DE2954323C2

DE2954323C2 - Magnetbürsten-Entwicklervorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes

Info

Publication number: DE2954323C2
Application number: DE2954323A
Authority: DE
Inventors: Tateki Sakai Oka; Kenji Tabuchi; Susumu Tanaka; Kenichi Wada
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1986-06-05
Also published as: US4338880A; DE2937694A1; DE2937694C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetbürsten-Entwicklervorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einem Bildträger mittels pulverförmigen, magnetisch anziehbare Teilchen enthaltenden Entwicklers mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Aus US-PS 39 99 514 ist eine derartige Entwicklervorrichtung bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der Gehäuseteil, der entlang der Umfangsfläche der Entwicklertrommel verläuft, in großem Abstand von dieser angeordnet. Die magnetische Bürste, die sich am Umfang der Entwicklertrommel ausbildet, wird bei dieser bekannten Vorrichtung in ihrer Dicke dadurch begrenzt, daß zwei Klingen vorgesehen smd, die vom Gehäuseteil in Richtung auf die Entwicklertrommel vorstehen und sich über die axiale Länge der Entwicklertrommel eistreckan.

Dies ist insofern nachteilig, a's beim Passieren dieser Klingen die magnetische Bürste in sich verwirbelt wird und damit eine vergleichsweise ungleichmäßige magnetische Bürste erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklervorrichtung der vorstehend bezeichneten Art derart auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine sehr gleichmäßige Magnetbürste erzeugt wird und damit eine sehr gi-sichmäßige Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes erzielt wird. Diese Aufgabe wl;d durch

ίο die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2—5.

Insbesondere dadurch, daß die magnetische Bürste über einen relativ großen Teil des Umfanges der Entwicklertrommel in engem Kontakt mit der Innenoberfläche des Gehäuseteils streift, wird sie sehr gleichmäßig, so daß eine sehr gleichmäßige Entwicklung des latenten Bildes erreicht wird.
Vorteilhafterweise erstreckt sich das Gehäuseteil bis in die unmittelbare Nähe des Bildträgers und kann an der dem Bildträger zugewandten Kante mit einem Dichtungselement versehen sein, welches ein Austreten des Entwicklers aus dem Gehäuse wirksam verhindert Vorteilhafterweise besteht dieses Dichtungselement aus elektrisch isolierendem Material und ist elastisch.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert Diese zeigen

F i g. 1 ein elektrophotographisches Kopiergerät in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung in schematischer Seitendarstellung;

F i g. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Entwicklereinrichtung mit Magnetbürste in der Seitenansicht im Schnitt;

F i g. 3 eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Elements, welches das Entweichen nicht benutzten Teilchennebels verhindert.

In F i g. 1 ist eine elektrophotographische Kopiermaschine in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung in schematischer Seitenansicht dargestellt Die durch die obengenannte elektrophotographische Kopiermaschine erzeugten funktionellen Eigenschaften werden als erstes im folgenden aufgezählt.

Ein zu kopierendes Original (nicht dargestellt) wird als erstes auf eine transparente Platte, beispielsweise eine als Manuskript-Teller 100 ausgebildete Glasplatte 200, aufgelegt, die im wesentlichen horizontal hin- und herbewegt werden kann. Über die Betätigung eines Abtast-Hubmagneten SL 1 beginnt der Manuskript-Teller 100 sich im wesentlichen horizontal nach rechts in

so F i g. 1 zu bewegen, wodurch die Bildstrahlen eines vom Original erzeugten Originalbildes nach und nach auf der Photoaufnehmertrommel 1, die hier entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, über ein optisches Abtastsystem mit einer Abbilde-Lichtquelle 300, einem ersten Spiegel 400, einem Projektionslinsensystem 500, einem zweiten Spiegel 600 und einer Schlitzblende 700 zur Belichtung, abgebildet werden. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, sind bei dem obengenannten elektrophotographischen Kopiergerät weiterhin ein Koronaladegerät 900, die Belichtungsschlitzblende 700, eine Magnetbürstenentwicklereinrichtung 5, die im nachfolgenden genauer beschrieben wird, ein Übertragungs-Ladegerät 110 zum elektrostatischen Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Kopierpapier P, ein Trennlader 120 zum Entfernen des Kopierpapieres P von der Fotoaufnehmeroberfläche, eine Reinigungsleiste 130 zum gewaltsamen Entfernen restlicher Entwicklerteilchen von der Photoaufnehmeroberfläche und eine Löschlampc 140 zum elektrostati-

