DE2644878A1 - Entwicklungsvorrichtung - Google Patents
EntwicklungsvorrichtungInfo
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- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/09—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
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Description
Entwicklungsvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Entwicklungsvorrichtung
zum Sichtbarmachen eines elektrostatischen latenten Bildes, das entsprechend dem Prinzip der elektrofotografischen Reproduktion
hergestellt wurde. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Entwicklungsvorrichtung der im Oberbegriff genannten
Art.
Eine Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung ist als ein für eine Verwendung in einem elektrofotografischen Kopiergerät bestimmtes
Entwicklungsmittel bekannt. Diese Vorrichtung weist ein Stützbzw. Halteglied auf, an dem viele Permanentmagnete unterschiedlicher
Polaritäten abwechselnd im Querschnitt in Form eines Rings angeordnet sind. Eine elektrisch leitende zylindrische Hülse umgibt
dieses Stützglied mit einem sehr kleinen Abstand von der Außenfläche des Stützgliedes, und das letztere sowie die zylindrische
Hülse sind relativ zueinander drehbar. Wenn unter Verwendung dieser Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung ein elektrostatisches
Bild entwickelt wird, entsteht ein Problem bezüglich des 'Verschleierungsphänomens1. Hiermit ist eine Erscheinung gemeint,
die auftritt, wenn der Entwicklungsvorgang in dem Zustand durchgeführt wird, bei dem das Potential von Bereichen, die sich von
den während des Entwicklungsschrittes unbelichteten Bereichen unterscheiden
(also den Bildbereichen eines zu kopierenden Originals entsprechende Bereiche), nicht vollständig auf Null reduziert
wird. Bei dieser Erscheinung erfolgen ein Anhaften von Tonerpartikeln an diesen Bereichen, und zwar entsprechend der
Intensität des Restpotentials, und eine Verunreinigung im BiIdhintergrund,
der eine Farbe entsprechend der Grundfarbe eines Abdruck- bzw. Kopieträgerblatts haben sollte (eine weiße Farbe
im Falle der Verwendung eines weißen Kopieträgerblatts).
Um ein Auftreten dieses Verschleierungsphänomens zu vermeiden, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Gleichstrom-Vorspannung
an die zylindrische Hülse angelegt wird. Die Polarität ^ · - 4 -
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-Ά -
dieser Spannung entspricht der Polarität zum Laden des lichtempfindlichen
Materials, und die Spannungsintensität bzw. -größe entspricht weitgehend dem auf solchen Flächen verbliebenen Potential,
die sich von den Flächen der elektrostatischen Bilder auf dem lichtempfindlichen Material unterscheiden. In der Tat ist
dieses eine Gleichstrom-Vorspannung anwendende Verfahren wirksam,
doch erfolgt eine allmähliche Reduzierung dieser Wirkung mit einer Degradation bzw. einem Abbau des Entwicklers. Ein für eine
Verwendung in der Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung bestimmter Entwickler ist eine Mischung aus einem Trägermaterial, das
sich aus magnetischen Partikeln (normalerweise Eisenpulver) zusammensetzt, und einem Tonerpulver. Mit zunehmender Anzahl von
Entwicklungsvorgängen kann dieser Entwickler einer größer werdenden
thermischen oder mechanischen Änderung unterworfen sein, und das gegenseitige Anhaften dieser Partikel des Entwicklers wird
verstärkt, was zu einer Verminderung der Entwicklungsleistungsfähigkeit führt. Dieses Phänomen wird als "Degradation bzw. Abbau
des Entwicklers1 bezeichnet. Wenn das Tonerpulver an den magnetischen
Partikeln unter Bedeckung derselben anhaftet, auch wenn eine Vorspannung in der beschriebenen Weise an die zylindrische
Hülse angelegt wird, wirkt die an der zylindrischen Hülse gehaltene
Entwicklerschicht als ein Isolator, und es wird deshalb
schwierig, das erstrebte Ziel einer Verhinderung des Verschleierungsphänomens zu erreichen. Zusammengefaßt ist dieses Vorspannungsverfahren
insofern mangelhaft, als man mit der im Laufe der Zeit erfolgenden Veränderung des Entwicklers nicht fertig wird
und die wirksame Vorspannung nicht auf einem bestimmten Pegel gehalten werden kann.
