DE3808171A1 - Entwicklungseinrichtung fuer eine bildaufzeichnungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung für eine Bildaufzeichnungseinrichtung nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, und betrifft insbesondere eine Entwicklungsein­ richtung, welche in einem elektrophotographischen Kopier­ gerät u.ä. untergebracht ist und ein Entwicklertransportteil enthält, welches einen magnetischen Einkomponententoner oder den Entwickler zu einem vorherbestimmten Entwicklungsbereich befördert.

Eine Entwicklungseinrichtung, wie sie beispielsweise in ei­ nem elektrophotographischen Kopiergerät verwendet ist, dient dazu, Toner oder Entwickler einem elektrostatischen, laten­ ten Bild zuzuführen, welches auf einer photoleitfähigen Trommel oder einem ähnlichen Bildträger erzeugt ist, um so das latente Bild zu entwickeln. Unter den verschiedenen Arten von Entwicklungseinrichtungen ist ein Gerät, bei welchem magnetischer Einkomponententoner verwendet wird, gewöhnlich so ausgeführt, daß der Toner auf ein Entwicklertransportteil magnetisch aufgebracht wird, welches einen Magnetkörper hat, der üblicherweise als Entwicklungshülse ausgebildet ist; der To­ ner wird durch das Transportteil zu einem vorherbestimmten Entwicklungsbereich befördert. Beispielsweise ist in einer Entwicklungseinrichtung, wie sie in der offengelegten japa­ nischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 50-45 639 be­ schrieben ist, eine zylindrische Entwicklungshülse, welche als Entwicklertransportteil dient, in der Nähe einer photo­ leitfähigen Trommel oder eines ähnlichen Bildträgers ange­ ordnet und hat im Inneren einen Magnetkörper mit einer Viel­ zahl ringförmig angeordneter Magnetpole. Solange magneti­ scher Einkomponententoner an die Entwicklungshülse durch das Magnetfeld angezogen wird, welches durch den Magnet­ körper erzeugt wird, werden die Entwicklungshülse und der Magnetkörper relativ zueinander gedreht, um dadurch den Toner zu transportieren. In diesem Fall wird der Toner durch die Reibungskraft zwischen Tonerpartikeln und der Entwick­ lungshülse geladen, wenn die Tonerpartikel nacheinander auf der Oberfläche der Hülse bewegt werden, während sie auf der Oberfläche entlang rollen.

Falls jedoch in einer Entwicklungseinrichtung der beschrie­ benen Art die benachbarten Pole des Magnetkörpers in großem Abstand voneinander angeordnet sind, dann würden Tonerpar­ tikel auf der Entwicklungshülse nicht dünn und gleichförmig aufgebracht werden. Es ist daher eine Entwicklungseinrich­ tung vorgeschlagen worden, in welcher ein Magnetkörper mag­ netisiert ist, indem die verschiedenen Magnetpole einander abwechselnd in einem vorherbestimmten geringen Abstand ange­ ordnet sind. In einer derartigen Einrichtung kann dann eine dünne Schicht aus Tonerpartikeln ausgebildet werden, da durch die zahlreichen verschiedenen Magnetpole, welche nahe bei­ einander angeordnet sind, eine kleine Menge Tonerpartikel sich sicher an den einzelnen Polen absetzen kann. Eine Verringerung des Abstandes zwischen benachbarten Magnetpolen führt jedoch auch zu einer Abnahme in dem Magnetfeld, welches zwischen den benachbarten Polen erzeugt wird. Wenn jedoch das Magnetfeld so vermindert würde, daß es nicht mehr die Außenseite der Entwicklungshülse erreicht, würde der Magnetkörper die Tonerpartikel nicht mehr magnetisch anzie­ hen und folglich würde auch keine gleichmäßige Tonerschicht mehr erzeugt. Obwohl ein Magnetkörper mit Magnetpolen, wel­ che einander in geringen Abstand abwechseln, so angetrieben werden kann, daß er sich mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, um so eine gleichmäßige Tonerschicht zu erzeugen, wie es bereits vorgeschlagen worden ist, kann die hochschnelle Drehung nicht ohne einen Antriebsmechanismus durchgeführt werden, welcher verhältnismäßig viel Geräusch erzeugt. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die hochschnelle Drehbe­ wegung des Magnetkörpers einen Wirbelstrom an der Oberfläche der Entwicklungshülse erzeugt, was wiederum die Erzeugung von Wärme zur Folge hat.

