DE3411946A1 - Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Entwicklungsvorrichtung

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DE3411946A1
DE3411946A1 DE19843411946 DE3411946A DE3411946A1 DE 3411946 A1 DE3411946 A1 DE 3411946A1 DE 19843411946 DE19843411946 DE 19843411946 DE 3411946 A DE3411946 A DE 3411946A DE 3411946 A1 DE3411946 A1 DE 3411946A1
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unit
electrode strips
strips
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Masahiro Yokohama Hosoya
Takefumi Nosaki
Koji Tanimoto
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • GPHYSICS
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    • G03G2215/06Developing structures, details
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    • G03G2215/0636Specific type of dry developer device
    • G03G2215/0643Electrodes in developing area, e.g. wires, not belonging to the main donor part

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig
Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Kawasaki, Japan
Patentanwälte
European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor derr Europaischen Patentamt
Dr phil G Henke' Mmcnen Dip.1-ing J Pfenning Bp'it: Dr re' oat L Peiler. Muränen Dip!-Ing W Hanze: Mielchen Dipl -Pnys K H Memig Berlin Dr Ing A Butenschon. Berlin
Mohlstraße 37
D-8000 München 80
Tel. 089/982085-87 Teiex 0529802 hnki α Telegramm ellipsoid Telefax (Gr 2-r3)
089/981426
Hz/Id EHG-58P1129-2 30. März 1984
Entwicklungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung zur Verwendung in einem elektronischen Kopiergerät zum Entwickeln eines auf einer Oberfläche eines photo- ° leitenden Elements erzeugten elektrostatischen Latentbilds oder latenten Ladungsbilds.
Für das Entwickeln eines elektrostatischen Latentbilds sind ein Magnetbürsten-, ein Kaskaden- und ein Fellbürsten-Entwicklungsverfahren bekannt. Zusätzlich ist in neuerer Zeit ein weiteres Entwicklungsverfahren entwickelt worden, bei dem ein Toner-Förderelement der Mantelfläche der photoleitenden Trommel gegenüberstehend angeordnet ist. Dieses Förderelement weist eine Vielzahl von in gleichen Abständen auf ihm angeordneten streifenförmigen Elektroden bzw. Elektrodenstreifen auf. Ein Potential, das sich als Funktion der Zeit ändert, wird fortlaufend an die Elektrodenstreifen angelegt, um zwischen diesen wechselnde elektrische Felder zu erzeugen. Dabei verlagert sich ein nicht-magnetischer Toner zwischen den Elektrodenstreifen längs der Richtung ihrer Anordnung. Der Toner wird hierbei zur Aufwärtsverlagerung zur photoleitenden Trommel hin in Schwingung und in einen Schwebezustand in Form einer Tonerteilchenwolke versetzt. In diesem Zustand wird der Toner zur Trommel überführt, um deren Latentbild zu einem Tonerbild zu entwickeln.
Dieses Entwicklungsverfahren ist jedoch mit dem folgenden Problem behaftet: Wenn eine Spannung an Elektrodenistreifen) angelegt wird, die nicht dem elektrostatischen Latentbild entsprechen, ist die Intensität des elektrischen Felds im Bereich zwischen den Elektroden (streifen) groß, während sie im Mittelteil der betreffenden Elektrode zu Null wird. Aus diesem Grund werden die Tonerteilchen durch ein starkes elektrisches Feld in den Bereich zwischen den Elektroden verlagert,
3411346
während im Mittelbereich jeder Elektrode keine elektrischen Kraft(feld)linien auf die Tonerteilchen einwirken. Die Tonerteilchen haufen sich daher auf der jeweiligen Elektrode an, und diese Toneranhäufung (toner stack) behindert die Tonerzufuhr unter Herabsetzung der Tonertransportleistung.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer *0 Mehrelektroden-Entwicklungsvorrichtung, mit welcher die Transportleistung für ein Entwicklermedium, wie einen Toner, verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist damit eine Entwicklungsvorrichtung mit einem Entwicklermedium-Förderelement, das eine Vielzahl von auf einem Substrat oder Träger angeordneten streifenförmigen Elektroden bzw. Elektrodenstreifen aufweist. Das Förderelement umfaßt einen einem photoleitenden Element gegenüberstehenden Entwicklungsabschnitt und einen Förderabschnitt (carrying section) zum Transportieren des Entwickler-(mediums) zum Entwicklungsabschnitt. Dem Förderabschnitt gegenüberstehend ist ein Elektrodenelement angeordnet. Eine Schaltung legt ein vorbestimmtes Potential an das Elektrodenelement an, um die Verteilung der elektrischen Felder in einem Mittelbereich des Elektrodenelements zu verdichten bzw. zu intensivieren.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Entwicklungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung, 5
Fig. 2 ein Verdrahtungsplan für die Elektrodenstreifen bei der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Anlegung einer Steuerspannung an die Gruppe
