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Vorrichtung zum Auftragen von ferromagnetischem, einen Farbtoner enthaltendem
Entwicklungspulver auf einen Schichtträger zum Entwickeln eines elektrostatischen
Ladungsbildes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen von
ferromagnetischem, einen Farbtoner enthaltendem Entwicklungspulver auf einen über
eine drehbare Trommel geführten Schichtträger zum Entwickeln eines elektrostatischen
Ladungsbildes; dabei besitzt eine solche bekannte Vorrichtung zu diesem Zweck einen
drehbaren, in das Pulver eintauchenden und dieses magnetisch an seiner Ober-Räche
mitführenden, die Trommel nahezu berührenden Zylinder und enthält ferner eine Einrichtung
zum Durchmischen des Entwicklungspulvers. Eine solche Vorrichtung dient bekanntlich
für das Entwickeln von derartigen Ladungsbildern bei der Elektrophotoprahle zum
Sichtbarmachen des auf dem Schichtträger latent vorhandenen Bildes. In diesem allgemeinerem
Zusammenhang bezieht bezieht sich die Erfindung nur auf eine Verbesserung einer
Vorrichtung vorgenannter Art zum Auftragen des Entwicklungspulvers.
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Es sei indessen in diesem Zusammenhang erwähnt, daß bei einer bekannten
Art der xerographischen Erzeugung von Bildern der Schichtträger aus Papier selbst
eine Beschichtung aus photoleitfähigem Material ausweist, das nach elektrostatischer
Berührung reit einer Vorlage, z. B. einem Original, zwecks Erzeugung des genannten
latenten statischen Bildes belichtet wird. Hiernach wird dieses Bild durch das erwähnte
Auftragen des Entwicklungspulvers entwickelt, das an den elektrostatisch aufgeladenen
Bereichen des belichteten Schichtträgers anhaftet. Dabei wird das Entwicklungspulver
im allgemeinen den erwähnten Farbtoner in an sich bekannter Weise in Form eines
Farbstoffes oder eines sonstigen Tonungsmittels enthalten, das nach dem Entwickeln
das Bild sichtbar macht. Diesem Mittel kann ein thermoplastischer Werkstoff beigefügt
sein, der zusammen mit dem Tonungsmittel durch Wärmeeinwirkung auf den Schichtträger
aufgeschmolzen werden kann, um das Bild bleibend zu erhalten.
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Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art zum Auftragen
des Entwicklungspulvers ist an solchen Elektrokopiergeräten gegenüber der den Schichtträger
führenden drehbaren Trommel ein einziger Auftragszylinder in Form eines drehbaren
Elrkiromagneten vorgesehen, der kein Dauermagnet ist, sondern mittels Magnetspulen
über eine kollektorartige Kontakteinrichtung erregt wird, während er auf der einen
Seite in einen das Entwicklungspulver enthaltenen Behälter eintaucht und auf der
anderen Seite das anhaftende Entwicklungspulver auf den Schichtträger aufträgt.
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Dieser Aufbau der Auftragsvorrichtung ist umständlich und aufwendig,
und die dadurch bedingte Arbeitsweise führt nicht zu voll befriedigenden Ergebnissen
für das angestrebte gleichmäßige Auftragen der Entwicklungspulverschicht.
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Bei einer anderen bekannten Ausführungsform der Auftragsvorrichtung
wird gleichfalls nur ein einziger drehbarer, aber dauermagnetischer Auftragszylinder
verwendet, der auf der dem Schichtträger gegenüberliegenden Seite in das aufgespeicherte
Entwicklungspulver eintaucht. Auch diese Bauweise und Arbeitsweise führen aus weiter
unten behandelten Gründen noch nicht zu voll befriedigenden Ergebnissen bei der
aufgetragenen Schicht.
