DE3940077C2

DE3940077C2 -

Info

Publication number: DE3940077C2
Application number: DE3940077A
Authority: DE
Inventors: Hideo Hotomi; Yoshihisa Terasaka; Hiroshi Osaka Jp Mizuno
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1993-05-13
Also published as: DE3940077A1; US5027157A

Description

Die Erfindung betrifft die Entwicklungsvorrichtung eines elektrofotografischen Gerätes.

Bei bekannten Entwicklungsvorrichtungen ist es allgemein üblich, für das elektrische Laden von ungeladenem Toner, der einer Entwicklungsvorrichtung zugeführt wird, den Toner durch Reibung des Toners mit Trägerteilchen oder dgl. zu laden. Dabei ist es allerdings wünschenswert, daß das Ent wicklermaterial möglichst wenigen mechanischen Belastungen ausgesetzt wird, da es für verschiedene Funktionen dient (Aufladbarkeit, Fixiervorgang etc.) und mechanische Bela stungen diese Funktionen beeinträchtigen. Falls beispiels weise derartige mechanische Belastungen auftreten, kann es zu einer unerwünschten Aggregation des Entwicklermaterials oder zum Schmelzen einer Fixierkomponente kommen, so daß eine ordnungsgemäße Funktion des Entwicklermaterials nicht sichergestellt ist.

Aufgrund dessen sind Entwicklungsvorrichtungen wünschens wert, die möglichst wenig mechanische Beanspruchungen auf das Entwicklermaterial ausüben, und ein Beispiel dafür ist eine Entwicklungsvorrichtung, in der ein elektrischer Feld vorhang verwendet wird. Eine Entwicklungsvorrichtung, die einen solchen elektrischen Feldvorhang verwendet, ist der art aufgebaut, daß durch Schwingungen des Entwicklerma terials aufgrund des elektrischen Feldvorhanges eine Teil chenwolke aus kontaktgeladenen Teilchen gebildet wird, wo bei das Entwickeln so durchgeführt wird, daß diese Teil chenwolke in Kontakt mit dem elektrostatischen Latentbild gebracht wird. Ein typisches Beispiel dafür ist die DE-31 38 507 A1.

Da bei einer derartigen Entwicklungsvorrichtung auf das me chanische Rühren des Entwicklermaterials durch Schrauben oder Rühreinrichtungen verzichtet werden kann, ist das Ent wicklermaterial weniger mechanischen Belastungen ausge setzt. Da ferner das Entwicklermaterial effektiv in Schwin gungen versetzt werden kann, tritt das Problem der Aggrega tion des Entwicklermaterials nicht ausgeprägt auf.

Wenn andererseits das Entwicklermaterial durch die Wirkung des elektrischen Feldvorhanges in den Zustand der Teilchen wolke gebracht wird, ist die Steuerung der Größe und der Bewegung der Wolke sehr erschwert, da das Entwicklerma terial individuell beeinflußt wird. Aufgrund von Streuungen des Entwicklermaterials oder Ausdehnungen der Teilchenwolke haftet das Entwicklermaterial auch an Bereichen des elek trostatischen Latentbildes an, in denen es nicht erforder lich ist, so daß Bildverschleierungen oder dgl. auftreten können. Wenn andererseits die Teilchenwolke direkt in Kon takt mit dem elektrischen Latentbild gebracht wird, werden der Bildträger und die Teilchenwolke einer unerwünschten triboelektrischen Ladung erneut ausgesetzt, so daß nicht nur die Steuerung der Größe der Teilchenwolke und der Bewe gung, sondern auch die Steuerung der Ladungsmenge erschwert ist.

Aus der JP-63-13 072 (A) ist eine weitere Entwicklungsvor richtung mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektri schen Feldvorhanges bekannt. Die Einrichtung zur Erzeugung des Feldvorhanges ist in einem Entwicklerbehälter vorgese hen, und die dort erzeugte Teilchenwolke steht mit einer Walze in Kontakt, die ihrerseits Entwicklermaterial auf einen Latentbildträger überträgt. Zwischen der Walze und dem Entwicklerbehälter ist jedoch bauartbedingt eine Lücke vorgesehen, durch die Entwicklermaterial aus der Teilchen wolke direkt auf den Latentbildträger gelangen kann. Da desweiteren die Walze in direktem Kontakt mit der Teilchen wolke steht, besteht die Möglichkeit, daß das an der Walze anhaftende Entwicklermaterial nicht gleichförmig verteilt wird und beispeilsweise das Schwingungsmuster des Feldvor hanges direkt als ungleichförmige Verteilung des Entwick lermaterials auftritt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine möglichst gleichförmige Entwicklung ohne ein Verstreuen des Entwick lers gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entwicklungs vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ge löst; die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung.

Da im zweiten Abschnitt der erfindungsgemäßen Entwicklungs vorrichtung ein elektrisches Wechselfeld in Form einer fortschreitenden Welle, d. h. ein elektrischer Feldvorhang erzeugt wird, wird das Entwicklermaterial mechanisch kaum beansprucht, so daß das Laden des Entwicklermaterials ohne Aggregation durchgeführt werden kann. Da ferner das ge ladene Entwicklermaterial über die drehbare Walze aus dem ersten Abschnitt, der mit dem zweiten Abschnitt ausschließ lich über einen Spalt in Verbindung steht, ausgefördert wird, wird die Teilchenwolke des geladenen Entwicklerma terials nicht versprüht oder gestreut, so daß eine Ver schleierung des Latentbildes nicht auftritt. Da schließlich nur das im zweiten Abschnitt auf den gewünschten Wert auf geladene Entwicklermaterial verwendet wird, treten Bildfeh ler aufgrund von unerwünschten Ladungswerten nicht auf.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird für die La dungstransportschicht gemäß Anspruch 9 vorzugsweise eine Schicht verwendet, die eine Verschiebegeschwindigkeit für Trägerteilchen höher als 10^-7V × cm/sec hat, und als Ladungstransportmaterial, welches in der vorstehend beschriebenen Schicht enthalten ist, wird ein Material verwendet, welches entweder Elektro nen oder Defektelektronen gemäß der Ladungspolarität des ausge wählten Materials, das durch diese Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldvor hangs transportiert werden soll, transferiert.

In Verbindung mit den vorstehenden Ausführungsformen, kön nen für das Ladungstransportmaterial wie vorstehend be schrieben, bekannte Verbindungen aus Hydrazon, Oxidiazol, Triphenylmethan, Pyrazolin, Styryl-Gruppen etc. verwendet werden, wobei Hydrazon-Verbindungen, wie sie durch die fol gende allgemeine Formel (1) repräsentiert sind, bevorzugt werden.

wobei R1 die Hydrogen- oder Methyl-Gruppe repräsentiert und R2 und R3 die Alkylgruppe, Arakyl-Gruppe, Aryl-Gruppe be zeichnet, die Substitutionsgruppen haben können, oder eine kondensierte polyzyklische Gruppe bezeichnet, die Substitu tionsgruppen hat, und R2 und R3 durch Bindung Ringe bilden können. A repräsentiert die aromatische Kohlenwasserstoff- oder aromatische heterozyklische Gruppe, die Substitutions gruppen haben kann, und n bezeichnet eine Zahl 1 oder 2.

Um die Ladungstransportschicht durch die Verwendung des La dungstransportmateriales wie vorstehend beschrieben zu bil den, ist es allgemein üblich, eine derartige Schicht durch Aufbringen des Ladungstransportmaterials wie vorstehend be schrieben zu erzeugen, welches in einem elektrisch isolie renden Harz als Bindemittel dispergiert ist, wobei nachfol gend ein Trockenvorgang folgt.

Hierbei kann als das vorstehend beschriebene elektrisch isolierende Harz als Bindemittel jedes elektrisch isolie rende Harz verwendet werden, welches als Bindemittel ver wendet werden kann, wie beispielsweise ein thermoplasti sches Harz, ein wärmehärtbares Harz, ein fotohärtbares Harz oder fotoleitendes Harz, etc., die allgemein bekannt sind.

Es ist wünschenswert, daß die Bindemittelharze wie vorste hend genannt einen unabhängig gemessenen Volumenwiderstand haben sollten, der höher als 1 × 10¹⁴Ω ist.

Anzumerken ist, daß für das Ladungstransportmaterial wie vorstehend beschrieben Polyvinylcarbazol und Polyvinyl anthrazen etc., die selbst hochpolymer sind, verwendet wer den können.

Um eine derartige Ladungstransportschicht auf der Einrich tung zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges zu ver wenden, ist diese normalerweise so angeordnet, daß Elektro den für die Vorhangeinrichtung auf einer dielektrischen Schicht so ausgebildet sind, daß die Elektroden gegeneinan der elektrisch isoliert sind, und die Ladungstransport schicht auf der vorderen Stirnseite der dielektrischen Schicht ausgebildet ist.

Für den Fall jedoch, wo die Ladungstransportschicht selbst einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand höher als 10¹⁰ Ω× cm hat, kann diese so angeordnet sein, daß die Elektroden di rekt in der Ladungstransportschicht ausgebildet sind.

Weiterhin sollte die Anordnung bevorzugt so ausgebildet sein, daß die elektrisch leitfähige Schicht an der Vorder seite der vorstehend beschriebenen Ladungstransportschicht ist, um diese zu schützen, während eine Impulsvorspannung an die leitfähige Schicht angelegt wird, um das elektrische Feld zu verursachen, welches auf die Ladungstransport schicht wirkt, dabei die Injektion der Trägerteilchen in die Ladungstransportschicht expidiert und die Bewegung der Trägerteilchen innerhalb der Ladungstransportschicht be wirkt, und auch um das Oberflächenpotential der transpor tierten Trägerteilchen gleichförmig zu machen.

Wie insoweit beschrieben, wird in der Einrichtung zum Er zeugen des elektrischen Feldvorhanges bei Anlegen der Wechsel spannung an deren Elektroden ein ungleichförmiges Wechsel feld erzeugt, während die Trägerteilchen in die Ladungs transportschicht injiziert werden, wobei diese Trägerteil chen in Richtung zur Vorderseite durch die Ladungstrans portschicht transferiert werden.

Wenn somit ein Teilchenmaterial wie beispielsweise Toner oder dgl. die Oberfläche der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges, in der die Trägerteilchen auf die vorstehend beschriebene Art und Weise transferiert sind, kontaktiert, wird das Teilchenmaterial durch die Be rührung mit den Trägerteilchen, die als ein Trigger wirken, sofort stark geladen, und durch die Wirkung des elektri schen Feldvorhangs wird das Teilchenmaterial wie beispiels weise der Toner etc. schnell gleichmäßig geladen, wobei die Transportanstiegsgeschwindigkeit in großem Ausmaß erhöht wird.

Desweiteren wird eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldvor hanges vorgeschlagen, mit mehreren Elektroden, die zueinan der elektrisch isoliert sind und mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden, um ein ungleichförmiges Wechselfeld zu bilden. Die Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feld vorhanges hat weiterhin ein piezoelektrisches Element, wel ches vorgesehen ist, um die Elektroden zu kontaktieren und einen amorphen Kohlenstoffilm, der an der Vorderseite des piezoelektrischen Elementes vorgesehen ist.

