DE4133767A1 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvor
richtung, nämlich ein elektrophotographisches Gerät, bei
dem die Vorgänge des Ladens, Belichtens, Entwickelns und
Reinigens nahezu gleichzeitig und ohne von einer Coronala
dung abhängig zu sein, stattfinden können.
Allgemein bekannte elektrophotographische Geräte benutzen
eine Coronaentladung. Ein derartiges elektrophotographi
sches Gerät hat den Nachteil, daß es eine komplizierte
Struktur hat, da Einrichtungen für die Durchführung der Vor
gänge des Coronaentladens, Belichtens, Entwickelns, Über
tragens, Beseitigens von Ladung und Reinigens um einen Pho
torezeptor herum angeordnet sein müssen.
Angesichts des vorstehend beschriebenen Nachteils wurde in
den vergangenen Jahren ein elektrophotographisches Gerät
vorgeschlagen, das mit einem elektrophotographischen Prozeß
arbeitet, bei dem keine Coranaentladung verwendet wird, das
heißt eine Art elektrophotographischem Prozeß mit interner
Beleuchtung oder Ladungsinjektion, beispielsweise beschrie
ben in J. Appl. Phys. 63. (11), Juni 1, 1988, "Photorezep
tor-Lademechanismus mittels Reibung von leitfähigen Teil
chen und Anwendung bei einer neuen elektrophotographischen
Drucktechnik".
Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau die
ser vorbeschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung. Oberhalb
eines Photorezeptors 10 ist eine Entwicklungsvorrichtung
12 und unterhalb des Photorezeptors 10 eine Übertragungs
einrichtung 14 sowie innerhalb des Photorezeptors 10 ein
Belichtungskopf 16 mit LED-Reihenanordnung angeordnet. Der
Photorezeptor 10 ist durch Laminieren einer transparenten
Elektrode 10b und einer photoleitfähigen Schicht 10c aufge
baut, wodurch ein photoempfindliches Element auf dem Außen
umfang eines zylindrischen, transparenten Substrates 10a,
das aus Glas besteht, gebildet ist. Eine Spannung V von
ungefähr 20 V wird als Entwicklungsvorspannung zwischen die
transparente Elektrode 10b, das heißt die photoleitfähige
Schicht 10c und eine Magnetwalze 18, die die Entwicklungs
vorrichtung 12 bildet, das heißt eine Entwicklerhülse 20,
angelegt. An der Umfangsfläche der Magnetwalze 18 wird ein
elektrisch leitfähiger magnetischer Toner 22 absorbiert und
bedeckt die äußere Umfangsfläche der Magnetwalze 18,
wodurch eine sogenannte Magnetbürste gebildet wird. Die
Magnetbürste steht der äußeren Umfangsfläche der photoleit
fähigen Schicht 10c gegenüber. Von der Entwicklungsvorspan
nung wird über den leitfähigen magnetischen Toner 22 eine
elektrische Ladung injiziert, so daß die photoleitfähige
Schicht 10c auf ungefähr das gleiche Potential wie die Ent
wicklungsvorspannung geladen wird.
Wenn bei der Belichtung Licht von dem LED-Kopf 10c proji
ziert wird und vom Inneren des zylindrischen, transparenten
Substrates 10a her auf die photoleitfähige Schicht 10c
trifft, um auf der photoleitfähigen Schicht 10c ein elek
trostatisch latentes Bild zu erzeugen, wird der Toner 22
von der Magnetbürste an der Oberfläche der photoleitfähigen
Schicht 10b anhaften, so daß ein Tonerbild erzeugt wird.
