DE69919603T2

DE69919603T2 - Entwicklungsgerät mit Magnetbürste

Info

Publication number: DE69919603T2
Application number: DE69919603T
Authority: DE
Inventors: Christopher Snelling; Dale R. Mashtare
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-01-08
Also published as: US5933683A; DE69919603D1; EP0929007B1; EP0929007A2; JPH11249440A; EP0929007A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Entwicklungsgerät mit einem Transport für einen Entwickler zum Aufbringen des Entwicklermaterials, siehe Anspruch 1.
Allgemein umfasst eine elektrophotographische Druckvorrichtung ein photoleitendes Bauteil das bis zu einem im Wesentlichen gleichmäßigen Potential aufgeladen wird, um dessen Oberfläche zu sensibilisieren. Der geladene Bereich des photoleitenden Bauteils wird einem optischen Lichtmuster ausgesetzt, das einem zu bildenden Dokument entspricht. Dieses zeichnet ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photoleitenden Bauteil entsprechend zu Informationsflächen auf, die in dem Dokument enthalten sind. Nach Bilden des elektrostatischen latenten Bildes auf dem photoleitenden Bauteil, wird das Bild durch Aufbringen eines Entwicklermaterials in engem Kontakt entwickelt. Ein solches Entwicklermaterial enthält typischerweise Tonerteilchen, die triboelektrisch an Trägerkörnchen haften. Die Tonerpartikel werden von dem latenten Bild von den Trägerkörnchen angezogen und bilden ein Pulverbild auf dem photoleitenden Bauteil, das anschließend auf ein Kopierblatt übertragen wird. Am Ende wird das Kopierblatt erhitzt oder in anderer Weise bearbeitet, um das Pulverbild auf Dauer in der erwünschten bildähnlichen Konfiguration auf diesem zu fixieren.
Sowohl interaktive als auch nicht interaktive Entwicklung wurde durch Magnetbürsten bisher in bekannter Weise erreicht. In typischen interaktiven Ausführungsbeispielen weist die Magnetbürste die Form einer festen zylindrischen Hülse auf, die um eine fixierte Anordnung von Permanentmagneten rotiert. Bei diesem Typ von Entwicklungssyste men wird die zylindrische Hülse gewöhnlich aus einem elektrisch leitfähigen, nicht Eisenmaterial wie Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet, wobei die Außenfläche texturiert ist, um ein Haften des Entwicklers zu verbessern. Die Drehung der Hülse transportiert magnetisch haftenden Entwickler durch die Entwicklungszone, wo ein direkter Kontakt zwischen Entwicklerbürste und Bildfläche vorhanden ist, und Toner von den sich vorbeibewegenden magnetischen Bürstenfilamenten durch elektrostatische Felder des Bildes abgestreift wird.
Eine nichtinteraktive Entwicklung ist besonders verwendbar in Farbsystemen, bei denen ein vorgegebener Farbtoner auf einem elektrostatischen Bild ohne Stören von vorher aufgebrachten Tonern einer unterschiedlichen Farbe oder einer Kontaminierung der Farbtonerzuführungen aufgebracht werden muss.
Es wurde beobachtet, dass die Magnetbürstenhöhe, die durch die Entwicklermasse in den magnetischen Feldern auf der Hülsenoberfläche dieses Typs von Entwicklersystemen gebildet wird, periodisch in ihrer Dicke und statistisch schwankt als Resultat einer komplexen Trägeragglomeration und wegen eines Filamentaustauschmechanismus, der während dieser Operation auftritt. Als Ergebnis muss ein erheblicher Abstand in der Entwicklungslücke vorgesehen werden, um eine Interaktion der Fotorezeptoren durch direkten physikalischen Kontakt zu vermeiden, so dass die Verwendung eines nah benachbarten Entwicklerbettes, welche kritisch für hochqualitative Bildentwicklungen ist, vermieden wird.
Der Magnetpolabstand kann nicht auf eine beliebig kleine Größe reduziert werden, da Toleranzen der Dicke der Hülse und eines angemessenen mechanischen Abstandes zwischen Hülse und Drehmagnetkern einen minimalen Arbeitsbereich für die Magnetmultipolkräfte vorgibt, die sowohl zum Halten als auch zum Umstürzen der Entwicklerdecke auf der Hülse ist. Da die interne Polgeometrie die räumliche Wellenlänge der Umstürzkomponenten bestimmt und ebenfalls die Größe der Haltekräfte der Entwicklerdecke einem bestimmten Bereich bestimmen, gibt es nur einen Entwicklungsfreiheitsgrad, um die den unterschiedlichen Systemanforderungen einer kurzen räumlichen Wellenlänge und starker Haltekräfte zu genügen. Eine Verminderung der Entwicklerdeckenmasse durch Versorgungsverminderung führt zu einer geringen Bürstenstruktur ohne wesentliche Reduzierung der Bürstenfilamentlänge oder Verbesserung der ungleichmäßigen Längenverteilung.