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Bei einer anderen bekannten Auftragsvorrichtung ist der Auftragszylinder
eine drehbare, motorisch antreibbare, in das Entwicklungspulver eintauchende Elektromagnetwalze
mit mehreren über den Walzenumfang verteilten, in Walzenlängsrichtung verlaufenden
Magnetpolen, die jede einzeln für sich eine Erregerentwicklung enthalten, welche
über eine Schleifringanordnung während des Umlaufs erregt wird. Diese Anordnung
hat gleichfalls den Nachteil eines komplizierten Aufbaus, enthält nur eine Auftragswalze
und ist erst recht nicht geeignet, einen gleichmäßig
befriedigenden
Auftrag des Entwicklungspulvers auf dem Schichtträger herbeizuführen und ist auch
durch ihre aufwendige Ausbildung der Magnetpole nachteilig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile und Schwierigkeiten
der bekannten Auftragsvorrichtungen zu beheben und insbesondere ein gleichmäßiges
Auftragen des Entwicklungspulvers unter Vermeidung von Zusammenballungen des Pulvers
zugleich mit einem einfachen Aufbau und sicheren Arbeiten der Vorrichtung zu gewährleisten.
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Diese Ziele der Erfindung werden dadurch erreicht, daß, ausgehend
von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, ein zweiter gleichartiger, jedoch
zum ersten Zylinder gegenläufig angetriebener drehbarer Auftragszylinder und jedem
dieser beiden Auftragszylinder zugeordnete, in Drehrichtung der Zylinder vor der
jeweiligen Auftragstelle liegend, in Abhängigkeit vom Durchlauf eines Schichtträgers
gesteuerte Abstreifer für das auf den Zylindern haftende Entwicklungspulver vorgesehen
sind.
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Dieser einfache Aufbau schafft die gemäß der Erfindung angestrebte
Möglichkeit, den Pulverniederschlag auf und von den Auftragszylindern nach Maßgabe
der beim Transport über jeden der Auftragszylinder bewirkten Vorschubstrecke des
Schichtträgers abwechselnd in gegenläufiger Richtung vorzunehmen und entsprechend
abwechselnd an jedem der Auftragzylinder das anhaftende Entwicklungspulver über
einen Teil der Umdrehung vom Auftragszylinder zu entfernen. Es hat sich überraschend
herausgestellt, daß durch diese gegenläufige Auftragung des Entwicklungspulvers
auch die gewünschte Gleichmäßigkeit der auf dem Schichtträger aufgetragenen Pulverschicht
gewährleistet wird. Dabei ist es von Vorteil, daß nicht nur eine gleichmäßig Schichtdicke,
sondern auch eine genau geregelte Menge von Entwicklungspulver pro Längeneinheit
des Schichtträgers einerseits mittels der einen magnetischen Auftragwalze in der
Vorschubrichtung des Schichtträgers während einer gegebenen Zeitspanne und andererseits
mittels der anderen Auftragwalze in gegenläufiger Richtung während einer anderen
gegebenen Zeitspanne aufgetragen werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Auftragsvorrichtung bestehen
die jedem der Auftragszylinder zugeordneten steuerbaren Abstreifer aus je einem
drehbaren Sperrglied mit einer Abstreifkante, von denen jeweils eines in Sperrstellung
steht, während das andere unwirksam bleibt. Dabei können von der voreilenden Kante
des Schichtträgers betätigbare Steuerglieder vorgesehen sein, die die Drehbewegung
der drehbaren Organe (Auftragszylinder und Abstreifer) in Gang setzen und steuern.
Diese Steuerglieder können aus Mikroschaltern bestehen, die in Abstand voneinander
in der Vorschubbahn des Schichtträgers angeordnet sind.
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Die Erfindung ist in folgendem in Verbindung mit Merkmalen ihrer Ausführung
an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1
eine stirnseitige Ansicht eines Schnittes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, F
i g. 2 eine Hinteransicht, F i g. 3 und 4 je eine `Peilansicht der Abstreifvorrichtung,
in F i g. 3 in offener und in F i g. 4 geschlossener Stellung, F i g. 5 teilweise
im Schnitt eine schaubildliche Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und F i
g. 6 eine Ansicht einer Rührwalze, die in Form einer Förderschnecke ausgebildet
ist.
