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Elektrografische Druck- oder Kopiereinrichtungen
sind bekannt (z.B.
WO 98/39691 ).
Bei ihnen wird auf einem Zwischenträger, z.B. einer Fotoleitertrommel
oder Fotoleiterband, von einem Zeichengenerator Ladungsbilder der
zu druckenden Bilder erzeugt, die dann in einer Entwicklerstation
mit Toner eingefärbt
werden. Anschließend
werden die Tonerbilder in einer Umdruckstation auf einen Bedruckstoff,
z.B. Papier, umgedruckt und darauf fixiert.
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Für
einen einwandfreien Druck ist der Aufbau der Entwicklerstation von
großer
Bedeutung. Ein möglicher
Aufbau einer Entwicklerstation ergibt sich aus
EP 0 653 077 B1 (entspricht
US 5 614 994 ), die hiermit
in die Offenbarung einbezogen wird. Danach weist die Entwicklerstation
eine Entwicklerkammer auf, in der mindestens eine Entwicklerwalze
angeordnet ist, die einen aus Toner und Trägerteilchen bestehenden Entwickler
zum Zwischenträger
transportiert. Der Entwickler wird in der Entwicklerkammer durchgemischt,
wobei durch Reibung Reibungselektrizität entsteht, durch die der Toner
aufgeladen wird. Im Spalt zwischen Zwischenträger und Entwicklerwalze geht
entsprechend den Ladungsbildern auf dem Zwischenträger der
geladene Toner auf den Zwischenträger über, die Trägerteilchen fallen dagegen in
den Entwicklervorrat zurück,
der zudem ständig
mit neuem Toner angereichert wird. Zu Einzelheiten wird auf die
EP 0 653 077 B1 verwiesen.
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Bei der Durchmischung des Entwicklers
und bei dessen Transport zum Zwischenträger entsteht Reibungswärme. Damit
eine gute Toneraufladung erhalten bleibt, sollte die dabei erzeugte
Temperatur des Entwicklers 40°C
nicht überschreiten,
um eine gute Entwicklerfließfähigkeit
zu erhalten. Bei sehr starker Erwärmung kann der Entwickler nämlich verklumpen
und die Entwicklerstation mechanisch zerstören.
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Aus
WO
98/18059 ist bekannt, die Temperatur in der Entwicklerstation
zu messen und in Abhängigkeit
davon mit außen
an der Entwicklerstation angebrachten Kühlaggregaten die Entwicklerstation
zu kühlen
bzw. bei zu hoher Temperatur die Druck- oder Kopiereinrichtung abzuschalten.
Die Ursachen für die
Temperaturerhöhung
ergeben sich aus der zitierten
WO
98/18059 . Die sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit des Entwicklers ist
ein Hauptproblem für
eine Kühlung,
die ausschließlich
an der Außenseite
der Entwicklerstation wirkt.
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Das der Erfindung zugrunde liegende
Problem besteht darin, durch andere Kühlmittel eine optimalere Kühlung des
Entwicklers in der Entwicklerstation zu erreichen.
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Dieses Problem wird durch eine Entwicklerstation
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Da sich nunmehr die Kühlmittel
in der Entwicklerkammer in direktem Kontakt mit dem Entwickler befinden,
ist eine optimale Kühlung
des Entwicklers gegeben.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Die Kühlmittel sind in einer ersten
Ausführungsform
als Kühlkanäle realisiert,
durch die Kühlluft bewegt
wird. Wenn die Kühlkanäle über die
ganze Breite der Entwicklerstation verlaufen, wird der Entwickler
in der Entwicklerkammer vollständig
gekühlt.
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Bekannterweise kann die Entwicklerkammer durch
ein Abschirmblech in zwei Bereiche eingeteilt sein, einen ersten
Bereich, in dem der Entwickler zum Zwischenträger transportiert wird (Entwicklungsbereich),
und einen zweiten Bereich, in der der Entwicklervorrat gehalten
wird, in den nicht benötigter Entwickler
zurückfällt, neuer
Toner zugeführt
wird und der Entwickler gemischt wird (Mischbereich). Bei einer
solchen Entwicklerkammer ist es vorteilhaft, einen inneren Kühlkanal
am Abschirmblech anzuordnen, am zweckmäßigsten auf der Seite des Mischbereiches.
Dann wird sowohl der Entwickler gekühlt, der zum Zwischenträger transportiert
wird, als auch der nicht benötigte
Entwickler, der in den Mischbereich zurück fällt.
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Um den Kühleffekt weiter zu verbessern,
ist es vorteilhaft, außen
an der Entwicklerkammer äußere Kühlkanäle anzuordnen.
