DE3000195C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dünnen Schicht eines für eine Entwicklung verwendbaren magnetischen Pulvers auf der Oberfläche eines beweglichen Entwicklerträgers.

In der US-PS 41 26 100 ist die obengenannte Vorrichtung als bekannt ausgewiesen. Diese Druckschrift zeigt einen Entwicklerbehälter mit einer an der Entwickleraustrittsöffnung befindlichen L-förmigen Platte als Schichtdickenregulierteil, einen Entwicklerträger und eine in dessen Innerem angeordnete Magnetwalze. Zum Umrühren des Entwicklers kann der Endbereich des Regulierteils als Magnetteil ausgebildet sein. Bei der bekannten Vorrichtung ergibt sich nach den dortigen Angaben die beste Bildqualität, wenn die Magnetwalze rotiert. Die daraus resultierende zeitliche Änderung des Magnetfelds bewirkt ein Durchmischen des Entwicklers und verhindert somit eine Zusammenballung der Teilchen, so daß der Entwickler ungehindert auf den Entwicklerträger aufgebracht werden kann. Jedoch werden zunehmend hohe Anforderungen an die Feinheit und Gleichmäßigkeit der ausgebildeten Entwicklerschicht gestellt, um sehr gezielt auf die Entwicklung des Bildes Einfluß nehmen zu können. Diese Anforderungen sind schwierig zu erreichen.

Einen vergleichbaren Aufbau, wie in der US-PS 41 26 100 geschildert, zeigt auch die DE-OS 28 10 520. Das zwischen dem Magnetteil und dem Magneten ausgebildete Magnetfeld dient dabei zur Erzeugung eines Vorhanges, der verhindert, daß Entwicklerteilchen von der Abstreifklinge weggeschleudert werden und den Bildträger beschmutzen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Ausbildung einer dünnen, sehr gleichmäßigen Entwicklerschicht erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß im Bereich zwischen dem Magnetpol und dem magnetischen Regulierteil eine deutlich höhere magnetische Flußdichte herrscht als in der Umgebung. Die Folge dieses Flußdichtegradienten ist, daß sich die Entwicklerteilchen entlang der magnetischen Feldlinien bürstenartig aufrichten und von dem als Rakel ausgebildeten Regulierteil genau auf gleiche Länge abgeschnitten werden. Nach Verlassen dieser Zone erhöhter Flußdichte kippen die kettenartig aneinandergereihten pulverförmigen Teilchen zur Oberfläche des Entwicklerträgers, wodurch eine dünne, sehr gleichmäßige Schicht entsteht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bilder­ zeugungseinrichtung, bei der eine Entwicklungseinrich­ tung mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer dünnen Schicht anwendbar ist,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines vor­ zugsweise verwendeten Ausführungsbei­ spiels der Entwicklungseinrichtung,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsan­ sicht des Bereiches des magneti­ schen Regulierteils bei der Entwicklungs­ einrichtung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Bestimmung der Breite eines Magnet­ pols veranschaulicht,

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Werten, die die Beziehung zwischen der Schichtdicke des Toners an der Position des Magnetpols und dem Abstand zwischen dem magnetischen Regulierteil und dem Entwicklerträger veranschaulicht,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Entwicklungseinrichtung,

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht der Positions­ beziehung zwischen dem Entwickler-Schicht­ dicken-Regulierteil und dem Entwicklerträger,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Ausführungsbei­ spiels gemäß 7, und

Fig. 9 eine graphische Darstellung des Be­ reichs der für die entwicklereintrittseitige und die entwickler­ austrittseitige Fläche des Regulierteils jeweils festgelegten Winkel.

