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Verfahren und Einrichtung zum Entwickeln eines latenten elek-
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trostatischen Bildes
Beschreibung Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen
Bildes mit Hilfe eines Einkomponentenentwicklers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Die herkömmlichen Entwickler,die in der Elektrophotographie und bei
einer elektrostatischen Aufzeichnung verwendet werden, können grob in einen Zweikomponentenentwickler
aus Toner und Trägermaterial und in einen Einkomponentenentwickler nur aus Toner
eingeteilt werden. Mit dem Zweikomponentenentwickler können ausgezeichnete Kopien
hergestellt werden, obwohl eine komplizierte Fühleinrichtung erforderlich ist, um
die Tonerkonzentration des Entwicklers beizubehalten. Ferner wird bei dem Zweikomponentenentwickler
das Trägermaterial nicht verbraucht und kann wiederholt verwendet werden, so daß
es zu einer Ermüdung des Trägermaterials kommt, wodurch es wiederum zu einem Absetzen
von Toner auf dem Untergrund von Kopien während einer langen Benutzung des Entwicklers
kommt und die ühlgenauigkeit einer Tonerkonzentration-Fühleinrichtung während der
Benutzung geringer wird. Andererseits besteht der Einkomponentenentwickler nur aus
Toner. Folglich weist er nicht die vorerwähnten Nachteile auf und eignet sich für
eine Verwendung in preiswerten Kopiergeräten, welche aufgrund der Verwendung des
Einkomponentenentwicklers seltengewartet werden
müssen Jedoch ist
das Entwicklungsverfahren mit dem herkömmlichen Einkomponentenentwickler nicht immer
einwandfrei, sondern hat auch verschiedene Nachteile. Beispielsweise wird bei einem
in der Jap. PS Sho-52-36414 beschriebenen Entwicklungsverfahren, bei welchem Druck
angewendet wird, der Toner auf ein den Toner tragendes Teil aufgebracht, welches
mit einem leitenden und elastischen Schaummaterial überzogen ist, und der Toner
wird durch eine Anzahl reibungselektrischer Ladeteile während des Transports des
Toners auf eine Polarität geladen, die zu der eines latenten, elektrostatischen
Bildes entgegengesetzt ist; Das den Toner tragende Teil wird mit Druck an einem
Photoleiter in Anlage gebracht, wobei das den Toner tragende Teil und der Photoleiter
so bewegt werden, daß ihre relativen Umfangsgeschwindigkeiten im wesentlichen null
sind, wodurch dann das latente, elektrostatische Bild entwickelt wird. Bei diesem
Verfahren wird eine Vor spannung an das den Toner tragende Teil zum Zeitpunkt der
Entwicklung angelegt, um zu verhindern, daß sich Toner auf der bildfreien Fläche
des Photoleiters absetzt.
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Wenn jedoch die Vorlage einen geringen Kontrast aufweist, kann eine
zufriedenstellende Entwicklung nicht durchgeführt werden.
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Mit anderen Worten, wenn die Vorlage einen geringen Kontrast zwischen
hellqefärbten Schriftzeichen und einem weißen Untergrund
aufweist,
verschwindet durch das Anlegen einer Vorspannung, um ein Absetzen von Toner auf
dem Hintergrund zu verhindern, der Schriftzeichenanteil, da nur ein geringer Potentialunterschied
zwischen der bildtragenden Fläche und dem bildfreien Flächenbereich vorhanden ist.
Infolgedessen kann der bildtragende Flächenbereich nicht wiedergegeben werden. Ferner
hat, wenn die Vorlage einen qeringen Kontrast mit einem dunklen Untergrund und dunkleren
Schriftzeichen aufweist, der bildfreie Bereich ein hohes Potential. Folglich wird
bei Anlegen einer hohen Vorspannunglum ein Absetzen von Toner auf dem bildfreien
Bereich zu verhindern, der durch die Vorspannung erzeugte Strom von dem den Toner
tragenden Teil zu dem Photoleiter hin abfließen, da der Photoleiter und das den
Toner tragende Teil mit Druck aneinander anliegen. Hierdurch würde der Photoleiter
beschädigt.
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In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Sho-50-117432 ist
ein Verfahren zum Laden von Toner auf einer Entwicklungsrolle beschrieben, in dem
eine Spannung an eine Elektrode angelegt wird. Ferner ist bei einer in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Sho-52-81228 beschriebenen Entwicklungseinrichtung eine
20-60«m dünne Tonerschicht auf einer Entwicklungsrolle ausgebildet, und eine Abstreichschneide,
welche als Elektrode dient, wird mit Hilfe einer Federanordnung mit einem bestimmten
Druck an der Entwicklungsrolle in Anlage gebracht.
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Die auf derEntwicklungsrolle ausgebildeteTonerschicht ist in axialer
Richtung schmaler als die Entwicklungsrolle und auch
schmaler als
die Breite der vorerwähnten Elektrode in Längsrichtung. Folglich können die entgegengesetzten
Endteile der Elektrode mit den entgegengesetzten Teilen der Entwicklungsrolle in
Anlage kommen, solange sich dazwischen kein Toner befindet, so daß Strom von der
Elektrode zu der Entwicklungsrolle fließen kann. Wenn Strom von der Elektrode zu
derEntwicklungsrolle abfließt, wird der Potentialunterschied zwischen den beiden
gering und der Ladewirkungsgrad des Toners wird verringert. Dies könnte dadurch
verhindert werden, daß die Breite der Elektrode gleich der der Tonerschicht gemacht
wird. Dies ist jedoch in der Praxis äußerst schwierig. Wenn beispielsweise die Elektrode
schmaler als die Tonerschicht ist, bleibt der Toner, welcher nicht mit der Elektrode
in Anlage gebracht wird, ungeladen, und folglich kann der Toner nicht in zufriedenstellender
Weise bei der Entwicklung verwendet werden. Wenn andererseits die Elektrode breiter
ist als die Tonerschicht, besteht die Gefahr, daß es zu dem vorerwähnten Abfließen
des Stromes kommen kann.
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Die Erfindung soll daher ein Verfahren zum Entwicklen von latenten,
elektrostatischen Bildern mit Hilfe eines Einkomponentenentwicklers schaffen, mit
welchem Farbbilder mit geringem Kontrast ausgezeichnet reproduziert werden können
und mit welchem ein entwickeltes Bild hoher Güte erhalten werden kann, ohne daß
sich Toner auf den Untergrund absetzt. Ferner soll gemäß der Erfindung eine Einrichtung
zum Entwickeln von latenten,
elektrostatischen Bildern mit Hilfe
eines Einkomponenten-Entwicklers geschaffen werdentmit welcher durch ausreichendes
Laden des Toners dauerhafte, entwickelte Bilder erhalten werden, ohne daß sich Toner
auf dem Untergrund absetzt.