Das Vorspannungsverfahren ist ferner mit dem Problem verbunden, daß sich die Entwicklungswirksamkeit mit einer Veränderung in der
relativen Feuchtigkeit ändert. Wenn die Entwicklungshäufigkeit zunimmt, bildet sich ein dünner Film des Tonerpulvers auf der zylindrischen
Hülse (diese Erscheinung wird als 'Filmbildungsphänomen1
bezeichnet). Da dieser Film eine isolierende Eigenschaft hat, wird durch diesen Film die Wirkung der effektiven
Vorspannung reduziert. Bei Experimenten, die mit zylindri-
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sehen Hülsen aus leitenden Materialien wie Edelstahl, Kupfer,
Messing und Aluminium mit oxidierter Oberfläche (sogenanntes AIumite)
durchgeführt wurden, wurde das Filmbildungsphänomen beobachtet. Diese Erscheinung war bei niedriger Feuchtigkeit deutlich
sichtbar. Bei dem herkömmlichen Vorspannungsverfahren wird die angelegte Vorspannung normalerweise konstant gehalten, und
dementsprechend wurde festgestellt, daß keine wirksame Vorspannung erreicht wird und eine Verschleierung stattfindet, wenn eine
Standardvorspannung auf der Basis einer relativ hohen Feuchtigkeit eingestellt wird, wie einer relativen Feuchtigkeit von 60
bis 75 %, und wenn ein Bild in einer Atmosphäre geringer Feuchtigkeit
gebildet wird, wie einer relativen Feuchtigkeit von 2o bis 3o %. Wenn andererseits die Vorspannung auf einer geringen Feuchtigkeit
basierend eingestellt wird und ein Bild in einer Atmosphäre großer Feuchtigkeit erzeugt wird, übersteigt der Wert des an
der Seite des lichtempfindlichen Materials durch die Entwicklerschicht fließenden elektrischen Stroms einen erforderlichen Wert.
Wenn das lichtempfindliche Material aus einer Schicht aus in Harz verteiltem Zinkoxid besteht, wird dementsprechend die Oberfläche
der Zinkoxidschicht mit dem Ergebnis zerstört, daß ein streifenartiger
Schleier . (sogenannte 'Streifenbildung') auf der zerstörten
Oberfläche des lichtempfindlichen Materials entsteht, das sich in Kontakt mit der Entwicklerschicht befindet.
Aus den oben genannten Gründen sind nur Vorspannungen in einem sehr engen Bereich anwendbar, und die bei großen und kleinen
Feuchtigkeiten entstehenden Erscheinungen können nicht vollständig überwunden werden.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in einer Überwindung der vorstehenden Nachteile des bekannten Vorspannungsverfahrens.
Unabhängig von einer Degradation bzw. einem Abbau des Entwicklers und unabhängig davon, ob die relative
Feuchtigkeit groß oder klein ist, soll eine wirksame Vorspannung sichergestellt werden, um das Verschleierungsphänomen zu vermeiden
.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden bei einer Entwicklungsvorrichtung
der im Oberbegriff genannten Art die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebenen Merkmale vorgeschlagen. Im einzelnen
weist die Entwicklungsvorrichtung ein elektrisch leitendes zylindrisches Glied auf, das sich über die Breite eines lichtempfindlichen
Materials erstreckt und einen Entwickler hält sowie einen Strömungs- bzw. Durchflußdurchgang begrenzt. Permanentmagnete
sind in der Nähe des Innenumfangs des zylindrisches Glieds und entlang dessen Innenumfang an geeigneten Positionen in einer
solchen Weise angeordnet, daß eine relative Drehbarkeit zwischen dem zylindrischen Glied und den Permanentmagneten vorliegt. Ferner
sind Mittel zum Anlegen einer Gleichstrom-Vorspannung an die Köpfe bzw. Spitzen (heads) des Entwicklers und eine Gleichspannungsquelle
vorgesehen, die mit dem zylindrischen Glied und den Vorspannungsanlegungsmitteln verbunden werden kann, so daß das
Anlegen einer Vorspannung an die Köpfe bzw. Spitzen des Entwicklers zu einem exakten Halten der Ladung am. Entwickler führt.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Hinweis auf die
schematische Zeichnung einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung näher erläutert.
Eine Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung 1 nach der vorliegenden
Erfindung ist in der Nähe einer Drehtrommel 2 angeordnet, die an ihrer Oberfläche ein foto- bzw. lichtempfindliches Material 3
aufweist, welches aus einer Zinkoxidschicht oder dergleichen besteht. In dieser Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung 1 ist eine
elektrisch leitende zylindrische Hülse 4 in einem isolierbeschichteten Behälter 5 drehbar angebracht, der einen Entwickler
6 enthält. Permanentmagnete unterschiedlicher Polaritäten sind in der zylindrischen Hülse 4 abwechselnd angeordnet und mittels
eines Stützgliedes 7 so befestigt, daß sich die Magnete in der Nähe der inneren ümfangsfläche der zylindrischen Hülse 4 befinden.
