DE4446982B4

DE4446982B4 - Elektrophotographisches Entwicklungsgerät

Info

Publication number: DE4446982B4
Application number: DE4446982A
Authority: DE
Inventors: Kyu-chul Kwacheon Shin; Kyung-hwan Suwon Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2014-12-29
Also published as: JPH0815978A; JP4067583B2; DE4446982A1; KR960001929A; US5689784A; DE4448023B4

Abstract

Elektrophotographisches Entwicklungsgerät vom berührungsfreien Typ, das einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler verwendet,
mit einer Entwicklungsrolle (1), einer Tonerzuführrolle (2) aus einem schaumartigen Material zur Zuführung des Einkomponenten-Entwicklers (3) und zum Aufladen des Einkomponenten-Entwicklers (3) durch Reibung aufgrund Berührung mit der Entwicklungsrolle (1),
einer Abstreichvorrichtung (4a, 4b, 4c) zur Bildung einer dünnen Entwicklerschicht auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle (1), und
mit einer photosensitiven Trommel (5) sowie einer elektrischen Spannungsquelle (8) zum Anlegen einer Vorspannung an die Entwicklungsrolle (1), die Tonerzuführrolle (2) und die photosensitive Trommel (5),
wobei zwischen der photosensitiven Trommel (5) und der Entwicklungsrolle (1) ein Spalt (G) eingehalten wird, so dass das Entwickeln eines Bildes ohne Berührung mit der Entwicklungsrolle (1) erfolgt,
wobei die Entwicklungsrolle (1) aus einem elastischen, halbleitenden Gummi besteht, und
die Tonerzuführrolle (2) mit der Oberfläche der Entwicklungsrolle (1) in Reibungskontakt steht, so dass der Einkomponenten-Entwickler (3) durch Reibung aufgeladen wird, bei...

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Entwicklungsgerät, genauer gesagt, ein elektrophotographisches Entwicklungsgerät, das einen Ein-Komponenten-Entwickler verwendet, welcher einen nichtmagnetischen Toner enthält.

Das herkömmliche Trocken-Typ Entwicklungsverfahren für Elektrophotographiergeräte kann im allgemeinen in zwei Arten unterteilt werden: eines, das einen Zwei-Komponenten-Entwickler verwendet, welcher einen Toner und einen Träger enthält, und ein anderes, welches einen Ein-Komponenten-Entwickler verwendet, welcher keinen Träger enthält. Das erste Verfahren, welches schon vor langer Zeit entwickelt wurde, liefert ein relativ stabiles Kopierbild von guter Qualität, weist jedoch mehrere Nachteile auf, wie Abnutzung des Trägers und unerwünschte Abweichungen beim Toner-zu-Träger-Mischverhältnis im Verlaufe der Zeit nach der Entwicklung, allgemeine Schwierigkeiten bei der Wartung der Kopiermaschine und Grenzen bei der Miniaturisierung der Maschine selbst. Daher ist das Entwicklungsverfahren vom Ein-Komponenten-Typ vorzuziehen.

Das generelle Ein-Komponenten-Entwicklungsverfahren wird in ein magnetisches und ein nichtmagnetisches unterteilt. Im Falle des magnetischen Ein-Komponenten-Entwicklungsverfahrens ist ein magnetisches Material in dem Toner enthalten, und der Toner wird durch eine magnetische Kraft bewegt. Es besteht jedoch hierin ein Nachteil für die Farbentwicklung, da das magnetische Material gewöhnlicherweise lichtundurchlässig ist. Daher ist das nichtmagnetische Ein-Komponenten-Entwicklungsverfahren, bei dem lediglich ein Toner ohne undurchsichtiges magnetisches Material verwendet wird, für die Farbentwicklung vorteilhaft.

1–4 zeigen Beispiele für konventionelle elektrophotographische Entwicklungsgeräte, bei denen ein nichtmagnetisches Ein-Komponenten-Entwicklungsverfahren der herkömmlichen Art angewandt wird. Das bekannte Entwicklungsgerät besteht aus einer Entwicklungsrolle zum Entwickeln eines auf einer photosensitiven Trommel gebildeten latenten Bildes durch Bewegung des Toners, einer Zuführrolle zum Zuführen des Toners auf die Entwicklungsrolle, und einer Abstreichklinge zum Bilden einer dünnen Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden Entwicklungsgeräte nach dem Stand der Technik kurz beschrieben.