Für die vorstehend beschriebenen Elektroden sind elektrisch leitfähige Materialien wie beispielsweise Kupfer, Gold, Aluminium, Chrom, Nickel, Platin, ITO (Indiumzinnoxid), Kohlenstoff, etc. geeignet, während für die Materialien zum Isolieren der Elektroden voneinander beispielsweise synthe tische Harze, Glas, elektrisch isolierende Keramiken, etc. verwendet werden können.

Für das vorstehend genannte piezoelektrische Element werden allgemein übliche piezoelektrische Materialien verwendet, so kann beispielsweise das bekannte piezoelektrische Ele ment aus Lithiumniobat, etc. verwendet werden.

Wenn ein derartiges piezoelektrisches Element verwendet wird, um die Elektroden zu kontaktieren, sind diese Elek troden normalerweise so vorgesehen, daß sie von der dielek trischen Schicht frei sind, die durch die elektrisch iso lierenden Materialien, wie vorstehend erwähnt, gebildet ist, und der Film des piezoelektrischen Elementes wird auf der dielektrischen Schicht so ausgebildet, daß die Elektroden kontaktiert werden.

Weiterhin kann als amorphe Kohlenstoffschicht, die auf der Oberfläche vorgesehen ist, eine plasmaorganische Polymer schicht, die wenigstens Wasserstoffatome enthält (im nach folgenden als a-C-Schicht bezeichnet) verwendet werden und vom Standpunkt der Ladecharakteristiken des Teilchenmateri als ist vorzugsweise eine plasmaorganische Polymerschicht zu verwenden, die insbesondere Halogenatome enthält.

Zum Erzeugen einer derartigen a-C-Schicht durch eine elek trische Glimmentladung wird die Anordnung so getroffen, daß ein Kohlenwasserstoffgas und ein Halogen-Verbundgas abhän gig von der jeweiligen Notwendigkeit als ein Düsengas verwendet werden kann, wäh rend als Trägergas normalerweise Wasserstoffgas oder Argon gas etc. verwendet werden kann.

Unter Bezug auf den Phasenzustand für das Kohlenwasser stoffgas muß dieses nicht notwendigerweise bei Zimmertempe ratur und Normaldruck in der gasförmigen Phase sein, son dern kann auch flüssig oder fest sein, solange es durch Schmelzen, Verdampfen, Sublimation etc. durch Erhitzen oder Druckreduktion etc. verdampft werden kann.

Als Kohlenwasserstoff in dem vorstehend genannten Kohlen wasserstoffgas kann beispielsweise gesättigter Kohlenwas serstoff, ungesättigter Kohlenwasserstoff, alzyklischer Kohlenwasserstoff, aromatischer Kohlenwasserstoff, etc. verwendet werden.

Hierbei beträgt die Menge der Wasserstoffatome, die in der vorstehend beschriebenen a-C-Schicht enthalten sind, unge fähr 30 bis 60 Atom-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Koh lenstoffatome und Wasserstoffatome.

Die Menge der Wasserstoffatome, die in der a-C-Schicht ent halten sind, variiert durch die Form der Schichterzeugungs einrichtung und die Bedingungen während der Schichtbildung und Beispiele für Fälle, bei denen die Wasserstoffmenge verringert worden ist, können auf die Fälle bezogen werden, bei denen die Temperatur des Substrats angehoben wird, der Druck verringert, das Verdünnungsverhältnis des Roh-Kohlen wasserstoffgases gesenkt ist, Rohgas mit einem niedrigen Wasserstoffgehalt verwendet wird, eine höhere Energie be aufschlagt wird, die Frequenz des Wechselfeldes verringert wird und eine Gleichstromfeldstärke, die dem Wechselfeld übergelagert wird, angehoben wird, etc.

Neben dem vorstehend genannten Kohlenwasserstoffgas werden Halo genverbindungen als Rohgas verwendet, und es ist vorzugs weise die Anordnung so getroffen, daß wenigstens Halogen atome in der a-C-Schicht zugefügt sind.

Das Halogenatom kann irgendein Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jod-Atom sein und der Phasenzustand des vorstehend genann ten Halogen-Bestandteilgases muß nicht notwendigerweise bei Zimmertemperatur gasförmig sein und kann auch in der flüs sigen oder festen Phase sein, solange eine Verdampfung durch Schmelzen, Verdampfen, Sublimieren, etc. durch Erhit zen oder Druckreduktion, etc. möglich ist.

Die Menge des Halogenatomes, welches in der a-C-Schicht als chemisches Modifiziermittel enthalten ist, kann hauptsächlich durch Erhöhen oder Verringern der Menge des Einleitens des halogenkomponenten Gases, welches in die Reaktionskammer zum Durchführen der Plasmareaktion geleitet wird, gesteuert werden. Wenn im einzelnen die Einleitmenge des halogenkom ponenten Gases erhöht wird, wird die Menge des Zusatzes an Halogenatomen in der a-C-Schicht erhöht, während im Gegen satz hierzu bei Verringern der Einleitmenge der Halogenkom ponente die Menge des Zusatzes der Halogenatome in der a-C- Schicht verringert wird.

In Verbindung mit dem Vorstehenden kann der Halogenatom-Ge halt in der a-C-Schicht mehr als 1 Atom-% betragen und ob wohl der maximale Gehalt nicht besonders begrenzt ist, ist er notwendigerweise durch die Herstellungsaspekte bei einem derartigen Aufbau der a-C-Schicht und der Glimmentladung begrenzt.

Hierbei ist anzumerken, daß bei der vorstehend beschriebe nen Ausführungsform die Dicke der a-C-Schicht vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 5 µm liegen sollte. Anders ausge drückt, wenn die Dicke der a-C-Schicht weniger als 0,01 µm ist, neigt das piezoelektrische Element, welches unterhalb dieser Schicht angeordnet ist, dazu, daß es leicht durch Luftfeuchtigkeit beeinflußt wird, wodurch es unmöglich wird, einen zu bevorzugenden Feuchtigkeitswiderstand zu er zielen, während, für den Fall, daß die Schichtdicke dicker als 5 µm ist, die Möglichkeit besteht, daß die Haftung der Schicht an dem piezoelektrischen Element auf unerwünschte Art und Weise verschlechtert ist.

Weiterhin ist anzumerken, daß wenn die Anordnung so getrof fen ist, daß eine Polaritätssteuerung durch Dotieren von Atomen der Gruppe IIIA oder Gruppe VA des periodischen Sy stems in die a-C-Schicht bewirkt werden soll, es möglich wird, eine Eigenschaftssteuerung gemäß den Arten der kon taktierenden pulverförmigen Materialien, wie beispielsweise Toner oder dgl. durchzuführen und wenn Sauerstoff oder Stickstoff in die a-C-Schicht dotiert werden, wird die Sta bilität der Eigenschaften gegenüber Alterung mit fort schreitender Zeit der a-C-Schicht verbessert werden können.

Wenn gemäß einer Ausführungsform Wechselspannung an die gegeneinander elektrisch iso lierten Elektroden angelegt wird, wird ein ungleichförmiges Wechselfeld erzeugt, während das piezoelektrische Element, welches vorgesehen ist, um die vorstehend genannten Elek troden zu kontaktieren, zum Schwingen gebracht wird, und das teilchenförmige Material, wie beispielsweise Toner durch die Wirkung des Feldvorhangs infolge des ungleich förmigen elektrischen Wechselfeldes und der Schwingungen des piezoelektrischen Elementes transportiert wird.

In der vorstehend beschriebenen Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß der vorliegenden Er findung wird das pulverförmige Material, wie beispielsweise der Toner sofort durch den Kontakt mit der Schicht stark geladen, da das elektrische Kontaktfeld der amorphen Koh lenstoffschicht, die an der Vorderseite vorgesehen ist, verglichen mit dem der anderen Substanzen sehr hoch ist, wobei die Anstiegsgeschwindigkeit für den Transport des teilchenförmigen Materials merklich erhöht wird.

Wenn darüber hinaus die amorphe Kohlenstoffschicht mit Halo genatomen dotiert ist, kann eine Verschlechterung des pie zoelektrischen Elementes bei hoher Luftfeuchtigkeit oder Verschlechterung des Teilchenmaterials wie beispielsweise des Toner oder dgl. durch einen Streuverlust in dem piezo elektrischen Element unterdrückt werden, indem dieses pie zoelektrische Element mit der amorphen Kohlenstoffschicht abgedeckt wird, da die amorphe Kohlenstoffschicht wasserab weisend ist und bezüglich Feuchtigkeitswiderstand überlegen ist.

Weiterhin kann durch Dotieren einer derartigen amorphen Kohlenstoffschicht mit bestimmten Atomen es möglich werden, die Transportmenge und Ladungsmenge des teilchenförmigen Materials zu steuern.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Schnitt des Be triebszustandes einer Entwicklereinrichtung D1 ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 eine Teilseitenansicht teilweise im Schnitt und in vergrößertem Maßstab einer Wendel für eine Ein richtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldvor hanges, wie sie in der Anordnung gemäß Fig. 1 ver wendet wird;

Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 2 mit einer modifizierten Ausführungsform;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Entwicklereinrichtung D3 gemäß einer zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine bei der Anordnung gemäß Fig. 4 verwendete Wendel im Schnitt und im vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 eine Entwicklereinrichtung D3B gemäß einer Modifi kation der Anordnung gemäß Fig. 4 in schematischer Seitenansicht;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Entwicklereinrichtung D4 gemäß einer dritten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Entwicklereinrichtung D5 gemäß einer vierten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine schematische Seitenansicht des Betriebszu standes einer Entwicklereinrichtung DA, die bei einem Vergleichsbeispiel 1 verwendet wird;

Fig. 10 eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines Betriebszustandes der Entwicklereinrichtung DB, die bei einem Vergleichsbeispiel 2 verwendet wird;

Fig. 11 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Entwicklereinrichtung D7 gemäß einer fünften Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ein Zeitschaltbild zur Erläuterung der Funktions weise der Entwicklereinrichtung gemäß Fig. 11;

Fig. 13 eine schematische Seitenansicht im Schnitt durch eine Entwicklereinrichtung D8 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Entwicklereinrichtung D9 gemäß einer siebten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 eine schematische Seitenansicht im Schnitt durch eine Entwicklereinrichtung D10 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine schematische Seitenansicht im Schnitt zur Er läuterung eines Betriebszustandes einer Entwick lereinrichtung DC, die bei einem Vergleichsbei spiel 3 verwendet wird;

Fig. 17 eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines Betriebszustandes einer Entwicklereinrichtung DD, die bei einem Vergleichsbeispiel 4 verwendet wird;

Fig. 18 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung C17 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19 ein Zeitschaltbild zur Erläuterung des Zeitablaufs der Operation des der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß der Ausführungsform von Fig. 18;

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer Modifikation, bei der eine Dreiphasen-Wechselspannung an die Vorhangeinrichtung gemäß Fig. 18 angelegt wird;

Fig. 21 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung C18 zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung C19 zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 23 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung C20 zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 24 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung C21 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 25 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispieles, bei dem in der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges eine ungleichförmige Wechselfeld-Reihe mit stehender Welle für die Ausführungsform gemäß Fig. 24 erzeugt wird;

Fig. 26 eine Draufsicht auf ein Beispiel für die Elektroden, die bei der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden; und

Fig. 27 eine schematische Darstellung für ein Beispiel einer Plasma-CVD-Einrichtung, die zum Herstellen der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Bevor die Beschreibung der vorliegenden Erfindung fort schreitet, bleibt anzumerken, daß in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, und auf eine detaillierte Beschreibung derselben der Kürze halber verzichtet wird.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt eine Entwicklereinrichtung D1 gemäß einer er sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und be steht im allgemeinen aus einem Gerätehauptteil 11, der aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise Polycarbonat oder dgl. hergestellt ist und einen eine Walze aufnehmenden Abschnitt 11a aufweist, der gegenüber einer fotoempfindlichen Oberfläche 20a einer Fotoaufnehmertrommel 20 gegenüberliegt, die in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung dreht, und einen Entwicklermaterial aufnehmenden Abschnitt 11b, in dem der Entwickler T enthalten ist, der mit dem die Walze aufnehmenden Abschnitt 11a über einen en gen oder Flaschenhalsteil 11d in Verbindung steht, wobei innerhalb des eine Walze aufnehmenden Abschnittes 11a eine Entwicklerwalze 12 drehbar vorgesehen ist und mit einer Einrichtung 30 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhan ges, die für den Entwickler vorgesehen ist, der in dem Ab schnitt 11b mit Ausnahme des die Walze aufnehmenden Ab schnittes 11a und wie dargestellt, vorgesehen ist.