sehen Loschen auf der Photoaufnehmeroberfläche noch elektrostatisch aufrecht erhaltener elektrischer Ladungen, jeweils bezüglich dem Umfang der Photoaufnehmertrommel 1 im Abstand zueinander nach und nach in Drehrichtung der Photoaufnehmertrommel t angeordnet. Im einzelnen ist das Korona-Ladegerät 900 elektrisch mit einem Ladungsumformer Ti verbunden und so gesteuert, daß ein relativ langer Umfangsabschnitt der photoaufnehmenden Oberfläche im Vergleich mit der Umfangsoberfläche, die zum Bilden des elektrostatisch gespeicherten Bildes benötigt wird, geladen wird. Eine derartige Steuerung ist erstens aufgrund dessen erforderlich, daß für das Korona-Ladegerät 900 ein gewisser Zeitabschnitt benötigt wird, um nach dem elektrischen Einschalten eine gleichmäßige Betriebsbedingung zu erreichen. Der zweite Grund für die erforderliche obengenannte Steuerung besteht darin, daß die Photoaufnehmerfläche in der obengenannten Art und Weise geladen wird, um zu verhindern, daß ungleichmäßig geladene Umfangsteile an dem Teil der Umfangsfiäche auftreten, der für die Ausbildung des elektro^r _xLatisch gespeicherten Bildes vorgesehen ist, und insbesondere in dessen rückwärtigem Teil, was naturgemäß dann erfolgt, wenn das Korona-Ladegerät gleich nach dem der diesem Endteil des zu bildenden wesentlichen elektrostatisch gespeicherten Bildes entsprechende Teil die Korona-Ladestation passiert, ausgeschaltet wird.

Die Kopierpapiere P sind in entsprechenden speziellen Kassetten 150 gestapelt, von denen jedes mit einer Größe des an der elektrophotographischen Kopiermaschine zu kopierenden Originals entspricht. Daher werden Kopierpapiere jeweils mit einer geeigneten Papiergröße nach und nach, eins nach dem anderen durch Papierzuführrollen 160, die elektrisch durch einen Hubmagneten zur Papierzuführung SL 2 der Obertragerstation 110 zugeführt. Das in die Kopiermaschine eingeführte Papier Pwird dann über eine Papiertransportrol-Ie 170 der elektrostatischen Übertragerstation zugeführt und denn mit Hilfe eines Transportgurtes 180 nach und nach einer Fixierstation zugeführt, wobei es durch zwei Heizwalzen 190 fixiert wird. Das mit dem Bild versehene Kopierpapier wird dann mit Hilfe einer Ausgaberolle 220 aus der Kopiermaschine in einen Korb 210 abgelegt. Wie in Fig.2 gezeigt, besteht die Entwicklereindchtung 5 mit Magnetbürste gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Entwicklertrommel 6, einem mehrpoligen Magneten 7, der drehbar in der Entwicklertrommel 6 aufgenommen ist und einer Rührvorrichtung 20 für das Enfwicklermaterial, die ebenfalls drehbar im den Entwicklervorratstank 8 bildenden Gehäuse aufgenommen ist, in dem sich ein aus nichtmagnetisierbaren und magnetisierbaren Teilchen bestehender Entwickler befindet. Im einzelnen besteht der obengenannte Entwicklet aus einer Mischung von 85 bis 98 Gewichtsprozent magnetisierbaren Teilchen und 2 bis 15 Gewichtsprozent isolierenden nichtmagnetisierbaren Teilchen, wobei die magnetisierbaren Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 10 bis 50 μηη und einen elektrischen Widerstand von 10¹⁰ bis ΙΟ¹⁴ Ω cm aufweisen, während die nichtmagnetisierbaren Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 5 bis 25 μΐη aufweisen. Jedes magnetisierbar Teilchen wird in der gleichen Polrichtung wie die durch das elektrostatisch gespeicherte Bild gegebene Polrichtung triboelektrisch geladen, während jedes nichtmagneti- v> sierbare Teilchen in d":·· entsprechend umgekehrten Polrichtung triboelektrisch geladen wird.

