DE10044219A1 - Entwicklungsvorrichtung und Verfahren mit vertikaler Sprühvorrichtung - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine Entwicklungsvorrichtung für ein Druck- oder Kopiergerät. Ein vertikal ausgerichtetes Mischrohr (78) ist senkrecht zu einer waagerechten Fluidisierungsplatte (86) angeordnet, aus der in vertikaler Richtung ein Luftstrom austritt, um ein fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch zu erzeugen. Die Sprühvorrichtung (70) erzeugt einen Tonerniederschlag auf einem Applikatorelement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für ein Druck- oder Kopiergerät, wobei eine Sprühvorrichtung einen gerichteten Gemischstrom aus einem Toner-Luft-Gemisch auf ei­ nen Auftragsbereich eines umlaufenden Applikatorelements aus­ sendet. Ferner betrifft die Erfindung eine Entwicklungsvor­ richtung mit einer Sprühvorrichtung, die eine Vielzahl von Kanälen umfaßt, wobei im Sprühbereich der Kanäle Unterdruck herrscht. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Auf­ tragen von Toner auf einen Auftragsbereich eines umlaufenden Applikatorelements.

Aus der DE 198 57 257 A1 ist eine Entwicklungsvorrichtung für ein Druck- oder Kopiergerät bekannt, das eine Sprühvorrich­ tung verwendet, die Toner nach Art einer Pulverbeschichtung auf einen Auftragsbereich eines umlaufenden Applikatorele­ ments aufträgt. Die Sprühvorrichtung hat ein vertikal abste­ hendes Ansaugrohr, über das fluidisierter Toner angesaugt und zu einem Mischrohr befördert wird. In dem schräg gelagerten Mischrohr wird dieser Toner mit Luft vermischt und über eine Sprühdüse ausgesprüht. Das schräg gelagerte Mischrohr enthält eine Venturidüse, der über eine Treibdüse Druckluft zugeführt wird. In der Praxis hat sich dieses Auftragsprinzip gut be­ währt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß relativ hoch verdich­ tete Luft in großen Mengen über die Treibdüse zugeführt wer­ den muß, um eine ausreichend gleichmäßige Sprühwirkung zu er­ zielen. Diese Druckluft steht in einem herkömmlichen Druckge­ rät oder Kopiergerät nicht zur Verfügung und muß separat er­ zeugt werden.

Aus der WO 98/57233 ist weiterhin eine Entwicklervorrichtung bekannt, die nach Art einer Pulverbeschichtungseinrichtung arbeitet. Ein waagerecht angeordnetes Zuführrohr führt einer Sprühdüse ein Toner-Luft-Gemisch zu. Die Sprühdüse sprüht To­ ner unter einem Winkel von ca. 45° zur Waagerechten annähernd senkrecht auf den Auftragsbereich einer umlaufenden Applika­ torwalze aus. Auch bei dieser Anordnung ist Druckluft mit ei­ ner hohen Druckdifferenz gegenüber dem Umgebungsdruck sowie eine hohe Luftmenge erforderlich.

Die beiden vorgenannten Patentanmeldungen gehen auf dieselbe Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung zurück. Die In­ halte dieser beiden Dokumente werden hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung mit einbezogen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Entwicklungsvorrichtungen und Verfahren anzugeben, die es gestatten, Toner mithilfe einer Sprühvorrichtung aufzutragen, die mit einer geringen Druck­ differenz zum Umgebungsdruck arbeiten.

Diese Aufgabe wird für eine Entwicklungsvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist die Längsachse des langgestreckten Mischrohrs der Sprühvorrichtung vertikal angeordnet. Dies be­ deutet, daß diese Längsachse in gleicher Richtung verläuft wie der aus der Fluidisierungsplatte austretende Luftstrom, der das fluidisierte Toner-Luft-Gemisch erzeugt. Demzufolge ergibt sich ein minimaler Abschattungseffekt, so daß die Aus­ bildung der Fluidisierung weitgehend ungestört ist. Über die Ansaugöffnung kann somit fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch in homogener Form angesaugt werden und mithilfe der Treibdüse, aus der Luft mit Überdruck austritt, der gerichtete Gemisch­ strom erzeugt werden. Die Druckdifferenz zwischen dem außer­ halb der Sprühvorrichtung herrschenden Luftdruck und dem Luftdruck an der Treibdüse kann daher bei ausreichend homoge­ nem Sprühergebnis klein sein. Beispielsweise kann der Treib­ düse Druckluft mit einer Druckdifferenz zur äußeren Umgebung der Sprühdüse von kleiner 300 Hektopascal zugeführt werden. Eine derartige geringe Druckdifferenz kann innerhalb eines Druckgeräts oder Kopiergeräts von einem bereits vorhandenen Gebläse abgeleitet werden. Ein separates, zusätzliches Aggre­ gat zur Erzeugung von Druckluft ist nicht erforderlich. Das Mischrohr kann einen kreisförmigen, ovalen oder vieleckigen Querschnitt haben.