Für die vorstehend genannte Einrichtung 30 zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges sind Leiterdrähte 31, die aus einem leitfähigen Material wie beispielsweise Kupfer, Alu minium, Eisen, Nickel, Zink, Gold oder dgl. bestehen, zu Wendeln in drei Phasen und wie in der Fig. 2 dargestellt, gewickelt, so daß sie innerhalb eines Wandmaterials für den den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b aufgenommen wer den können, wobei die entsprechenden Windungen der Leiter drähte 31 an eine Dreiphasen-Wechselspannungsquelle mit Stern-Schaltung angeschlossen sind.

Somit werden Wechselspannungen, die um 2/3π in Phase abwei chen jeweils an die Leiterdrähte 31 ausgehend von der be sagten Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 32 angelegt, wo durch eine ungleichförmige Wechselfeld-Reihe mit fort schreitender Welle innerhalb des den Entwicker aufnehmenden Abschnittes 11b erzeugt wird und durch die Wirkung dieses elektrischen Feldvorhanges wird der Entwickler T, der in diesem Abschnitt 11b aufgenommen ist, elektrisch geladen und zu dem die Walze aufnehmenden Abschnitt 11a transpor tiert, indem die Entwicklerwalze 12 aufgenommen ist, um den Entwickler zu dieser Walze 12 zu führen.

Daraufhin wird die Entwicklung durch Zuführen des Entwick lers zur Oberfläche 20a der Fotoaufnehmertrommel 20 unter Verwendung der Entwicklereinrichtung D1 wie vorstehend be schrieben wie im folgenden erläutert durchgeführt.

Als erstes wird die fotoempfindliche Oberfläche 20a der Fo toaufnehmertrommel 20 vorläufig durch eine Coronaladeein richtung 21 geladen und es wird auf die so geladene Ober fläche der Fotoaufnehmertrommel Licht durch einen Schlitz 22 projiziert, um auf der Oberfläche dieser Fotoaufnehmer trommel ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen.

Danach wird an die Entwicklerwalze 12 eine Entwicklervor spannung 12a angelegt, die mit dem Entwickler T wie vorste hend beschrieben versorgt worden ist und der Entwickler T wird auf den Teil des elektrostatisch latenten Bildes ge führt, der auf der Oberfläche der Fotoaufnehmertrommel 20 ausgebildet ist und somit wird auf der Oberfläche der Fo toaufnehmertrommel 20 ein Tonerbild erzeugt.

Dann wird das so erzeugte Tonerbild auf der fotoempfindli chen Oberfläche 20a der Fotoaufnehmertrommel 20 auf ein Aufzeichnungspapierblatt P über eine Übertragungs-Coronala deeinrichtung 23 in eine Trennladelöscheinrichtung 24 über tragen, um auf dem Aufzeichnungspapierblatt mittels eines Satzes Fixierwalzen F fixiert zu werden, während das Ent wicklermaterial T, welches auf der Oberfläche 20a verblie ben ist, durch eine Reinigungseinheit 27 entfernt wird, und dann wird die elektrische Ladung auf der Oberfläche 20a durch die Löschlampe 28 gelöscht.

Auf der anderen Seite wird der Entwickler T, der auf der Entwicklerwalze 12 verblieben ist, ohne daß er zur Fotoauf nehmertrommel 20 geleitet worden ist, so angeordnet, daß er wieder zum den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b mit tels einer Abstreifeinrichtung 14 geführt wird, die in dem flaschenhalsförmigen Teil 11d des Gerätehauptteils 11 ange ordnet ist.

Hierbei ist anzumerken, daß bei der vorstehend beschriebe nen Ausführungsform, obwohl Leiterdrähte 31, die in drei Phasen gewickelt für die Einrichtung zum Erzeugen des elek trischen Feldvorhanges 30 verwendet sind, die Anordnung so modifiziert werden kann, daß beispielsweise in der Einrich tung 30B zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges wie in der Fig. 3 dargestellt, Leiterdrähte 31 verwendet werden, die in zwei Phasen gewickelt sind, wobei die entsprechenden Leiterdrähte 31 an Wechselspannungsquellen 32a angeschlos sen sind, wobei an die entsprechenden Leiterdrähte 31 von den Spannungsquellen 32a Wechselspannungen angelegt werden, die in Phase um π/2 abweichen, um den elektrischen Feldvor hang zu erzeugen, der so wirkt, daß der Entwickler T in dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b geladen wird, wo durch dieser zur Entwicklerwalze 12 transportiert wird.

Ausführungsform 2

Bei einer Entwicklereinrichtung D3 gemäß einer zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und wie in der Fig. 4 dargestellt, ist auf ähnliche Art und Weise, wie bei der Entwicklereinrichtung D1 für die erste Ausführungsform die Entwicklerwalze 12 innerhalb einem die Walze aufnehmenden Abschnitt 11a des Gerätehauptteils 11 aufgenommen, während eine Einrichtung 30d zum Erzeugen des elektrischen Feldvor hanges in dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b des Gerätehauptteils 11 mit Ausnahme des die Walze aufnehmenden Abschnittes 11a angeordnet ist.

Bei der vorstehenden Ausführungsform sind die Leiterdrähte 31 für die Einrichtung 30D zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges jeweils an der Oberfläche mit einem elek trisch isolierenden Film 31a aus Email oder dgl. und wie in der Fig. 5 dargestellt, bedeckt, und diese Leiterdrähte 31 sind in drei Phasen gewickelt, um innerhalb des den Ent wickler aufnehmenden Abschnittes 11b angeordnet zu sein, in dem der Entwickler T aufgenommen ist, wobei die entspre chenden Leiterdrähte 31 an eine Wechselspannungsquelle 32 in Sternschaltung angeschlossen sind.

Somit werden jeweils Wechselspannungen, die um 2/3π Phase abweichen, an die Leiterdrähte 31 von der Dreiphasen-Wech selspannungsquelle 32 angelegt, wobei ungleichförmige Wech selfeld-Reihe mit fortschreitender Welle innerhalb des Ent wickler aufnehmenden Abschnittes 11b erzeugt wird und durch die Wirkung dieses elektrischen Feldvorhanges wird das im Abschnitt 11b aufgenommene Entwicklermaterial T elektrisch geladen und zu dem die Entwicklerwalze 12 aufnehmenden Ab schnitt 11a transportiert, damit der Entwickler dieser Walze 12 zugeführt wird.

Bei dieser Entwicklereinrichtung D3 wie vorstehend be schrieben, wird ein unerwünschtes Verbleiben oder Stauen von Entwickler T, der zur Entwicklerwalze 12 mittels der Wirkung des elektrischen Feldvorhanges transportiert werden soll, verringert, wenn die Anordnung so ausgebildet ist, daß die Wirkung des elektrischen Feldvorhanges schwächer wird, wenn die Entwicklerwalze 12 nähergerückt ist, indem die jeweiligen Leiterdrähte 31 von einer engen Wicklung bis zu einer rauhen Wicklung in Richtung auf die Seite der Ent wicklerwalze 12 zu gewickelt sind, oder indem die Leiter drähte 31 in mehrfachen Schichten an einer Position gewic kelt sind, die zur Entwicklerwalze 12 einen Abstand hat und an einer Position in der Nähe dieser Entwicklerwalze 12 nur in einer einzigen Schicht gewickelt sind.

Um darüber hinaus weiterhin das Stauen von Entwickler T zu verringern, der zur Entwicklerwalze 12 wie vorstehend be schrieben transportiert werden soll, kann eine solche An ordnung getroffen werden, wie sie bei der modifizierten Entwicklereinrichtung D3B in Fig. 6 dargestellt ist, daß ein schwingendes Bauteil 16 aus einem piezoelektrischen Element vom bimorphen, unimorphen oder monomorphen Typ oder dgl. in dem flaschenhalsförmigen Teil 11d zwischen dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b und dem die Walze aufnehmenden Abschnitt 11a angeordnet ist, und in dem das vibrierende Bauteil 16 von einer Stromquelle 16a eine Span nung angelegt wird, um dieses vibrierende Bauteil 16 zum Schwingen zu bringen, so daß das Stauen von Entwickler T verringert wird.

Ausführungsform 3

In einer Entwicklereinrichtung D4 gemäß einer dritten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und wie in der Fig. 7 dargestellt, ist die Entwicklerwalze 12 ebenfalls inner halb des die Walze aufnehmenden Abschnittes 11a des Gerä tehauptteils 11 aufgenommen, während eine Einrichtung 30E zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges in dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b des Gerätehauptteils 11 mit Ausnahme des die Walze aufnehmenden Abschnittes 11a angeordnet ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung 30E zum Erzeu gen des elektrischen Feldvorhanges sind Leiterdrähte 31 in zwei Phasen gewickelt, und innerhalb eines Wandmaterials für den den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b aufgenom men, wobei die jeweiligen Windungen der Leiterdrähte 31 an Wechselspannungsquellen 32a angeschlossen sind.

Somit werden Wechselspannungen, die um π/2 in ihrer Phase abweichen, jeweils an die Leiterdrähte 31 von den jeweili gen Wechselspannungsquellen 32a angelegt, wobei eine un gleichförmige Wechselfeld-Reihe mit fortschreitender Welle innerhalb des den Entwickler aufnehmenden Abschnittes 11b erzeugt wird, und durch die Wirkung dieses elektrischen Feldvorhanges wird der Entwickler T innerhalb des Abschnit tes 11b für den Transport elektrisch geladen.

Darüber hinaus ist in der vorstehend beschriebenen Entwick lereinrichtung D4 eine andere Einrichtung 30E′ zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges in einem engen Teil 11d zwi schen dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b und dem die Entwicklerwalze 12 aufnehmenden Abschnitt angeordnet und die Wicklungen der Leiterdrähte 31 sind innerhalb des Wandmaterials dieses engen Teils 11d vorgesehen, wobei die Leiterdrähte 31 mit der Wechselspannungsquelle 32c verbun den sind.

Somit wird die Wechselspannung, die an diese Leiterdrähte 31 von der Spannungsquelle 32c angelegt wird, um einen elektrischen Feldvorhang zu erzeugen, sich so auswirken, daß der Entwickler T, der in dem Abschnitt 11b enthalten ist, durch den Spalt dieses engen Teils 11d, der bei der vorliegenden Ausführungsform auf 1,5 mm eingestellt ist, zur Entwicklerwalze 12 transportiert wird.