Es sei zunächst auf Fig. 1 eingegangen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Bildreproduktionsgerätes oder Aufzeichnungsgerätes schematisch dargestellt ist, bei dem eine Entwicklungseinrichtung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung einer dünnen Pulverschicht verwendbar ist (jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Aufzeichnungseinrichtung beschränkt). Eine photoleitfähige Trommel mit einer photoleitfähigen Schicht kann auf ihrer Oberfläche mit einer isolierenden Deckschicht versehen sein, die jedoch auch entfallen kann. Darüber hinaus kann anstelle der Trommelform auch eine flache Blattform oder eine Bandform Verwendung finden. Von einer elektrischen Ladungseinrichtung 2 bekannter Art zur Photo-Sensibilisierung, und einer Bildlicht-Bestrahlungsein­ richtung 3, die ein bildmäßig moduliertes Lichtstrahlenbündel oder dgl. projiziert, wird ein elektro­ statisches Ladungsbild auf dem photoleitfähigen Material der Trommel 1 gebildet. Für diesen elektro­ statischen Bilderzeugungsvorgang können das sog. Carlson- Verfahren gemäß der US-Patentschrift 22 97 691, die Verfahren gemäß den US-Patentschriften 34 38 706, 36 66 363, 40 71 361, 34 57 070 und 35 36 483 sowie andere Verfahren Anwendung finden. Die Bezugszahl 4 be­ zeichnet die Entwicklungseinrichtung, durch die ein mit Tonerpartikeln entwickeltes Bild ent­ sprechend dem elektrostatischen Ladungsbild auf dem photoleitfähigen Material 1 gebildet werden kann. Die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Einrichtung zur Über­ tragung des Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial 6. Zur Verbesserung der Bildübertragungseigenschaften wird durch Korona-Entladung in einigen Fällen vor der Bild­ übertragung eine elektrische Ladung auf das entwickelte Bild aufgebracht. Außerdem besteht die Möglichkeit, das sog. elektrostatische Übertragungsverfahren anzuwen­ den, bei dem ein auf dem photoleitfähigen Material 1 befindliches elektrostatisches Ladungsbild einmal auf ein getrenntes Bild-Trägerelement übertragen und sodann von der Entwicklungseinrichtung 4 entwickelt wird. Eine Reinigungseinrichtung 7 entfernt nach dem Bildübertragungsvorgang restlichen Toner von dem photoleitfähigen Material wieder für den nächsten Reproduktionsvorgang verwendet werden kann.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Entwicklungseinrichtung mit einer als elektrostatische Bildträgereinrichtung dienenden photoleitfähigen Aufzeichnungs­ trommel dargestellt. Ein Entwicklerträger 8 ist gegenüber der elektrostati­ schen Bildträgereinrichtung 1 angeordnet. Dieser Entwicklerträger ist ein nichtmagnetischer Zylin­ der, der sich in der Zeichnung in Richtung des Pfeiles a dreht. Innerhalb des Zylinders 8 befindet sich ein fest angeordneter Magnet 9. Der Magnet 9 weist zumindest einen Magnetpol, durch den ein nicht­ leitender magnetischer Einkomponentenentwickler 12 auf den Zylinder gezogen und zu einem Entwicklungsbereich trans­ portiert wird, einen Entwickler-Beschichtungsmagnetpol und einen Entwicklungsmagnetpol auf. Mit einem Regulierteil in Form einer Rakel wird das magnetische Pulver 12 auf die Oberfläche des Zylinders 8 aufgebracht und die Dicke der gebildeten Pulverschicht gesteuert. Dieses Regulierteil 10 kann aus einem magnetischen Material, wie einem Magnetwerkstoff, Eisen, Permalloy, usw., bestehen. Die isolierenden Tonerpartikel der Pulver- bzw. Tonerschicht 11, deren Dicke von dem Regulierteil 10 eingestellt wird, gelangen durch die Drehbewegung der Zylinderoberfläche mit dieser in Gleitberührung und werden durch die entstehende Reibung mit der zur Polarität des Ladungsbildes entgegengesetzten Polarität elektrisch aufgeladen. Sodann erreicht die Tonerschicht den Entwicklungsspalt, wo das elektrostatische Ladungsmuster auf der photo­ leitfähigen Aufzeichungstrommel 1 sichtbar gemacht wird.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung des Steuerbereiches des Regulierteils bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Entwicklungseinrich­ tung, wobei ein Festmagnet 13 gegenüber der Rakel 10 in dem Zylinder 8 angeordnet ist. Der Magnetpol dieses Festmagneten 13 ist auf die Rakel 10 gerichtet. Hierbei erreichen die aufgrund des Magneten 13 entstehenden magnetischen Kraftlinien die Stirnfläche am Endbereich des dem Zylinder 8 gegenüberliegenden magnetischen Regulierteils 10. Falls das Regulierteil 10 nichtmagnetisch ist, wird lediglich die auf die Oberfläche des Entwicklerträgers 8 wirkende Anziehungskraft (magnetische Kraft, elektrostatische Adsorptionskraft, van der Waal′sche Kraft, usw.) auf das magnetische Pulver ausgeübt, so daß sich bei der Drehbe­ wegung des Zylinders eine dicke Pulverschicht bildet. Es ist daher erforderlich, daß eine Kraft zur Trennung des Magnetpulvers von der Oberfläche des sich drehenden Entwicklerträgers in dem Schichtdicken-Steuerbereich auf­ gebracht wird.