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Gemäß der Erfindung werden bei dem Verfahren sowie bei der Einrichtung
zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes, bei welchen ein Einkomponentenentwickler
auf die Oberfläche einer Entwicklerauftrageinrichtung , die eine leitende und elastisch
nachgebende endlose Oberfläche hat, aufgebracht wird und bei welchen die Entwicklerauftrageinrichtung
mit einem gewissen Druck an einem das latente, elektrostatische Bild tragenden Teil
in Anlage gebracht wird, die Entwicklerauftrageinrichtung und das das latente elektrostatische
Bild tragende Teil an ihrer Berührungsfläche in derselben Richtung bewegt, wobei
die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklerauftrageinrichtung etwas größer ist als
die des das latente, elektrostatische Bild tragenden Teils.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei einer Entwicklungseinrichtung,
in welcher eine mit Spannung beaufschlagte schneidenförmige Elektrode an einer Entwicklungsauftrageinrichtung
mit einer endlosen, leitenden und elastisch nachgebenden Oberfläche in Anlage gebracht
ist, welche Oberfläche einen Einkomponententräger nur aus Toner trägt, der Toner
auf ein vorbestimm=es Potential aufgrund eines Potentialsunterschieds zwischen der
schneidenförmigen Elektroae und der Entwicklerauftrageinrichtung geladen . der Toner
dann mit einem latenten,
elektrostatischen Bild in Anlage gebracht
wird, das auf einem das latente, elektrostatische Bild tragenden Teil ausgebildet
ist, hierauf das latente, elektrostatische Bild entwickelt und die Entwicklungseinrichtung
mit einer Einrichtung versehen , um die entgegengesetzten Endteile in der Breiten
Richtung der schneidenförmigen Elektrode bezüglich der Entwicklerauftrageinrichtung
zu isolieren.
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Durch dieErfindung können Bilder mit geringem Kontrast sehr gut wiedergegeben
bzw. kopiert werden, und es kann ein Bild hoher Güte erhalten werden, ohne daß sich
Toner auf dem Untergrund absetzt. Da ferner das Absetzen von Toner auf dem Untergrund
selten ist, ist die Belastung bei der Reinigung des das latente, elektrostatische
Bild tragenden Teils erheblich geringer, und da einige Koronaprodukteldie auf dem
das latente, elektrostatische Bild tragenden Teil zum Zeitpunkt einer Koronaladung
erzeugt werden, ebenfalls entfernt werden, ist eine Verschlechterung des das latente,
elektrostatische Bild tragenden Teils verhindert, und dessen brauchbare Lebensdauer
kann dadurch verlängert werden.
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Da ferner keine Ableitung von der Schneidenelektrode zu der Entwicklerauftrageinrichtung
stattfindet, wenn der Toner durch die Schneidenelektrode geladen wird, kommt es
gemäß der Erfindung nicht zu einem unzureichenden Laden des Toners, so daß ein dauerhaftes,
entwickeltes Bild erhalten werden kann, ohne daß sich Toner auf dem Hintergrund
absetzt. Ferner kann wegen
des hohen Ladewirkungsgrades ein Bild
mit hohem Kontrast erhalten werden. Durch die Erfindung ist auch verhindert, daß
die Tonerschicht dünner wird als eine vorbestimmte Dicke, und es kommt nie vor,
daß keine Entwicklung infolge von Tonermangel durchgeführt werden kann.
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Gemäß der Erfindung ist somit ein Verfahren und eine Einrichtung zum
Entwickeln eines latenten, elektrostatischen Bildes geschaffen, bei welchen ein
Einkomponentenentwickler auf die Oberfläche einer Entwicklerauftrageinrichtung mit
einer leitenden und elastisch nachgebenden, endlosen Fläche aufgebracht wird, und
bei welchen dieEntwicklerauftrageinrichtung mit einem bestimmten Druck an einem
das latente, elektrostatische Bild tragenden Teil in Anlage gebracht wird. Hierbei
ist die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklerauftrageinrichtung etwas größer als
die des das latente, elektrostatische Bild tragenden Teils. Wenn der Entwickler
auf der Oberfläche der Entwicklerauftrageinrichtung durch Ladungsinjektion von einer
schneidenförmigen Elektrode aus geladenwird, welche den Entwickler berührt, ist
die erfindungsgemäße Entwicklungseinrichtung mit einer Einrichtung versehen, um
die entgegengesetzten vorderen Endteile der schneidenförmigen Elektrode bezüglich
der Oberfläche der Entwicklerauftrageinrichtung zu isolieren.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig.
1 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergeräts, bei
welchem eine Ausführungsform der Erfindung verwendet ist; Fig. 2 eine vergrößerte
Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung, die in dem elektrophotographischen
Kopiergerät der Fig. 1 verwendet ist; Fig. 3 die Beziehung zwischen dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis
VD/Vp einer Entwicklungsrolle zu einer photoleitenden Trommel und dem reflektierten
Bildschwärzungsgrad (ID); Fig. 4 die Beziehung zwischen der Anzahl Kopien und einem
Auftreten von verschmierten Kopien aufgrund eines Korona-Ladeproduktes, welche für
verschiedene, ausgewählte Parameter des Geschwindigkeitsverhältnisses VD/Vp aufgetragen
ist; Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer
Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 6 eine schematische Schnittansicht
noch einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig.
7 eine schematische Darstellung eines weiteren elektrophotographischen Kopiergeräts,
bei welchem eine Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung
verwendet ist; Fig. 8 eine schematische Darstellung eines oberen Teils einer gemäß
der Erfindung verwendeten Abstreichschneide Fig. 9 eine schematische Schnittansicht
noch einerweiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinr ichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine vergrößerte schematische Schnittansicht eines oberen Teils einer Elektrode
derEntwicklungseinrichtung der Fig. 9; Fig.11 eine schematische Darstellung des
oberen Teils der Elektrode, gesehen aus der Richtung des Pfeils A in Fig. 10; Fig.
12 die Beziehung zwischen dem Ladepotential VT von Toner und dem Potentialunterschied
VA zwischen der schneidenförmigen Elektrode und der Entwicklungsrolle gemäß der
Erfindung; und Fig. 13 eine schematische perspektivische Ansicht eines Hauptteils
einer weiteren Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung.
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In Fig. 1 ist schematisch ein elektrophotographisches Kopiergerät
dargestellt, in welchem eine Ausführungsform der Erfindung verwendet ist. An einem
oberen Teil eines Gehäuses 1 des elektrophotographischen Kopiergeräts ist eine Glasplatte
2 angebracht, welche horizontal bewegbar ist. Im Innern des Gehäuses 1 ist eine
drehbare Photoleitertrommel 3 angeordnet. Als Photoleiter für die Photoleitertrommel
3 können Selen, Zinkoxid, Kadmiumsulfid und organische Photoleiter verwendet werden.
Bei dem Photoleiter kann nicht nur ein zweilagiger Photoleiter aus einer photoempfindlichen
Schicht auf einem leitenden Tragteil, sondern es kann auch ein dreilagiger Photoleiter
verwendet werden, welcher zusätzlich eine transparente Isolierschicht auf der photoempfindlichen
Schicht des zweilagigen Photoleiters aufweist. Bei dem dreilagigen Photoleiter kann
ein bekanntes Kopierverfahren, beispielsweise das Polaritätsumkehrverfahren, angewendet
werden.
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Um die Photoleitertrommel 3 sind in der angegebenen Reihenfolge folgende
Einrichtungen angeordnet: eine Koronaladeeinrichtung4, ein optisches Schlitzbelichtungssystem
7 mit einer Beleuchtungslampe 5 und einem lichtdurchlässigen Phototransmitter 6
(Handelsbezeichnung Selfoc), eine Entwicklungseinrichtung 8, eine Korona-Bildübertragungseinrichtung
9, eine Ladungslöscheinrichtung 10 zur Bildtrennung, eine Reinigungseinrichtung
12 mit einer Reinigungsschneide 11, und eine Ladungslöscheinrichtung 13. Der lichtdurchlässige
Phototransmitter 6 weist
zumindest zwei Reihen einer Anzahl Transmitterelemente
auf, welche in axialer Richtung der Photoleitertrommel 3 angeordnet sind. Der lichtdurchlässige
Phototransmitter 6 dient dazu, ein Spiegelbild auf die Oberfläche der Photoleitertrommel
3 zu projizieren.