Ausführungsform 4

In einer Entwicklereinrichtung D5 gemäß einer vierten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und wie in der Fig. 8 dargestellt, ist der Gerätehauptteil 11 ebenfalls in den die Walze aufnehmenden Abschnitt 11a, in den die Entwick lerwalze 12 aufgenommen ist, und den, den Entwickler auf nehmenden Abschnitt 11b, indem eine Rühreinrichtung 17 zum Umrühren des Entwicklers T durch Drehen angeordnet ist, un terteilt, wobei die Rühreinrichtung 17 mit einer Einrich tung 30F zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges ver sehen ist.

Um hierbei die Vorhangeinrichtung 30F in der Rühreinrich tung 17 vorzusehen, sind Leiterdrähte 31 in drei Phasen ge wickelt, während die entsprechenden Windungen der Leiter drähte 31 mit der Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 32 in Sternschaltung verbunden sind.

Somit werden bei Drehen der Rühreinrichtung 17 die Dreipha sen-Wechselspannungen jeweils um 2/3π in der Phase abwei chen und an die entsprechenden Leiterdrähte 31, die in der Rühreinrichtung 17 vorgesehen sind, über die Dreiphasen- Wechselspannungsquelle 32 angelegt, so daß ein elektrischer Feldvorhang erzeugt wird, wobei durch die Drehung der Rühr einrichtung 17 und den so erzeugten elektrischen Feldvor hang das Entwicklermaterial, welches in diesem Abschnitt 11b enthalten ist, elektrisch geladen wird, um zu dem die Walze aufnehmenden Abschnitt 11a transportiert zu werden und damit der Entwickler 13 der Entwicklerwalze 12 zuge führt wird.

Bei Versuchsbeispielen 1 bis 3 wurde unter Anwendung der Entwicklereinrichtungen gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 3 die Ladungsmenge des Entwicklers T, der auf die jeweilige Entwicklerwalze 12 zugeführt war, gemessen und es ergaben sich die folgenden Ergebnisse.

Versuchsbeispiel 1

Bei Verwendung der Entwicklereinrichtung D1 gemäß Fig. 1 für die erste Ausführungsform wie vorstehend beschrieben, wurden von der Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 32 an die jeweiligen Leiterdrähte 31, die in dem Wandmaterial des den Entwickler aufnehmenden Abschnittes 11b jeweils phasenver schobene Wechselspannungen angelegt, die eine Frequenz von 300 Hz und eine Spitzenwertspannung von Vp-p von 1,1 kV hat ten, um die Wirkung des elektrischen Feldvorhanges zu ver ursachen, und dadurch den Entwickler T, der in dem Ab schnitt 11b aufgenommen ist, auf die Entwicklerwalze 12 zu leiten.

Hierbei wurden für den Entwickler T100 Gewichtsteile Sty rol-Acryl-Copolymer (Weichpunkt 132°C, Glasübergangspunkt 60°C), 5 Gewichtsteile Ruß (MA#8, Handelsname von Mitsubishi Chemical Industries Ltd., Japan) und 3 Gewichts teile Nigrosin-Farbstoff (Bontoron N-01, Handelsname der Firma Oriental Chemical Co., Ltd., Japan) ausreichend in einer Kugelmühle vermischt und auf drei Walzen, die auf 140°C erhitzt waren, verknetet, und nachdem das Gemisch ab gekühlt war, wurde es mittels einer Federmühle grob ge körnt, um durch eine Jetmühle weiter pulverisiert zu werden und dann durch ein Gebläse klassifiziert zu werden, um po sitiv geladenen Toner mit einem mittleren Teilchendurchmes ser von 13 µm für die Verwendung als Entwickler zu erhal ten.

Versuchsbeispiel 2

Bei dem Versuchsbeispiel 2 wurde die Entwicklereinrichtung D3 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er findung und wie vorstehend beschrieben verwendet.

Bei dem Versuch wurden Wechselspannungen, die jeweils in Phase verschoben waren, mit einer Frequenz von 300 Hz und einer Spitzenspannung Vp-p von 900 V von einer dreiphasigen Wechselspannungsquelle 32 an die jeweiligen Leiterdrähte 31 angelegt, die in dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b vorgesehen sind, um die Wirkung des elektrischen Feld vorhanges zu erzeugen, wodurch der Entwickler T, der in dem Abschnitt 11b aufgenommen ist, auf die Entwicklerwalze 12 geleitet wird.

Bei diesem Beispiel wurden für den Entwickler T 100 Ge wichtsteile Polyesterharz (Weichpunkt 130°C, Glasübergangs punkt 60°C, AV 25, OHV 38), 5 Gewichtsteile Ruß und 3 Ge wichtsteile Farbstoff (Spironschwarz TRH, Handelsname der Firma Hodogaya Chemical Co., Ltd.) in einer Kugelmühle aus reichend vermischt und auf drei, auf 140°C aufgeheizten Wal zen verknetet und nach dem Abkühlen wurde das Gemisch durch die Verwendung einer Federmühle grob gekörnt und weiter in einer Jetmühle pulverisiert und durch ein Gebläse klassifi ziert, um negativ ladenden Toner mit einem mittleren Teil chendurchmesser von 13 µm zur Verwendung als Entwicklerma terial zu erhalten.

Versuchsbeispiel 3

Unter Verwendung der Entwicklereinrichtung D4 gemäß Fig. 7 gemäß der dritten Ausführungsform wie vorstehend beschrie ben, wurden von der Phasenwechselspannungsquelle 32a Wech selspannungen, die jeweils um π/2 zueinander phasenverscho ben waren, mit einer Frequenz von 800 Hz und einem Spitzen spannungswert von Vp-p bei 1,5 kV und die jeweiligen Lei terdrähte 31 angelegt, die innerhalb des Wandmaterials des den Entwickler aufnehmenden Abschnittes 11b angeordnet sind, während außerdem von der Wechselspannungsquelle 32c an den Leiterdraht 31 in dem verengten Teil 11d zwischen den Abschnitten 11b und 11a eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 1 kHz und einem Spitzenspannungswert von Vp-p von 250 V angelegt wurde, wodurch der in dem Abschnitt 11b enthaltene Entwickler durch den Spalt am verengten Teil 11d zu der Entwicklerwalze 12 geleitet wurde.

Als Toner T wurde ein Toner mit negativen Ladeeigenschaf ten ähnlich dem bei dem vorstehenden Beispiel 2 verwendeten Toner verwendet.

Um mit den Ergebnissen der vorstehend beschriebenen Ver suchsbeispiele 1 bis 3 vergleichen zu können, wurden La dungsmengen des Toners, der der Entwicklerwalze 12 zuge führt wurde, durch die Verwendung der Entwicklereinrichtun gen DA und DB gemäß der Fig. 9 und 10, gemessen.

Vergleichsbeispiel 1

Bei der Entwicklungseinrichtung DA, die für das Ver gleichsbeispiel 1 verwendet wurde und wie in der Fig. 9 dargestellt, ist der Entwickler T in einem Entwicklerbehäl ter 3 aufgenommen und durch eine Rühreinrichtung 4 ver rührt, um zur Entwicklerwalze 12 geleitet zu werden, wobei das so der Entwicklerwalze 12 zugeführte Entwicklermaterial T auf die Oberfläche der Entwicklerwalze 12 mittels einer Klinge 5 gedrückt wird, die an dem Gerätegehäuse an einer Position oberhalb der Entwicklerwalze 12 angeordnet ist, um mit der Oberfläche dieser Walze 12 in Andrückkontakt zu stehen, und so die Menge des auf die Entwicklerwalze gelan genden Entwicklers zu begrenzen und außerdem den Entwickler T durch Kontakt elektrisch zu laden.

Bei dem Vergleichsbeispiel 1 wie vorstehend beschrieben, wurde Toner mit positiven Ladungseigenschaften ähnlich dem bei dem Versuchsbeispiel 1 verwendeten Toner als Entwickler T verwendet.

Vergleichsbeispiel 2

Die Entwicklereinrichtung DB ist im wesentlichen ähnlich wie die Entwicklereinrichtung DA, die bei dem vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, ausge bildet, und hat jedoch innerhalb ihrer Entwicklerwalze 12 eine Magnetwalze 6, wie dies aus der Fig. 10 zu ersehen ist.

Als Entwicklermaterial T wurde ein Zweikomponentenentwick ler mit Trägerteilchen Tb und Tonerteilchen Ta verwendet.

Mit Bezug auf die Versuchsbeispiele 1 bis 3 und die Ver gleichsbeispiele 1 und 2 wurden Ladungsmengen des Toners, der auf die jeweiligen Entwicklerwalzen 12 geleitet worden war, nach 20 Sekunden, 1 Minute, 30 Minuten und 2 Stunden gemessen.

Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der folgenden Ta belle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Wie aus den vorstehenden Ergebnissen zu ersehen ist, zeigt die Anordnung der entsprechenden Versuchsbeispiele 1 bis 3, bei denen die Entwicklereinrichtungen gemäß der Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, eine schnelle Erhöhung der Anstiegsgeschwindigkeit der La dung des Toners, verglichen mit dem Anstieg der Ver gleichsbeispiele 1 und 2, wobei die Ladungsmengen dann, verglichen mit denen bei den Vergleichsbeispielen in einem sauberen Bereich stabilisiert wurden.

Wie bisher beschrieben, wird bei dem Entwicklungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung es möglich, den Entwickler schnell und gleichmäßig mit einer genauen Ladungsmenge zu laden, um diesen zur Entwicklerwalze zu transportieren, da die Anordnung so getroffen ist, daß durch die Wirkung der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges mit zwei oder mehr Phasen, die durch das Wickeln von Leiter drähten gebildet ist, das Entwicklermaterial geladen wird, um zur Entwicklerwalze transportiert zu werden.

Daraus folgt, daß wenn die Entwicklereinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, nicht nur die Ansprechcharakteristiken verbessert sind, sondern auch die Probleme bei herkömmlichen Anordnungen, wie Fleckenbildung auf den Bildern und Verstreuen von Toner etc. beseitigt sind, so daß zufriedenstellende Bilder erhalten werden.

Ausführungsform 5

Bei einer Entwicklereinrichtung D7 gemäß einer fünften Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und wie in der Fig. 11 dargestellt, ist innerhalb des den Entwickler aufnehmen den Abschnittes 11b, in dem der Entwickler T enthalten ist, an einem rückwärtigen Teil gegenüber der Entwicklerwalze 12 eine Coronaladeeinrichtung 41 vorgesehen, deren Randteil 41a gitterförmig als Ladeeinrichtung 40H ausgebildet ist, wobei diese Coronaladeeinrichtung 41 mit einer Ladespannung von einer Lade-Stromquelle 42 beaufschlagt wird. Die Polari tät der Ladespannung, die von der Lade-Stromquelle 42 an die Coronaladeeinrichtung 41 angelegt wird, ist so ausge bildet, daß sie der Ladepolarität des Entwicklers T ent spricht, der in dem, den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b enthalten ist, und es wird für den Fall, daß der Ent wickler T positiv geladen ist, eine positive Spannung ange legt, während für den Fall, daß der Entwickler T negativ geladen ist, eine negative Spannung angelegt wird.

