DE3886686T2 - Entwicklungsgerät. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Entwicklungsgerät zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes.
• Im allgemeinen wird in einem bilderzeugenden Gerät, wie einer elektrofotografischen Maschine, ein Entwicklerübertragungs-Bauelement eines Entwicklungsgerätes, für gewöhnlich eine Trommel, relativ zu einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauelement, das ein elektrostatisches latentes Bild trägt, mit einem festgelegten Abstand dazwischen angeordnet, und um das latente Bild zu entwickeln, wird eine geeignete Vorspannung dazwischen angelegt.
• Was die Entwicklungsverfahren anbelangt, so gibt es verschiedene Vorschläge, wie eine sogenannte springende Entwicklung, offenbart im U.S.-Patent Nr. 4.395.476, ein Elektrodenfluß-Entwicklungsverfahren, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 97071/1983 offenbart; diese Verfahren finden in handelsüblichen Produkten Anwendung.
• Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Entwicktungsgerätes, bei dem ein Entwickler T in einen Entwicklerbehälter eingefüllt ist und mittels eines Regulierbauelementes das nahe der Trommel 2 angeordnet ist oder mit ihr in Kontakt steht, in eine Entwicklerschicht 3 umgeformt wird, wobei die Entwicklerschicht 3 auf der Trommel 2, in die Umgebung des das latente Bild tragenden Bauelementes 1 wie beispielsweise ein elektrofotografisches lichtempfindliches Bauelement o. ä. befördert wird, welches sich in der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung dreht und auf der das latente Bild entwickelt wird. Während der Entwicklung wird, wenn es erforderlich ist, ein Gleich- oder Wechselstrom zwischen der Trommel 2 und dem das latente Bild tragenden Bauelement angelegt. Es ist insbesondere in einem Entwicklungsgerat wichtig, bei dem ein Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, eine Entwicklerschicht auf der Trommel zu bilden, um die Gleichmäßigkeit eines festen schwarzen Bildes zu gewährleisten. Um das zu erreichen, gibt es viele Vorschläge, wie das Verwenden eines isolierenden Regulierbauelementes, eines leitfähigen Regulierbauelementes, eines polarisierbaren oder nichtpolarisierbaren Materials.
• Die U.S.-Patente der Nummern 4.458.627, 4.395.476, 4.377.332, 4.380.966 und die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 116559/1983 offenbaren Verfahren zum Ausbilden einer dünnen Entwicklerschicht durch das Verwenden eines ela stischen Bauelementes, das mit der Trommel in Kontakt steht. Derartige Verfahren zeichnen sich dadurch aus, daß die Entwicklerschichtausbildung und das Aufbringen von elektrischer Ladung durch Reibung sehr stabil gegenüber Änderungen von äußeren Umgebungsbedingungen sind.
• Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Entwicklungsgerätes, bei dem ein derartiges Verfahren angewendet wird. Bei dieser Fig. werden entsprechend den Bauelementen nach Fig. 1 die gleichen Bezugsziffern 1 bis 4 zugeordnet. Das elastische Regulierbauelement in Form einer Klinge, das mit der Trommel 2 in Kontakt steht, wird durch eine Bezugsziffer 5 bezeichnet.
• Ist das Regulierbauelement jedoch ein elastisches Bauelement in Form einer Klinge, so kann der Entwickler leicht an den angrenzend gegenüberliegenden längsseitigen Endabschnitten des Regulierbauelementes überlaufen, was die Verunreinigung des Gerätes zur Folge hat. Als Maßnahme, um das zu vermeiden, wird ein in den U.S.-Patenten der Nummern 4.341.179, 4.373.468 und 4.387.664 offenbartes Abdichtungsbauelement verwendet, und ein weiches Abdichtungsmaterial wie Moltopren und Filz wird in den Raum zwischen dem Gehäuse des Entwicklungsgerätes und den längsseitigen Endabschnitten des elastischen Regulierbauelementes geschichtet, um das Überlaufen oder Auslaufen zu minimieren.
• Es ist aber schwierig, das Material mit hinreichender Genauigkeit zu befestigen. Insbesondere schiebt das geschichtete Material die Endabschnitte des elastischen Regulierbauelementes hoch, mit dem Ergebnis, daß der Kontaktdruck des Regulierbauelementes auf die Trommel in den Endabschnitten unterschiedlich zu dem im mittleren Abschnitt ist, und deshalb die Dichte des entwickelten Bildes uneinheitlich wird. Bei einem anderen Verfahren werden verstreungsverhindernde Bauelemente an den gegenüberliegenden längsseitigen Endkanten des elastischen Regulierbauelementes angeordnet. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das elastische Regulierbauelement durch die Drehung der Trommel, indem es an ihr reibt, vibriert, so daß der Toner zwischen den Kanten des elastischen Regulierbauelementes und dem verstreuungsverhindernden Bauelement ausläuft und damit verstreut wird. Außerdem ist die Wirkung zum Verhindern des Auslaufens nicht hinreichend. Bei einem anderen Verfahren werden die Kanten des elastischen Regulierbauelementes fester an das Tragelement angebracht, was jedoch zur Folge hat, daß die gegenüberliegenden Enden des Regulierbauelementes an den Endabschnitten stärker an die Trommel gedrückt werden als im mittleren Abschnitt und deshalb das Bild uneinheitlich wird.
