DE3808171C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung für eine Bildaufzeichnungseinrichtung zum Entwickeln eines elektro­ statischen, latenten Bildes nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Eine derartige Entwicklungseinrichtung für ein Bildaufzeich­ nungsgerät ist aus der JP-OS 59-119371 bekannt.

Aus der DE-OS 36 12 663 ist eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes bekannt, welche eine Transporteinrichtung zum Befördern eines Entwicklers entlang einer vorbestimmten Bahn enthält, welche eine Ent­ wicklungsstation aufweist, in welcher das elektrostatische latente Bild durch den Entwickler auf der Transporteinrich­ tung entwickelt wird. Es ist ferner eine Speichereinrichtung zum Unterbringen einer Entwicklermenge vorhanden. Gegen die Transporteinrichtung drückt ein rotierendes Teil, welches an­ getrieben wird und in einer vorbestimmten Richtung gedreht wird. Durch dieses rotierende Teil wird der Entwickler der Transporteinrichtung an einer ersten Kontaktstelle zwischen dem rotierenden Teil und der Transporteinrichtung zugeführt, wenn sich die Transporteinrichtung von der Kontaktstelle weg bewegt. Ferner wird irgendwelcher Entwickler auf der Transporteinrichtung von derselben an einer zweiten Kontakt­ stelle entfernt, wenn sich die Transporteinrichtung näher zu der Kontaktstelle hin bewegt. Das rotierende Teil besitzt zumindest an seiner Oberfläche eine Schicht aus einem ela­ stischen porösen Material. Diese Schicht kann elektrisch leitfähig und mit Erde verbunden sein.

Aus der US-PS 45 28 937 ist eine Vorrichtung zur Ausbildung eines Tonerfilms an einem photoleitfähigen Teil bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfaßt eine Entwicklerhülse, die drehbar angeordnet ist und eine Magnetwalze, die innerhalb der Hülse drehbar angeordnet ist, um magnetisch den Toner an der Außenfläche der Hülse festzuhalten, so daß dadurch ein Film aus Toner mit einer gewünschten Dicke und Ladung auf der Umfangsfläche der Hülse ausgebildet wird. Die Dicke dieses Films kann mit Hilfe einer von den Magneten anzieh­ baren Klinge auf einen relativ kleinen Wert eingestellt wer­ den.

Eine weitere Entwicklungseinrichtung ist in der offengeleg­ ten japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 50-45639 beschrieben. Diese bekannte Entwicklungseinrichtung umfaßt eine zylindrische Entwicklungshülse, welche als Entwickler­ transportteil dient und welche in der Nähe einer photoleit­ fähigen Trommel oder eines ähnlichen Bildträgers angeordnet ist. Die Entwicklungshülse hat im Inneren einen Magnetkör­ per mit einer Vielzahl ringförmig angeordneter Magnetpole. So lange magnetische Einkomponententoner an die Entwick­ lungshülse durch das Magnetfeld angezogen wird, welches durch den Magnetkörper erzeugt wird, werden die Entwick­ lungshülse und der Magnetkörper relativ zueinander ge­ dreht, um dadurch den Toner zu transportieren. In diesem Fall wird der Toner durch die Reibungskraft zwischen To­ nerpartikel nacheinander auf der Oberfläche der Hülse bewegt werden, während sie auf der Oberfläche entlang rol­ len.

Falls jedoch in einer Entwicklungseinrichtung der beschrie­ benen Art die benachbarten Pole des Magnetkörpers in großem Abstand voneinander angeordnet sind, würden Tonerpartikel auf der Entwicklungshülse nicht dünn und gleichförmig aufgebracht werden. Es ist daher auch schon eine Entwicklungs­ einrichtung vorgeschlagen worden, in welcher ein Magnetkörper magnetisiert ist, indem die verschiedenen Magnetpole einander abwechselnd in einem vorherbestimmten geringen Abstand angeordnet sind. In einer derartigen Einrichtung kann dann eine dünne Schicht aus Tonerpartikeln ausgebildet werden, da durch die zahlreichen verschiedenen Magnetpole, welche nahe beieinander angeordnet sind, eine kleine Menge Toner­ partikel sich sicher an den einzelnen Polen absetzen kann. Eine Verringerung des Abstandes zwischen benachbarten Ma­ gnetpolen führt jedoch auch zu einer Abnahme in dem Magnet­ feld, 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 ausrei­ chend magnetisch anziehen und folglich würde auch keine gleichmäßige Tonerschicht mehr erzeugt. Obwohl ein Magnet­ körper mit Magnetpolen, welche 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 wor­ den ist, kann die hochschnelle Drehung nicht ohne einen An­ triebsmechanismus durchgeführt werden, welcher verhältnis­ mäßig viel Geräusch erzeugt. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die hochschnelle Drehbewegung des Magnetkörpers einen Wirbelstrom an der Oberfläche der Entwicklungshülse erzeugt, was wiederum die Erzeugung von Wärme zur Folge hat.