Im folgenden wird der Fall beschrieben, bei dem auf einem Aufzeichnungspapier P ein Bild erzeugt wird, in dem der Entwickler T zur Oberfläche 20a einer Fotoaufnehmertrommel 20 mittels einer Entwicklereinrichtung D7 in einem Kopier gerät zugeführt wird, welches eine derartige Entwicklerein richtung gemäß der Fig. 11 und 12 verwendet.

Als erstes wird beim Einschalten der Stromquelle des Ko piergerätes die Ladespannung von der Lade-Stromquelle 42 an die Coronaladeeinrichtung 41 für eine vorbestimmte Zeit dauer angelegt, um den Entwickler T im Abschnitt 11b mit tels der Coronaladeeinrichtung 41 zu laden, während jeweils phasenverschobene Wechselspannungen an die entprechenden Wicklungen 31 mittels der Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 32 angelegt werden um die Wirkung des elektrischen Feld vorhanges zu verursachen, wodurch der Entwickler T, der in dem den Enwickler aufnehmenden Abschnitt 11b enthalten ist, vorläufig geladen und umgerührt wird.

Dann wird gleichzeitig mit dem Einschalten des Druck-Start- Schalters von der Lade-Stromquelle 42 nochmal eine Lade spannung an die Coronaladeeinrichtung 41 für eine vorbe stimmte Zeitdauer angelegt, um den Entwickler T im Ab schnitt 11b durch die Coronaladeeinrichtung 41 zu laden, während von der Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 32 je weils phasenverschobene Wechselspannungen über die Lei tungsdrähte W an die jeweiligen Wicklungen 31 angelegt wer den, um durch die Einrichtung 30H den elektrischen Feldvor hang zu erzeugen.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung, bei dem der durch die vorstehend beschriebene Coronaladeeinrichtung 41 geladene Entwickler T als ein Trigger wirkt, wird der Ent wickler T schnell und gleichmäßig durch die vorstehend be schriebene Einrichtung 30H zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges geladen, um sukzessive zur Entwicklerwalze 12 geleitet zu werden.

Hierbei ist anzumerken, daß selbst wenn der Kopiervorgang auf die vorstehend beschriebene Art und Weise beendet ist und der Druckstartschalter ausgeschaltet ist, daß die Coro naladeeinrichtung 41 und die Einrichtung 30H zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges vorzugsweise für eine ge wisse Zeit weiterhin betätigt werden, um den Entwickler T in dem Abschnitt 11b gleichmäßig zu laden und umzurühren, während bei Ausschalten der Stromquelle des Kopiergerätes die Coronaladeeinrichtung 41 und die Einrichtung 30H zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges auf ähnliche Art und Weise für eine gewisse Zeitspanne betätigt werden soll ten, um den Entwickler innerhalb des Abschnittes 11b gleichmäßig zu laden und umzurühren.

Da die sonstige Konstruktion und Funktionsweise der Ent wicklereinrichtung D7 im allgemeinen ähnlich wie bei der Entwicklereinrichtung D1 gemäß der ersten Ausführungsform und wie in der Fig. 1 dargestellt ist, wird auf eine de taillierte Beschreibung derselben der Kürze halber verzich tet, da gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Ausführungsform 6

Eine Entwicklereinrichtung D8 gemäß einer sechsten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung und wie in der Fig. 13 dargestellt, hat im allgemeinen eine ähnliche Konstruktion wie die Entwicklereinrichtung D7 gemäß der fünften Ausfüh rungsform und hat eine Einrichtung 30I zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges in dem, den Entwickler aufneh menden Abschnitt 11b und eine Ladeeinrichtung 40I, die ge genüber der Entwicklerwalze 12 innerhalb des Abschnittes 11b aufgenommen ist, um den Entwickler T im Abschnitt 11b zu laden.

In der Entwicklereinrichtung D8 gemäß der achten Ausfüh rungsform wird als Ladeeinrichtung 40I eine leitfähige Bür ste 44 gedreht und berührt dabei ein Kontaktelement 43 wie beispielsweise eine Gummistange, einen Draht oder dgl., der innerhalb des Abschnittes 11b angeordnet ist, während von einer Vorspannungsquelle 42 an die leitfähige Bürste 44 eine Vorspannung angelegt wird, um zwischen der leitfähigen Bür ste 44 und dem Kontaktelement 43 eine elektrische Entladung zu erzeugen, um so den Entwickler 13 in dem Abschnitt 11b zu laden.

Die Polarität der Vorspannung, die von der Vorspannungs quelle 42 an die leitfähige Bürste 44 angelegt wird, ent spricht der Ladepolarität des Entwicklers T im Abschnitt 11b und für den Fall, daß der Entwickler positiv geladen ist, wird eine positive Spannung angelegt, während für den Fall, daß der Entwickler T negativ geladen ist, eine nega tive Spannung angelegt wird.

Anzumerken ist, daß die leitfähige Bürste 44, die wie vor stehend beschrieben in der vorstehenden Anordnung verwendet wird, durch eine Bürste ersetzt werden kann, die aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, wobei vorzugs weise ein Material verwendet werden sollte, welches in der Ladungsreihe hochsteht, wie beispielsweise Teflon, Glasfa ser oder dgl.

Da die andere Konstruktion und Funktionsweise der Entwick lereinrichtung D8 im allgemeinen ähnlich wie bei der vor stehend beschriebenen Einrichtung D7 ist, wird auf eine de taillierte Beschreibung der Kürze halber verzichtet, zumal die gleichen Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Ausführungsform 7

Eine Entwicklereinrichtung D9 gemäß einer siebten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 14 dargestellt und hat ebenfalls eine Konstruktion, die im allgemeinen ähnlich wie die der Entwicklereinrichtungen D7 und D8 ist, und hat eine Einrichtung 30J zum Erzeugen eines elektri schen Feldvorhanges, die in dem den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b angeordnet ist, und eine Ladeeinrichtung 40J, die an einer Position gegenüber der Entwicklerwalze 12 in nerhalb des Abschnittes 11b angeordnet ist, um das Entwick lermaterial T im Abschnitt 11b zu laden.

In der Entwicklereinrichtung D9 gemäß der siebenten Ausfüh rungsform ist als Ladeeinrichtung 40J eine leitfähige Gum miwalze 46 mit sehr kleinen konkaven und konvexen Teilen oder Rippen an ihrer Umfangsfläche vorgesehen und dreht, und berührt dabei eine Metallplatte 47 aus Aluminium, SUS, Eisen, Gold, Chrom, Nickel, Kupfer oder dgl. wobei an die Walze 46 von einer Vorspannungsquelle 42 eine Vorspannung angelegt wird, um zwischen der Walze 46 und der Metall platte 47 eine elektrische Ladung zu erzeugen, um dabei den Entwickler T im Abschnitt 11b zu laden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird ein Zweikomponenten-Entwickler mit Trägerteilchen Tb und Toner teilchen Ta als Entwickler T verwendet, wobei in der Ent wicklerwalze 12 eine Magnetwalze 12a eingebaut ist.

Die Polarität der Vorspannung, die von der Vorspannungs quelle 42 an die leitfähige Gummiwalze 46 angelegt wird, ist so gewählt, daß sie der Ladepolarität der Tonerteilchen Ta entspricht, die in dem den Entwickler aufnehmenden Ab schnitt 11b enthalten sind, und für den Fall, daß der Toner Ta positiv geladen ist, wird eine positive Ladung angelegt, während für den Fall, daß der Toner Ta negativ geladen ist, eine negative Ladung angelegt wird.

Da die sonstige Konstruktion und Funktionsweise der Ent wicklereinrichtung D9 im allgemeinen ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Entwicklereinrichtungen D7 und D8 ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung derselben der Kürze halber verzichtet, zumal die gleichen Teile mit glei chen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Ausführungsform 8

Eine Entwicklereinrichtung D10 gemäß einer achten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 15 dargestellt und hat im allgemeinen eine ähnliche Konstruk tion wie die Entwicklereinrichtungen D7 bis D9 und hat eine Einrichtung 30K zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhan ges, die in dem, den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b angeordnet ist, und eine Ladeeinrichtung 40K, die gegenüber der Entwicklerwalze 12 innerhalb des Abschnittes 11b aufge nommen ist, um den Entwickler T im Abschnitt 11b zu laden.

In der Entwicklereinrichtung D10 gemäß der achten Ausfüh rungsform ist als Ladeeinrichtung 40K eine Elektronen strahlröhre E im Abschnitt 11b angeordnet, um den Entwick ler T im Abschnitt 11b mit Elektronen zu beaufschlagen, wo bei als Entwickler T ein Entwicklermaterial verwendet wird, welches die Eigenschaft hat, daß es negativ geladen wird.

Da die sonstige Konstruktion und Funktionsweise der Ent wicklereinrichtung D10 im allgemeinen ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Entwicklereinrichtungen D7 bis D9 ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung derselben der Kürze halber verzichtet, zumal die gleichen Teile mit glei chen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Im folgenden werden unter Verwendung der Entwicklereinrich tungen D7 bis D9 Versuchsbeispiele 5 bis 7 beschrieben, wo bei die Ladungsmengen des Entwicklers T, die den jeweiligen Entwicklerwalzen 12 zugeführt worden sind, gemessen worden sind, was die folgenden Ergebnisse brachte.

Versuchsbeispiel 4

Unter Verwendung der Entwicklereinrichtung D7 gemäß Fig. 11 und der fünften Ausführungsform wurde von einer Lade-Strom quelle 42 an die Coronaladeeinrichtung 41, die in dem, den Entwickler aufnehmenden Abschnitt 11b vorgesehen ist, eine Gleichspannung von 5 kV angelegt, um eine elektrische Ent ladung zu erzeugen, während von der Dreiphasen-Wechselspan nungsquelle 32 an die jeweiligen Leiterdrähte 31, die in nerhalb des Wandmaterials des Abschnittes 11b vorgesehen sind, jeweils phasenverschobene Wechselspannungen mit einer Frequenz von 300 Hz und einer Spitzenspannung Vp-p bei 900 V angelegt wurden, um den elektrischen Feldvorhang zu er zeugen.

Als Entwicklermaterial T wurden 100 Gewichtsteile Styrol- Acryl-Copolymer (Weichpunkt 132°C, Glasübergangspunkt 60°C), 5 Gewichtsteile Ruß und 3 Gewichtsteile Nigrosin- Farbstoff (Bontron N-01, wie bereits vorstehend genannt) durch eine Kugelmühle ausreichend vermischt, um dann auf drei Walzen, die auf 140°C erhitzt waren, geknetet zu wer den, und nach dem Abkühlen wurde das Gemisch mit einer Fe dermühle grob gekörnt, um dann weiterhin in einer Jetmühle pulverisiert zu werden, und durch ein Gebläse klassifiziert zu werden, um positiv ladende Tonerteilchen mit einem mitt leren Teilchendurchmesser von 11,5 µm zur Verwendung als Entwickler zu erhalten.

Versuchsbeispiel 5

Bei diesem Versuchsbeispiel 5 wurde die Entwicklereinrich tung D8 gemäß der sechsten Ausführungsform und wie in der Fig. 13 dargestellt verwendet.