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Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, besitzt eine erfindungsgemäße Vorrichtung
ein langgestrecktes Gehäuse 7 mit einem Bodenteil 8, der mit einer nach unten vorragenden
Wanne 9 und seitlichen Wandteilen 10 und 11 versehen ist. In den F i g. 1 und 5
ist der stirnseitige Deckel des Gehäuses weggelassen, um die arbeitenden Teile der
Vorrichtung zu veranschaulichen. In der hinteren Stirnansicht nach F i g. 2 ist
der Deckel 13 dargestellt, durch den eine Anzahl von Wellen mit Zahnrädern hindurchragt,
auf deren Wirkungsweise weiter unten näher eingegangen wird.
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Die seitlichen Wandteile 10 und 11 bilden keinen völligen Verschluß,
so daß eine umlaufende Walze 15, die das elektrostatisch geladene Schichtmaterial
bzw. den Film 16 führt, der im Inneren des Gehäuses befindlichen Vorrichtung zum
Auftragen des Entwicklungspulvers unmittelbar benachbart angeordnet werden kann.
Die Walze 15 ist nur beispielsweise als ein Mittel gezeigt, durch das das geladene
Schichtmaterial 16 über die Vorrichtung zum Auftragen des Entwicklungspulvers geführt
wird.
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Diese ist im allgemeinen ein Teil einer Entwicklungs-, Kopier- oder
Vervielfältigungsvorrichtung, die zusätzlich Einrichtungen zum Belichten und zum
Aufladen aufweist, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
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Zum Andrücken des Schichtmaterials 16 gegen den Umfang der Walze 15
oder um dieses an ihr zu halten, können unterschiedliche Mittel verwendet werden,
z. B. zwei Bänder oder Riemen 17, 18 (F i g. 5).
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Innerhalb des Gehäuses 7 sind zwei Zylinder 20, 21 aus einem nicht
magnetischen bzw. nicht magnetisierbaren Werkstoff, wie z. B. Messing oder Aluminium,
angeordnet und in den stirnseitigen Deckelteilen drehbar gelagert. Die Oberfläche
jedes dieser Zylinder ist mit kleinen magnetischen Kernen 22 in Form von Knöpfen
oder Dübeln besetzt, die über die gesamte Oberfläche der Zylinder verteilt und dicht
beieinander angeordnet sind, so daß jeder Zylinder zu Einzelmagneten ausgebildet
ist, die das ferrornagnetische Pulver 23 anziehen und radial vorstehende Borsten
einer Bürstenwalze bilden. Der Boden des Gehäuses 7 ist mit feinkörnigem, ferromagnetischem
Material, wie z. B. Eisenpulver 23 gefüllt, das mit einem geeigneten Pigmentfarbstoff
bekannter Art vermischt ist. Das Pulver 23 wird durch Rühreinrichtungen 24, 24',
z. B. Rührwalzen, die schneckenartig ausgebildet und in dem wannenförmigen Teil
9 angeordnet sind, dauernd in Bewegung gehalten. Die Rührwalzen sind mittels miteinander
kämmender Zahnräder 25, 25' (F i g. 2) miteinander gekoppelt. Das Zahnrad 25 kämmt
mit einem Zahnrad 26, das auf der Welle 27 des Zylinders 20 befestigt
ist, und das Zahnrad 25' kämmt mit einem auf der Welle 27' des Zylinders 21 sitzenden
Zahnrad 26'.