Bei einer Ausführungsform ist die Sprühvorrichtung innerhalb einer Kammer angeordnet, in der ein Unterdruck herrscht, wo­ bei die Luft mit Überdruck, die in das Mischrohr aus der Treibdüse geblasen wird, aufgrund des gegenüber dem Unter­ druck höheren Umgebungsdrucks entsteht. Der benötigte Unter­ druck kann mithilfe eines Sauggebläses erzeugt werden. Der im Bereich der Sprühdüse herrschende Unterdruck bewirkt, daß aus der Kammer, welche die Sprühvorrichtung aufnimmt, kein Toner austritt. Auch das Sauggebläse ist üblicherweise in einem Druckgerät oder Kopiergerät bereits als Aggregat vorhanden und kann bei der Erfindung mitgenutzt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich­ net, daß die Ansaugöffnung zwischen Treibdüse und Mischrohr im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, d. h. das fluidi­ sierte Toner-Luft-Gemisch wird in radialer Richtung ange­ saugt. Auf diese Weise tritt das homogene Toner-Luft-Gemisch gleichmäßig in das Mischrohr ein, ohne daß eine große Verwir­ belung entsteht. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, daß eine ausreichende Beschleunigung des Toner-Luft-Gemischs auch bei geringem Druckunterschied entsteht.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Entwick­ lungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 angege­ ben. Bei dieser Entwicklungsvorrichtung umfaßt die Sprühvor­ richtung eine Vielzahl von Kanälen, die in einer Reihe neben­ einander angeordnet sind. Jeder Kanal hat eine Ansaugöffnung und eine Sprühöffnung, die dem Auftragsbereich zugewandt ist. Die Ansaugöffnungen der Kanäle sind unterhalb des Fluidspie­ gels eines fluidisierten Toner-Luft-Gemischs angeordnet. Im Sprühbereich der Kanäle wird ein Unterdruck eingestellt. Die Differenz zwischen dem Druck im Sprühbereich der Kanäle und dem Druck im Bereich der Ansaugöffnungen der Kanäle bewirkt, daß fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch angesaugt, in den Kanä­ len beschleunigt wird und an den Sprühöffnungen als Sprüh­ strahl austritt. Die Vielzahl von nebeneinander angeordneten Sprühstrahlen bewirkt, daß auf dem Auftragsbereich des umlau­ fenden Applikatorelements ein gleichmäßiger Tonerauftrag er­ folgt. Aufgrund des Unterdrucks im Sprühbereich der Kanäle werden Tonerteilchen, die nicht auf dem Applikatorelement an­ haften, sogleich abgesaugt und können dem fluidisierten To­ ner-Luft-Gemisch wieder zugeführt werden. Auf diese Weise wird einer Verschmutzung durch Tonerteilchen vorgebeugt. Auch der erforderliche Differenzdruck kann niedrig sein. Demgemäß können bereits in einem Kopierer oder in einem Druckgerät vorhandene Unterdruck erzeugende Einrichtungen für diese Ent­ wicklungsvorrichtung mitgenutzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Verfahren nach den Ansprüchen 25 und 26 angegeben. Bei diesen Verfahren wird Toner auf einem umlaufenden Applikatorelement durch Auf­ sprühen aufgetragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Entwicklungsvorrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Sprühvorrichtung nach der Erfindung mit vertikaler Längsachse, und

Fig. 3 den Aufbau einer Entwicklungsvorrichtung mit einer Vielzahl von nebeneinander an­ geordneten Kanälen.

Fig. 1 zeigt eine Entwicklungsvorrichtung 10, wie sie in der DE 198 57 257 A1 desselben Anmelders beschrieben ist. Anhand dieses Beispiels nach Fig. 1 werden verschiedene Bauteile erläutert, die auch bei der Erfindung eingesetzt werden. Au­ ßerdem wird auch verdeutlicht, inwiefern durch das weiter un­ ten beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung technische Vorteile gegenüber der Entwicklungsvorrichtung nach dem Stand der Technik erreicht werden.

