DE69307934T2 - Elektrodenhalterung für die schwingungsfreie Entwicklung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein elektrophotographisches Druckgerät und betrifft insbesondere eine Anbringungsanordnung für Elektrodendrähte, die in einer ladungsfängerlosen (scavengeless) Entwicklereinheit eingesetzt werden.
• Im allgemeinen beinhaltet der Vorgang des elektrophotographischen Druckens das Laden eines photoleitenden Elementes auf ein im wesentlichen gleichmäßiges Potential, so daß die Oberfläche desselben lichtempfindlich wird. Der geladene Abschnitt der photoleitenden Oberfläche wird mit einem Lichtabbild eines kopierten Originaldokumentes belichtet. Dadurch wird ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnet. Nachdem das elektrostatische latente Bild auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnet wurde, wird das latente Bild entwickelt, indem ein Entwicklermaterial damit in Kontakt gebracht wird. Es werden allgemein Zweikomponenten- und Einkomponenten-Entwicklermaterialien eingesetzt. Ein typisches Zweikomponenten-Entwicklermaterial umfaßt magnetische Trägerkörnchen, an denen Tonerteilchen reibungselektrisch haften. Ein Einkomponenten-Entwicklermaterial umfaßt normalerweise Tonerteilchen. Tonerteilchen werden von dem latenten Bild angezogen, so daß ein Tonerpulverbild auf der photoleitenden Oberfläche entsteht. Das Tonerpulverbild wird anschließend von der photoleitenden Oberfläche auf ein Kopieblatt übertragen. Schließlich wird das Tonerpulverbild erwärmt, so daß es in Bildaufbau dauerhaft auf dem Kopieblatt fixiert wird.
• Bei Einkomponenten-Entwicklungssystemen wird eine Spenderwalze eingesetzt, die geladenen Toner zu dem Entwicklungsspalt transportiert, der von der Spenderwalze und dem photoleitenden Element gebildet wird. Der Toner wird auf dem latenten Bild, das auf dem photoleitenden Element aufgezeichnet ist, durch eine Kombination mechanischer und/oder elektrischer Kräfte entwickelt. Ladungsfängerloses Entwickeln und überspringentwickeln (jumping development) sind zwei Typen der Einkomponenten-Entwicklung. Bei einem ladungsfängerlosen Entwicklungssystem wird eine Spenderwalze mit einer Vielzahl von Elektrodendrähten eingesetzt, die in dem Entwicklungsbereich nahe daran angeordnet sind. Eine Wechselspannung wird an die Drähte angelegt, so daß eine Tonerwolke in dem Entwicklungsbereich entsteht. Die elektrostatischen Felder, die durch das latente Bild erzeugt werden, ziehen Toner aus der Tonerwolke an, so daß das latente Bild entwickelt wird. Bei der Überspringentwicklung wird eine Wechselspannung an die Spenderwalze angelegt, so daß Toner von der Spenderwalze gelöst wird und der Toner auf das photoleitende Element geschleudert wird, so daß die elektrostatischen Felder, die durch das latente Bild erzeugt werden, Toner anziehen und so das latente Bild entwikkelt wird. Einkomponentenentwicklung bietet offensichtlich Vorteile hinsichtlich niedriger Kosten und einfacher Konstruktion. Jedoch können hohe Zuverlässigkeit und die leichte Herstellbarkeit des Systems ein Problem darstellen. Zweikomponenten-Entwicklungssysteme sind in vielen Arten von Druckgeräten weit verbreitet eingesetzt worden. Bei einem Zweikomponenten- Entwicklungssystem wird normalerweise eine Magnetbürsten- Entwicklerwalze eingesetzt, die Träger transportiert, an dem Toner reibungselektrisch haftet. Die elektrostatischen Felder, die durch das latente Bild erzeugt werden, ziehen den Toner von dem Träger an, so daß das latente Bild entwickelt wird. Bei Hochgeschwindigkeits-Industriedruckgeräten kann ein Zweikomponenten-Entwicklungssystem niedrigere Betriebskosten aufweisen als ein Einkomponenten-Entwicklungssystem. Es ist offensichtlich, daß Zweikomponenten-Entwicklungssysteme und Einkomponenten-Entwicklungssysteme jeweils bestimmte Vorteile aufweisen. Dementsprechend ist es wünschenswert, diese Systeme miteinander zu kombinieren, um ein Hybrid-Entwicklungssystem zu schaffen, das die vorteilhaften Merkmale beider Systeme aufweist. So können beispielsweise bei einem Hybridsystem eine Spenderwalze und eine Magnetwalze eingesetzt werden. Die Spenderwalze und die Magnetwalze sind in bezug zueinander elektrisch vorgespannt. Die Magnetwalze transportiert zwei Komponenten-Entwicklermaterial zu dem Spalt, der durch die Spenderwalze und die Magnetwalze gebildet wird. Toner wird von der Magnetwalze auf die Spenderwalze angezogen. Die Spenderwalze wird in bezug auf den photoleitenden Zylinder gedreht. Die große Potentialdifferenz zwischen der Spenderwalze und dem latenten Bild, das auf dem photoleitenden Zylinder aufgezeichnet ist, bewirkt, daß der Toner den Zwischenraum zwischen der Spenderwalze und dem latenten Bild überspringt und so das latente Bild entwickelt.
