DE2644878A1

DE2644878A1 - Entwicklungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2644878A1
Application number: DE19762644878
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kumura; Shizuo Morita
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1977-04-14
Also published as: US4089297A; GB1554416A; JPS5249633U; JPS5545392Y2

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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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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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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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 -

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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.

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Leerseite

Claims

G 5ο 578 -SU Firma KONISHIBOKÖ PHOTO INDUSTRY CO., LTD., 1-1ο, 3-Chome, Nihonbashi-Muro-Machi, Chuo-Ku, Tokyo (Japan) Patentansprüche

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.

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