Um die magnetisierbaren Teilchen mit dem hohen elektrischen Widerstand zusammenzusetzen, werden 100 Gewichtsteile Styrenacrylharz und 200 Gewichtsteile Eisenoxyd mit einem elektrischen Widerstand von 3 · 10⁵ncm und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,6 um gemischt und die so erhaltene Mischung wird nach und nach mit Hilfe üblicher Mahlmethoden gemahlen, um dadurch Teilchen zu erhalten. Die so hergestellten Teilchen werden weiter mit 8 Gewichtsteilen Ruß vermischt und bei einer Temperatur von 130¹³C hitzebehandelt, so daß sich der Ruß mit den entsprechenden Teilchen verbindet. Jedes so hergestellte magnedsierbare Teilchen hat damit einen elektrischen Widerstand von 2 - ΙΟ¹² Ω cm und einen geeigneten mittleren Teilchendurchmesser von 25 μπι. Zur Herstellung der nichtmagnetisierbaren Teilchen werden 100 Gewichtsteile Styrenacrylharz, 8 Gewichtsteile Ruß und 1 Gewichtsteil Farbstoff vermischt und dann miteinander verbunden. Nach dem mechanischen Mahlen wird das resultierende Produkt nach und nach luftklassifiziert, so daß die resultierenden Teöchen jeweils einen mittleren Teilchendurchmesser von lü μΐη aufweisen können. Was die Herstellung der magnetisierbaren Teilchen mit einem hohen elektrischen Widerstand betrifft, können derartige magnetisierbare Teilchen durch ein Verfahren erzeugt werden, bei dem nacheinander 100 Gewichtsteile Styrenacrylharz, 200 Gewichtsteile sehr kleine magnetische Teilchen und 4 Gewichtsteüe Ruß vermischt werden, die erhaltene Mischung in einem Arbeitsschritt wie vorbeschrieben verbunden werden und ein Arbeitsschritt zum mechanischen Mahlen der verbundenen Mischung und ein Arbeitsschritt zum Luftklassifizieren der gemahlenen Teilchen folgt. Die so erzeugten magnetisierbaren Teilchen weisen jeweils einen mittleren Teilchendurchmesser von 20 μπι und einen elektrischen Widerstand von 2 · 10¹³ Ω cm auf.

Wie bereits beschrieben, besteht die Entwicklereinrichtung mit Magnetbürste gemäß F i g. 2 ?us einer Entwicklertrommel 6 und einem mehrpoligen Magneten 7. der drehbar in der Entwicklertrommel 6 aufgenommen ist. Hier ist die Entwicklertrommel 6 in zylindrischer Form aus einem nichtmagnetisierbaren, elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt und nahe der Oberfläche Xa einer Photoaufnehmertrommel 1 mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit entgegen dem Uhrzeigersinn von 30,2 Umdrehungen pro Minute aufgenommen, wobei die Photoaufnehmertrommel 1 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist. Der mehrpolige Magnet 7 mit rollenähnlichem Aufbau weist an seinem Außenumfang abwechselnd magnetische Pole N und 5 mit abwechselnder unterschiedlicher Polrichtung wie dargestellt auf und kann mit einer Geschwindigkeit von 1300 Umdrehungen pro Minute in der gleichen Drehrichtung wie die Entwicklertrommel 6 rotieren. Im einzelnen erhält der Entwickler durch die Rotation des mehrpoligen Magneten 7 eine gewisse spezifische Bewegungsgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn und auch die andere gewisse spezifische Bewegungsgeschwin Jigkeit im Uhrzeigersinn durch die Drehung der Entwicklertrommel 6, und kann daraus folgend entlang der Oberfläche der Entwicklertromme! 6 mit einer Geschwindigkeit bewegt werden, die relativ durch den Unterschied der beiden oben genannten Umdrehungsgeschwindigkeiten im Uhrzeigersinn gegeben ist.

Kurz gefaßt ist die Magnetbürstenentwicklereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Gehäuse 8, ein oberes Gehäuse 9 und zwei Seitenwande 10a und 106 (10έ» nicht dargestellt) umschlossen. Ober-