1 zeigt ein Beispiel, bei dem eine elastische Entwicklungsrolle 11 die Entwicklung durchführt, während sie in Berührung mit dem photosensitiven Körper 5 (Trommel) ist. Hier wird die Elastizität der Entwicklungsrolle 11 durch Verwendung von Siliconkautschuk, Naturkautschuk, Polyurethan oder dergleichen erreicht. Die Entwicklungsrolle 11 besitzt die elektrischen Eigenschaften eines Halbleiters. In 1 bezeichnet die Bezugsnummer 2 eine Tonerzuführrolle, Bezugsnummer 3 den Toner, Bezugsnummer 4 eine Abstreichklinge und Bezugsnummer 5 eine photosensitive Trommel.

2 zeigt ein Beispiel, bei dem eine harte Entwicklungsrolle 11' das Entwickeln in einem berührungsfreien Zustand bewirkt, wobei sie von der photosensitiven Trommel 5 durch einen Entwicklungsspalt a getrennt liegt. Die Entwicklungsrolle 11' ist hier aus einem Metall wie Aluminium oder nichtrostendem Edelstahl hergestellt. Diese Materialien sind elektrisch leitend, so daß eine Einrichtung 8 zur Erzeugung einer Vorspannung einen Gleichstrom, Wechselstrom oder eine Kombination von diesen zum Anlegen an die photosensitive Trommel 5 liefert. In 2 bezeichnet die Bezugsnummer 4' eine elastische Abstreichklinge. Das Entwicklungsgerät in 2 verwendet keine Tonerzuführrolle.

3 zeigt ein Beispiel, bei dem eine harte Entwicklungsrolle 11' die Entwicklung ausführt, während sie einen flexiblen photosensitiven Körper 51 in Form eines Riemens berührt. Die Entwicklungsrolle 11' ist hier aus einem Metall wie das Beispiel in 2 hergestellt. In 3 bezeichnet die Bezugsnummer 4 eine Abstreichklinge, und die Bezugsnummer 2 eine Tonerzuführrolle.

4 zeigt ein Beispiel eines photosensitiven Gerätes, welches ein Entwicklungsverfahren verwendet, bei dem der Toner fliegt bzw. überspringt, wobei die Entwicklungsrolle 11' mit einem konstanten Spalt von der photosensitiven Trommel 5 betrieben wird. Die Einrichtung 8 zur Erzeugung einer Vorspannung veranlaßt hier den Toner 3 von der Entwicklungsrolle 11', auf die Trommel 5 aufgrund einer Gleichspannung zu "springen", welche über die Entwicklungsrolle 11' und die photosensitive Trommel 5 gelegt wird. Bei dem Gerät in 4 ist die Entwicklungsrolle 11' aus Aluminium oder rostfreiem Stahl hergestellt und es wird ein nichtmagnetischer Toner verwendet. Die Abstreichklinge 4' ist darüber hinaus elastisch.

Die Probleme bei den konventionellen elektrophotographischen Entwicklungsgeräten, wie sie oben beschrieben wurden, sind wie folgt.