Bei der Entwicklungsvorrichtung 10 nach Fig. 1 ist ein als Applikatorwalze 12 ausgebildetes Applikatorelement vorgese­ hen, das einen Auftragsbereich 14 hat, der von einem durch einen Pfeil 16 angedeuteten Toner-Luft-Gemischstrom ange­ sprüht wird. Auf den Auftragsbereich 14 wird eine Toner­ schicht abgeschieden. Infolge der Drehbewegung der Applika­ torwalze 12, angedeutet durch den Pfeil 18, wird fortlaufend neuer Toner im Auftragsbereich 14 abgeschieden. Die Applika­ torwalze 12 mit der Tonerschicht wird an einem Trägermedium (in Fig. 1 nicht dargestellt) vorbeigeführt, dessen Ladungs­ bild mit Tonerpartikeln aus der Tonerschicht eingefärbt wird. Der Gemischstrom 16 trifft auf dem gesamten Auftragsbereich 14 unter einem Ansprühwinkel schräg auf. Der Gemischstrom 16 trifft die Mantelfläche der Applikatorwalze 12 außermittig.

Der Gemischstrom 16 wird durch eine Sprühvorrichtung 20 er­ zeugt, die ein Mischrohr 22 hat. Diesem Mischrohr 22 wird mittels eines vertikal angeordneten Ansaugrohrs 24 ein Toner- Luft-Gemisch 28 zugeführt, welches sich in einem fluidisier­ ten Zustand befindet. Der flüssigkeitsähnliche Zustand des Toner-Luft-Gemischs 28 führt zu einer Grenzfläche 26, die nach Art eines Wasserspiegels das fluidisierte Toner-Luft-Ge­ misch 28 von Luft trennt. Das Ansaugrohr 24 taucht voll in das fluidisierte Toner-Luft-Gemisch 28 ein. Zum Erzeugen des fluidisierten Zustandes enthält der Innenraum des die Ent­ wicklervorrichtung 10 umgebenden Gehäuses 30 eine Fluidisie­ rungsplatte 32, die als poröse Platte, beispielsweise aus gesintertem Edelstahl, ausgebildet ist. Die Fluidisierungs­ platte 32 wird von unten über den Einlaß 31 mit Druckluft be­ aufschlagt, welches die Fluidisierungsplatte 32 durchströmt und die Tonerteilchen in einen stationären Schwebezustand versetzt.

Das über das Ansaugrohr 24 angesaugte fluidisierte Luft-To­ ner-Gemisch 28 gelangt zu einer Venturidüse 34, die aus einer Treibdüse 36 über einen Druckluftanschluß 38 mit Druckluft versorgt wird. Nach dem Austritt aus der Venturidüse 34 kann der Strom aus Toner-Luft-Gemisch durch Einblasen eines zu­ sätzlichen Luftmassestroms auf eine gewünschte Tonerkonzen­ tration verdünnt werden. Der zusätzliche Luftmassestrom wird über einen Drucklufteingang 42 zugeführt. Das derart einge­ stellte Toner-Luft-Gemisch wird über ein Pulverrohr 44 einer Sprühdüse 46 zugeführt, die das Toner-Luft-Gemisch 16 inner­ halb einer Sprühkammer 50 auf den Auftragsbereich 14 sprüht.

Eine Ladeelektrode 52 wird mit Hochspannung versorgt und ist vom Gemischstrom 16 umsprüht. Die Ladeelektrode 52 erzeugt eine Koronaentladung, die Luftionen einer gewünschten Polari­ tät erzeugt, so daß die Tonerpartikel elektrisch aufgeladen werden und sich im Auftragsbereich 14 infolge elektrostati­ scher Kräfte niederschlagen. Der Auftragsbereich 14 ist dem­ zufolge auf ein definiertes Potential gelegt, um die genannte Wirkung zu erzielen.