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In Fig. 2 ist schematisch eine Entwicklungseinrichtung 8 des elektrophotographischen
Kopiergeräts der Fig. 1 dargestellt.
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In der Entwicklungseinrichtung 8 ist eine Entwicklungsrolle 15 drehbar
ineinem Entwicklerbehälter 14 gehaltert. Die Entwicklungsrolle 15 weist einen leitenden
Metallkern 16 und eine leitende Gummischicht 17 auf, deren spezifischer Widerstand
nicht höher als lO8flcm, vorzugsweise nicht höher als 10 j) cm ist und welche auf
dem leitenden Metallkern 16 aufgebracht ist.
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An einem oberen Teil der Entwicklungsrolle 15 liegt eine Abstreichschneide
18 durcheine Federanordnung 19 mit einem vorbestimmten Druck an der Oberfläche der
Entwicklungsrolle 15 an.
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Die Abstreichschneide 18 ist eine inaxialer Richtung der Entwicklungsrolle
15 verlaufende Platte, hat einen spitz zulaufenden vorderen Teil 18a und ist aus
einem leitenden Material hergestellt. Die Abstreichschneide 18 wird von einem Tragteil
20 aus einem Isoliermaterial getragen, das elektrisch nicht leitend ist.
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In dem Entwicklerbehälter 14 ist ein Einkomponentenentwickler T (der
nachstehend als Toner bezeichnet wird) untergebracht, dessen spezifischer Widerstand
nicht niedriger als 109zu cm, vorzugsweise nicht kleiner als 10 Q cm ist. Der Toner
weist
als Hauptbestandteil Harze, wie Styrol-PhenoM,*Färbemittel,
wie Ruß, Phthalocyaninblau, Nigrosin, Anilinblau, Chromgelb, Ultramarinblau, Rose
Bengale, Azofarbstoff, Victoriablau und Finalblau, Weichmacherwie wie Fettsäure-Ester
wie beispielsweise Butylstearat und Butyloleat, Phthalsäure-Ester, beispielsweise
Dimethylphthalat, Dibutylphthalat oder flüssiges Paraffin, Diäthylenglykol Dibenzoat
und Wachs und eine geringe Menge von anderen Zusatzstoffen auf. Anderer Toner, der
bei der Erfindung verwendet werden kann, ist ein Toner, der in dem herkömmlichen
Zweikomponentenentwickler verwendet wird. Als leitende Kautschuk- bzw. Gummischicht
17 können verschiedene Kautschukarten verwendet werden, die entsprechend behandelt
sind, damit sie leitend sind. Jedoch werden für die leitende Kautschukschicht 17
im Hinblick auf das Absetzen von Toner auf dieserleitenden Kautschukschicht 17 Silikon-,
Polyurethan-Chloropren- und Nitrilkautschuk bevorzugt. *Epoxyharz Um ferner eine
gleichförmige Tonerschicht auf der Photoleitertrommel 3 auszubilden und um diese
nicht abzunutzen, liegt eine entsprechende Härte der leitenden Kautschukschicht
17 im Bereich von 30 bis 50 Grad Shorehärte im Sinne der japanischen Industrienorm
(JIS). Wenn die Oberfläche der photoleitenden Trommel 3 mit negativer Polarität
geladen ist, wird ein Potential im Bereich von 0V bis +500V an der Abstreichscneide
18 durch eine Energiequelle E1 aufgebracht, um den Toner positiv zu laden, während
an der Entwicklunosrolle 15 ein Potential im Bereich
von -200V
bis -300V durch eine Energiequelle E2 angelegt wird.
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Diese an die Entwicklungsrolle 15 angelegte Vorspannung ist in der
Polarität dieselbe wie die des Potentials eines bildfreien Bereichs der Photoleitertrommel
3 und ist dieselbe oder etwas höher als das Potential des bildfreien Flächenbereichs.
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Die Entwicklungsrolle 15 wird entgegen dem Uhrzeigersinn mit einer
Umfangsgeschwindigkeit VD gedreht, während die Photoleitertrommel 3 im Uhrzeigersinn
mit einer Umfangsgeschwindigkeit Vp gedreht wird. Die Entwicklungsrolle 15 und die
Photoleitertrommel 1 werden jeweils an ihrer Berührungsfläche in derselben Richtung
gedreht und werden relativ zueinander so bewegt, daß die Beziehung Vp : V im Bereich
von 1 :1,1 D bis 1 : 1,5 liegt. Der Entwicklungsvorgang bei diesem elektrophotographischen
Kopiergerät wird später beschrieben.
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In Fig. 1 ist ein übertragungskopierblatt in einer Blattzuführkassette
21 gehalten, welche abnehmbar an dem Kopiergerät angeordnet ist. Blattzuführkassetten
mit unterschiedlichen Größen für eine wahlweise Benutzung können vorgesehen werden,
indem eine Kassette der gewünschten Größe an dem Kopiergerät angebracht wird. Das
Ubertragungskopierblatt wird von der Kassette 21 aus mittels einer Blattzuführrolle
22 weiter befördert. Zwischen der Zuführkassette 21 und der Bildübertragungseinrichtung
9 sind Blattförderrollen 23 und Registerrollen 24 angeordnet. Entlang einer Blattbahn
sind vor der Blatttrennung vorgesehenen Ladungslöscheinrichtung 10 ein Förderband
25, eine Bildfixiereinrichtung 26, Blattaustragrollen
27 und eine
Ablage 28 in der angegebenen Reihenfolge angeordnet. Das Förderband 25 weist eine
nichtdargestellte Luftansaugeinrichtung zum Ansaugen des Kopierblattes an das Förderband
und zum Weiterbefördern des Kopierblattes auf. Die Bildfixiereinrichtung 26 weist
ein Paar Heizrollen auf. Als Bildfixiereinrichtung 26 kann auch die übliche bekannte
Bildfixiereinrichtung, beispielsweise eine druckausübende Bildfixiereinrichtung
und eine mit Wärme arbeitende Bildfixiereinrichtung verwendet werden.
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Nunmehr wird die Arbeitsweise dieses Kopiergerätes im einzelnen erläutert.
Wenn die Energieversorgung entsprechend eingestellt ist, wird die Bildfixiereinrichtung
26 angeschaltet, so daß die Oberfläche der Heizrollen bis auf eine Temperatur vorgeheizt
ist, bei welcher eine Bildfixierung durchgeführt werden kann. Inzwischen wird die
Photoleitertrommel 3 zumindest umeine Umdrehung gedreht, und die Ladungen auf der
Oberfläche der Photoleitertrommel 3 werden mittels der Ladungslöscheinrichtung 13
gelöscht und gleichzeitig wird die Oberfläche desPhotoleiters 3 mittels der Reinigungseinrichtung
12 gereinigt. Wenn die Heizrollen der Bildfixiereinrichtung 13 auf eine vorbestimmte
Temperatur erwärmt sind, wird an der Außenseite des Kopiergeräts angezeigt, daß
ein Kopieren möglich ist.
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Wenn dann eine Kopiertaste gedrückt wird, beginnt sich die Photoleitertrommel
3 wieder zu drehen, und gleichzeitig werden die jeweiligen für einen Kopiervorgang
benötigten, um die
Photoleitertrommel 3 angeordneten Einrichtungen
angeschaltet.
