DE2810704A1

DE2810704A1 - Vorrichtung zum entwickeln elektrostatischer, latenter bilder

Info

Publication number: DE2810704A1
Application number: DE19782810704
Authority: DE
Inventors: Masakazu Iwasa; Hisashi Kato; Yoshio Kudo
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1978-03-11
Publication date: 1978-09-21
Also published as: GB1594445A; US4297384A; JPS53113551A

Description

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S. März 1978

210- FaKanuma, Minamiashigara-shi,
Eanagäwa-ken / «Japan

Vorrichtung zum Entwickeln elektrostatischer, latenter Bilder

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes und insbesondere eine Vorrichtung, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu einem Tonerbild zu entwickeln, bei dem die Dicke einer zur Erzeugung des Tönerbildes verwendeten Tonerschicht mit Hilfe eines Absteichiaessers zur Steuerung der Dichte des Tonerbildes gesteuert wird.

Bei einenL bekannten Entwicklungsverfahren, bei dem ein elektrostatisches, latentes Bild mit Hilfe eines auf eine Entwicklungswalze auf gebrächt en Toners zu einem Tonerbild entwickelt und das Tonerbild auf ein Papier oder dergl. übertragen oder als endgültiges Bild verwendet wird, ändert sich die Bilddichte mit der Dicke der Schicht des auf der Entwicklungswalze befindlichen Toners. Die Dicke der Tonerschicht wird beispielsweise durch ein Abstreichmesser gesteuert, das in Richtung auf die Oberfläche der Entwicklungswalze vorsteht. Ein Teil der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze wird durch die Schneide des Abstreichmessers abgestrichen» um die gewünschte Dicke der Tonerschicht zu erhalten. .

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Bie oben beschriebene, ein Abstreichmesser- zur Steuerung der Backe der Tonersehieht verwendende Vorrichtung hat: jedoch den Nachteil, daß der abgestrichene Toner dazu neigte an dem Abstreichmesser haften zu bleiben, wodurch sich Furchen auf der Oberfläche deir Tonersehicht ergeben und sich die Qualität des erhaltenen Tonerbildes verschlechtert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung für eine mit einem Abstreichmesser zur Steuerung der Bilddichte versehene elektrostatische Vorrichtung zu schaffen, in der die Dicke einer zur Erzeugung eines Tonerbildes verwendeten Tonersehicht ohne Verschlechterung der Qualität des Tonerbildes gesteuert wird.

Insbesondere soll ein Teil der Tonersehicht derart abgestrichen werden, daß nach dem Abstreichen eine glatte Oberfläche der Tonersehicht erhalten wird. Ferner soll vermieden werden, daß der Toner an der Schneide des Abstreichmessers haften bleibt. Weiterhin soll die Bilddichte durch die Verwendung von zwei Abstreicbmessern fein-steuerbar sein.

Die eingangs genannte Aufgabe einschließlich der ühteraufgaben wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Spannung an das zum Abstreichen eines Teils der auf einer Entwicklungswalze befindlichen Tonerschicht verwendete Abstreichmesser mit der selben Polarität wie die des Toners angelegt wird, um den Toner daran zu hindern, am Abstreichmesser haften zu bleiben.

In einer bevorzugten Ausfühfcungsform ist zusätzlich zum gewöhnlichen Abstreichmesser ein zweites Abstreichmesser vorgesehen, so daß eines der Abstreichmesser als Vorabstrexchmesser zur groben Steuerung der Dicke der Tonersehicht und das andere Abstreichmesser als Haptabstreichmesser zur Fein-Steuerung der Dicke der

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Tonerschicht verwendet wird.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine Seitenansicht einer teilweise geschnittenen Äusführungsform der T2ntwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Figur 2 eine vergrößerte Seitenansicht des wesentlichen Teils der Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung, der z.T. geschnitten ist.

Es wird nun Bezug auf Figur 1 genommen. Ein Füllgefäß 10 enthält einen Entwickler, d.h. einen Toner, der auf eine Entwicklungswalze 13 mit Hilfe einer Tonerzuführungswalze 11 und eines Führungskanal 12 aufgetragen werden soll. Das Füllgefäß 10 weist ein offenes, unteres Ende auf, an dem die Tonerzuführungswalze 11 vorbeiläuft, um pro Zeiteinheit eine vorgegebene Tonermenge zu entnehmen. Die Tonerzuführungswalze 11 weist auf ihrem umfang mehrere feine Nuten auf, mit deren Hilfe der Toner wirksam entnommen und transportiert werden kann.

