Vorrichtung zum Entwickeln elektrophotographischer Schichten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ent wickeln elektrophotographischer Schichten mittels eines pulverförmigen Gemisches .aus magnetisierbaren Teil chen, insbesondere Eisenfeilspänen, und elektroskopi- schen Tonerpartikeln, mit einem offenen Behälter für .das Entwicklungspulver,
einer mit ihrem Umfang min destens teilweise in: den Behälter eintauchenden rotieren den Trommel aus nichtmagnetischem Material, Füh- rungsmittel ausserhalb des Behälters zur berührenden Vorbeiführung der elektrophotographischen Schicht an der rotierenden Trommel und einem im Innern der Trommel angeordneten, magnetischen System,
welches das Entwicklungspulver aus dem Behälter an die rotie rende Trommel anzieht und mindestens bis zur Berüh- rungsstelle der Trommel mit der elektrophotographi schen Schicht festhält.
Von den verschiedenen Möglichkeiten der Entwick lung einer belichteten elektrophotographischen Schicht hat sich jene der Aufbringung eines Gemisches aus einem elektrophotographischen Toner mit Eisenfeilspä- nen mittels eines magnetischen Systems, der sogenannten magnetischen Bürste, .als besonders wirtschaftlich erwie sen. Ältere Einrichtungen dieser Art bestehen dabei aus einem System von elektrisch:
erregten Magneten oder Permanentmagneten, wobei häufig eine vierpolige Aus führung gewählt wind, bei welcher je zwei Magnetpaare gegensätzlicher Polarität um 90 verdreht um eine ge meinsame Welle angeordnet sind. Die einzelnen Magnete bzw. Magnetstäbe tauchen bei Drehung der gemeinsa men Welle abwechslungsweise in einen Behälter mit Entwicklungspulver, wobei das Pulvergemisch den ma gnetischen Feldlinien entsprechend .an der magnetischen Bürste hängen bleibt.
Diese Anordnung hat den Nach teil, dass zwar der Toner :an der nachfolgenden Ent- wicklungsstelle zumindest teilweise an die zu entwik- kelude elektrophotographische Schicht abgegeben wird, die Eisenfeilspäne jedoch an den Magneten haften blei ben und dadurch die Aufnahme von unverbrauchtem Tonergemisch bei erneutem Eintauchen der Magnet stäbe in das Entwicklungspulver erschweren.
Mecha- nische Abstreifer haben sich :als zu wenig wirksam er wiesen, weshalb eine bekannte Vorrichtung die Elek tromagnete der magnetischen Bürste mittels eines Kom- mutators nach der Entwicklungsstelle einzeln umpolt.
Abgesehen vom hohen Aufwand dieser Einrichtung tritt ferner .die Ungleichmässigkeit der magnetischen Felder über dem Umfang,der magnetischen Bürste nach teilig in Erscheinung, @da sich,auf der entwickelten elek trophotographischen Schicht gerne ungleichmässige Striemen bilden.
Dies wird ;gemäss einer weiteren be kannten Einrichtung dadurch vermieden, dass der Dreh sinn der magnetischen Bürste entgegengesetzt zur Trans portrichtung der elektrophotographischen Schicht ge wählt wird. Damit muss jedoch die Antriebsleistung der Transportvorrichtung, aber auch jene der magnetischen Bürste wesentlich erhöht werden. Auch wird hier eine vorherige Aufrichtung der Eisenfeilspäne notwendig, was durch einen zusätzlichen Aufrichtmagneten besorgt wird, der fortlaufend umgepolt werden muss.
Zur Vermeidung des direkten Kontaktes zwischen Magnetwalze und Entwicklungspulver sind deshalb Ein richtungen bekannt geworden, welche Schutzschichten aus nichtmagnetischem Material zwischen der Magnet walze und :
den Führungen für das Entwicklungspulver einschalten. Das Entwicklungspulver wird dann auf der Oberfläche .der Schutzschichten durch die magnetischen Kräfte der rotierenden Magnete der Magnetwalze vom Behälter zur Entwicklungsstelle befördert und dort in Kontakt mit der elektrophotographischen Schicht ge bracht.
Wird die Schutzschicht dabei so ausgelegt, dass sie die Magnetwalze ganz umschliesst und dabei in das vorrätige Entwicklungspulver eintaucht, so nimmt .die rotierende Magnetwalze beim Austauchen der Schutz schicht aus dem Vorratsbehälter neues Entwicklungs pulver mit und führt :das verbrauchte Pulver auf der an deren Seite wieder in den Behälter zurück, wobei das verbrauchte durch das vorrätige Pulver von der Schutz schicht abgestreift wird.
Dabei muss aber das Entwick lungspulver von Zeit zu Zeit .ausnivelliert werden, was von Hand oder, gemäss einer bekannten Einrichtung durch eine besondere Schüttelvorrichtung ausgeführt werden muss. Das Problem ;der Striemenbildung infolge Inhomogenität der magnetischen Felder ,an der Ober fläche der Magnete bzw. der Schutzschichten ist :auch bei diesen Einrichtungen noch nicht gelöst.
