DE4343227A1 - Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 4, betrifft insbesondere eine Entwicklungsvorrichtung für einen Kopierer, ein Faksimilegerät, einen Drucker/Printer oder eine ähnliche Bilderzeugungseinrichtung und betrifft darüber hinaus eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elek­ trostatischen, latenten Bildes, das auf einem Bildträger er­ zeugt worden ist, mit Hilfe einer dünnen Schicht eines Einkom­ ponentenentwicklers, der auf einem Entwicklerträger aufge­ bracht ist.

Eine herkömmliche Entwicklungsvorrichtung der beschriebenen Art ist so angeordnet, daß sie einem photoleitfähigen Band oder einem entsprechenden Bildträger gegenüberliegt. Die Vor­ richtung hat eine Entwicklungsrolle oder einen ähnlichen Ent­ wicklerträger. Eine leitfähige Schneide liegt oder grenzt an der bzw. die Oberfläche der Entwicklungsrolle mit ihrer Schneidenkante an und spielt die Rolle eines Entwicklerregu­ lierteils. Eine Entladebürste ist bezüglich der Drehrichtung der Rolle nach einem Entwicklungsbereich angeordnet, in wel­ chem das Band und die Rolle miteinander in Berührung kommen. Die Entladebürste berührt die Rolle in einer solchen Position und dient als Oberflächenpotential-Stabilisierungseinrichtung.

Eine Energiequelle ist mit der Rolle, der Schneide und der Ent­ ladebürste verbunden. Eine Entwicklerzufuhreinrichtung liefert einen Entwickler an die Rolle. Die Rolle trägt einen von der Zuführeinrichtung zugeführten Entwickler und befördert ihn in Richtung des Bandes.

Zu diesem Zeitpunkt reguliert die Schneide die Dicke des auf der Rolle aufgebrachten Entwicklers, wodurch eine dünne Ent­ wicklerschicht ausgebildet wird. Wenn der Entwickler den Spalt zwischen der Schneide und der Rolle durchläuft, wird er infolge seiner Reibung mit der Oberfläche der Rolle und der Schneiden­ kante mit einer vorherbestimmten Polarität geladen. Wenn der geladene Entwickler infolge der Drehbewegung der Rolle den Ent­ wicklungsbereich erreicht, wird er an das Band übertragen, wo­ durch ein auf diesem elektrostatisch erzeugtes, latentes Bild entwickelt wird. Anschließend wird die auf der Rolle verblei­ bende Ladung mittels der Entladebürste ausgebreitet. Hierdurch ist verhindert, daß ein Restbild des entwickelten Musters spä­ ter wieder erscheint. Eine derartige Prozedur wird danach wie­ derholt.

Es sind bisher bereits einige verschiedene Lösungen vorgeschla­ gen worden, den Entwickler in ausreichender Weise mit einer ge­ wünschten Polarität zu laden. Beispielsweise kann die Entwick­ lungsrolle oder ein entsprechendes Teil, um eine Ladung auf dem Entwickler durch Reibung auf zubringen, ein Polyvinyl-Alkohol- Harz in seiner Oberfläche enthalten, um so den Entwickler aus­ reichend mit einer vorherbestimmten Polarität zu laden, wie beispielsweise in der off engelegten, japanischen Patentanmel­ dung (Kokai) Nr. 56-159 674 beschrieben ist. Ferner kann die Oberfläche der Entwicklungsrolle durch das Copolymer von Viny­ lester-Monomeren ausgeführt sein, wie beispielsweise in der of­ fengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 56-91 262 beschrie­ ben ist. Ferner kann die Oberfläche der Entwicklungsrolle mit einem Styrol-Copolymer, einem Acryl-Copolymer, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat oder einem ähnli­ chen thermoplastischen Kunstharz behandelt sein, um eine Kunst­ harzschicht auszubilden, und dann kann die Rolle als Ganzes einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterzogen werden, die höher als ein Vitrifizierungspunkt ist, wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 57-64 268 offenbart ist.

Bezüglich einer Entwicklungsvorrichtung mit einem Zweikompo­ nentenentwickler, d. h. einem Gemisch aus Toner und Träger, sind bereits einige Ausführungen vorgeschlagen worden, um das Laden des Entwicklers zu unterstützen und um den Aufbau der Vorrich­ tung zu miniaturisieren und zu vereinfachen. Bei einer dieser Ausführungen wird die Oberfläche der Entwicklungsrolle mit einem Polyesterharz oder einem ähnlichen Isoliermaterial be­ deckt, das mit einer Polarität ladbar ist, welche der Polarität des Toners entgegengesetzt ist, und es wird eine Ladeplatte verwendet, welche durch Aufbringen von Aluminium auf eine dünne Mylar- oder ähnliche Isolierschicht im Vakuum erzeugt wird. Die Entladeplatte ist mit Erdpotential verbunden und an der Ent­ wicklungsrolle in Anlage gehalten, um die Ladung auf der Rolle zu verteilen. Dies ist beispielsweise in der offengelegten ja­ panischen Patentanmeldung Nr. 1-169 472 beschrieben.