US-A-4862828 offenbart eine Entwicklungsvorrichtung des Nichtkontakttyps und ein Verfahren für ein elektrophotografisches Aufzeichnungssystem. Der Abstand der Magnetpole auf einer Entwicklerhülse, die einen Entwickler trägt, ist so ausgewählt, dass sie in einen vorbestimmten Bereich fällt, oder wird so variiert, dass der Abstand mit Abstand in Umfangsrichtung von dem Punkt zunimmt, wo die Lücke zwischen dem Entwicklertragteil und einem photoempfindlichen Teil minimal ist. Eine Vorspannung, die an der Entwicklerhülse angelegt ist, wird entsprechend zur Änderung in der Größe der Lücke zwischen der Oberfläche des photoempfindlichen Bauteils und der Schicht des Entwicklers auf dem Entwicklertragbauteil gesteuert. Alternativ wird die Vorspannung während eines Zeitraums angelegt, in dem der geladene Bereich auf dem photoempfindlichen Bauteil der Entwicklerhülse gegenüberliegt.
US-A-4357103 offenbart ein elektrophotographisches Gerät und Verfahren mit Komprimierfeld, Magnetbürstenentwicklung mit einer Magnetgegenkrafteinrichtung, die in entgegengesetzter Relation zu einem primären Magnetbürstenfeld benachbart zur Entwicklungszone lokalisiert ist. Die magnetische Gegenkrafteinrichtung hat eine abstoßende Polarität relativ zum primären Magnetbürstenfeld und wirkt mit diesem zusammen, um eine komprimierte glatte Lücke in der Entwicklungszone zu bilden.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Entwicklungssystems mit einer reduzierten Entwicklerbetthöhe des Entwicklermaterials, so dass keine Interaktion mit der Bildoberfläche oberhalb einer Entwicklungszone auftritt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche offenbart.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften elektrophotografischen Druck- oder Bildgebungsgerätes mit einer Entwicklungsvorrichtung mit den Merkmalen vorliegender Erfindung;
2A ein typisches Spannungsprofil in der Bildfläche in dem elektrophotografischen Druckgerät nach 1 nach Laden der Bildfläche;
2B ein typisches Spannungsprofil in der Bildfläche nach Belichten;
2C ein typisches Spannungsprofil in der Bildfläche nach Entwickeln;
2D ein typisches Spannungsprofil in der Bildfläche nach Wiederladen durch eine erste Wiederladungseinrichtung;
2E ein typisches Spannungsprofil einer Bildfläche nach Wiederladen durch eine zweite Wiederladeeinrichtung;
2F ein typisches Spannungsprofil einer Bildfläche nach Belichten für eine zweite Zeit;
3 eine schematische Seitenansicht zur Darstellung der Entwicklungsvorrichtung, die in dem Druckgerät nach 1 verwendet wird;
4 Variationen in der Entwicklung der Betthöhe, und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.
Da elektrophotografisches Drucken gut bekannt ist, werden die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die in dem Druckgerät verwendet werden, nur hier schematisch dargestellt und deren Tätigkeit kurz mit entsprechender Bezugnahme beschrieben.
In 1 ist eine beispielhafte elektrophotografische Vorrichtung mit einem Entwicklungsgerät vorliegender Erfindung dargestellt. Eine solche elektrophotografische Druckvorrichtung 8 erzeugt ein Farbbild in einem einzelnen Durchgang durch die Vorrichtung und umfasst die Merkmale vorliegender Erfindung. Die Druckvorrichtung 8 verwendet eine Ladungszurückhaltungsoberfläche in Form eines aktiven Matrix-Photorezeptorsgurtes 10 (AMAT), der sequentiell verschiedene Bearbeitungsstationen in der durch den Pfeil 12 dargestellten Richtung durchläuft. Die Gurtbewegung ergibt sich durch Legen des Gurtes über eine Antriebsrolle 14 und zwei Spannrollen 16 und 18 und Drehen der Antriebsrolle 14 durch einen Antriebsmotor 20.