Der aus dem Füllgefäß 10 durch die Tonerzuführungswalze 11 entnommene Toner wird auf einer Entwicklungswalze 13 mit Hilfe des Führungskanals 12 verteilt. Der Führungskanal 12 ist mit einem Paar Elektroden 14- versehen, um den durch ihn hindurchlaufenden Toner negativ aufzuladen.

Die in Figur 1 gezeigte Entwicklungswalze 13 ist eine Metallwalze, jedoch kann auch ein Metallband verwendet werden. Der

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auf der Entwicklungswalze 13 verteilte Toner setzt sich in Form einer Tonerschicht ah. Die Tonerschiclit wird zunächst durch ein Vorstreichmesser 15a grob abgestrichen und dann durch ein Hauptabstreichmesser 15b in feinerer Weise. Die Dicke der Tonerschicht wird durch die beiden Abstreichmesser 15a und 15b gesteuert, um ein Tonerbild mit der gewünschten Bilddichbe zu. erhalten. Die Dicke der Tonerschicht wird derart gesteuert, daß sie gleich, dem Abstand zwischen der Entwicklungswalze 1-3 und einer ein elektrostatisches, latentes Bild tragenden Trommel 16 oder um 20^u kleiner als dieser Abstand ist.

Eine Vorspannung wird zwischen der Entwicklungswalze 13 und den Abstreichmessern 15a und 15b mit Hilfe einer Vorspannungsquelle E1 angelegt, um.zu verhindern, daß der Toner an der Schneide der Abstreichmesser 15a und 15b haften bleibt. Die Schneiden der Abstreichmesser sind daher mit der gleichen Polarität wie die des Toneers aufgeladen, um eine abstoßende Kraft zwischen der Schneide der Abstreichmesser und dem Toner zu erzeugen. Ferner sind zur Abführung des mit Hilfe der Abstreichmesser 15a und 15b abgestrichenen Toners die Abstreichmesser 15a und 15b in einer Absaughaube 17 vorgesehen.

Hinter den Abstreichmessern 15a und 15b, also stromabwärts von diesen, ist eine drehbare Steuerungswalze 18 aus Metall vorgesehen, die mit einer Spannungsquelle E2 verbunden ist. Die Steuerungswalze 18 liegt in einem geeigneten Abstand von der Oberfläche der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze 13. Aufgrund der durch die Steuerungswalze 18 ausgeübten, elektrostatischen Kraft wird ein Teil des Toners der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze 13 zur Steuerungswalze 18 gezogen. Die Stärke der elektrostatischen Kraft hängt von dem Wert der an der Steuerungswalze 18 anliegenden Spannung und von dem Abstand zwischen der Steuerungswalze 18 und der Oberfläche der Tonerschicht auf der

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Entwicklungswalze:ij ab. Um die Starke der elektrostatischen Kraft feu sit.etcern> sijid sowöBL eier Spannungswert als auch der Abstand steuerbar.. Da es schwierig, ist,, die Position der Steuerungswälze ^Q- zu steuern;, wird aus praktischen Gründen gewöhnlich die elektrö-Statischß; Eraft· im: wesentlichen durch Steuerung des Wertes de-r an der Steuerungswa-Ize 18 anliegenden Spannung gesteuert. _:lJur: wenn die Die&e d:er Tönerschicht in erheblichem Umfang; durch die Ab^strerichmesser 1=5» und 15b geändert wird, wird die Position der Steuerungswalze 18 geändert, um den richtigen Abstand zwischen der Oberfläche der· Steuerungswalze 18 und der Oberfläche der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze 13 aufrechtzuerhalten.

Der Wert der an der Steuerungswalze 18 anliegenden Spannung wird mit der Drehgeschwindigkeit der Entwicklungswalze 13 geändert. Ferner ist es wünschenswert, daß der Wert der anliegenden Spannung manuell steuerbar ist, um eine Feinsteuerung der Bilddichte zu erlauben. Eine Absaugdüse 19 ist in der Nähe der Steuerungswalze 18 vorgesehen, um den durch die Steuerungswalze 18 aufgenommenen Toner wiederzugewinnen. Der wiedergewonnene Toner wird für eine Wiederverwendung in der Entwicklungsvorrichtung zurück zum Einfüllgefäß 10 geleitet.