Bei der Drehbewegung der Applikatorwalze 12 verläßt der mit der Tonerschicht beschichtete Bereich die Umlenkzone 54 über einen Austrittsspalt 56. Dieser ist so bemessen, daß die To­ nerschicht unbeschädigt in die äußere Zone gelangt, wo das Ladungsbild auf einem Trägermedium (nicht dargestellt) einge­ färbt wird. Beim Verlassen des Austrittsspalts 56 treten we­ der mechanische Berührungen noch Luftwirbel auf, welche To­ nerpartikel aus der Tonerschicht herausreißen könnten. Der statische Luftdruck im Innenraum der Sprühkammer 50 ist so gewählt, daß sich ein in Richtung der Sprühkammer 50 gerich­ teter Leckluftstrom im Austrittsspalt 56 einstellt, so daß ein Austreten von Tonerpartikeln in die Umgebung verhindert wird. In der Umlenkzone 54 lenkt ein Umlenkelement 55 den Luftstrom in eine Richtung entgegengesetzt der Richtung des Gemischstroms 16, 48 um.

Im äußeren Bereich der Bildentwicklungszone springen infolge lokaler elektrischer Feldkräfte Tonerpartikel aus dem Toner­ belag auf der Applikatorwalze 12 auf entladene Bereiche des Trägermediums, beispielsweise eine Fotoleiterwalze, über. Der auf der Applikatorwalze 12 verbleibende Tonerbelag tritt über einen Eintrittsspalt 58 wieder in das Gehäuse 30 der Entwick­ lungsvorrichtung 10 ein und wird mithilfe einer stillstehen­ den scharfen Klinge 60, die als Reinigungseinrichtung dient, von der Oberfläche der Applikatorwalze 12 vollständig ent­ fernt. Die abgeschabten Tonerteilchen fallen infolge der Schwerkraft auf die Fluidisierungsplatte 32, werden dort ent­ laden und erneut in einen Flüssigkeitszustand gebracht.

Der vom Bildentwicklungsprozeß verbrauchte Toner wird über eine Tonerzuführung 62 ergänzt, die in den Innenraum des Ge­ häuses 30 mündet. Überflüssiger Toner 51, der sich nicht auf den Auftragsbereich 14 niedergeschlagen hat, wird über einen Anschluß 64 nach außen abgeführt und mithilfe von Trennvor­ richtungen abgeschieden.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, verläuft die Längs­ achse des Mischrohrs 22 etwa unter einem Winkel von 45° zur Vertikalen. Weiterhin tauchen Versorgungsleitungen in das fluidisierte Toner-Luft-Gemisch 28, wie z. B. das Ansaugrohr 24 und der Druckluftanschluß 38. Diese konstruktiven Maßnah­ men bewirken, daß der Fluidisierungszustand des Toner-Luft- Gemischs 28 gestört ist, d. h. die Konzentration an Toner ist nicht an allen Stellen des Fluidbettes gleich. Um dennoch ei­ nen gleichmäßigen Strom 48 zu erzeugen, muß der Luftdruck, der über den Druckluftanschluß 38 zugeführt wird, relativ hoch sein. Dieser erhöhte Luftdruck ist auch deshalb notwen­ dig, weil der innere Aufbau des Mischrohrs 22 komplex ist, wodurch zusätzliche Reibungsverluste entstehen. Dieser er­ höhte Luftdruck macht es notwendig, daß ein separates Aggregat zur Luftdruckerzeugung vorgesehen sein muß. Auch auf sei­ ten der Abluft müssen technisch aufwendige Vorkehrungen ge­ troffen werden, um die erhöhte Luftmenge wieder abzuführen. Typischerweise ist die Luftdruck-Differenz zwischen der über dem Druckluftanschluß 38 zugeführten Luft und der Umgebungs­ luft im Bereich von 1000 bis 3000 Hektopascal.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Sprühvor­ richtung 70 einen abgeänderten Aufbau hat. Ferner ist die Sprühvorrichtung 70 in ihrer Längsachse L vertikal zu einer Fluidisierungsplatte 86 angeordnet. Die Sprühvorrichtung 70 umfaßt ein Rohr 72, das einen Aufsatz 74 mit einer Sprühdüse 76 trägt. Das Rohr 72 hat über seine Länge einen konstanten Innendurchmesser, der auch dem Innendurchmesser des Aufsatzes 74 entspricht. Beide Teile 74 und 72 gehen somit glatt inein­ ander über, so daß Reibungsverluste und Wirbelverluste mini­ miert werden.