• Fig. 3 zeigt eine andere Möglichkeit, wobei Begrenzungsbauelemente 61 und 62 in Kontakt mit der Trommel 2 vor dem elastischen Regulierbauelement 5 angeordnet sind, und der Entwickler dem Bauelement 5 in einer Breite, die kleiner ist als die des Bauelementes 5, bereitgestellt wird, wodurch die eingestellte Entwicklerschicht 3 auf das Gebiet A des elastischen Regulierbauelementes beschränkt wird, so daß der Entwickler nicht die Kanten des Regulierbauelementes erreicht. Das sollte als eine Maßnahme in Betracht gezogen werden. Es wird weiter in Betracht gezogen, daß der Abschnitt A, auf dem die Entwicklerschicht auf der Trommel 2 gebildet wird, durch Sandstrahlen oder Abschleifen mit Sandpapier o. ä. in eine aufgerauhte Oberfläche- umgeformt wird, wie in den vorher erwähnten U.S.-Patenten der Nummern 4.395.476 und 4.380.966 offenbart ist, während das Gebiet außerhalb des Abschnittes A, auf dem die Entwicklerschicht nicht ausgebildet wird, zur Erhöhung des engen Kontaktes glatt verbleibt und zwischen dem elastischen Regulierbauelement und dem glatten Oberflächenabschnitt zum Verhindern des Auslaufens von Entwickler vergrößert ist. Bei einem Langzeiteinsatz des Gerätes kommt es jedoch dazu, daß ein Teil des Entwicklers im Gebiet A nach und nach wandert; obwohl die Menge dessen sehr gering ist, ist sie von solchem Umfang, daß der Entwickler durch den glatten Oberflächenabschnitt 2' der Trommel und das elastische Regulierbauelement 5 zurückgehalten wird und sich ansammelt, was die Ansammlung des Entwicklers zur Folge hat. Der angesammelte Entwickler wird nach und nach zu den Endabschnitten geschoben und schließlich von den Endkanten des elastischen Regulierbauelementes weggeschoben. Wenn das auftritt, fällt der Entwickler aus dem Entwicklungsgerät heraus, da die glatte Oberfläche eine geringe Förder- und Rückhaltekraft gegenüber dem Entwickler hat und verunreinigt das elektrofotografische Gerät. Oder, wenn die Ansammlung groß wird, schiebt sie das elastische Regulierbauelement weg, so daß der Entwickler herausfällt und verstreut wird, wie oben beschrieben; oder die Regulierwirkung auf die Entwicklerschicht am Abschnitt A abgeschwächt wird, was die Einheitlichkeit der Entwicklerschicht verschlechtert, und was zur Folge hat, daß das resultierende Bild uneinheitlich ist.
• Bei einem Gerät, bei dem ein magnetischer Vorhang zwischen dem magnetischen Regulierbauelement und der Trommel ausgebildet wird, um die Dicke der Entwicklerschicht einzustellen, läuft der Entwickler über, der sich den Endkanten des magnetischen Regulierbauelementes angrenzend angesammelt hat, und verunreinigt das Gerät.
• JP-A-6270884 offenbart die Verwendung einer aufgerauhten Oberfläche an einem äußeren Umfangsteil einer Entwicklungs trommel, in Verbindung mit einem Magneten, um die Tonerverstreuung an den Endbereichen der Trommel zu verhindern.
Zusammenfassung der Erfindung
• Erfindungsgemäß ist ein Entwicklungsgerät mit einem Entwicklerübertragungs-Bauelement zum Übertragen eines Entwicklers, einer Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des Entwicklers für das Entwicklerübertragungs-Bauelement, einer Reguliereinrichtung zum Regulieren der Dicke einer auf dem Entwicklerübertragungs-Bauelement gebildeten Entwicklerschicht, einer aufgerauhten Oberfläche auf dem Entwicklerübertragungs-Bauelement, dadurch gekennzeichnet daß, die aufgerauhte Oberfläche (B) eine Breite hat, die größer ist als die durch die Reguliereinrichtung eingestellte Breite der Entwicklerschicht (A).
• Wie die Erfindung ausgeführt werden kann, wird nachfolgend nur anhand von Beispielen und mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgerätes nach Stand der Technik.
• Fig. 2 eine Schnittansicht eines anderen Entwicklungsgerätes nach Stand der Technik.
• Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnittes des Gerätes nach Fig. 2.
• Fig. 4 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgerätes, die die Ursachen des Verstreuens von Entwickler veranschaulicht.
• Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Hauptteiles eines Entwicklungsgerätes eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.
• Fig. 6 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgerätes eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.
• Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Entwicklungsgerätes nach Fig. 6.
• Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Entwicklungsgerätes eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.
• Fig. 9 eine Schnittansicht des Entwicklungsgerätes nach Fig. 8.
• Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Entwicklungs gerätes eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.
• Fig. 11 eine Schnittansicht eines Hauptteils des Gerätes nach Fig. 10.
• Fig. 12 eine Schnittansicht des Gerätes nach Fig. 10, die die magnetische Abdichtung veranschaulicht.
• Fig. 13 veranschaulicht einen Zusammenhang zwischen dem Gerät nach Fig. 10 und dem lichtempfindlichen Bauelement.
• Fig. 14 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgerätes, die die Anordnung einer elastischen Klinge veranschaulicht.
• Fig. 15 eine Schnittansicht noch eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
• Nach Fig. 5 wird eine Entwicklungstrommel mit Entwickler aus einem Entwicklerbehälter 4 versorgt. Die Trommel 2 ist in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung drehbar, um den Entwickler darauf zu übertragen. Bezüglich der Drehrichtung der Trommel 2 sind an einer Stelle oberhalb der Kontaktstelle zwischen der Trommel 2 und einem elastischen Regulierbauelement 5 in Form einer Platte Begrenzungsbauelemente 61 und 62 mit Zwischenraum in Längsrichtung der Trommel 2 und in Kontakt mit, oder mit kleinem Zwischenraum zur Oberfläche der Trommel 2 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den Begrenzungsbauelementen 61 und 62, gemessen in Längsrichtung der Trommel, ist im allgemeinen gleich der Breite des Gebietes A. Der vom Behälter 4 bereitgestellte Entwickler bewegt sich durch den Zwischenraum zwischen den Begrenzungsteilen 61 und 62 zur Kontaktstelle zwischen dem Regulierbauelement und der Trommel 2. Das Regulierbauelement 5 bildet eine Entwicklerschicht 3, die eine vorbestimmte Dicke hat, und deren Breite gleich der des Gebietes A ist. In einer Entwicklungszone, in der die Trommel 2 dem lichtempfindlichen Bauelement gegenüber liegt und in der der Entwickler von der Trommel 2 auf das lichtempfindliche Bauelement 1 übergeben wird, ist die Dicke der Entwicklerschicht 3 vorzugsweise geringer, als der Abstand zwischen der Trommel 2 und dem lichtempfindlichen Bauelement 1. Das ist aber nicht zwangsläufig so.