Die Schwierigkeit bei den herkömmlichen Entwicklungseinrichtun­ gen besteht darin, daß feine Partikel des Entwicklers und in dem Entwickler enthaltene Zusatzstoffe sich auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle absetzen. Dies wird üblicherweise als Ausbilden einer dünnen Schicht oder eines Films bezeichnet und verhindert, daß der Entwickler durch Reibung ausreichend gela­ den wird, so daß die Ladungsmenge geringer wird. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß, wenn die Ladung infolge der Reibung des Entwicklers und der Rollenoberfläche stark ist, es manchmal vorkommt, daß das Oberflächenpotential der Rolle im Laufe der Zeit zunimmt. Ferner wird wahrscheinlich die Rolleno­ berfläche durch Reibung von der Ladebürste geladen. Hierdurch werden dann insgesamt die Entwicklungscharakteristik, d. h. das Potential der Oberfläche des photoleitfähigen Bandes, an wel­ chem die Entwicklung beginnt, und die sogenannte Gamma-Charak­ teristik geändert, wodurch Bilder nachteilig beeinflußt werden. Daher sollte vorzugsweise die Rollenoberfläche wieder in den Anfangszustand zurückgebracht werden, bevor der nächste Ent­ wicklungszyklus beginnt.

In den Vorrichtungen, wie sie in den vorstehend erwähnten of­ fengelegten Patentschriften Nr. 56-159 674 und 56-91 262 be­ schrieben sind, wird die Oberfläche der Entwicklungsrolle in bestimmter Weise verwendet, um den Entwickler zu laden. Folg­ lich wird im Laufe der Zeit das Potential der Rollenoberfläche zu einer Polarität hin verschoben. Folglich ist eine Entlade­ einrichtung erforderlich. Da jedoch die Rollenoberfläche iso­ liert, wird die Entladeeinrichtung die Rollenoberfläche durch Reibung bei dem inkontaktkommen in Abhängigkeit von deren Mate­ rial geladen.

Die in der offengelegten Patentanmeldung Nr. 57-64 268 be­ schriebene Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Rollenoberflä­ che empfindlich hinsichtlich Feuchtigkeit ist, da sie durch ein hochpolares Molekül ausgeführt ist. Außerdem haften die feinen Partikel des Entwicklers elektrostatisch fest an der Rolleno­ berfläche. Folglich ist das Laden des Entwicklers behindert.

Ferner ergibt sich bei der in der offengelegten Patentanmeldung Nr. 1-169 472 vorgeschlagenen Einrichtung zusätzlich zu den Schwierigkeiten der offengelegten Patentanmeldung Nr. 57-64 268 noch eine Schwierigkeit, daß wahrscheinlich das Material und die Zusammensetzung der Entladeplatte verhindern, daß die Rol­ lenoberfläche ausreichend geladen wird. Insbesondere bei einer in der Patentanmeldung Nr. 1-169 472 beschriebenen Ausführung wird Aluminium im Vakuum auf die Entladeplatte aufgebracht.

Aluminium kann jedoch entladen werden, da eine Isolierschicht aus Aluminiumoxid auf der Aluminiumoberfläche ausgebildet wird. Da jedoch die Entladeplatte die Rollenoberfläche tangential mit ihrem ebenen Teil berührt, kann sie die Rollenoberfläche nicht in ausreichender Weise entladen, wenn beispielsweise die feinen Partikel des Entwicklers elektrostatisch fest an der Rolleno­ berfläche haften, wie vorstehend bereits ausgeführt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Entwicklungsvorrich­ tung für eine Bilderzeugungseinrichtung zu schaffen, bei wel­ cher jederzeit eine hohe Bildqualität gewährleistet ist, indem eine Änderung in dem geladenen Zustand der Oberfläche eines Entwicklerträgers und eine Änderung in der Ladungsmenge, die auf den Entwickler aufzubringen ist, reduziert wird. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 4 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des jeweili­ gen Anspruchs erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der auf einen der vorstehenden Ansprüche unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Ansprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen unter Bezugnahme auf die einzelnen Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Graphen, welcher Änderungen in der auf einen Toner aufgebrachten Ladungsmenge bezüglich zwei verschiedener Substanzen wiedergibt, welche die Oberfläche einer Ent­ wicklungsrolle bilden;

Fig. 2A einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen der La­ dungsmenge und der mit einer dünnen Schicht überzogenen Fläche bezüglich zwei verschiedener Substanzen dar­ stellt, welche die Rollenoberfläche bilden und durch einen positiv ladbaren Toner festgelegt sind;

