DE2530328A1 - Elektrophotographische entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

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KONISHIROKU PHOTO INDUSTRY CO., LTD., l-lo, 3-Chome, Nihonbashi-Muro-machi, Chuo-ku, TOKYO (Japan)

Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung mit einer Elektrode an einer Entwicklungsstation gegenüber einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper, wobei das Bild mit einem aus einem elektrisch leitenden Träger und einem Toner zusammengesetzten Entwickler erzeugt wird und wobei zwischen der Oberfläche des Körpers und der Elektrode eine Vorspannung angelegt wird.

Nach einem bekannten elektrophotographisehen Kopierverfahren wird das elektrostatische latente Bild in herkömmlicher Weise auf einer photoleitenden bzw. einer mit einer lichtelektrischen Leitfähigkeit ausgestatteten Isolationsschicht (nachfolgend als photoempfindliche Schicht bezeichnet) erzeugt, die ein photoempfindliches Blatt bildet. Dann wird ein aus einem Toner und einem Träger bestehender Entwickler mit dem latenten Bild in Berührung gebracht, um es in ein sichtbares Bild zu verwandeln.

Eines der Probleme eines solchen Entwicklungsvorgangs ist in bekannter Weise eine Schleierbildung (fog). Hierbei handelt es sich um eine Erscheinung, bei der eine ganze Kopie als Ergebnis der Tatsache verschmutzt ist, daß der Toner elektrostatisch an dem belichteten Bereich der photoempfindlichen Schicht aufgrund der Restladung anhaftet. Zur Lösung des Problems der Schlexerbildung

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wurde ein Verfahren zum Anlegen einer Vorspannung vorgeschlagen. Nach diesem Verfahren wird eine Gleichspannung mit etwa derselben Größe wie die Restspannung am bildfreien Bereich des photoempfindlichen Blatts und mit derselben Polarität während des Entwicklungsvorgangs an eine Elektrode an der Seite der Entwicklungsvorrichtung angelegt. Entweder ein an der Rückseite des photoempfindlichen Blatts angeordnetes sowie als Gegenelektrode dienendes leitendes Blatt oder eine leitende Schicht, die eines der das photoempfindliche Blatt bildenden Elemente darstellt, wird geerdet, um über den Elektroden ein elektrisches Feld zu errichten. Während der Entwickler für die Durchführung des Entwicklungsvorgangs sorgt, wird die Abstoßwirkung zwischen der Ladungspolarität des bildfreien Bereiches des photoempfindlichen Blatts und der Polarität der angelegten Vorspannung dazu benutzt, den Toner von einem Anhaften am bildfreien Bereich abzuhalten. Es ist zwar richtig, daß das Verfahren zum Aufbringen einer Vorspannung wirksam eine Schleierbildung vermindert, doch entsteht andererseits ein neues Problem. Dieses beruht zwar nicht auf der grundsätzlichen Wirksamkeit des genannten Verfahrens, sondern bezieht sich hauptsächlich auf eine örtliche Schleierbildung {vielfach als Streifenbildung bezeichnet, da hierbei Bänder oder Streifen entstehen)_f wobei dieser Vorgang durch die Kombination der Trägerform,, der Arten des photoempfindlichen Blatts xmd dergleichen entsteht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der diese und weitere Nachteile vermieden sind.

Zur Losung der gestellten Aufgabe wird bei einer elektrophotographischen Entwicklungsvorrichtung der genannten Art erfindungsge-

B vorgeschlagen _r daß die Elektrode an ihrer Oberfläche mit einer Isolationsschicht ausgebildet ist. Hierdurch wird eine streifenforraige Schleierbildung wirksam vermieden.

Die Erfindimg wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert» Es zeigern

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Figur 1 - in schematischer Weise einen Magnetbürstenentwicklungsteil eines herkömmlichen elektrophotographischen Kopiergerätes,

Figur 2 - den Aufbau eines photoempfindlichen Blatts im Querschnitt,

Figur 3 - ein zylindrisches Glied zum Tragen eines Entwicklers nach der vorliegenden Erfindung im Querschnitt,

Figur 4 - in vergrößerter Darstellung eine erfindungsgemäß eingeschränkte Punktschleierbildung und

Figur 5 - eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Mittel einer Magnetbürstenentwicklung und einer Kaskadenentwicklung kombiniert sind.