Die letztere ist in der Nähe der Drehtrommel 2 angeordnet, so daß Spitzen- bzw. Kopfbereiche des Entwicklers während des
Entwicklungsschrittes einen Gleitkontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials 3 haben. Eine Kopf- bzw. Spitzenre-
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_ *7 —
gulierungsplatte 8 (nachfolgend als 'Kopfschneidplatte' bezeichnet)
ist an einem Ende des Entwicklerbehälters 5 durch geeignete Mittel, wie Harz bzw. Klebstoff oder Schrauben, befestigt. Diese
Kopfschneidplatte 8 ist aus einem elektrisch leitenden Material
zusammengesetzt, und ihr oberes bzw. Kopfende hat von der Oberfläche der zylindrischen Hülse 4 einen gewissen Abstand, so daß
es in Kontakt mit dem beim Entwicklungsschritt gebildeten Entwicklerkopf kommt, um dessen Länge bzw. Abmessung einzustellen.
Die zylindrische Hülse 4 wird in einer durch einen Pfeil angegebenen
Richtung gedreht. An einer geeigneten Position, an der die an der Oberfläche der zylindrischen Hülse 4 ausgebildeten Kopfbzw.
Spitzenbereiche nach Beendigung des Entwicklungsvorgangs eines elektrostatischen latenten Bildes 9 auf der Oberfläche des
fotoempfindlichen Materials 3 infolge der Drehung der zylindrischen Hülse 4 ankommen, ist eine Entwicklerabkratzplatte 1o durch
geeignete Mittel festgelegt. Eine Bewegungsplatte 11 ist an einer geeigneten Position unterhalb dieser Entwicklerabkratzplatte 1o
befestigt. Der abgeschabte bzw. abgekratzte Entwickler wird durch diese Bewegungsplatte 11 in ausreichender Weise durchgerührt und
dann in den Entwicklerbehälter 5 zurückgeleitet.
Um bei der in der oben genannten Weise aufgebauten Entwicklungsvorrichtung
das Auftreten des Verschleierungsphänomens zu vermeiden, ist ein negativer Pol einer Gleichstromquelle^ mit der zylindrischen
Hülse 4 verbunden, während ein positiver Pol der Gleichstromquelle 12 geerdet und der negative Pol der Gleichstromquelle
12 direkt mit der Kopfschneidplatte 8 verbunden sind,
wodurch die Potentialdifferenz infolge des in unbelichteten Bereichen
des lichtempfindlichen Materials verbliebenen Restpotentials so klein wie möglich gemacht wird. In diesem Fall sind die
Polarität des der zylindrischen Hülse 4 zugeführten Potentials und auch die Polarität des an die Kopfschneidplatte 8 angelegten
Potentials gleich der Polarität zum Laden des lichtempfindlichen Materials 3, und die Intensität bzw. Große eines jeden Potentials
wird im wesentlichen gleich dem Restpotential an den unbelichteten Bereichen gemacht. Wenn die Ladepolarität des lichtempfindli-
- ' - 8 -
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J-g _" ■ 2b44ö78
chen Materials 3 positiv ist, wird dementsprechend die Polarität eines jeden der der zylindrischen Hülse 4 und der Kopfschneidplatte
8 zugeführten Potentials positiv gemacht.
Wenn somit nicht nur an die zylindrische Hülse 4, sondern auch an die Kopfschneidplatte 8 eine Vorspannung angelegt wird, erfolgt
eine Vergrößerung des Vorspannungsstroms, und somit kann das Auftreten der Verschleierungsbildung bei geringer Feuchtigkeit infolge
der Verminderung des VorspannungsStroms (dürfte an der Degradation
des Entwicklers liegen) verhindert werden. Ferner wirkt in der Relation zwischen dem durch die Kopfschneidplatte 8 gelangenden
Strom (nachfolgend als 'Kopfstrom' bezeichnet) und dem
durch die Hülse 4 fließenden Strom der Kopfstrom bei niedriger und hoher Feuchtigkeit als ein 'Schwimmer'. Wenn die Feuchtigkeit
groß ist, werden der Kopfstrom geschwächt bzw. kleiner und der Hülsenstrom relativ groß, während bei geringer Feuchtigkeit der
Kopfstrom größer und der Hülsenstrom kleiner werden. Deshalb können
eine effektive Vorspannung sichergestellt und das Auftreten
einer Streifenbildung (banding) wirksam verhindert werden. Bei der vorliegenden Vorrichtung besteht der Grund für die isolierende
Beschichtung des Behälters 5 darin, daß das Fließen eines elektrischen Stroms durch die Vorrichtung infolge der an die
Kopfschneidplatte 8 angelegten Vorspannung verhindert wird. Die Erfindung kann mit einer zylindrischen Hülse durchgeführt werden,
die aus einem leitenden Material besteht, wie einem Edelstahl, Messing oder Aluminium. Das Verschleierungsphänomen kann in überlegener
Weise mit einer zylindrischen Hülse vermieden werden, die aus Aluminium besteht und deren Oberfläche oxidiert ist (sogenanntes
Alumite).