Fig. 2B einen der Fig. 2A ähnlichen Graphen, welcher eine Bezie­ hung zeigt, welche durch einen negativ ladbaren Toner festgelegt sind;

Fig. 3 einen Graphen, welcher Änderungen in dem Oberflächenpo­ tential der Rolle bezüglich der zwei verschiedenen Mate­ rialien anzeigt, welche eine Ladebürste bilden;

Fig. 4 einen Graphen, welcher das Speichern einer Raumladung insbesondere bei einem Material zeigt, das durch Mischen von Polyethylen geringer Dichte und einem Ionomer in ei­ nem entsprechenden Verhältnis aufbereitet ist, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Ent­ wicklungsvorrichtung, bei welcher die Erfindung anwend­ bar ist.

In Fig. 5 ist eine herkömmliche Entwicklungsvorrichtung darge­ stellt, die in Gegenüberlage zu einem photoleitfähigen Element 1 angeordnet ist. Das photoleitfähige Element ist als ein Band ausgeführt und wird in der durch einen Pfeil in Fig. 5 angezeig­ ten Richtung gedreht. Die Entwicklungsvorrichtung hat eine Ent­ wicklungsrolle oder einen Entwicklerträger 2, die bzw. der aus einer leitenden bzw. leitfähigen Unterlage 21 und einer auf der Unterlage 21 ausgebildeten, einzigen Isolierschicht 22 besteht. Die Rolle 2 ist in Anlage an dem Band 1 gehalten. Eine leitfähi­ ge Schneide liegt oder grenzt mit ihrer Schneidkante an der bzw. die Oberfläche der Rolle 2 an und spielt die Rolle eines Ent­ wicklerregulierteils. Eine Ladebürste 4 ist bezüglich einer be­ absichtigten Drehrichtung der Rolle 2 nach einem Entwicklungsbe­ reich angeordnet, in welchem das Band 1 und die Rolle 2 einander gegenüberliegen. Die Entladebürste 4 berührt die Rolle 2 in ei­ ner solchen Lage und dient als Oberflächenpotential-Stabilisie­ rungseinrichtung. Eine Energiequelle 5 ist mit der Unterlage 21 der Rolle 2, der Schneide und der Entladebürste 4 verbunden. Ei­ ne nicht dargestellte Entwicklerzuführeinrichtung liefert Ent­ wickler an die Rolle 2.

Wenn ein Entwickler durch die Entwicklerzuführeinrichtung der Rolle 2 zugeführt wird, trägt ihn die Rolle 2 und befördert ihn in Richtung des Entwicklungsbereichs. Zu diesem Zeitpunkt wird mittels der Schneide 3 die Dicke des auf die Rolle 2 aufgebrach­ ten Entwicklers reguliert, wodurch eine dünne Entwicklerschicht ausgebildet wird. Wenn der Entwickler den Spalt zwischen der Schneide 3 und der Rolle 2 durchläuft, wird er aufgrund von Rei­ bung mit einer vorherbestimmten Polarität durch die Oberfläche der Rolle 3 und die Kante der Schneide 3 geladen. Wenn der gela­ dene Entwickler infolge der Drehbewegung der Rolle 2 den Ent­ wicklungsbereich erreicht, wird er an das Band 1 übertragen, wo­ durch ein latentes Bild entwickelt wird, das elektrostatisch auf dem Band 1 erzeugt worden ist. Anschließend wird die auf der Rolle 2 verbleibende Ladung durch die Entladebürste 4 verteilt. Dadurch ist verhindert, daß das Restbild des entwickelten Mu­ sters später wieder erscheint. Eine derartige Prozedur wird da­ nach wiederholt.

Die Erfindung ist bei dem vorstehend beschriebenen Typ einer Entwicklungsvorrichtung anwendbar. Bevorzugte Ausführungsformen der Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung werden nunmehr bezüglich eines elektrophotographischen Kopierers beschrieben, welcher zur Familie von Bilderzeugungseinrichtungen gehört. Die Ausführungsformen werden unter Hinweis auf Fig. 5 beschrieben, da deren Grundanordnung der herkömmlichen Einrichtung entspricht. In Fig. 5 soll die Isolierschicht 22 der Rolle 2 eine Dicke t und eine spezifische induzierende Kapazität 6 haben, und die Dicke t soll so eingestellt sein, daß sie folgender Beziehung genügt:

Ferner soll der Entwickler als ein Einkomponentenentwickler mit hohem Widerstand, d. h. als ein Toner ausgeführt sein.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung hat die Entwick­ lungsrolle 2 eine Oberfläche, die aus einer nicht-polaren Sub­ stanz hergestellt ist. Hierdurch ist verhindert, daß die feinen Partikel und Zusatzstoffe des Toners sich auf der Oberfläche der Rolle 2 infolge einer Polarisierungs- und intermolekularen Kraft absetzen, wodurch eine dünne Schichtbildung ausgeschlossen ist. Insbesondere wenn die Oberfläche der Rolle 2 verwendet wird, um den Toner durch Reibung zu laden, bildet der Toner unter anderem unvermeidlich eine dünne Schicht auf der Rolle 2. Zu einer dün­ nen Schichtbildung infolge des Toners sowie der anderen Kompo­ nenten kann es insbesondere dann kommen, wenn die Schneide 3 aus einem magnetischen, elastisch federnden Material hergestellt ist und magnetisch oder durch mechanischen Druck gegen die Rolle 2 gedrückt wird.