• Wie in der Figur gezeigt, ist die Breite, in der das elastische Regulierbauelement in Kontakt mit der Trommel 2 steht, größer als die Breite des Gebietes A. Hier in dieser Beschreibung ist mit "Breite" eine Ausdehnung gemeint, die in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Entwicklerbeförderung gemessen wird. Deshalb ist in dem Fall, bei dem das Entwicklerübertragungs-Bauelement die Form eines zylindrischen drehbaren Bauelementes hat, die Breite eine Ausdehnung, die entlang seiner Längsachse gemessen wird.
• Die Breite des Gebietes, in der das latente Bild auf dem lichtempfindlichen Bauelement 1 gebildet wird, ist vorzugsweise im wesentlichen gleich oder kleiner als die Breite des Gebietes A.
• In Fig. 5 ist das mit dem Bezugszeichen B bezeichnete Gebiet der Oberfläche der Trommel eine aufgerauhte Oberfläche. Die Breite des aufgerauhten Oberflächengebietes B ist größer, als die Breite des Kontaktabschnittes zwischen dem elastischen Regulierbauelement 5 und der Trommel 2. Deshalb befindet sich der Kontaktabschnitt in seiner Gesamtheit, von dessen einem Ende bis zum anderen, innerhalb des aufgerauhten Oberflächengebietes B.
• Die aufgerauhte Oberfläche wird durch Sandstrahlen des Gebietes B der Trommel 2 mit kugelförmigen Partikeln, ungleichförmigen Partikeln, die scharfe Kanten haben, oder einer Mischung davon, oder durch Abschleifen des Gebietes B mit Schleifpartikeln wie Sandpapier, geschaffen. Eine anderes Verfahren zur Bildung der aufgerauhten Oberfläche ist verwendbar. Im Beispiel nach Fig. 5 ist das Gebiet B durch Sandstrahl-Behandlung mit ungleichförmigen Partikeln von 400 mesh aufgerauht.
• Das elastische Regulierbauelement 5 ist an seinem einen Endabschnitt an dem Behälter 4 mit Schrauben oder einem Klebstoff angebracht und es ist durch die elastische Kraft, die durch Biegen des Bauelementes 5 geschaffen wurde, in der Nähe seines freien Endabschnittes in federndem Kontakt mit der Trommel. Es ist vorzuziehen, daß eine Bauchseite des gebogenen Regulierbauelementes 5 in Kontakt mit der Trommel 2 ist, anstatt daß die freie Endkante in Kontakt mit der Trommel ist.
• Das elastische Regulierbauelement 5 kann eine elastische Kautschukplatte, wie etwa eine Urethan-Kautschukplatte, Silikon-Kautschukplatte und Butadien-Akrylnitril-Kautschuk- Platte o. a., eine aus Metall bestehende elastische Platte, wie etwa eine Phosphorbronzeplatte, eine Platte aus nichtrostendem Stahl o. a., oder eine elastische Kunstharzplatte, wie etwa eine Polyethylenterephthalat-Platte, eine Platte aus Polyethylen hoher Dichte o. a. sein. Wenn eine elastische Kautschukplatte verwendet wird, hat sie vorzugsweise eine Härte von 50x10&sup6; bis 80x10&sup6; kg/cm² (JIS K6301), einen Elastizitätsmodul von 20 bis 60 kg/cm² und eine Dicke von 0.5 bis 2.0 mm. Sie wird vorzugsweise mit einer Kraft von 5 bis 80 g/cm entlang der Trommelachse gegen die Trommel 2 gepreßt. Wenn eine elastische Metallplatte verwendet wird, hat sie vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 0.7x10&sup6; bis 2.0x10&sup6; kg/cm² und eine Dicke von 0.1 bis 0.5 mm. Sie wird vorzugsweise mit einer Kraft von 5 bis 80 g/cm entlang der Trommelachse gegen die Trommel 2 gepreßt. Wenn eine der elastischen Platten aus Kunstharzmateriai verwendet wird, hat sie vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 7.0x10&supmin;³ bis 4.0x10&sup4; kg/cm² und eine Dicke von 0.2 bis 1.0 mm. Sie wird vorzugsweise mit einer Kraft von 5 bis 80 g/cm entlang der Längsseite der Trommel gegen die Trommel 2 gepreßt. Die Erfindung ist aber nicht auf den obigen zahlenmäßigen Bereich begrenzt.
• Die Trommel 2 wird bei Aufnahme des Betriebes gedreht. Im Anfangsstadium der Drehung hat die ausgebildete Entwicklerschicht 3 eine Breite, die gleich der Breite des Gebietes A ist. Mit fortgesetzter Drehbewegung fließt ein Teil des Entwicklers allmählich in Richtung der Endabschnitte des elastischen Regulierbauelementes 5, wie vorhergehend beschrieben. Der ausgeflossene Entwickler bildet jedoch keine Ansammlung 7, wie in Fig. 4 gezeigt, statt dessen wird er unter das Bauelement 5 bewegt, um von dort herausgefördert zu werden, da die aufgerauhte Oberfläche der Trommel eine starke Entwicklerförderkraft hat, wodurch eine Entwicklerschicht auf der Trommel 2 ausgebildet und in den Behälter zurückgeführt wird. Ausgehend von der ursprünglichen Breite A erweitert sich die Breite der Entwicklerschicht 3 allmählich, bis sie schließlich die Endabschnitte erreicht, d. h. die Entwicklerschicht 3 die gesamte Breite des elastischen Regulierbauelementes 5 bedeckt.