Auf das Magnetpulver wirken in dem Magnetfeld Kräfte ein, und zwar dort, wo die Dichte der magnetischen Kraftflußlinien von geringen Werten auf hohe Werte über­ geht, d. h. dort, wo ein magnetischer Flußdichte­ gradient vorhanden ist. Wenn die Rakel 10 aus einem magnetischen Material hergestellt ist, sollte zumindest folgende Beziehung zwischen der Breite l der Stirnfläche des magnetischen Regulierteils und der Polbreite L des Festmagneten in dem Zylinder 8 bestehen, damit auf den Magnettoner Anziehungskräfte von der Oberfläche des Zylinders 8 in Richtung auf die Seite des Regulierteils 10 hin ausgeübt werden:

l L

Wenn der Wert von l abnimmt und kleiner als der Wert von L wird, konzentrieren sich die magnetischen Kraft­ linien auf das magnetische Regulierteil und die Tonerschicht­ regulierung wird durch diese magnetische Kraft wirksam durchgeführt.

Im Falle der Anordnung gemäß Fig. 2, bei der die Magnetfelderzeugungs­ vorrichtung in Form der Magnetwalze 9 sechs Magnetpole N-S-N-S-N-S aufweist, wird die Breite L des Magnetpols des Festmagneten in dem Entwicklerträger-Zylinder 8 in der in Fig. 4 veranschaulichten Weise bestimmt. Hierzu wird zunächst die magnetische Ober­ flächen-Flußdichteverteilung des Magneten aufgetragen, aus der sodann die Hälfte der maximalen Flußdichte der magneti­ schen Oberflächen-Flußdichteverteilung des der Stirnfläche des magnetischen Regulierteils 10 entsprechenden Magnet­ pols (in diesem Falle handelt es sich um den Magnetpol "N") ermittelt wird, wobei dieser Halbwert für die Breite L des Magnetpols verwendet wird.

Versuche ergaben, daß die Breite l der Stirnfläche des magnetischen Regulierteils vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 mm bis 5 mm zu wählen ist, während die Breite L des Magnetpols des Festmagneten in der dem Magnetpol des Endbereichs entsprechenden Position aus die Bedingung l L erfüllenden Zahlenwerten in einem Bereich von 0,1 mm bis 15 mm gewählt werden sollte. Zur Bildung einer gleichmäßigen und dünnen Entwickler­ schicht ist der Wert für die Breite l zur Erfüllung der Beziehung l L vorzugsweise aus einem Bereich von 0,5 mm bis 1 mm zu wählen, während der Wert für die Breite L vorzugsweise aus einem Bereich von 0,5 mm bis 10 mm zu wählen ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen ist somit die Möglichkeit gegeben, eine gleich­ mäßige Tonerschicht auszubilden, die dünner als der Tonerschicht-Steuerspalt ist, wodurch die Realisierung einer Entwicklungseinrichtung für Einkomponenten-Magnet­ toner erleichtert wird.

In Fig. 5 sind experimentell ermittelte Daten aufge­ tragen, die die Beziehung des Abstandes zwischen dem magnetischen Regulierteil und dem Entwicklerträger zu der Pulver- bzw. Tonerschichtdicke an der Position des Magnetpols veran­ schaulichen. Unter Verwendung von drei Arten eines nichtleitenden Einkomponenten-Magnettoners als repräsen­ tative Ausführungsbeispiele wurde hierbei die Toner­ schichtdicke (Y-Achse) bei der Position des Magnetpols an dem Entwicklerträger in bezug auf den Abstand (X-Achse) zwischen dem aus Eisen bestehenden rakelförmigen Regulierteil und dem Entwicklerträger gemessen.

Für den Toner wurden folgende Stoffe verwendet:

• (a) ein Gemisch aus 55 Gew.-Anteilen Polyester, 40 Gew.-Anteilen Magnetit, 2 Gew.-Anteilen Kohlenstoff und 2 Gew.-Anteilen eines Mittels zur Steuerung der elektrischen Aufladung, denen 0,1% kolloidales Silicium­ oxid (Kieselerde) zugesetzt wurde,
• (b) ein Gemisch aus 50 Gew.-Anteilen Polystyrol, 40 Gew.-Anteilen Magnetit, 3 Gew.-Anteilen eines Mittels zur Steuerung der elektrischen Aufladung und 6 Gew.-Anteilen Kohlenstoff, denen 0,1% kolloidales Silicium­ oxid (Kieselerde) hinzugesetzt wurde, und
• (c) ein Gemisch aus 50 Gew.-Anteilen Polystyrol, 40 Gew.-Anteilen Magnetit, 3 Gew.-Anteilen eines Mittels zur Steuerung der elektrischen Aufladung und 6 Gew.-Anteilen Kohlenstoff.