In einem solchen Fall ist es in der Praxis üblich, das Materi­ al, Abmessungen, die Kantenausbildung und andere Faktoren der Schneide 3 sorgfältig zu bearbeiten. Wenn jedoch die Schneide 3 aus einem Material mit starker Polarität hergestellt ist, wie beispielsweise aus Urethan, Nylon, Acryl, Styrol oder Vinyl, ist es nicht möglich, trotz der sorgfältigen Bearbeitung der Abmes­ sungen, der Kantenkonfiguration usw. eine dünne Schichtbildung auszuschließen. Durch die Schichtbildung wird der geladene Zu­ stand des Toners instabil.

Insbesondere soll nunmehr die Isolierschicht 22 der Rolle 2 aus einer hochpolaren, molekularen Substanz hergestellt sein. Dann ist, wie in Fig. 1 dargestellt, die Ladungsmenge (µC/g), die auf dem Toner aufgebracht ist, in dem Anfangszustand groß, nimmt je­ doch infolge wiederholter Entwicklung nacheinander ab. Da in dem Anfangsstadium eine dünne Schichtbildung, welche dem Toner und Zusatzstoffen zuzuschreiben ist, auf der Isolierschicht 22 nicht vorkommt, wird der Toner durch dessen Reibung an der Oberfläche der Rolle 2, d. h. der Isolierschicht 22 und der leitfähigen Schneide 3, in ausreichender Weise geladen. Wenn jedoch die Ent­ wicklung wiederholt wird, bilden der Toner und die übrigen Stof­ fe nacheinander eine dünne Schicht auf der Isolierschicht 22 aus. Folglich reiben der Toner, der eine dünne Schicht auf der Isolierschicht 22 bildet und ein Toner, welcher der Rolle 2 frisch zugeführt worden ist, aneinander, wodurch verkehrt gela­ dene Tonerpartikel erzeugt werden. Diese Tonerpartikel machen den geladenen Zustand des Toners instabil.

Um diese Schwierigkeit auszuschließen, ist in der dargestellten Ausführungsform die Isolierschicht 22 aus einem Material herge­ stellt, das zu mehr als 50% eine nicht polare hochmolekulare Substanz, üblicherweise Polypropylen oder Polyehtylen aufweist. Wie Fig. 1 zeigt, bleibt, wenn die Schicht 22 eine derartige Zu­ sammensetzung hat, die auf dem Toner aufgebrachte Ladungsmenge für lange Zeit stabil, da verhindert ist, daß sich Toner und an­ dere Stoffe leicht auf der Rolle 2 absetzen können, obwohl sie anfangs niedriger ist als im Falle der polaren, hochmolekularen Substanz. Insbesondere in dem Anfangsstadium ist die Ladungsmen­ ge kleiner als im Falle der polaren, hochmolekularen Substanz, da der Toner hauptsächlich durch die Reibung der Schneide 3 und eines in dem Toner enthaltenen Polaritäts-Steuermittels geladen wird. Da jedoch die Hauptkomponente der Isolierschicht 22 eine nicht-polare, hochmolekulare Substanz ist, ist eine dünne Schichtbildung auf der Rolle 2, welche dem Toner zuzuschreiben ist, unterdrückt. Hierdurch wird über eine lange Zeitspanne ein ständiges Lades des Toners gewährleistet, wodurch beispielsweise verkehrt geladene Tonerpartikel ausgeschlossen sind, was auf die Reibung der dünnen Tonerschicht auf der Rolle 2 und des der Rol­ le 2 frisch zugeführten Toners zurückzuführen ist.

Bei dieser Ausführungsform wird der Toner hauptsächlich durch die Reibung der Schneide 3 und des Polaritäts-Steuermittels des Toners geladen, wie vorstehend ausgeführt ist. Daher wird eine ausreichende Menge an negativer Ladung auf den Toner aufge­ bracht, obwohl Polypropylen, Polyethylen und ähnliche Substanzen infolge der inhärenten Ladungsreihe leicht negativ geladen wer­ den können.