• Somit fließt der Entwickler von den Endkanten des elastischen Regulierbauelementes 5 ab. Im vorliegenden Fall erstreckt sich jedoch die aufgerauhte Oberfläche über die Kontaktbreite des elastischen Regulierbauelementes 5 hinaus, und daher wird dem ausgelaufenen Entwickler eine ausreichende Förderkraft zur Verfügung gestellt und er wird somit nach und nach laufend gefördert. Demgemäß sammelt sich der Entwickler an den Endabschnitten des elastischen Regulierbauelementes 5 nicht in einem solchen Umfang an, daß der Entwickler herausfällt oder verstreut wird , sondern er wird in den Entwicklerbehälter 4 zurückgeführt. Die Menge des ausgeflossenen Entwicklers ist über eine lange Dauer sehr klein und deshalb bildet der ausgeflossene Entwickler keine sehr uneinheitliche Schicht aus, obwohl er sich außerhalb des Einstellgebietes des elastischen Regulierbauelementes 5 befindet. Somit kann die Verunreinigung und der Einfluß auf das Bild völlig vernachlässigt werden.
• Das in Fig. 5 dargestellte Entwicklungsgerät ist in dem Fall verwendbar, bei dem ein magnetischer Einkomponenten- Entwickler verwendet wird oder in dem Fall, bei dem ein nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler auf die gleiche Weise verwendet wird. Im ersten Fall ist ein Magnet, der als eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung fungiert, innerhalb der Trommel 2 angeordnet und er wird gedreht oder er ist in Bezug auf das, das latente Bild tragende Bauelement 1, fest angeordnet. Die Breite der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung ist größer als die Breite des elastischen Regulierbauelementes 5 und nicht größer als die Breite des aufgerauhten Oberflächengebietes B, durch den die oben beschriebene verstreuungsverhindernde Förderkraft ausreichend aufgebracht wird. Dies verhält sich derart, weil das Magnetfeld sowohl innerhalb des Gebietes B als auch angrenzend und außerhalb des Kontaktgebietes zwischen dem elastischen Regulierbauelement 5 und der Trommel 2 ausgebildet wird und deshalb der magnetische Entwickler auf der Trommel 2 durch das magnetische Feld zurückgeführt wird.
• Außerhalb des Gebietes B der Trommel 2 ist die glatte Oberfläche C. Im glatten Oberflächengebiet C ist ein weiches Abdichtungsbauelement 10, das aus Filz, Moltopren o. a. besteht und am Behälter 4 angebracht ist, in Kontakt mit der Trommel 2. Das Abdichtungsbauelement 10, durch das der Entwickler im Behälter 4 am Auslaufen gehindert wird, ist im Behälter 4 um das Gebiet C der Trommel 2 gewickelt, wie in Fig. 5 dargestellt. Durch den Kontakt des Abdichtungsbauelementes 10 mit dem glatten Oberflächengebiet C wird der Verschleiß und die Beschädigung des Abdichtungsbauelementes 10 minimiert und auch weiterhin wird der Entwickler am Auslaufen zwischen dem Abdichtungsbauelement 10 und der Trommel 2 hindurch gehindert.
• Eine Stromquelle 8 versorgt die Trommel 2 mit einer Entwicklungsvorspannung. Die durch die Quelle 8 bereitgestellte Spannung ist eine überlagerte Gleich- und Wechselspannung, die Wechselspannung hat die Form einer Sinus- oder Rechteckwelle; durch den Einsatz einer solchen Spannung kommt es zur Ausbildung eines pulsierenden elektrischen Feldes in der Entwicklungszone. Durch das Regulieren der Dicke der Entwicklerschicht durch das Kontaktieren eines elastischen Regulierbauelementes 5 mit der Trommel 2 kann eine sehr dünne Entwicklerschicht ausgebildet werden, und deshalb ist die Bildung des pulsierenden elektrischen Feldes in der Entwicklungszone vorzuziehen, um den Wirkungsgrad bzw. die Leistungsfähigkeit der Entwicklungen durch dünne Schichten zu steigern. Die Erfindung ist jedoch auch auf ein Entwicklungsgerät anwendbar, bei dem eine Gleichvorspannung an einer Entwicklungstrommel 2 angelegt wird.
• Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Beispiel, worin zwei Entwicklerschichtdicke-Regulierbauelemente verwendet werden. Eines der Regulierbauelemente 9 ist eine magnetische Klinge aus Eisen o. ä., das einem der magnetischen Pole des Magneten 11 gegenüberliegt, der feststehend innerhalb der Trommel 2 angeordnet ist. Die magnetische Klinge ist mit einem Zwischenraum zur Trommel 2, mit einem gleichmäßig kleinen Abstand über die gesamte Breite des Gebietes B, angeordnet. Wie im U.S.-Patent Nr. 4.387.664 offenbart, ist die magnetische Klinge 9 stark wirksam, um den magnetischen Fluß des Magneten 11 zur Klinge 9 hin zu konzentrieren, so daß ein magnetischer Vorhang zwischen der Trommel 2 und der Klinge 9 ausgebildet wird, wobei der magnetische Vorhang zum Begrenzen des magnetischen Entwicklers wirksam ist. Dies bildet eine magnetische Entwicklerschicht mit einer Dicke aus, die kleiner als der kleine Abstand ist. In Drehrichtung der Trommel 2 stromabwärts der magnetischen Klinge 9, kontaktiert ein elastisches Regulierbauelement 5 die Trommel 2. Das elastische Regulierbauelement 5 dient zum weiteren Reduzieren der Dicke der durch die magnetische Klinge gebildeten Entwicklerschicht und steigert auch die reibungselektrische Aufladung des Entwicklers.
• Wie in Fig. 7 dargestellt, ist die Breite der magnetischen Klinge 9 größer als die Breite des elastischen Regulierbauelementes 5 und sie ist nicht länger als die Breite des aufgerauhten Oberflächengebietes B. Die Breite des aufgerauhten Oberflächengebietes B ist größer als die Breite des elastischen Regulierbauelementes 5. Bei dieser Vorgehensweise ist das Entwicklungsgerät stabil gegen Veränderungen in den Umgebungsbedingungen und arbeitet, ohne den Entwickler von den Kanten des elastischen Regulierbauelementes zu verstreuen. Um Verstreuung und Ausfließen des Entwicklers an den Enden des elastischen Regulierbauelementes 5 zu verhindern, ist es wirksam, daß die innerhalb der Trommel gegenüberliegend der magnetischen Klinge 9 angeordnete Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung 11 eine Breite hat, die größer als die Breite des elastischen Regulierbauelementes 5 ist und daß sie gleich der durch die magnetische Klinge 9 gebildeten Entwicklerschichtbreite ist, und deshalb der Breite des aufgerauhten Oberflächengebietes B gleich ist. Die Oberfläche der Trommel 2 außerhalb der magnetischen Klinge 9 kann eine glatte Oberfläche C sein, und das Ausfließen des Toners in das Gebiet C kann durch eines der bekannten Verfahren, zum Beispiel durch ein Abdichtungsbauelement 10 aus Filz, Moltopren o. ä. auf dem Gebiet C der Trommel 2 verhindert werden.