Bewegt sich der Fotorezeptorgurt, tritt jedes seiner Teile durch jede der im Folgenden beschriebenen Verarbeitungsstationen hindurch. Zur Vereinfachung ist ein einzelner Abschnitt des Fotorezeptorgurtes, der als Bildfläche bezeichnet wird, identifiziert. Die Bildfläche ist der Teil des Fotorezeptorgurtes, der die Tonerpulverbilder aufnimmt, welche nach Übertragung auf ein Substrat das endgültige Bild erzeugen. Auch wenn der Fotorezeptorgurt eine Vielzahl von Bildflächen aufweisen kann, wird, da jede Bildfläche in der gleichen Weise bearbeitet wird, eine Beschreibung der Verarbeitung einer Bildfläche ausreichen, um die Tätigkeit der Druckvorrichtung vollständig zu erläutern.
Bewegt sich der Fotorezeptorgurt 10, tritt die Bildfläche durch eine Ladestation A hindurch. In der Ladestation A lädt eine Glimmentladungserzeugungseinrichtung, allgemein durch Bezugszeichen 22 gekennzeichnet, die Bildfläche auf ein relativ hohes und im Wesentlichen gleichförmiges Potential. 2A zeigt ein typisches Spannungsprofil 68 einer Bildfläche nach Verlassen der Ladestation A. Dabei weist die Bildfläche ein gleichmäßiges Potential von ungefähr –500 Volt auf. In der Praxis wird dies erreicht durch Laden der Bildfläche auf einen negativeren Wert als –500 Volt, so dass jegliche Dunkelentladung die Spannung auf die erwünschten –500 Volt reduziert. In 2A ist die Bildfläche negativ geladen. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, dass sie positiv geladen ist, falls die Ladeniveaus und Polaritäten von Toner, Wiederladungseinrichtung, Fotorezeptor und weiteren relevanten Bereichen oder Einrichtungen entsprechend geändert werden.
Nach Durchtritt durch die Ladestation A tritt die nun geladene Bildfläche durch die erste Belichtungsstation B hindurch. In dieser wird die geladene Bildfläche mit Licht belichtet, das auf die Bildfläche mit einer Lichtrepräsentation eines ersten Farbbildes, beispielsweise in schwarz, einstrahlt. Die Lichtrepräsentation entlädt einige Teile der Bildfläche, um ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet eine Ausgabescanneinrichtung 24 mit einem Laser als Lichtquelle. Allerdings sind auch andere Lichtquellen möglich, wie beispielsweise ein LED-Druckbalken, der ebenfalls mit der Erfindung verwendbar ist. 2B zeigt typische Spannungslevel, die Level 72 und 74, die nach Belichten auf der Bildfläche existieren können. Der Spannungslevel 72, ungefähr –500 Volt, tritt in den Teilen der Bildfläche auf, die nicht bestrahlt wurden, während der Spannungslevel 74 von ungefähr –50 Volt in den Teilen auftritt, in die eingestrahlt wurde. Folglich hat man nach dem Belichten eine Bildfläche mit einem Spannungsprofil, das sowohl relativ hohe als auch niedrige Spannungen enthält.
Nach Hindurchtreten durch die erste Belichtungsstation B tritt die nun belichtete Bildfläche durch eine erste Entwicklungsstation C hindurch, die identisch in ihrer Struktur mit den Entwicklungssystemen E, G und I ist. Die erste Entwicklungsstation C trägt eine erste Farbe, beispielsweise schwarz, eines negativ geladenen Toners 31 auf die Bildfläche auf. Der Toner wird von den weniger negativen Abschnitten der Bildfläche angezogen und von den mehr negativen Abschnitten abgestoßen. Das Ergebnis ist ein erstes Tonerpulverbild auf der Bildfläche.
Für die erste Entwicklungsstation C weist das Entwicklungssystem 34 eine Donatorrolle 42 auf. Donatorrolle 42 ist zumindest teilweise in der Kammer des Entwicklergehäuses 44 angeordnet. Die Kammer des Entwicklergehäuses 44 speichert einen Vorrat von Entwicklermaterial (Toner), das das Bild entwickelt.
2C zeigt die Spannungen auf der Bildfläche nach Hindurchtreten dieser durch die erste Entwicklungsstation C. Toner 76 (welcher im Allgemeinen jede Farbe eines Toners repräsentiert) haftet an der bestrahlten Bildfläche. Dies führt zu einem Ansteigen der Spannung in der bestrahlten Fläche auf beispielsweise –200 Volt, wie durch die durch gezogene Linie 78 dargestellt ist. Die unbestrahlten Teile der Bildfläche bleiben auf dem Niveau 72.