In einer anderen herkömmlichen Entwicklungseinrichtung ist der in der Entwicklungshülse angeordnete Magnetkörper durch ein Ladeteil in Form einer Schneide ersetzt, welche gegen die Oberfläche der Entwicklungshülse gedrückt wird. Die Lade­ schneide dient dazu, Toner durch deren Andrückkontakt an der Entwicklungsschneide durch Reibung zu laden, wobei dann eine Tonerschicht in einer vorherbestimmten geringen Stärke aufge­ bracht wird. Nur mit Hilfe einer solchen Schneide kann jedoch bei dieser Einrichtung keine ausreichende Tonermenge in den Andrückteil der Schneide gezwungen werden, so daß Toner nicht mit einer ausreichenden Kraft auf der Entwick­ lungshülse aufgebracht wird, mit dem Ergebnis, daß die Rei­ bung unzureichend ist.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine Entwicklungseinrich­ tung für eine Bildaufzeichnungseinrichtung zu schaffen, bei welcher mit Hilfe eines einfachen Aufbaus Toner auf einem Entwicklertransportteil in einer gleichmäßig dünnen Schicht entsprechend reguliert werden kann, während gleichzeitig ein ausreichendes Laden von Toner durch Reibung gegeben ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Entwicklungseinrich­ tung für eine Bildaufzeichnungseinrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Somit ist dann durch die Erfindung eine insgesamt verbesserte Entwicklungseinrichtung für eine Bildaufzeichnungseinrichtung geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich­ nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische vertikale Schnittansicht durch eine Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 vergrößert schematisch eine Teilansicht eines La­ dungsteils, welches gegen eine Entwicklungshülse gedrückt wird, und

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Einrichtung 10 grenzt an ein endloses photoleitfähiges Band 12 an, welches als Bildträger dient. Das Band 12, das in Form eines organischen Photoleiters (OPC) ausgeführt ist, wird so angetrieben, daß es sich in einer durch einen Pfeil A angezeigten Richtung mit einer Geschwindigkeit Vp dreht, welche bei dieser Ausführungsform annähernd bei 115 mm pro Sekunde liegt. Das Band 12 wird gleichförmig geladen und dann in den entsprechenden nicht dargestellten Stationen bildmäßig belichtet, wodurch dann ein latentes Bild elektro­ statisch auf dem Band 12 erzeugt ist. Eine Entwicklungshülse oder ein Entwicklertransportteil 16 ist drehbar in einem To­ nerbehälter 14 aufgenommen, welcher in der Einrichtung 10 vorgesehen ist. Die Entwicklungshülse 16 wird so gedreht, daß auf ihr aufgebrachter Toner entgegen dem Uhrzeigersinn transportiert wird, wie durch einenPfeil B angezeigt ist, und dabei in Kontakt mit der Oberfläche des Bandes 12 steht. In der dargestellten Ausführungsform weist die Entwicklungs­ hülse 16 einen Außendurchmesser von 25,4 mm auf und wird mit 351 Umdrehungen pro Minute gedreht. Die Entwicklungshülse 16 ist gebildet aus einer zylindrischen Welle 18, einer hohlen zylinderförmigen, leitfähigen Schicht 20, welche die Welle 18 umgibt, und aus einer ringförmigen Magnetschicht 22, wel­ che ihrerseits die leitfähige Schicht 20 umgibt. Ein Teil der Oberfläche der Magnetschicht 22, welche keinen Kontakt mit dem Band 12 hat, taucht in einen magnetischen Einkompo­ nententoner ein, welcher in dem Tonerbehälter 14 unterge­ bracht ist. Durch die magnetische Kraft der Magnetschicht oder -lage 22 werden Partikel des Toners auf die Magnet­ schicht 22 aufgebracht.

Die Magnetschicht 22 ist aus einem EPDM-Gummi mit einem darin feinst verteilten, magnetischen Barium-Ferrit-Material hergestellt und ist in dieser Ausführungsform 0,8 mm dick. Die Magnetschicht 22 ist so magnetisiert, daß sie S- und N-Pole hat, die einander in einem geringen Abstand abwech­ seln, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Beispielsweise kann die Magnetschicht 22 mit 60 S-Polen und 60 N-Polen versehen sein, und so ausgelegt sein, daß sie einen Scheitelwert von 220 Gauß hat. Die S- und N-Pole sind in einem Abstand I (in mm) angeordnet, welcher der folgenden Gleichung genügt:

I / (Vp / Vs) = 0,33 (mm)

wobei Vp die Geschwindigkeit des Bandes 12 (in mm/s) und Vs die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungshülse 16 (in mm/s) ist.