Die leitfähige Bürste 44, die drehbar innerhalb des den Entwickler aufnehmenden Abschnittes 11b vorgesehen ist, wird mit 80 Umdrehungen pro Minute gedreht, und mit einer Gleichspannung von 500 V beaufschlagt, die von einer Gleichspannungsquelle 42 spannt, um zwischen der leitfähi gen Bürste 44 und dem Kontaktelement 43 eine elektrische Entladung zu bewirken, während auf ähnliche Art und Weise wie beim Versuchsbeispiel 5 von der Dreiphasen-Wechselspan nungsquelle 32 jeweils phasenverschobene Wechselspannungen mit einer Frequenz von 800 Hz und einer Spitzenspannung Vp- p von 700 V an die jeweiligen Leiterdrähte 31 angelegt wur den, die innerhalb des Wandmaterials des Abschnittes 11b aufgenommen sind, um den elektrischen Feldvorhang zu erzeu gen.

Für den Entwickler T wurden 100 Gewichtsteile Polyesterharz (Weichpunkt 130°C, Glasübergangspunkt 60°C, AV 25, OHV 38), 5 Gewichtsteile Ruß (MA#8, wie vorstehend bereits genannt) und 8 Gewichtsteile Farbstoff (Spironschwarz TRH, wie be reits beschrieben) ausreichend in einer Kugelmühle ver mischt, um dann auf drei, auf 140°C aufgeheizten Walzen ver knetet zu werden, und nach dem Abkühlen wird das Gemisch durch eine Federmühle grob gekörnt und dann in einer Jet mühle weiter pulverisiert, und mittels eines Gebläses klas sifiziert, um negativ ladende Tonerteilchen mit einem mitt leren Teilchendurchmesser von 12 µm zur Verwendung als Ent wickler zu erhalten.

Versuchsbeispiel 6

Bei dem Versuchsbeispiel 6 wurde die Entwicklereinrichtung D9 gemäß der siebenten Ausführungsform und anhand der Fig. 14 beschrieben, verwendet.

Bei dem Versuch wurde von einer Vorspannungsquelle 42 eine Gleichspannung von 500 V an die leitfähige Gummiwalze 46 angelegt, die innerhalb des, den Entwickler aufnehmenden Abschnittes 11b drehbar gelagert ist, und dabei die Metall platte 47 kontaktiert, um zwischen der leitfähigen Gummi walze 46 und der Metallplatte 47 eine elektrische Entladung zu erzeugen, wobei auf ähnliche Art und Weise, wie bei den vorstehend beschriebenen Versuchsbeispielen von der Drei phasen-Wechselspannungsquelle 32 jeweils phasenverschobene Wechselspannungen mit einer Frequenz von 500 Hz und einer Spitzenspannung Vp-p von 1,1 kV an die jeweiligen Leiter drähte 31 über Zuführungsleiter W angelegt wurde, um den elektrischen Feldvorhang zu erzeugen.

Als Entwicklermaterial T wurde ein Zweikomponentenentwick ler mit Tonerteilchen Ta und Trägerteilchen Tb verwendet.

Als Toner Ta wurde Toner mit positiven Ladeeigenschaften ähnlich wie der bei dem vorstehend beschriebenen Ver suchsbeispiel 4 verwendete Toner verwendet, während als Trägerteilchen Tb magnetische Trägerteilchen verwendet wur den, die durch ausreichendes Mischen und Mahlen in einer Henschel-Mischeinrichtung von 100 Gewichtsteilen Polyester harz (Weichpunkt 123°C, Glasübergangspunkt 65°C, AV 23, OHV 40) 500 Gewichtsteilen anorganisches magnetisches Pulver (EPT-1000, wie bereits genannt) und 2 Gewichtsteilen Ruß (MA#8, wie bereits genannt) hergestellt wurden, wobei die ses Gemisch dann durch einen Extruder, dessen Zylinderteil auf eine Temperatur von 180°C und dessen Zylinderkopf auf eine Temperatur von 170°C eingestellt wurden, geschmolzen und verknetet wurde, und das Gemisch nach dem Abkühlen in einer Jetmühle pulverisiert wurde und dann durch Verwendung einer Klassifiziereinrichtung die feinen Teilchen klassifi ziert wurden, um magnetische Trägerteilchen mit einem mitt leren Teilchendurchmesser von 55 µm zu erhalten.

Um mit den Ergebnissen der vorstehend beschriebenen Ver suchsbeispiele 4 bis 5 einen Vergleich anstellen zu können, wurden die Ladungsmengen des Toners, der auf die Entwick lerwalze 12 unter Verwendung der Entwicklereinrichtungen DC und DD gemäß der Fig. 16 und 17 als Vergleichsbeispiele 3 und 4 zugeführt wurde, gemessen.

Vergleichsbeispiel 3

Bei der Entwicklereinrichtung DC, die für das Ver gleichsbeispiel 3 verwendet wird, und die wie in der Fig. 16 ausgebildet ist, ist das Entwicklermaterial T in einem Entwicklerbehälter 3 aufgenommen und wird durch eine Rühr einrichtung 4 umgerührt, um der Entwicklerwalze 12 zuge führt zu werden, wobei das sowohl der Entwicklerwalze 12 zugeführte Entwicklermaterial T auf die Oberfläche der Ent wicklerwalze 12 mittels einer Klinge 5 gedrückt wird, um dabei elektrisch geladen zu werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel 3 wird ein Toner mit positiven Ladeeigenschaften ähnlich wie bei dem Versuchsbeispiel 4, wie bereits vorstehend beschrieben, als Entwickler T verwendet.

Vergleichsbeispiel 4

Die bei dem Vergleichsbeispiel 4 verwendete Entwicklerein richtung DD ist im wesentlichen ähnlich wie die Entwickler einrichtung DC, die bei dem Vergleichsbeispiel 3 verwendet wird, und hat jedoch eine Magnetwalze 6, die innerhalb der Entwicklerwalze 12 angeordnet ist, wie dies aus der Fig. 17 zu ersehen ist, wobei ein Zweikomponenten-Entwickler T mit Tonerteilchen Ta und Trägerteilchen Tb verwendet wurde.

Als Entwickler T wurde ein Entwickler ähnlich wie der beim Versuchsbeispiel 6 verwendete Entwickler verwendet.

Bezogen auf die Versuchsbeispiele 4 bis 6 und die Ver gleichsbeispiele 3 und 4 wurden die Ladungsmengen des To ners, der auf die jeweiligen Entwicklerwalzen zugeführt wurde, nach 16 Sekunden, 1 Minute, 30 Minuten und 2 Stunden jeweils gemessen und gleichzeitig wurde mit Bezug auf die Bilder, die mittels dieser Entwicklereinrichtungen herge stellt wurden, eine Wertung durchgeführt.

Die Ergebnisse der vorstehenden Messungen für die Tonerla demengen sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Bezüglich der so erzeugten Bilder, jeweils bei den Ver suchsbeispielen 4 bis 6 unter Verwendung der Entwicklerein richtungen D7 bis D9 gemäß der Ausführungsformen, waren diese ausgezeichnet, ohne daß eine Tonerverstreuung oder Fleckenbildung etc. aufgetreten ist, während das Bild bei dem Vergleichsbeispiel 3 eine Anhäufung von Toner zusammen mit Fleckenbildung infolge von Tonerzerstreuung zeigte, während bei dem Bild beim Vergleichsbeispiel 4 eine Flec kenbildung am Hintergrund festgestellt werden konnte.

Wie aus den vorstehenden Ergebnissen zu ersehen ist, sind die Anordnungen bei den jeweiligen Versuchsbeispielen 4 bis 6, bei denen Entwicklereinrichtungen gemäß der Ausführungs formen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet worden sind, so, daß eine schnelle Erhöhung der Anstiegsgeschwin digkeit der Ladung des Toners festzustellen ist, verglichen mit den Ergebnissen bei den Vergleichsbeispielen 3 und 4, wobei, verglichen mit den Ergebnissen bei den Ver gleichsbeispielen, die Ladungsmengen dann in einem sauberen Bereich stabilisiert sind, so daß zufriedenstellende Bilder erhalten werden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, wird bei der Entwicklereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung das Entwicklermaterial, welches durch die Ladeeinrich tung geladen ist, als ein Trigger wirken, und durch die Auswirkung des elektrischen Feldvorhanges, der durch die Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges er zeugt worden ist, wird das Entwicklermaterial schnell und gleichmäßig bis zu einer sauberen Ladungsmenge aufgeladen, da die Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvor hanges mit zwei oder mehr Phasen zusammen mit der Ladeein richtung, die innerhalb dieser Vorhangeinrichtung angeord net ist, vorgesehen ist.

Hieraus resultiert, daß wenn die Entwicklereinrichtung ge mäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nicht nur die Ansprechcharakteristik der Entwicklereinrichtung ver bessert wird, sondern auch das Entwicklermaterial sauber geladen wird, ohne daß die Nachteile der herkömmlichen Ent wicklereinrichtungen, wie Fleckenbildung auf den Bildern, verstreuen von Toner, etc., auftreten, und somit klare und abgegrenzte Bilder erhalten werden können.

Ausführungsform 9

Fig. 18 zeigt eine Einrichtung C17 zum Erzeugen eines elek trischen Feldvorhanges gemäß einer neunten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung, die im allgemeinen eine dünne Isolierschicht 111 aus einem elektrisch isolierendem Material, mehrere Elektroden 112, die innerhalb dieser elektrischen Isolierschicht 111 angeordnet sind, aufweist, wobei die Elektroden 112 abwechselnd in zwei Elektroden gruppen 112a und 112b unterteilt sind, und diese von einer Zweiphasen-Wechselspannungsquelle 113 mit um π/2 phasenver schobenen Wechselspannungen beaufschlagt werden, um die un gleichförmige Wechselfeldreihe zu erzeugen, weiterhin eine Ladungstransportschicht 114 mit einem elektrischen Ladungs transportmaterial entsprechend der Ladungspolarität des Teilchenmaterials wie beispielsweise Toner oder dgl. vorge sehen ist, die auf der dünnen Isolierschicht 111 mit den Elektroden 112 aufgebracht ist, auf der Oberseite dieser La dungstransportschicht 114 eine erste leitfähige Schicht 115 vorgesehen ist, die mit einer Impulsspannung von einer Im pulsstromquelle 116 beaufschlagt werden kann, ähnlich wie die erste leitfähige Schicht 115 eine zweite leitfähige Schicht 117 auf der Unterseite dieser dünnen Isolierschicht 111 angeordnet ist, die an Masse gelegt ist und weiterhin eine weitere Isoliergrundschicht 118 auf der Unterseite der leitfähigen Schicht 117 aufgebracht ist.

Als Materialien zum Erzeugen der ersten und zweiten leitfä higen Schichten 115 und 117 können leitfähige Materialien wie beispielsweise Chrom, Alminium, Gold, Kupfer, Platin, ITO (Indiumzinnoxid), etc. verwendet werden. Zum Erzeugen dieser leitfähigen Schichten 115 und 117 kann ein Verfahren wie Kathodenzerstäubung, Vakuumabscheiden oder dgl. verwen det werden, vom Standpunkt der Bindungsfestigkeit und Dau erhaftigkeit, etc. ist jedoch ein Kathodenzerstäubungsver fahren vorzuziehen.