• Bei einem ladungsfängerlosen Entwicklungssystem wird eine Spenderwalze eingesetzt, die geladenen Toner in den Entwicklungsbereich transportiert. Eine Vielzahl von Elektrodendrähten ist nahe an der Spenderwalze in dem Entwicklungsbereich angeordnet. Eine Wechselspannung wird an die Drähte angelegt, so daß eine Tonerwolke in dem Entwicklungsbereich entsteht. Die elektrostatischen Felder, die durch das latente Bild erzeugt werden, ziehen Toner aus der Tonerwolke an und entwikkeln das latente Bild. Bei einem ladungsfängerlosen Hybrid- Entwicklungssystem wird eine Magnetbürsten-Entwicklerwalze eingesetzt, die Träger mit reibungselektrisch daran haftendem Toner transportiert. Die Spenderwalze und die Magnetwalze sind zueinander elektrisch vorgespannt. Toner wird von der Magnetwalze auf die Spenderwalze angezogen. Die elektrisch vorgespannten Elektrodendrähte lösen den Toner von der Spenderwalze und erzeugen eine Tonerpulverwolke in dem Entwicklungsbereich, und das latente Bild zieht die Tonerteilchen an. Auf diese Weise wird das latente Bild, das auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnet ist, mit den Tonerteilchen entwickelt. Es hat sich herausgestellt, daß, wenn die Tonereigenschaften und viele andere Prozeßparameter, wie beispielsweise die Drahtspannung, die Entwicklerwalzengeschwindigkeit und die Wechselstromfrequenz nicht innerhalb bestimmter Grenzen liegen, die Elektrodendrähte anfangen können, zu schwingen. Schwingung der Elektrodendrähte führt zu nicht annehmbaren Druckmängeln, die allgemein als Ausblenden bzw. Stroben (strobing) bezeichnet werden. Es wird angenommen, daß eine Kombination aus elektrischen und mechanischen Kräften bewirkt, daß die Elektrodendrähte der Form der Entwicklerwalzenoberfläche folgen, bis die Rückstellkraft aufgrund der Drahtspannung wieder die Oberhand gewinnt und der Draht zurückfedert. Dies ist vergleichbar mit dem Zupfen einer Seite, das anhaltende Schwingungen bewirkt. Es liegt auf der Hand, daß Schwingungen dieser Art unerwünscht sind.
• Bei einer ladungsfängerlosen Entwicklungseinheit wird ein Elektrodendraht quer zur Spenderwalze gespannt und unterhalb der Walzenoberfläche befestigt. Durch die Befestigung unterhalb der Walzenfläche bildet der Draht einen Winkel in bezug auf die Kante der Spenderwalze. Dieser Winkel wird als Drahtrandwinkel bezeichnet. Dieser Winkel muß einheitlichen Drahtkontakt mit der Spenderwalze gewährleisten, da die Position des Befestigungspunktes aufgrund von Herstellungstoleranzen leicht variiert. Wenn der Draht um mehr als einen geringen Abstand über der Walzenoberfläche gehalten wird, führt dies zu Bildlöschungen in der Nähe der Walzenenden. Wenn hingegen der Draht zu tief unter der Oberfläche gehalten wird, bewirkt dies einen Bildfehler, der als Randstreifenbildung (edge banding) bezeichnet wird, wobei die Dichte des entwickelten Bildes an den Walzenenden zu hoch ist und sich von der Dichte in der Mitte der Walze unterscheidet. Der Drahtrandwinkel stellt also einen ausschlaggebenden Parameter für die Randstreifenbildung dar. Die Länge des Drahtes zwischen dem Rand der Spenderwalze und dem Drahtbefestigungspunkt ist die freie Drahtlänge. Verringerung des Drahtrandwinkels auf ein Minimum führt zu einer Verringerung der Randstreifenbildung auf ein Minimum. Die Länge des Drahtrandwinkels, die bei der Herstellung eingehalten werden kann, nimmt mit zunehmender freie Drahtlänge ab. Bei der Randstreifenbildung handelt es sich eindeutig um eine unerwünschte Auswirkung.