Das Tonerbild wird mittels der Übertragungseinrichtung 14
auf ein Aufzeichnungspapier 24 übertragen. Auf der Oberflä
che des Photorezeptors verbleibender Toner wird durch die
Reinigungskraft der Entwicklungsvorrichtung 12 und die
magnetische Kraft der Magnetwalze 18 entfernt. Daraus
folgt, daß Prozesse wie Laden, Belichten, Entwickeln und
Reinigen fast gleichzeitig von der Entwicklungsvorrichtung
12 und dem LED-Kopf 16 durchgeführt werden können, so daß
der Aufbau des elektrophotographischen Gerätes sowie auch
der elektrophotographische Prozeß signifikant vereinfacht
werden können.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren, bei dem leitfä
higer magnetischer Toner 22 verwendet wird, ist es bei
direkter Übertragung erforderlich, ein Aufzeichnungspapier
mit hohem Widerstand zu verwenden, das durch Beschichten
eines einfachen Papieres mit einem speziellen Material
erhalten wird; es ist nicht möglich Normalpapier zu verwen
den. Bei indirekter Übertragung kann zwar Normalpapier ver
wendet werden, jedoch muß das auf dem Photorezeptor 10
erzeugte Tonerbild über ein Zwischenübertragungselement,
wie beispielsweise einen Übertragungsgurt, auf das Normal
papier übertragen werden, und daher sind zusätzliche Kompo
nenten wie eine Kühleinrichtung für den Übertragungsgurt,
eine Einrichtung zum Verhindern eines Zickzackverlaufs des
Übertragungsgurtes usw. erforderlich. Daraus folgt, daß die
Bilderzeugungsvorrichtung groß wird und ihr Antriebssystem
komplex wird.
Als Gegenmaßnahme wurde kürzlich ein Verfahren vorgeschla
gen, bei dem ein gemischter Toner verwendet wird, der durch
Mischen eines elektrisch leitfähigen Toners mit einem elek
trisch isolierenden Toner in vorbestimmten Verhältnis
erhalten wird (siehe JP-PA 63-1 35 956 und JP-PA 63-1 35 970).
Durch die JP-PA 63-1 35 956 ist ein Verfahren bekannt, bei
dem ein Photorezeptor mit einer photoleitfähigen Schicht
belichtet und gleichzeitig oder direkt danach wird ein
leitfähiger Toner, der mit einer negativen Polarität gela
den ist, mit dem Photorezeptor in Kontakt gebracht wird, so
daß ein elektrisch isolierender Toner, der mit positiver
Polarität geladen ist, von dem leitfähigen Toner durch eine
lokale Coulomb-Kraft angezogen wird, und an der Oberfläche
des Photorezeptors anhaftet, so daß auf dem Photorezeptor
mittels eines gemischten Toners aus leitfähigem Toner und
isolierendem Toner ein Tonerbild erzeugt wird. Zusätzlich
ist durch die JP-PA 63-1 35 970 ein Verfahren bekannt, bei
dem ein gemischter Toner aus isolierendem Toner und leitfä
higem Toner ähnlich wie vorstehend beschrieben verwendet
wird, wobei aber jeder der Toner ein magnetischer Toner
ist.
Bei diesem Verfahren sind jedoch die Ladungspolaritäten des
isolierenden Toners und des Photorezeptors, die durch den
leitfähigen Toner mittels der Entwicklungsvorspannung
ladungs-injiziert wird, einander entgegengesetzt, und des
halb kann die Coulomb-Kraft des elektrostatisch latenten
Bildes, das durch eine Potentialsenke gebildet ist, nicht
auf den isolierenden Toner wirken. Statt dessen wird der
isolierende Toner von der Entwicklerhülse angezogen und
daher wird die Menge an isolierendem Toner, der an dem Pho
torezeptor anhaftet, extrem klein, so daß die Bilddichte
niedrig wird. Im Fall der Umkehr-Entwicklung, bei der das
Oberflächenpotential der Nichtbild-Bereiche und Ladungspo
larität des isolierenden Toners einander entgegengesetzt
sind, tritt der Nachteil eines sogenannten Bildhintergrund
schleiers auf, verursacht durch Anhaften von isolierendem
Toner an der Oberfläche der Nichtbild-Bereiche.