Ein Ladeteil in Form einer Schneide 24 ist bezüglich der Drehrichtung der Hülse 16 vor der Stelle angeordnet, an welcher das Band 12 und die Hülse 16 in Kontakt gehalten sind. Die Schneide 24 wird gleichförmig gegen die Magnet­ schicht 22 der Hülse 16 über deren gesamten Breite gedrückt. Die Schneide 24 dient dazu, durch Reibung den auf die Mag­ netschicht 22 aufgebrachten Toner zu laden und die Toner­ schicht in eine gleichförmige dünne Schicht einzustellen. Zwischen der Schneide 24 und der Oberfläche der Hülse 16 ist ein keilförmiger Zwischenraum 28 festgelegt, welcher in der Drehrichtung B der Hülse 16 fortlaufend abnimmt. Der Zwischenraum 28 hat einerseits die Funktion, die Tonerpar­ tikel durch Reibung zu laden und andererseits die Funktion, die Tonerschicht einzustellen und zu regulieren. Die Schneide 24 ist aus rostfreiem Stahl oder aus PK-Metall hergestellt, das von Hitachi Metals Co, Ltd. angeboten wird. Die Verwen­ dung von Metall hat weiterhin den Vorteil, daß es elastisch federt. Insbesondere die aus Metall hergestellte Schneide 24 kann leicht verformt werden, um dadurch zwischen der Schneide 24 und der Hülse 16 einen ausreichenden Druck zu erzeugen, um eine entsprechende Ladungsmenge auf den Toner aufzubringen, und es hält auch gut die Reibung zwischen dem Toner und der Hülse 16 aus. Erforderlichenfalls kann jedoch die Schneide 24 auch durch Kunstharz u.ä. ersetzt werden; die Schneide 16 kann beispielsweise 0,1mm dick sein. Ein Entladungsteil in Form einer Bürste 26 ist (in der Dreh­ richtung der Hülse ) nach dem Entwicklungsbereich angeord­ net, in welchem das Band 12 und die Hülse 16 einander berüh­ ren. Nachdem die Entwicklung in dem Entwicklungsbereich er­ folgt ist, entfernt die Bürste 26 die Ladung, welche auf der Oberfläche der Hülse 16 verblieben ist.

Während des Betriebs werden die Tonerpartikel, welche in dem Tonerbehälter 14 untergebracht sind, magnetisch an der Mag­ netschicht 22 der Entwicklungshülse 16 genau über den Mag­ netpolen der Magnetschicht 22 magnetisch festgehalten. Da die Magnetpole der Magnetschicht 22 in geringem Abstand von­ einander angeordnet sind, werden die Tonerpartikel im we­ sentlichen gleichförmig auf der Magnetschicht 22 in Form einer dünnen Lage aufgebracht. Die sich ergebende Toner­ schicht auf der Hülse 16 wird durch die Hülse 16 in den Be­ reich transportiert, in welchem die Schneide 24 mit Druck an der Hülse 16 in Anlage gehalten ist.

Wie in einem größerem Maßstab in Fig. 2 dargestellt ist, wird die auf der Hülse 16 ausgebildete Tonerschicht in den Zwischenraum 28 gezwungen, welcher, wie früher bereits aus­ geführt, in der Richtung B fortlaufend kleiner wird, und durch Reibung in dem Zwischenraum 28 geladen. Während der Reibungsladung werden die Tonerpartikel durch die Magnet­ schicht 22 der Hülse in Folge deren Magnetkraft wirksam zurückgehalten und werden dann in einem erwünschten Zustand in den Zwischenraum 28 hineinbefördert. Folglich reiben sich die Tonerpartikel sicher an der Schneide 24, wodurch sie aufgrund der Reibung gleichförmig geladen werden. Gleich­ zeitig werden die Tonerpartikel, die nacheinander in den Zwischenraum 28 gezwungen worden sind, ausgeglichen und ein­ geebnet. Insbesondere die Zwischenräume zwischen den Anhäu­ fungen von Tonerpartikeln, welche einzeln und unmittelbar auf der Hülse 16 genau über den Magnetpolen ausgebildet sind, d.h. die Teilbereiche, an welchen die Tonerpartikel nicht unmittelbar auf der Hülse 16 aufgebracht sind, werden mit diesen Tonerpartikeln gefüllt, welche durch die Schneide 24 mitgenommen worden sind. Hierdurch wird die Gleichmäßig­ keit der Tonerschicht noch gefördert. Die dünne Tonerschicht, welche, wie vorstehend beschrieben, erzeugt worden ist, wird zu dem Entwicklungsbereich befördert und dadurch dem latenten Bild zugeführt, welches auf dem Band 12 erzeugt ist. Infolge der gleichmäßigen Tonerschicht wird für die Entwicklung selbst die Tonerzufuhr gleichförmig durchgeführt, wodurch wiederum die Vorspannung, welche für eine Entwicklung ange­ legt wird, gleichförmig verteilt wird. Folglich wird das la­ tente Bild ohne irgendeine Unregelmäßigkeit, und ohne daß die Untergrundfläche verschmutzt wird, entwickelt. Ladung, welche nach der Entwicklung auf der Hülse 16 verbleibt, wird mit­ tels der Bürste 26 entfernt. Diejenige Oberfläche der Hülse 16, von welcher die Restladung entfernt ist, wird wieder in den Tonerbehälter 14 eingebracht, wenn die Hülse 16 gedreht wird. Bei diesem Zustand kann dann ein weiterer Entwicklungs­ zyklus begonnen werden.