Der Magnet ist hierbei derart angeordnet, daß sein Magnetpol an dem Übergangspunkt zwischen dem elektro­ statischen Bildträger und dem Entwicklerträger liegt, dessen magnetische Oberflächen-Kraftflußdichte zu diesem Zeitpunkt 800 Gauß beträgt.

Wie der graphischen Darstellung zu entnehmen ist, steigt die Tonerschichtdicke mit größer werdendem Spalt zwischen dem Regulierteil 10 und dem Entwicklerträger 8 an, wenn dieser Spalt in einem Bereich von annähernd 50 bis 200 µm liegt. Liegt der Spalt dagegen in einem Bereich von annähernd 200 bis 350 µm, steigt die Toner­ schichtdicke nicht so stark bei größer werdendem Spalt an, d. h., sie bleibt annähernd unverändert oder steigt nur geringfügig an. Außerdem ist Fig. 5 zu entnehmen, daß die Tonerschichtdicke an sich (an der Position des Magnetpols) stets dünner als der vorstehend beschrie­ bene Spalt ist.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7, 8 und 9 näher auf bevorzugte Ausführungs­ beispiele der Entwicklungseinrichtung eingegangen.

Bezüglich des mit Einkomponenten-Magnettoner arbeitenden Entwicklungsverfahrens ist die sog. "Sprung­ entwicklung" bzw. "Übergangsentwicklung" bekannt (siehe z. B. US-Patentschrift 32 32 190). Bei diesem Entwicklungs­ verfahren wird pulverförmiger Toner dünn und gleichmäßig auf die Ober­ fläche des Entwicklerträgers aufgebracht und sodann einem elektrostatischen Ladungsbild gegenübergebracht. In diesem Falle ist ein Spalt oder Zwischenraum zwischen der Oberfläche der Tonerschicht und der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes vorgesehen. Hierdurch gelangt kein Toner direkt mit den Hellbereichen des elektrostatischen Ladungsbildes in Berüh­ rung, so daß bei dem entwickelten Bild keine Schleier­ bildung auftritt. Bei diesem Entwicklungsverfahren ist jedoch ein weiter Spalt zwischen den Elektroden angesichts eines der übertretenden Tonerpartikel unvorteilhaft, da die Tonerpartikel den Feldkräften eines elektrischen Feldes ausgesetzt sind, das zwischen dem elektrostati­ schen Ladungsbild und dem in Betrieb befindlichen Entwicklerträger sowie der Entwicklungselektrode erzeugt wird. (Das elektrische Feld kann auch durch Anlegen einer Vorspannung oder eines Vorspannfeldes zusätzlich erzeugt werden). Der Elektrodenspalt beträgt im allgemeinen etwa einige Hundert µm. Es ist daher erforderlich, die Toner­ schicht dünner als den Elektrodenspalt auszubilden, was unter Verwendung der erfindungsgemäß ausgestalteten Entwicklungsein­ richtung durch Bildung einer Tonerschicht mit der er­ forderlichen Dicke auf einfache Weise erfolgen kann.

Bei den im Rahmen der Erfindung durchgeführten Versuchen wurden die nachstehenden festvorgegebenen Werte verwendet:

1. Magnetische Kraftflußdichte der Magnetfelderzeugungsvorrichtung in dem nichtmagnetischen Zylinder
1000 Gauß
2. Breite L des Magnetpols der Magnetfelderzeugungsvorrichtung	5 mm
3. Magnetisches Regulierteil als Steuerelement für die Schichtdicke	Eisen
4. Breite l des Magnetpols an der Stirnfläche des Regulierteils	0,5 mm
5. Spalt zwischen dem magnetischen Regulierteil und der Oberfläche des Entwicklerträgers	300 µm
6. Spalt zwischen der photoleitfähigen Trommel und dem zylinderförmigen Entwicklerträger im Entwicklungsbereich	300 µm

