DE4012698A1 - Magnetische rolle zur verwendung in einem entwicklungsgehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine magnetische Rolle zur Verwendung in einer Entwicklungsvorrichtung die in einem Bilderzeugungsgerät vorgesehen ist, und einen Zweikomponentenentwickler verwendet, und insbesondere auf eine magnetische Rolle, die in einer Entwicklungshülse starr montiert ist, welche einem Träger für das elektrosta­ tische Ladungsbild gegenübersteht.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche magnetische Rolle 20, die starr in einer Entwicklungsvorrichtung montiert ist, die in einem Bilderzeugungsgerät vorgesehen ist. Die magnetische Rolle 20 hat einen Außendurchmesser von z.B. 24,5 mm und umfaßt einen Kern 21 und ein magnetisches Element 22, wel­ ches aud dem Umfangsbereich des Kerns 21 mit Ausnahme von dessen gegenüberliegenden Enden ausgebildet ist. Das magne­ tische Element 22 beeinhaltet eine Mischung aus ferromagne­ tischem Pulver, z.B. Ferritpulver, und einer Polymerverbin­ dung (Kunstharz). Magnetpole N 3, S 1, N 1, S 2 und N 2 sind in dieser Reihenfolge entlang der Peripherie des magnetischen Elements 22 ausgebildet. Wie in Fig. 2 zu sehen, werden diese Magnetpole dadurch erzeugt, daß Magnetpole von exter­ nen Magneten 24 a-24 e gegenüber dem Umfang der noch nicht magnetisierten Rolle 20 angeordnet werden.

Im Bilderzeugungsgerät wird der Entwickler auf einer Ent­ wicklungshülse gehalten, während der magnetische Träger der im Entwickler enthalten ist daran gehindert wird an dem Träger des elektrostatischen Ladungsbildes zu haften. Zu diesem Zweck benötigt ein Magnetpol, der dem elektrostati­ schen Träger für das Ladungsbild gegenüberliegt, eine ma­ gnetische Kraft von ungefähr 1000 Gauss.

Ferner gibt es einen steigenden Bedarf an kleinen magneti­ schen Rollen um der unlängst entstandenen Nachfrage nach kleinen leichten Geräten oder Mehrfarbgeräten zu entspre­ chen.

Wenn jedoch in der oben beschriebenen Anordnung, in welcher die Magnetpole S und N abwechselnd entlang der Peripherie der magnetischen Rolle ausgebildet sind, die magnetische Rolle 20 auf 15 mm Außendurchmesser verkleinert wird, dann kann der Hauptmagnetpol N 1, welcher dem elektrostatischen Träger für das Ladungsbild gegenübersteht und den Hauptein­ fluß auf die Entwicklung ausübt, nicht über 500 Gauss ma­ gnetisiert werden. Der Grund dafür ist der, daß während des Magnetisierungsprozesses der magnetischen Rolle 20 die ma­ gnetische Flußdichte zur Magnetisierung des Hauptmagnetpols N 1 zu niedrig ist.

Folglich, wenn ein Zweikomponenten-Entwickler bestehend aus Toner und Träger zusammen mit einer kleinen magnetischen Rolle verwendet wird, nimmt die Menge des Trägers, welche sich zum Träger des elektrostatischen Ladungsbildes verla­ gert, zu. Das ist nachteilig, weil dadurch die Bildqualität sinkt und die Oberfläche einer Fixierrolle Beschädigungen ausgesetzt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen die Nachteile der bekannten magnetischen Rollen, zur Verwendung in einer Ent­ wicklungsvorrichtung in einem Bilderzeugungsgerät, besei­ tigt werden und die Aufgabe gelöst werden, eine kleine ma­ gnetische Rolle zu schaffen, die mit einer zur Entwicklung benötigten starken Magnetkraft versehen werden kann.

Ein andere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer magnetischen Rolle des oben beschriebe­ nen Typs mit einer Anzahl von Magnetpolen, die so angeord­ net sind, daß die magnetischen Flüsse auf den Hauptmagnet­ pol für die Entwicklung konzentriert werden können.

Ein weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vor­ sehen einer Entwicklungsvorrichtung, welche eine magneti­ sche Rolle des oben beschriebenen Typs aufnimmt und zu ei­ nem kleinen, leichten Bilderzeungsgerät beitragen kann.