• Wenn ein nichtmagnetischer Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, kann das in Fig. 5 dargestellte Gerät verwendet werden, wobei der Magnet innerhalb der Trommel 2 nicht nötig ist. Auch ist in diesem Fall die Trommel 2 gegen ein festes zylindrisches Bauelement austauschbar.
• Wie im U.S.-Patent Nr. 4.548.489 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung 101680/1984 offenbart, wird in einem Gerät, worin im Behälter 4 eine Mischung von nichtmagnetischen Toner- und magnetischen Trägerpartikeln enthalten und vermischt ist, und im wesentlichen nur nichtmagnetische Tonerpartikel in die Entwicklungszone transportiert werden, bewirkt, daß die Magnetfelderzeugungs-Einrichtung innerhalb der Trommel eine Breite entsprechend der Breite des Gebietes A hat, um das Verstreuen und Auslaufen der magnetischen Trägerpartikeln zu verhindern. Durch das Kontaktieren des elastischen Regulierbauelementes 5 mit der Trommel 2 ist es möglich, nur den Tonerpartikeln das Passieren der Kontakt zone zwischen der Trommel 2 und dem Regulierbauelement 5 zu gewähren, da die Partikelgröße des Trägers größer ist als die Partikelgröße des Toners.
• In dieser Beschreibung bedeutet der "Kontakt des elastischen Regulierbauelementes zu der Trommel", daß bei nicht vorhandenem Entwickler das elastische Regulierbauelement direkt in Kontakt mit der Trommel ist, aber bei vorhandenem Entwickler das Regulierbauelement federnd gegen die Trommel gedrückt wird, um die dünne Entwicklerschicht auf die Trommel 2 zu pressen.
• Die Fig. 8 und 9 zeigen ein Beispiel, in dem das elastische Regulierbauelement von Fig. 5 durch eine aus Eisen o. a. bestehende magnetische Klinge 9 ersetzt wurde. Die magnetische Klinge 9 ist über ihre gesamte Breite mit einem einheitlichen kleinen Abstand zu der Trommel 2 angeordnet und liegt gegenüber eines magnetischen Pols des Magneten 10, der feststehend in der Trommel 2 angeordnet ist. In derselben Weise, wie mit den Fig. 6 und 7 beschrieben, wird eine dünne Entwicklerschicht ausgebildet. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Breite des aufgerauhten Oberflächengebietes B größer, als die Breite der magnetischen Klinge 9, gemessen entlang der Achse der Trommel. Bei solcher Vorgehensweise neigt der Entwickler dazu, sich den Kanten der Klinge 9 angrenzend anzusammeln und der an den Kanten ausgelaufene Entwickler wird durch starke Förderkräfte, die durch die aufgerauhte Oberfläche B geschaffen werden, transportiert, so daß die Entwicklerverstreuung verhindert wird.
• Bezug nehmend auf Fig. 10 ist eine aus nichtmagnetischen Material, wie Aluminium, nichtrostendem Stahl o. ä., bestehende Trommel in der durch einen Pfeil gezeigten Richtung drehbar und enthält einen feststehenden Magneten 10 (Fig. 11). Durch die Trommel wird bewirkt, die magnetische Tonerschicht 3 zu tragen, um den Toner in die Entwicklungszone an ein elektrofotografisches lichtempfindliches Bauelement 1 (Fig. 11) zu bringen, das sich in der durch einen Pfeil gezeigten Richtung dreht. Die zu der Trommel 2 koaxial angeordneten Abstandsrollen 12 sind in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Bauelement 1, um einen festgelegten Abstand zwischen der Trommel 2 und dem lichtempfindlichen Bauelement 1 aufrechtzuerhalten. Ein Behälter 4 enthält den Toner und führt ihn der Trommel 2 zu. Ein magnetisches Bauelement 13 in der Form einer Platte besteht aus magnetischem nichtrostendem Stahl, Eisen o. ä. und ist an den gegenüberliegenden Endvorsprüngen 13' angebracht, die sich abwärts gerichtet mit ihren freien Endabschnitten bis nahe an die Trommel 2 erstrecken. Die magnetische Platte ist am Behälter 4 befestigt. In dem Gebiet zwischen den beiden Vorsprüngen 13' der magnetischen Platte 13 ist eine elastische Klinge, die als das Entwicklerschichtdicke-Regulierbauelement fungiert, durch Schrauben oder Klebstoff befestigt. Die Vorsprünge 13' dienen als magnetische Abdichtungsbauelemente, um das Auslaufen des Toners zu begrenzen, wie nachfolgend beschrieben wird.
• Wie vorhergehend beschrieben, besteht die Klinge 5 aus elastischem Kautschukmaterial, wie etwa Urethan-Kautschuk, Silikon-Kautschuk und Butadien-Akrylnitril-Kautschuk oder aus metallischem elastischen Material, wie etwa Phosphorbronze, nichtrostendem Stahl oder einem elastischen Kunstharzmaterial, wie etwa Polyethylenterephthalat o. ä. und sie ist in elastischem Kontakt mit der Trommel 2.