Bei einer zweiten Ausführungsform, die nachstehend beschrieben wird, ist die Reibung zwischen der Rolle 3 und dem Toner soweit wie möglich vermieden, um dadurch eine Änderung in der auf dem Toner aufgebrachten Ladung zu reduzieren, wozu es im Laufe der Zeit kommt. Es wurden Versuche durchgeführt, bei welchen ein To­ ner A, der ein positives Polaritätssteuermittel enthält, ein Toner B, welcher ein negatives Polaritätssteuermittel enthält, eine Isolierschicht 22 aus Polystyrol-Harz, um bezüglich einer Ladungsreihe mit negativer Polarität laden zu können, und eine Isolierschicht 22 aus Nylon-Kunstharz verwendet sind, um leicht auf eine positive Polarität laden zu können. Fig. 2A und 2B sind dem Toner A bzw. B zugeordnet, und zeigen jeweils, wie sich die Ladungsmenge des Toners mit dem Zunehmen des Dünnschichtbereichs des Toners ändert. In Fig. 2A und 2B ist auf der Abszisse der Dünnschichtbereich des Toners auf der Oberfläche der Rolle 2 aufgetragen, während auf der Ordinate die Ladungsmenge auf getra­ gen ist.

Wie in Fig. 2A dargestellt, wird, wenn der Toner A mit dem posi­ tiven Polaritäts-Steuermittel und die Isolierschicht 22 aus Po­ lystyrol-Kunstharz verwendet werden, in dem Anfangsstadium eine relativ große Ladungsmenge auf dem Toner aufgebracht. Die Ladung nimmt jedoch merklich ab, wenn der Dünnschichtbereich, welchem dem Toner A zuzuschreiben ist, aus dem folgenden Grund größer wird. Anfangs wird, solange die Rolle 2 nicht mit einer dünnen Schicht aus dem Toner A überzogen ist, der Toner A durch Reibung mit der Isolierschicht 22, der Kante der Schneide 3 und die Ent­ ladebürste 4 geladen. Wenn die Rolle 2 nach und nach von einer dünnen Schicht aus dem Toner A überzogen wird, wird ein Toner A, welcher frisch auf die Rolle 2 aufgebracht worden ist, nicht mehr durch Reibung an der Isolierschicht 22 geladen, sondern wird nur noch durch die Schneide 3 und die Entladebürste 4 gela­ den.

Hinsichtlich des Toners A und der Isolierschicht 22, die aus Nylon-Kunstharz hergestellt ist, ist die Ladungsmenge, die an­ fangs auf dem Toner geladen ist, nicht groß. Jedoch ändert sich trotz der Zunahme in dem Dünnschichtbereich, was dem Toner A zu­ zuschreiben ist, die Ladungsmenge kaum. Insbesondere, da sich der Nylinkunstharz, welcher die Isolierschicht 22 bildet, leicht auf positive Polarität lädt, wird der Toner A durch die Reibung mit der Schneide 3 und der Entladebürste 4, aber nicht durch die Schicht 22 selbst in dem Anfangszustand geladen, wenn die Rolle 2 noch nicht von dem Toner A mit einer dünnen Schicht bedeckt ist. Obwohl die Rolle 2 nach und nach von dem Toner A mit einer dünnen Schicht bedeckt wird, wird der Toner A zuerst wenig durch seine Reibung mit der Isolierschicht 22 und dann kontinuierlich durch die Schneide 3 und die Entladebürste 4 geladen.

Der Toner B soll nunmehr mit dem negativem Polaritäts-Steuer­ mittel versehen und die Isolierschicht 22 soll aus Nylon-Kunst­ harz hergestellt sein, welches sich leicht hinsichtlich der La­ dungsreihe (charge series) mit positiviver Polarität lädt. Dann ist, wie in Fig. 2B dargestellt, eine verhältnismäßig große La­ dungsmenge in dem Anfangszustand erreichbar. Jedoch nimmt die Ladung merklich ab, wenn der Dünnschichtbereich infolge des To­ ners B zunimmt. Dies ist durch dieselben Umstände zu erklären, wie sie vorstehend bezüglich des Toners A und der Isolierschicht 22 aus Polystyrolharz ausgeführt sind.

Wenn die Isolierschicht 22 aus Polystyrolharz in Verbindung mit dem Toner B verwendet wird, wird in dem Anfangsstadium keine verhältnismäßig große Ladungsmenge aufgebracht. Jedoch ändert sich die Ladung wenig, obwohl der Dünnschichtbereich, welcher durch den Toner B verursacht ist, nach und nach zunimmt. Der Grund hierfür ist derselbe wie bei der Kombination des Toners A und der Isolierschicht 22 aus Nylon-Kunstharz. Obwohl, wie vor­ stehend ausgeführt, die Toner A und B ohne Rücksicht auf das Ma­ terial der Isolierschicht 22 eine dünne Schicht auf der Rolle 2 bilden, unterscheidet sich die Stabilität der Tonerladungsmenge merklich in Abgängigkeit von dem Material der Schicht 22. Die Tonerladungsmenge ändert sich nämlich weniger, wenn die Isolier­ schicht 22 aus einer Substanz hergestellt ist, die bezüglich der Ladungsreihe näher bei dem Toner A oder B liegt. Insbesondere wenn die Oberfläche der Rolle 2 aus einer Substanz hergestellt ist, die hinsichtlich der Ladungsreihe nahe bei dem Toner liegt, wird der Toner durch seine Reibung mit der Oberfläche der Rolle 2 kaum geladen, d. h. er wird durch die Schneide 3 und die Entla­ debürste 4 geladen. Obwohl der Toner eine dünne Schicht auf der Rolle 2 bildet, wird folglich der Toner, der frisch auf die Rol­ le 2 aufgebracht worden ist, mit Erfolg geladen.