• Die freie Drahtlänge ist auch ein kritischer Parameter für das Stroben. Eine lange freie Drahtlänge führt zu Stroben. Die freie Drahtlänge muß auf ein Minimum verringert werden, um einen annehmbaren Spielraum bezüglich des Strobens zu erreichen. Es ist damit ersichtlich, daß zwei einander widersprechende konstruktive Anforderungen hinsichtlich der freien Drahtlänge vorliegen. Die freie Drahtlänge muß auf ein Maximum erhöht werden, um Randstreifenbildung zu verringern, und auf ein Minimum verringert werden, um Stroben zu verringern. Diese einander widersprechenden konstruktiven Anforderungen müssen erfüllt werden, um ein ladungsfängerloses Hybrid-Entwicklungssystem zu optimieren. Es sind verschiedene Arten von Entwicklungssystemen eingesetzt worden, wie sie durch die folgenden Offenbarungen veranschaulicht werden, die für bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung relevant sein können.
• US-A-4,868,600 beschreibt eine Vorrichtung, bei der eine Magnetwalze Zweikomponenten-Entwicklermaterial zu einem Übertragungsbereich transportiert. Im Übertragungsbereich wird Toner von der Magnetwalze auf eine Spenderwalze übertragen. Die Spenderwalze transportiert den Toner in einen Bereich, der einer photoleitenden Oberfläche gegenüberliegt, auf der ein latentes Bild aufgezeichnet ist. Ein Paar Elektrodendrähte ist in dem Zwischenraum zwischen der photoleitenden Oberfläche und der Spenderwalze angeordnet und elektrisch vorgespannt, um Toner von der Tonerwalze zu lösen und eine Tonerpulverwolke zu erzeugen. Aus der Tonerpulverwolke gelöster Toner entwickelt das latente Bild.
• US-A-4,984,019 offenbart eine Entwicklereinheit mit einer Spenderwalze, wobei Elektrodendrähte nahe daran in einem Entwicklungsbereich angeordnet sind. Eine Magnetwalze transportiert Entwicklermaterial zu der Spenderwalze. Tonerteilchen werden von der Magnetwalze an die Spenderwalze angezogen. Wenn die Entwicklereinheit nicht in Betrieb ist, werden die Elektrodendrähte in Schwingung versetzt, um Verunreinigungen von ihnen zu entfernen.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer Oberfläche aufgezeichneten latenten Bildes geschaffen. Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse, das eine Kammer aufweist, die wenigstens einen Vorrat an Toner aufnimmt. Ein Spenderelement, das von der Oberfläche beabstandet ist, transportiert Toner in einen Entwicklungsbereich, der an die Fläche angrenzt. Ein Elektrodenelement ist in dem Zwischenraum zwischen der Oberfläche und dem Spenderelement angeordnet. Der Elektrodendraht ist elektrisch vorgespannt und löst Toner von dem Spenderelement, so daß eine Tonerwolke in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodendraht und der Oberfläche entsteht und der Toner das lantente Bild entwickelt. Es ist eine Einrichtung vorhanden, die den Elektrodendraht gespannt hält. Die Halteeinrichtung ist mit dem Elektrodendraht an wenigstens zwei Punkten in Kontakt, wobei einer der Kontaktpunkte so ausgewählt wird, daß der Drahtrandwinkel zwischen dem Ende des Spenderelementes und dem Kontaktpunkt auf ein Minimum verringert wird. Der andere Kontaktpunkt wird so ausgewählt, daß die freie Drahtlänge auf ein Minimum verringert wird. Dadurch werden Randstreifenbildung und Stroben auf ein Minimum verringert.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographisches Druckgerät des Typs geschaffen, bei dem ein elektrostatisches latentes Bild, das auf einem photoleitenden Element aufgezeichnet ist, mit Toner entwickelt wird, um ein sichtbares Abbild desselben herzustellen. Das Druckgerät enthält ein Gehäuse, das eine Kammer aufweist, die wenigstens einen Vorrat an Toner aufnimmt. Ein Spenderelement, das von dem photoleitenden Element beabstandet ist, transportiert Toner in den Entwicklungsbereich nahe an dem photoleitenden Element. Ein Elektrodendraht ist in dem Zwischenraum zwischen dem photoleitenden Element und dem Spenderelement angeordnet. Der Elektrodendraht ist elektrisch vorgespannt, um Toner von dem Spenderelement zu lösen und eine Tonerwolke in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodendraht und dem photoleitenden Element herzustellen, wobei der Toner das latente Bild entwickelt. Es ist eine Einrichtung vorhanden, die den Elektrodendraht gespannt hält. Die Halteeinrichtung ist mit dem Elektrodendraht an wenigstens zwei Punkten in Kontakt, wobei einer der Kontaktpunkte so ausgewählt wird, daß der Drahtrandwinkel auf ein Minimum verringert wird, und der andere Kontaktpunkt so ausgewählt wird, daß die freie Drahtlänge auf ein Minimum verringert wird. Dadurch werden Randstreifenbildung und Stroben auf ein Minimum verringert.
• Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, wobei:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2 die Anbringungsanordnung für die Elektrodendrähte darstellt, die in dem Entwicklungssystem in Fig. 1 eingesetzt wird; und
• Fig. 3 eine schematische Ansicht eines veranschaulichenden elektrophotographischen Druckgerätes ist, das die Entwicklungsvorichtung in Fig. 1 enthält.
• Da die Technik des elektrophotographischen Druckens bekannt ist, werden die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die in dem Druckgerät in Fig. 3 eingesetzt sind, im folgenden schematisch dargestellt, und ihre Funktion wird unter Bezugnahme darauf kurz beschrieben.
• In Fig. 3 ist zunächst ein veranschaulichendes elektrophotographisches Druckgerät dargestellt, das die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält. Bei dem Druckgerät wird ein Band 10 mit einer photoleitenden Oberfläche 12 eingesetzt, die auf einem leitenden Träger aufgetragen ist. Die photoleitende Oberfläche 12 besteht vorzugsweise aus einer Selenlegierung. Der leitende Träger 14 besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, die elektrisch geerdet ist. Für den Fachmann liegt jedoch auf der Hand, daß das photoleitende Band 10 aus jedem beliebigen geeigneten photoleitenden Material bestehen kann. Band 10 bewegt sich in der Richtung von Pfeil 16 und transportiert aufeinanderfolgende Abschnitte der photoleitenden Oberfläche 12 nacheinander durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die um ihren Bewegungsweg herum angeordnet sind. Band 10 läuft um eine Abziehwalze 18, Spannwalze 20 und Antriebswalze 22. Antriebswalze 22 ist drehbar in Kontakt mit Band 10 angebracht. Motor 24 dreht Walze 22, so daß Band 10 in der Richtung von Pfeil 16 bewegt wird. Walze 22 ist über eine geeignete Einrichtung, wie beispielsweise einen Riementrieb, mit Motor 24 verbunden. Band 10 wird durch ein Paar Federn (nicht dargestellt), die Walze 20 federnd mit der gewünschten Federkraft an Band 10 drücken, unter Spannung gehalten. Abziehwalze 18 und Spannwalze 20 sind frei drehbar angebracht.
• Zunächst durchläuft ein Abschnitt von Band 10 Ladestation A. In Ladestation A lädt eine Corona-Erzeugungsvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnet ist, die photoleitende Oberfläche 12 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichmäßiges Potential. Hochspannungsquelle 28 ist mit Corona-Erzeugungsvorrichtung 26 verbunden. Wenn Spannungsquelle 28 in Betrieb genommen wird, lädt Corona-Erzeugungsvorrichtung 26 die photoleitende Oberfläche 12 von Band 10. Wenn die photoleitende Oberfläche 12 von Band 10 geladen ist, wird der geladene Abschnitt derselben durch Belichtungsstation B bewegt.
• In Belichtungsstation B liegt ein Originaldokument 30 mit der Oberseite nach unten auf einer transparenten Auflageplatte 32 auf. Linse 34 blitzt Lichtstrahlen auf Originaldokument 30. Die von Originaldokument 30 reflektierten Lichtstrahlen werden durch eine Linse 36 geleitet, so daß ein Lichtabbild derselben entsteht. Linse 36 fokussiert dieses Lichtabbild auf den geladenen Abschnitt der photoleitenden Oberfläche 12, so daß die Ladung darauf selektiv aufgelöst wird. So wird ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet, das den in Originaldokument 30 enthaltenen Informationsbereichen entspricht
• Der Fachmann weiß, daß anstelle des obenbeschriebenen Lichtlinsensystems eine Rasterausgabe-Abtastvorrichtung (raster output scanner - ROS) eingesetzt werden kann. Eine ROS entlädt den geladenen Abschnitt des photoleitenden Elementes selektiv in einer Reihe horizontaler Abtastzeilen, wobei jede Zeile eine bestimmte Anzahl Pixel pro Längeneinheit aufweist. Eine ROS kann Laser mit sich drehenden Polygonspiegelblöcken, Halbleiter-Bildmodulationsbalken (solid state image modulator bars) oder LED-Feld-Lichtbalken enthalten.