Nachfolgend wird der streifenförmige Schleier unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert, die einen Positiv-Positiv-Kopiervorgang (copier) teilweise zeigt und eine schematische Ansicht der·Entwicklungsteile ist. Ein photoempfindliches Blatt 1 ist unmittelbar auf einer elektrisch leitenden Trommel 2 angeordnet. Das benutzte photoempfindliche Blatt 1 ist ein gewalztes Teil, das aus einer elektrisch leitenden Schicht (Aluminiumfolie) C, einer Auflage (Papier) S und einer photoempfindlichen Schicht P besteht, wie es schematisch in Figur 2 dargestellt ist. Die photoempfindliche Schicht P wird durch Mischen und Kneten eines feinen Zinkoxidpulvers mit lichtelektrischer Leitfähigkeit in Verbindung mit einem Bindemittel zubereitet, wie Silikonharz, Azetatharz oder Polystyrol. Das pho'toempfindliche Blatt wird entsprechend auf der Trommel 2 so angeordnet, daß es etwa Dreiviertel ihrer Oberfläche bedeckt. Die vorliegende Zeichnung zeigt dieses jedoch in vereinfachter Weise. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung unter der Annahme erläutert, daß ein photoempfindliches Blatt benutzt wird, welches aus diesem Zinkoxid-Harz-Dispersionssystem besteht, wenn nichts anderes hierüber ausgesagt ist.

Die leitende Schicht C des photoempfindlichen Blatts 1 ist geerdet, und die Trommel 2 ist mit einem geeigneten Antriebsmechanismus drehbar gekoppelt, wie es durch einen Pfeil angezeigt ist. Die Hinweiszahl 3 bezeichnet eine Entwicklungsvorrichtung vom Mag-

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netbürstentyp, die längs des Bewegungspfades des photoempfindlichen Blatts 1 angeordnet ist. Ein Rahmen 3oo hat eine Aussparung zur Aufnahme eines Entwicklers D_f der aus einem Toner und magnetischen Partikeln aus elektrisch leitendem Material besteht. Ein nicht magnetisches und elektrisch leitendes zylindrisches Glied (die zeichnerisch dargestellte Einheit wird gewöhnlich als Hülse oder Zylinder bezeichnet) ist mit der Hinweiszahl 3ol belegt und so an einer nicht dargestellten Seitentafel des Rahmens 3oo angeordnet, daß es sich in Richtung des Pfeiles drehen kann. Die Hinweiszahl 3o2 bezeichnet eine feste Permanentmagnetanordnung, die längs des Innenumfangs des zylindrischen Gliedes 3ol, an die Innenfläche desselben angrenzend und an einem Kern 3o3 befestigt angeordnet ist. Die Permanentmagnetanordnung 3o2 besteht aus Magneten mit abwechselnden Polen und erstreckt sich über einen für den Entwicklungsvorgang erforderlichen bestimmten Bereich. Im vorliegenden Fall kann die Permanentmagnetanordnung 3o2 eine sich über den gesamten Umfang des Kerns 3o3 erstreckende Reihe bilden, und das endlose Glied kann im Gegensatz zum vorerwähnten Beispiel fest angeordnet sein, während die Permanentmagnetanordnung 3o2 gedreht wird. Diese zwei Einheiten können auch in bezug aufeinander in ent gegengesetzten Richtungen gedreht werden. Auch kann der Magnet aus einer einzigen Einheit statt aus einer Zusaraisensetzung einzelner· Magnetglieder bestehen« Wenn der Magnet aus einer einzigen Einheit besteht, kann diese eine Reihe bzw. Bereiche abwechselnder Polaritäten haben. Wenn der Magnet aus mehreren Magnetgliedern zusammengesetzt ist, brauchen sich die benachbarten Hagnetglieder nicht vollständig zu berühren. Ferner bildet die Reihe der magnetischen Pole vorzugsweise eine abwechselnde Reihe von N- und S-Polen. In Abhängigkeit von den verschiedenen Situationen können auch gleichpolige Magnete in einer Reihe einer Vielzahl von Magnetetücken angeordnet sein*

Mit der Hinweiszahl 3o4 1st ein Abstreifer bezeichnet* Das leitende endlose Glied 3oi ist mit dem negativen Anschluß einer Vorspannungsversorgung 4 verbunden und dient als Elektrode zum vermindern der Schleierbildung, Wie es bereits erläutert wurde, dient die leitende Schicht,C des phötoeapfindliehen Blatts 1 als Gegenelektrode