• Wie durch Fig. 11 verständlich wird, ist ein Endabschnitt der Klinge 5, genauer ein oberer Endabschnitt, an einer bezüglich der Drehrichtung der Trommel stromauf gelegenen Seitenfläche der Platte 13 befestigt, wobei die Klinge 5 gekrümmt ist und sich unter die Platte 13 erstreckt, und der freie Endabschnitt der Klinge 5 bezüglich der Drehrichtung der Trommel 2 stromab der Vorsprünge 13' angeordnet ist Dadurch kann der Kontaktabschnitt zwischen der Klinge 5 und der Trommel 2 nahe an den Vorsprüngen 13' angeordnet sein, und deshalb kann die Tonerverstreuung angrenzend den Kanten der Klinge 5 in Breitenrichtung wirksam verhindert werden. Wenn die Klinge 5 bezüglich der Trommeldrehrichtung entgegengerichtet angeordnet ist, ist der obere Endabschnitt der Klinge 5 bezüglich der Trommeldrehrichtung an der stromabwärts gelegenen Seitenfläche der Platte 13 befestigt, wobei sich die Klinge 5 unter die Platte 13 erstreckt, und der freie Klingenendabschnitt stromab der Vorsprünge 13' angeordnet ist. Dies ist jedoch nicht zwangsläufig so.
• Der Kontaktabschnitt zwischen der elastischen Klinge 5 und der Trommel 2 befindet sich in Achsrichtung der Trommel gesehen, bevorzugterweise im wesentlichen am gleichen Ort, wie das magnetische Abdichtungsbauelement 13', oder bezüglich der Drehrichtung der Trommel 2 leicht stromab des magnetischen Abdichtungsbauelementes 13'. Es ist jedoch möglich, daß das magnetische Abdichtungsbauelement 13' bezüglich der Drehrichtung der Trommel 2 leicht stromab des Kontaktabschnittes angeordnet sein kann. In jedem Fall ist das magnetische Abdichtungsbauelement 13' innerhalb des Einflusses des durch den Magneten 11 aufgebauten magnetischen Feldes. Das Bauelement 13' liegt vorzugsweise einem der beiden Pole des Magneten 11 gegenüber, aber es kann auch mehr oder weniger davon abweichen. Der Toner im Behälter 4 wird durch die magnetische Kraft an die Trommel 2 angezogen, und er wird durch das Drehen der Trommel zwischen die Klinge 5 und die Entwicklungstrommel gerieben, wodurch der Toner in eine dünne Schicht geformt und ebenso reibungselektrisch aufgeladen wird. Dann wird der Toner zur Entwicklungszone befördert, wo er das latente Bild auf der Rolle 1 durch den Einsatz der Vorspannung zwischen der Trommel 2 und der Rolle 1 entwickelt. Hierbei treten Probleme der Tonerverstreuung und des Herausfallens des Toners an den Enden der Klinge 5 auf In diesem Ausführungsbeispiel verhindert der magnetische Abdichtungseffekt an den Endabschnitten der Klingen, der durch die magnetische Platte 13' und den innerhalb der Trommel 2 angeordneten Magneten 11 geschaffen wird, die Verstreuung des Toners.
• Mit Hinweis auf Fig. 12 folgt die Beschreibung bezüglich der Tatsache, daß Fig. 12 eine Schnittansicht entlang X-X in Fig. 11 ist. Gemäß Fig. 12 verläuft im magnetischen Abdichtungsbauelement 13' das magnetische Feld, das durch den magnetischen Pol (Nordpol in der Fig.) des gegenüber des Abdichtungsbauelementes 13' angeordneten Magneten 11 erzeugt wird, durch die Trommel 2 hindurch, so daß die Kraftlinien mit einer durch die strich-punktierten Linien M in dieser Fig. gezeigten hohen Dichte konzentriert verlaufen. Deshalb wird eine Tonerbarriere hoher Dichte T entlang den magnetischen Kraftlinien in dem Zwischenraum S zwischen der Klinge 5 und dem Bauelement 13' und in dem Zwischenraum S' zwischen der Trommel 2 und dem Bauelement 13 ausgebildet. Durch die Tonerbarriere T kann das Verstreuen und Herausfallen des Toners, der durch die Klinge 5 abgesperrt worden ist und sich in die Umgebung der Endabschnitte bewegt hat, verhindert werden.
• Die magnetische Platte 13' und die Trommel 2 können in engem Kontakt stehen, jedoch kann dazwischen ein Spalt von mehreren hundert Mikrometern vorgesehen werden, um Verschleiß und einen durch die Reibung bedingten Drehmomentanstieg zu verhindern, und so bewirkt in diesem Fall die magnetische Abdichtung, daß das Herausfallen einer Ansammlung von Toner verhindert wird. Es wird eine Tonerschicht, die eine geringere Dicke als der Zwischenraum S' hat, fortlaufend erzeugt und das Gerät wird nicht leicht verunreinigt. Die Tonerschicht wird innerhalb des Gebietes B, jedoch gemäß Fig. 10 außerhalb des Gebietes A ausgebildet. Im Gebiet A berührt die elastische Klinge die Trommel. Das Gebiet B ist breiter als das Gebiet A und deshalb ist das Gebiet A innerhalb des Gebietes B angeordnet. Das magnetische Abdichtungsbauelement 13' ist den gegenüberliegenden Enden des Gebietes B entgegengesetzt angeordnet.
• Ähnlich wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist die Oberfläche der Trommel im Gebiet B vorzugsweise in eine, durch Sandstrahlen oder Abschleifen der Oberfläche mit Sandpapier geschaffene, aufgerauhte Oberfläche geformt. Daher wird die Tonerförderkraft gesteigert, und deshalb ist die Förderkraft innerhalb des Gebietes B und außerhalb des Gebietes A erhöht, um das Rückführen des Toners in den Behälter 4 sicherzustellen.
• Es wird noch ein Vorteil des Gebietes B erklärt, das größer als die Breite der in Kontakt mit der Trommel stehenden Klinge 5 ist (die Breite des Gebietes A, gemessen in der Richtung senkrecht zum Tonertransport). Obwohl das Auslaufen des Toners in Form von Verstreuen oder Herausfallen von Toneransammlungen durch die magnetische Abdichtung verhindert werden kann, wird infolge des Zwischenraumes S eine in Fig. 13 gezeigte Tonerschicht L, die eine geringfügig größere Dicke als die Schicht in dem Gebiet A hat, den Klingenendabschnitten angrenzend erzeugt. Um die Rückführung der Tonerschicht in den Behälter 4 zu gewährleisten, wird die Oberfläche der Trommel in dem Gebiet B einschließlich des Gebietes, in welchem die geringfügig dicke Tonerschicht ausgebildet ist, aufgerauht, um die Tonerförder-Eigenschaft zu steigern. Obwohl diese Variante vorzuziehen ist, ist sie nicht zwangsläufig, und es ist auch gut, wenn nur das Gebiet A oder ein Gebiet, das kleiner ist als das Gebiet A, aufgerauht ist. Die Tonerschicht L bewirkt, daß das Ausdehnen des innen befindlichen Toners (Gebiet A) nach außen verhindert wird.