Da der isolierende magnetische Toner und der leitfähige
magnetische Toner beide an der Oberfläche der Entwickler
hülse anhaften, ist es bei dem zuletzt beschriebenen Ver
fahren auch schwierig, einen gleichmäßigen elektrisch Lei
tungspfad zum Photorezeptor zu bilden. Daher streut die
Ladung, die über den elektrisch leitfähigen Weg in den Pho
torezeptor injiziert wird, und daher tritt als Nachteil
ebenfalls ein Hintergrundschleier auf.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
neue Bilderzeugungsvorrichtung vom Ladungs-Injektionstyp zu
schaffen, bei der eine hohe und einstellbare Bilddichte
erreicht werden und bei der keine Hintergrundflecken auf
treten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bilder
zeugungsgerät, bei dem ein Entwickler, bestehend aus einem
Gemisch aus elektrisch isolierendem Toner und elektrisch
leitfähigem Toner, mittels einer Entwicklerhülse mit der
Oberfläche eines Photorezeptors in Kontakt gebracht wird,
um auf dem Photorezeptor ein Tonerbild zu erzeugen und das
dadurch gekennzeichnet ist, daß der Entwickler einen elek
trisch isolierenden, nicht-magnetischen Toner und einen
elektrisch leitfähigen, magnetischen Toner enthält, und daß
die Entwicklungsvorspannung die gleiche Polarität wie die
Aufladungspolarität des isolierenden, nicht-magnetischen
Toners hat.
Durch Anlegen der Vorspannung mit der gleichen Polarität
wie die des isolierenden, nicht-magnetischen Toners zwi
schen den Photorezeptor und der Entwicklerhülse, wird der
isolierende, nicht-magnetische Toner zum Photorezeptor hin
bewegt und haftet infolge der Potentialsenke, die auf der
Oberfläche des Photorezeptors von dem elektrostatisch
latenten Bild gebildet ist, an den Niedrigpotential-Bereich
an, und zwar mittels einer Coulomb-Kraft, die zwischen den
Niedrigpotential-Bereich und dem isolierenden, nicht-magne
tischen Toner wirkt, und einer lokalen Coulomb-Kraft, die
zwischen dem isolierenden, nicht-magnetischem Toner und dem
leitfähigen, magnetischen Toner wirkt.
Da es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
möglich ist, den isolierenden, nicht-magnetischen Toner zur
Oberfläche des Photorezeptors mit einer niedrigen Spannung
zu bewegen, und zwar mittels der lokalen Coulomb-Kraft zwi
schen den isolierenden, nicht-magnetischen Toner und den
leitfähigen, magnetischen Toner, und der Coulomb-Kraft zwi
schen dem isolierenden, nicht-magnetischen Toner und der
Potentialsenke der Oberfläche des Photorezeptors, kann auf
der Oberfläche des Photorezeptors eine Tonerbild hauptsäch
lich bestehend aus dem isolierenden, nicht-magnetischen
Toner erzeugt werden. Daher kann als Aufzeichnungspapier
einfaches Papier verwendet werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
durch Ändern der Drehzahl der Entwicklerhülse die Bild
dichte eingestellt werden. Wenn die Drehzahl der Entwick
lerhülse bei konstanter Umfangsgeschwindigkeit des Photore
zeptors vergrößert wird, dann wird die Menge Toner, die
einen belichteten Teil des Photorezeptors innerhalb einer
vorbestimmten Zeitspanne passiert, größer, und daher wird
eine große Tonermenge am Photorezeptor anhaften und die
Bilddichte wird hoch. Im Gegensatz hierzu wird, wenn die
Drehzahl gesenkt wird, die Tonermenge, die am Photorezeptor
anhaftet, klein, und damit wird die Bilddichte verringert.
Wenn daher die Drehzahl der Entwicklerhülse in Einstimmung
mit einer eingestellten oder mittels einer Einstell-Taste
eingegebenen Bilddichte, beispielsweise mittels eines
Mikrocomputers gesteuert wird, ist es zum Beispiel möglich,
die eine Bilddichte ohne Hintergrundschleier einzustellen.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden
Figuren im einzelnen beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen einem Photorezeptor und
einer Entwicklungsvorrichtung gemäß einer Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung in vergrößertem
Maßstab zur Erläuterung der Art und Weise, in
welcher Toner von einer Entwicklerhülse zum Pho
torezeptor bewegt wird;
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
des Ausbildens eines Tonerbildes auf dem Photo
rezeptor;
Fig. 4A und 4B jeweils schematische Darstellungen zur Erläute
rung der Übertragungsart des Tonerbildes vom
Photorezeptor auf ein Aufzeichnungspapier;
Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der
Beziehung zwischen der Drehzahl der Entwickler
hülse und der Bilddichte;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Hauptteils der einen
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
des Hauptteils eines elektrophotographischen
Gerätes vom Ladungs-Injektionstyp, gemäß dem
Stand der Technik für die vorliegende Erfindung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung
zwischen einer Entwicklungsvorrichtung und einem Photore
zeptor in einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorlie
genden Erfindung. Ähnlich wie bei dem in Fig. 7 gezeigten
Stand der Technik ist ein Photorezeptor 10 durch Laminieren
einer transparenten Elektrode 10b und einer photoleitfähi
gen Schicht 10c mit vorbestimmter Dicke auf die äußere Um
fangsfläche eines transparenten, zylindrischen Elementes
10a hergestellt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.