Dabei können
in Abhängigkeit
des zu erzielenden Kühleffektes
an den unterschiedlichsten Stellen der Entwicklerkammer Kühlkanäle angeordnet
werden. Z.B. kann ein Kühlkanal
auf der Höhe
des Abschirmblechs außen
an der Entwicklerkammer vorgesehen werden. Oder es können benachbart
zu der Schaufelwalze außen
an der Entwicklerkammer Kühlkanäle angeordnet
sein, um den Entwicklervorrat zu kühlen.
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Eine weitere vorteilhafte Realisierung
der Erfindung besteht darin, die in der Entwicklerkammer sowieso
vorhandenen Walzen als Kühlkanäle zu verwenden.
Dazu ist nur erforderlich, die Walzen mit Innenrohren zu versehen,
die als Kühlkanäle dienen. Beispiele
sind:
- – die
Entwicklerwalzen;
- – die
Schaufelwalze;
- – die
Trägerfangwalze;
- – die
Dosierwalze.
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Wenn eine der Walzen, z.B. die Trägerfangwalze,
porös ausgeführt ist,
wird neben der Verbesserung der Fließfähigkeit des Entwicklers erreicht, dass
sich um die Walze ein Luftpolster bildet, auf dem z.B. dort angeordnete
Blades gleiten können,
um diese vor Verschleiß zu
schützen.
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Um den Kühlluftstrom optimal auszunutzen, ist
es zweckmäßig, die äußeren Kühlkanäle zu isolieren,
am besten unabhängig
von der Umgebungstemperatur von außen.
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Um den Kühlluftstrom in der Geschwindigkeit zu
regulieren, können
im Inneren der Kühlkanäle Füllstücke angeordnet
werden.
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Vorteilhaft ist es, alle Kühlkanäle zusammengefasst
mit Kühlluft
zu versorgen, wobei die Kühlluftzufuhr
derart gestaltet ist, dass die Seitenplatinen der Entwicklerkammer
ebenfalls gekühlt
werden. Die erwärmte
Kühlluft
kann z.B. durch ein Gebläse
abgesaugt werden. Das Absaugen ist zweckmäßig, da dann die Eigenwärme des
Gebläses
und die Kompressionswärme
nicht in die Entwicklerkammer gelangen kann.
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Wenn die Kühlkanäle aus Teilen zusammengesetzt
sind, ist es ein Problem, diese Teile so zu verbinden, dass diese
genügend
abgedichtet sind, jedoch möglichst
wenig Kühlquerschnitt
in den Kühlkanälen verloren
geht. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass die sich überlappenden
Stellen vor dem Zusammenstecken mit Kunststoffflocken als Dichtmasse
beflockt werden und anschließend
zusammengefügt
werden. Dann ist gewährleistet,
dass die Dichtmasse nur an den sich überlappenden Flächen vorhanden
ist und der Querschnitt des Kühlkanals
nicht beeinflusst wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
können
die Kühlmittel
als Druckkammer vorgesehen werden. Diese kann derart ausgeführt sein, dass
ein Teil ihrer zur Entwicklerkammer gerichteten Wand porös ausgeführt ist.
Dann kann die Kühlluft
direkt in den Entwickler geleitet werden und damit der Entwickler
direkt gekühlt
werden. Zweckmäßigerweise
ist dann die Druckkammer benachbart zum Entwicklervorrat angeordnet.
Diese Ausführungsform hat
den zusätzlichen
Vorteil, dass die Fließfähigkeit des
Entwicklers verbessert wird, da die Luft zwischen den Entwicklerpartikeln
ein Polster bildet.
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Bei dieser Ausführungsform wird wegen der direkten
Kühlung
des Entwicklers die große
Gesamtoberfläche
der Entwicklerpartikel genutzt. Durch diese große Kühloberfläche ist der Wärmeübergang sehr
gut und die Abkühlgeschwindigkeit
sehr groß. Durch
den effektiven Wärmetransport
wird nur eine kleine Temperaturdifferenz zwischen Kühlluft und Entwickler
benötigt.
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An Hand von Ausführungsbeispielen, die in Figuren
dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
einer Entwicklerstation mit Anordnung der Kühlmittel,
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2 eine
Darstellung der Entwicklerstation ohne Walzen mit Angabe der Zufuhr
und Abnahme der Kühlluft,
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3 eine
vorteilhafte Möglichkeit,
Teile der Kühlmittel
miteinander zu verbinden.