Bei der Einrichtung C17 zum Erzeugen des elektrischen Feld vorhanges gemäß der vorstehenden Erfindung wird zum Trans ferieren von teilchenförmigem Material, wie beispielsweise Toner oder dgl. und wie in der Fig. 19 dargestellt, von der Impulsvorspannungsquelle 116 an die erste leitfähige Schicht 115 eine Impulsvorspannung angelegt, um zu bewir ken, daß das elektrische Feld auf die Ladungstransport schicht 114 wirkt, während die Zweiphasen-Wechselspannungs quelle 113 eingeschaltet wird, um von den Elektroden 112, die in der dünnen Isolierschicht 111 vorgesehen sind, Trä gerteilchen in die Ladungstransportschicht 114 zu injizie ren, wobei die Trägerteilchen zu der ersten leitfähigen Schicht 115 durch die Ladungstransportschicht 114 geführt werden und weiterhin durch die beiden Elektrodengruppen 112a und 112b eine ungleichförmige elektrische Feldreihe erzeugt wird.

In der Zwischenzeit ist die Zählerladung der Ladung, die von den Elektroden 112, welche in der dünnen Isolierschicht 111 wie vorstehend beschrieben vorgesehen sind, in die La dungstransportschicht 114 injiziert worden sind, so ausge bildet, daß sie über die zweite leitfähige Schicht 117, die unterhalb der dünnen Isolierschicht 111 angeordnet ist, ab geleitet wird.

Wenn somit Teilchen, wie beispielsweise Toner oder dgl. die Oberfläche der ersten leitfähigen Schicht 115 berühren, wird ein derartiges teilchenförmiges Material sofort und stark durch Berührung mit den in die erste leitfähige Schicht 115, wie vorstehend beschrieben, geleiteten Träger teilchen geladen, um als Trigger zu funktionieren und damit durch die Wirkung des elektrischen Feldvorhanges wird das teilchenförmige Material wie beispielsweise Toner oder dgl. schnell und gleichförmig mit einer genauen Ladungsmenge für den Transport aufgeladen.

Hierbei ist anzumerken, daß bei der Einrichtung C17 zum Er zeugen des elektrischen Feldvorhanges gemäß der vorstehen den Ausführungsform, obwohl mehrere Elektroden 112 in der dünnen Isolierschicht 111 vorgesehen und in zwei Elektro dengruppen 112a und 112b unterteilt sind, um entsprechend mit um π/2 phasenverschobenen Wechselspannungen von den Zweiphasen-Wechselspannungsquellen 113 gespeist zu werden, die Anordnung auch so getroffen werden kann, daß sie bei spielsweise wie in der Fig. 20 modifiziert dargestellt ist, daß die Elektroden 113 in drei Elektrodengruppen 112a, 112b und 112c unterteilt sind, die jeweils mit um 2/3π phasen verschobenen Wechselspannungen von der Dreiphasen-Wechsel spannungsquelle 113a in Sternschaltung beaufschlagt werden, wobei eine ungleichförmige elektrische Feldreihe mit fort schreitender Welle erzeugt wird.

Ausführungsform 10

Bei einer Einrichtung C18 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges gemäß einer zehnten Ausführungsform und wie in der Fig. 21 dargestellt, ist diese so modifiziert, daß die erste leitfähige Schicht 115, die als auf der Ober seite der Ladungstransportschicht 114 aufgebracht beschrie ben worden ist, oberhalb der Ladungstransportschicht mit Abstand zu dieser angeordnet ist, wodurch das teilchenför mige Material wie beispielsweise der Toner oder dgl. zwi schen der ersten leitfähigen Schicht 115 und der Ladungs transportschicht 114 zum Transport geladen wird.

Da der übrige Aufbau der Vorhangeinrichtung C18 genau der selbe wie bei der Vorhangeinrichtung C17 wie vorstehend be schrieben ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung des selben der Kürze halber verzichtet.

Ausführungsform 11

Bei einer Einrichtung C19 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges gemäß der vorliegenden Ausführungsform und wie in der Fig. 22 dargestellt, ist dieser so modifiziert, daß die dünne Isolierschicht 111 weggelassen worden ist, während eine Schicht mit einem hohen elektrischen Wider stand von über 10¹⁰Ω × cm als Ladungstransportschicht 114′ verwendet worden ist, wobei die entsprechenden Elektroden 112 in dieser Ladungstransportschicht 114′ angeordnet sind.

Da der sonstige Aufbau der Vorhangeinrichtung C19 im allge meinen ähnlich wie der bei der Vorhangeinrichtung C17 ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung der Kürze halber verzichtet.

Ausführungsform 12

Bei einer Einrichtung C20 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhangs gemäß dieser Ausführungsform und wie in der Fig. 23 dargestellt, ist die erste leitfähige Schicht 115 an einer Position oberhalb im Abstand zur Ladungstransport schicht 114 vorgesehen, um das teilchenförmige Material wie beispielsweise den Toner oder dgl. zwischen diesen Schich ten 115 und 114 für den Transport auf ähnliche Art und Weise wie bei der Vorhangeinrichtung C18 zu laden, während die Ladungstrans portschicht 114′′ einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand über 10¹⁰Ω × cm hat, wobei die dünne Isolierschicht 111 wie bei der Vorhangeinrichtung C19 gemäß der vorstehend beschriebe nen Ausführungsform weggelassen worden ist, und die ent sprechenden Elektroden 112 in dieser Ladungstransport schicht 114′′ ausgebildet sind.

Ausführungsform 12

In einer Einrichtung C21 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges gemäß einer zwölften Ausführungsform und wie in der Fig. 24 dargestellt, sind mehrere Elektroden 112 in einer dieelektrischen Schicht 121, bestehend aus ei nem elektrisch isolierenden Material angeordnet, wobei ein Teil jeder Elektrode 122 an der Oberseite 121a der dieelek trischen Schicht 121 freiliegt.

Alle zwei Elektroden sind aufeinander folgend mit drei Zu leitungsdrähten 123a, 123b und 123c verbunden, um die Elek troden 122 in drei Gruppen zu unterteilen, während die ent sprechenden Zuleitungsdrähte 123a, 123b und 123c in Stern schaltung mit einer Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 124 verbunden sind.

Darüber hinaus ist auf der Oberseite 121a der dieelektri schen Schicht 121, von der die entsprechenden Elektroden 122 teilweise freigegeben sind, ein piezoelektrisches Ele ment 125 angeordnet, um die Elektroden 122 zu kontaktieren, wobei weiterhin auf dem piezoelektrischen Element 125 eine amorphe Kohlenstoffschicht 126 ausgebildet ist.

Bei der Einrichtung C21 zum Erzeugen eines elektrischen Feldvorhanges wie vorstehend beschrieben, wird bei Anlegen der jeweils um 2/3π phasenverschobenen Wechselspannungen an die entsprechenden Elektrodengruppen 122 über die Zulei tungsdrähte 123a, 123b und 123c von der Spannungsquelle 124 eine ungleichförmige Wechselfeld-Reihe mit fortschreitender Welle erzeugt, während das piezoelektrische Element 125, welches auf der dielektrischen Schicht 121 ausgebildet ist, zu schwingen anfängt.

Wenn somit das teilchenförmige Material, wie beispielsweise der Toner oder dgl. die amorphe Kohlenstoffschicht 126 kon taktiert, die auf der Oberfläche dieser elektrischen Feld vorhang-Einrichtung C21 ausgebildet ist, wird das teilchen förmige Material sofort durch den Kontakt stark geladen, da die amorphe Kohlenstoffschicht 126 ein sehr hohes elektri sches Kontaktfeld hat und diese Funktion als Trigger wirkt, wobei das teilchenförmige Material durch die Wirkung des vorstehend genannten ungleichförmigen elektrischen Wechsel feldes mit der fortschreitenden Welle und die Vibration des piezoelektrischen Elementes 125 transportiert wird.

Hierbei ist anzumerken, daß bei der vorstehend beschriebe nen Einrichtung C21 zum Erzeugen eines elektrischen Feld vorhanges, obwohl die Dreiphasen-Wechselspannungsquelle 124 zum Erzeugen des ungleichförmigen elektrischen Feldes mit fortschreitender Welle verwendet wird, die Anordnung auch so getroffen sein kann, daß beispielsweise wie als Modifi kation in der Fig. 25 dargestellt, jede zweite Elektrode 122 aufeinanderfolgend an zwei Zuleitungsdrähte 123a und 123b angeschlossen ist, um die Elektroden in zwei Gruppen zu unterteilen, und diese zwei Drähte 123a und 123b an eine Zweiphasen-Wechselspannungsquelle 124a angeschlossen sind, oder indem nur eine einzige Phasenstromquelle verwendet wird, wobei eine ungleichförmige Wechselfeld-Reihe mit ste hender Welle erzeugt wird.

Im folgenden wird mit Bezug auf einen speziellen Fall be schrieben, bei dem die Einrichtung zum Erzeugen des elek trischen Feldvorhanges, wie vorstehend beschrieben, herge stellt und bei einer Entwicklereinrichtung für ein elektro fotografisches Kopiergerät angewendet werden.

In diesem Fall wird ein Paar kammförmiger Elektroden 122a und 122b aus Kupfer (Fig. 26) auf der Oberfläche 121a einer dielektrischen Schicht 121, die beispielsweise aus Polyimid mit einer Dicke von 0,5 mm hergestellt worden ist, erzeugt, um einander gegenüberzustehen, wobei ein Teil der Elektro den an der Oberfläche 121a dieser dielektrischen Schicht 121 freiliegt. Hierbei ist jede der kammförmigen Elektroden 122a und 122b so ausgebildet, daß sie eine Dicke von 10 µm, eine Leiterbreite von 0,9 mm und einen Abstand zwischen den Elektroden 122a und 122b von 1,5 mm aufweist.

Dann wird auf der Oberseite 121a der dielektrischen Schicht 121, die wie vorstehend beschrieben, mit der kammförmigen Elektrode versehen ist, das piezoelektrische Element 125 mit einer Schichtdicke von 0,5 mm unter Druck und wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 24 gezeigt, aufgebracht und danach wird in einen Spalt zwischen der Oberfläche 121a der dielektrischen Schicht 121 und des piezoelektrischen Ele mentes 125 ein Klebstoff eingeführt, und es wird durch Pressen eine Verbindung geschaffen.

Weiterhin wird auf der so erzeugten Oberfläche mit dem pie zoelektrischen Element 125 eine plasmaorganische Polymer schicht und unter Verwendung einer Plasma-CVD-Baueinheit V, wie in der Fig. 27 dargestellt, sind Rohmaterialien, die bei Zimmertemperatur in der gasförmigen Phase sind und Trä gergas dicht in den ersten bis sechsten Tanks 201 bis 206 aufgenommen und an die entsprechenden Tanks 201 bis 206 sind erste bis sechste Steuerventile 207 bis 212 und erste bis sechste Strömungsgeschwindigkeitsteuereinrichtungen 213 bis 218 vorgesehen.

In den ersten bis dritten Behältern 219 bis 221 sind Rohma terialien, die bei Zimmertemperatur in flüssigem oder fe stem Zustand sind, aufgenommen und um diese Rohmaterialien in diesen Behältern 219 bis 221 zu verdampfen, sind erste bis dritte Temperatursteuereinrichtungen 222 bis 224 ent sprechend der jeweiligen Behälter 219 bis 221 an diesen Be hältern vorgesehen. Darüber hinaus sind an den Behältern 219 bis 221 siebte bis neunte Regelventile 225 bis 227 und siebte bis neunte Strömungsgeschwindigkeitssteuerein richtungen 228 bis 230 angeschlossen.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Gase in einer Mischeinrichtung 231 gemischt werden und dann über eine Hauptleitung 232 in eine Reaktionskammer 233 geleitet wer den. Anzumerken ist, daß für die Leitungen im Verlauf des Leitungswerkes Leitungsheizeinrichtungen 234 vorgesehen sind, um an bestimmten Teilen der Leitungen eine Heizung zu erzeugen, so daß die aus der Verdampfung der Rohmaterialbe standteile resultierenden Gase, die ursprünglich in flüssi gem oder festem Zustand gewesen sind, nicht kondensieren.