Um diese und andere Aufgaben zu lösen, ist entsprechend der vorliegenden Erfindung eine magnetische Rolle vorgesehen, die ein magnetisches Element, welches zumindest die äußer­ ste Schicht der magnetischen Rolle bildet, und eine Anzahl von Magnetpolen aufweist, die entlang der Peripherie des magnetischen Elements ausbildet sind. Die Magnetpole umfas­ sen einen Hauptmagnetpol, der einem Träger für das elektro­ statische Ladungsbild eines Bilderzeugungsgerätes gegen­ übersteht, zumindest zwei Magnetpole, die nebeneinander auf der einen Seite des Hauptmagnetpols angeordnet sind und entgegengesetzte Polarität wie die Polarität des Hauptma­ gnetpols aufweisen, und zumindest zwei Magnetpole, die ne­ beneinander auf der anderen Seite des Hauptmagnetpols ange­ ordnet sind und in entgegengesetzte Polarität wie die Pola­ rität des Hauptmagnetpols aufweisen.

Die Magnetkraft des Hauptmagnetpols ist stärker als die jedes der anderen Magnetpole, welche entgegengesetzte Pola­ rität zur Polarität des Hauptmagnetpols aufweisen.

Das magnetische Element enthält eine Mischung aus ferroma­ gnetischem Material und einer Polymerverbindung.

In der magnetischen Rolle mit dem oben beschriebenen Aufbau wird nur der Hauptmagnetpol, der dem Träger für das elek­ trostatische Ladungsbild gegenübersteht, mit einer entge­ gengesetzten Polarität zur Polarität jedes anderen Magnet­ pols, die an beiden Seite des Hauptmagnetpols ausgebildet sind, magnetisiert.

Folglich fließen die magnetischen Flüsse einer Vielzahl von Magnetpolen, die die gleiche Polarität aufweisen, auf dem Hauptmagnetpol, der entgegengesetzte Polarität aufweist, zusammen. Dadurch steigt nicht nur die magnetische Fluß­ dichte sondern auch die Magnetkraft wird verstärkt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Darin sind gleiche Teile mit glei­ chen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer herkömmlichen magneti­ schen Rolle;

Fig. 2 eine Vorderansicht der magnetischen Rolle von Fig. 1 während des Magnetisierens;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Verteilung der Ma­ gnetkraft in der magnetischen Rolle von Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht der magnetischen Rolle gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Vorderansicht der magnetischen Rolle von Fig. 4 während der Magnetisierung;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Verteilung der Ma­ gnetkraft in der magnetischen Rolle von Fig. 4; und

Fig. 7 eine Entwicklungsvorrichtung, welche die magneti­ sche Rolle von Fig. 1 enthält.

In Fig. 4 ist eine magnetische Rolle 1 gemäß der vorliegen­ den Erfindung gezeigt. Die magnetische Rolle 1 enthält einen Kern 2 und ein magnetisches Element 3, welches an der Peripherie des Kerns 2 mit Ausnahme von dessen Enden ausge­ bildet ist, ebenso wie bei der herkömmlichen magnetischen Rolle 20 von Fig. 1. Der Kern 2 besteht aus nichtrostendem Stahl, Eisen oder dgl. Das magnetische Element 3 enthält eine Mischung aus magnetischem Material z.B. anisotropes Ferritpulver und einem Bindemittel, welches Polyamid oder Epoxyharz beeinhaltet. Das magnetische Element 3 ist auf dem Kern 2 durch Spritzgußverfahren oder Strangpreßverfah­ ren ausgebildet.

Wie in Fig. 5 gezeigt, werden Magnetpole S 1, S 2, N 1, S 3 und S 4 in dieser Reihenfolge entlang der Peripherie der magne­ tischen Rolle dadurch ausgebildet, daß Magnetpole Na, Nb, Sc, Nd und Ne von externen Magneten 4 a-4 e gegenüber der Pe­ ripherie des magnetischen Elements 3 und in einem bestimm­ ten Abstand davon angeordnet werden.