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Die Photoleitertrommel 3 wird mittels der Koronaladeeinrichtung 4
gleichförmig geladen. Eine Vorlage wird auf der Glasplatte 2 angeordnet, welche
horizontal bewegt wird, und wird dann mittels der Lampe 5 beleuchtet, so daß die
Vorlage über den lichtdurchlässigen Phototransmitter 6 bildmäßig auf die Oberfläche
der Photoleitertrommel 3 projiziert wird, wodurch ein der Vorlage entsprechendes,
latentes, elektrostatisches Bild auf der Photoleitertrommel 3 geschaffen ist. Das
latente, elektrostatische Bild wird dann mit dem Toner entwickelt, wenn das latente
elektrostatische Bild durch die Entwicklungseinrichtung 8 hindurchläuft.
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In Fig. 2 wird der Toner in dem Entwicklerbehälter 14 auf die Oberfläche
der leitenden Kautschukschicht 17 der Entwicklungsrolle 15 aufgebracht und von der
Entwicklungsrolle 15 weiter befördert. Die Dicke der Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle
15 wird durch die Abstreichschneide 18 entsprechend gesteuert und in einer vorbestimmten
Dicke aufgebracht. Der Toner wird positiv geladen, wenn er unter der Schneide 18
durchläuft. Das Laden desToners ist entsprechend dem Potentialunterschied zwischen
der Schneide 18 und der Entwicklungsrolle 15 festgelegt, jedoch wird der Toner grundsätzlich
durch Ladungsinjektion von der Abstreichscneide 18, durch das sogenannte Ladungsinjektionsverfahren
geladen. Folglich kann eine Schneide, um diese Ladungsunjektion zu bewirken, aus
einem Teil hergestellt werden, das sich von einer Schneide zum Steuern derTonermenge
auf der Entwicklungsrolle 12 unterscheidet. Der auf diese Weise geladene
Toner
wird dann mit der Photoleitertrommel 3 in Anlage gebracht. Auf der Bildfläche der
Photoleitertrommel 3 ist die elektrostatische Anziehung eines latenten, elektrostatischen
Bildes für den Toner größer als die Anziehung derEntwicklungsrolle 15 für den Toner,
während in dem bildfreien Bereich auf der Photoleitertrommel 3 die elektrostatische
Anziehung des Photoleiters 3 für den Toner durch eine an die Entwicklungsrolle 15
angelegte Vorspannung offensichtlich beinahe null ist, so daß der Toner aufgrund
der Anziehung durch die Entwicklungsrolle 15 an dieser Rolle gehalten wird. Wie
oben ausgeführt, wird die Entwicklungsrolle 15 etwas schneller als die Photoleitertrommel
3 gedreht. Die Wirkung einer solchen schnelleren Drehung der Entwicklungsrolle 15
wurde durch den folgenden Versuch bestätigt.
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In Fig. 3 ist die Beziehung zwischen dem reflektierten Bildschwärzungsgrad
(ID) und dem Verhältnis VD/Vp der Umfangsgeschwindigkeit der Photoleitertrommel
3 zu der der Entwicklungsrolle 15 dargestellt. Die ausgezogene Linie in Fig. 3 gibt
die Kennlinie in dem Bildbereich wieder, während die gestrichelte Linie die Kennlinie
in dem bildfreien Bereich darstellt.
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Wie aus Fig. 3 zu ersehen, ist, wenn das Umfangsgeschwindigkeits-Verhältnis
VD/Vp beinahe 1 ist, der Bildschwärzungsgrad in dem Bildbereich nicht nur nicht
ausreichend, sondern die Menge von auf dem bildfreien Bereich abgesetzten Toner
ist so groß, daß die Tonerabsetzung auf dem Untergrund beträchtlicht
ist.
Wenn das Umfangsgeschwindigkeits-Verhältnis VD/Vp durch Erhöhen der Anzahl der Umdrehungen
der Entwicklungsrolle 15 erhöht wird, wird der Bildschwärzungsgrad in dem Bildbereich
höher, und gleichzeitig wird das Absetzen von Toner in dem bildfreien Bereich geringer,
so daß ein Bild mit hohem Kontrast erhalten werden kann. Wenn jedoch die Entwicklungsrolle
15 zuschnell bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit der Photoleitertrommel 3 gedreht
wird, wird die mechanische Reibung zwischen der Entwicklungsrolle 15 und der Trommel
3 groß, und das entwickelte Bild wird in der Vorwärtsrichtung gestört, und die Abnutzung
der Trommel 3 wird erheblich beschleunigt. Unter diesem Gesichtspunkt liegt ein
annehmbares Umfangsgeschwindigkeits-Verhältnis am besten bei etwa 1 : 1,5.
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In Fig. 4 sind die Versuchsergebnisse der Beziehung zwischen der Anzahl
der Kopien (Abszisse) und dem durch Koronaprodukte hervorgerufenen Bildverschmieren
(Ordinate) durch eine unterschiedliche Wahl der Parameter VD/Vp dargestellt, beispielsweise
für VD/Vp = 1, VD/Vp : 1,5 und VD/Vp : 2.
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In Fig. 4 gibt die gestrichelte Linie das Verhältnis eine aus einem
langen Strich und zwei Punkten gebildete Linie das Verhältnis VD/Vp = 1,5 und eine
ausgezogene Linie das Verhältnis VD/Vp = 2 wieder. Nunmehr werden die sogenannten
Koronaprodukte im einzelnen erläutert. Wenn eine Koronaladung auf dem Photoleiter
wiederholt vorgenommen wird, sammeln sich Ozon und Stickstoffoxid, welche durch
eine Koronaladung gebildet werden, oder Ammoniumnitrit, welches durch die Verbindung
von Ozon
und Stickstoffoxid mit dem Ammonium in der Luft gebildet
wird, auf der Oberfläche des Photoleiters. Diese Verbindungen sind die sogenannten
Koronaprodukte. Wenn sich die Koronaprodukte sammeln, werden die elektrostatischen
Kenndaten des Photoleiters verschlechtert, so daß keine normalen latenten, elektrostatischen
Bilder geschaffen werden können und das entwickelte Bild verschmiert wird.
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Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, wird, wenn VD/Vp = 1 ist, das Bild
überall verschmiert, wenn die Anzahl der Kopien 2000 erreicht. Im Gegensatz hierzu
wird in den beiden Fällen von VD/Vp = 1,5 und VD/Vp = 2,0 nur ein Teil des Bildes
nach 5000 Kopigpr verschmiert. Hieraus ist zu ersehen, daß die Koronaprodukte, die
an der Oberfläche des Photoleiters haften, durch die Entwicklungsrolle 15 entfernt
werden und die Oberfläche gereinigt ist, da die Entwicklungsrolle 15 mit einem bestimmten
Druck an der Trommel 3 anliegt und die Entwicklungsrolle 15 schneller als die Trommel
3 gedreht wird. Ferner wurde bei dem Verhältnis VD/Vp = 1,5 beinahe keine Abnutzung
an der Oberfläche der Trommel 3 nach 5000 Kopien festgestellt, da die Entwicklungsrolle
15 elastischnachgiebig ist, so daß die nutzbare Lebensdauer der Photoleitertrommel
3 verlängert wurde.
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Das auf diese Weise entwickelte Tonerbild wird zum übertragungskopieren
mit einem Kopierblatt in Anlage gebracht, das von der Kassette 21 aus zugeführt
wird, und wird mittels der Registerrolle 24 synchron zu der Trommel 3 weiter befördert.