Nach Hindurchtreten durch die erste Entwicklungsstation C wird die nun belichtete und mit Toner versehene Bildfläche einer ersten Wiederladungsstation D zugeführt. Die Wiederladungsstation D weist zwei Glimmentladungsaufladeeinrichtungen, eine erste Wiederaufladungseinrichtung 36 und eine zweite Wiederaufladungseinrichtung 37 auf, die zusammen zum Wiederaufladen der Spannungsniveaus sowohl der mit Toner und auch ohne Toner versehenen Teile der Bildfläche auf ein im Wesentlichen gleichmäßiges Niveau dienen. Spannungsversorgungen sind mit der ersten und zweiten Wiederladungseinrichtung 36 und 37 verbunden und mit jeder Gitter- oder anderem Spannungssteueroberfläche, die zugeordnet ist, je nach Erfordernis, so dass die notwendigen elektrischen Eingänge für die Wiederladungseinrichtung zur Durchführung ihrer Aufgabe vorgesehen sind.
2D zeigt die Spannungen auf der Bildfläche nach Hindurchtreten durch die erste Wiederladungseinrichtung 36. Die erste Wiederladungseinrichtung überlädt die Bildfläche auf stärker negative Niveaus, als die, die die Bildfläche hatte, als sie die Wiederladungsstation D verließ. Beispielsweise, siehe 2D, erreichen die mit Toner und ohne Toner versehenen Teile der Bildfläche ein Spannungsniveau 80 von ungefähr –700 Volt. Die erste Wiederladungseinrichtung 36 ist vorzugsweise ein DC-Scorotron.
Nach Wiederladen durch die erste Wiederladungseinrichtung 36 bewegt sich die Bildfläche zur zweiten Wiederladungseinrichtung 37. Nach 2E reduziert die zweite Wiederladungseinrichtung 37 die Spannung der Bildfläche sowohl in den mit Toner als auch ohne Toner versehenen Teilen auf ein Niveau 84, welches das erwünschte Potential von –500 Volt ist, wobei die mit Toner versehenen Teile durch Toner 76 gekennzeichnet sind.
Nach Wiederladen in der ersten Wiederladungsstation D, tritt die nun im Wesentlichen gleichmäßig geladene Bildfläche mit ihrem ersten Tonerpulverbild in eine zweite Belichtungsstation 38 ein. Außer dem Unterschied, dass die zweite Belichtungsstation die Bildfläche mit einer Lichtrepräsentation eines zweiten Lichtbildes, beispielsweise gelb, be strahlt, um ein zweites elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ist die zweite Belichtungsstation 38 gleich der ersten Belichtungsstation B. 2F zeigt die Potentiale auf der Bildfläche nach Hindurchtreten durch die zweite Belichtungsstation. Wie dargestellt, haben die nicht bestrahlten Bereiche ein Potential von ungefähr –500 Volt wie durch 84 gekennzeichnet ist. Allerdings sind die bestrahlten Flächen, sowohl die vorher mit Toner versehenen Flächen, siehe Toner 76, und die nicht mit Toner versehenen Flächen jetzt ein auf Niveau von –50 Volt entladen, siehe Niveau 88.
Die Bildfläche bewegt sich dann zu einer zweiten Entwicklungsstation E. Außer dem Unterschied, dass die zweite Entwicklungsstation E einen Toner 40 enthält, der eine andere Farbe (gelb) als der Toner 31 (schwarz) in der ersten Entwicklungsstation C aufweist, ist die Entwicklungsstation im Wesentlichen die Gleiche, wie die erste Entwicklungsstation. Da der Toner 40 von den weniger negativen Teilen der Bildfläche angezogen und von den mehr negativen Teilen abgestoßen wird, hat nach Hindurchtreten durch die zweite Entwicklungsstation E die Bildfläche ein erstes und zweites Tonerpulverbild, welche einander überlappen können.
Die Bildfläche bewegt sich dann zu einer zweiten Wiederladungsstation F. Die zweite Wiederladungsstation F weist erste und zweite Wiederladungseinrichtungen 51 und 52 auf, die entsprechend ähnlich zu den Wiederladungseinrichtungen 36 und 37 arbeiten. Kurz gesagt, überlädt die erste Glimmentladungswiederladungseinrichtung 51 die Bildflächen auf ein größeres absolutes Potential, beispielsweise –700 Volt, als dass am Ende gewünschte, und die zweite Glimmentladungswiederladungseinrichtung mit Anschlüssen AC Potential neutralisiert das Potential auf das letztendlich erwünschte.