Basierend auf der vorstehenden Feststellung wird bei der darge­ stellten Ausführungsform die Isolierschicht 22 aus einer Sub­ stanz hergestellt, die bezüglich der Ladungsreihe nahe bei dem Toner liegt, so daß der Toner aufgrund von Faktoren, außer sei­ ner Reibung mit der Oberfläche der Rolle 2, d. h. durch die Schneide 3 und die Bürste 4 geladen wird. Folglich ändern sich die Faktoren, aufgrund deren der Toner geladen wird, nicht, ob­ wohl der Toner eine dünne Schicht auf der Oberfläche der Rolle 2 bildet. Daher bleibt die Ladungsmenge, die auf dem Toner auf ge­ bracht ist, trotz der Ausbildung einer dünnen Schicht stabil.

Sollte der Toner beispielsweise an der Schneide 3 haften blei­ ben, würde die Tonerladungsmenge instabil werden. Da jedoch die Schneide 3 im allgemeinen aus Metall oder einem ähnlichen Mate­ rial hergestellt ist, welches leicht abzuziehen ist, ist bei dieser Ausführungsform eine stabile, beständige Tonerladungsmen­ ge sichergestellt, indem die Schneide 3 jederzeit in dem An­ fangszustand gehalten wird. Da die Rolle 2 aus Metall oder einem ähnlichen hoch widerstandsfesten Material hergestellt ist, ist es in diesem Zusammenhang wahrscheinlicher, daß die dünne Schicht durch den Toner und nicht durch die Schneide 3 gebildet wird.

Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der Entwicklungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist eine Änderung in dem Potential auf der Oberfläche der Rolle 2 dadurch herabgesetzt, daß die Ladebürste 4 aus einem speziellen Material hergestellt ist. Im allgemeinen ist angenom­ men worden, daß eine Ladung, die auf der Isolierschicht 22 ver­ bleibt, verteilt werden kann, wenn ein leitfähiges Teil an der Schicht 22 in Anlage gehalten wird. Wenn jedoch der zu entladen­ de Gegenstand ein Isoliermaterial ist, kann die Ladung nicht im­ mer verteilt werden, selbst wenn ein leitfähiges Teil in Anlage gehalten ist. Sehr wahrscheinlich fördert das leitfähige Teil das Laden der Schicht 22.

Fig. 3 zeigt, wie sich das Potential auf der Oberfläche der Rol­ le 2 mit dem Fortschreiten der durch den Toner verursachten Dünnschichtbildung bezüglich der Entladebürsten 4 ändert, die aus rostfreiem Stahl bzw. Kohlenstoffasern hergestellt sind. In Fig. 3 ist auf der Abszisse das Fortschreiten einer Dünnschicht­ bildung aufgetragen, während auf der Ordinate das an der Rolle 2 angelegte Potential (dessen Absolutwert) aufgetragen ist. Der Toner soll negativ ladbar sein. Die aus Kohlestoffasern herge­ stellte Bürste 4 hat einen höheren Berührungswiderstand als die aus rostfreiem Stahl hergestellte Bürste 4. Bezüglich der La­ dungsreihe liegen Kohlenstoffasern näher bei dem Toner als rost­ freier Stahl.

Unter den vorstehend wiedergegebenen Voraussetzungen soll daher eine Bürste 4 aus rostfreiem Stahl verwendet werden. Wenn die dem Toner zuzuschreibende Dünnschichtbildung fortschreitet, än­ dert sich das Oberflächenpotential der Rolle merklich zu der ne­ gativen Seite hin, und zwar deswegen, da der Toner, durch wel­ chen die dünne Schicht auf der Rolle 2 gebildet wird, und rost­ freier Stahl, aus welchem die Bürste 4 hergestellt ist, in der Ladungsreihe nicht nahe beieinander liegen, d. h. die Bürste 4 lädt durch Reibung den eine dünne Schicht bildenden Toner. (fil­ ming toner.) Im Gegensatz hierzu ändert sich, wenn die aus Koh­ lenstoffasern hergestellte Bürste 4 verwendet wird, das Potenti­ al auf der Rolle 2 trotz der fortschreitenden Dünnschichtbildung kaum zu der negativen Seite hin, und zwar deswegen, da der To­ ner, welcher die dünne Schicht auf der Rolle 2 bildet, und Koh­ lenstoffasern, welche die Bürste 4 bilden in der Ladungsreihe nahe beieinander liegen; die Bürste 4 lädt daher durch Reibung den eine dünne Schicht bildenden Toner nicht.