• Nachdem das elektrostatische latente Bild auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet worden ist, bewegt Band 10 das latente Bild zu Entwicklungsstation C. In Entwicklungsstation C entwickelt ein Entwicklungssystem, das allgemein mit dem Bezugszeichen 38 gekennzeichnet ist, das auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnete latente Bild. Das Entwicklungssystem 38 enthält vorzugsweise eine Spenderwalze 40 und Elektrodendrähte 42. Die Elektrodendrähte 42 sind in bezug auf die Spenderwalze 40 elektrisch vorgespannt, um Toner davon zu lösen und eine Tonerpulverwolke in dem Zwischenraum zwischen der Spenderwalze und der photoleitenden Oberfläche herzustellen. Das auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnete latente Bild zieht Tonerteilchen aus der Tonerpulverwolke an, so daß ein Tonerpulverbild darauf entsteht. Spenderwalze 40 ist wenigstens teilweise in der Kammer von Entwicklergehäuse 40 angebracht. Die Kammer in Entwicklergehäuse 44 enthält einen Vorrat an Entwicklermaterial. Bei dem Entwicklermaterial handelt es sich um ein Zweikomponenten-Entwicklermaterial, das wenigstens aus Trägerkörnchen und reibungselektisch daran haftenden Tonerteilchen besteht. Eine Magnetwalze, die im Inneren der Kammer von Gehäuse 44 angeordnet ist, transportiert das Entwicklermaterial zu der Spenderwalze. Die Magnetwalze ist in bezug auf die Spenderwalze elektrisch vorgespannt, so daß die Tonerteilchen von der Magnetwalze zu der Spenderwalze angezogen werden. Die Entwicklungsvorrichtung wird weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 1 ausführlicher erläutert.
• Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich ist, transportiert Band 10 nach der Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes das Tonerpulverbild zu Übertragungsstation D. Ein Kopieblatt 48 wird von Blattzuführvorrichtung 50 zu Übertragungsstation D transportiert. Blattzuführvorrichtung 50 enthält vorzugsweise eine Zuführwalze 52, die mit dem obersten Blatt von Stapel 54 in Kontakt ist. Zuführwalze 52 dreht sich und befördert das oberste Blatt von Stapel 54 in Blattführung 56. Blattführung 56 bringt das sich bewegende Blatt aus Trägermaterial mit der photoleitenden Oberfläche 12 von Band 10 in zeitgesteuerter Abfolge in Kontakt, so daß das darauf entwickelte Tonerpulverbild mit dem sich bewegenden Blatt in Übertragungsstation D in Kontakt kommt. Übertragungsstation D enthält eine Corona- Erzeugungsvorrichtung 58, die Ionen auf die Rückseite von Blatt 48 sprüht. Nach der Übertragung bewegt sich Blatt 48 weiter in der Richtung von Pfeil 60 auf eine Fördereinrichtung (nicht dargestellt), die Blatt 48 zur Fixierstation E befördert.
• Fixierstation E enthält eine Fixierbaugruppe, die allgemein mit dem Bezugszeichen 62 gekennzeichnet ist und das übertragene Pulverbild dauerhaft auf Blatt 48 fixiert. Fixierbaugruppe 62 enthält eine beheizte Fixierwalze 64 und eine Stützwalze 66. Blatt 48 läuft zwischen Fixierwalze 64 und Stützwalze 66 hindurch, wobei das Tonerbild mit Fixierwalze 64 in Kontakt kommt. So wird das Tonerpulverbild dauerhaft auf Blatt 48 fixiert. Nach dem Fixieren bewegt sich Blatt 48 durch Schacht 70 zu Auffangfach 72, wo es anschließend durch die Bedienungsperson aus dem Druckgerät entnommen wird.
• Nachdem das Kopieblatt der photoleitenden Oberfläche 12 von Band 10 getrennt worden ist, werden die restlichen Tonerteilchen, die an der photoleitenden Oberfläche 12 haften, in Reinigungsstation F davon entfernt. Reinigungsstation F enthält eine drehbar angebrachte Fahrbürste 74, die mit der photoleitenden Oberfläche 12 in Kontakt ist. Die Teilchen werden durch Drehung von Bürste 74 von der photoleitenden Oberfläche 12 entfernt, mit der sie in Kontakt ist. Nach dem Reinigen bestrahlt eine Entladelampe (nicht dargestellt) die photoleitende Oberfläche 12 mit Licht, um etwaige elektrostatische Restladung, die darauf verblieben ist, aufzulösen, bevor sie für den nächstfolgenden Abbildungszyklus geladen wird.
• Es wird davon ausgegangen, daß die obenstehende Beschreibung für die Zwecke der vorliegenden Patentanmeldung zur Veranschaulichung der allgemeinen Funktion eines elektrophotographischen Druckgerätes ausreicht, das die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält.
• In Fig. 1 ist Entwicklungssystem 38 ausführlicher dargestellt. Entwicklungssystem 38 enthält, wie hier zu sehen ist, ein Gehäuse 44, das eine Kammer 76 aufweist, die einen Vorrat an Entwicklermaterial enthält. Spenderwalze 40, die Elektrodendrähte 42 und Magnetwalze 46 sind in Kammer 76 in Gehäuse 44 angebracht. Die Spenderwalze kann entweder in derselben Richtung wie Band 10 oder entgegengesetzt zu dessen Bewegungsrichtung gedreht werden. In Fig. 1 ist Spenderwalze 40 als sich in der Richtung von Pfeil 68 drehend dargestellt. Desgleichen kann die Magnetwalze entweder in der gleichen Bewegungsrichtung wie Band 10, die durch Pfeil 16 angedeutet ist, oder entgegengesetzt dazu gedreht werden. In Fig. 1 ist Magnetwalze 46 als sich in der Richtung von Pfeil 92 drehend dargestellt. Spenderwalze 40 besteht vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium.
