Tonerschichtdicke, wie im obigen Ausführungsbeispiel, kann ein Material mit einem ähnlichen Reibungskoeffizienten verwendet werden, das so ausgelegt ist, daß es beim Kontakt mit dem Fließfähigkeitsbeschleuniger keine Reibungsladung verursacht. Es lassen sich beispielsweise die folgenden Materialien verwenden:

Bei Verwendung von hydrophobem Kieselsäureanhydrid mit einer starken negativen Ladung als Fließfähigkeitsbeschleuniger, ist die Verwendung von Polystyrol, Butadienpolychlorid, natürlichem Gummi, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polytetraethylenfluorid oder ähnlichem vorteilhaft. Bei Verwendung von Kieselsäureanhydrid mit einer starken positiven Ladung (z.B. mit Aminosilan behandeltem Kieselsäureanhydrid) ist es besser, Polyamid,

Melaminharz oder Urethangummi zu verwenden. Ein leitfähiges Material, wie z.B. Kohlenstoff, kann dispergiert werden, und das sich ergebende Bauteil kann als ein leitfähiges Element verwendet werden.

Da im obigen Ausführungsbeispiel das Schichtdicken-Einstellelement aus einem Material besteht, das einen keine Reibung mit dem Fließfähigkeitsbeschleuniger verursachenden Reibungskoeffizienten hat, tritt zwischen dem Toner und dem Einstellbauteil keine elektrostatische Absorption auf. Der auf den Tonerteilchen gehaltene Fließfähigkeitsbeschleuniger wird daher nicht separiert, die Ladungsund die Fließfähigkeitscharakteristika des Toners ändern sich nicht über der Zeit, und es lassen sich eine stabile Einstellung der Tonerschichtdicke und eine hervorragende Bildformierung erzielen.

Da keine zusätzliche Ladung eintritt und die Ladung auf dem Dickeneinstellbauteil nicht erhöht wird, haftet der Toner nicht auf dem Einstellelement, und eine Verklumpung des Toners sowie die Bildung von Streifen werden verhindert .

Mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Kopiertest mit 1000 Blättern durchgeführt, wobei als Bauteil 7 zur Einstellung der Dicke der Tonerschicht ein aus einem Kohlenstoff enthaltenden leitfähigen Vinylchlorid gebildeter Film (Beispiel 1), ein leitfähiger Polytetraethylenfluorid-Film (Beispiel 2) und ein leitfähiger Silicongummi-Film (Vergleichsbeispiel) verwendet wurden. Die erzielten Ergebnisse sind in Figur 6 dargestellt. Beim Vergleichsbeispiel wurde die Bilddichte vom hundertsten Blatt an 1,0 oder weniger, und es war eine beträchtliche Abnahme in der Bilddichte zu beobachten. Bei jedem der Beispiele 1 und 2 lag die Bilddichte beim tausendsten Blatt bei 1,0 oder höher.

Bei der Untersuchung der Bilder der hundertsten und tausendsten Blätter wurde beim Vergleichsbeispiel Verschmieren beobachtet, während sich beim tausendsten Blatt der Beispiele 1 und 2 kein Schmieren zeigte.

Das obige Ausführungsbexspiel ist nicht auf die grundlegende Ausführungsform beschränkt,sondern kann auch auf andere Vorrichtungen angewandt werden, in denen die Schichtdicke durch den Kontaktdruck eingestellt wird, oder auf Vorrichtungen mit Abstreifklingen, diesen sogenannten "Ösentrimm" anwenden.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer steifen , nichtmagnetischen dünnen Platte als dem Schichtdicken-Einstellbauteil, wobei zur Bezeichnung übereinstimmender Teile dieselben Bezugsziffern wie in den Figuren 1 und verwendet werden.

Nach Figur 5 ist ein Einstellelement 14 für die Schichtdicke ein nichtmagnetisches Bauteil mit einem Oberflächenwiderstand von 10 Ω/cm² oder weniger, das aus einem leitfähigen Material besteht, wie z.B. Phosphorbronze, Aluminium oder einem leitfähigen Harz. Das Bauteil 14 hat eine Steifigkeit, um keine Biegung hervorzurufen, wenn es das Eindringen von Toner auf Seite seines freien Endes 14b verhindert.