-
4 eine
weitere Anordnung der Kühlmittel in
der Entwicklerstation nach
1,
Die Entwicklerstation nach
1 entspricht
prinzipiell der in
EP 0 653 077 offenbarten
Entwicklerstation, so dass nur die für die Erfindung vorteilhaften
Komponenten im folgenden erläutert
werden, im übrigen
auf die
EP 0 653 077 verwiesen
werden kann.
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Benachbart einem Zwischenträger 10,
z.B. einer Fotoleitertrommel, ist eine Entwicklerstation ES angeordnet,
die eine Entwicklerkammer 12 aufweist, in der z.B. aus
Toner und Trägerteilchen
bestehender Entwickler 11 enthalten ist und in der zur
Entwicklung eingesetzte Komponenten angeordnet sind. Diese Komponenten
sind im Beispiel der 1:
- – ein
erster Bereich 12a (Entwicklungsbereich) der Entwicklerkammer 12,
in dem Entwickler 11 zum Zwischenträger 10 transportiert
wird und die Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Zwischenträger durchgeführt wird;
- – ein
zweiter Bereich 12b (Mischbereich) der Entwicklerkammer 12,
in dem der Entwickler 11 gemischt wird und der Vorrat an
Entwickler gehalten wird;
- – Entwicklerwalzen 13,
z.B. zwei als Magnetwalzen ausgeführte Entwicklerwalzen 13a, 13b,
die benachbart zum Zwischenträger 10 angeordnet
sind und Entwickler 11 zum Zwischenträger 10 und zur Entwicklung
der Ladungsbilder zwischen Entwicklerwalze 13 und Zwischenträger 10 (Entwicklerspalt 14) hindurch
transportieren;
- – eine
Dosierwalze 15, die benachbart zu der Entwicklerwalze 13a angeordnet
ist, und die die Höhe des
Entwicklers 11, der von der Entwicklerwalze 13a in
den Entwicklerspalt 14 transportiert wird, festlegt;
- – eine
Trägerfangwalze 16,
die Trägerteilchen
am Ende der Entwicklerstation ES in Bewegungsrichtung des Zwischenträgers 10 gesehen
abfängt,
um zu verhindern, dass diese die Entwicklerstation ES verlassen
und die Druckeinrichtung verschmutzen bzw. dass diese helle Flecken
(Voids) auf dem Bedruckstoff erzeugen, weil sie und nicht Toner
dorthin gelangen;
- – Absaugelemente 17 jeweils
am Ausgang der Entwicklerstation, um das Austreten von Toner zu
verhindern;
- – ein
Abschirmblech 18, das den Entwicklerbereich 12a vom
Mischbereich 12b trennt;
- – eine
Schaufelwalze 19, die den Entwickler 11 durchmischt;
- – Gehäuse 20 der
Entwicklerkammer 12.
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Die genaue Funktion der einzelnen
Komponenten bei der Entwicklung von Ladungsbildern auf dem Zwischenträger
10 ergeben
sich aus
EP 0 653 077
B1 , die hiermit in die Offenbarung einbezogen wird.
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Um den Entwickler 11 zu
kühlen,
der wie oben erläutert
durch Reibung erwärmt
wird, sind Kühlmittel
vorgesehen, die innerhalb der Entwicklerkammer 12 angeordnet
sind. Zusätzlich
können
auch Kühlmittel
vorgesehen werden, die am Gehäuse 20 der
Entwicklerkammer 12 angeordnet sind. Aus 1 ergibt sich die Lage von Kühlmitteln,
die als Kühlkanäle ausgeführt sind
und durch die Entwicklerkammer 12 hindurch laufen oder
außen
am Gehäuse 20 der
Entwicklerkammer 12 entlang laufen.
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Ein innerer Kühlkanal 21 ist am
Abschirmblech 18 angeordnet, zweckmäßigerweise derart, dass er
dem Mischbereich 12b zugewandt ist. Diese Anordnung dieses
inneren Kühlkanals 21 ist
besonders vorteilhaft, da dann der Entwickler 11 sowohl beim
Transport zur ersten Entwicklerwalze 13a als auch beim
Zurückfallen
des abgestreiften Entwicklers in den Entwicklervorrat 11a im
Bereich K gekühlt wird.
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Weitere Kühlkanäle 23 können außen an der Entwicklerkammer 12 als
Teil des Gehäuses 20 angeordnet
werden, um die Kühlfunktion
des inneren Kühlkanals 21 zu
unterstützen.
Z.B. können äußere Kühlkanäle 22 folgenderweise
liegen:
- – ein
erster äußerer Kühlkanal 22a kann
benachbart zum Mischbereich 12b in der Höhe des Abschirmblechs 18 am
Gehäuse 20 angeordnet
sein. Dies hat den Vorteil, dass der in den Entwicklervorrat fallende Entwickler
gekühlt
wird.