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zu der genannten Elektrode (zylindrisches Glied 3οι). Daher wird im Betrieb ein elektrisches Feld zwischen den zwei Elektroden aufgebaut. Eine Aufladungs- oder Streifenelektrode 5 dient zum Aufladen des aus einem n-leitfähigen Halbleiter bestehenden photoempfindlichen Blatts 1. Ein Spiegel 6 leitet das von einem nicht dargestellten Original reflektierte Licht durch ein geeignetes optisches System zu einem sich bewegenden photoempfindlichen Blatt 1. Die Hinweiszahlen 7 und 8 bezeichnen einen Schlitz bzw. eine Blende und einen Pfad des reflektierten Lichts.

Bei einem Aufbau der genannten Art erteilt die Aufladungselektrode 5 nach einem Beginnen des KopierVorgangs dem sich bewegenden photoempfindlichen Blatt 1 eine gleichförmige Aufladung, und das reflektierte Licht des Lichtpfades 8 bestrahlt das photoempfindliche Blatt 1, um sukzessive ein elektrostatisches und dem Bild des Originals entsprechendes latentes Bild zu erzeugen. Dann kann der Entwickler D vom zylindrischen Glied 3ol aufgenommen und zum Durchführen des Entwxcklungsvorgangs auf das photoempfindliche Blatt 1 aufgebracht bzw. aufgerieben werden. Die photoempfindliche Schicht P des photoempfindlichen Blatts 1 ist allerdings durch Beschichten erzeugt worden, so daß sie selbst durch Kratzen abgeschabt werden kann, und zwar anders als bei dem durch Verdampfen beschichteten photoempfindlichen Selenblatt. Außerdem können die als Träger des Entwicklungsmittels benutzten magnetischen Partikel zahlreiche nadelartige VorSprünge haben und dazu neigen, in die photoempfindliche Schicht P einzustechen, die in die leitende Schicht C übergeht. Wenn die Partikel in die leitende Schicht C einstechen, wird der zwischen dem Glied 3ol und der Oberfläche des photoempfindlichen Blatts 1 gebildete Potentialgradient zu Null (genannt Vorspannungsabfall). Mit anderen Worten wird ein Kurzschluß über das Glied 3ol_f den Entwickler D, die magnetischen Partikel und die leitende Schacht C gebildet. Bei diesem Zustand gehen die Wirkungen der Vorspannung verloren. Da ferner der für die Entwicklung zuständige Entwickler D sich in bestimmter Breite in Kontakt mit dem photoempfindlichen Blatt 1 befindet, führt der Vorspannungsabfall nicht nur zu einer nachteiligen Beeinflussung der Stelle des photoempfindlichen Blatts, in die die magnetischen

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Partikel einstechen, sondern des gesamten Bereichs, mit dem der Entwickler in Berührung kommt. Dies führt zu einem streifenartigen Schleier (vielfach Streifenbildung genannt) auf dem photoempfindlichen Blatt 1. Auch wenn die Tiefe der in die photoempfindliche Schicht einstechenden magnetischen Partikel nicht allzu groß ist oder wenn die magnetischen Partikel gerade die leitende Schicht berühren, so daß das Potential zwischen dem endlosen Glied und dem photoempfindlichen Blatt nicht auf Null absinkt (d.h. zwischen der Oberfläche des Entwicklungsmittels und der Oberfläche des photoempfindlichen Blatts), ergibt sich auch ein streifenartiger Schleier aufgrund des Potentialabfalls des Entwicklungsmittels .

Eine Schleier- bzw. Streifenbildung tritt leicht dann auf, wenn das photoempfindliche Blatt Beschichtungsunregelmäßigkeiten infolge von Blasen in der photoempfindlichen Schicht hat (insbesondere Löcher bzw. Poren der Auflage eines Zweischichtaufbaues ohne eine leitende Schicht) oder wenn das photoempfindliche Blatt Bereiche niedriger Durchbruchsspannung infolge von Unregelmäßigkeiten der Beschichtungsdicke besitzt.