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Das Tonerbild auf der Photoleitertrommel 3 wird an das Kopierblatt
elektrostatisch durch die Korona-Bildübertragungseinrichtung 9 übertragen, welche
eine Korona-Entladung mit einer Polarität durchführt, die zu der des Toners entgegengesetzt
ist.
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Ladungen, die auf der Rückseite des Blattes durch die Bildübertragungseinrichtung
9 aufgebracht sind, werden durch die Ladungslöscheinrichtung 10 gelöscht, welche
bei der Korona-Bildübertragungseinrichtung 9 angeordnet ist. Als Ladungslöscheinrichtung
10 kann eine Einrichtung zum Aufbringen einer Wechselstrom-Koronaladung und eine
Einrichtung zum Aufbringen einer Koronaladung verwendet werden, deren Polarität
zu der der Bildübertragungs-Koronaladung entgegengesetzt ist. Die elektrostatische
Anziehung zwischen dem Kopierblatt und der Trommel 3 wird durch die Ladungslöscheinrichtung
10 verringert, und das Kopierblatt wird von der Trommel 3 aufgrund der Elastizität
und des Gewichts des Kopierblatts selbst getrennt. Bei einem derartigen Blatttrennverfahren
kann das Kopierblatt getrennt werden, ohne daß das Tonerbild nahe dem Endteil der
Oberfläche der Photoleitertrommel 3 zerstört wird, so daß eine ausgezeichnete Bildwiedergabe
erhalten werdenkann.
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Das auf diese Weise getrennte Kopierblatt wird mittels des Förderbandes
25 zu der Bildfixiereinrichtung 26 weiterbefördert. Das Tonerbild wird auf dem Kopierblatt
durch die Fixiereinrichtung 26 dauerhaft fixiert und wird dann in die Ablage 28
ausgetragen. Inzwischenverbleibt auf der Oberfläche der Photoleitertrommel 3 nach
der Bildübertragung ein nichtübertragenes
Bild, das mittels der
Reinigungseinrichtung 12 entfernt wird.
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Da gemäß der Erfindung die Tonermenge, die sich in dem bildfreien
Bereich abgesetzt hat, gering ist, ist die Belastung der Reinigungseinrichtung 12
entsprechend verringert. Die Reinigungseinrichtung 12 weist die Reinigunqsschneide
11 auf, mittels weicher das von der Oberfläche der Photoleitertrommel 3 entfernte
Tonerpulver rückgewonnen und für eine Wiederverwendung zu der Entwicklungseinrichtung
zurückgeleitet wird.
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Wenn Toner unter Bedingungen verwende-t wird, bei welchen eine derartige
Wiederverwendung des-Toners schwierig ist, wird der Toner ausgeschieden. Nach dem
Reinigen der Trommel 3 wird (las Restpotentiai auf ihrer Oberfläche durch die Ladungslöscheinrichtung
13 entfernt. Auf diese Weise ist dann ein Kopiervorgang beendet. Bei fortlaufendem
Kopieren wird cler vorbeschriebene Kopiervorgang wiederholt.
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ALs Entwicklungsrolle 15 kann bei der Erfindung auch eine bandförmige
Einrichtung verwendet werden.alenn in diesem Fall der Toner geladen wird kann eine
Landung durch Ladungsinjektion und durch re ibungse iektr ische Ladung gleichzeitig
ancJewenclet wurden, indem die labstreichscEneide 18 aus einem Material gebildet
wird, das sichvon dem Toner in der reibungselektrischen Reihe unterscheidet, wodurch
die Ladungswirkunq erhöht werden kann. Dies Verfahren eignet sich insbeson<iere
bei einer mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Entwicklung. Auch ist ein Laden
nur durch reibungselcktrische Ladung mit fiiife einer Schneitle mög 1 ich.
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In Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Entwicklungse inrichtung gemäß der ErE iiidung dargestellt. In Fig. 5 wird
die Photoleitertrommel 3 im Uhrzeigersinn mit der Umfangsgeschwindigkeit Vp gedreht.
Die Entwicklungsrolle 29 weist eine nichtmagnetische Hülse 30 und einen Dauermagneten
31 im Inneren der nichtmaqnetischen flijise 30 auf. Die Hülse 30 weist einen leitenden
Träger 32 aus nichtmagnetischem Aluminium und eine leitende, elastisch nachgebende
Schicht 33 auf dem leitenden Träger 32 auf. Die leitende, elastisch nachgebende
Schicht 33 ist aus demselben Material wit die leitende Kautschukschicht 17 der ersten
Ausführungsform hergestellt. Zur Entwicklung wird eine Vorspannung an die nicht
magnetische Hülse 30 angelegt. Der Dauermagnet 3 1 ist e ine macjnetische Rolle
mit abwechselnden magnetischen N- und 5-Polen.
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Für verschiedene Zwecke ist eine solche abwechselnde Anorclnuncy von
magnetischen N- und S-Polen nicht immer notwendig. Statt der magnetischen Rolle
kann auch eine Anzahl Magnete verwenciet werden. Die Entwicklungsrolle 29 wird durch
einen nicht dargestellten Mechanismus mit einem vorbestimmten Druck an der Trommel
3 in Anlage gebracht.
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Die nichtmagnetische Hülse 30 wird entgegen dem Uhrzeiqersinn mit
der Umfangsgeschwindigkeit VD gedreht. Die Beziehung zwischen der Umfanqsgeschwindigkeit
Vp der Photoleitertrommel 3 und tier Umfangsgeschwindigkeit VD der Entwickluntrsrolle
29 ist dieselbe wie bei derersten Ausführungsform.. ueber derEntwickltingsrolle
29 ist ein Trichter 8 mit Toner angeordnet, an dessen Auslaßseite eine Abstreichschneide
18 vorgessehen ist,
die aus demselben leitenden Material wie die
Schneide 18 in der ersten Ausführungsform hergestellt ist; eine Spannung zum Laden
des Toners wird an die Schneide 18 in ähnlicher Weise angelegt, wodurch dann der
Toner, der unter der Schneide 18 durchläuft, durch Ladungsinjektion geladen wird.
In dem Trichter 8 ist magnetischer Toner untergebracht, der von dem Trichter 8 aufgrund
der Anziehung des Magneten 31 auf den Toner und der Oberflächenkenndaten der leitenden,
elastisch nachgebenden Schicht 33 weiterbefördert wird. Gleichzeitig wird überschüssiger
magnetischer Toner mittels der Schneide 18 entfernt, so daß eine vorbestimmte Tonermenge,
die unter derSchneide 18 durchläuft, weiterbefördert wird. Wenn der Toner unter
der Schneide 18 durchgelaufen ist, wird auf der Oberfläche der nichtmagnetischen
Hülse 30 eine magnetische Bürste gebildet, so daß der Toner in der Bewegungsrichtung
der Hülse 30 bewegt wird. Anders als bei der üblichen Entwicklungmit einer magnetischen
Brüste wird jedoch dort, wo die Trommel 3 und die Hülse 30 aneinander anliegen,
da Druck auf den Toner ausgeübt wird, eine Entwicklung durch Aufbringen eines beträchtlichen
Druckes auf den Toner durchgeführt.