- – weiterhin
können
benachbart zur Schaufelwalze 19 um den Entwicklervorrat 11a ein
oder mehrere Kühlkanäle 22b angeordnet
werden. Damit ist es möglich, die
bei der Durchmischung des Entwicklers 11 auftretende Wärme abzuführen.
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Diese zusätzlich zum inneren Kühlkanal 21 einsetzbaren äußeren Kühlkanäle 22 können entsprechend
den Kühlerfordernissen
einzeln oder kombiniert oder alle zusammen eingesetzt werden. Weiterhin
können
auch an anderen Stellen der Entwicklerkammer 12 in Abhängigkeit
der erforderlichen Kühlung
Kühlkanäle angeordnet
werden.
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Weitere vorteilhafte Realisierungen
der inneren Kühlkanäle können darin
bestehen, dass die in der Entwicklerstation sowie so vorhandenen
Walzen mit verwendet werden. Dazu werden die Walzen derart umgestaltet,
dass sie jeweils ein Innenrohr
24 aufweisen, das als Kühlkanal
dient. Beispiele für
derart als Kühlkanal
verwendbare Walzen sind:
- – Entwicklerwalzen 13:
- – die
Dosierwalze 15;
- – die
Trägerfangwalze 16;
- – die
Schaufelwalze 19.
-
Diese Realisierung der Kühlkanäle hat wiederum
den Vorteil, dass die Kühlung
des Entwicklers 11 in der Entwicklerkammer 12 direkt
erfolgt. Wiederum können
diese Kühlkanäle in den
Walzen mit den oben beschriebenen Kühlkanälen entsprechend den Kühlerfordernissen
kombiniert werden.
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Ein oder mehrere innere Kühlkanäle können porös ausgeführt sein,
z.B. die Trägerfangwalze 16, wenn
diese als Kühlkanal
eingesetzt wird. Dann tritt Kühlluft
in den Entwickler ein, zudem wird erreicht, dass dort angeordnete
Blades auf einem Luftteppich gleiten und somit gegen Verschleiß geschützt sind.
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2 zeigt
die Entwicklerkammer 12 ohne Walzen. Es ist erkennbar,
dass der Kühlkanal 22b als Beispiel über die
Breite der Entwicklerkammer 12 verlauft, dies gilt auch
für die übrigen Kühlkanäle 21, 22.
Natürlich
kann die Breite der Kühlkanäle entsprechend
den Kühlerfordernissen
auch anders gewählt sein.
Die Kühlluft
wird an der einen Seitenplatine 27 der Entwicklerstation
zugeführt
(Pfeil 28), durchläuft den/die
Kühlkanäle, wird
erwärmt
und wird an der anderen Seitenplatine 29 abgesaugt (Pfeil 30),
z.B. durch ein Radialgebläse 31.
Selbstverständlich
kann die Kühlluft
auch unter Druck in die Kühlkanäle eingebracht
werden. Wenn die Kühlluft über die
Seitenplatinen geleitet wird, werden diese ebenfalls gekühlt.
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Wenn die Kühlkanäle aus mehreren Einzelteilen
bestehen, ist es zweckmäßig, diese
als Steckteile 38 auszuführen. Z.B. können die
Kühlkanäle in Endstücken 32 enden,
die jeweils Teil der Seitenplatinen 27, 29 sind
und die auf die Kühlkanäle aufgesteckt
werden. Dann muss sicher gestellt werden, dass die zusammengesteckten
Steckteile 38 genügend
abgedichtet sind, ohne dass der Kühlquerschnitt der Kühlkanäle verkleinert
wird. Dies kann nach 3 dadurch erreicht
werden, dass die sich überlappenden
Stellen der Steckteile mit Kunststoffteilen (Flocken aus z.B. 0,5...1,0
mm Polyamid) angereichert werden und dann verbunden werden. Die Flocken
bleiben auf vorher mit Kleber versehenen Stellen haften und dichten
die Kontaktstellen 33 ab. 3a zeigt
den Fall, bei dem z.B. zwei Kühlkanäle 22 mit
einem Endstück 32 zu
verbinden sind. Die Kontaktflächen 33 werden
mit Kleber bestrichen und dann die Kunstoffflocken 34 elektrostatisch
aufgebracht und evtl. getrocknet (z.B. bei 50°C in einem Ofen). Anschließend werden
die Steckteile 38 zusammengefügt. Aus 3b ergibt
sich ein Ausschnitt einer beflockten Steckverbindung. Die Beflockung
kann einseitig auf einem Steckteil oder beidseitig auf beiden Steckteilen 38 erfolgen.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (4) können die Kühlmittel als Druckkammer 25 derart
ausgeführt
sein, dass ein Bereich 26 der Druckkammer 25 porös ist, so
dass die Kühlluft
direkt in den Entwickler 11 austreten kann. Zweckmäßigerweise
ist die Druckkammer 25 benachbart zum Entwicklervorrat 11a angeordnet.