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Auf diese Weise wird eine vollständige Antriebseinrichtung für den
Antrieb der innerhalb des Gehäuses 7 umlaufenden Teile erhalten. Diese Einrichtung
kann von einem Motor 30 angetrieben sein, der über einen Kettentrieb mit einem auf
der Welle 27' sitzenden Kettenrad 31 gekoppelt ist. Wie aus der in F i g. 2 dargestellten
Anordnung ersichtlich ist, laufen die Zylinder 20 und 21 einerseits
und die Rührwalzen 24, 24' andererseits in einander entgegengesetztem Sinne um.
Das ferromagnetische Pulver 23 wird von
den dicht beieinander angeordneten
Magnetkernen 22 aufgenommen, und auf der Oberfläche der Zylinder 20 und
21 werden dichte bürstenartige Borsten 19
aus dem Pulver gebildet.
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Nach der Erfindung sind Mittel zum Regeln des tatsächlichen Niederschlages,
d. h. der Menge von Pulver auf den umlaufenden Zylindern 20 und
21.
und damit des Aufbringens dieses Pulvers auf das vorbeilaufende Schichtmaterial
16 vorgesehen. Es wurde festgestellt, daß eine gleichmäßigere Verteilung
des Pulvers auf der Oberfläche des Kopiermaterials erzielt wird, wenn ein erstes
Auftragen in Vorschubrichtung des Schichtmaterials 16 und ein zweites Auftragen
in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Dieser Vorgang bezieht sich auf eine vorgegebene
Größe des Kopiermaterials, z. B. eine briefbogengroße Reproduktion; der wirksame
Pulverniederschlag auf der Oberfläche der Zylinder 20 und 21 wird durch die Vorschubgeschwindigkeit
des Kopiermaterials vorgegebener Größe über die Walze 15 geregelt.
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Wie die Teilansichten nach F i g. 3 und 4 zeigen, ist jedem der Zylinder
20 und 21 je eine umlaufende Abstreifvorrichtung 32 bzw.
32' zugeordnet. Diese Abstreifvorrichtungen sind in Form je einer hinter-oder
in Längsrichtung abgeschnittenen Welle ausgebildet, die parallel zu der Zylinderoberfläche
angeordnet ist. In der einen Stellung (s. F i g. 3) ist die hinterschnittene bzw.
flache Seite 33 dem Zylinder zugewandt, so daß die Borsten 19 frei durchtreten können,
während in der in F i g. 4 gezeigten Lage die Abstreifvorrichtung derart gedreht
ist, daß die Kante 34 die Zylinderoberfläche nahezu berührt und auf diese
Weise die von dem Pulver gebildeten Borsten 19
abstreift. Die Regelung der
jeweiligen Drehbewegung der Abstreifer 32 bzw. 32' kann in beliebiger,
angemessener Weise erfolgen. Als Beispiel ist in F i g. 2 eine an dem Gehäuse 38
schwenkbar gelagerte Magnetspule 37 dargestellt. Die Ankerstange
39 der Spule 37 ist mit einer Kurbel 41 und über einen Lenker 40 mit
einer Kurbel 42 verbunden. Die Welle der Kurbel 41 bzw. 42 ist mit
der Welle des Abstreifers 32 bzw. 32' fest verbunden. An dem Boden
des Gehäuses ist ferner ein Paar von Kratzern 35, je einer so dicht bei einer der
Zylinderflächen angeordnet, daß sie überschüssiges ferromagnetisches Material von
den Zylinderoberflächen abstreifen.
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Die Erregung der Magnetspule 37 kann über einen üblichen Stromkreis
erfolgen, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist und von Mikroschaltern
44
und 45 gesteuert wird, die in F i g. 1 schematisch so angeordnet
dargestellt sind, daß die vorauseilende Kante des Kopiermaterials 16 diese
Schalter betätigt und diese so lange in ihrer eingeschalteten Stellung hält, wie
sich noch Kopiermaterial auf der Oberfläche der Walze 15, an den Berührungspunkten
zwischen der Walze 15 und den Zylindern 20 und 21 befindet.