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In dem Entwicklungsabschnitt wird die Rolle 29 (in diesem Fall die
nichtmagnetische Hülse 30) so, wie vorstehend ausgeführt, relativ zu der Trommel
3 bewegt. Folglich wird das Aufbringen von Toner auf dem Bildbereich und auf dem
bildfreien Bereich der Photoleitertrommel 3 nicht einfach durch die elektrostatische
Anziehung und die magnetische Anziehung
auf den Toner festgelegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die magnetische Anziehung verwendet. Da
jedoch die leitende, elastisch nachgebende Schicht eine Eigenschaft hat, aufgrund
derer der Toner angezogen wird, ist bei dieser Ausführungsform eine solche magnetische
Kraft nicht erforderlich. Im Vergleich zu nichtmagnetischem Toner ist jedoch die
durchschnittliche Partikelgröße des magnetischen Toners etwas größer.
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Infolgedessen ist die Anziehung der leitenden, elastisch nachgebenden
Schicht für den magnetischen Toner etwas geringer als die für nichtmagnetischen
Toner.
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In der vorbeschriebenen Ausführungsform wird der Toner unmittelbar
von dem Trichter 8 der Rolle 29 zugeführt. Es kann jedoch auch eine Rolle vorgesehen
sein, um den Toner zwischen dem Trichter 8 und der Rolle 29 zu befördern. In Fig.
6 ist eine Entwicklungseinrichtung mit einer solchen Toner-Förderrolle 34 dargestellt.
In Fig. 6 wird diese Rolle 34 so gedreht, daß sie mit einem bestimmten Druck an
der Entwicklungsrolle 35 anliegt, oder in sehr geringem Abstand von dieser angeordnet
ist, um dadurch den Tonerder Trommel 3 zuzuführen. Über derTonerförderrolle 34 sind
der Trichter 8 und die Elektrode 18in Form einer Abstreichschneide angeordnet. Der
Aufbau derTonerförderrolle 34 ist derselbe wie der der Entwicklungsrolle 35, und
die Rolle 35, der Trichter 8 sowie die Schneidenelektrode 18 sind genauso ausgelegt
und angeordnet, wie in den vorbeschriebenenbeiden Ausführungsformen, so daß diese
Teile nichtnochmals beschrieben zu werden brauchen. DerToner, der von dem Trichter
8 aus zugeführt
und dann mittels der Schneidenelektrode 18 geladen
worden ist, wird an die Entwicklungsrolle 35 übertragen, welche so gedreht wird,
daß sie an der Rolle 34 anliegt oder sehr nahe bei dieser angeordnet ist. Der Toner
wird dann durch Kontakt auf die Trommel 3 aufgebracht. Wie bei den vorbeschriebenen
Ausführungsformen wird zur Entwicklung eine Vor spannung an die Rolle 35 angelegt,
um zu verhindern, daß sich Toner auf dem Hintergrund absetzt.
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Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtungist die Anzahl der
Entwicklungsrollen nicht auf eine beschränkt, sondern es kann auch eine Anzahl Entwicklungsrollen
verwendet werden.
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Das gleiche gilt für die Abstreichschneide. Es kann eine Anzahl nebeneinander
angeordneter Schneiden verwendet werden.
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Ferner kann die Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung als Entwicklungs-
sowie als Reinigungsabschnitt in einem Kopiergerät verwendet werden, bei welchem
eine Kopie bei zwei Umdrehungen der Photoleitertrommel hergestellt werden kann.
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In Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen
Kopiergeräts der vorbeschriebenen Art mit einer Entwicklungseinrichtung gemäß der
Erfindung dargestellt.
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In diesem Kopiergerät wird die Trommel 3 während ihrer ersten Umdrehung
gleichförmig mittels einer Koronaladeeinrichtung 36 geladen, und auf ihrer Oberfläche
wird durch bildmäßige Belichtung einlatentes, elektrostatisches Bild geschaffen,
das dann mittels einer Entwicklungseinrichtung 37 entwickelt
wird.
Beim weiteren Drehen der Trommel 3 wird das entwickelte Tonerbildmittels einer Bildübertragungseinrichtung
38 an ein Kopierblatt 39 übertragen, und die Ladungen auf der Trommeloberfläche
werden durch eine Ladungslöscheinrichtung 40 gelöscht, indem eine Koronaladung und
gleichzeitig eine Beleuchtung durchgeführt wird. Auf diese Weise ist dann die erste
Umdrehung der Trommel 3 beendet.
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Während derzweiten Umdrehung der Trommel 3 sind die Koronaladeeinrichtung
36, die Belichtungs- sowie die Bildübertragungseinrichtung 38 unwirksam und der
auf der Trommel 3 verbliebene Toner wird mittels derEntwicklungseinrichtung 37 entfernt.
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Gleichzeitig kann durch Erhöhen der an die Entwicklungsrolle angelegten
Vor spannung der Toner noch wirksamer entfernt und rückgewonnen werden. Im allgemeinen
hat das Metall, das zur Ladungsinjektion bei der Schneidenelektrode verwendet wird,
einen größeren Reibungskoeffizienten als die herkömmliche Schneide. Beispielsweise
ist bezüglich Stahl der Reibungskoeffizient von Teflon (eine-ragenes Warenzeichen)
0,04, der von Derlin 0,10, der von Aluminium 0,36, der von Messing 0,46 und der
von vergütetem Kupfer 0,04 Obwohl eine Harzschneide keine Schwierigkeiten aufwirft,
ergeben sich jedoch bei einer Metallschneide gewisse Schwierigkeiten, daß nicht
eine benötigte Tonermenge an der Entwicklungsrolle ge- bzw. erhalten werden kann,
da das Fließvermögen des Toners durch den größeren Reibungskoeffizienten beeinträchtigt
wird , und daß dies nicht für eine Ladungsinjektion durch die Schneide geeignet
ist, selbst wenn die Metall schneide in derselben Form wie die Harzschneide
ausgebildet
ist.
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Diese Nachteile können durch eine entsprechende Form der Schneidenelektrode
beseitigt werden, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Wie der Querschnitt des vorderen
Teils der Schneidenelektrode zeigt, hat diese eine flache, ebene Seitenfläche 18a
in Drehrichtung der Entwicklungsrolle 15 auf derVorderseite, eine flache, ebene
Seitenfläche 18b in Drehrichtung derRolle 15 auf der Rückseite, wobei diese flache,
ebene Seitenfläche 18b eine vorbestimmte Länge 1 hat und parallel zu derSeitenfläche
18a verläuft, und am vorderen Ende eine ebene Fläche 18c, die der Oberfläche der
Entwicklungsrolle 15 gegenüberliegt und senkrecht zu den Seitenflächen 18a und 18b
verläuft. An die Seitenfläche 18b schließt eine schräge Fläche 18d an, die in eine
Seitenfläche 18e am hinteren Ende der Schneide übergeht.