Eine Entwicklungsvorrichtung 12 besteht auf der anderen
Seite aus einer Tonerbox 26, und einer Magnetwalze 18 in
einer Öffnung am unteren Ende der Tonerbox 26, die S-Pole
und N-Pole aufweist, welche abwechselnd am Außenumfang der
Walze angeordnet sind, wobei am Außenumfang der Magnetwalze
18 eine Entwicklerhülse 20 drehbar vorgesehen ist. An die
Entwicklerhülse 20 wird über eine Vorspannungs-Quelle 28
eine Vorspannung mit beispielsweise negativer Polarität
angelegt.
In der Tonerbox 26 ist ein Entwickleragens in einem Zustand
enthalten bei dem elektrisch isolierender, nicht-magneti
scher Toner 30a und elektrisch leitfähiger, magnetischer
30b vermischt sind. Der elektrisch isolierende, nicht-
magnetische Toner 30a ist beispielsweise mit negativer
Polarität geladen. Wenn daher die Entwicklerhülse 20 in
einem Zustand gedreht wird, in welchem die negative Vor
spannung an die Hülse angelegt wird, wie dies in der Fig.
2 dargestellt ist, wird der elektrisch leitfähige, magneti
sche Toner 30b, der magnetisch durch die S-Polaritäten und
die N-Polaritäten der Magnetwalze 18 absorbiert ist, in
Übereinstimmung mit der Rotationsbewegung der Entwickler
hülse 20 bewegt. Zusätzlich wird der elektrisch isolie
rende, nicht-magnetische Toner 30a, der an den leitfähigen,
magnetischen Toner 30b mittels einer lokalen Coulomb-Kraft
gekoppelt ist, in ähnlicher Weise aus der Tonerbox 26 mit
tels der Entwicklerhülse 20 gezogen und daher wird der iso
lierende, nicht-magnetische Toner 30a zu einer Seite gegen
über einer Fläche des Photorezeptors 10 bewegt. Genauer
gesagt wird entlang magnetischer Kraftlinien F zwischen den
N-Polaritäten und den S-Polaritäten, die abwechselnd an der
Umfangsfläche der Magnetwalze 18 in Umfangsrichtung ange
ordnet sind, eine Magnetbürste 32 durch den elektrisch
leitfähigen magnetischen Toner 30b und den elektrisch iso
lierenden, nicht-magnetischen Toner 30a, der an dem leitfä
higen, magnetischen Toner 30b mittels einer lokalen
Coulomb-Kraft, welche durch Reibungsladung erzeugt wird,
anhaftet oder mit diesem gekoppelt ist.