Zunächst werden die Probleme diskutiert, welche den Fall der Entwicklung mit Berührung betreffen. Der photosensitive Körper und die Entwicklungsrolle drehen sich, während sie einander berühren. Im allgemeinen dreht sich die Entwicklungsrolle mit einer höheren Geschwindigkeit als die photosensitive Trommel. Die "Berührungs" entwicklung besitzt hier tatsächlich einen Entwicklungsspalt, welcher im allgemeinen ungefähr gleich einer bis zwei Tonerschichten ist, und folglich besteht eine Quetscheinwirkung zwischen der weichen Rolle und der photosensitiven Trommel 5. Wie oben beschrieben ist, muß sich die Entwicklungsrolle mit einer höheren Geschwindigkeit umdrehen als die photosensitive Trommel 5, da die Tonerzuführung zu der photosensitiven Trommel ungenügend wäre, falls sie sich mit derselben Geschwindigkeit umdrehen würde, und eine ungenügende Zufuhr an geladenen Toner bedeutet, daß das erhaltene Bild ungenügend dicht ist, was gleichbedeutend mit einem Bild geringer Qualität ist. D.h., eine große Menge an Toner muß der photosensitiven Trommel durch das Drehen der Entwicklungsrolle mit einer höheren Geschwindigkeit zugeführt werden, um ein Bild mit genügender Konzentration zu liefern. Da die Entwicklungsrolle und die photosensitive Trommel sich jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen, wird Reibung erzeugt, welche übermäßige Abnutzung verursacht und die Lebenserwartung der photosensitiven Trommel vermindert. Die Reibung und die resultierende Oberflächenabnutzung beeinflussen ferner die Tonerzuführung nachteilig, so daß dessen Aufbringung aufgrund von Abweichungen in der Oberflächenrauhheit im Umfang der Entwicklungsrolle ungleichmäßig ist. Darüber hinaus entsteht eine unerwünschte Aufladung aufgrund der Reibung, und die Entwicklungseigenschaften des Toners werden verschlechtert.

Ferner ist es im Falle der Berührungsentwicklung schwierig, eine konstante Umdrehungsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle beizubehalten, so daß deren lineare Geschwindigkeit sich einfach verändert. Folglich werden ungleichmäßige Mengen an Toner zugeführt, wodurch kein Bild mit einer gleichmäßigen durchgehenden Dichte geschaffen werden kann. Darüber hinaus legt die oben beschriebene Reibung eine Ladung in entgegengesetzter Richtung zu ihrer Umdrehung an die Entwicklungsrolle und eine weitere Ladung in übereinstimmender Richtung zu ihrer Umdrehung an die photosensitive Trommel an. Solche Ladungen führen zu einem Leistungsverlust.

Zusätzlich ist im Fall der Entwicklung mit Berührung der Abstand zwischen dem photosensitiven Körper und der Entwicklungsrolle ungefähr gleich ein- bis zweimal dem Durchmesser eines Tonerpartikels. Die Feldstärke in dem Spalt zwischen der photosensitiven Trommel und der Entwicklungsrolle, d.h. im Raum für die Entwicklung, ist und zwar um ein Mehrfaches, für ein Linienbild hier viel stärker als für ein Festbild. Auf diese Weise zeigt das Linienbild nach der Entwicklung eine höhere Konzentration als das Festbild, was für einen Drucker oder für ein Faxgerät, welches mit einem digitalen Bild arbeitet, gut ist. Aufgrund der schlechten Tonerabstufung ist die obige Eigenschaft jedoch nicht für ein Vervielfältigungsgerät geeignet, welches einen stufenlosen Bildausgang erfordert.

Ein weiteres ungelöstes Problem bei dem elektrophotographischen Entwicklungsverfahren ist, daß die konsistente Qualität sowohl von Linien- als auch Festbildern nicht gleichzeitig erhalten werden kann. Daher wird ein Verfahren verwendet, welches einem Bild (Linienbild oder Festbild) Priorität gibt. Im allgemeinen wird dem Linien- (oder Punkt-) Bild im Falle von Druckern oder Faxgeräten Vorrang eingeräumt, und im Falle des Vervielfältigungsgerätes dem Festbild, wenn die Feldstärke und der Entwicklungsspalt festgelegt werden.

Als nächstes werden die Probleme in bezug auf die Rolle betrachtet.

Die Entwicklungsrolle kann grob in harte und weiche Rollen unterteilt werden. Die harte Rolle wird typischerweise aus rostfreiem Stahl oder Aluminium hergestellt, ist elektrisch leitend und weist eine geeignete Oberflächenrauhheit auf. Bei harten Rollen wird synthetischer Kautschuk für die Abstreich klinge der Tonerschicht verwendet. In diesem Falle ist jedoch der Betrag an spezifischer Ladung des Toners gering, d.h. lediglich 10 μC/g oder darunter. Falls die spezifische Ladung gering ist kann ein weiches bzw. stufenloses Bild aufgrund der schlechten Abstufung des Toners nicht erhalten werden. Ferner kann der Toner leicht eine entgegengesetzte Polarität annehmen, was zu vielen Problemen führt, wie das heftige Schleudern (Fliegen) des Toners und die Verunreinigung des Bildhintergrundes was die Bildqualität vermindert, sowie einer verminderten Lebenserwartung der Maschine und dem Ansteigen der Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion. Da eine Berührung zwischen dem photosensitiven Körper und der Entwicklungsrolle unerwünscht ist, kann der Entwicklungsspalt, d.h. der Spalt zwischen der Oberfläche des photosensitiven Körpers und der der Entwicklungsrolle nicht unter eine bestimmte Grenze verkleinert werden.