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Zweckmäßigerweise liegt die Breite t der ebenen Fläche 18c, nämlich
die Dicke des vorderen Endteils der Schneide, im Bereich von 0,05 bis 1,5mm, wobei
der hintere Endteil der Schneide dicker ist als das vordere Ende. Wenn die Breite
t der ebenen Fläche 18c am vorderen Ende kleiner als 0,05mm ist, kann die Tonerschicht
T nicht in ausreichender Weise geladen werden, was dann zur Folge hat, daß ein entwickeltes
Bild mit einer Tonerablagerung auf dem Hintergrund geschaffen wird. Wenn andererseits
die Breite t größer als 1,5mm ist, wird die Tonerschicht T zu dick, wodurch dann
ein entwickeltes Bild mit einer
zu starken Toneraufbringung geschaffen
wird. Wenn in diesem Fall der Druck derSchneide 18 gegen die Oberfläche der Entwicklungsrolle
15 erhöht wird, um die Tonerschicht dünner zu machen, wird die Abnutzung des vorderen
Endteils der Schneide 18 beschleunigt. Die Breite t der vorderen Endfläche 18c wird
in Abhängigkeit von der Tonerart, dem Material der Schneide, dem Druck der Schneide
18 auf die Oberfläche der Entwicklungsrolle 15, der Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle
15 und dem Potentialunterschied zwischen der Schneide 18 und der Entwicklungsrolle
15 festgesetzt. Die Länge 1 des parallelen Teils kann erforderlichenfalls auf eine
maximale Länge von 2mm eingestellt werden. Die auf diese Weise ausgebildete Schneide
18 wird so angeordnet, daß die ebene, glatte Seitenfläche 18a beinahe in einer Ebene
angeordnet ist, die parallel zu der Axialrichtung der Entwicklungsrolle 15 und senkrecht
zu einer Tangentialfläche an die Oberfläche der Entwicklungsrolle 15 verläuft. Der
vordere Endteil der Schneide 18 ist sehr nahe bei der Oberfläche der Entwicklungsrolle
15 angeordnet oder kann erforderlichenfalls mit einem bestimmten Druck an der Oberfläche
der Entwicklungsrolle 15 in Anlage gebracht werden.
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Da die vordere Endfläche 18c der auf diese Weise ausgebildeten Schneide
18, welche die Tonerschicht T auf der Oberfläche der Rolle 15 berührt, eben ist,
kann sie die Tonerschicht T in ausreichender Weise berühren, und folglich könnenin
ausreichender Weise Ladungen auf den Toner aufgebracht werden. Da ferner der vordere
Endteil der Schneide 18 auf die vorbestimmte
Länge 1 dieselbe Querschnittsfläche
hat, selbst wenn der vordere Endteil bis zu einem gewissen Grad abgenutzt ist, wird
die Berührungsfläche mit der Tonerschicht nicht geändert.
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Folglich ändern sich auch die Lade- und Entwicklungsbedingungen nicht.
Da ferner die Schneide 18 so angeordnet ist, daß die Seitenfläche 18a auf der Vorderseite
entlang der Axialrichtung der Entwicklungsrolle 15 und etwa senkrecht zu deren Oberfläche
angeordnet ist, wird der überschüssige Toner, der mittels des vorderen Endteils
der Schneide 18 abgekratzt wird, durch die Schneide 18 nicht verdichtet, so daß
die Tonerschicht T mit der geforderten Dichte auf der Rolle 15 ausgebildet werden
kann. Ferner kann die Berührung bzw. der Anlagedruck der Schneide 18 an der Oberfläche
der Rolle 15 unverändert aufrecht erhalten werden.
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Um den Toner besser und ausreichend zu laden und um ein Bild mit einer
unveränderlich hohen Güte zu erhalten, ohne daß sich Toner auf dem Untergrund absetzt,
kann die Schneidenelektrode mit den folgenden Einrichtungen versehensein. In Fig.
9 sind dieselben Teile wie in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Isolierauflagen 41 und 42 (Fig. 10 und 11) sind so bemessen, daß sie eine Dicke
von 12 haben und damit dünner als die Tonerschicht, nämlich der Abstand 11 zwischen
der Oberfläche der elastischen Schicht 19 der Entwicklungsrolle 15 und dem vorderen
Ende der Schneidenelektrode 18, sind. An den gegenüberliegenden Endteilen der Schneidenelektrode
18 ist dann der Abstand 13 zwischen den Isolierauflagen 41 und der
elastisch
nachgebenden Schicht 17 11 - 12. Da der Abstand zwischen der Schneidenelektrode
18und der Schicht 17 sich unter verschiedenenBedingungen unterschiedlich ändert
und damit kritisch ist, ist die Dicke 12 der Isolierauflagen 41 und 42 so gewählt,
daß die Schneidenelektrode 18 die Schicht 17 nicht berührt, (d.h. der Abstand 13
nicht null wird), wenn der Abstand li ein Minimum (imin) wird.
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Wenn jedoch ein Einkomponentenentwickler verwendet wird, ist es schwierig,
da die Tonerschicht 20 bis 60m dünn ist, die Dicke in dem vorerwähnten Bereich genau
einzustellen.Solange daher die Isolierauflagen 41 und 42 auf beiden Seiten der Schneidenelektrode
18 angeordnet sind, ist dies kein Nachteil, selbst wenn sich der Abstand 11 ändert,
die Schneidenelektrode 18 nahe bei der Schicht 17 zu liegen kommt und die Isolierauflagen
41 und 42 mit der Schicht 17 in Berührung kommen. Mit anderen Worten1 es wird zum
Laden desToners eine Spannung an die Schneidenelektrode 18 angelegt, und die Isolierauflagen
41 und 42 verhindern , daß Strom von dem Endteil der Elektrode 16 zu der Entwicklungsrolle
15 fließt, so daß eine unzureichende Ladung, was ohne die Isolierauflagen 41 und
42 vorkommen kann, verhindert ist, und auf dieseWeise ein Bild mit hohem Kontrast
erhalten werden kann. Da ferner die Isolierauflagen 41 und 42 in der vorerwähnten
Dicke eingestellt werden, kann die Tonerschicht durch die Schneidenelektrode zusammengedrückt
werden.
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Sollten die I¢lolierauflagen 41 und 42 mit der Schicht 17 in Berührung
kommen, kann dieDicke der Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle
15
bei 12 gehalten werden, so daß der Zustand, bei welchem durch Fehlen von Entwickler
keine Entwicklung durchgeführt wird, verhindert werden kann.
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In Fig. 9 wird an die Schneidenelektrode 18 von einer Energiequelle
E1 aus eine Spannung mit einer Polarität angelegt, die der eines latenten, elektrostatischen
Bildes entgegengesetzt ist. Ein Metallkern 16 der Rolle 15 ist geerdet. Um, wie
vorstehend ausgeführt ist, zu verhindern , daß sich Toner auf dem Hintergrundteil
auf dem Photoleiter absetzt,kann ein Entwicklungs-Vorspannung, deren Polarität dieselbe
ist, wie die des Potentials des Hintergrunds und welche gleich oder etwas höher
als das Potential des Hintergrunds ist, zum Zeitpunkt der Entwicklung an die Entwicklungsrolle
15 angelegt werden.
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In Fig. 11 ist eine Tonerschicht auf der elastisch nachgebenden Schicht
17 der Rolle 15 außer an den gegenüberliegenden Endteilenvorhanden. Der wirksame
Teil der Schneidenelektrode 18 überdeckt mindestens die Tonerschicht, und an den
gegenüberliegenden Enden der Schneidenelektrode 18 sind die Isolierauflagen 41 und
42 außerhalb der Tonerschicht ausgebildet, so daß sie nicht mit der Tonerschicht
in Berührung kommen.
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Die Isolierauflagen 41 und 42 können dadurch geschaffen werden, daß
die gegenüberliegenden Endteile der Elektrodenschneide 18 mit einem Isoliermaterial,
wie beispielsweise Teflon (eingetragenes Warenzeichen) überzogen oderdaß ein dünner
Isolierüberzug an den Endteilen der Elektrodenschneide 18 angebracht
wird.