der Elektrodenstreifen,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung bei der Schaltung nach Fig. 3,
Fig. 5 ein Schaltbild einer Steuerspannung-Erzeugungsschaltung bei der Schaltung nach Fig. 3,
20
Fig. 6 bis 8 graphische Darstellungen der jeweiligen Beziehung zwischen der an die Elektrodenstreifen angelegten Spannung und ihrem jeweiligen Tonerüberfuhrungszustand, 25
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Verteilung elektrischer Kraftlinien in den Elektrodenstreifen,
Fig. 10 eine schematische Darstellung des Aufbaus
einer Entwicklungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 11 ein Verdrahtungsplan für die Elektrodenstreifen bei der Vorrichtung nach Fig. 10,
J Li
Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Anlegen einer Steuerspannung an die Elektrodenstreifen gemäß Fig. 11,
5
Fig. 13 ein Blockschaltbild einer Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung bei der Schaltung nach Fig. 12,
I^ Fig. 14 ein Schaltbild einer Steuerspannung-Erzeugungsschaltung bei der Schaltung nach Fig. 12,
Fig. 15 und 16 graphische Darstellungen der je- *° weiligen Beziehung zwischen der an die
Elektrodenstreifen angelegten Spannung und ihrem jeweiligen Tonerförderungszustand,
Fig. 17 eine schematische Darstellung der Verteilung der Kraftlinien in einem zwischen den Toner-
förder-Elektroden und den gegenüberstehenden Elektroden erzeugten elektrischen Feld,
Fig. 18 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Entwicklungsvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 19 eine Darstellung der Anordnung der Elektrodenstreifen bei der Vorrichtung nach Fig. 18, 30
Fig. 20 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Anlegen einer Steuerspannung an die Elektrodenstreifen,
Fig. 21 ein Schaltbild einer Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung bei der Schaltung nach Fig. 20,
iB
Fig. 22 ein Schaltbild einer zweiten Spannungssteuerschaltung bei der Schaltung nach Fig. 20,
Fig. 23 eine graphische Darstellung der Verteilung
der an die Tonerförder-Elektroden angelegten Spannung,
Fig. 24 eine graphische Darstellung der Verteilung der an die gegenüberstehenden oder Gegen
elektroden angelegten Spannung und
Fig. 25 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Entwicklungsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 umfaßt eine photoleitende Trommeleinheit 11 eine an Masse liegende Aluminium-Trommel 12 und eine auf dieser ausgebildete photoleitende Schicht 13 auf Selen/Tellur-Basis. Auf der photoleitenden Schicht 13 ist ein negativ aufgeladenes elektrostatisches Latentbild 14 erzeugt. Eine Entwicklungsvorrichtung ist in Gegenüberstellung zur photoleitenden Trommeleinheit 11 angeordnet. Ein nicht-magnetischer Toner 17 als Entwickler(medium) ist in einem Toner-Behälter 16 der Entwicklungsvorrichtung enthalten. Der Behälter 16 weist eine der Trommeleinheit 11 gegenüberstehende Öffnung 18 auf. Der Boden des Behälters 16 bildet eine Schrägfläche, die von rechts nach links gemäß Fig. 1 abwärts geneigt ist. Im Inneren des Tonerbehälters 16 ist ein Tonerförderer 19 angeordnet, der einen mit einem Abstand von bis zu 2,0 mm von der photoleitenden Trommeleinheit 11 beabstandeten waagerechten Abschnitt 19a und einen geneigten bzw. schrägen Abschnitt 19b aufweist, welcher vom einen Ende des waagerechten Abschnitts 19a nach links unten abgeht. Das untere Ende des schrägen Abschnitts 19b taucht
I I j 4
in den Toner 17 ein. Aus Kupfer bestehende streifenförmige Elektroden bzw. Elektrodenstreifen 20 sind auf dem Tonerförderer 19 parallel zur Achse der Trommeleinheit 11 und mit gleich großen Abständen voneinander in Längsrichtung des Tonerförderers 19 angeordnet. Diese Elektrodenstreifen 20 sind auf einem Tonerförderer-Substrat durch Aufdrucken, Ätzen, Aufdampfen o.dgl. ausgebildet. Die Breite jeder Streifenelektrode 20 beträgt etwa 0,1 - 0,5 mm, und der Abstand zwischen zwei benachbarten Elektroden (Teilungsabstand) beträgt etwa 0,1 - 0,5 mm. Eine Elektrodenplatte 21 ist in Gegenüberstellung zu einem Teil (z.B. den auf dem schrägen Abschnitt 19b ausgebildeten
1^ Elektrodenstreifen 20) des Tonerförderers 19, welcher der photoleitenden Trommeleinheit 11 nicht gegenübersteht, angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Abstand zwischen den Elektrodenstreifen 20 und der Elektrodenplatte 21 auf etwa 0,2 - 1,0 mm eingestellt.
^O Die Elektrodenplatte 21 liegt an einem niedrigeren Potential als dem an die Elektrodenstreifen 2 0 angelegten Potential. Das Potential der Elektrodenplatte 21 wird beispielsweise durch Nebenschlußschaltung einer Stromversorgungsspannung E mittels Widerständen
*° R13 und R14 auf die in Fig. 2 gezeigte Weise erhalten. Die Widerstände R13 und R14 besitzen jeweils gleiche Widerstandswerte, so daß ein Potential entsprechend E/2 an der Elektrodenplatte 21 anliegt.