Die Abstreifer 32, 32' arbeiten wechselweise, so daß bei Erregung der Spule
37 der eine Abstreifer 32 geschlossen und der andere Abstreifer 32'
geöffnet ist und umgekehrt.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Motor 30
wird über eine
nicht dargestellte Schalteinrichtung vor dem Einführen des Kopiermaterials eingeschaltet.
Die beiden Auftragszylinder 20 und 21 drehen sich dann gegenläufig, ebenso die Rührwalzen
24 und 24'.
Der Anker der Magnetspule 37 findet sich dann in einer
Stellung, in der der Abstreifer 32 geöffnet und der Abstreifer 32' geschlossen ist,
wie dies die F i g. 1 bis 5 zeigen und wie dies für den Zustand des Stillstandes
der Vorrichtung gilt. Diese Abstreifer regeln die Ansammlung des Entwicklungspulvers
auf den Zylindern und das Abstreifen von den Zylindern derart, daß, wenn einer der
Abstreifer geschlossen ist, das Entwicklungspulver von dem zugehörigen Zylinder
bei seinem Umlauf abgestreift wird.
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Der beim Umlauf der Trommel 15 eintretende Schichtträger (Kopiermaterial)
betätigt mit seiner voreilenden Kante 46 den Mikroschalter 44 in der Weise, daß
dieser die Erregung der Spule 37 und damit das Schließen des Abstreifer
32 und das Öffnen des Abstreifers 32' bewirkt. Zuvor erfolgt schon das Auftragen
von Entwicklungspulver mittels des Zylinders 20 auf den Schichtträger. Beim
Betätigen des Mikroschalters 45 beginnt dann die Auftragswalze
21, den auf ihr zuvor angesammelten Niederschlag von Entwicklungspulver auf
den Schichtträger aufzutragen.
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Solange das Kopiermaterial 16 zwischen den Mikroschaltern
44 und 45 vorgeschoben wird, wird die Menge des Entwicklungspulvers,
die sich in Form von Borsten vor dem Schließen des Abstreifers 32
auf der
Walze 20 angesammelt hatte, auf die Oberfläche des Kopiermaterials
16 aufgebracht. Wenn die vorauseilende Kante 46 des Kopiermaterials
16 den Mikroschalter 45 betätigt, wird wieder die Magnetspule 37 erregt
und schließt den Abstreifer 32 und öffnet zugleich den Abstreifer 32', wonach
das auf der Oberfläche des Zylinders 21 angesammelte Pulver auf die Oberfläche
des weitereilenden Kopiermaterials 16 aufgebracht wird. Die nacheilende Kante
47 des Schichtträgers betätigt die beiden Schalter 44 und
45
bei der beschriebenen Ausführungsform nicht. Man kann jedoch den Mikroschalter
45 auch dazu verwenden, den Motor 30 abzuschalten, so daß die gesamte
Vorrichtung angehalten wird, bis über die Walze 15 neues Kopiermaterial für
eine Entwicklung zugeführt wird.
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In diesem Fall wird der Mikroschalter so ausgebildet, daß die voreilende
Kante des Schichtträgers die Bewegung der Abstreifer und seine nacheilende Kante
das Abstellen des Motors herbeiführt. Die in der Zeichnung nicht dargestellte elektrische
Verbindung der Schalter 44 und 45 ist zweckmäßig in Tandemschaltung
so ausgeführt, daß der Schalter 45
ganz unabhängig von der Stelle des Schalters
44 bei seiner Betätigung arbeitet. Beide Schalter steuern die einzige Magnetwicklung
des Magneten 37, der sowohl den Abstreifer 32 als auch den Abstreifer 32'
betätigt.
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Es sei zusammenfassend wiederholt, daß die voreilende Kante des Schichtträgers
16 den Schalter 45 betätigt und die beiden Abstreifer dabei in ihre Ausgangstellung
zurückgeführt werden, nämlich der Abstreifer 32 in die Offenstellung und
der Abstreifer 32'
in die Schließstellung.