In einer anderen bereits entwickelten Entwicklungseinrich­ tung ist der in der Entwicklungshülse angeordnete Magnet­ körper durch ein Ladeteil in Form einer Schneide ersetzt, welche gegen die Oberfläche der Entwicklungshülse gedrückt wird. Die Ladeschneide dient dazu, Toner durch deren An­ drückkontakt an der Entwicklungsschneide durch Reibung zu laden, wobei dann eine Tonerschicht in einer vorherbe­ stimmten geringen Stärke aufgebracht wird. Nur mit Hilfe einer solchen Schneide kann jedoch bei dieser Einrichtung keine ausreichende Tonermenge in den Andrückteil der Schnei­ de gezwungen werden, so daß Toner nicht mit einer ausrei­ chenden Kraft auf der Entwicklungshülse aufgebracht wird, mit dem Ergebnis, daß die Reibung unzureichend ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Entwicklungseinrichtung für eine Bildaufzeichnungsein­ richtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei welcher mit Hilfe eines einfachen Aufbaus Toner auf einem Entwick­ lertransportteil in Form einer sehr gleichmäßigen dünnen Schicht ausgebildet werden kann und die Schichtdicke genau reguliert werden kann, während gleichzeitig ein ausreichen­ des Laden des Toners durch Reibung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische vertikale Schnittansicht durch eine Entwicklungseinrichtung mit Merkmalen nach 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 mit Merkmalen nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Entwicklungseinrichtung mit Merkmalen nach 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 Entwicklertransporteinrichtung 16 ist drehbar in einem To­ nerbehälter 14 aufgenommen, welcher in der Einrichtung 10 vorgesehen ist. Die Einrichtung 16 wird so gedreht, daß auf ihr aufgebrachter Toner entgegen dem Uhrzeigersinn transportiert wird, wie durch einen Pfeil B angezeigt ist, und dabei in Kontakt mit der Oberfläche des Bandes 12 steht. In der dargestellten Ausführungsform weist die Entwicklertransport­ einrichtung 16 einen Außendurchmesser von 25,4 mm auf und wird mit 351 Umdrehungen pro Minute gedreht. Die Entwicklertransporteinrichtung 16 ist gebildet aus einer zylindrischen Welle 18, einer hohlen zylinderförmigen, leitfähigen Schicht 20, welche die Welle 18 umgibt, und aus einem Magnetteil in Form 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 22 werden Partikel des Toners auf die Magnet­ schicht 22 aufgebracht.

Die Magnetschicht 22 ist aus einem EPDM-Gummi, einem Copolymer aus Äthylen und Propyren, 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 Einrichtung 16 vor der Stelle angeordnet, an welcher das Band 12 und die Einrichtung 16 in Kontakt gehalten sind. Die Schneide 24 wird gleichförmig gegen die Magnet­ schicht 22 der Einrichtung 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 Entwicklertransporteinrichtung 16 ist ein keilförmiger Zwischenraum 28 festgelegt, welcher in der Drehrichtung B der Einrichtung 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. 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 Einrichtung 16 einen ausreichenden Druck zu erzeugen, um eine entsprechende Ladungsmenge auf den Toner aufzubringen. Erforderlichenfalls kann jedoch die Schneide 24 auch durch Kunstharz u.ä. ersetzt werden; die Schneide 24 kann beispielsweise 0,1mm dick sein. Ein Entladungsteil in Form einer Bürste 26 ist (in der Dreh­ richtung der Entwicklertransporteinrichtung) nach dem Entwicklungsbereich angeord­ net, in welchem das Band 12 und die Einrichtung 16 einander berüh­ ren. Nachdem die Entwicklung in dem Entwicklungsbereich er­ folgt ist, entfernt die Bürste 26 die Ladung, welche auf der Oberfläche der Entwicklertransporteinrichtung 16 verblieben ist.