halb der Entwicklertrommel 6 ist ein Gehäuseteil 11 angeordnet, welches am oberen Gehäuse 9 mit mehreren Schrauben 12 befestigt ist, um einen Teil des oberen Gehäuses 9 zu bilden, wobei eine Innenfläche Hd eine ■kreisförmige Form ausbildet, so daß die auf der Entwicklertrommel 6 erzeugte magnetische Bürste mit der obengenannten Innenfläche einen engen Kontakt einnimmt. Neben dem obengenannnten Gehäuseteil H ist weiterhin eine elektrisch isolierende Dichtung 13 so angeordnet, daß sie die Führungskante des Gehäuseteil 11 überlappt und ihre Führungskante die Photoaufnehmerfläcbe berührt. Unterhalb der Entwicklertrommel 6 ist eine untere Einfassung 14. ein Entwicklerabscheideelement 15, ein ergänzendes Reinigungsglied 16, dessen wesentlicher Teil gegen die Drehrichtung der Entwicklertrommel 6 ausgerichtet ist, eine Abstreifleiste 17, die in der Drehrichtung der Entwicklertrommel 6 folgend »•••rr»j»>-,'«U*A· ·*( *»»#» D·ίηίπ,ιηπνer}\**A JQ /laccan »'«»«rontli.

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eher Teil entgegen der Drehrichtung der Entwicklertrommel 6 ausgerichtet ist und ein im Uhrzeigersinn drehbarer Flügel 19 angeordnet. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung wird der Entwickler nach und nach im Uhrzeigersinn durch mehrere trogähnliche Glieder 30 einer Schöpfrolle 28 transportiert, bis der Entwickler eine gewisse Position A erreicht, wo er durch die magnetische Kraft des mehrpoligen Magnete 7 angezogen wird. Am oben erwähnten Punkt A ist das trogähnliche Glied 30 über den toten Punkt gedreht, um den Entwickler gegen die Entwicklerwalze zu gießen, wodurch sich der Entwickler nach und nach im Uhrzeigersinn bewegt und die Form der magnetischen Bürste auf der Entwicklertrommel 6 annimmt In Übereinstimmung mit der Drehbewegung des Entwicklers im Uhrzeigersinn, die in Form einer magnetischen Bürste wie oben beschrieben erfolgt, behält der Entwickler einen reibenden Kontakt mit dem bereits auf der Photoaufnehmerfläche in bekannter Art und Weise elektostatisch gespeicherten Bild, so daß das elektrostatisch gespeicherte Bild auf der Photoaufnehmerfläche entwikkelt werden kann. Nach dem obenbeschriebenen Entwicklerschritt, wird der Entwickler von der Umfangsfläche der Entwicklertrommel 6 durch die Abstreifleiste 17 entfernt und nach und nach durch den obenerwähnten Flügel 19 auf die Schöpfrolle 28 zubewegt. Der Entwickler auf der Entwicklertrommel 6 wird weiterhin von der Umfangsfläche der Entwicklertrommel durch entsprechende Glieder 18 und 16 im Laufe einer einzigen Umdrehung der Entwicklertrommel 6 entfernt.

In Verbindung mit dem Transport des Entwicklers auf die Entwicklerst^tion sowie die Entfernung des Ent-Wicklers von der Entwicklertrommel 6 sind die entsprechenden Glieder um die Photoaufnehmertromme! 1 in der vorstehend beschriebenen Art und Weise im besonderen angeordnet und wie im folgenden ausgebildet, obwohl die genaue Erklärung der entsprechenden Glie- S5 der bereits im vorstehenden beschrieben wurde.

Soweit die Ausbildung der Innenfläche 11a des Gliedes 11 betroffen ist, ist die Innenfläche 11, die kreisförmig, wie oben bereits beschrieben, ausgebildet ist, geeignet den Magnetbürsteneffekt auf der Entwicklertrommel 6 in engem Kontakt mit der Innenfläche zu ermöglichen, so daß die Magnetbürste ständig an der Innenfläche reibt