In Fig. 3 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt, wobei dieselben oder ähnliche Bauelemente wie diejenigen in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet sind. Wie dargestellt, ist die Oberfläche der Ent­ wicklungshülse 16 mit einer dünnen Ladungsschicht 30 be­ deckt. Die Ladungsschicht 30 ist aus einem Material herge­ stellt, das ein ausreichendes Laden von Tonerpartikel er­ möglicht, und ist dünn genug, um die Magnetkraft ausreichend nach außen gelangen zu lassen.

Somit ist durch die Erfindung eine Entwicklungseinrichtung für einen Bildrekorder bzw. eine Bildaufzeichnungseinrich­ tung geschaffen, bei welcher Tonerpartikel durch Reibung hinreichend geladen werden, während gleichzeitig die Toner­ partikel in eine gleichförmige dünne Schicht ausgeglichen und eingeebnet werden.

Claims (11)

1. Entwicklungseinrichtung für eine Bildaufzeichnungsein­ richtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes, das auf einem Bildträger vorgesehen ist, mit Hilfe eines magnetischen Einkomponententoners, gekenn­ zeichnet durch
eine Entwicklertransporteinrichtung (16), um den Toner in einen vorherbestimmten Entwicklungsbereich zu befördern, in dem der Toner mitgenommen wird, wobei die Transportein­ richtung (16) ein Magnetteil (22) aufweist, das so magne­ tisiert ist, daß es in vorherbestimmten kleinen Abständen verschiedene Magnetpole hat, welche einander abwechseln, um so Partikel des Toners auf eine Oberfläche des Magnetteils (22) aufzubringen;
eine Ladeeinrichtung (24), welche gegen die Oberfläche des Magnetteils (22) gedrückt wird, um die Partikel, welche auf der Oberfläche des Magnetteils (22) aufgebracht sind, durch Reibung zu laden, und gleichzeitig die Partikel zu einer gleichmäßig dünnen Schicht einzuebnen, und
einen Zwischenraum (2 B), welcher zwischen der Oberfläche des Magnetteils (22) und des Ladeteils (24) festgelegt ist und in der beabsichtigten Transportrichtung (B) der Entwickler- Transporteinrichtung (16) ständig enger wird.

2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Entwickler-Transport­ einrichtung (16) ferner ein dünnlagiges Teil (30) aufweist, das auf der Oberfläche des Magnetteils (22) vorgesehen ist, um die Partikel des Toners zu laden.

3. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwickler-Transport­ einrichtung (16) ferner eine leitfähige Schicht (20) auf­ weist, welche auf der Oberfläche des Magnetteils (22) vorgesehen ist, welche dessen Außenfläche gegenüberliegt.

4. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetteil (22), das dünnlagige Teil (30) und die leitfähige Schicht (20) je­ weils in einer hohlen Zylinderform ausgebildet und um eine Welle (18) drehbar sind.

5. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magnetteil (22) aus EPDM-Gummi hergestellt ist, in welchem ein magnetisches Barium-Ferrit-Material feinst verteilt ist.

6. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetteil (22) sechzig S-Pole und sechzig N-Pole als die Magnetpole auf­ weist und einen Scheitelwert von 220 Gauß hat.

7. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung eine Schneide (24) aufweist.

8. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (24) aus Metall hergestellt ist.

9. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (24) aus Kunstharz hergestellt ist.

10. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (28) vor­ gesehen ist, damit die Tonerpartikel auf der Oberfläche des Magnetteils (22) durch Reibung geladen, und die Tonerpartikel in eine gleichmäßig dünne Schicht eingeebnet werden.

11. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine Entladungseinrichtung (26) welche bezüglich der beabsichtigten Transportrichtung der Entwickler-Transporteinrichtung (16) nach dem Entwicklungs­ bereich angeordnet ist, um mit ihr (26) eine Ladung zu ent­ fernen, welche nach einer Entwicklung auf der Entwickler- Transporteinrichtung (22) verblieben ist.