Im Falle der konventionellen harten Rolle wird der Entwicklungsspalt gewöhnlicherweise auf über 0,2 mm festgelegt. Die oben beschriebene Feldstärke ist hier für Festbilder stärker als für Linienbilder, wobei ein undeutliches Linienbild erzeugt wird. Ferner, da die Entwicklungsrolle leitend ist, variiert die Feldstärke merklich entsprechend dem Entwicklungsspalt, was eine sehr hohe Präzision bei der Bearbeitung der Entwicklungsrolle erfordert. Daher ist es wegen der starken Variationen in der Bildkonzentration schwierig, Bilder zu erhalten, welche eine gleichmäßige Konzentration bei gewöhnlicher Bearbeitungspräzision aufweisen.

Im Falle der weichen Rolle ist die Hauptkomponente der weichen Rolle Polyurethankautschuk oder Siliconkautschuk, denen verschiedene zweckmäßige Zusatzstoffe zugegeben werden, damit eine Halb-Leitfähigkeit mit einem spezifischen Widerstand von 10⁷–10⁸ Ω·cm erreicht wird. Auf dieselbe Weise wird die Oberfläche der weichen Rolle so bearbeitet, daß die Oberflächenrauhheit dieselbe Größe hat wie die Tonerpartikel (5–10 μm), um eine Tonerschicht aktiv zu bilden. Eine feste Stange, eine elastische Platte oder eine Abstreichklinge in Form einer Rolle werden hier als eine Einrichtung zur Bildung der Tonerschicht eingebaut, und ein Polyurethanschaumstoff wird als eine Vorrichtung zum Aufladen des Toners verwendet. Der Betrag an spezifischer Ladung für den Toner kann hier bis auf 20–40 μC/g erhöht werden. Vor kurzem erreichte man eine weiche Rolle mit derselben spezifischen Ladung des Toners wie bei dem Zwei-Komponenten-Entwicklungsvefahren, welches eine magnetische Bürste verwendet, indem man die spezifische Ladung so stark wie möglich erhöhte.

Falls ein Toner mit einer hohen spezifischen Ladung verwendet wird, können die meisten der oben genannten Probleme überwunden werden. D.h., ein Bild mit einer exzellenten Abstufung des Toners kann geschaffen werden, das Überspringen des Toners sowie das Erzeugen von Toner mit entgegengesetzter Polarität wird vermindert, wobei ein Bild hoher Qualität ohne Verunreinigung des Hintergrunds geschaffen werden kann. Ferner wird im Falle der weichen Rolle der photosensitive Körper nicht beschädigt, selbst wenn die weiche Rolle den photosensitiven Körper berührt. Folglich kann der Entwicklungsspalt für einen optimalen Zustand, ohne Rücksicht auf Vorrang für Festbild oder Linienbild frei festgelegt werden.

Da der für die weiche Rolle verwendete Kautschuk ein halbleitendes Material ist, ist die Empfindlichkeit der Feldstärke im Entwicklungsspalt nicht sehr hoch. Auf diese Weise können Bilder hoher Qualität mit gleichmäßiger Konzentration mit gewöhnlicher Bearbeitungspräzision erhalten werden.

Bei einem Entwicklungsverfahren mit Kontakt, welches eine harte Rolle verwendet, wird ein photosensitiver Riemen anstatt der photosensitiven Trommel verwendet. Der photosensitive Riemen weist jedoch hier mehr Nachteile als die photosensitive Trommel auf. D.h., es ist schwieriger, den Riemen anzutreiben als die Trommel, und der Riemen weist eine kürzere Lebenserwartung und eine geringere Haltbarkeit auf, so daß ein hoher Grad an Produktzuverlässigkeit nicht erreicht werden kann und oft Bilder mit niedriger Qualität erzeugt werden.