Während des Betriebs werden die Tonerpartikel, welche in dem Tonerbehälter 14 untergebracht sind, magnetisch an der Mag­ netschicht 22 der Entwicklertransporteinrichtung 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 Einrichtung 16 wird durch dieselbe in den Be­ reich transportiert, in welchem die Schneide 24 mit Druck an der Einrichtung 16 in Anlage gehalten ist.

Wie in einem größeren Maßstab in Fig. 2 dargestellt ist, wird die auf der Einrichtung 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 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 Entwicklertransporteinrichtung 16 genau über den Magnetpolen ausgebildet sind, d.h. die Teilbereiche, an welchen die Tonerpartikel nicht unmittelbar auf der Einrichtung 16 aufgebracht sind, werden mit diesen Tonerpartikeln gefüllt, welche durch die Schneide 24 mitgenommen worden sind. Hierdurch wird die gleichmäßige Ausbildung 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 Entwicklertransporteinrichtung 16 verbleibt, wird mit­ tels der Bürste 26 entfernt. Diejenige Oberfläche der Einrichtung 16, von welcher die Restladung entfernt ist, wird wieder in den Tonerbehälter 14 eingebracht, wenn die Einrichtung 16 gedreht wird. Bei diesem Zustand kann dann ein weiterer Entwicklungs­ zyklus begonnen werden.

In Fig. 3 ist noch eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach 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 wicklertransporteinrichtung 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 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 (5)

1. Entwicklungseinrichtung für eine Bildaufzeichnungs­ einrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, la­ tenten Bildes, das auf einem Bildträger vorgesehen ist, mit Hilfe eines magnetischen Einkomponententoners, mit einer Entwicklertransporteinrichtung (16), um den Toner in einen vorherbestimmten Entwicklungsbereich zu beför­ dern, in dem der Toner mitgenommen wird, wobei die Trans­ porteinrichtung (16) ein Magnetteil (22) aufweist, das so magnetisiert ist, daß es in vorherbestimmten kleinen Ab­ ständen verschiedene Magnetpole hat, welche einander ab­ wechseln, um so Partikel des Toners auf eine Oberfläche des Magnetteils (22) aufzubringen, mit einer Ladeeinrichtung (24), welche gegen die Oberfläche des Magnetteils (22) gedrückt wird, um die Partikel, welche auf der Oberflä­ che des Magnetteils (22) aufgebracht sind, durch Reibung zu laden, und gleichzeitig die Partikel zu einer gleich­ mäßig dünnen Schicht einzuebnen, und mit einen Zwischen­ raum (28) zwischen der Oberfläche des Magnetteils (22) und dem Ladeteils (24), welcher in der beabsichtigten Transportrichtung (B) der Entwickler-Transporteinrichtung (16) ständig enger wird, dadurch gekennzeich­ net, daß das Magnetfeld (22) aus EPDM-Gummi, ein Copolymer aus Äthylen und Propyren, herge­ stellt ist, in welchem ein magnetisches Barium-Ferrit-Ma­ terial feinst verteilt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Magnetteil (22) sechzig S-Pole und sechzig N-Pole als die Magnetpole aufweist und einen Scheitelwert von 200 Gauß hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung eine Schneide (24) aus Metall oder Kunstharz aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch eine Entladungseinrichtung (26), welche be­ züglich der beabsichtigten Transportrichtung der Entwick­ ler-Transporteinrichtung (16) nach dem Entwicklungsbereich angeordnet ist, um mit ihr (26) eine Ladung zu entfernen, welche nach einer Entwicklung auf dem Magnetteil (22) ver­ blieben ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld (22) als ringförmige Magnetschicht ausgebildet ist, welche eine zy­ linderförmige leitfähige Schicht (20) umgibt, welche wieder­ um auf einer zylindrischen Welle (18) angeordnet ist.