Der verwendete nichtleitende Magnettoner bestand aus drei Gew.-Anteilen Styrol/Maleinsäure als Kunst­ stoffkomponente und einem Gew.-Anteil Magnetit, die gut miteinander vermischt und zu einem feinen Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 8 µm oder dgl. pulverisiert waren. Die bezüglich ihrer Dicke gesteuerte Tonerschicht wies im allgemeinen eine Stärke von 100 µm auf. Wenn der Zylinder und die photoleitfähige Trommel mit einer gleichen Umfangsgeschwindigkeit (110 mm/s) gedreht werden, entsteht ein gutes entwickeltes Bild.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Entwicklungseinrichtung dargestellt. Eine photoleitfähige Trommel 14 dient als elektrostatischer Ladungsbildträger. Die Bezugszahl 15 bezeichnet einen nichtmagneti­ schen Zylinder bzw. Entwicklerträger, der gegenüber dem trommelförmigen elektrostatischen Ladungsbildträger 14 angeordnet ist und sich in Pfeilrichtung dreht. Die Bezugs­ zahl 16 bezeichnet eine fest innerhalb des Zylinders 15 angeordnete Magnetfelderzeugungsvorrichtung in Form eines Magneten. Der Magnet weist zumindest diejenigen Magnetpole auf, die zum Festhalten des pulverförmigen Entwicklers 18 auf dem Zylinder 15 und Transport des Entwicklers zur Entwicklungszone dienen. Eine Rakel bzw. ein Regulierteil 17 bringt den nichtleitenden Magnettoner 18 auf die Oberfläche des Zylinders 15 und reguliert die Dicke der zu bildenden Tonerschicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Rakel 17 zumindest an ihrem vorderen Endbereich 17 a aus magnetischem Material. Die von dem rakelförmigen Regulierteil 17 gebildete, eine gleichmäßige und geringe Dicke aufweisende Tonerschicht 19 erreicht durch Drehung des Zylinders 15 die Entwicklungszone und macht das elektrostatische Ladungsmuster auf der photoleitfähigen Trommel 14 sichtbar.

Fig. 7 stellt eine vergrößerte Ansicht der Toner­ schicht-Erzeugungsvorrichtung und ihres Umgebungsbe­ reichs bei einer Entwicklungseinrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dar. Die Bezugszahl 20 bezeichnet einen innerhalb des Zylinders 15 gegenüber dem Rakelblatt vorgesehenen Festmagneten, dessen Magnetpol (N) auf das Regulierteil gerichtet ist. In diesem Fall erreichen die von dem Magneten 20 gebil­ deten magnetischen Kraftlinien auch den Bereich der Stirnfläche des aus magnetischem Material bestehenden vorderen Endbereichs 17 a der Rakel 17. Wenn der vordere Endbereich 17 a der Rakel 17 nicht­ magnetisch ist, wirkt auf die magnetische Toner­ partikel nur die auf die Oberfläche des Entwicklerträgers gerichtete Anziehungskraft ein (magnetische Kraft, elektrostatische Adsorptionskraft, van der Waal′sche Kraft, usw.), was zur Folge hat, daß die durch die Drehung des Zylinders 15 gebildete Tonerschicht dick ausfällt. Da darüber hinaus die Zipfelspitze der Tonerbürste in stark reibender Schleif- bzw. Gleitbe­ rührung mit der Rakel steht, treten Verringerungen oder Unregelmäßigkeiten in der Schichtdicke (d. h., beträchtliche Ungleichmäßigkeiten in der Dicke der aus­ zubildenden Tonerschicht) aufgrund eines Festhaftens des Toners an dem Regulierteil auf. Da der Magnettoner den Kräften des Magnetfeldes in einem Bereich ausgesetzt ist, in dem die Dichte der magnetischen Kraftlinien von geringen Werten auf hohe Werte übergeht, nämlich in der Richtung des magnetischen Kraftflußdichtegradienten, kann bei Herstellung des vorderen Endbereichs 17 a der Rakel aus magnetischem Material eine zu der Rakel hin gerichtete Anziehungskraft auf den Magnettoner in der vorstehend beschriebenen Weise er­ zeugt werden, indem die Breite L des Magnetpols des Magneten 20 größer als die Breite l des vorderen Endabschnitts 17 a des magnetischen Teils der Rakel 17 ausgebildet wird. Hierdurch kann eine konstante Schichtdicke des pulverförmigen Toners erhalten werden, die kleiner als die engste Stelle des Spalts zwischen der Rakel 17 und dem Zylinder 15 ist. Durch Versuche erwies sich jedoch, daß leicht Unregelmäßigkeiten in der Tonerschicht auftreten, wenn die Breite l der gegenüberliegenden Fläche 24 der Stirnfläche des rakelförmigen Regulierteils kleiner als 0,3 mm ist. Die Schichtbildung ist praktisch jedoch mit einer Breite l von 0,1 mm und höheren Werten möglich. Diese Erscheinung wird der Tatsache zugeschrieben, daß aufgrund des Versuchs, die Anziehungskraft in einem zu engen Bereich auszubilden, der magnetische Kraftflußdichte­ gradient derart steil wird, daß bei der Bildung der Tonerschicht eine Instabilität auftritt. Wenn dagegen die Stirnfläche 24 der Rakel 0,3 mm und mehr von der Zylinderoberfläche entfernt ist, läßt sich ein hervorragendes Ergebnis auch dann erhalten, wenn der geringste Abstand und der maximale Abstand zwischen dem Zylinder und der Rakel an einer beliebigen Stelle der Stirnfläche 24 liegen, vorausgesetzt, daß auch bei einer nicht sehr ebenen Stirnfläche 24 der geringste Abstand q zwischen der Rakel und dem Zylinder und der Maximalabstand P zwischen der Be­ rührungsebene 21 auf dem Zylinder an dieser nächstliegenden Berührungslinie und der Stirnfläche 24 innerhalb der Reichweite der Magnetkraft liegen, die aufgrund des innerhalb des Zylinders angeordneten Magneten 20 zur Bildung der Tonerschicht wirksam ist. Selbstverständlich kann die Stirnfläche parallel zu der vorstehend genannten Berührungsebene 21 verlaufen.