In der so magnetisierten magnetischen Rolle 1, sind die Ma­ gnetpole S 1 und S 2 und die Magnetpole S 3 und S 4 nebeneinan­ der angeordnet und mit der gleichen Polarität, entgegesetzt der Polarität des Magnetpols N 1, magnetisiert. Deshalb stoßen sich die Magnetfelder dieser Magnetpole S 1 und S 2 und S 3 und S 4 gegenseitig ab, und nicht nur die magneti­ schen Flüsse der Magnetpole S 2 und S 3 neben dem Magnetpol S 1, sondern auch die der Magnetpole S 1 und S 4 neben den Ma­ gnetpolen S 2 bzw. S 3 fließen auf dem Magnetpol N 1 zusammen. Daraus ergibt sich, daß die magnetische Flußdichte auf dem Magnetpol N 1 sehr hoch wird.

Fig. 6 ist ein Graph, der die Verteilung der Magnetkraft entlang der Peripherie der magnetischen Rolle, mit einem Außendurchmesser von 10 mm die in der beschriebenen Weise magnetisiert wurde, darstellt. Der Graph von Fig. 6 zeigt deutlich, daß die maximale magnetische Flußdichte auf dem Magnetpol N 1 ungefähr 1000 Gauss erreicht.

Folglich, wenn die magnetische Rolle 1 in die Entwicklungs­ hülse der Entwicklungsvorrichtung eingesetzt ist und der Magnetpol N 1 gegenüber dem Träger für das elektrostatische Ladungsbild steht, werden die Trägerteilchen, welche im Entwickler enthalten sind und auf der Entwicklungshülse an der Stelle gehalten werden, wo der Magnetpol N 1 dem Träger für das elektrostatische Ladungsbild gegenübersteht, sich nicht zu dem Träger des elektrostatischen Ladungsbildes verschieben.

Fig. 7 zeigt eine Entwicklungsvorrichtung 5, in welche die magnetische Rolle 1 von Fig. 4 eingesetzt ist. Die Entwick­ lungsvorrichtung 5 ist in der Nähe einer lichtempfindlichen Trommel angeordnet, welche als Träger für das elektrostati­ sche Ladungsbild dient und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 111,76 mm/sek. in Richtung des in Fig. 7 gezeigten Pfeils (a) rotieren kann.

Die Entwicklungsvorrichtung enthält in ihrem Gehäuse 6 eine zylindrische Entwicklungshülse 9, eine Zwischenrolle 15, eine erste Schneckenwalze 12 und eine zweite Schneckenwalze 13, in dieser Reihenfolge von der lichtempfindlichen Trom­ mel 16 aus gesehen. Das Gehäuse 6 umfaßt einen Kasten 7, welcher dessen Unterteil bildet, eine untere Abdeckung 8 a und eine obere Abdeckung 8 b. Die Oberfläche der Entwick­ lungshülse 9 ist ungefähr 0,5 mm vor der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 16 und auch in einem bestimmte Abstand von dem Kasten 7 angeordnet. Die Entwicklungsvor­ richtung 5 entwickelt ein elektrostatisches Ladungsbild, welches auf der lichtempfindlichen Trommel 16 ausgebildet ist, in einer Entwicklungszone X zwischen der Entwicklungs­ hülse 9 und der lichtempfindlichen Trommel 16.

Die Entwicklungshülse 9 besteht aus elektrisch leitfähigem nicht magnetisierbaren Material und kann mit einer Umfangs­ geschwindigkeit von 235.6 mm/sek. rotieren. Die Umfangsflä­ che der Entwicklungshülse 9 ist leicht uneben durch Sand­ strahlbehandlung.

Eine Staub-Schutz-Platte 10 ist oberhalb der Entwicklung­ hülse 9 angebracht und von der Oberfläche der Entwicklungs­ hülse 9 in einem bestimmten Abstand angeordnet. Ferner ist ein Einstellelement 11 zum Einstellen der Höhe der Magnet­ bürste fest am unteren Ende der unteren Abdeckung 8 a mon­ tiert und oberhalb der Entwicklungshülse 9 angebracht. Das untere Ende des Einstellelementes 11 für die Magnetbürsten­ höhe ist ungefähr 0,55 mm von der Oberfläche der Entwick­ lungshülse 9 angeordnet.