Gemäß Fig. 2 sind die Elektrodenstreifen 20 sequentiell mit Spannungsleitungen n0 - n7 verbunden. Insbesondere ist jeder achte Elektrodenstreifen an dieselbe Spannungsleitung angeschlossen, so daß die gemeinsam mit jeder der Spannungsleitungen n0 - n7 verbundenen Elektrodenstreifen eine Gruppe bilden; hierdurch werden demzufolge acht Elektrodengruppen NO - N7 gebildet.
γ it
Von einem Steuerspannung-Schaltungsteil 30 (Fig. 3) wird eine Steuerspannung an die Elektrodenstreifen angelegt. In diesem Schaltungsteil 30 erzeugt ein Be- ° zugsoszillator 31 ein Schwingsignal, das die Abtastungsbzw· Ansteuerfrequenz (scanning rate) der Elektrodenstreifen 20 bestimmt. Der Bezugsoszillator 31 ist mit einem Modulo-acht-Zähler 32 verbunden, dessen Ausgänge AO, Al und A2 an einen Spannungssteuerkode-Generator 33 angeschlossen sind, welcher seinerseits nach Maßgabe der Ausgangsgrößen des Zählers 32 Spannungssteuerkodes VCOO' - VC03, VClO - VC13, VC20 - VC23, VC30 VC33, VC40 - VC43, VC50 - VC53, VC60 - VC63 und VC70 VC73 erzeugt. Die Ausgangsklemmen des Spannungssteuerkode-Generators bzw. der -Erzeugungsschaltung 33 sind mit einer Steuerspannung-Erzeugungsschaltung 34 verbunden. Die Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung 33 besitzt den Aufbau gemäß Fig. 4. Insbesondere sind dabei die Eingangsklemmen eines Dekodierers 35 mit dem Zähler 32 und seine Ausgangsklemmen mit einer ersten Stufe, d.h. einem Kodegenerator 36(7), von Kodegeneratoren 36(0) - 36(7) verbunden, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Die einzelnen Kodegeneratoren 36(0) - 36(7) bilden eine Dioden-Matrixschaltung (ROM) und speichern jeweils Kodes entsprechend den Adressen. Jeder Kodegenerator 36(0) 36(7) erzeugt einen Spannungskode nach Maßgabe der durch den Zähler 32 bezeichneten Adressen.
Gemäß Fig. 5 umfaßt die Steuerspannungs-Erzeugungsschaltung 34 Spannungsgeneratoren 37(0) - 37(7), die jeweils Spannungen EnO - En7 entsprechend den von der Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung 33 gelieferten Kodes erzeugen. Der Spannungsgenerator 37(0) enthält Transistoren QO - Q3, deren Basiselektroden jeweils über Widerstände Rl - R8 mit Bit-Leitungen der Spannungssteuerkodes (VCOO - VC03) verbunden sind über
J 4 I Ιο'4θ
Widerstände R5 - R8 an Masse liegen, sowie mit den Kollektoren der Transistoren QO - Q3 verbundene Widerstände R9 - R12. Wenn der Widerstand RIO einen Widerstandswert r besitzt, sind die Widerstandswerte jedes der Widerstände R9 und RIl mit 3r und der Widerstandswert des Widerstands R12 mit 9r gewählt. Die anderen Spannungsgeneratoren 37(1) - 37(7) besitzen denselben Aufbau wie der Spannungsgenerator 37(0). Die folgende Tabelle gibt die Beziehung zwischen den Spannungssteuerkodes (z.B. VCOO - VC03) und den Ausgangsspannungen (EnÖ) an:
Tabelle
20 25 30 35
Modus Spannungssteuerkode
VCOO VCOl VC02 VC03
0 0 0 Ausgangsspannung
EnO
MO 1 1 0 0 0
Ml 0 0 1 0 E/4
M2 0 0 0 1 E/2
M3 0 0 0 0 3E/4
M4 0 E
Es liegen fünf Betriebsarten bzw. Modi (modes) MO - M4 zur Lieferung von Vierbitdaten, jeweils bestehend aus den Spannungssteuerkodes VCOO - VC03, zur Steuerspannung-Erzeugungsschaltung 34 vor. In den jeweiligen Modi sind die Ausgangsspannungen EnO auf 0, E/4, E/2, 3E/4 und E eingestellt. Die vorstehende Beschreibung gilt auch für andere Spannungssteuerkodes.