• Ein außerhalb des Gebietes B befindliches Gebiet C hat eine glatte oder spiegelnde bzw. hochglanzpolierte Oberfläche; im Gebiet C im Bereich des Behälters 4 befindet sich ein weiches, aus Filz oder Moltopren bestehendes Abdichtungsbauelement 10, das in Kontakt zu der Trommel 2 ist, um eine Tonerbewegung zu dem Endabschnitt der Trommel 2 hin zu verhindern und deshalb das Verstreuen verhindert.
• Wie in Fig. 13 gezeigt, ist die Breite des Gebietes A bevorzugterweise größer, als die Breite des Bildabschnittes auf der lichtempfindlichen Rolle 1 (der Abschnitt, der der aufzuzeichnenden Lichtinformation ausgesetzt ist). Diese Maßnahme wird durchgeführt, um zu verhindern, daß die Tonerschicht L im Bildabschnitt Geräusche erzeugt.
• Das magnetische Abdichtungsbauelement 13' ist außerhalb den gegenüberliegenden Enden der elastischen Klinge 5 angeordnet. Im vorliegenden Fall kann das Ende der Klinge 5 mit dem magnetischen Abdichtungsbauelement 13' in Kontakt sein, aber es ist vorzuziehen, daß ein Zwischenraum von 0.1 bis 0.2 mm oder bis zu 0.5 mm zwischen der Klinge 5 und dem Abdichtungsbauelement 13' ausgebildet wird, um die Klinge 5 frei beweglich in Richtung der Andrückung auf die Trommel zu machen, insbesondere, wenn die Klinge 5 aus einem weichen elastischen Kautschukmaterial wie Gummi besteht. Dies dient dazu, die Tonerverstreuung in die Luft zu verhindern, die auf dem Vibrieren der elastischen Klinge durch die Reibung mit dem Abdichtungsbauelement 13' beruht. Durch starkes Zusammendrücken der Klinge 5 und des Abdichtungsbauelementes 13' ist es möglich, das Vibrieren zu unterdrücken, was jedoch zu einem uneinheitlichen Klingen-Kontaktdruck führt.
• Das Bauelement 13' kann aus einem Magneten hergestellt sein. Zum Beispiel kann es ein magnetischer Südpol gegenüberliegend dem Nordpol des Magneten 11 sein, durch welchen ein konzentriertes magnetisches Feld gebildet wird. In dieser Beschreibung wird auch ein solcher Magnet als ein magnetisches Bauelement bezeichnet.
• Außer dem magnetischen Einkomponenten-Entwickler ist ein Zweikomponenten-Entwickler verwendbar, der eine Mischung aus einem nichtmagnetischen Toner und einem aus Eisenpartikeln o. ä. bestehenden magnetischen Träger ist. In diesem Fall funktioniert die Barriere T gemäß Fig. 12 als eine Trägerbarriere, um zu verhindern, daß der Träger oder Toner verstreut wird oder in Form einer Ansammlung ab- bzw. herunterfällt.
• In diesem Ausführungsbeispiel ist die Klinge 5, die als elastisches Regulierbauelement fungiert, gleichgerichtet in Kontakt zu der Trommel, mit Bezug auf ihre Drehrichtung, wie in Fig. 14 gezeigt, kann sie aber auch gegengerichtet in Kontakt sein.
• Gleichgerichteter Kontakt bedeutet, daß der freie Endabschnitt der Klinge 5 bezüglich der Trommeldrehrichtung stromab ihres befestigten Endabschnittes gelegen ist. Gegengerichteter Kontakt bedeutet, daß der freie Endabschnitt der Klinge 5 bezüglich der gleichen Richtung stromauf des befestigten Endabschnittes gelegen ist.
• Das Gebiet B der Trommeloberfläche hat eine Rauhigkeit von 0.1 bis 8 um mit fein verteilten nach außen gewölbten Abschnitten, von vorzugsweise 2 bis 50 um. Die Oberflächenrauhigkeit wird durch die JIS-Zehn-Punkt-Durchschnitts-Rauhigkeit (Rz)(JIS B0601) bestimmt. Insbesondere wird in einem Querschnitt der aufgerauhten Oberfläche eine Referenzlänge 1 ausgewählt und eine Mittelwerts-Höhenlinie gezogen. Eine zu der Mittelwertslinie parallele Linie verläuft durch die dritthöchste Spitze und eine hierzu parallele Linie verläuft durch das drittniedrigste Tal. Der Abstand zwischen diesen beiden Linien ist die Rauhigkeit (Mikrometer). Die Referenzlänge war 0.25 mm. Die Teilung ist bestimmt als
• 250 um / Spitzenanzahl (P) in einer Länge von 250 um.
• Die Spitze ist definiert als ein Spitzenwert mit einer Höhe, die bezüglich der beiden seitlich angrenzenden Täler nicht geringer als 0.1 um ist.
• Der Querschnitt der Oberfläche wurde durch ein genaues Oberflächenrauhigkeitsmeßgerät bestimmt, das bei Tailor Bobson oder Kosaka Kenkyusho erhältlich ist.
• Die Tonerpartikelgröße ist im Durchschnitt 5 bis 30 um, vorzugsweise 5 bis 15 um, und normaler Toner ist verwendbar.
• In den vorgehenden Ausführungsbeispielen liegt die Aufgabe des Entwicklerschichtdicke-Regulierbauelementes darin, den Entwickler auf eine Entwicklungstrommel oder Entwicklungsrolle, die dem bildtragenden Bauelement gegenläufig bzw. ihm entgegengesetzt ist, aufzutragen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch in dem Fall anwendbar, wenn es sich beim Entwicklerschichtdicke-Regulierbauelement um eine Entwicklerauftragstrommel oder -rolle zum Auftragen eines Entwicklers auf die Entwicklungstrommel oder -rolle handelt.
• Fig. 15 zeigt ein Beispiel eines derartigen Gerätes, bei dem die Trommel 2 nicht als eine Entwicklungstrommel, aber als eine Entwicklerauftragstrommel arbeitet. Eine Entwicklungstrommel 14, die einen feststehenden Magneten 15 beinhaltet, trägt den Entwickler, der von der Trommel 2 in die Entwicklungszone zugeführt wurde. Ein nichtmagnetischer Entwickler ist verwendbar.
• Während die Erfindung mit Bezug auf die hierin offenbarten Bauarten beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegten Details beschränkt und es ist vorgesehen, daß diese Anmeldung solche Modifikationen oder Veränderungen umfaßt, wie sie im Rahmen der folgenden Ansprüche auftreten können.