Der luftdurchlässige Bereich 26 des
Kühlkanals
kann z.B. aus porös
gesinterten Metall oder einem sehr feinem Sieb bestehen. Die Öffnungen
des Luft durchlässigen
Bereichs 26 sind so dimensioniert, dass bei ausgeschalteten Kühlluftstrom
die Entwicklerpartikel weder aus der Entwicklerkammer treten können, noch
den Luft durchlässigen
Bereich 26 innen verstopfen können. Die Kühlluft wird über den
Kühlkanal 25 in
die Entwicklerkammer 12 gedrückt; sie durchströmt in der Entwicklerkammer 12 gleichmäßig den
Entwickler und entzieht diesem Wärmeenergie
und wird dann z.B. über
ein Unterdruckrohr 35 abgesaugt, das so angeordnet ist,
dass der in den Entwicklervorrat 11a zurückfallende
Entwickler bzw. der neu zugeführte Toner
nicht angesaugt wird. In 4 liegt
das Unterdruckrohr 35 unter einer Abdeckung 37,
die am Abschirmblech 18 angeordnet ist. Der dabei entstehende
Unterdruck innerhalb der Entwicklerkammer 12 wird so eingestellt,
dass nur wenig Luft über
andere Öffnungen
von außen
angesaugt wird. Da die Kühlluft
direkt in den Entwickler 11 gelangt, wird dieser nicht
nur optimal gekühlt,
sondern die Luft bildet zwischen den Entwicklerpartikeln ein Luftpolster,
das die Reibung zwischen den Entwicklerpartikeln verringert und
damit die Entwicklerfließfähigkeit
verbessert mit der Folge, dass die statische Aufladung des Toners erleichtert
wird. In 4 ist die Druckkammer 25 ein Teil 36 des
Gehäuses 20,
der zum Entwicklervorrat 11a hin durch den Luft durchlässigen Bereich 26 abgeschlossen
ist.
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Im Zusammenhang mit der Erläuterung
der Figuren ist eine Mehrzahl von Kühlmitteln für den Entwickler 11 beschrieben
worden. Diese Kühlmittel können entsprechend
den Kühlerfordernissen
kombiniert werden, wobei jedoch immer mindestens ein Kühlmittel
im Inneren der Entwicklerkammer 12 angeordnet ist.
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Die Erfindung ist in Zusammenhang
mit einer Entwicklerstation erläutert
worden, die derjenigen der
EP
0 653 077 B1 entspricht. Sie ist jedoch auch bei Entwicklerstationen
anderer Ausführung
einsetzbar, wie z.B. bei denen, die in
WO 98/39691 beschrieben sind, da es
auf die Anzahl der Entwicklerwalzen und deren Lage oder sonstige
Komponenten nicht ankommt.
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- ES
- Entwicklerstation
- 10
- Zwischenträger, z.B.
Fotoleitertrommel
- 11
- Entwickler,
z.B. aus Trägerteilchen
und Toner
- 11a
- Entwicklervorrat
- 12
- Entwicklerkammer
- 12a
- Entwicklungsbereich
der Entwicklerkammer
- 12b
- Mischbereich
der Entwicklerkammer
- 13
- Entwicklerwalze
- 14
- Entwicklerspalt
- 15
- Dosierwalze
- 16
- Trägerfangwalze
- 17
- Absaugelemente
- 18
- Abschirmblech
oder Gemischleitblech
- 19
- Schaufelwalze
- 20
- Gehäuse der
Entwicklerkammer
- 21
- Innerer
Kühlkanal
- 22
- äußerer Kühlkanäle
- 24
- Innenrohr
- 25
- Druckkammer
- 26
- Luft
durchlässiger
Bereich der Druckkammer 25
- 27
- erste
Seitenplatine der Entwicklerkammer
- 28
- Pfeil
für Zufuhr
der Kühlluft
- 29
- zweite
Seitenplatine der Entwicklerkammer
- 30
- Pfeil
für Abluft
- 31
- Gebläse
- 32
- Endstücke
- 33
- Kontaktflächen der
Steckteile
- 34
- Kunststoffflocken
- 35
- Unterdruckrohr
- 36
- Wand
der Druckkammer 25
- 37
- Abdeckung
für Unterdruckrohr
35
- 38
- Steckteile