Die Druckschrift DE 41 28 942 A1 beschreibt ein Entwicklungsverfahren und eine Entwicklungseinrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung, um ein latentes Bild, das elektrostatisch auf einem Bildträger erzeugt worden ist, mittels eines Entwicklers, der auf einem Entwicklerträger mitgeführt wird, in einem Entwicklungsbereich zu entwickeln, in welchem der Bildträger und der Entwicklerträger einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Der Druckschrift JP 06-051618 A mit englischem Abstract und Computerübersetzung des JPO beschreibt eine Entwicklungsvorrichtung mit einem Ein-Komponenten-Entwickler.

Die Druckschrift EP 0 572 000 A1 zeigt eine Vorrichtung für die Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem Aufzeichnungskörper. Die Vorrichtung weist vorspannbare Entwicklermittel zur Übertragung eines nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers, umfassend eine Mischung aus Tonerteilchen, die triboelektrisch auf eine Polarität aufladbar sind, und im Allgemeinen transparente Gegen-Ladungskügelchen, die triboelektrisch auf die entgegengesetzte Polarität aufladbar sind, zur Entwicklung des latenten Bildes auf dem Aufzeichnungskörper auf.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein elektrophotographisches, Entwicklungsgerät vom berührungsfreien Typ, das einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler verwendet, zu schaffen, welches eine weiche Rolle verwendet, die ein erwünschtes Bild sowohl für Fest- als auch Linienbilder liefert.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch ein elektrographisches Entwicklungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aufgrund des obigen Aufbaus gemäß der Erfindung kann das Pro blem, welches die Reibung zwischen der photosensitiven Trommel und der Entwicklungsrolle betrifft, gelöst werden. Ferner kann das Problem der Ungleichmäßigkeit in der Bildkonzentration, welches merklich durch die Feldstärke beeinflußt wird, durch die Verwendung einer weichen Rolle überwunden werden. Ferner kann eine exzellente Bildqualität sowohl für Festbilder als auch für Linienbilder erzeugt werden, indem man den Entwicklungsspalt passend festlegt. Mit anderen Worten, das Entwicklungsgerät für den Gebrauch in der Elektrophotographie gemäß der Erfindung beseitigt die Nachteile, welche bestehen, wenn das Berührungsentwicklungsverfahren, welches eine harte Rolle verwendet, angewandt wird.

Die obigen Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden deutlicher durch die detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht eines konventionellen Entwicklungsgerätes;

2 eine schematische Seitenansicht der wichtigen Abschnitte eines weiteren Entwicklungsgerätes nach dem Stand der Technik;

3 eine schematische Seitenansicht eines weiteren konventionellen Entwicklungsapparates;

4 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Entwicklungsgerätes;

5 einen schematischen Querschnitt des Entwicklungsgerätes gemäß der Erfindung;

6 einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und

7 einen Querschnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung im weiteren hier beschrieben.