Das Rohr 72 ist mit einem Mischrohr 78 verbunden, das eine Einschnürung 80 hat. In das Mischrohr 78 mit der Einengung 80 ragt eine Treibdüse 82. Der Treibdüse 82 wird über einen Kanal 84 in Richtung des Pfeils 88 Luft mit Überdruck zuge­ führt. Im Bereich der Treibdüse 82, der in das Mischrohr 78 hineinragt, ist die Treibdüse 82 schräg zugespitzt. Die Treibdüse 82 mit dem Kanal 84 steht senkrecht auf der Fluidi­ sierungsplatte 86, die aus porösem gesinterten Edelstahl her­ gestellt ist. Die Fluidisierungsplatte 86 ist mit Druckluft beaufschlagt, so daß in vertikaler Richtung längs der Pfeile 90 Luft eintritt. Wenn die mittlere Strömungsgeschwindigkeit dieser durch die Fluidisierungsplatte 86 strömenden Luft ge­ mäß den Pfeilen 90 größer als die Sinkgeschwindigkeit der To­ nerteilchen ist, so stellt sich der Zustand eines fluidisier­ ten Toner-Luft-Gemischs ein, der nach Art einer Flüssigkeit einen waagerechten Fluidspiegel 93 innerhalb des Fluidbetts 95 ausbildet. Die langgestreckte Treibdüse 82 ist in vertika­ ler Richtung ausgerichtet, wie auch das Mischrohr 78.

Zwischen dem Mischrohr 78 und der Treibdüse 82 ist eine im wesentlichen ringförmige Ansaugöffnung 91 ausgebildet, über die in radialer Richtung fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch ge­ mäß den Pfeilen 92 angesaugt wird. Die in die Treibdüse 82 eintretende Luft mit Überdruck durchsetzt die Einschnürung 80. In der darauffolgenden Erweiterung ensteht infolge des Venturieffekts ein Unterdruck, der bewirkt, daß das fluidi­ sierte Toner-Luft-Gemisch angesaugt wird, so daß der Gemisch­ strom 97 aus einem Toner-Luft-Gemisch entsteht.

Ein rotationssymmetrischer Grundkörper 94 trägt einerseits die Treibdüse 82 und bildet andererseits eine Umlenkfläche für den Eintritt des fluidisierten Toner-Luft-Gemischs aus. Das mithilfe des Luftstrahls, der aus der Treibdüse 82 aus­ tritt, beschleunigte Toner-Luft-Gemisch 97 durchsetzt das Rohr 72 und tritt an der Sprühdüse 76 als Sprühstrahl aus. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in der Nähe der Sprühdüse 76 eine Ladeelektrode angeordnet, die den Gemischstrom auf ein vorbestimmtes Ladungspotential auf­ lädt (diese Ladeelektrode ist aus Gründen der besseren Über­ sicht in Fig. 2 nicht eingezeichnet).

Die Bauelemente 74, 72, 78 und 82 fluchten miteinander längs der Achse L. Diese Achse L ist in vertikaler Richtung ausge­ richtet. Aufgrund der horizontalen Anordnung der Fluidisie­ rungsplatte 86 und des in vertikaler Richtung austretenden Luftstroms ist der Gleichgewichtszustand der schwebenden To­ nerteilchen im fluidisierten Toner-Luft-Gemisch des Fluid­ betts 95 weitgehend ungestört. Somit kann über die ringför­ mige Ansaugöffnung 91 ein homogenes Toner-Luft-Gemisch ange­ saugt werden. Aufgrund der Vermeidung großer Reibungsflächen an den Innenwänden des Mischrohrs 78, des Rohrs 72 und des Anschlußstücks 74 wird nur eine geringe Druckdifferenz benö­ tigt, um einen ausreichend kräftigen Sprühstrahl an der Sprühdüse 76 zu erzeugen. Typischerweise beträgt die Druck­ differenz zwischen der an der Treibdüse 82 zugeführten Luft und der äußeren Umgebung der Sprühdüse 76 weniger als 300 Hektopascal. Bei einer Anordnung der Sprühvorrichtung 70 in einem Drucker oder Kopierer wird die Druckluft einem Druck­ lufterzeuger entnommen, der auch weitere Aggregate mit Druck­ luft versorgt. Beispielsweise dient ein solches Aggregat auch für die Staubabsaugung im Kopierer oder Drucker.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, außerhalb der Sprüh­ vorrichtung 70 einen Unterdruck zu erzeugen. In der äußeren Umgebung der Treibdüse 82 herrscht dann ein höherer Druck, so daß Luft in den Kanal 84 der Treibdüse 82 einströmt.

Um längs einer Linie einen gleichmäßigen Tonerauftrag auf dem Applikatorelement zu erzeugen, können mehrere gleichartige Sprühvorrichtungen 70 nebeneinander in einer Reihe angeordnet sein. Jede Sprühvorrichtung erzeugt dann einen Sprühstrahl. Die Vielzahl von Sprühstrahlen erzeugen dann einen gleichmä­ ßigen Tonerauftrag auf dem Applikatorelement.