Die nun wiedergeladene Bildfläche wird dann einer dritten Belichtungsstation 53 zugeführt. Außer dem Unterschied, dass die dritte Belichtungsstation die Bildfläche mit einer Lichtrepräsentation eines dritten Farbbildes, beispielsweise Magenta, bestrahlt, um ein drittes elektrostatisches elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ist die dritte Belichtungsstation 38 gleich der ersten und zweiten Belichtungsstation B und 38. Das dritte elektrostatische latente Bild wird dann durch Verwendung eines Toners 55 mit einer dritten Farbe (Magenta) entwickelt, welcher Toner in einer dritten Entwicklungsstation G enthalten ist.
Die nun wiedergeladene Bildfläche tritt dann durch eine dritte Wiederladestation H hindurch. Diese weist ein Paar von im Glimmentladungswiederladeeinrichtungen 61 und 62 auf, die den Spannungswert sowohl der mit Toner als ohne Toner versehenen Teile der Bildfläche auf ein im Wesentlichen gleichmäßiges Niveau in gleicher Weise wie die Glimmentladungswiederladeeinrichtung 36 und 37 und 51 und 52 justiert.
Nach Hindurchtreten durch die dritte Wiederladestation nähern sich die nun der wiedergeladenen Bildbereich einer vierten Belichtungsstation 63. Bis auf den Unterschied, dass die vierte Belichtungsstation die Bildfläche mit einer Lichtrepräsentation eines vierten Farbbildes, beispielsweise Zyan, bestrahlt, um ein viertes elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ist die vierte Belichtungsstation 63 gleich der ersten, zweiten und dritten Belichtungsstation, das heißt in Belichtungsstation B, 38 und 53. Das vierte elektrostatische latente Bild wird dann unter Verwendung eines vierten Farbtoners 65 (Zyan) entwickelt, der in einer vierten Entwicklungsstation I enthalten ist.
Um den Toner für einen effektiven Übertrag auf ein Substrat zu konditionieren, tritt die Bildfläche dann durch ein vor Übertragungscorotronbauteil 50 hindurch, welches eine Glimmentladung bereitstellt, durch die sichergestellt wird, dass die Tonerteilchen das erforderliche Ladungsniveau aufweisen, das anschließend einen angemessenen Übertrag ermöglicht.
Nach Verlassen des Corotronbauteils 50 werden die vier Tonerpulverbilder von der Bildfläche auf ein Tragblatt 52 in einer Übertragungsstation J übertragen. Es sei angemerkt, dass das Tragblatt der Übertragungsstation in Richtung 58 durch eine an sich bekannte Blattzuführeinrichtung zugeführt wird, die nicht dargestellt ist. Die Übertragungsstation J weist eine Übertragungsglimmentladungseinrichtung 54 auf, die positive Ionen auf die Rückseite des Blattes 45 sprüht. Dies veranlasst die negativ geladenen Tonerpulverbilder sich zum Tragblatt 52 zu bewegen. Die Übertragungsstation J weist ebenfalls eine Löseglimmentladungseinrichtung 56 auf, die ein Entfernen des Tragblattes 52 von der Druckvorrichtung 8 unterstüzt.
Nach Übertrag bewegt sich das Tragblatt 52 auf einem Förderer (nicht dargestellt) zu einer Fixierstation K. Die Fixierstation K weist eine Fixiereranordnung auf, siehe Bezugszeichen 60, die permanent das übertragene Pulverbild an dem Tragblatt 52 fixiert. Vorzugsweise weist die Fixieranordnung 60 eine erwärmte Fixierrolle 70 und eine Druckrolle 64 auf. Wenn das Tragblatt 52 zwischen der Fixierrolle 70 und der Druckrolle 64 hindurchtritt, wird das Tonerpulver permanent an dem Tragblatt 52 fixiert. Nach Fixierung führt eine Rutsche, nicht dargestellt, die Tragblätter 52 zu einer Sammelablage, ebenfalls nicht dargestellt, zur Entnahme durch einen Benutzer.
Nach Trennen des Tragblattes 52 vom Photorezeptorgurt 10 werden verbleibende Tonerteilchen auf der Bildfläche an einer Säuberungsstation L durch eine Säuberungsbürste in einem Gehäuse 66 entfernt. Die Bildfläche ist dann bereit, einen neuen Zyklus zu durchlaufen.
Die verschiedenen Vorrichtungsfunktionen, die im Vorangehenden beschrieben wurden, werden im allgemeinen geleitet und gesteuert durch eine Steuereinrichtung, die elektrische Befehlssignale zur Steuerung der oben beschriebenen Tätigkeit bereitstellt.