Jt I I
Die Beziehung zwischen der Spannung an den Elektrodenstreifen 20 und der Elektrodenplatte 21 einerseits und dem Tonerüberführungszustand andererseits ist im folgenden anhand der Fig. 6 bis 8 erläutert. Gemäß den Fig. 6 bis 8 entspricht die angelegte Potentialverteilung den einzelnen Elektrodenstreifen nOl, nil, n21, n31, n41, n51, n61 und n71. Die ausgezogenen Linie gibt das an die Elektrodenstreifen angelegte 1^ Potential, die gestrichelte Linie das an der Elektrodenplatte 21 anliegende Potential an. Wenn gemäß Fig. ein Potential E/2 an der Elektrodenplatte 21 und ein durch die ausgezogene Linie angedeutetes Potential an den Elektrodenstreifen nOl - n71 anliegt, werden die positiv geladenen Tonerteilchen (V) durch die Elektrode n71 aufgrund ihres Potentials abgestoßen, so daß die sich am Ende der Elektrode n71 befindenden Tonerteilchen zur Elektrode n61 verlagert oder verschoben werden, die ein niedrigeres Potential besitzt als die Elektrode n71. Die positiv geladenen Tonerteilchen
im Mittelbereich der Elektrode n71 werden zur Elektrodenplatte 21 verlagert. Anschließend werden die auf der Elektrode n61 befindlichen positiv geladenen Tonerteilchen zur Elektrode n51 überführt, die wieder-2^ um ein niedrigeres Potential als das der Elektrode n61 führt. Da hierbei das Potential der Elektrode n61 praktisch dem der Elektrodenplatte 21 entspricht, werden die positiv geladenen Tonerteilchen {£) nicht zur Elektrodenplatte 21 verschoben. Die an der Elektrodenplatte 21 befindlichen positiv geladenen Tonerteilchen werden jedoch zur Elektrode n51 verlagert, da deren Potential niedriger ist als das der Elektrodenplatte 21. Auf ähnliche Weise werden die positiv geladenen Tonerteilchen von der Elektrodenplatte 21 zu den Elektroden n41 und n31 verlagert, und die positiven Tonerteilchen werden von den Elektroden nil und nOl zur Elektrodenplatte 21 überführt. In diesem Fall i«st die Potentialdifferenz zwischen den
j 4 1 1 a '·+ ο
Elektroden nOl und nil, nil und n21, n21 und n31 sowie n31 und n41 klein. Die positiv geladenen Tonerteilchen werden seitlich bzw. im wesentlichen in Querrichtung verschoben, so daß die Tonerüberführungsmenge klein ist. Wenn sich die Potentialverteilung gemäß Fig. 7 und 8 ändert, werden die Tonerteilchen um einen Elektrodenteilungsabstand weiter verschoben. Wenn sich auf diese Weise die Potentialverteilung nach links verschiebt, werden die positiv geladenen Tonerteilchen von rechts nach links verlagert, d.h. transportiert.
Wenn das Potential sequentiell an die Elektrodenplatte 21 angelegt wird, entstehen auf der Oberfläche des Tonerförderers 19 wechselnde, sich von links nach rechts verschiebende elektrische Felder, so daß die positiv geladenen Tonerteilchen M-) in Schwingung versetzt werden und aufgrund des Verhaltens der wechselnden elektrischen Felder in Form einer Wolke zwischen den Elektroden schweben.
Die Entwicklung erfolgt, während die Tonerteilchen auf die beschriebene Weise transportiert werden. Der linke Endabschnitt des Tonerförderers 19 taucht in den Toner 17 ein, der aufgrund der Reibung mit dem Tonerförderer 19 positiv aufgeladen worden ist. Bei der Erzeugung der elektrischen Wechselfelder schwingen und schweben daher die positiv geladenen Tonerteilchen in Form einer Wolke zwischen den Elektroden, und sie werden auf dem schrägen Abschnitt 19b des Tonerförderers 19 nach rechts oben transportiert. Die so transportierten, positiv geladenen Tonerteilchen werden vom waagerechten Abschnitt 19a gegen das auf der photoleitenden Trommeleinheit 11 erzeugte elektrostatische Latentbild 14 angezogen, so daß letzteres entwickelt wird. Die nicht an der Entwicklung beteiligten positiv geladenen Tonerteilchen werden nach
HI I
rechts weitertransportiert und fallen vom rechten Endabschnitt des Tonerförderers 19 herab. Die herabgefallenen, positiv geladenen Tonerteilchen werden längs der Schrägfläche des Bodens des Toner-Behälters 16 nach links unten weitergefördert. Der so geförderte Toner 17 kehrt zum linken Ende des Tonerförderers 19 zurück und wird durch einen Rührer 22 umgewälzt bzw. aufgelockert.
10
Da bei der beschriebenen Anordnung die Elektrodenplatte 21 den Elektrodenstreifen 20 des Tonerförderers 19 gegenübersteht, kann die in Fig. 9 dargestellte Verteilung der elektrischen Kraftlinien erzielt werden. Diese elektrischen Kraftlinien sind auch im Mittelbereich jeder Elektrode bzw. jedes Elektrodenstreifens dicht und ragen über jeden Elektrodenstreifen hinaus. Infolgedessen werden starke elektrische Felder auch im Bereich der Mitte des jeweiligen Elektroden-Streifens sowie im Bereich zwischen jeweils zwei benachbarten Elektroden erzeugt, wobei diese elektrischen Felder die Tonerteilchen wirksam zu transportieren vermögen. Die im Mittelbereich jedes Elektrodenstreifens befindlichen, positiv geladenen Tonerteilchen f-M werden daher durch die aufwärts wirkende Kraft aktiv verlagert. Die Tonerteilchen haufen sich nicht im Mittelbereich jedes Elektrodenstreifens an, und die Verlagerung des Toners 17 in seitlicher Richtung bzw. Querrichtung wird nicht behindert, so daß die Förderleistung für den Toner verbessert wird.