Eine Sprühvorrichtung wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, kann beispielsweise auch bei der Vorrichtung nach Fig. 1 einge­ setzt werden, wobei die Kammer 30 eine solche Form haben muß, daß sie die vertikal stehende Sprühvorrichtung 70 aufnehmen kann.

Fig. 3 zeigt eine weitere Entwicklungsvorrichtung, bei der eine Vielkanalplatte 100 eingesetzt wird. Diese Vielkanal­ platte 100 hat eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kanälen 102. Jeder Kanal 102 hat einen gekrümmten Verlauf und eine Ansaugöffnung 104 sowie eine Sprühöffnung 106. Die An­ saugöffnung 104 taucht in das Fluidbett 108 eines fluidisier­ ten Toner-Luft-Gemischs ein. Eine Fluidisierungsplatte 110, beispielsweise aus porösem gesinterten Edelstahl läßt zuge­ führte Luft 112 hindurchtreten. Die Sprühöffnungen 106 sind dem Auftragsbereich einer Applikatorwalze 114 zugewandet. In der Nähe der Sprühöffnungen 106 ist eine Vielzahl von La­ dungselektroden in einer Kammanordnung 116 angeordnet, die die austretenden Sprühstrahlen elektrisch aufladen. Im Sprühbereich und im Auftragsbereich herrscht ein Unterdruck, der mithilfe eines Absaugkanals 118 eingestellt wird. Aufgrund des Unterdrucks im Absaugkanal 118 ergibt sich eine Druckdif­ ferenz zum Druck im Innenbereich 120 der Kammer 122, wodurch einerseits die Sprühstrahlen an den Sprühöffnungen 106 er­ zeugt werden und andererseits die Tonerteilchen, die im Auf­ tragsbereich der Applikatorwalze 114 nicht anhaften, in Rich­ tung des Pfeils 123 abgesaugt werden. Auf diese Weise treten keine Tonerteilchen aus der Entwicklungsvorrichtung aus, so daß eine Verschmutzung ausgeschlossen ist.

Die sich auf der Applikatorwalze 114 ausbildende Tonerschicht 124 wird ebenso wie beim Beispiel nach Fig. 1 einem Ladungs­ bild auf einem Trägermedium (nicht dargestellt) ausgesetzt. Tonerteilchen werden aufgrund elektrischer Ladungskräfte auf das Trägermedium übertragen. Der auf der Applikatorwalze 114 verbleibende Toner tritt über einen Eintrittsspalt 126 wieder in die Kammer 122 ein und wird mithilfe einer stillstehenden Reinigungsklinge 128 von der Oberfläche der Applikatorwalze 114 vollständig entfernt. Die abgeschabten Tonerteilchen fal­ len infolge der Schwerkraft zurück in das Fluidbett 108, wer­ den dort entladen und erneut in einen Flüssigkeitszustand ge­ bracht. Auf diese Weise ist ein integrierter Tonerkreislauf vorhanden. Der Druck im Innenraum 120 ist so bemessen, daß noch eine geringe Druckdifferenz zur Umgebungsluft außerhalb der Kammer 122 besteht, so daß über den Eintrittsspalt 126 fortlaufend Zuluft zugeführt wird.

Zur Vermeidung einer inhomogenen Tonerverteilung wird die Vielkanalplatte 100 so plaziert, daß nur ein kleiner Abstand zwischen den Sprühöffnungen 106 und der Oberfläche der Appli­ katorwalze 114 verbleibt. Auf diese Weise wird die Ausbildung unerwünschter Separationseffekte und Konglomerate, die durch Luftwirbel im Raum zwischen Sprühöffnungen 106 und Oberfläche des Applikatorelements 114 entstehen können, weitgehend ver­ mieden.