In der Magnetbürste 32 wird ein elektrisch leitfähiger
Pfad, das heißt eine Kette von Tonerteilchen, die in der
Fig. 2 durch eine Schrägschraffur gekennzeichnet sind,
gebildet, die die elektrisch leitfähigen, magnetischen
Tonerteilchen 30b darstellen. Daher wird, während die
Magnetbürste 32 mit der Oberfläche des Photorezeptors 10 in
Kontakt gebracht wird, die Oberfläche des Photorezeptors 10
durch die Entwicklungsvorspannungsquelle 28 über den elek
trisch leitfähigen Pfad ladungs-injiziert, bis die Oberflä
che das gleiche Potential wie die Entwicklungsvorspannung
aufweist. Demgemäß erhalten die Oberfläche des Photorezep
tors 10 und die Entwicklerhülse 20 das gleiche Potential
und die gleiche Polarität und daher wird eine Coulomb-
Kraft, die auf den elektrisch leitfähigen, magnetischen
Toner 30b wirkt null. Daraus folgt, daß in diesem Zustand
keine elektrische Kraft existiert, die ein Anhaften des
elektrisch leitfähigen, magnetischen Toners 30b am Photore
zeptor 10 bewirkt. Auf der anderen Seite wird, da zwischen
dem elektrisch isolierenden, nicht-magnetischen Toner 30a
und dem leitfähigen, magnetischen Toner 30b eine starke
lokale Coulomb-Kraft wirkt, eine Kraft, welche den elek
trisch isolierenden, nicht-magnetischen Toner 30a zum Pho
torezeptor 10 bewegt, ebenfalls null. Da die geladene Pola
rität des Photorezeptors 10 und die geladene Polarität des
isolierenden, nicht-magnetischen Toners 30a die gleiche
sind, wird zusätzlich eine Kraft, welche den elektrisch
isolierenden, nicht-magnetischen Toner 30a von der Oberflä
che des Photorezeptors 10 zurückstößt auf beide wirken.
In einem solch geladenen Zustand des Photorezeptors 10,
wird, wenn eine Belichtung durchgeführt wird, indem der
LED-Feld-Kopf 16 (Fig. 1) vom Inneren des Photorezeptors
10 her verwendet wird, das Oberflächenpotential des Photo
rezeptors 10 nur an dem belichteten Teil null, und daher
wird durch eine Potentialsenke ein elektrostatisch latentes
Bild erzeugt. Daraus folgend ist die Beziehung, daß die
Coulomb-Kraft, welche auf den elektrisch leitfähigen,
magnetischen Toner 30b wirkt, null ist, zerstört und eine
kleine Coulomb-Kraft infolge einer Übergangsladungsinjek
tion wirkt auf einen Teil des Photorezeptors 10, an welchem
der elektrisch leitfähige, magnetische Toner 30b nahe ist,
und daher wird der leitfähige, magnetische Toner 30b auf
dem Photorezeptor 10 mit dem niedrigen Potential zum elek
trostatisch latenten Bild bewegt. Gleichzeitig wird der
isolierende, nicht-magnetische Toner 30a ebenfalls zum
elektrostatisch latenten Bild bewegt, und zwar mittels der
lokalen Coulomb-Kraft zwischen demselben und dem leitfähi
gen, magnetischen Toner 30b, und daher wird das auf dem
Photorezeptor 10 erzeugte elektrostatisch latente Bild ent
wickelt. Fig. 3 zeigt diesen Zustand. Wie gut aus der
Fig. 3 zu ersehen ist, haftet der elektrisch leitfähige,
magnetische Toner 30b elektrostatisch an dem Niedrigpoten
tial-Teil infolge der Potentialsenke an, welche das elek
trostatisch latente Bild an der Oberfläche des Photorezep
tors 10 erzeugt, und der elektrisch isolierende, nicht-
magnetische Toner 30a ist elektrostatisch vom elektrisch
leitfähigen, magnetischen Toner 30b absorbiert, wodurch das
Tonerbild erzeugt wird.
Wenn das Tonerbild übertragen wird, wird zuerst eine Ladung
mit einer positiven Polarität, beispielsweise entgegenge
setzt zur Ladungspolarität des elektrisch isolierenden,
nicht-magnetischen Toners 30b an ein Aufzeichnungspapier 24
mittels einer Coronaentladung, Übertragungswalzen oder der
gleichen, angelegt, und das Aufzeichnungspapier 24 wird
unter den Photorezeptor 10 geführt, wobei der elektrisch
isolierende, nicht-magnetische Toner 30a auf dem Photore
zeptor 10 auf eine Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 24
übertragen werden kann, und zwar vor dem elektrisch leitfä
higen, magnetischen Toner 30b. Das Tonerbild umfaßt jedoch
teilweise elektrisch leitfähigen, magnetischen Toner 30b,
der übertragen wird, und zwar durch die kleine Coulomb-
Kraft infolge der Übergangsladungsinjektion und die lokale
Coulomb-Kraft zwischen dem leitfähigen, magnetischen Toner
30b und dem isolierenden, nicht-magnetischen Toner 30a.