In 3 ist das Entwicklersystem 34 mit Gehäuse 44, welches eine Kammer 76 zur Speicherung eines Vorrats von Entwicklermaterial bestimmt, im Detail dargestellt. Donatorrolle 42 weist eine innere, drehbare, harmonische Multipolmagnetanordnung 43 und eine äußere Hülse 41 auf. Die Hülse kann sowohl in Richtung der Bewegungsrichtung des Photorezeptorgurtes 10 als auch in Gegenrichtung bewegt werden. In ähnlicher Weise kann der Magnetkern sowohl in als auch entgegengesetzt zur Drehrichtung der Hülse 41 gedreht werden. In 3 dreht die Hülse in Richtung des Pfeils 68, das heißt in Richtung des Gurtes, und die Magnetanordnung wird in Richtung des Pfeils 69 gedreht. Eine Lamelle 38 ist in engem Kontakt mit der drehenden Donatorrolle 42 um die Höhe des Entwicklerbettes zu beeinflussen. Lamelle 36 ist in Kontakt mit der drehenden Donatorrolle 42, um stetig Entwickler von der Rolle zu entfernen und zur Entwicklerkammer 76 zurückzuführen.
Magnetrolle 72 transportiert eine konstante Menge von Entwickler auf die Donatorrolle 42. Dadurch ist gesichert, dass die Donatorrolle 42 eine konstante Menge von Entwick ler mit entsprechender Tonerkonzentration in die Entwicklungszone transportiert. Magnetrolle 76 weist ein nichtmagnetisches Rohrteil 86 (nicht dargestellt) auf, welches vorzugsweise aus Aluminium gebildet ist und eine aufgerauhte äußere Umfangsfläche aufweist. Ein langgestreckter Magnet 84 ist innerhalb und beabstandet zum Rohrteil positioniert. Der Magnet ist stationär montiert und weist magnetisierte Bereiche auf, die passend zur magnetischen Aufnahme des Entwicklermaterials von der Entwicklerkammer 86 sind, und eine nichtmagnetische Zone zum Fallenlassen des Entwicklermaterials. Das Rohrteil dreht in Richtung des Pfeils 92, um haftendes Entwicklermaterial in eine Ladezone zwischen der Magnetrolle 76 und der Donatorrolle 42 zu transportieren. In der Ladezone wird Entwicklermaterial bevorzugt magnetisch von der Magnetrolle auf die Donatorrolle gezogen. Schnecken 82 und 90 sind drehbar in der Kammer 76 zum Mischen und transportieren von Entwicklermaterial angeordnet. Die Schnecken weisen spiralförmig nach außen um eine Welle gewundene Lamellen auf. Die Lamellen dienen zum Transport des Entwicklermaterials in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Welle.
Eine Magnetfeldzurechtschneideinheit (nicht dargestellt) ist gegenüberliegend zur Rolle 42 mit dem zwischen diesen angeordneten Photorezeptorgurt 10 angeordnet. Magnetzurechtschneideinheit weist eine Anordnung von Elektromagneten, einen oder mehrere, auf, die entsprechend zum durch die Donatorrolle 42 in der Entwicklungszone erzeugten Magnetfeld betrieben werden können. Die Spannung wird jedem Elektromagneten durch den Magnetsteuerprozessor 410 zugeführt, um einen bekannten Magnetfeldwert in dem Entwicklungszonenbereich zu erzeugen. Magnetsteuerprozessor weist einen Hall-Effect-Sensor 412, welcher Einrichtungen zum Erfassen der gegenwärtigen Magnetfeldkonfiguration im Entwicklungsspalt der Rolle bereitstellt. Die Sensorausgabe wird einer Signaleingabe des Magnetsteuerprozessors zugeführt, um die Elektromagnetarbeitsspannungen eines jeden Elektromagneten V_a und V_b zu justieren, um ein erwünschtes Magnetfeld in der Entwicklungszone zu erhalten.