Fig. 10 veranschaulicht eine Entwicklungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist eine mehrere Elektroden aufweisende Elektrodenplatte 121 in Gegenüberstellung zu einem schrägen Abschnitt 19b eines Tonerförderers 19 angeordnet. Die Elektrodenplatte 121 besteht aus einer isolierenden
j 4 i I y 4 b
Platte 22 und einer Vielzahl von in gleich großen gegenseitigen Abständen auf dieser vorgesehenen 3treifenförmigen Elektroden bzw. Elektrodenstreifen 21a. Die Elektrodenstreifen 21a bestehen aus demselben Werkstoff wie die Elektrodenstreifen 20 des Tonerförderers 19 und besitzen dieselbe Breite und denselben Teilungsabstand wie die letzteren Elektrodenstreifen. Bei der dem Tonerförderer 19 gegenüberstehenden Elektrodenplatte 121 sind die Elektrodenstreifen 21a jeweils den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Elektroden 20 in der Weise zugewandt, daß die Elektroden 21a der Elektrodenplatte 121 in einem Abstand von 0,2 - 1,0 mm von den Elektrodenstreifen 20 des Tonerförderers 19 angeordnet sind.
Die Elektrodenstreifen 20 und 21a sind auf die in Fig. 11 gezeigte Weise verdrahtet. Die Elektrodenstreifen 20 sind dabei mit Leitungen in der Reihenfolge n0, nl, n2 und n3 verbunden, während die Elektrodenstreifen 21a mit Leitungen in der Reihenfolge n4, n5, n6 und n7 verbunden sind. Mit anderen Worten: jede der Leitungen n0 - n7 ist jeweils an jeden vierten Elektrodenstreifen angeschlossen. Die gemeinsam an jede der Leitungen n0 - n7 angeschlossenen Elektrodenstreifen bilden jeweils eine Gruppe. Von einem Steuerspannung-Schaltungsteil 3OA (Figs- 12) wird eine Spannung an die Leitungen n0 - n7 angelegt, die auf vorstehend beschriebene Weise mit den Elektrodenstreifen 20 und 21a verbunden sind. Im Schaltungsteil 3OA ist ein Bezugsoszillator 31A, welcher die Abtastungs- bzw. Ansteuerfrequenz der Elektrodenstreifen 20 bestimmt, mit einem Modulo-vier-Zähler 32A verbunden. Die Ausgänge AO und Al des Zählers 32A sind an eine Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung 33A angeschlossen, welche Spannungssteuerkodes VCOO und VCOl, VClO und VCIl, VC20 und VC21, VC30 und VC31, VC40 und VC41, VC50 und VC51, VC60 und VC61 sowie VC70 und VC71 er-
υ M- I IJ4Ü
ie
zeugt. Die Ausgangsklemmen der Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung 33A sind mit einer Steuerspannung-Erzeugungsschaltung 34A verbunden. 5
Die Spannungssteuerkode-Erzeugungsschaltung 33A besitzt den Aufbau gemäß Fig. 13. Die Eingangsklemmen eines Dekodierers 35A sind mit dem Modulo-vier-Zähler 32A und seine Ausgangsklemmenmit einer ersten Stufe,
1^ d.h. einem Kodegenerator 36A(7), von Kodegeneratoren 36A(O) - 36A(7) verbunden, die miteinander in Reihe geschaltet'sind. Jeder Kodegenerator 36A(O) - 36A(7) umfaßt eine Diodenmatrixschaltung (ROM) und speichert Kodes entsprechend Adressen. Jeder Kodegenerator erzeugt Spannungskodes nach Maßgabe der durch den Zähler 32A bezeichneten Adressen.
Die in Fig. 14 dargestellte Steuerspannung-Erzeugungsschaltung 34A umfaßt Spannungsgeneratoren 37A(O) 37A(7), die jeweils Spannungen EnO - En7 entsprechend den von der Erzeugungsschaltung 33A gelieferten Kodes erzeugen. Der Spannungsgenerator 37A(O) umfaßt Transistoren QO und Ql, deren Basiselektroden jeweils über Widerstände Rl und R2 mit Bitleitungen der Steuerkodes VCOO und VCOl verbunden sind und über Widerstände R3 und R4 an Masse liegen, sowie Widerstände R5 und R6, die jeweils an die Kollektoren der Transistoren QO bzw. Ql angeschlossen sind. Der Widerstandswert des Widerstands R5 besitzt dieselbe Größe wie derjenige des Widerstands R6. Wenn bei dieser Schaltungsanordnung die Spannungssteuerkodes VCOO und VCOl beide den Pegel 0 besitzen, sperren die Transistoren QO und Ql. Eine resultierende Ausgangsspannung EnO wird dabei auf eine Spannung E gesetzt. Wenn der Spannungskode VCOO den logischen Pegel 1 und der Kode VCOl den logischen Pegel 0 besitzen, schaltet der Transistor Ql durch, und die Ausgangsspannung wird auf
J4 !
Ε/2 gesetzt. Wenn die Spannungssteuerkodes VCOO und VCOl die logischen Pegel "1" bzw. "0" besitzen, schaltet der Transistor QO durch, und die Ausgangsspannung EnO wird auf Massepotential gesetzt. Auf diese Weise ändert sich die Ausgangsspannung EnO entsprechend den logischen Zuständen oder Pegeln der Spannungssteuerkodes VCOO und VCOl zwischen drei Zuständen. Die anderen Ausgangsspannungen EnI - En7 ändern sich auf dieselbe Weise wie die Spannung EnO.
Im folgenden ist anhand der Fig. 15 und 16 die Tonerverlagerung oder -Überführung entsprechend den Änderungen der Ausgangsspannungen EnO - En7 erläutert.
Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt wird eine in Fig. 15 durch die ausgezogene Linie angedeutete Spannung an die Elektroden nOl, nil, n21, n31, nO2, nl2, n22 und n32 angelegt, während eine durch die strichpunktierte Linie angegebene Spannung an die Gegenelektroden n41, n51, n61, n.71, n42, n52, n62 und n72 angelegt wird. Die auf der Elektrode nOl befindlichen Tonerteilchen werden daher durch diese aufgrund der an ihr anliegenden Spannung abgestoßen. Die Tonerteilchen werden daraufhin von der Elektrode nOl zur Elektrode nil oder n41 verlagert, die ein niedrigeres Potential besitzen als die Elektrode nOl. Die Tonerteilchen auf der Elektrode nil werden zur Elektrode n21 übertragen oder verlagert, während die Tonerteilchen auf der Elektrode n51 zur Elektrode n21 verschoben werden. Danach ändert sich die Verteilung der an den Elektroden anliegenden Spannung auf die in Fig. 16 gezeigte Weise, wobei die Tonerteilchen um einen Elektrodenteilungsabstand verschoben werden. Wenn sich dabei die Spannungsverteilung von links nach rechts ändert, werden die Tonerteilchen (ebenfalls) von links nach rechts verschoben bzw. verlagert. Mit anderen Worten: wenn sich die Verteilung der an die Elektroden 20 und 21a
I w-r υ
IO
angelegten Spannungen sequentiell nach rechts verschiebt, werden von links nach rechts wandernde elektrische Wechselfelder erzeugt, durch welche die Tonerteilchen in Schwingung und einen wolkenartigen Schwebezustand zwischen den Elektroden versetzt werden.
Wenn die die Vielzahl von Elektrodenstreifen aufweisende Elektrodenplatte, wie beschrieben, dem Tonerförderer gegenüberstehend angeordnet ist, besitzen die elektrischen Kraftlinien die Verteilung gemäß Fig. 17. Dies bedeutet, daß sich die elektrischen Kraftlinien im Mittelbereich jeder Elektrode (Elektrodenstreifen) verdichten und über jede Elektrode hinausragen. In- ° folgedessen werden starke elektrische Felder nicht nur im Bereich zwischen benachbarten Elektrodenstreifen, sondern auch im Mittelbereich jedes Elektrodenstreifens erzeugt, wodurch der Toner wirksam transportiert wird.
^O Noch eine andere Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden anhand der Fig. 18 und 19 beschrieben. Dabei weist ein einem Tonerförderer 19 gegenüberstehendes Gegenelektrodenelement 221 auf einer isolierenden Platte 22 in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Elektrodenstreifen 20 des Tonerförderers 19 ausgebildete Elektroden 21b auf. Die Elektroden 21b bestehen aus demselben Material wie die Elektrodenstreifen 20 des Tonerförderers 19, und sie besitzen dieselbe Breite und denselben Teilungsabstand wie diese Elektrodenstreifen.
Die Elektrodenstreifen 20 sind auf die in Fig. 19 gezeigte Weise sequentiell mit Spannungsleitungen n0 n7 verbunden. Jeder achte Elektrodenstreifen ist unter Bildung mit jeweils derselben Leitung n0 - n7 verbunden, so daß acht Elektrodengruppen NO - N7 erhalten werden. Die Elektroden 21b sind abwechselnd an
JA- I ί dn
Spannungsleitungen mO und ml angeschlossen, so daß Elektrodengruppen MO und Ml entsprechend den Leitungen mO bzw. ml gebildet werden. Die Elektroden 20 und 21b werden durch einen Steuerspannung-Schaltungsteil 3OB gemäß Fig. 20 an Spannung gelegt. In diesem Schaltungsteil 3OB ist ein Bezugsoszillator 31B, welcher die Abtastungs- oder Ansteuerfrequenz der Elektrodenstreifen 20 bestimmt, mit einem Modulo-acht-Zähler 32B ver-
1U bunden, dessen Ausgänge AO, Al und A2 mit einem Spannungssteuerkode-Generator 33B verbunden sind, welcher seinerseits nach Maßgabe der Ausgangsgrößen des Zählers 32B Spannungssteuerkodes VCOO - VC03, VClO - VC13, VC20 - VC23, VC30 - VC33, VC40 - VC43, VC50 - VC53, VC60 - VC63 und VC70-VC73 erzeugt. Die Ausgangsklemmen dieses Generators 33B sind an einen Steuerspannung-Generator 34B angeschlossen. Der Spannungssteuerkode-Generator 33B und der Steuerspannung-Generator 34B besitzen jeweils den Schaltungsaufbau gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5, so daß auf eine erneute genauere Beschreibung verzichtet werden kann. Die Ausgangsklemme des Oszillators 31B und die Ausgangsklemme AO des Zählers 32B sind mit den Eingangsklemmen einer Signal-Erzeugungsschaltung 40 verbunden, welche Signale entgegengesetzter Phasen liefert. Die Ausgangsklemmen dieser Schaltung 40 sind mit den Eingangsklemmen einer Steuerspannung-Erzeugungsschaltung 41 verbunden, welche nach Maßgabe von Signalen VC8 und VC9 Treiberspannungen
EmO und EmI erzeugt.