Bezugszeichenliste

10

Entwicklungsvorrichtung

12

Applikatorwalze

14

Auftragsbereich

16

Pfeil

18

Pfeil

20

Sprühvorrichtung

22

Mischrohr

24

Ansaugrohr

26

Grenzfläche

28

Toner-Luft-Gemisch

30

Gehäuse

31

Einlaß

32

Fluidisierungsplatte

34

Venturidüse

36

Treibdüse

38

Druckluftanschluß

42

Drucklufteingang

44

Pulverrohr

46

Sprühdüse

48

Gemischstrom

50

Sprühkammer

51

überflüssiger Toner

52

Ladeelektrode

54

Umlenkzone

55

Umlenkelement

56

Austrittsspalt

58

Eintrittsspalt

60

Klinge

62

Tonerzuführung

64

Anschluß

70

Sprühvorrichtung
L Längsachse

72

Rohr

74

Aufsatz

76

Sprühdüse

78

Mischrohr

80

Einengung

82

Treibdüse

84

Kanal

86

Fluidisierungsplatte

88

Pfeil

90

Pfeil

91

Ansaugöffnung

92

Pfeil

93

Fluidspiegel

94

Grundkörper

95

Fluidbett

97

Gemischstrom

100

Vielkanalplatte

102

Kanal

104

Ansaugöffnung

106

Sprühöffnung

108

Fluidbett

110

Fluidisierungsplatte

112

Luft

114

Applikatorwalze

116

Kammanordnung

118

Absaugkanal

120

Innenbereich

122

Kammer

123

Pfeil

124

Tonerschicht

126

Eintrittsspalt

128

Reinigungsklinge

Claims (26)

1. Entwicklungsvorrichtung für ein Druck- oder Kopiergerät, wobei eine Sprühvorrichtung (70) einen gerichteten Ge­ mischstrom aus einem Toner-Luft-Gemisch auf einen Auf­ tragsbereich eines umlaufenden Applikatorelements aus­ sendet,
die Sprühvorrichtung (70) ein lang gestrecktes Mischrohr (78) hat, in das eine Treibdüse (82) ragt, aus der Luft mit Überdruck in das Mischrohr (78) geblasen wird,
eine Ansaugöffnung (91) zwischen dem Mischrohr (78) und der Treibdüse (82) vorgesehen ist,
aus einer Fluidisierungsplatte (86) ein Luftstrom in ei­ ner im wesentlichen vertikalen Richtung austritt, der ein fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch erzeugt,
die Längsachse (L) des Mischrohrs (78) in vertikaler Richtung verläuft,
und wobei die Ansaugöffnung (91) unterhalb des Fluidspiegels des fluidisierten Toner-Luft-Gemischs an­ geordnet ist.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Längsachse der Treibdüse (82) mit der Längsachse des Mischrohrs (78) fluchtet, und daß die Treibdüse (82) mit ihrer Längsachse senkrecht auf der Fluidisierungsplatte (86) angeordnet ist.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Flui­ disierungsplatte eine Öffnung enthält, über die Luft mit Überdruck für die Treibdüse (82) zugeführt wird.

4. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Endabschnitt der Treibdüse (82) und der ihr zugewandte Bereich des Mischrohrs (78) eine Ven­ turidüse bilden.

5. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansaugöffnung (91) zwischen Treib­ düse (82) und Mischrohr (78) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.

6. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mischrohr (78) mit einem Rohr (72) mit einem über die Länge im wesentlichen konstanten In­ nendurchmesser verbunden ist, das das Toner-Luft-Gemisch einer Sprühdüse (76) zuführt, die den gerichteten Ge­ mischstrom aus Toner-Luft-Gemisch auf den Auftragsbe­ reich des umlaufenden Applikatorelements aussendet.

7. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ladeelektrode vorgesehen ist, die den Gemischstrom auf ein vorbestimmtes Ladungspotential auflädt.

8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Lade­ elektrode innerhalb oder außerhalb der Sprühdüse (76) nahe ihrer Austrittsöffnung angeordnet ist.

9. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Treibdüse (82) Druckluft mit einer Druckdifferenz zur äußeren Umgebung der Sprühdüse (76) von < 300 Hektopascal zugeführt wird.

10. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckluft durch ein Ringgebläse er­ zeugt wird.

11. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei ihrer Verwendung in einem Druck- oder Kopiergerät die Druckluft einem Drucklufterzeuger entnommen wird, der auch weitere Aggregate mit Druckluft versorgt, insbesondere das Aggregat für die Staubabsau­ gung.

12. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühvorrichtung (70) innerhalb ei­ ner Kammer angeordnet ist, in der ein Unterdruck herrscht, und wobei die Luft mit Überdruck, die in das Mischrohr (78) aus der Treibdüse (82) geblasen wird, aufgrund des gegenüber dem Unterdruck höheren Umgebungs­ drucks entsteht.

13. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl gleichartiger Sprühvor­ richtungen (70), vorzugsweise in einer Reihe, angeordnet sind.