Wenn im einzelnen eine triboelektrische Ladung zwischen den nichtmagnetisierbaren Teilchen und den magnetisierbaren Teilchen erzeugt wird, die im allgemeinen sehr viel höher als die zwischen dem Gehäuseteil 11 und der Magnetbürste erzeugte Ladung ist, ist die Art des für das Gehäuseteil 11 verwendeten Materials nicht kritisch und es kann eines der zur Verfügung stehenden Harze oder Metalle verwendet werden. Der zwischen dem äußeren Umfang der Entwicklertrommel 6 und der Innenfläche Hades Gehäuseteils Π ausgebildete Spalt wird in geeigneter Weise gemäß den vorbestimmten Entwicklungsbedingungen sowie der Eigenschaften des bei dem Entwicklungsprozeß verwendeten Entwicklers ausgebildet. Die elektrisch isolierende Dichtung 13, die im einzelnen in F i g. 3 gezeigt ist, ist so angeordnet, daß sie die Führungskante des Gehäuseteils 11 überlappt. Das für die Dichtung J3 verwendete Material sollte eine derartige Elastizität und elektrische Isolierfähigkeit haben, daß nur das elektrostatisch gespeicherte Bild, welches zuvor auf der Photoaufnehmerfläche gebildet war, nicht elektrostatisch zerstört wird, sondern daß auch die Fotoaufnehmerfläche la selbst durch das zwangsweise Abkratzer* nicht weniger effektiv wird Dss bevorzugte Material für die Dichtung 13 ist Urethangummi oder MYLAR (Handelsname der Firma Du Pont Co.. Ltd.). Durch die Anordnung der Ausbildung von Innenfläche 11a des Teils H zusammen mit dem Glied 13 kann das Anhaften von nicht genutzten Teilchenwolken an der Innenfläche des oberen Gehäuses und eine unerwünschte Belichtung eines Teiles der Photoaufnehmerfläche mit dem verteilten, nicht genutzten Teilchennebel, wirksam ve' hindert werden, und demgemäß kann das Auftreten von Fehlern, wie beispielsweise Schlieren oder einer Anzahl von dunklen Flecken auf dem das Kopierbild tragenden Kopierpapier effektiv verhindert werden. Zusätzlich kann das Entweichen von nicht genutztem Teilchennebel aus der Innenseite der Entwicklereinrichtung, wesentlich durch das Vorhandensein der Dichtung 13 gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert werden. Die Entwicklertrommel 6 wird solange angetrieben, wie der Kopierstartschalter oder ein Hauptschalter (nicht dargestellt) eingeschaltet bleiben, wobei der mehrpolige Magnet 7 während dem Zeitabschnitt, in dem nicht entwickelt wird, am Rotieren gehindert wird, so daß der Entwickler nicht an der Photoaufnehmerfläche während der obengenannten Zeitdauer anhaften kann. Weiterhin ist die Entwicklertrommel mit einem Vorspannungspotential beaufschlagt, welches die gleiche vorherrschende Polrichtung wie die am elektrostatisch gespeicherten Bild vorherrschende Polrichtung aufweist. Die Betriebsweise der Entwicklertrommel 6 kann so sein, daß ihre Drehbewegung gleich nach der Einschaltbetätigung des Kopierstartschalters beginnt und die Entwicklertrommel 6 ihre Drehbewegung stoppt, wenn eine gewisse Zeitdauer, beispielweise 15 Sekunden, nach dem Beenden des Kopiervorganges verstrichen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Magnetbürsten-Entwicklervorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einem Bildträger mittels pulverförmigen, magnetisch anziehbare Teilchen enthaltenden Entwicklers, mit einer Entwicklerwalze, die mit geringem Abstand zu einem Bildträger angeordnet ist, einem im Inneren der Entwicklertrommel angeordneten Magneten, durch den eine Schicht des Entwicklers zur Bildung einer magnetischen Bürste an der Oberfläche der Entwicklertrommel angezogen wird, Antriebsmitteln zum Erzeugen einer Relativdrehung zwischen Entwicklertrommel und Magneten derart, daß die Entwicklerschicht in einer Transportbewegung entlang einem Teil der Umfangsfläche der Entwicklertrommel von einer Zuführvorrichtung zu einer Abgabestelle im Bereich der Bildträgertrommel gefördert wird, und mit einem entlang diesem Transportweg \m Abstand von der Umfangsfläche der Entwicklertrommel angeordneten Gehäuseteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (UaJ des Gehäuseteils (11) etwa kreisbogenförmig dem Verlauf der Umfangsfläche der Entwicklertrommel (6) folgend in solchem Abstand von dieser verläuft, daß die als magnetische Bürste sich entlang der Umfangsfläche der Entwicklertrommel (6) bewegende Schicht von Entwicklerteilchen mit engem Kontakt an der Innenfläche (Wa) des Gehäuseteils (11) entlang streift
2. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne»«, daß das Gehäuseteil (11) sich bis in unmittelbare Nahe des Bildträgers (1) erstreckt.
3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (11) an seiner dem Bildträger (1) zugewendeten Kante ein an der Bildträgertrommel (1) anliegendes Dichtungselement (13) trägt.
4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (13) aus elektrisch isolierendem Material besteht.
5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (13) aus elastischem Material besteht.