Durch Anlegen einer Gleichstrom-Vorspannung an die zylindrische Hülse und durch gleichzeitiges Anlegen einer Vorspannung derselben
Polarität an die Kopfschneidplatte für den Entwickler kann es nach der vorliegenden Erfindung sichergestellt werden, daß mehr
elektrische Ladungen am Entwickler gehalten und somit eine Degradation desselben und das Verschleierungsphänomen bei niedriger
Feuchtigkeit sowie die Streifenbildung bei großer Feuchtigkeit
verhindert werden. - 9 -
709815/1081
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wurde die
Kopfschneidplatte dazu benutzt, eine Gleichstrom-Vorspannung an
die Köpfe bzw. Spitzen des Entwicklers vor dem Entwicklungsvorgang anzulegen. Die Kopfschneidplatte kann jedoch durch irgendein
anderes für diesen Zweck vorgesehenes Mittel ersetzt werden, beispielsweise durch eine Elektrodenplatte, die so angeordnet
ist, daß sie die Köpfe bzw. Spitzen des Entwicklers vor dem Entwicklungsvorgang
berührt. Die zylindrische Hülse 4 der Entwicklungsvorrichtung ist drehbar angebracht, wobei jedoch die Entwicklungsvorrichtung
nicht auf diese Art beschränkt ist und Veränderungen vorgenommen werden können. Beispielsweise ist es möglich,
daß die zylindrische Hülse stationär ausgebildet und das Magnetstützglied 7 im Inneren der zylindrischen Hülse drehbar angeordnet
sind. In diesem Fall ist es jedoch zum Erzielen eines
gleichförmigen Entwicklungsvorgangs und zum Verhindern eines ungleichförmigen
Aussehens in einem kopierten Bild bevorzugt, daß die Magnete unterschiedlicher Polaritäten abwechselnd längs der
gesamten ümfangsfläche des Stützgliedes angeordnet sind.
Ao
Leerseite
Claims (4)
1.} Entwicklungsvorrichtung vom Magnetbürstentyp mit einem elektrisch
leitenden zylindrischen Glied, das an einen foto- bzw.
lichtempfindlichen Körper angrenzend angeordnet und dazu geeignet
ist, am Außenumfang des Gliedes Köpfe bzw. Spitzen eines Entwicklers zu bilden, und mit einer Vielzahl von Permanentmagneten
unterschiedlicher Polaritäten, die entlang dem
Innenumfang des zylindrischen Gliedes sowie in der Nähe desselben angeordnet sind, wobei das zylindrische Glied in bezug
auf die Permanentmagnete drehbar ist, so daß der Entwickler
mit den an dem Außenumfang des zylindrischen Gliedes ausgebildeten
Köpfen bzw. Spitzen die Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers überstreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung (1.) ein Mittel (8) für ein vor dem Entwicklungsvorgang erfolgendes Anlegen einer Gleichstrom-Vorspannung an
die Köpfe bzw. Spitzen des Entwicklers enthält und daß das zylindrische
Glied (4) sowie das Mittel (8) zum Anlegen der Vorspannung elektrisch mit einer Gleichstromquelle (12) verbunden
sind. :
2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mittel (8.) zum Anlegen der Gleichstrom-Vorspannung eine Kopfschneidplatte (head cutting plate) ist, die dem
zylindrischen Glied (4) gegenüberliegend angeordnet ist und sich über die Breite des lichtempfindlichen Körpers (3) erstreckt.
3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an das zylindrische Glied (4) angelegte
Gleichstrom-Vorspannung die gleiche Polarität wie die dem Anlegungsmittel
(8) zugeführte Vorspannung hat.
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4. Entwicklunsvorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das leitende zylindrische Glied (4)
aus Aluminium hergestellt und bezüglich seiner Oberfläche oxidiert ist.
70981 5/1081
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