Zur Verbes serung der Homogenität oder Entwicklung elektrophoto graphischer Schichten wurde deshalb eine Einrichtung bekannt, welche nicht nur die Magnetwalze, sondern auch noch die die Walze umgebende Schutzschicht, wel che die Form eins Hohlzylinders besitzt, mit unter schiedlicher Drehzahl rotieren lässt. Dies stellt aber einen erheblichen Aufwand bezüglich Lagerungen, An triebsleistung für den nunmehr benötigten Antrieb zweier Walzen bzw. Zylinder sowie des notwendigen Untersetzuagsgetriabes dar.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung vermeidet diese Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, dass das ma gnetische System :drehfest oder drehwinkeleinstell- und fixierbar gelagert ist und .aus einem Balken aus magne tisch weichem Material besteht, der nur über einen Teil seines Umfanges in. Längsrichtung verlaufende leisten artige Permanentmagneten abwechselnder Polarität trägt, wobei zumindest im Betrieb die Stellung des Bal kens so fixiert ist, ,dass sein magnetpolfreier Umfangsbe reich der Berührungsstelle der Trommel mit der elektro photographischen Schicht abgewandt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen: Fig.l eine schaubildliche Darstellung der erfin- dungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung der Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Fig. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt -durch nie rotierende Trom mel und das Magnetsystem.
Gemäss den Fig. 1 und 2 besteht die Maschine aus einer eigentlichen Entwicklungseinheit mit einer rotie renden Trommel 3 aus nichtmagnetischem Material (z. B. Aluminium, Kunststoff, usw.), einem im Innern der Trommel angeordneten magnetischen System 4 so wie einer Gegendruckplatte 5.
Die motorisch antreib- bare Trommel 3 taucht mit einem Teil ihres Umfanges in einen Behälter 2 für ras Entwicklungspulver (in Fig. 1 leer), in welchem eine Mischhaspel 1, bestehend aus ein- zelnen Stäben 10 und beidseitigen Einspannscheiben 11 und l l', welche in seitlichen Trägern, von denen nur einer in Form einer Platte 12 eingezeichnet ist, drehbar gelagert ist.
Das magnetische System 4 setzt sich zusammen aus einem Balken 20 aus magnetisch weichem Material mit rechteckigem vorzugsweise quadratischem Querschnitt, auf dessen längsseitigen Oberflächen leistungsförmige Permanentmagnete 21, 22 und 23 so angeordnet sind, dass die sich gegenüberliegende Magnete 21 und 23 an ihren Aussenseiten dieselbe Polarität :
aufweisen, wäh rend die Polung des dazwischenliegenden Permanentma- gneten 22 umgekehrt ist. Die Permanentmagnete können dabei die hier eingezeichnete rechteckige Querschnitts form aufweisen, können aber auch anders geformt wer den, z. B. mit abgerundeter Oberfläche.
Auch kann der Balken statt eines rechteckigen einen vieleckigen Quer schnitt aufweisen oder auch aus einem Stab mit einge lassenen Permanentmagneten bestehen.
Die magnetischen Achsen der Permanentmagnete stehen vorzugsweise senkrecht zur entsprechenden Ober fläche des Balkens und schneiden sich in ,der gemeinsa- men Achse des magnetischen Systems (Fig. 3).
Das Magnetsystem 4 bzw. dessen Balken 20 ist mit einem Ende mittels eines Zapfens 13a in einem der seitlichen Träger (Platte 12) starr oder drehwinkelein- stellbar gelagert, wobei jedoch, wie anhand der Fig. 2 und 3 gezeigt werden wird, die in den Fig. 1 und 2 ein gezeichnete Stellung besonders günstig ist. Hierbei ste hen die den mittleren Permanentmagneten 22 tragende Oberfläche sowie die freie Oberfläche des Balkens 20 ungefähr parallel zur Andruckplatte 5.
Die Arretierung des Zapfens 13a und damit des das Magnetsystem tra genden Balkens 20 erfolgt mittels einer Mutter 14, wo gegen die Verstellung durch Betätigung eines Hebels 15 vorgenommen werden kann.
Eine zu entwickelnde photoelektrische Schicht 7 wird mittels eines Walzenpaares 16 und 17 in Pfeilrich tung zwischen die Andruckplatte 5 und die rotierende Trommel 3 geschoben. Ein Dichtungslappen 6 verhin- .dert das Herausfallen von Entwicklungspulver aus dem Trommelraum bzw. dessen Eindringen in andere Ge räteteile.
Lagerung und Antrieb des magnetischen Systems bzw. der rotierenden Trommel sind aus Fig. 4 ersicht lich. Das magnetische System, von welchem hier der Balken 20 und die Permanentmagnete 21 und 23 sicht bar sind, ist, wie bereits erwähnt, einseitig mittels des Zapfens 13a in: der seitlichen Platte 12 gelagert. Das magnetische System kann mittels des Hebels 15 ver stellt bzw. ,durch Anziehen der Mutter 14 fixiert werden.