Nach der vorliegenden Erfindung sollen die geschilderten Nachteile vermieden werden, und Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der den Gliedern aus Figur 1 entsprechende Glieder mit denselben Hinweiszahlen belegt sind. Aus Bequemlichkeitsgründen wurde eine Beschreibung dieser bereits erwähnten Glieder fortgelassen.

Mit I ist eine stark isolierende Schicht auf der Oberfläche des zylindrischen Gliedes bezeichnet, und diese Schicht wird durch Behandeln eines Leiters (zylindrisches Glied) 3ol aus reinem Aluminium oder Aluminiumlegierung (wie Aluminium-Mangan-Legierung, AlusdniOm-Magnesium-Legierang oder Duralumin) mit Alusit bzw. Alu— minite (alumite) gebildet. Die Schicht hat einen volumenspezifischen Widerstand, der etwa gleich demjenigen des photoempfindlichen Blatts oder etwas kleiner ist (allgemein verwendete Materialien mit lichtelektrischer Leitfähigkeit sind aus Zinkoxid zusam-

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mengesetzt und haben im allgemeinen einen volumenspezifischen Wi-

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derstand von etwa Io bis Io Ohm pro Zentimeter). Der spezifische Widerstand sollte vorzugsweise in der Größenordnung von Io bis Io Ohm pro Zentimeter liegen. Und in der Praxis kann der Widerstand in Abhängigkeit von dem photoleitenden Material entsprechend ausgewählt werden. Das Material und die hochisolierende Schicht des Gliedes 3öl sind jedoch nicht nur auf die zuvor genannten Beispiele und solche beschränkt, bei denen eine metallische Oberfläche oxidationsbehandelt wird. Beispielsweise kann es sich auch um Messing und um eine Beschichtung mit Silizium handeln. Solche Materialien können ebenfalls an ihren metallischen Oberflächen mit Kunstharz beschichtet werden, wie Silikonharz, Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharz, Melaminharz und Polyvinylbutylal-Harz. Auch kann eine Elektroplattierung vorgesehen sein.

Natürlich kann die Grundform eines solchen zylindrischen Gliedes kreisförmig wie auch bandförmig sein. Es wurde festgestellt, daß durch Anbringen einer hochisolierenden Beschichtung auf der Oberfläche des Gliedes 3ol gemäß Figur 1 sowie der obigen Erläuterung und beim Durchführen des Entwicklungsvorgangs in derselben beschriebenen Weise die Bereiche, an denen die magnetischen Partikel eingedrungen sind, als feine schwarze Punkte und diese umschließende, schwache, ringförmige Schleier erscheinen (siehe Figur 4). Ein solcher Schleier ist jedoch so klein, daß die Bildqualität nicht überall vermindert wird. Ein anderer Versuch hat ebenfalls ergeben, daß beim Anbringen einer hochisolierenden Beschichtung kein streifenförmiger Schleier auftritt und daß ein Schleier nur an fehlerhaften Stellen des photoempfindlichen Blatts entsteht. Wenn mit anderen Worten ein photoempfindliches Blatt eine mit einer Rasierklinge angebrachte Schramme aufweist und für einen EntwicklungsVorgang in derselben oben beschriebenen Weise benutzt wird, erscheint der Schleier nur an dem verschrammten Teil und im Nachbarbereich (siehe Figur 4), jedoch niemals in Streifenform.

Mit der erfindungsgemäßen und vorstehend erörterten Entwicklungsvorrichtung ist es nicht nur möglich, den streifenförmigen