Entwicklermaterial, welches aus permanentmagnetisierten Trägerteilchen und Toner gebildet ist, wird magnetisch in Richtung der Magnetanordnung der Donatorrolle 42, die Bürstenfilamente entsprechend zu den Magnetfeldlinien auf der Oberfläche der Hülse 41 bildet, angezogen. Die Trägerteilchen tendieren zur Anordnung in Ketten, die sich senk recht zur Entwickleroberfläche über die Polflächen erstrecken und parallel zur Rollenoberfläche zwischen den Polflächen liegen, wo die Magnetfeldrichtung tangential zur Rollenoberfläche ist. Das Ergebnis ist, dass die effektive Entwicklerbetthöhe zwischen einem Maximum oberhalb der Polflächen und einem Minimum in den Polübergangsflächen variiert. Dieser Effekt ist in 4 dargestellt. Eine Drehung der Magnetanordnung veranlasst das Entwicklermaterial kollektiv zu taumeln und zu fließen aufgrund der permanentmagnetischen Trägerteilchen entsprechend zu Änderungen in der Magnetfeldrichtung und -größe verursacht durch die innere drehende Magnetrolle. Dieser Fluss in Richtung mit dem Photorezeptorgurt 10 ist in der Anordnung dargestellt. Eine magnetische Agitation des Trägers, die das Haften der Tonerteilchen an den Trägerperlen reduziert, wird durch diese drehende, harmonische Multipolmagnetrolle innerhalb der Entwicklerrollenoberfläche verursacht, auf dem das Entwicklermaterial sich bewegt.
Bei dem erwünschten, nicht interaktiven Entwicklungsmodus werden die Trägerperlchen daran gehindert, die Photorezeptoroberfläche oder jegliche vorher aufgetragene Tonerschichten auf dem Photorezeptor zu berühren. Dies dient dazu, vorher entwickelte Tonerbildmuster nicht zu stören, die auf der Photorezeptoroberfläche unter Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildes kombiniert werden. Die Variation in der Entwicklerbetthöhe nach 4 dient dazu, den Minimalabstand zwischen dem Photorezeptor und der Entwicklerbettoberfläche entsprechend durch die Betthöhe in den Polbereichen, wo die Betthöhe D_p am Größten ist, um eine Wechselwirkung zu verhindern, zu bestimmen. Der Durchschnittsabstand, der auf diese Weise erzielt wird, wird dann durch die durchschnittliche Betthöhe bestimmt, die größer als die minimale Betthöhe ist, das heißt (D_p + D_t)/2 < D_t.
Vorliegende Erfindung minimiert Spitzenentwicklerbetthöhen D_p und reduziert Variationen in der Entwicklerbetthöhe, die innerhalb des Entwicklungsspaltes auftreten, um dadurch eine Reduktion in dem effektiven Entwicklerelektrodenabstand zu ermöglichen, wodurch die Bildqualität verbessert wird.
Gemäß vorliegender Erfindung werden Magnetfelder in dem Entwicklungsspalt so beeinflusst, dass Änderungen in der Entwicklerbetthöhe vermieden werden, die außerhalb des Spaltes auftreten. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass innerhalb des Entwick lerspaltbereichs Magnetfeldkomponenten senkrecht zur Oberfäche der Donatorrolle 42 eliminiert oder wenigstens reduziert werden und nur tangentiale Magnetfelder zugelassen werden. Da die Bildung von Perlenketten, die eine größere Entwicklerbetthöhe D_p verursachen, sich durch ein linienhaftes Anordnen von Trägerteilchen mit der senkrechten Komponente des Magnetfelds ergibt, wird eine Eliminierung der senkrechten Komponenten die Betthöhe bei oder nahe bei ihrem Minimalwert D_t halten. 3 zeigt einen Ansatz um einen solchen Magnetfeldbeeinflussungseffekt zu erreichen. Bei diesem Ansatz sind Elektromagneteinheiten 404 und 402 hinter der Photorezeptorfläche angeordnet und werden entsprechend mit Energie versorgt, um den erwünschten Magnetfeldbeeinflussungseffekt zu erzeugen. Diese Elektromagnete können in einem Stützträger enthalten sein, im Falle eines Gurtphotorezeptors, oder können einfach mit dem Kern einer Trommelphotorezeptoranordnung positioniert sein. 3 zeigt ein geschlossenes Kreissystem mit Magnetfeldbeeinflussungssteuereinheit, um die Elektromagnetaktivitäten mit der Bewegung der drehenden Magnetrolle 43 zu synchronisieren. Zwei Elektromagnete sind mit einem Magnetschild zwischen ihnen angeordnet, um Bewegungsmagnetfeld aufgrund der drehenden Magnetrolle 43 durch entsprechend Variieren der Elektromagnetströme zu emulieren. Genauer gesagt, erfordert eine Normalfeldneutralisierung ein Entgegenwirken gegen das Donatorrollenbewegungsmagnetfeld mit einem identisch entgegenwirkenden Normalmagnetfeld. Dies ermöglicht die erwünschte Reduktion in der Entwicklerbetthöhe und ebenfalls die Reduktion in der Betthöhenvariation im Entwicklerspalt, was notwendig ist zur Reduzierung der Lücke zwischen der Donatorrolle 42 und der Oberfläche des Photorezeptors, wodurch verbesserte Bildqualität ohne störende interaktive Effekte ermöglicht wird.