• Entwicklungssystem 38 weist Elektrodendrähte 42 auf, die in dem Zwischenraum zwischen Band 10 und Spenderwalze 40 angeordnet sind. Ein Paar Elektrodendrähte erstreckt sich, wie dargestellt, in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der Spenderwalze. Die Elektrodendrähte bestehen aus einem oder mehreren Edelstahldrähten, die nahe an Spenderwalze 40 angeordnet sind. Der Zwischenraum zwischen den Drähten und der Spenderwalze reicht von ungefähr 10 Mikrometer bis ungefähr 25 Mikrometer bzw. entspricht der Dicke der Tonerschicht auf der Spenderwalze. Die Drähte werden automatisch um die Dicke des Toners auf der Spenderwalze von der Spenderwalze beabstandet gehalten.
• Wie des weiteren aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird eine Wechselvorspannung durch eine Wechselspannungsquelle 78 an die Elektrodendrähte angelegt. Die angelegte Wechselspannung erzeugt ein elektrostatisches Wechselfeld zwischen den Drähten und der Spenderwalze, das Toner von der Oberfläche der Tonerwalze löst und eine Tonerpulverwolke um die Drähte herum erzeugt. Der Toner der Wolke ist im wesentlichen in Kontakt mit Band 10. Der Betrag der Wechselspannung liegt relativ niedrig, d.h. im Bereich von 200 bis 600 Volt Spitzenspannung bei einer Frequenz, die von ungefähr 3 kHz bis ungefähr 10 kHz reicht. Eine Gleichvorspannungsquelle 80, die ungefähr 300 Volt an Spenderwalze 40 anlegt, stellt ein elektrostatisches Feld zwischen der photoleitenden Oberfläche 12 von Band 10 und Spenderwalze 40 her, das die gelösten Tonerteilchen aus der die Drähte umgebenden Wolke auf das latente Bild anzieht, das auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnet ist. Ein Abstand zwischen ungefähr 10 Mikrometer und ungefähr 40 Mikrometer zwischen den Elektrodendrähten und der Spenderwalze, eine anliegende Spannung von 200 bis 600 Volt erzeugen ein relativ starkes elektrostatisches Feld ohne die Gefahr des Luftdurchbruchs. Der Einsatz einer dielektrischen Beschichtung und von Elektrodendrähten mit der Spenderwalze trägt dazu bei, Kurzschluß der angelegten Wechselspannung zu vermeiden. Eine Reinigungsrakel 82 entfernt nach der Entwicklung den gesamten Toner von Spenderwalze 40, so daß die Magnetwalze 46 frischen Toner dosiert auf eine saubere Spenderwalze aufträgt. Eine Gleichwechselvorspannungsquelle 84, die ungefähr 100 Volt an Magnetwalze 46 anlegt, erzeugt ein elektrostatisches Feld zwischen Magnetwalze 46 und Spenderwalze 40, so daß das hergestellte elektrostatische Feld bewirkt, daß Tonerteilchen von der Magnetwalze an die Spenderwalze angezogen werden. Dosierrakel 86 ist nahe an Magnetwalze 46 angeordnet und erhält die zusammengedrückte Stapelhöhe des Entwicklermaterials auf Magnetwalze 46 auf dem gewünschten Niveau aufrecht. Magnetwalze 46 enthält ein nicht-magnetisches röhrenförmiges Element bzw. eine Hülse 88, die vorzugsweise aus Aluminium besteht und deren Aussenumfangsfläche aufgerauht ist. Ein länglicher mehrpoliger Magnet 90 ist im Inneren des röhrenförmigen Elementes angeordnet und davon beabstandet. Der längliche Magnet 90 ist stationär angebracht. Das röhrenförmige Element 88 ist auf entsprechenden Kugellagern angebracht und dreht sich in der Richtung von Pfeil 92. Motor 100 dreht das röhrenförmige Element 88. Entwicklermaterial wird von dem röhrenförmigen Element 88 angezogen und bewegt sich um selbiges herum in den Spalt, der durch Spenderwalze 40 und Magnetwalze 46 gebildet wird. Tonerteilchen werden von den Trägerkörnchen auf der Magnetwalze an die Spenderwalze angezogen
• Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich ist, befinden sich Schnecken, die allgemein mit dem Bezugszeichen 94 gekennzeichnet sind, in Kammer 76 von Gehäuse 44. Schnecken 94 sind drehbar in Kammer 76 angebracht und mischen und transportieren das Entwicklermaterial. Die Schnecken weisen Flügel auf, die sich von einer Welle aus spiralförmig nach außen erstrecken. Die Flügel befördern das Material in der axialen Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der Welle.