Das :andere Ende des Balkens 20 ist mittels eines zwei ten Zapfens 13b in einer im Innern der rotierenden Trommel 3 angebrachten Lagerbüchse 43 drehbar ge lagert. Die rotierende Trommel ihrerseits ist einseitig mittels einer Lagarbüchse 42 am Tragzapfen 13a des Magnetsystems und mit ihrem anderen Ende mittels eines Lagerzapfens 41 in ,der seitlichen Befestigung 12' drehbar gelagert.
Auf Aden Lagerzapfen 41 ist eine Rie menscheibe 40 aufgezogen, welche über einen Antriebs- riemen 46 und eine Riemenscheibe 45 mittels eines Mo tors 47 angetrieben wird.
Das Funktionieren der erfindungsgemässen Einrich tung wird im folgenden anhand der Fig. 2 näher @ be schrieben. Das Entwicklungspulver 8 wird durch die Misch und Transporthaspel 1 an den rechten oberen Rand des Behälters 2 geschoben und dort durch die Wirkung :der magnetischen Feldlinien der Permanent magnete 21 und 22 auf die Eisenfeilspäne des Entwick lungsgemisches an die Oberfläche der Trommel 3 an gezogen und von ;dieser in der eingezeichneten Dreh richtung zur Entwicklungsstelle befördert.
Gemäss Fig. 3 stellen sich die Eisenfeilspäne an der Aufnahmestelle 30 des Entwicklungspulvers unterhalb des Permanent magneten 21 zufolge der hier vorhandenen magnetischen Streulinien bürstenartig und gemäss der magnetischen Achse N des Magneten 21 senkrecht zur Trommel ein, was eine besonders gute Aufnahme des Entwicklungs pulvers durch die Trommel gewährleistet.
Bei weiterer Drehung der Trommel 3 im Gegenuhrzeigersinn wan dern die Eisenfeilspäne gemäss den magnetischen Äqui- potentialfeldlinien 31, um sich an der Stelle 32, gegen über :dem Permanentmagmeten 22, gemäss dessen ma- gnetischer Achse 5 kurzzeitig wieder bürstenartig aufzu richten. An ;dieser Stelle wird mit Vorteil die Entwick lung der elektrophotographischen Schicht 7 vorgenom men.
Bei weiterer Drehung der Trommel 3 legen sich die Eisenfeilspäne, welche inzwischen einen Teil ihrer elektroskopischen Tonerpartikel an die elektrophoto- graphische Schicht abgegeben haben, wieder entspre chend den Feldlinien 33, um sich an der Stelle 34 ge- mäss der magnetischen Achse N des Permanentmagne ten 23 noch einmal kurz aufzurichten.
Da die hintere Seite :des Balkens 20 nicht belegt ist, .schwächt sich das magnetische Feld 35 derart ab, dass die Eisenfeilspäne in den Behälter 2 zurückfallen bzw. :durch Zentrifugal kraft zurückgeschleudert werden (Fig. 2).
Hier liegt nun ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen, star ren und rotationsunsymmetrischen Anordnung des Ma gnetsystems 4, @da das verbraucht;, Entwicklungspulver frühzeitig in den Behälter zurückfällt, während bei den bekannten Einrichtungen dieser Art das verbrauchte Pulver erst durch das frische Entwicklungspulver von der Trommel @abgestreift wird, womit eine gründliche Durchmischung :des frischen mit dem verbrauchten Pul ver erheblich erschwert wird.
Bei :einem bekannten Ge rät muss beispielsweise das verbrauchte Pulver mittels einer Schnecke in einen ;seitlich angeordneten Vorrats behälter geführt werden, wo es mit einer ,an sich gleichen Haspel durchmischt und in eine höhergelegene Trans portrinne befördert wird, worauf eine zweite Schnecke die Verteilung über die Magnetwalze übernimmt.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung kann dagegen die Haspel direkt unter der rotierenden Trommel und über deren ganzen Länge angeordnet werden, womit sich eine erhebliche Vereinfachung der Anordnung sowie eine wesentliche Platzeinsparung ergibt.
Der Effekt, :dass sich an der Stelle 32 (Fig. 3) die Eisenfeilsp'äne infolge der magnetischen Streulinien auf richten, muss als besonderer Vorteil dieser Einrichtung angesehen werden, kann doch :damit die Härte der an :dieser Stelle vorhandenen magnetischen Bürste durch Drehen des Magnetsystems wahlweise eingestellt wer den. Hierzu muss lediglich die Mutter 14 gelöst und der Zapfen 13 durch Betätigung es Hebels 15 leicht ver dreht werden (Fig. 1).
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich ferner :durch ihre Kompaktheit :sowie Unempfindlich keit gegenüber schrägen Lagen des Gerätes aus. Die vor handene Pulvermenge hat keinen Einfluss auf die Funk tionssicherheit der Entwicklungseinheit und kann jeder zeit leicht kontrolliert werden.