Weiterhin sind in der Reaktionskammer 233 ebenfalls Reakti onskammerheizeinrichtungen 251 um diese herum angeordnet, um ein Kondensieren der Gase zu verhindern, die durch das Verdampfen der bei Zimmertemperatur flüssigen oder festen Rohmaterialbestandteile zu verhindern.

In der vorstehend genannten Reaktionskammer 233 ist eine Masseelektrode 235 und eine Strombeaufschlagungselektrode 236 angeordnet, die einander gegenüberstehen, während Elek trodenheizeinrichtungen 237 jeweils an diesen Elektroden 235 und 236 vorgesehen sind, so daß diese dadurch erwärmt werden können.

Auf die vorstehend genannte Strombeaufschlagungselektrode 236 ist eine Hochfrequenzstromquelle 239, die mit einem Hochfrequenzleitungs-Anpaßgerät 238 versehen ist, einer Niederfrequenzstromquelle 241, die mit einem Niederfre quenzleistungs-Anpaßgerät 240 versehen ist, und eine Gleichstromquelle 243, die mit einem Anschaltfilter 242 versehen ist, über einen Anschlußwählschalter 244 verbun den, so daß eine elektrische Energie mit unterschiedlichen Frequenzen und wie entsprechend durch den Anschlußwähl schalter 244 gewählt, angelegt werden kann.

Um den Druck innerhalb der Reaktionskammer 233 einstellen zu können, ist ein Drucksteuerventil 245 vorgesehen und um den Druck in der Reaktionskammer 233 verringern zu können, kann dies durch eine Diffusionspumpe 247 und Ölrotations pumpen 248, die über Entladungssystem-Wählventile 246 ange schlossen sind oder durch eine Abkühlpumpe 249, eine mecha nische Boosterpumpe 250 und die Ölrotationspumpen 248 durchgeführt werden. Anzumerken ist, daß das abgesaugte Gas in die Umgebungsluft abgegeben wird, nachdem dieses durch eine Reinigungseinheit 253 entgiftet und sicher gemacht worden ist.

Weiterhin sind in diesen Absaugsystemleitungen ebenfalls, um zu verhindern, daß das Gas, welches durch Verdampfen der Rohmaterialkomponenten in flüssiger oder fester Phase, er halten worden ist, Leitungsheizeinrichtungen 234 an den entsprechenden Positionen zum Aufheizen vorgesehen.

Ausführungsform 13

Bei dieser Ausführungsform wird zum Erzeugen einer plasma organischen, polymerisierten Schicht auf dem piezoelektri schen Element 125, welches auf der Oberfläche 121a der di elektrischen Schicht 121 wie vorstehend beschrieben ausge bildet ist, wird ein Substrat 252, bei dem das piezoelek trische Element 125 auf der Oberfläche 121a der dielektri schen Schicht 121 ausgebildet worden ist, auf die Mas seelektrode 235, die in dieser Reaktionskammer 233 vorgese hen ist, gelegt.

Danach wurde das Innere der Reaktionskammer 233 durch das Drucksteuerventil 245 druckreduziert, um ein Hochvakuum im Bereich 10 ^-6 Torr zu erzielen und danach wurden die ersten, zweiten und dritten Steuerventile 207, 208 und 209 geöffnet, und es wurde aus dem ersten Tank 201 Wasserstoffgas, aus dem zweiten Tank 202 1,3-Butatien-Gas und aus dem dritten Tank 203 Ethylenfluorid-Gas jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm² in die entsprechenden ersten, zweiten und dritten Strömungsgeschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 213, 214 und 215 geleitet.

Durch Einstellen der Skalen der jeweiligen Strömungsge schwindigkeitssteuerungseinrichtungen 213, 214 und 215 wurde die Einstellung so ausgeführt, daß eine Strömungsge schwindigkeit für das Wasserstoffgas von 40 sccm, für 1,3- Butadien-Gas von 30 sccm und für das Ethylenfluorid-Gas von 60 sccm erzielt wurde und diese Gase wurden in die Misch einrichtung 231 geleitet, um dort vermischt zu werden und dann in die Reaktionskammer 233 strömen zu können.

Nachdem der Einströmzustand, der auf die vorstehend be schriebene Art und Weise entsprechend eingeleiteten Gase sich stabilisiert hatte, wurde das Druckregelventil 245 so eingestellt, daß innerhalb der Reaktionskammer 233 ein Druck von 0,9 Torr erzielt wurde.

Weiterhin wurde das Substrat 252, welches auf der Mas seelektrode 235 wie vorstehend beschrieben angeordnet war, vorläufig auf 100°C erhitzt und nachdem sich die Gasströ mungsgeschwindigkeit und der Druck stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenzstromquelle 239, die vorher an die Strombeaufschlagungselektrode 236 mittels des Anschlußwähl schalters 244 angeschlossen worden war, eingeschaltet und von dieser Hochfrequenzstromquelle 239 wurde ein elektri scher Strom mit 120 W an die strombeaufschlagende Elektrode 236 mit einer Frequenz von 100 kHz angelegt, um die Plasma polymerisationsreaktion für zwei Minuten durchzuführen und dabei wurde über dem piezoelektrischen Element 125 des Sub strates 252 eine plasma-organisch polymerisierte Schicht mit 0,32 µm Dicke und einem Fluorbestandteil erzeugt.

Nach der Ausbildung der plasma-organisch polymerisierten Schicht mit Fluorgehalt auf die vorstehend beschriebene Art und Weise wurde das Beaufschlagen mit elektrischer Leistung von der Hochfrequenzstromquelle 239 unterbrochen, während das Drucksteuerungsventil 245 geöffnet wurde, um das Gas innerhalb der Reaktionskammer 233 ausreichend abzugeben und danach wurde die Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldvorhanges, die auf der Oberfläche mit der plasma-orga nisch polymerisierten Schicht mit dem Fluorgehalt, erzeugt worden war, herausgenommen.

Hierbei ist anzumerken, daß als ein Ergebnis der CHN-Quan titätsanalyse, die an der plasma-organisch polymerisierten Schicht mit dem Fluorgehalt, und die auf die vorstehend be schriebene Art und Weise erhalten worden ist, durchgeführt worden ist, einen Wasserstoffgehalt von ungefähr 34 Atom-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Kohlenstoffatome und Was serstoffatome und weiterhin basierend auf der Auger-Ana lyse, einen Gehalt an Halogenatomen, d.h. einen Gehalt an Fluoratomen von 7,1 Atom-% ergab.

Ausführungsform 14

Bei dieser Ausführungsform wurde Wasserstoffgas als Träger gas verwendet, während Propylengas als Rohmaterialgas ver wendet wurde, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Was serstoffgases auf 100 sccm und die des Propylengases auf 45 sccm eingestellt war, während die elektrische Leitung 100 W bei einer Frequenz von 500 kHz betrug, die an die strombe aufschlagende Elektrode 236 für ungefähr zwei Minuten ange legt wurde, wobei die anderen Bedingungen, ähnlich wie bei der Ausführungsform 22 waren, und unter diesen Bedingungen wurde eine plasma-organisch polymerisierte Schicht mit einer Dicke von 0,9 µm erzeugt.

Hierbei ist anzumerken, daß der Anteil der Wasserstoffatome in der so erzielten plasma-organisch polymerisierten Schicht ungefähr 47 Atom-% betrug.

Claims

1. Entwicklungsvorrichtung,

a) die mit elektrisch geladenem Entwickler ein auf der fo toleitfähigen Oberfläche (20a) eines Bildträgers (20) ausgebildetes elektrostatisches Latentbild in der Ent wicklungszone zu einem Tonerbild entwickelt und
b) die in einen ersten Abschnitt (11a) und einen zweiten Abschnitt (11b) unterteilt ist, wobei
c) im ersten Abschnitt (11a) eine drehbare Entwicklungswal ze (12) vorgesehen ist,
d) der zweite Abschnitt (11b) eine Entwicklerfördereinrich tung (30) aufweist, die in seinem Innern ein elektri sches Wechselfeld in der Form einer fortschreitenden Welle erzeugt, um dort eine Teilchenwolke aus elek trisch geladenem Entwickler zu bilden,
e) der erste und der zweite Abschnitt (11a, 11b) aus schließlich über einen Spalt (11d) miteinander verbun den sind, der sich auf der der Entwicklungszone abgewandten Seite der Entwicklungswalze (12) befindet und dessen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser der Entwick lungswalze (12) klein ist,
f) die Innenwand des ersten Abschnittes (11a) im Bereich zwischen dem Spalt (11d) und der Entwicklungszone zur Mantelfläche der Entwicklungswalze (12) beabstandet ist und diese konzentrisch umgibt und
g) die genannte Teilchenwolke durch die Entwicklerförder einrichtung (30) aus dem zweiten Abschnitt (11b) über den Spalt (11d) in den ersten Abschnitt (11a) gefördert und auf der Entwicklungswalze (12) abgeschieden wird, so daß der Entwickler durch die Drehung der Entwick lungswalze (12) in die Entwicklungszone transportiert wird.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerförder einrichtung (30) eine Anzahl von elektrisch gegeneinander isolierten Elektroden (31; 112; 122) und eine Spannungs quelle (32; 113; 124) aufweist, die den Elektroden (31; 112; 122) eine elektrische Wechselspannung zuführt, um ein ungleichförmiges elektrisches Wechselfeld zwischen den Elektroden (31; 112; 122) zu erzeugen.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Wech selspannung mehr als zwei elektrische Wechselspannungskom ponenten aufweist, die sich in ihrer Phase unterscheiden.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstreifeinrich tung (14) mit der Mantelfläche der Entwicklungswalze (12) an der der Entwicklungszone abgewandten, stromabliegenden Seite der Entwicklungswalze (12) in Eingriff steht, um Ent wickler von der Mantelfläche der Entwicklungswalze (12) ab zustreifen.

5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, ge kennzeichnet durch eine Vorspannungsquelle (12a), die der Oberfläche der Entwicklungswalze (12) eine Vorspannung zuführt.

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerförder einrichtung (30) ein Schwingungselement (16) aufweist, das zwischen dem ersten Abschnitt (11a) und dem zweiten Ab schnitt (11b) angeordnet ist und in mechanische Schwingun gen bringbar ist.

7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerförder einrichtung (30) eine Ladungsvorrichtung (40) aufweist, die im zweiten Abschnitt (11b) in Kontakt mit dem Entwickler angeordnet ist, wobei die Ladungsvorrichtung (40) Elektri zität ableitet, um den Entwickler zu laden.

8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Elektro den (122) über eine piezoelektrische Schicht (125) und einen amorphen Kohlen stoffilm (126) in Kontakt mit dem Entwickler steht.

9. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (112) über eine Isolierschicht (111), eine Ladungstransportschicht (114) und eine leitfähige Schicht (115) in Kontakt mit dem Ent wickler stehen.