5 ist ein schematischer Querschnitt, welcher die wichtigen Abschnitte des Entwicklungsgerätes gemäß der Erfindung zeigt. Das elektrophotographische Entwicklungsgerät gemäß der Erfindung weist eine Entwicklungsgummirolle 1 auf, welche sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, eine Tonerzuführrolle 2, welche sich im Uhrzeigersinn dreht, während sie eine Seite der Entwicklungsgummirolle 1 berührt, eine Abstreichklinge 4a zur Steuerung der Menge an Toner, welche den oberen Abschnitt der Entwicklungsgummirolle 1 berührt, eine photosensitive Trommel 5, welche sich im Uhrzeigersinn dreht, während sie durch einen konstant breiten Spalt G von der anderen Seite der Entwicklungsgummirolle 1 beabstandet ist, einem Gehäuse 7, welches eine sich drehende Tonermischeinrichtung 6 enthält zum Zuführen des Toners über eine Tonerzuführöffnung 71 zu einer Tonerzuführkammer, die sich hinter einer Querwand befindet, sowie eine elektrische Spannungsquelle 8 zum Anlegen der elektrischen Spannung über die photosensitive Trommel 5, die Entwicklungsgummirolle 1 und die Tonerzuführrolle 2.
Der in das Gehäuse 7 des Entwicklungsgerätes eingefüllte Toner 3 wird der Tonerzuführkammer, welche eine Tonerzuführrolle 2 enthält, über eine Zuführöffnung 71, welche sich in einer Querwandung bzw. Zwischenwand befindet, in Übereinstimmung mit der Umdrehung der Tonermischeinrichtung 6 zugeführt. Die Tonerzuführrolle 2 welche aus einem Material wie Urethanschaum hergestellt ist, dreht sich mit dem auf ihr haftenden Toner und reibt sich mit der Oberfläche an der Entwicklungsgummirolle 1. Die Entwicklungsgummirolle 1 besteht aus einer Gummirolle, welche aus Urethan oder Silicon hergestellt ist. Der Toner 3 wird hier durch die Reibung aufgeladen und wird auf die Entwicklungsgummirolle 1 durch die Bildkraft aufgebracht. Die Menge an aufgebrachtem Toner 3 wird durch die direkte Berührung zwischen der Entwicklungsgummirolle 1 und der Abstreichklinge 4a gesteuert, so daß ein oder zwei Tonerschichten auf der Entwicklungsgummirolle 1 gebildet werden. Daraufhin wird der aufgebrachte Toner 3 in einen Entwicklungsbereich zur Entwicklung eines Bildes bewegt, bei dem die Entwicklungsgummirolle 1 einer photosensitiven Trommel 5 gegenüberliegt.
In dem Entwicklungsbereich wird der Toner selektiv in Übereinstimmung mit einem elektrostatischen latenten Bild, welches auf der photosensitiven Trommel 5 gebildet ist, und der Stärke der Coulombkraft aufgebracht, welche durch die Entwicklungsvorspannung verursacht wird, die über die Entwicklungsgummirolle 1 und die photosensitive Trommel 5 angelegt ist. Da der Spalt genauso wie ein vorbestimmter Entwicklungsspalt G zwischen der photosensitiven Trommel 5 und der Entwicklungsgummirolle 1 vorgesehen ist, wird das Entwicklungsverfahren in einem Zustand durchgeführt, bei dem sich die photosensitive Trommel 5 und die Entwicklungsgummirolle 1 nicht gegenseitig berühren. Der Entwicklungsspalt G wird so festgelegt, daß er ein wenig breiter ist als die Höhe der Tonerschicht, welche auf der Oberfläche der Entwicklungsgummirolle 1 gebildet werden soll. Die Anzahl an Tonerschichten, welche auf der Entwicklungsgummirolle 1 gebildet werden, ist im allgemeinen 1 oder 2. Es ist angestrebt, daß die Lage der photosensitiven Trommel 5, ohne die Tonerschichten zu berühren, von der Entwicklungsgummirolle 1 in einem Abstand von etwa vier- bis fünfmal dem Durchmesser der Tonerpartikel getrennt liegt. Daher, falls das konventionelle Tonerpartikel mit einem Durchmesser von 10 μm verwendet wird, wird der Entwicklungsspalt von der Entwicklungsgummirolle auf etwa 40–50 μm festgelegt.
Der Entwicklungsspalt G muß passend festgelegt werden zur Erzeugung eines Bildes, welches eine optimale Entwicklungseigenschaft besitzt, bei der die Feldstärken der Festbilder und Linienbilder nahezu gleich sind, um denselben Konzentrationsgrad bei allen Fest- und Linienbildern zu liefern. Der optimale Entwicklungsspalt kann in Übereinstimmung mit der Dichte der Linienbilder, der Liniendicke und dem elektrischen Oberflächenpotential des photosensitiven Körpers 5 verändert werden. D.h., je höher die Dichte und je geringer die Liniendicke ist, umso enger ist der Entwicklungsspalt G. Die Breite von diesem Entwicklungsspalt G ist viel geringer als der berührungsfreie Entwicklungsspalt bei Verwendung der harten Rolle und liegt bei ungefähr 50–200 μm. Ferner wird der maximal zulässige Entwicklungsspalt so festgelegt, daß die Feldstärke des Linienbildes nicht Null beträgt, d.h. die Feldstärke kann bei etwa mehreren Zehn Prozent von derjenigen des Festbildes beibehalten werden.
Wie in den 5–7 gezeigt ist, kann die Spannung, welche an die Entwicklungsgummirolle 1 angelegt wird, zur Erhöhung der Entwicklungseffizienz eine Wechselspannung sein, welche einfach den Toner trennt, indem sie die auf der Entwicklungsrolle 1 aufgebrachte Tonerschicht unter Verwendung einer elektrischen Kraft in dem Entwicklungsbereich aufrührt. Ferner wird eine Gleichspannung an die Tonerzuführrolle 2 zur Erhöhung des Tonerzuführwirkungsgrades und der Menge an spezifischer Ladung des Toners angelegt. Darüber hinaus, falls die Entwicklungsvorspannung als Kugelwelle angelegt wird und deren Abgabe angepaßt wird, kann das Bild in einer gewünschten Konzentration ohne Verunreinigung des Hintergrundes erhalten werden.
Der Unterschied zwischen den Geräten gemäß der Erfindung und den oben beschriebenen herkömmlichen Geräten wird in der unteren Tabelle unter Berücksichtigung des Entwicklungsrollertyps und des Berührungszustandes zwischen dem Roller und dem photosensitiven Körper zusammengefaßt.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, kann die vorliegende Erfindung die Probleme, welche in den Fällen bestehen, bei denen sich der photosensitive Körper und die Entwicklungsrolle berühren, bei Verwendung einer harten Entwicklungsrolle lösen.
6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird eine Abstreichrolle 4b anstelle einer Abstreichklinge verwendet, um gleichmäßig die Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle 1 zu bilden, und ein Abschaber 41, welcher für die Abstreichrolle 4b verwendet wird, ist ferner vorgesehen.
7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird eine elastische Platte 4c anstatt der Abstreichklinge verwendet.
Das elektrophotographische Entwicklungsgerät gemäß der Erfindung ist ein elektrophotographisches Entwicklungsgerät vom berührungsfreien Typ, das einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Einwickler verwendet mit einer weichen Rolle, welches ein Bild guter Qualität liefert, das gleichmäßige Konzentration für sowohl Fest- als auch Linienbilder zeigt.