14. Entwicklungsvorrichtung für ein Druck- oder Kopiergerät,
wobei eine Sprühvorrichtung einen gerichteten Gemisch­ strom aus einem Toner-Luft-Gemisch auf einen Auftragsbe­ reich eines umlaufenden Applikatorelements (114) aussen­ det,
die Sprühvorrichtung eine Vielzahl von Kanälen (102) um­ faßt, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind,
jeder Kanal (102) eine Ansaugöffnung (104) und eine Sprühöffnung (106) hat, die dem Auftragsbereich zuge­ wandt ist,
aus einer Fluidisierungsplatte (110) ein Luftstrom aus­ tritt, der ein fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch erzeugt,
und wobei die Ansaugöffnungen(104) der Kanäle (102) un­ terhalb des Fluidspiegels angeordnet sind,
und wobei im Sprühbereich der Kanäle (102) ein Unter­ druck herrscht.

15. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl der Kanäle (102) in einer einzigen Baueinheit (100) angeordnet sind.

16. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei eine Vielzahl von Ladungselektroden in einer Reihe nahe den Sprühöffnungen der Kanäle (102) angeordnet ist.

17. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei jeder Kanal (102) einen gekrümmten Verlauf hat.

18. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühöffnungen (106) der Kanäle (102) eine Kamm-Anordnung bilden, und wobei auch die La­ dungselektroden eine Kamm-Anordnung (116) bilden.

19. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, wobei als Fluidisierungsplatte (86, 110) eine poröse, gesinterte Edelstahlplatte verwendet wird.

20. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Bewegungsrichtung des Applikatorele­ ments gesehen nach der Übertragung von Toner eine Reini­ gungseinrichtung (126) angeordnet ist, die restlichen Toner vom Applikatorelement (114) entfernt.

21. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Rei­ nigungseinrichtung eine stillstehende Schabeklinge ent­ hält, und wobei der Toner, vorzugsweise ein Einkomponententoner, dem fluidisierten Toner-Luft-Gemisch zugeführt wird.

22. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Applikatorelement eine Applikator­ walze (114) verwendet wird.

23. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 22, wobei als Applikatorelement ein End­ losband verwendet wird.

24. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gemischstrom auf dem gesamten Auf­ tragsbereich auf dem Applikatorelement schräg auftrifft.

25. Verfahren zum Auftragen von Toner auf ein Applikatorele­ ment in einem Druck- oder Kopiergerät,
wobei eine Sprühvorrichtung (70) einen gerichteten Ge­ mischstrom aus einem Toner-Luft-Gemisch auf einen Auf­ tragsbereich eines umlaufenden Applikatorelements aus­ sendet,
die Sprühvorrichtung (70) ein lang gestrecktes Mischrohr (78) hat, in das eine Treibdüse (82) ragt, aus der Luft mit Überdruck in das Mischrohr (78) geblasen wird,
eine Ansaugöffnung (91) zwischen dem Mischrohr (78) und der Treibdüse (82) vorgesehen ist,
aus einer Fluidisierungsplatte (86) ein Luftstrom in ei­ ner im wesentlichen vertikalen Richtung austritt, der ein fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch erzeugt,
die Längsachse (L) des Mischrohrs (78) in vertikaler Richtung verläuft,
und wobei die Ansaugöffnung (91) unterhalb des Fluidspiegels des fluidisierten Toner-Luft-Gemischs an­ geordnet ist.

26. Verfahren zum Auftragen von Toner auf ein Applikatorele­ ment in einem Druck- oder Kopiergerät,
wobei eine Sprühvorrichtung einen gerichteten Gemisch­ strom aus einem Toner-Luft-Gemisch auf einen Auftragsbe­ reich eines umlaufenden Applikatorelements (114) aussen­ det,
die Sprühvorrichtung eine Vielzahl von Kanälen (102) um­ faßt, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind,
jeder Kanal (102) eine Ansaugöffnung (104) und eine Sprühöffnung (106) hat, die dem Auftragsbereich zuge­ wandt ist,
aus einer Fluidisierungsplatte (110) ein Luftstrom aus­ tritt, der ein fluidisiertes Toner-Luft-Gemisch erzeugt,
und wobei die Ansaugöffnungen (104) der Kanäle (102) un­ terhalb des Fluidspiegels angeordnet sind,
und wobei im Sprühbereich der Kanäle (102) ein Unter­ druck herrscht.