Gemäß weiteren Versuchen, die unter Verwendung des die vorstehend beschriebene Stirnfläche aufweisen­ den magnetischen Regulierteils im Rahmen der Erfindung durchge­ führt wurden, erwies sich, daß vorzugsweise folgende Winkelbeziehung hergestellt werden sollte:

R₂ < 90° und R₁ 30°

(wobei R₂ ein von der Toner-Eintrittsfläche 22 der Rakel und der Berührungsebene 21 gebildeter Winkel und R₁ ein von der Toner-Austrittsfläche bzw. Toner- Austragsfläche 23 der Rakel und der Berührungsebene 21 gebildeter Winkel sind). Das heißt, indem die Bezie­ hung R₂<90° hergestellt wird, muß ein größerer Anteil als der Spalt der Tonerbürste, der eine größere Länge als der Toner-Eintrittsspalt zwischen dem Zylinder und der Rakel aufweist, nicht länger unnötig in den Arbeitsbereich des Magneten gestoßen werden, wodurch sich eine Koagulation bzw. Klumpenbildung unter den Toner­ partikeln verhindern läßt. Wenn R₁<30° ist, konzentriert sich der magnetische Fluß nicht an dem Vorderende der Toner-Austragsfläche 23 der Rakel, so daß die Tendenz besteht, daß die von der Rakel gebildete Tonerschichtdicke instabil wird und Unregelmäßigkeiten auftreten. Es hat sich erwiesen, daß für R₁30° solche Unregelmäßigkeiten vermieden werden können.

Bei Verwendung des den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisenden magnetischen Regulierteils läßt sich eine sehr dünne und gleichmäßige Tonerschicht ohne Koagu­ lation bzw. Klumpenbildung der Tonerpartikel, Fest­ haften der Tonerpartikel an dem magnetischen Regulierteil und Verstreuen oder Zerstäuben der Tonerpartikel bilden, da die Tonerschicht innerhalb der kritischen Zone im Wirkungsbereich der Magnetkraft ausgebildet wird, wodurch ein stabiles, gleichmäßiges Bild unter Verwendung einer einfach aufgebauten Entwicklungseinrichtung erhalten werden kann.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Regulierteil gemäß Fig. 7 veranschaulicht, wobei die Bezugszahlen 17′, 22′, 23′ und 24′ jeweils den Elementen 17, 22, 23 bzw. 24 gemäß Fig. 7 mit der Ausnahme ent­ sprechen, daß sie anders ausgestaltet sind, obwohl ihre Funktionen genau die gleichen wie im Falle des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind, so daß eine diesbezügliche erneute Beschreibung entbehrlich ist.

In Fig. 9 ist ein vorzugsweise verwendeter Bereich der vorstehend beschriebenen Winkel R₁ und R₂ des rakel­ förmigen Regulierteils veranschaulicht, in welchem sich ein stabiles, gleichmäßiges Bild herstellen läßt. Dieser vorzugsweise zu verwendende Bereich ist in der Zeichnung schraffiert dargestellt und wurde durch Versuche im Rahmen der Erfindung ermittelt.