Die Zwischenrolle 15 zwischen der Entwicklungshülse 9 und der ersten Schneckenwalze 12 hat einen Querschnitt in Form eines Kreuzes. Die Zwischenrolle 15 führt den Entwickler, welcher durch die erste Schneckenwalze 12 transportiert wird, der Entwicklungshülse 9 zu und rührt den Entwickler durch, so daß der Entwickler elektrisch voll aufgeladen werden kann.

Während in der oben beschriebenen Ausführungsform die ma­ gnetische Rolle 1 durch das auf dem Kern 2 angeordnete ma­ gnetische Element 3 gebildet ist, kann die Rolle auch le­ diglich durch ein massives magnetisches Element, welches an seinen gegenüberliegenden Seiten zwei Wellenzapfen auf­ weist, gebildet werden.

Ferner kann die magnetische Rolle gemäß der vorliegenden Erfindung auch in einem Bilderzeugungsgerät, welches mit Einkomponentenentwickler arbeitet, zur Verwendung kommen.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, ist in der ma­ gnetischen Rolle gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ma­ gnetpol gegenüber einem Träger für das elektrostatische La­ dungsbild angeordnet, welcher magnetisiert ist mit einer Polarität entgegengesetzt zur Polarität von anderen Magnet­ polen, die beiderseits dieses Magnetpols ausgebildet sind. Ferner sind mindestens zwei Magnetpole mit der gleichen Po­ larität nebeneinander auf jeder Seite des Magnetpols, wel­ cher dem Träger für das elektrostatische Ladungsbild gegen­ übersteht, ausgebildet.

Folglich fließen alle magnetischen Flüsse von einer Viel­ zahl von Magnetpolen, die die gleiche Polarität aufweisen, zu dem zentralen Magnetpol, der entgegengesetzte Polarität aufweist; dadurch wird die magnetische Flußdichte an der Stelle, wo der zentrale Magnetpol ausgebildet ist, sehr stark erhöht.

Dadurch wird erreicht, daß auch bei einer magnetischen Rolle mit kleinerem Durchmesser in ausreichendem Maße die für die Entwicklung benötigte Magnetkraft an dem zentralen Magnetpol, welche dem Träger für das elektrostatische La­ dungsbild gegenübersteht, erzeugt wird. Deshalb wird das magnetische Pulver, welches in dem Zweikomponentenentwick­ ler enthalten ist, auf der Entwicklungshülse festgehalten und wird nicht auf dem Träger für das elektrostatisches La­ dungsbild übertragen.

Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig anhand der Ausführungsbeispiele und der Figuren beschrieben worden ist, bleibt anzumerken, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Pa­ tentansprüche denkbar sind.

Claims (2)

1. Magnetische Rolle (1) zur Verwendung in einer Entwick­ lungsvorrichtung (5) in einem Bilderzeugungsgerät, gekennzeichnet durch
ein magnetisches Element, welches mindestens die Außen­ schicht der magnetischen Rolle (1) bildet und eine Mischung auf ferromagnetischem Material und eine Polymerverbindung enthält;
eine Anzahl von Magnetpolen (S 1, S 2, N 1, S 3, S 4), die ent­ lang der Peripherie des magnetischen Elements (3) ausgebil­ det sind, wobei diese Magnetpole umfassen:
einen Hauptmagnetpol (N 1), welcher geeignet ist, einem Trä­ ger (16) für das elektrostatische Ladungsbild des Gerätes gegenüberzustehen;
mindestens zwei Magnetpole (S 1, S 2), die nebeneinander auf der einen Seite des Hauptmagnetpols (N 1) angeordnet sind und entgegengesetzte Polarität wie der Hauptmagnetpol (N 1) aufweisen; und
mindestens zwei Magnetpole (S 3, S 4), die nebeneinander auf der anderen Seite des Hauptmagnetpols (N 1) angeordnet sind und entgegengesetzte Polarität wie der Hauptmagnetpol (N 1) aufweisen.

2. Magnetische Rolle (1) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetkraft des Hauptma­ gnetpols (N 1) stärker ist als die Magnetkraft jedes der an­ deren Magnetpolen (S 1, S 2, S 3, S 4), deren Polarität entge­ gengesetzt zur Polarität des Hauptmagnetpols (N 1) ist.