Obwohl,wie vorstehend ausgeführt, sowohl durch die Kohlenstoff­ faserbürste 4 als auch durch die Bürste 4 aus rostfreiem Stahl der Toner in einer dünnen Schicht auf der Rolle 2 aufgebracht ist, ist die Potentialstabilität auf der Rolle 2 in beachtlichem Maße von dem Material der Bürste 4 abhängig. Insbesondere wenn die Bürste 4 aus einem Material hergestellt ist, das in der La­ dungsreihe nahe bei dem Toner liegt, wird der Toner durch seine Reibung mit der Bürste 4 kaum geladen. Folglich wird der Toner, obwohl er auf der Rolle 2 eine dünne Schicht bildet, durch die Bürste 4 nicht geladen.

Basierend auf der vorstehend wiedergegebenen Feststellung ist bei dieser Ausführungsform die Entladebürste 4 aus einem Mate­ rial hergestellt, das in der Ladungsreihe nahe bei dem Toner liegt, um zu verhindern, daß der Toner von der Bürste 4 durch Reibung geladen wird. Obwohl bei dieser Voraussetzung der Toner eine dünne Schicht auf der Rolle 2 bilden kann, wird er nicht durch Reibung mit der Bürste 4 geladen, so daß ein Potential stabil auf der Trommel 2 aufgebracht werden kann.

Nunmehr wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung be­ schrieben, bei welcher beispielsweise eine Änderung in dem Po­ tential auf der Rolle 2 auch im Laufe der Zeit ausgeschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform ist verhindert, daß Ladungen in­ folge des Kontakts zwischen dem Toner und der Entladebürste 4 injiziert werden, oder ein elektrisches Feld aus einer Poten­ tialdifferenz zwischen dem auf dem Band 1 erzeugten, latenten Bild und der Vorspannung erzeugt wird, usw. Aus diesem Grund ist in dieser Ausführungsform die Isolierschicht 22 aus einer Sub­ stanz der Art hergestellt, die eine minimale Raumladung spei­ chert. Diese Art Substanz kann erzeugt werden, indem ein unpola­ res bzw. nicht-hochpolares Molekül und ein hochpolares Molekül in einem geeigneten Verhältnis gemischt werden. Beispielsweise können etwa 20% Ionomer mit einem Polyethylen niedriger Dichte durch eine ausgewogene Polymermischung vermischt werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. (Fukagawa et al. "Development of DC XLPE Cable", Power Central Research Report Nr. 281 038, 1982). Erfor­ derlichenfalls kann Ionomer durch Polyamid ersetzt werden. Da ein unpolares bzw. ein nicht-hochpolares Molekül und ein hochpo­ lares Molekül im allgemeinen nicht ohne weiteres ineinander lös­ bar sind, wird die vorstehend angeführte Substanz durch chemi­ sche Kopplung, die auf einer Brückenbildung, u. a. basiert, auf­ bereitet.

Wenn die Isolierschicht 22 aus einem solchen Material herge­ stellt ist, die ein Minimum an Raumladung speichert, kann eine Ladungsinjektion in die Schicht 22 infolge deren Kontakt mit dem Toner und der Bürste 4, ein elektrisches Feld, das einer Poten­ tialdifferenz zwischen dem latenten, auf dem Band 4 erzeugten Bild und einer Vorspannung zuzuschreiben ist, ausgeschlossen werden. Folglich ist verhindert, daß sich die Entwicklungscha­ rakteristik und folglich das sich daraus ergebende Bild infolge eines Restbildes und einer Änderung in dem Oberflächenpotential der Rolle 2 im Laufe der Zeit ändert.

Somit ist bei der ersten Ausführungsform verhindert, daß sich feine Partikel und Zusatzstoffe eines Entwicklers auf einem Ent­ wicklerträger infolge einer Polarisierungskraft und einer inter­ molekularen Kraft absetzen. Hierdurch wird eine Änderung in der Ladungsmenge herabgesetzt, die auf den Entwickler aufzubringen ist, was beispielsweise auf verkehrt geladene Tonerpartikel zu­ rückzuführen ist, was wiederum der Reibung eines Entwicklers, der auf den Entwicklerträger aufgebracht ist, und einem Toner zuzuschreiben ist, welcher dem Entwicklerträger frisch zugeführt worden ist. Mit Hilfe dieser Ausführungsform können daher Bilder gleichbleibender Qualität erzeugt werden.