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In der vorbeschriebenen Ausführungsform ist die Isolierauflage an
der Schneidenelektrode 18 ausgebildet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, unabhängige
Isolierteile an den gegenüberliegenden Endteilen der Schneidenelektrode 18 anzubringen.
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In diesem Fall muß die Länge 12 der Isolierteile, die von dem vorderen
Ende der Elektrode 18 vorstehen, in dem vorerwähnten Bereich eingestellt werden.
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In Fig. 9 wird die Entwicklungsrolle 15 durch eine nicht dargestellte
äußere Antriebseinrichtung in Drehung versetzt. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, die Entwicklungsrolle 15 mit einem bestimmten Druck an der Trommel 3 in Anlage
zu bringen, so daß die Rolle 15 durch die Trommel 3 angetrieben wird. Andererseits
wird die Entwicklungsrolle 15 entgegen dem Uhrzeigersinn mit einer Umfangsgeschwindigkeit
gedreht, die gleich oder etwas höher ist als die der Photoleitertrommel 3, so daß
der Toner von dem Trichter 8 auf die Oberfläche der elastisch nachgebenden Schicht
17 ausgetragen und weitertransportiert wird. Die Dicke der Tonerschicht auf der
Rolle 15 wird in einer vorbestimmten Dicke durch die Schneidelektrode 18 gesteuert,
und gleichzeitig wird der Toner, welcher unter der Elektrode 18 durchläuft, mit
einer Polarität geladen, die der eines latenten, elektrostatischen Bildes entgegengesetzt
ist. Der auf diese Weise geladene Toner wird dann auf die Trommel 3 aufgebracht,
so daß das latente elektrostatische Bild entwickelt wird.
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Von der Anmelderin wurde die Beziehung zwischen der an die Elektrode
angelegten Spannung und dem Laden des Toners durch folgendenVersuch erhalten: In
der in Fig.9 dargestellten Entwicklungseinrichtung wurde ein Toner mit einem spezifischen
Widerstand 1016cm cm verwendet, und mittels der Schneidenelektrode. 18 wurde eine
Tonerschicht mit einer Dicke von etwa 40Fm auf der Entwicklungsrolle 15 ausgebildet.
Als elastisch nachgebende Schicht 16 wurde ein leitender Silikonkautschuk verwendet,
dessen Härte 45 Grad ist, und dessen spezifischer Widerstand nicht höher als 10
5£1cm ist. Die Entwicklungsrolle 15 wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 200mm/s
gedreht. Wenn der maximale Strom, der von der Elektrode 18 zu der Entwicklungsrolle
15 durch die Tonerschicht fließt, auf 0,4mA eingestellt wurde und ein normaler Stromwert
bei etwa 0,05mA eingestellt wurde, schmolz der Toner an der Entwicklungsrolle 15
und der Schneidenelektrode 18 nicht. Der Spannungsunterschied VA zwischen der an
die Schneidenelektrode 18 angelegten Spannung und der an die Entwicklungsrolle 15
angelegten Spannung ist proportional zu dem Tonerladepotential VT, wie in Fig.12
dargestellt ist. Folglich kann durch Ändern der an die Elektrode 18 angelegten Spannung
das Toner-Ladepotential, nämlich der Schwärzungsgrad, geändert werden, so daß eine
entsprechende Entwicklung in Abhängigkeit von der Art der Vorlage erhalten werden
kann. Beispielsweise kann bei einer Vorlage mit geringem Kontrast eine an die Elektrode
18 angelegte Spannung erhöht werden, um die Ladung des Toners zu erhöhen, und gleichzeitig
wird eine an die Entwicklungsrolle 15 angelegte Vorspannung etwas
erhöht,
um ein Absetzen von Toner auf dem Kopieuntergrund zu verhindern.
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In Fig.13 ist eine perspektivische Ansicht einer derartigen Einrichtung
dargestellt. In Fig.13 weist eine Entwicklungsrolle 43 einen leitenden Metallkern
45 mit einer Welle 44, eine leitende, elastisch nachgebende Schicht 46 auf dem Metallkern
45 und Isolierauflagen 47 und 48 an den gegenüberliegenden Enden der Entwicklungsrolle
43 auf. Die leitende, elastisch nachgebende Schicht 46 ist aus demselben Material
hergestellt wie die in der vorbeschriebenen Ausführungsform. Die Isolierauflagen
47 und 48 sind durch Auftragen eines Isoliermaterials, wie Silikonkautschuk, gebildet.
Andererseits kann die elastisch nachgebende Schicht aus Isoliermaterial hergestellt
werden, und ihr mittlerer Teil wird so behandelt, daß er leitend ist. Auf der Entwicklungsrolle
46 wird, wie in Fig.13 dargestellt, eine Tonerschicht T ausgebildet. Die Isolierauflagen
47 und 48 sind so ausgebildet, daß sie dünner als die Tonerschicht T sind.Am oberen
Teil der Entwicklungsrolle 43 wird die Schneider.elektrode 18 durch eine Federanordnung
19 mit einem bestimmten Druck in Anlage gebracht, und das vordere Ende der Schneidenelektrode
18 hat eine gleichförmige Berührung mit der Tonerschicht T. Die Form des vorderen
Endes der Schneidenelektrode 18 ist dieselbe wie die der Elektrode in der vorbeschriebenen
Ausführungsform.
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An die Elektrode 18 wird zum Laden des Toners eine Spannung angelegt,
und der Toner auf der Rolle 43 wird aufgrund des Potentialsunterschieds zwischen
der Elektrode 18 und der Rolle 43
auf eine Polarität geladen, die
zu der eines latenten elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist.
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Normalerweise kommt die Schneidenelektrode 18 nur mit der Tonerschicht
T in Berührung. Wenn jedoch die Tonerschicht T dünner wird und der Abstand zwischen
der Elektrode 18 und der Rolle 43 kleiner wird, berühen die gegenüberliegenden Enden
der Schneidenelektrode 18 die Isolierauflagen 47 und 48 auf der Schicht 46. Infolgedessen
fließt kein Strom von den Enden der Elektrode 18 zu der Entwicklungsrolle 43. Da
ferner die Tonerschicht, die (mindestens) ebenso dick wie die Isolierauflagen 47
und 48 ist, auf der Rolle 43 ausgebildet ist, kann, solange die Rolle 43 so ausgelegt
ist, daß die Tonerschicht die Photoleitertrommel berühren kann, die Entwicklung
normalerweise wirksam durchgeführt werden. In Fig.13 ist kein Tonertrichter dargestellt;
es ist jedoch ein Trichter verwendet, der dem in Fig.9 dargestellten entspricht.
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In der vorbeschriebenen Ausführungsform sind die Isolierteile an den
entgegengesetzten Enden entweder der Schneidenelektrode oder der Entwicklungsrolle
ausgebildet. Derartige Isolierteile können jedoch auch an den gegenüberliegenden
Enden sowohl der Schneidenelektrode als auch der Entwicklungsrolle ausgebildet werden.
Ferner kann,wiew bei der Ausfuungsform der Fig.5, ein Magnet in der Entwicklungsrolle
angeordnet sein, und als Einkomponentenentwickler kann ein magnetischer Toner verwendet
werden.
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Ferner kann bei der Erfindung als ein das latente, elektrostatische
Bild tragenderTeil, abgesehen von dem Photoleiter ein dielektrisches Material verwendet
werden, und das Verfahren zum Schaffen eines latenten elektrostatischen Bildes auf
dem dielektrischen Material ist insbesondere nicht beschränkt.
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Ende der Beschreibung
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