Claims (14)

1. Entwicklungsgerät, mit:

-einem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2) zum Übertragen eines Entwicklers;

-Bereitstellungseinrichtung (4) zum Bereitstellen des Entwicklers für das Entwicklerübertragungs-Bauelement (2);

-Reguliereinrichtung (5) zum Regulieren der Dicke der Entwicklerschicht, die auf dem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2) ausbildbar ist;

-einer aufgerauhten Oberfläche auf dem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2);

dadurch gekennzeichnet, daß die aufgerauhte Oberfläche eine Breite hat, die größer ist als die Breite einer Entwicklerschicht (A), die durch die Reguliereinrichtung (5) regulierbar ist.

2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Reguliereinrichtung (5) ein elastisches Bauelement enthält, welches mit dem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2) an einem Kontaktabschnitt in Kontakt steht.

3. Gerät gemäß Anspruch 2, wobei die Bereitstellungseinrichtung (4) mit einem Entwicklerauslaß (9) versehen ist, der sich bezüglich der Bewegungsrichtung des Entwicklerübertragungs-Bauelementes (2) an einem Ort stromauf des Kontaktes zwischen dem elastischen Regulierbauelement (5) und dem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2) gelegen ist, wobei der Entwickler durch den Auslaß zu dem Kontaktabschnitt abgebbar ist und der Auslaß eine Breite hat, die kleiner ist als die Breite des Kontaktabschnittes.

4. Gerät gemäß Anspruch 2, wobei der Kontaktabschnitt eine Breite hat, die größer ist als die Breite einer Bilderzeugungszone eines bildtragenden Bauelementes (1), das dem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2) gegenüberliegt.

5. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Entwicklerübertragungs-Bauelement eine glatte Oberfläche (C) außerhalb des Gebietes der aufgerauhten Oberfläche hat, und wobei die Bereitstellungseinrichtung ein Abdichtungsbauelement (10) enthält, das mit dem Gebiet der glatten Oberfläche in Kontakt steht.

6. Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiterhin eine Einrichtung (8) zum Bilden eines pulsierenden elektrischen Feldes zwischen dem Entwicklerübertragungs-Bauelement (2) und einem bildtragenden Bauelement (1), dem es gegenüberliegt, enthält.

7. Gerät gemäß Anspruch 2, das weiterhin einen, im Entwicklerübertragungs-Bauelement (2), welches drehbar ist, feststehend angeordneten Magneten hat; und ein magnetisches Abdichtungsbauelement (13') hat, das gegenüber dem drehbaren Bauelement (2) und angrenzend den Endabschnitten der elastischen Reguliereinrichtung (5) das magnetische Abdichtungsbauelement (13') angeordnet ist, wobei das magnetische Abdichtungsbauelement (13') an einer Stelle angeordnet ist, an der es durch den Magneten beeinflußbar ist; und bei dem der Entwickler ein magnetischer Entwickler ist.

8. Gerät gemäß Anspruch 7, wobei das magnetische Abdichtungselement (13') der aufgerauhten Oberfläche (B) gegenüber liegt.

9. Gerät gemäß Anspruch 8, wobei das drehbare Bauelement außerhalb der Zone der aufgerauhten Oberfläche (B) eine glatte Oberfläche (C) hat, und wobei die Bereitstellungseinrichtung ein Abdichtungsbauelement (61,62) hat, das mit der glatten Zone (C) in Kontakt steht.

10. Gerät gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das magnetische Abdichtungsbauelement (13') an den äußeren Endabschnitten des elastischen Regulierbauelementes (5) in der Richtung seiner Breite angeordnet ist.

11. Gerät gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, das weiter ein Tragelement (13) enthält, das einstückig mit dem magnetischen Abdichtungsbauelement (13') ausgebildet ist, um das elastische Regulierbauelement (5) aufzunehmen, wobei das magnetische Abdichtungsbauelement (13') aus dem Tragelement (13) in Richtung des drehbaren Bauelementes vorsteht.

12. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elastische Regulierbauelement (5) gebogen ist.

13. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aufgerauhte Oberfläche durch Sandstrahlen von Partikeln gegen die Oberfläche erzeugt ist.

14. Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die aufgerauhte Oberfläche durch Abreibung der Oberfläche des Entwicklerübertragungs-Bauelementes mit Partikeln erzeugt wird.