Wie in der Fig. 4B dargestellt, haften der isolierende,
nicht-magnetische Toner 30a und der leitfähige, magnetische
Toner 30b jeweils an den Oberflächen des Aufzeichnungspa
pieres 24 und des Photorezeptors 10 an; auf der Oberfläche
des Aufzeichnungspapieres 24 ist der Anteil des isolieren
den, nicht-magnetischen Toners 30a jedoch größer als der
Anteil des leitfähigen, magnetischen Toners 30b. Das heißt
nur eine geringe Menge leitfähigen magnetischen Toners 30b
haftet teilweise an dem Aufzeichnungspapier 24 an. Wenn
daher eine geeignete Fixierung auf den leitfähigen, magne
tischen Toner 30b wirkt, werden der leitfähige, magnetische
Toner 30b und der isolierende, nicht-magnetische Toner 30a
beim Fixieren des auf das Aufzeichnungspapier 24 übertrage
nen Tonerbildes miteinander kombiniert und daher wird die
Möglichkeit einer nicht guten Fixierung des leitfähigen,
magnetischen Toners 30b reduziert. Nach dem Fixieren wird
ein Bild, welches offensichtlich durch den isolierenden,
nicht-magnetischen Toner 30a gebildet worden ist erzeugt.
Nach der Beendigung des Übertragungsprozesses verbleiben
zusätzlich der isolierende, nicht-magnetische Toner 30a und
der leitfähige, magnetische Toner 30b, die nicht auf das
Aufzeichnungspapier 24 übertragen worden sind, auf der
Oberfläche des Photorezeptors 10. Dieser verbleibende Toner
wird mittels der magnetischen Absorptionskraft der Magnet
bürste 32 und einer Kraft infolge einer Restladung des iso
lierenden, nicht-magnetischen Toners 30 selbst, zurück zur
Entwicklerhülse gebracht, während die Magnetbürste 32
(Fig. 1 oder 2) nach und nach mit dem Photorezeptor 10 in
Kontakt gebracht wird. Daher kann der verbleibende Toner
wirksam wiederum als Entwicklungsagens verwendet werden.
Weiterhin wird die Potentialsenke des elektrostatisch laten
ten Bildes durch eine Ladungsinjektion vom leitfähigen,
magnetischen Toner 30b während des Passierens der Oberflä
che des Photorezeptors 10 an der Magnetbürste 32, eingeeb
net und daraus folgend wird eine Adhäsionskraft des ver
bleibenden, elektrisch isolierenden, nicht-magnetischen
Toners 30a und leitfähigen, magnetischen Toners 30b auf dem
Photorezeptor 10 schwach, wodurch die Rückführung des Ent
wickleragens in die Tonerbox 26 beschleunigt werden kann.
Bei einem Experiment wurde ein Entwickleragens wie folgt
verwendet:
- ein elektrisch leitfähiger magnetischer Toner A mit:
Volumenwiderstand 3,4×10² Ωcm
Mittlerer Teilchendurchmesser 9,15 µm; - einen elektrisch isolierenden, nicht-magnetischen
Toner B,
mit:
Volumenwiderstand 10¹⁴ Ωcm
Ladungspolarität -30 µc/g
Mittlerer Teilchendurchmesser 11 µm;
mit einem Mischungsgewichtsverhältnis A : B = 3 : 7.
Unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Entwicklungs
agens wurde mittels der Entwicklungsvorrichtung 10 wie in
der Fig. 1 dargestellt, ein Entwicklungsprozeß durchge
führt und zwar mit den Bedingungen, daß die Magnetwalze 18
festgelegt war, daß das Verhältnis von Umfangsgeschwindig
keit der Entwicklerhülse 20 zur Umfangsgeschwindigkeit des
Photorezeptors 10 auf 1 : 1-20 eingestellt war, und daß die
Entwicklervorspannung auf -10--500 V eingestellt war. Als
Ergebnis wurde eine Bilddichte von mehr als 1,2 erhalten.