Nachstehend wird näher auf ein konkretes Aus­ führungsbeispiel der Entwicklungseinrichtung eingegangen.

Für das mit einem Einkomponenten-Magnettoner arbeitende Entwicklungsverfahren wird ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem der pulverförmige Toner dünn und gleich­ mäßig auf die Oberfläche des Entwicklerträgers aufge­ bracht wird, woraufhin die mit dem Toner versehene Ober­ fläche unter Bildung eines größere Abmessungen als die Tonerschichtdicke aufweisenden Spaltes einem elektro­ statischen Ladungsbild in einer Entwicklungszone gegenüber gebracht wird, so daß der Toner zur Entwicklung in diesen Spalt be­ wegt wird. Bei diesem Entwicklungsverfahren tritt nur eine geringe Haftung des Toners an den bildfreien bzw. hellen Bereichen auf und die Tönungsabstufung bzw. Gradation des Bildes ist ebenfalls zufriedenstellend. Eine Verbreiterung des Spaltes zwischen der Tonerschicht und dem elektrostatischen Ladungsbild ist bei diesem Entwicklungsverfahren jedoch unvorteilhaft, da dann ein Übertreten der Tonerpartikel durch die auf dem elektrostatischen Ladungsbildpotential beruhenden elektrostatischen Kräfte verursacht wird.

Der Spalt weist Abmessungen in der Größenordnung von etwa einigen Hundert µm auf. Hierbei muß die Tonerschichtdicke viel geringere Abmessungen als dieser Spalt aufweisen. Eine solche sehr dünne Tonerschicht läßt sich durch Verwendung der vorstehend beschriebenen Entwicklungseinrichtung auf einfache Weise stabil und gleichmäßig erhalten.

1. Nichtmagnetischer zylinderförmiger Entwicklerträger: Nichtmagnetischer rostfreier Stahl
2. Magnetische Kraftflußdichte der Magnetfelderzeugungsvorrichtung an der Oberfläche des ihn umgebenden Zylinders:	1000 Gauß
3. Breite des Magnetpols (L):	5 mm
4. Schicht-Regulierteil: Eisenplatte mit ebener Oberfläche @	5. Breite des Magnetpols (l):	0,5 mm
6. R₁:	44°
7. R₂:	112°
8. Das Regulierteil für die Schichtdicke ist gegenüber dem vorstehend genannten Magnetpol fest angeordnet, wobei der nächstgelegene Punkt in bezug auf den Zylinder an der Toner-Austragsseite der Stirnfläche in dem geringsten Abstand q von 300 µm vom dem Zylinder vorgesehen ist. @	9. Der verwendete Toner besteht aus 3 Gew.-Anteilen Styrol/Maleinsäure als Kunststoff- bzw. Kunstharzkomponente und einem Gew.-Anteil Magnetit, die beide gut miteinander vermischt und zu einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 8 µm pulverisiert sind. Die bezüglich ihrer Dicke gesteuerte Tonerschicht weist eine Dicke von annähernd 100 µm auf. Wenn der Zylinder und die photoleitfähige Trommel mit einer gleichen Umfangsgeschwindigkeit von 110 mm/s gedreht werden und durch einen Spalt von 300 µm voneinander getrennt sind, läßt sich ein hervorragend entwickeltes Bild erhalten.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen wird eine dünne und gleichmäßige Tonerschicht auf dem Zylinder ausgebildet, indem

• (1) eine elektrische Aufladung durch Reibung zwischen dem Zylinder und den Tonerpartikeln (sowie auch unter den Tonerpartikeln selbst) durch Verwendung eines nichtleitenden bzw. isolierenden Magnettoners bewirkt wird (eine solche Aufladung kann darüber hinaus auch durch eine Korona-Entladung oder dgl. unterstützt werden),
• (2) der derart aufgeladene Toner an der Ober­ fläche des Zylinders durch ein Ladungsbildpotential auf eine vorgegebene Polarität gebracht wird (die Ladungsübertragung auf den Toner kann ferner durch An­ legen eines elektrischen Vorspannungsfeldes gesteuert werden),
• (3) die von dem dem Zylinder gegenüberliegenden magnetischen Regulierteil gesteuerte Toner-Schichtdicke auf wenige Hundert µm begrenzt wird, so daß sie dünner als der Entwicklungsspalt zwischen dem Zylinder und dem Ladungsbildträger ist, und
• (4) der Zylinder gedreht wird, während die darin befindliche Magnetwalze festgehalten wird, wodurch eine gleichmäßige magnetische Feldstärke zwischen dem magnetischen Blatt und der Magnetwalze und damit eine gleichförmige Verteilung der magnetischen Kraftlinien aufrechterhalten wird.