Bei der zweiten Ausführungsform wird der Entwickler durch seine Reibung mit der Oberfläche des Entwicklerträgers kaum geladen; er wird jedoch durch ein anderes Teil, beispielsweise ein Ent­ wicklerregulierteil durch Reibung geladen. Folglich ändert sich der Faktor, welcher den Entwickler lädt, überhaupt nicht, obwohl sich der Entwickler auf der Oberfläche des Entwicklerträgers ab­ setzt. Hieraus folgt, daß sich die Ladungsmenge, die auf den Entwicklerträger aufzubringen ist, wenig ändert, wodurch Bilder gleichbleibender Qualität gewährleistet sind.

In der dritten Ausführungsform wird der Entwickler, obwohl er auf die Oberfläche des Entwicklerträgers aufgebracht wird, nicht durch Reibung mit einer Oberflächenpotential - Stabilisierungs­ einrichtung geladen. Folglich ist verhindert, daß das Oberflä­ chenpotential des Entwicklerträgers merklich zu einer Polarität hin verschoben wird, wodurch ebenfalls Bilder gleichbleibender Qualität gewährleistet sind.

Ferner ist bei der vierten Ausführungsform verhindert, daß La­ dungen in die Oberfläche des Entwicklerträgers infolge des Kon­ takts des Bildträgers mit dem Entwickler und einer Oberflächen­ potential - Stabilisierungseinrichtung, infolge eines elektrischen Feldes, das aus einer Potentialdifferenz in dem Entwicklungsbe­ reich abgeleitet ist, usw. injiziert werden. Hierdurch sind Bilder vor einem Qualitätsverlust aufgrund eines Restbildes und einer Änderung in der Entwicklungscharakteristik, was auf eine Alterung zurückzuführen ist, geschützt.

Claims (5)

1. Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung, um ein latentes Bild, das elektrostatisch auf einem Bildträger erzeugt ist, mit Hilfe eines Einkomponenten-Entwicklers, der einen hohen Widerstand hat, zu entwickeln, gekennzeichnet durch
ein Entwicklerregulierteil, das aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, um eine Dicke des Entwicklers zu regulieren, und
einen Entwicklerträger, der aus einer leitfähigen Unterlage und einer Isolierschicht gebildet ist, die auf der leitfähigen Unterlage aufgebracht und aus einem vorherbestimmten Material hergestellt ist,
wobei ein vorherbestimmtes Potential zwischen dem Entwickler­ regulierteil und der leitfähigen Unterlage des Entwicklerträ­ gers eingestellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorherbestimmte Material hauptsächlich durch ein unpolares bzw. nicht-hochpolares Molekül gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorherbestimmte Material in der Ladungsreihe im wesentli­ chen identisch mit dem Entwickler ist.

4. Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung, um ein latentes Bild, das elektrisch auf einem Bildträger er­ zeugt worden ist, mit Hilfe eines Einkomponenten-Entwicklers zu entwickeln, der einen hohen Widerstand hat gekennzeichnet
durch ein Entwicklerregulierteil, das aus einem leitfähigen Material hergestellt, um eine Dicke des Entwicklers zu regu­ lieren,
einen Entwicklerträger, der aus einer leitfähigen Unterlage und einer Isolierschicht besteht, welche auf der leitfähigen Unter­ lage ausgebildet ist, und
eine Oberflächenpotential- Stabilisierungseinrichtung, die zwi­ schen einem Entwicklungsbereich, in welchem der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüberliegen, und einer Ent­ wicklerzuführeinrichtung angeordnet ist und welche in Anlage an dem Entwicklerträger gehalten ist, um eine Ladung, die auf ei­ ner Oberfläche des Entwicklerträgers verbleibt, zu verteilen, wobei die Oberflächenpotential- Stabilisierungseinrichtung aus einem Material hergestellt ist, das in der Ladungsreihe im we­ sentlichen identisch mit dem Entwickler ist,
wobei ein vorherbestimmtes Potential zwischen dem Entwicklerre­ gulierteil und der leitfähigen Unterlage des Entwicklerträgers eingestellt wird.

5. Entwicklungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung, gekennzeichnet durch Entwicklerträger, der aus einer leitfähi­ gen Unterlage und einer Isolierschicht besteht, die auf der leitfähigen Unterlage ausgebildet ist, um ein elektrostati­ sches, latentes Bild, das auf einem Bildträger erzeugt ist, mit Hilfe eines Einkomponenten-Entwicklers zu entwickeln, der einen hohen Widerstand aufweist, wobei der Isolierteil des Entwick­ lerträgers aus einem Material besteht, das durch Mischen eines nicht-hochpolaren Moleküls und eines hochpolaren Moleküls in einem entsprechenden Verhältnis hergestellt ist und kaum Raum­ ladung speichern.