Zusätzlich wurde durch zahlreiche Experimente bestätigt,
daß ein anwendbarer Bereich von Volumenwiderstand des leit
fähigen, magnetischen Toners 30b weniger als 108 Ωcm ist,
wobei ein geeigneter Bereich desselben bei weniger als 106
Ωcm liegt und ein besonders geeigneter Bereich bei weniger
als 104 Ωcm liegt. Es wurde bestätigt, daß ein anwendbarer
Bereich des mittleren Teilchendurchmessers des elektrisch
leitfähigen, magnetischen Toners 30b bei 1-100 µm liegt,
ein geeigneter Bereich bei 1-50 µm liegt und ein bevor
zugter Bereich bei 1-20 µm liegt. Weiterhin wurde auch
bestätigt, daß es möglich ist, einen elektrisch isolieren
den, nicht-magnetischen Toner 30a zu verwenden, der einen
Volumenwiderstand von mehr als dem (4) vierfachen Volumen
widerstandes des elektrisch leitfähigen, magnetischen
Toners 30b hat. Es wurde weiterhin bestätigt, daß ein
anwendbarer Bereich des mittleren Teilchendurchmessers für
den elektrisch isolierenden, nicht-magnetischen Toner 30a 1
-100 µm liegt, ein geeigneter Bereich bei 1-50 µm
liegt, und ein vorzuziehender Bereich bei 1-20 µm liegt.
Weiterhin wurde bestätigt, daß ein anwendbarer Bereich des
Mischungsgewichtsverhältnisses A : B bei 1 : 0,05-10 liegt,
ein geeigneter Bereich desselben bei 1 : 0,1-5 und ein vor
zuziehender Bereich bei 1 : 0,1-3 liegt.
Bei einer derartigen Art einer Bilderzeugungsvorrichtung
wird zusätzlich herkömmlicherweise eine Einstellung einer
Bilddichte durch Ändern der Entwicklungsvorspannung durch
geführt. Für den Fall, daß die Ladungspolarität des elek
trisch isolierenden, nicht-magnetischen Toners entgegenge
setzt zur Entwicklungsvorspannung ist, wie dies durch die
JP-PA 63-1 35 956 und wie vorstehend ausgeführt ist, wird
eine Coulomb-Kraft zwischen der Entwicklungsvorspannung und
dem isolierenden, nicht-magnetischen Toner stark, da auf
beide eine Absorptionskraft wirkt, und daher haftet der
elektrisch isolierende, nicht-magnetische Toner an der Ent
wicklerhülse an. Der elektrisch leitfähige, magnetische
Toner haftet ebenfalls an der Entwicklerhülse an, und zwar
infolge einer Magnetkraft der Magnetwalze innerhalb der
Entwicklerhülse. Daher wird eine Bilddichte direkt nach der
Entwicklung extrem niedrig. Zusätzlich wurde ein Experiment
durchgeführt, wobei ein elektrisch isolierender, magneti
scher Toner und ein elektrisch leitfähiger, magnetischer
Toner gemäß der JP-PA 63-1 35 970, wie vorstehend erwähnt,
verwendet wurde. Die Bilddichte, gemessen durch ein
Macbeth-Dichte-Meter wurde mit 0,8 niedrig und das Hinter
grundfleckenphänomen erhöhte sich drastisch.
Daher war es bei der Bilderzeugungsvorrichtung vom Ladungs-
Injektionstyp für den Fall, daß die Bilddichte durch die
Entwicklungsvorspannung eingestellt wurde, infolge des
Einflusses des Hintergrundfleckenphänomens unmöglich einen
sauberen Bilderzeugungsprozeß durchzuführen.
Insbesondere wenn die Bilddichte groß werden soll, wird die
Entwicklungsvorspannung hoch gestellt und daher erhöht sich
nicht nur das Hintergrundfleckenphänomen sondern auch der
Photorezeptor ist einem schlechten Einfluß ausgesetzt.