• Wenn aufeinanderfolgende elektrostatische latente Bilder entwickelt werden, werden die Tonerteilchen in dem Entwicklermaterial erschöpft. Ein Tonerspender (nicht dargestellt) enthält einen Vorrat an Tonerteilchen. Der Tonerspender steht mit Kammer 76 von Gehäuse 44 in Verbindung. Wenn die Konzentration der Tonerteilchen in dem Entwicklermaterial abnimmt, werden dem Entwicklermaterial in der Kammer von dem Tonerspender frische Tonerteilchen zugeführt. Die Schnecken in der Kammer des Gehäuses vermischen die frischen Tonerteilchen mit dem verbliebenen Entwicklermaterial, so daß das entstehende Entwicklermaterial darin im wesentlichen einheitlich ist und die Konzentration der Tonerteilchen optimiert wird. Auf diese Weise befindet sich eine im wesentlichen konstante Menge Tonerteilchen in der Kammer des Entwicklergehäuses, wobei die Tonerteilchen eine konstante Ladung aufweisen.
• Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 zu sehen ist, wird der tangentiale Spielraum der Elektrodendrähte in bezug auf die Spenderwalzenoberfläche an einem Punkt der Nähe der Enden der Spenderwalzen eingeschränkt, um Stroben auf ein Minimum zu verringern. Die radiale Position des Drahtendes wird an einem Punkt gehalten, der ausreichend weit vom Ende der Spenderwalze entfernt ist, so daß ein kleiner Drahtrandwinkel entsteht und die Randstreifenbildung auf ein Minimum verringert wird. In Fig. 2 erstreckt sich der Elektrodendraht 42 von Rand 98 von Spenderwalze 40 zu Befestigungspunkt 102, an dem er fest an dem Gerätegehäuse angebracht ist. Der Drahtrandwinkel stellt einen kritischen Parameter für die Randstreifenbildung dar. Wird der Drahtrandwinkel auf ein Minimum verringert, so verringert sich die Randstreifenbildung auf ein Minimum. Der Drahtrandwinkel wird als der Winkel zwischen der Längsachse der Spenderwalze 40 und dem Drahtabschnitt 96 definiert. Der minimale Randwinkel, der bei der Herstellung eingehalten werden kann, nimmt ab, wenn der Drahtabschnitt 96 länger wird. Um die Randstreifenbildung einzuschränken, beträgt die Obergrenze für den Drahtrandwinkel ungefähr 0,5º. Um einen Winkel von 0,5º mit einer Höhentoleranz von 0,254 mm aufrechtzuerhalten, muß Drahtabschnitt 96 einen horizontalen Abstand von Rand 98 zu Zapfen 104 von wenigstens 27,9 mm aufweisen. Dies wird erreicht, indem der horizontale Zapfen 104 in Kontakt mit Elektrodendraht 42 horizontal in einem Abstand von 27,9 mm von Rand 98 von Spenderwalze 40 angebracht und so der Drahtabschnitt 96 begrenzt wird. Zapfen 104 befindet sich in einem Abstand von weniger als 0,254 mm vertikal unterhalb einer horizontalen Ebene, die Linie 106 von Spenderwalze 40 tangiert. Dieser horizontale Abstand wird durch Bezugszeichen 108 mit ungefähr 27,9 mm gekennzeichnet. Ein horizontaler Abstand von 27,9 mm zusammen mit einer vertikalen Abwärtsverschiebung von weniger als 0,254 mm bewirkt, daß Zapfen 104 so angeordnet ist, daß der Drahtabschnitt 96 einen Winkel von weniger als 0,5º bildet.
• Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich ist, stellt die freie Drahtlänge einen kritischen Parameter für das Stroben dar. Um das Stroben innerhalb angemessener Grenzen zu halten, ist es erforderlich, die freie Drahtlänge 97 auf weniger als 7,6 mm zu halten. Es hat sich herausgestellt, daß ein vertikal angebrachter Zapfen, d.h. ein Querkraftzapfen (lateral force pin) 110, der mit dem Draht in der Nähe des Spenderwalzenrandes 98 in Kontakt ist, d.h. nicht mehr als 7,6 mm von Rand 98 entfernt, den Draht tangential, d.h. in Querrichtung, fixieren kann und damit die gleiche Leistung bezüglich Stroben wie ein Befestigungspunkt bewirken kann, der 7,6 mm von Spenderwalzenrand 98 entfernt ist. Querkraftzapfen 110 ist so aufgebaut, daß er Drahtabschnitt 96 vertikal nicht stützt und den Drahtrandwinkel nicht beeinflußt. Querkraftzapfen 110 übt eine Quer- bzw. Tangentialkraft und keine Vertikal- oder Radialkraft auf die freie Drahtlänge 97 aus. Es hat sich herausgestellt, daß der Drahtrandwinkel unabhängig eingestellt werden kann, indem die vertikale Position des Drahtes mit dem horizontal angebrachten Zapfen 104 eingestellt wird, der jenseits der Position des Querkraftzapfens 110 in der Richtung außerhalb des Spenderwalzenrandes 98 unter dem Draht angeordnet ist. Bezugszeichen 111 gibt die horizontale Position von Querkraftzapfen 110 als nicht mehr als 7,6 mm von Rand 98 von Spenderwalze 40 entfernt an. Darüber hinaus reicht jedes beliebige geeignete Element an der gleichen Position wie Zapfen 110, das die tangentiale bzw. horizontale Position des Elektrodendrahtes einschränkt und Bewegung in einer vertikalen bzw. radialen Richtung zuläßt, aus, um Stroben und Randstreifenbildung zu optimieren.