Claims

Elektrophotographisches Entwicklungsgerät vom berührungsfreien Typ, das einen nicht-magnetischen Einkomponenten-Entwickler verwendet, mit einer Entwicklungsrolle (1), einer Tonerzuführrolle (2) aus einem schaumartigen Material zur Zuführung des Einkomponenten-Entwicklers (3) und zum Aufladen des Einkomponenten-Entwicklers (3) durch Reibung aufgrund Berührung mit der Entwicklungsrolle (1), einer Abstreichvorrichtung (4a, 4b, 4c) zur Bildung einer dünnen Entwicklerschicht auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle (1), und mit einer photosensitiven Trommel (5) sowie einer elektrischen Spannungsquelle (8) zum Anlegen einer Vorspannung an die Entwicklungsrolle (1), die Tonerzuführrolle (2) und die photosensitive Trommel (5), wobei zwischen der photosensitiven Trommel (5) und der Entwicklungsrolle (1) ein Spalt (G) eingehalten wird, so dass das Entwickeln eines Bildes ohne Berührung mit der Entwicklungsrolle (1) erfolgt, wobei die Entwicklungsrolle (1) aus einem elastischen, halbleitenden Gummi besteht, und die Tonerzuführrolle (2) mit der Oberfläche der Entwicklungsrolle (1) in Reibungskontakt steht, so dass der Einkomponenten-Entwickler (3) durch Reibung aufgeladen wird, bei dem der Spalt (G) so festgelegt ist, dass er ein wenig breiter ist als die Höhe der Entwicklerschicht auf der Oberfläche der Entwicklerrolle (1), derart, dass die Spaltbreite vier- bis fünfmal so groß ist wie der Entwicklerpartikeldurchmesser.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreichvorrichtung vom Rollentyp (4b) ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreichvorrichtung die Form einer elastischen Platte (4c) aufweist.
Gerät nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung eine Gleichspannung ist.
Gerät nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung komplex aus Gleichspannung und Wechselspannung zusammengesetzt ist.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselvorspannung eine Rechteckwelle ist und deren Impulsdauer bzw. Tastverhältnis verändert werden kann.