30
Die Signal-Erzeugungsschaltung 40 besitzt die Anordnung gemäß Fig. 21. Die Ausgangsklemme des Oszillators 31B ist dabei an die Takteingangsklemme (CP) eines D-Typ-Flipflops (D-FF) 42 angeschlossen. Die Setzeingangsklemme (S) des D-Flipflops 42 ist mit der Klemme AO des Zählers 32B verbunden. Die Dateneingangsklemme (D) des D-Flipflops 42 ist an ihre
H- I I
Rücksetzausgangsklemme (Q) angeschlossen. Die Setzausgangsklemme Q und die Rücksetzausgangsklemme Q des D-Flipflops 42 sind mit Verstärkern 43 bzw. 44 verbunden. Bei dieser Schaltungsanordnung wird das D-Flipflop in Abhängigkeit vom Taktsignal des Oszillators 31B abwechselnd gesetzt und rückgesetzt, so daß die Signale VC8 und VC9 abwechselnd auf den logischen
Pegel "1" gesetzt werden.
10
Fig. 22 ist ein Schaltbild der Steuerspannung-Erzeugungsschaltung 41. Diese Schaltung enthält Spannungsgeneratoren 45(0) und 45(1), welche die Signale VC8 bzw. VC9 abnehmen. Der Spannungsgenerator 45(0) enthält einen Transistor Q4, der in Abhängigkeit von einem über einen Widerstand R14 gelieferten Signal VC8 des Pegels "1" durchschaltet. Der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand R13 mit einer Stromquelle E verbunden, während seine Basis über einen Widerstand R15 an Masse liegt. Der Spannungsgenerator 45(1) besitzt denselben Aufbau wie der Spannungsgenerator 45(0).
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Schaltung das Signal VC8 des Pegels "1" über den Widerstand R14 dem Transistor Q4 aufgeprägt wird, schaltet der Transistor Q4 durch, und die Ausgangsspannung EmO wird auf Massepotential gesetzt. Wenn das Signal VC8 den Pegel "0" besitzt, sperrt der Transistor Q4, und die Ausgangsspannung EmO wird auf das Potential E gesetzt. Der
Spannungsgenerator 45(1) wird im Gegensinn zum Spannungsgenerator 45(0) betrieben. Die Ausgangsspannungen EmO und EmI werden daher abwechselnd auf Massepotential und das Potential E gesetzt.
35
Wenn Spannungen a0, al und a2 mit der Verteilung gemäß Fig. 23 sequentiell an Elektroden nOl, nil, n21, n31,...
3 4 Ί
angelegt werden, werden auf der Oberfläche des Tonerförderers 19 von links nach rechts wandernde elektrische Wechselfelder erzeugt, durch welche der Toner ° entsprechend transportiert bzw. mitgenommen wird.
An die Gegenelektroden werden mit der Verteilung gemäß Fig. 24 Spannungen so angelegt, daß eine Spannung bO an die Elektroden mOl, mO2, mO3, .... der Elektrodengruppe MO und eine Spannung bl an die Elektroden mil, ml2, ml3, .... der Elektrodengruppe Ml angelegt werden. Dabei werden elektrische Felder erzeugt, die sich in bezug auf die Elektrodenplatte 21 sowohl nach rechts als auch nach links verschieben können. Unter der Einwirkung der elektrischen Felder wird der auf dem Tonerträger 19 transportierte Toner von links nach rechts und umgekehrt verschoben. Hierdurch wird der Tonerstrom vergleichmäßigt, so daß ständig eine vorbestimmte Tonermenge dem Entwicklungsabschnitt zugeführt werden kann.
Bei der noch weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 2 5 sind ein Elektrodenelement 121 mit waagerechten Elektroden bzw. Elektrodenstreifen und ein Gegenelektrodenelement 221 mit lotrecht verlaufenden Elektroden vorgesehen. Mit dieser Ausführungsform kann die Toner-Förderleistung weiter verbessert werden. Das die waagerechten Elektroden aufweisende Elektrodenelement 121 und das die lotrechten Elektroden aufweisende Elektrodenelement 221 können selektiv verwendet werden.
Die Erfindung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist auf Entwicklungsvorrichtungen bei elektronischen Kopiergeräten angewandt. Die Erfindung ist jedoch auch auf verschiedene andere Arten von Bilderzeugungsgeräten zum Entwickeln von elektrostatischen Latentbildern anwendbar.

Claims (1)

  1. 4 ι ι a 4 b
    Patentansprüche
    /
    1./ Entwicklungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Entwicklermedium- (Elektroden-} Fördereinheit (19) mit einer Vielzahl streifenförmiger Elektroden bzw. Elektrodenstreifen (20), die aufeinanderfolgend in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordnet und in einen ersten Abschnitt (19a) und einen zweiten Abschnitt (19b) unterteilt sind, von denen sich der erste Abschnitt (19a) nahe einer Fläche eines photoleitenden Elements (11), auf dem ein elektrostatisches Latentbild erzeugt ist, befindet und der zweite Abschnitt (19b) mit einem Endabschnitt zum Aufnehmen eines Entwicklermediums versehen ist, eine erste Potentialanlegeeinheit (30, 3OA, 30B), um an die Elektrodenstreifen (20) Potentiale anzulegen, die eine vorbestimmte Verteilung und Änderung als Funktion der Zeit (zeitabhängig) aufweisen, so daß vom ersten zum zeiten Abschnitt wandernde . (shifting) elektrische Felder den Elektrodenstreifen aufgeprägt werden,
    eine dem zweiten Abschnitt (19b) gegenüberstehende Gegenelektrodeneinheit (21, 121, 221) und eine zweite Potentialanlegeeinheit (E, R13, R14, 40, 41) zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung an die Gegenelektrodeneinheit.