Daher wird in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung die Bilddichte durch die Drehzahl
der Entwicklerhülse 20 eingestellt. Wie aus der Fig. 5 zu
ersehen ist, wird davon ausgehend, daß die Umfanggeschwin
digkeit des Photorezeptors 10 konstant ist, die Bilddichte
um so größer, je größer die Drehzahl der Entwicklerhülse 20
ist. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Photorezeptors 10
kleiner ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Entwickler
hülse 20 und die Drehzahl der Entwicklerhülse 20 groß ist,
wird die Tonermenge, welche den belichteten Teil innerhalb
einer vorbestimmten Zeitspanne passiert, groß und daher
wird eine größere Tonermenge an dem Photorezeptor 10 anhaf
ten.
In einer Ausführungsform wie in der Fig. 6 dargestellt,
steuert ein Mikrocomputer 34 einen Motorantrieb 38, das
heißt einen Hülsenmotor 40 auf der Basis einer Bilddichte,
die durch die Bilddichte-Einstelltaste 36 mit Bezug auf die
Fig. 5 eingestellt worden ist. Wenn im einzelnen die Bild
dichte, welche von der Bilddichte-Einstelltaste 36 einge
stellt ist, groß ist, bewirkt der Mikrocomputer 34, daß der
Hülsenmotor 40 schneller dreht, und wenn die Bilddichte
klein ist, bewirkt der Mikrocomputer 34, daß der Hülsenmo
tor 40 mit niedriger Geschwindigkeit dreht. Für den Fall,
wo ein Hauptmotor (nicht dargestellt) ebenfalls als Hülsen
motor verwendet wird, kann der Mikrocomputer 34 einen Über
tragungsmechanismus (auch nicht dargestellt) steuern, um
ein Übersetzungsverhältnis zu verändern.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig und im einzel
nen anhand der Figuren und Ausführungsbeispielen beschrie
ben worden ist, bleibt anzumerken, daß zahlreiche Verände
rungen innerhalb des Schutzumfanges der Patentansprüche
denkbar sind.
Claims (4)
1. Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Photorezeptor, der
ein transparentes Substrat und eine darauf aufge
brachte, photoleitfähige Schicht aufweist; einer Ent
wicklungsvorrichtung zum Bringen eines Entwicklers in
Kontakt mit der Oberfläche der photoleitfähigen
Schicht, einer Belichtungseinrichtung zum Belichten der
photoleitfähigen Schicht durch das transparente Sub
strat hindurch an dem Bereich mit dem der Entwickler in
Kontakt gebracht wird und einer Einrichtung zum Anlegen
einer Entwicklungsvorspannung zwischen der Entwick
lungsvorrichtung und der photoleitfähigen Schicht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entwickler einen elektrisch isolierenden,
nicht-magnetischen Toner und einen leitfähigen,
magnetischen Toner enthält, und daß die
Entwicklungsvorspannung die gleiche Polarität wie die
Aufladungspolarität des isolierenden, nicht
magnetischen Toners hat.
2. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entwicklungsvorrichtung eine magnetische Walze
(18) und eine drehbar auf dieser angeordnete Entwickler
hülse (20) aufweist.
3. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
Mittel zum Einstellen der Bilddichte und Steuermittel
zum Steuern der Drehgeschwindigkeit der Entwicklerhülse
(20) entsprechend der eingestellten Bilddichte.
4. Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Photorezeptor, der
ein transparentes Substrat und eine darauf aufge
brachte, photoleitfähige Schicht aufweist; einer Ent
wicklungsvorrichtung zum Bringen eines Entwicklers in
Kontakt mit der Oberfläche der photoleitfähigen
Schicht, einer Belichtungseinrichtung zum Belichten der
photoleitfähigen Schicht durch das transparente Sub
strat hindurch an dem Bereich mit dem der Entwickler in
Kontakt gebracht wird, und einer Einrichtung zum Anle
gen einer Entwicklungsvorspannung zwischen der Entwick
lungsvorrichtung und der photoleitfähigen Schicht,
wobei die Entwicklungsvorrichtung eine magnetische
Walze und eine drehbar auf dieser angeordnete Entwick
lerhülse sowie einen Antrieb zum Drehen der Entwickler
hülse aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuereinrichtung für den Antrieb zum Beein
flussen der Drehgeschwindigkeit der Entwicklerhülse
vorgesehen ist.
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JP27469790 | 1990-10-12 | ||
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Publications (1)
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