Im Vergleich zu dem eingangs beschriebenen üblichen Entwicklungsverfahren kann somit eine gleichförmige und dünne Tonerschicht auf einfache Weise ausgebildet werden, so daß sich ein entwickeltes Bild von zufriedenstellender gleichmäßiger Qualität erhalten läßt.

Da die vorstehend beschriebene Entwicklungseinrich­ tung einen Aufbau aufweist, der sich für die Verwendung von Einkomponenten-Magnettoner eignet, kann insbesondere der Vorteil eines sehr einfachen Aufbaus erzielt werden, wobei ferner ein Verstreuen bzw. Verstäuben, eine Ko­ agulation oder Klumpenbildung sowie ein Festhaften der Tonerpartikel an irgendeinem Teil der Entwicklungs­ einrichtung vermieden werden können, so daß eine her­ vorragende Entwicklung durchführbar ist.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele be­ schränkt, sondern es besteht außerdem auch die Möglich­ keit, ein Vorspannungsfeld an den Spalt zwischen dem Zylinder und der das Ladungsbild tragenden Oberfläche anzulegen.

Ferner ist die Entwicklungseinrichtung nicht nur bei der vorstehend beschriebenen Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes verwendbar, sondern kann auch bei einer Entwicklungseinrichtung Verwendung finden, bei der ein magnetisches latentes Bild auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial ausgebildet und das derart erhaltene Bild mit einem Magnetentwickler entwickelt wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer dünnen Schicht eines für eine Entwicklung verwendbaren magnetischen Pulvers auf der Oberfläche eines beweglichen Entwicklerträgers mit einer ortsfesten Magnetfelderzeugungsvorrichtung auf der der Oberfläche des Entwicklerträgers gegenüberliegenden Seite desselben und mit einem Regulierteil, das nahe der Oberfläche des Entwicklerträgers angeordnet ist und einen Endbereich mit einer der Oberfläche des Entwicklerträgers gegenüberliegenden Stirnfläche aufweist, wobei das Regulierteil (10, 17) magnetisch ist, die Stirnfläche (24, 24′) einem Magnetpol (13; 20) der Magnetfelderzeugungsvorrich­ tung gegenüberliegend angeordnet ist, und entlang der Bewegungsrichtung des Entwicklerträgers gemessen, eine Breite (l) besitzt, die nicht größer als die Halbwertsbreite (L) der von dem Magnetpol (13; 20) auf der Oberfläche des Entwicklerträgers erzeugten magnetischen Flußdichteverteilung ist, wobei die Halbwertsbreite (L) diejenige Breite kennzeichnet, bei der die entsprechende magnetische Flußdichte nicht kleiner als die Hälfte der entsprechenden maximalen Flußdichte des Magnetpols (13; 20) ist, und die von dem Magnetpol (13; 20) ausgehenden magnetischen Kraftlinien auf die gegenüberliegende Stirnfläche des Endbereichs (17 a) des Regulierteils (10, 17) konzentriert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegende Stirnfläche (24; 24′) so angeordnet ist, daß sie mit dem Pulver in Berührung tritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (l) in einem Bereich von 0,1 mm bis 5 mm und die Halbwertsbreite (L) in einem Bereich von 0,1 mm bis 15 mm liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (l) in einem Bereich von 0,5 mm bis 1 mm und die Halbwertsbreite (L) in einem Bereich von 0,5 mm bis 10 mm liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (l) mindestens 0,3 mm beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (24; 24′) innerhalb eines Bereiches angeordnet ist, der dem Bereich der Halbwertsbreite (L) gegenüberliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Regulierteils (10, 17) in der Nähe seines Endbereichs zur Stirnfläche (24; 24′) hin abnimmt (Fig. 7).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (R₂) zwischen der Tangential­ ebene (21) an der Oberfläche des Entwicklerträgers (15) auf der Linie geringsten Abstands zum Regulierteil (10, 17) und der entwicklereintrittsseitigen Seitenfläche (22; 22′) des Regulierteils (10, 17) größer als 90° ist und daß der Winkel (R₁) zwischen dieser Tangentialebene (21) und der entwickleraustrittsseitigen Seitenfläche (23; 23′) des Regulierteils (10, 17) größer als 30° ist.