Ein Ende des Bauteils 14 ist schwenkbar an einer Halterung 15 angelenkt, die längs der Förderrichtung des Toners auf der stromabwärtigen Seite der Magnetklinge 6 liegt. Das Element 14 verläuft im wesentlichen geradlinig von einem Drehpunkt 14a in Richtung der stromaufwärtigen Seite der nichtmagnetischen Hülse 2. Das Bauteil 14 wird mit der Hülse 2 an einer Stelle in Kontakt gebracht, die einem festen Magneten 4a auf der Seite stromaufwärts von der Klinge 6 entspricht. Das Bauteil 14 verläuft dann in

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Richtung der stromaufwärtigen Seite, wobei sein freies Ende 14b geringfügig von der Hülse 2 getrennt ist.

Zumindest der die Hülse 2 kontaktierende Bereich des Bauteils 14 weist ein leitfähiges Element auf. Der Drehpunkt 14a ist über einen Widerstand 16 geerdet. Auf der Rückfläche des Bauteils 14, die die Hülse 2 nicht kontaktiert, ist ein magnetischer Körper oder ein Magnet 17 mit einer zu der des Magneten 4a entgegengesetzten Polarität angeordnet, so daß in Richtung der Hülse 2 eine magnetische Anziehungskraft wirkt.

, Das Bauteil 14 hat eine derartige Länge und Neigung, daß es von der stromabwärtigen Seite der Klinge 6 durch den Spalt zwischen der Klinge 6 und der Hülse 2 verläuft, so daß sich= ein Bereich vor dem freien Ende 14b in Kontakt mit dem Bereich der Hülse 2 befindet, der dem festen Magneten 4a entspricht. Wird die Gesamtlänge des Bauteils 14 vom Drehpunkt 14a bis zum freien Ende 14b mit L bezeichnet, ist die Anordnung so ausgelegt, daß die Kontaktstelle mit der Hülse 2 vom freien Ende 14b aus in einen Bereich von 1/3 L fällt.

Im folgenden wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.

Bei der Drehung der Trommel 1 und der Hülse 2 wird der geladene Toner im Magazin 12 auf der stromaufwärtigen Seite des Bauteils 14 auf der Hülse 2 zu einer Stelle befördert, die dem freien Ende 14b des Elements 14 entspricht. Wenn der Toner die Stelle des freien Endes 14b erreicht, wird seine Dicke auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, der dem Spalt zwischen dem freien Ende 14b und der Hülse 2 entspricht. Anschließend erreicht die Tonerschicht die Kontaktposition auf der stromaufwärtigen Seite.

An der Kontaktposition wird die Dicke der Tonerschicht weiterhin durch den Kontaktdruck und die magnetische Anziehungskraft des magnetischen Körpers 17 eingestellt. Die Tonerschicht erreicht dann den Bereich gegenüber der Magnetklinge 6, in dem das abstoßende magnetische Feld erzeugt und der Toner bewegt wird, wodurch eine stabile und gleichmäßige Tonerschicht gebildet wird.

In diesem Ausführungsbeispiel liegt das freie Ende des schwenkbar gelagerten Einstellbauteils für die Tonerschichtdicke auf der Seite stromaufwärts von der Kontaktposition mit der Hülse 2. Da das freie Ende geringfügig von der Hülse 2 abgehoben ist, dient es als ein zusätzliches Element für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht. Überflüssiger Toner kann daher zur Rückseite zurückgeführt werden, und nur die erforderliche Tonermenge wird zur Kontaktposition gebracht. Ein Mitreißen von Toner oder eine Bildung von Streifen kann daher verhindert werden.

In diesem Ausführungsbeispiel biegt sich das Einstellbauteil nicht und verläuft im wesentlichen geradlinig in Richtung der stromaufwärtigen Seite der Hülse 2, in anderen Worten tangential zur Hülse 2. Da das Einstellelement schwenkbar gelagert ist, ist der Kontaktdruck durch das Gewicht des Elements und den Abstand zur Kontaktposition vorgegeben.