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Schleier zu vermeiden, sondern auch die nachfolgend erwähnten Wirkungen zu erzielen. Da das elektrische Feld zwischen dem photoempfindlichen Blatt und dem zylindrischen Glied aufgebaut wird, dessen spezifischer Widerstand etwa dem spezifischen Durchgangswiderstand des photoempfindlichen Blatts über einen dazwischen befindlichen Entwickler entspricht, ist gegenüber bekannten Verfahren, die ein leitendes endloses Glied anwenden, ein leichtes Steuern des zum photoempfindlichen Blatt fließenden Vorspannstroms möglich. Und schließlich kann eine Verschlechterung des photoempfindlichen Blatts verhindert werden, die bei einer vergrößerten Anzahl von Kopiervorgängen begründet wird. Ferner ist in dem US-Patent 3 647 293 ein Entwicklungs-Abstreifverfahren beschrieben, das Mittel der Magnetbürstenentwicklung und Mittel der Kaskadenentwicklung kombiniert. Das in diesem US-Patent beschriebene Verfahren ist ein zweistufiges Reproduktionsverfahren, bei dem der Entwicklungsvorgang auf einem Magnetbürstenentwicklungsverfahren bei der ersten Drehung des photoempfindlichen Blatts basiert und bei dem das auf dem photoempfindlichen Blatt verbliebene Tonerpulver während der zweiten Drehung durch das Kaskadenverfahren abgestreift wird. Nach jeweils zwei Drehungen des photoempfindlichen Blatts wird eine Kopie erzeugt. Daher stellt dieses Verfahren genau genommen keine Kombination von zwei Entwicklungsverfahren dar. Aber eine solche Zusammenfassung zweier Entwicklungsverfahren ist sehr vorteilhaft im Hinblick auf die Forderung einer im Hinblick auf die Geschwindigkeit und Menge leistungsfähigen Erzeugung von Kopien. Auch in einem solchen Fall ist es wichtig, Mittel zum Aufbringen einer Vorspannung und damit zum Entfernen des Schleiers vorzusehen, was eingangs bereits erläutert wurde,

Daher.ist es möglich, dieselben Wirkungen wie die zuvor beschrieb benen durch Verwendung eines photoempfindlichen Blatts mit einer weichen Oberfläche zu erzielen, die dadurch entsteht, daß eine Auflage mit Kadmiumsulfid oder einem feinen Zinkoxidpialver beschichtet wird/ das mit einem isolierenden Harzbindemittel gemischt -und verknetet mtrde. Hierbei werden magnetische Partikel mit nadelähnlichen VorSprüngen verwendet, die einfach als Träger

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pulverisiert werden. Es wird eine stark isolierende Beschichtung auf die Oberfläche eines leitenden endlosen Gliedes aufgebracht, das eine Einrichtung zum Durchführen einer Magnetbürstenentwicklung darstellt. Und schließlich wird wie bei dem Verfahren in Figur 1 eine Vorspannung angelegt. Wenn es erforderlich ist, kann ferner ein elektrisches Feld zwischen einer leitenden Platte 9 und dem photoempfindlichen Blatt 1 aufgebaut werden, indem die leitende Platte 9 an einem Teil des Entwicklungspfades im Kaskadenverfahren gegenübergestellt und auf der Platte 9 eine stark isolierende Schicht I (siehe Figur 5) angebracht werden. In jedem Fall ist der wesentliche Bestandteil der vorliegenden Erfindung das Entfernen von streifenförmigem Schleier, der beim Entwickeln auf dem photoempfindlichen Blatt entstehen kann. Zu diesem Zweck wird eine hochisolierende Schicht auf der Oberfläche eines Gliedes angebracht, die einen elektrisch leitenden Entwickler trägt. Und schließlich basiert die Erfindung auf Beziehungen zwischen dem photoempfindlichen Blatt mit einer weichen Oberfläche, den magnetischen Partikeln (Träger) mit nadelartigen Vorsprüngen und der Vorspannung, wie es bereits erläutert wurde. Die praktische Durchführung der Erfindung'ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.

- Patentanspruch e-

- Io -

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Claims (3)

1. - Io Patentansprüche

   Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung mit einer Elektrode an einer Entwicklungsstation gegenüber einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper, wobei das Bild mit einem aus einem elektrisch leitenden Träger und einem Toner zusammengesetzten Entwickler erzeugt wird und wobei zwischen der. Oberfläche des Körpers und der Elektrode eine Vorspannung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (3ol, 9) an ihrer Oberfläche mit einer Isolationsschicht (I) ausgebildet ist.
2. 2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode ein nahe an dem Körper (1) angeordnetes zylindrisches Glied (3ol) mit darin befindlichen Magneten (3o2) ist, wobei das zylindrische Glied und die Magnete in bezug aufeinander verdrehbar sind, um kontinuierlich Entwickler zur Entwick lungs Station (3) zu führen.
3. 3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch einen Förderer zum Tragen und Zuführen eines Entwicklers (D) auf die Oberfläche eines ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körpers (!) und durch eine elektrische Quelle (4) zum Anlegen einer Vorspannung zwischen die Elektrode (3ol, 9) und den Körper, wobei die Elektrode an ihrer Oberfläche eine Isolationsschicht (I) aufweist.

   509885/114 5 OSKSiNAi. INSPECTED