• Zusammenfassend läßt sich sagen, daß ersichtlich wird, daß die Entwicklungsvorrichtung gemäß den beigefügten Ansprüchen eine Anbringungsanordnung für die Elektrodendrähte enthält, wobei die Enden der Elektrodendrähte sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung an zwei deutlich verschiedenen Stellen gehalten werden. Die Anordnung der vertikalen Halterung ermöglicht eine Verringerung des Drahtrandwinkels auf ein Minimum, so daß Randstreifenbildung auf ein Minimum verringert wird, und die horizontale Halterung ist so angeordnet, daß Stroben auf ein Minimum verringert wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer Oberfläche (10) aufgezeichneten latenten Bildes, die enthält:

ein Gehäuse (44), das eine Kammer (76) aufweist, die wenigstens einen Vorrat an Toner enthält;

ein Spenderelement (40), das von der Oberfläche beabstandet ist und Toner in einen Entwicklungsbereich an die Oberfläche angrenzend transportiert; und

einen elektrisch vorgespannten Elektrodendraht (42), der in dem Zwischenraum zwischen der Oberfläche (10) und dem Spenderelement (40) angeordnet ist und Toner von dem Spenderelement (40) löst, um eine Tonerwolke in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodendraht (42) und der Oberfläche (10) zu erzeugen und das latente Bild zu entwikkeln, wobei der Elektrodendraht (42) an seinen Enden an einer Drahtenden-Halteeinrichtung (102) angebracht ist;

gekennzeichnet durch:

einen ersten Abschnitt Elektrodendraht, der zwischen der Drahtenden-Halteeinrichtung (102) und einem Abschlußrand (98) des Spenderelementes (40) liegt;

eine Stützeinrichtung (104) für den ersten Abschnitt zwischen der Drahtenden-Halteeinrichtung (102) und dem Abschlußrand (98), die mit dem ersten Abschnitt Elektrodendraht in Kontakt kommt und mit dem Abschlußrand einen zweiten Abschnitt (96) Elektrodendraht bildet, wobei die Stützeinrichtung (104) für den ersten Abschnitt in einem gewünschten Abstand (108) zu dem Abschlußrand (98) angeordnet ist, so daß der zweite Abschnitt (96) einen gewünschten Winkel zu einer Längsachse des Spenderelementes (40) bildet, um übermäßige Dichte des entwickelten Bildes an den Enden des Spenderelementes (40) auf ein Minimum zu verringern;

eine Stützeinrichtung (110) für den zweiten Abschnitt, die zwischen der Stützeinrichtung (104) für den ersten Abschnitt und dem Abschlußrand (98) angeordnet ist und so mit dem Abschlußrand (98) einen dritten Abschnitt (97) des Elektrodendrahtes bildet, um Druckfehler aufgrund von Schwingungen des Elektrodendrahtes auf ein Minimum zu verringern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Spenderelement (40) eine Walze enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stützeinrichtung (110) für den zweiten Abschnitt eine Tangentialkraft auf den Elektrodendraht (42) ausübt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützeinrichtung (104) für den ersten Abschnitt eine vertikal nach oben gerichtete Radialkraft auf den Elektrodendraht (42) ausübt und so einen Drahtrandwinkel bestimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Drahtrandwinkel ungefähr 0,5º beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wöbei der zweite Abschnitt (96) des Elektrodendrahtes (42) zwischen dem Abschlußrand (98) des Spenderelementes (40) und der Stützeinrichtung (104) für den ersten Abschnitt eine horizontale Länge (108) aufweist, die wenigstens 27,9 mm beträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der dritte Abschnitt (97) des Elektrodendrahtes (42) zwischen dem Abschlußrand (98) des Spenderelementes (40) und der Stützeinrichtung (110) für den zweiten Abschnitt eine horizontale Länge (111) aufweist, die weniger als 7,6 mm beträgt.

8. Elektrophotographisches Druckgerät der Art, bei dem ein auf einem photoleitenden Element aufgezeichnetes elektrostatisches latentes Bild mit Toner entwickelt wird, um ein sichtbares Abbild desselben herzustellen, einschließlich einer Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.