Aus diesem Grund schwankt der Kontaktdruck nicht mit Veränderungen in der Drehgeschwindigkeit der Hülse 2, in der Tonermenge auf der Seite stromaufwärts von der Kontaktposition und in der Dicke der Tonerschicht. Damit wird eine ungleichmäßige Dicke der Tonerschicht aufgrund derartiger Veränderungen im Kontaktdruck verhindert.

Das Einstellelement für die Dicke der Tonerschicht verläuft vom Drehpunkt längs der Richtung tangential zur

Hülse 2. Der Kontakt des Einstellelements mit der Hülse 2 ist daher annähernd ein linearer Kontakt, so daß der Förderdruck und die Reibung des Toners verringert werden. Die Menge des an dem Einstellbauteil anhaftenden Toners ist gering, und das Klumpen des Toners sowie die Streifenbildung können verhindert werden.

An der Kontaktposition stehen der Toner und das Einstellelement 14 mit einer Breite in Kontakt, die beinahe einem linearen Kontakt entspricht. Der Förderdruck des Toners kann daher minimiert werden, und unabhängig von den Veränderungen der Tonerladung und der Tonermenge im Magazin läßt sich eine stabile Tonerförderung erzielen. Damit kann eine Tonerschicht mit einer gleichmäßigen Dicke und geringen zeitlichen Veränderungen stabil gebildet werden.

Claims

- _*# STHKIIL SCIIÜBEL-HOPF GHOENINCi SCII(JLIi |·ΛΤΚ.\ΐΛΝ\ν.\Ι/Π·: K K KO Γ ΚΛ X ΓΛΤΚΛ'Τ ATTOHNKYS * . PETE» STIlKUr. I)IPL1-C)IEM. »Η. URSULA SCIlC Il BL-IIOPF DII'L.-IN-O. ItAXS W. OHOEXIXO J) II» L.-I'll YS. HH. HÜTOEIl SCHULZ KKC-IITS ANWA It IV 11) EN M Λ Y E It STRASSE POSTFACH 2S 03 43 J)-SOOO MÜNCHEN 32 TELEFON (080) SS 30 11 TELEX 39 14 030 SSSM 3) TELECOPIEK (080)23 30 DEA 23252 Verfahren und Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht Patentansprüche

1. Verfahren zur Bildung einer Tonerschicht, dadurch gekennzeichnet , daß auf einem Tonerträger (2) getragener und zu einer Entwicklungsposition (D) strömender Toner durch einen Kontaktdruck auf eine vorgegebene Dicke eingestellt wird, und an die Tonerschicht (A1) zur Bewegung des Toners magnetische Kraftlinien angelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Bewegung des Toners in einem zwischen einer magnetischen Klinge (6) und dem Tonerträger (2) gebildeten Bereich (H) erfolgt, in dem ein abstoßendes magnetisches Feld aufgebaut wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Tonerschicht durch eine elastische und flexible,dünne nicht-

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magnetische Platte (7) eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Tonerschicht durch eine steife,dünne nichtmagnetische Platte (14) mit einem schwenkbar angelenkten Ende (14a) eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet , daß ein Raum auf der Tonerschicht (A1) mit der eingestellten Dicke bis zu einer Position für die Bewegung des Toners abgedeckt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Tonerschicht durch Aufbringen einer magnetischen Anziehungskraft zusätzlich zu dem Kontaktdruck eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Rückfluß des Toners an der Einstellposition für die Dicke der Tonerschicht verhindert wird, und daß der Toner an der Einstellposition gedreht oder bewegt wird.

8. Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht, dadurch gekennzeichnet , daß an einem Tonerträger· (2) auf der Seite stromaufwärts von einer Entwicklungsposition (D) hintereinander eine Einrichtung (7; 14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht und Einrichtungen (6, 4a, 4b) zur Bildung eines magnetischen Feldes angeordnet sind, und daß die Tonerschicht (A1), deren Dicke durch die Einstelleinrichtung (7; 14) eingestellt ist, in dem Bereich (H), in dem das magnetisehe Feld aufgebaut ist, bewegt wird und anschließend die Entwicklungsposition (D) erreicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen (6, 4a, 4b) zur Bildung eines magnetischen Feldes einen oder mehrere feste Magnetpole (4a, 4b) aufweisen, die an einer Rückfläche des Tonerträgers (2) im wesentlichen gegenüber einer magnetischen Klinge (6) angeordnet sind, die einen vorgegebenen Abstand von dem Tonerträger (2) hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet , daß ein Paar von festen Magneten (4a, 4b) mit derselben Polarität nebeneinander an einer Rückfläche des Tonerträgers (2) angeordnet ist, und daß eine magnetische Klinge (6) in einem Bereich (H) liegt, der auf dem Tonerträger (2) durch die festen Magneten (4a, 4b) gebildet ist und in dem ein abstoßendes magnetisches Feld aufgebaut ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetische Klinge

(6) eine Magnetklinge mit einer der der festen Magneten (4a, 4b) entgegengesetzten Polarität auf der dem Tonerträger (2) gegenüberliegenden Seite ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine elastische und flexible,dünne nichtmagnetische Platte (7) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine steife,dünne nichtmagnetische Platte (14) mit einem schwenkbar angelenkten Ende aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß das zur Seite strom-

aufwärts von der magnetischen Klinge (6) verlaufende freie Ende der dünnen nichtmagnetischen Platte (7; 14) gegen den Tonerträger (2) gedrückt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine flexible dünne nichtmagnetische Platte (7) aufweist, die von dem ein abstoßendes Magnetfeld bildenden Bereich (H) ausgeht und den Tonerträger (2) durch die Tonerschicht (A1) auf der Seite stromaufwärts von dem das abstoßende Magnetfeld bildenden Bereich (H) kontaktiert.

16. Vorrichtung· nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht ein geerdetes leitfähiges Element (7a) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (7) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine geschichtete Struktur aufweist, die zumindest auf der den Tonerträger (2) kontaktierenden Seite ein geerdetes leitfähiges Element (7a) hat.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet , daß der Oberflächenwiderstand des leitfähigen Elements (7a) 10 Ω/cm² oder weniger beträgt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Seite der dünnen nichtmagnetischen Platte (7; 14) gegenüber einer Kontaktseite mit dem Tonerträger (2) ein magnetischer Körper (9; 17) angeordnet ist, und daß die dünne

nichtmagnetische Platte (7; 14) eine magnetische Anziehungskraft auf den Tonerträger (2) ausübt.

20. Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht (A1) mit einer einen Tonerträger (2) durch die Tonerschicht (A1) kontaktierenden Einrichtung (14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ende (14a) der Einrichtung (14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht über dem Tonerträger (2) schwenkbar angelenkt ist, und daß das freie Ende (14b) dieser Einrichtung (14) geradlinig in der Richtung gegen die Flußrichtung des Toners auf dem Tonerträger (2) verläuft, auf der Seite stromaufwärts von einer Kontaktposition mit dem Tonerträger (2) liegt und von dem Tonerträger (2) mit einem vorgegebenen kleinen Abstand geringfügig abgehoben ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktposition 0 innerhalb eines Bereiches liegt, der sich von dem freien Ende (14b) ausgehend über 1/3«L erstreckt, wobei mit L die Gesamtlänge der Einstelleinrichtung (14) von dem schwenkbar angelenkten Ende (14a) bis zu dem freien Ende (14b) bezeichnet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet , daß auf einer Seite hinter der Kontaktposition der Einrichtung (7; 14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht ein magnetischer Körper (9; 17) angeordnet ist, und daß auf den Tonerträger (2) eine magnetische Anziehungskraft ausgeübt wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen (6, 4a, 4b) für die Bildung eines magnetischen Feldes auf der Seite stromabwärts von der Kontaktposition

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der Einstelleinrichtung (7; 14) angeordnet sind, und daß an die Tonerschicht (A1) magnetische Kraftlinien angelegt werden, um den Toner zu bewegen.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 0 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kontaktseite der Einrichtung (7; 14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht mit dem Tonerträger (2) ein geerdetes leitfähiges Element (7a) aufweist.

25. Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht, die für ein elektrophotographisches Entwicklungssystem für die Entwicklung eines einen Fließfähigkeitsbeschleuniger enthaltenden magnetischen Einkomponententoners ausgelegt ist, gekennzeichnet durch einen Tonerträger (2) für die Förderung des magnetischen Toners zu einer Entwicklungsposition (D) und eine auf der Seite stromaufwärts von der Entwicklungsposition (D) angeordnete Einrichtung (7; 14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht, wobei die Schichtdicken-Einstelleinrichtung (7; 14) aus einem Material besteht, das einen Reibungskoeffizienten aufweist, der beim Kontakt mit dem Fließfähigkeitsbeschleuniger keine Reibungsladung hervorruft.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die Schichtdicken-Einstelleinrichtung (7; 14) eine Einstellung der Schichtdicke durch den zwischen der Einstelleinrichtung (7; 14) und dem Tonerträger (2) erzeugten Kontaktdruck bewirkt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine elastische und flexible»dünne nichtmagnetische Platte (7) aufweist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine steife dünne nichtmagnetische Platte (14) mit einem schwenkbar angelenkten Ende (14a) aufweist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht ein geerdetes leitfähiges Element (7a) aufweist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht eine geschichtete Struktur (7) mit einem geerdeten leitfähigen Element (7a) zumindest auf einer den Tonerträger (2) kontaktierenden Seite aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch

gekennzeichnet , daß der Oberflächenwiderstand des Ie:
ger beträgt.

9 stand des leitfähigen Elements (7a) 10 Ω/cm² oder weni-

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet , daß ein magnetisches Feld bildende Einrichtungen (6, 4a, 4b) auf der Seite stromabwärts von der Einrichtung (7; 14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht angeordnet sind, und daß an die Tonerschicht (A1) mit eingestellter Dicke magnetische Kraftlinien angelegt werden, um den Toner zu bewegen.

33. Vorrichtung zur Bildung einer Tonerschicht (A1) mit einer einen Tonerträger (2) durch die Tonerschicht (A1) kontaktierenden dünnen nichtmagnetischen Platte (7; 14) als einer Einrichtung für die Einstellung der Dicke

der Tonerschicht, dadurch gekennzeichnet , daß in einer die dünne nichtmagnetische Platte (7; 14) kontaktierenden Oberfläche des Tonerträgers (2) gitterähnliche Rinnen (8) gebildet sind, die mit einem vorgegebenen Winkel nach zwei Seiten schräg zu der Bewegungsrichtung des Tonerträgers (2) verlaufen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß die Rinnen (8) eine Tiefe aufweisen, die 1/4 bis dreimal so groß wie der durchschnittliche Durchmesser der Tonerteilchen ist, und daß der Abstand zwischen den Rinnen (8) das 1- bis 5-Fache der Breite der Rinnen beträgt.

35. Vorrichtung nach Anspruch 33 öder 34, dadurch gekennzeichnet , daß auf der die dünne nichtmagnetische Platte (7; 14) kontaktierenden Oberfläche des Tonerträgers (2) ein dreidimensionales Muster gebildet ist, wobei die die Grenzen des dreidimensionalen Musters festlegenden Seiten auf den zwei Seiten längs der Bewegungsrichtung des Tonerträgers (2) sind, und ein Innenwinkel der Seiten 30 bis 150° beträgt.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet , daß die Tiefe einer Ausnehmung (8) des dreidimensionalen Musters 1/4 bis dreimal so groß wie der durchschnittliche Durchmesser der Tonerteilchen ist.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen benachbarten Ausnehmungen (8) das 1- bis 5-Fache der Breite der Ausnehmung (8) in einem Querschnitt senkrecht zu den Seiten ist.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet , daß ein magnetisches Feld bildende Einrichtungen (6, 4a, 4b) auf der Seite stromabwärts von der Kontaktposition der Einrichtung (7; 14) für die Einstellung der Dicke der Tonerschicht angeordnet sind, und daß an die Tonerschicht (A1) mit eingestellter Dicke magnetische Kraftlinien angelegt werden, um den Toner zu bewegen.