5 ist eine Alternative zum elektronischen geschlossenen Kreis nach 3 mit einem zweiten Drehmagnetteil, welches eine mechanische Option zur Erzielung desselben Ergebnisses darstellt. Nach 5 liegt die Entwicklungsrolle 42 einem Photorezeptortragelement (Druckrolle 500) gegenüber, welche eine ähnliche Drehmagnetrolle enthält, mit dem Photorezeptorgurt zwischen den beiden Rollenflächen. Im Falle eines Trommelphotorezeptors wird die Drehmagnetrolle 500 einfach mit dem Kern der Photorezeptortrommel positioniert oder er kann tatsächlich ein Teil der Photorezeptortrommelstruktur sein. Relative Polpositionen zwischen Rolle 500 und 42 erfolgen so, dass gleiche Pole einander gegenüber liegen. Die gleichen Hardwarekomponenten können für die Donatorrolle 42 und die Magnetfeldbeeinflussungsrolle 500 verwendet werden. Es ist nicht notwendig, die Hülse der Druckrolle 500 zu drehen. Eine Vereinfachung wäre die Reduzierung der Größe und Anzahl der Pole des Druckrollenmagnets. Eine kleine Zwei-Polvorrichtung beispielsweise, die mit höheren Geschwindigkeiten dreht, so dass die Anzahl der Magnetpolübergänge pro Sekunde die gleiche wie bei dem Magnetkern der Entwicklerrolle sind, würde eine vorteilhafte Lösung zur Minimierung der Raumerfordernisse darstellen.
Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung bereitgestellt, die einen geringeren Abstand von Photorezeptor und Donatorrolle ermöglicht, in dem die Spitzenentwicklerbürstenfilamentlängen minimiert und Variationen in der Entwicklerbetthöhe in der Entwicklerzone reduziert werden, um eine verbesserte Kopierqualität zu erreichen. Zusätzlich zur Ermöglichung eines geringeren Abstandes zum Entwicklerbett (und dadurch näher zur effektiven Entwicklerelektrode) erhält man eine Eliminierung oder wenigstens Reduzierung der Normalmagnetfeldkomponenten im Entwicklerspalt, wodurch sich die Tendenz für die Trägerperlchen zum Auftragen auf der Photorezeptoroberfläche vermindert wird. Reduzierte Perlchen oder Perlchenfragmenteaustragung ist ein zusätzlicher Vorteil dieses Ansatzes.

Claims

Entwicklungsgerät mit einem Entwicklertransport geeignet zum Aufbringen des Entwicklermaterials auf einer bildgebenden Fläche mit einem darauf befindlichen elektrostatischen, latenten Bild umfassend: ein Gehäuse (44), welches eine Kammer (76) zur Speicherung einer Versorgung mit Entwicklermaterial, welches einen Toner (31, 40, 55, 65) enthält, bestimmt; einen Donatorbauteil (42), welches teilweise innerhalb der Kammer (76) angeordnet und beabstandet zur bildgebenden Oberfläche ist, um Entwickler auf seiner Außenfläche in einen Bereich gegenüberliegend zur bildgebenden Fläche zu transportieren, welches Donatorbauteil (42) eine Magnetanordnung (43) mit einer Vielzahl von Polen aufweist und drehbar gelagert ist, wobei eine Hülse (41) die Magnetanordnung umgibt, und eine Einrichtung (500) gegenüberliegend zum Donatorbauteil (42) hinter der bildgebenden Fläche zur Erzeugung eines Magnetfelds angeordnet, welche Einrichtung eine drehende Magnetwalze (500) mit einem magnetischen Multipolkern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (41) relativ zur Magnetanordnung (43) drehbar ist und ein Sensor (412) ein Magnetfeld der Magnetanordnung (43) an einer vorbestimmten Position auf dem Donatorbauteil (42) erfasst.
Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (500) eine Außenhülse aufweist, die den rotierenden magnetischen Multipolkern umgibt.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Polstellung zwischen dem magnetischen Multipolkern und der Magnetanordnung (43) in einer solchen Weise vorliegt, dass ein Nordpol einem Nordpol und ein Südpol einem Südpol gegenüberliegt.