Die auf der Entwicklungswalze 18 ausgebildete Tonerschicht wird in der Zeichnung am Punkt A auf die das elektrostatische, latente Bild tragende Trommel 16 übertragen, um das latente Bild zu einem Tonerbild auf der Trommel 16 zu entwickeln. Die Trommel 16 ist eine Trommel öder ein Band aus Metall, auf dem sich eine Isolierschicht befindet. Auf der Isolierschicht wird ein elektrostatisches, latentes Bild mit Hilfe mehrerer Entladungselektroden 20 in Form einer Reihe von Entladungsnadeln erzeugt. Der auf der Entwicklungswalze 13 zurückbleibende, überschüssige Toner wird durch eine in der Fähe der Entwicklungswalze 15 vorgesehene Saugdüse wiedergewonnen.

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Beim Betrieb der oben beschriebenen Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird der Toner in dem Füllgefäß durch die Tonerzuführungswalze 11 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit entnommen und auf der Entwicklungswalze 13 mit Hilfe des Führungskanals 12 verteilt. Im Verlauf des Verteilen» des Toners durch den Führungskanal 121 wird der Toner mit Hilfe der Aufladungselektroden 14- negativ aufgeladen«

Wie im einzelnen in Figur 2 gezeigt ist, wird die anfangs relativ dick auf die Entwicklungswalze 13 aufgetragene Tonerschicht durch das Vorabstreichmesser 15a auf eine Dicke h1 ab-gestrichen und dann durch das Hauptabstreichmesser 15b auf eine Dicke h2. Die Differenz zwischen den Dicken h1 und h2 sollte vorzugsweise 150jjL oder weniger betragen, um eine gleichförmige Dicke zu erhalten. Der von den Abstreichmessern 15a und 15b abgestrichene Toner wird durch die Ansaughaube 17 wiedergewonnen.

Die Dicke h2 ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Oberflächen der das elektrostatische, latente Bild tragenden Trommel 16 und der Entwicklungswalze 13. Die Tonerschicht mit der Dicke h2 kommt dann gegenüber der Steuerungswalze 18 zu liegen, und ein Teil der Tonerschicht wird durch elektrostatische Krafteinwirkung zur Steuerungswalze 18 angezogen. Der zur Steuerungswalze 18 angezogene Toner wird durch die Saugdüse 19 wiedergewonnen. Durch die Steuerungswalze 18 wird die Dicke der Tonerschicht auf h3 reduziert. Da die Steuerungswalze 18 die Oberfläche der Tonerschicht nicht berührt, ergibt sich ein berührungsfreier Abstreicheffekt. Ferner wird der zur ITebelbildung beitragende, überschüssige Toner durch die Steuerungswalze 18 entfernt. Der Wert der an der Steuerungswalze 18 anliegenden Spannung wird derart gesteuert, daß er mit abnehmender Drehgeschwindigkeit der Entwicklungswalze 13 zunimmt. Dies liegt an der Tatsache, daß die Entwicklungszeit lang ist, wenn die Dreh-

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geschwindigkeit der Entwicklungswalze 13 klein ist, so daß der Wert der an der Steuerungswalze 18 anliegenden Spannung groß gemacht werden muß, um die Dicke der Tonerschicht zur Vermeidung einer zu großen Bilddichte kleiner zu machen.

Bei weiterer Drehung der Entwicklungswalze 13, his die Tonerschicht an den Punkt A gelangt, kommt die Tonerschicht gegenüber dem auf der Trommel 16 befindlichen, durch die Entladungselektroden 20 gebildeten, elektrostatischen, latenten Bild zu liegen, und der Toner wird von dem elektrostatischen, latenten Bild angezogen, so daß sich das Bild zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt. Das Tonerbild wird direkt oder indirekt mit Hilfe eines Übertragungsbandes oder dergl. auf ein Aufzeichnungsmedium, wie z.B. ein Papierblatt oder eine Stahlplatte, übertragen. Der auf der Entwicklungswalze 13 verbleibende, überschüssige Toner wird durch die Saugdüse 21 wiedergewonnen.

Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Ergebnisse eines Tests beschrieben, in dem die Erfindung mit dem Stand der Technik verglichen wird. Eine Entwicklungswalze aus Metall mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Länge von 350 mm wurde verwendet. Die Oberflächengenauigkeit der Entwicklungswalze betrug 10;j_, und die Oberflächengenauigkeit der Schneide des •Kauptabstreichmessers betrug 20 η · Der Abstand zwischen der Schneide des HauptaufStreichmessers und der Oberfläche der Entwicklungswalze betrug 400jul. Die Entwicklungswalze vmrde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 50 m/Min, angetrieben. Auf diese Weise wurde eine auf der Entwicklungswalze aufgetragene Tonerschicht aus einem Toner mit einer mittleren Korngröße von 30^₁ auf eine Dicke von 1;, 5 mm abgestrichen. Es wurde ein Toner vom Epoxydharz-Typ verwendet. Folglich wurden Furchen auf der Oberfläche der Tonerschicht beobachtet, und die Oberfläche der Tonerschicht hatte eine Rauhheit von 250 _M. Die Absauggeschwindigkeit der Absaug-

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haube betrug 4,0 m/Sek.

Dann wurde eine Vorspannung von -300V an das Abstreichmesser angelegt. Der Toner wurde im voraus negativ aufgeladen. Auf diese Weise wurde die Oberflächenrauhheit auf 130^₄. verringert.

Dann wurde ein zusätzliches Vorabstreichmesser mit dem gleichen Aufbau wie der des Hauptabstreichmessers verwendet. Das Vorabstreichmesser wurde 1 cm entfernt vom Hauptabstreichmesser und um 150/u höher als das Hauptabstreichmesser angeordnet. Daraufhin wurde die Oberflächenrauhheit weiter auf 80jul verringert. Dann wurde die Höhe des Vorabstreichmessers geändert, und zwar derart, daß es nunmehr um 10O_11x höher als das Hauptabstreichmesser lag. Folglich wurde die Oberflächenrauhheit weiterhin auf 50/λ. verringert.

Dann wurde die Ansaughaube entfernt, um die Wiedergewinnung des Toners zu unterbinden. Daher nahm die Oberflächenrauhheit auf 400 uzu, und es erschienen mehrere Flächen, wo sich kein Toner auf der Oberfläche der Entwicklungswalze befand. Dann wurde die Ansaughaube befestigt, die Abstreichmesser aber wurden an eine Spannung mit einer zu der des Toners entgegengesetzten Polarität angelegt. Folglich betrug die Oberflächenrauhheit 25O_x^, und Furchen konnten in der Oberfläche der Tonerschicht beobachtet werden.

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Kanagawa-ken / Japan

?§t entansprüche

vT.JVorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes mit Hilfe einer auf einem Entwicklungselement aufgetragenen Tonerschicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstreichmesser (15^b) vorgesehen ist, an das eine Spannung mit der gleichen Polarität angelegt ist, mit der der Toner aufgeladen ist, daß die Schneide des Abstreichmessers (15b) nahe an der Oberfläche des Entwicklungselementes (13) zum Abstreichen eines Teils der Tonerschicht auf dem Entwicklungselement (1-3) angeordnet ist, um eine vorgegebene Dicke der Tonerschicht zu erhalten, und daß eine Saugeinrichtung (17) zum Absaugen des von dem Abstreichmesser (15b) abgestrichenen Toners vorgesehen ist, wodurch der Toner daran gehindert wird, am Abstreichmesser haften zu bleiben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtung eine Ansaughaube (17) umfaßt und daß das Abstreichmesser (151³) in der Aneaughaube (17) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorabstreichmesser (15&) stromaufwärts von dem genann-

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ten Abstreichmesser (15*0 angeordnet ist, daß an das Vorabstreichmesser (15a) eine Spannung mit: der gleichen Polarität ..angelegt ist, mit der der Toner aufgeladen ist, daß die Schneide des Vorabstreichmessers (15a) weiter von der Oberfläche des Entwicklungselementes (13) als das Abstreichmesser (15°) entfernt liegt, um einen Teil der Tonerschicht auf dem Entwicklungselement (13) für eine Grobsteuerung der Dicke der Tonerschicht abzustreichen, bevor die Dicke der Tonerschicht durch das Abstreichmesser (15^) endgültig eingestellt wird.

*J-, Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Schneide des Abstreichmessers (15b) zur endgültigen Einstellung der Dicke der Tonerschicht und der Oberfläche des Entwicklungselementes (13) im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Entwicklungselement (13) und einer das elektrostatische, latente Bild tragenden Trommel (16) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Höhe der Schneiden des Abstreichmessers und des Vorabstreichmessers 50O^ oder weniger beträgt.

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