    OQ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Potentialanlegeeinheit Mittel (30, 30A, 30B) zum Anlegen verschiedener Potentiale, die sich stufen- oder schrittweise als Funktion der Zeit (zeitabhängig) ändern, an die Elektrodenstreifen
    oc (20) aufweist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Potentialanlegeeinheit Mittel (30) zur Erzeugung von Potentialen E, 3E/4, E/2, E/4 und 0,
    deren maximale Größe mit E vorgegeben ist, aufweist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrodeneinheit eine in einem vorbestimmten Abstand von den Elektrodenstreifen (20) des
    1^ zweiten Abschnitts (19b) angeordnete Elektrodenplatte (21) aufweist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Potentialanlegeeinheit Mittel auf-
    !5 weist, um an die Elektrodenplatte (21) ein Potential anzulegen, das innerhalb der (Größen der) den Elektrodenstreifen (20) der Entwicklermedium-Fördereinheit (19) aufgeprägten Potentiale liegt.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Potentialanlegeeinheit Mittel (E, R13, R14) aufweist, um der Elektrodenplatte ein Potential aufzuprägen·, welches die Hälfte der maximalen Größe der durch die erste Potentialanlegeeinheit erzeugten .
    Potentiale beträgt.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstreifen (20) des zweiten Abschnitts (19b) in einem Abstand von 0,2 - 1,0 mm von der Elektrodenplatte (21) und dieser zugewandt angeordnet sind.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrodeneinheit eine Vielzahl von streifenförmigen Elektroden oder Elektrodenstreifen (21a) aufweist, die parallel zu den Elektrodenstreifen (20) der Entwicklermedium-Fördereinheit (19) an-
    341
    geordnet sind, an welche die Potentiale von der ersten Potentialanlegeeinheit angelegt sind und die mit der zweiten Potentialanlegeeinheit verbunden sind.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstreifen (20) der Entwicklermedium-Fördereinheit jeweils eine Breite von 0,1 - 0,5 mm
    ^Q und einen gegenseitigen (Teilungs-)Abstand von 0,1 - 0,5 mm besitzen, daß die Elektrodenstreifen (21a) der' Gegenelektrodeneinheit eine Breite von 0,1 - 0,5 mm und einen gegenseitigen (Teilungs-)Abstand von 0,1 - 0,5 mm besitzen und daß die Gegenelektrodeneinheit in bezug auf die Fördereinheit so angeordnet ist, daß die Elektrodenstreifen der Entwicklermedium-Fördereinheit gegenüber den Elektrodenstreifen der Gegenelektrodeneinheit (121) versetzt
    sind.
    20
    10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Potentialanlegeeinheit Mittel (30A) aufweist, um die Elektrodenstreifen (21a) der Gegenelektrodeneinheit (121) mit Potentialen zu beaufschlagen, die sich in Abhängigkeit von Änderungen der durch die erste Potentialanlegeeinheit aufgeprägten Potentiale ändern, um damit elektrische Felder zu erzeugen, die sich in Abhängigkeit von den an den Elektrodenstreifen der Entwicklermedium-Fördereinheit erzeugten elektrischen Feldernverschieben oder wandern (shifting).
    11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrodeneinheit Elektrodenstreifen (21b) aufweist, die mit gleichen (gegenseitigen) Abständen längs einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Elektrodenstreifen (20) zur Förderein-
    heit ausgerichtet und mit der zweiten Potentialanlegeeinheit verbunden sind.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Potentialanlegeeinheit Mittel (40, 41) zum intermittierenden Anlegen eines vorbestimmten Potentials an die Elektrodenstreifen (21b) der Gegenelektrodeneinheit, die um mindestens eine Elektrode ^ derselben getrennt sind, aufweist, um elektrische Felder zu erzeugen, die sich längs einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Elektrodenstreifen (20) der Fördereinheit verschieben.
    1^ 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstreifen (20) der Entwicklermedium-Fördereinheit eine Breite von 0,1 - 0,5 mm und einen (Teilungs-)Abstand von 0,1 - 0,5 mm besitzen und daß die Elektrodenstreifen (21b) der Gegenelektrodeneinheit eine Breite von 0,1 - 0,5 mm und einen (Teilungs-) Abstand von 0,1 - 0,5 mm besitzen.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklermedium-Fördereinheit (19) und die Gegenelektrodeneinheit (21, 121, 221) in einem Tonerbehälter (15 bzw. 16) angeordnet sind.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerbehälter (15 bzw. 16) eine Einrichtung
    (22) zum Umwälzen oder Auflockern des Toners aufweist.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit einen waagerechten Elektrodenabschnitt (19a) entsprechend dem ersten Abschnitt und einen geneigten oder schrägen Abschnitt (19b), der vom einen Ende des waagerechten Elektrodenabschnitts nach unten abgeht, aufweist.
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