DE1497176A1

DE1497176A1 - Cascade developer

Info

Publication number: DE1497176A1
Application number: DE19651497176
Authority: DE
Inventors: Shreeve Nicholas Gilbert; Nandor Mihalik; Lawes Louis Frederick William
Original assignee: ARISIDE Ltd
Current assignee: ARISIDE Ltd
Priority date: 1964-04-09
Filing date: 1965-12-02
Publication date: 1969-05-22
Also published as: US3374768A

Description

Kaskadenentwickler Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Aufbringung von Entwickler auf eine elektrostatographische Oberfläche, so daß elektrostatographische latente Bilder auf dieser Oberfläche entwickelt werden können. In der Elektrostatographiewird ein latentes Bild, das auf einer elektrostatographischen Oberfläche erzeugt worden ist, durch Aufbringung eines geeigneten Entwicklers derart entwickelt, daß das latente Bild "wirklich", wenn auch nicht notwendigerweise sichtbar gemacht wird. Dies kann u.a. nach einem Verfahren erfolgen, das als Kaskadenentwicklung bekannt ist. Bei der Kaskadenentwicklung läßt man Trägerteilchen, die mit Entwicklerpulver bedeckt sind, über die das latente Bild tragende Oberfläche derart fließen, daß das Pulver durch das latente Bild, jedoch nicht durch die Hintergrundstellen der Oberfläche noch durch irgendwelche kleine Restkräfte auf dieser Oberfläche von den. Trägerteilchen abgenommen wird, was zu einer klaren und scharfen Kopie führt. Es wurde bereits versucht, die Kaskadenentwicklung durch Ausschütten von Pulver aus Kästen oder Trögen zu bewirken, oder indem Träger und Entwickler durch Schöpfbecher oder ähnliche Mittel aus einem Behälter emporgehoben und dann kaskadenförmig die elektrostatographische Oberfläche zurück in den Behälter fallengelassen werden. Es ist ferner bekannt, Träger und Entwickler durch Ventilatorflügel unmittelbar auf die das latente.Bild tragende Oberfläche zu werfen. Nach der Erfindung weist ein Gerät zur Entwicklung elektrostatographischer Bilder einen Vorratstrichter auf, von dem Entwicklerzusammensetzung unter dem Einfluß der Schwerkraft auf eine bildtragende elektrostatographische Oberfläche ausfließen kann, sowie Mittel zur Regulierung der Ausfließgeschwindigkeit von Entwicklerzusammensetzung aus dem Trichter, eine Kammer zum Sammeln von Entwicklerzusammensetzung, die von der elektrostatographischen Oberfläche abfällt, und eine Fördervorrichtung zur Rückführung der in diese Kammer fallenden Entwicklerzusammensetzung zum Vorratstrichter. Dieses Hebewerk kann ein drehbares Organ mit einer Nabe aufweisen, welches um seine horizontal liegende Achse drehbar angeordnet und an Steilen, die im Abstand auf seinem Umfang verteilt sind, mit einer Mehrzahl von radialen Gliedern versehen ist, mit denen Entwickler aus der Aufnahmekammer emporgehoben und in den Vorratstrichter gebracht werden kann. Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, die bei Bedarf die Einführung von zusätzlichem Entwicklerpulver in den Trichter oder in die Nähe des drehbaren Organs ermöglichen. Der Vorratstrichter kann in eine Mehrzahl von auswechselbaren Kammern eingeteilt sein, von denen jede mit einer Regulierung für die Austrittsgeschwindigkeit des Entwicklers versehen ist. Jede der auswechselbareh Kammern kann mit einer Zuleitung für Entwicklerpulver bei Bedarf versehen sein,-so daß Entwicklerpulver verschiedener Farbe in die einzelnen Kammern eingebracht werden kann. . Zur Regulierung der Austrittsgeschwindigkeit.von EntwicklerzusAmmensetzung aus dem Trichter kann ein Ver- am Fuß Ales Vorratsbehälters einstellbar ist, durch welche Entwickler auf die elektrostatographische Oberfläche-ent-"leert wird.Cascade Developer This invention relates to an apparatus for applying developer to an electrostatographic surface so that electrostatographic latent images can be developed on that surface. In electrostatography, a latent image that has been formed on an electrostatographic surface is developed by the application of a suitable developer in such a way that the latent image is "actually", if not necessarily, made visible. This can be done, among other things, by a process known as cascade development. In the case of cascade development, carrier particles which are covered with developer powder are allowed to flow over the surface bearing the latent image in such a way that the powder passes through the latent image, but not through the background areas of the surface, nor through any small residual forces on this surface. Carrier particles is removed, resulting in a clear and sharp copy. Attempts have been made to effect cascade development by pouring powder out of boxes or troughs, or by lifting the carrier and developer from a container by scoops or similar means and then cascading the electrostatographic surface back into the container. It is also known to throw the carrier and developer directly onto the surface carrying the latent image by means of fan blades. According to the invention, an apparatus for developing electrostatographic images has a storage hopper from which developer composition can flow under the influence of gravity onto an image-bearing electrostatographic surface, and means for regulating the flow rate of developer composition from the hopper, a chamber for collecting developer composition which drops from the electrostatographic surface, and a conveyor for returning the developer composition falling into this chamber to the hopper. This elevator can have a rotatable member with a hub which is rotatably arranged about its horizontal axis and is provided with a plurality of radial members at points which are spaced apart on its circumference, with which developers are lifted up from the receiving chamber and in the storage hopper can be brought. Means are preferably provided which, if necessary, enable additional developer powder to be introduced into the funnel or in the vicinity of the rotatable member. The hopper can be divided into a plurality of interchangeable chambers, each of which is provided with a regulator for the exit speed of the developer. Each of the interchangeable chambers can be provided with a supply line for developer powder if required, so that developer powder of different colors can be introduced into the individual chambers. . To regulate the exit speed of developer composition from the funnel, a at the foot of Ales storage container is adjustable, through which developer is emptied onto the electrostatographic surface.

Die Entwicklerzusammensetzung kann einfaches herkömmliches Entwicklerpulver oder ein Gemisch von Entwicklerpulver und einem Trägermaterial wie Glasperlen darstellen. Die genaue Form der Entwicklerzusammensetzung ist erfindungs- feinteiligen Form vorliegt.The developer composition can be simple conventional developer powder or a mixture of developer powder and a carrier material such as glass beads. The exact form of the developer composition is inventive finely divided form is present.

Die Erfindung ist im nachstehenden anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben.und dargestellt. .- Figur 1 zeigt ein Gerät mit einem einzigen Trichter. Figur 2 zeigt ein Gerät mit einem Mehrkammertrichter. Fig. 3 und,4__zeigen zwei andere Bauarten der Kehrflügel.The invention is exemplified below with reference to the drawings described and illustrated. .- Figure 1 shows a device with a single funnel. Figure 2 shows a device with a multi-chamber funnel. Fig. 3 and, 4__show two other types of flaps.

Zunächst sei Fig. 1 erläutert. Eine Trommel X mit einer elektrostatographischen, das latente Bild tragenden oberfläche rotiert in der vom Pfeil A angedeuteten Richtung. Das erfindungsgemäße Gerät kann wie dargestellt auf die Trommel passen; die Trommel kann an ihren Außenkanten Nuten haben, in die die Seiten des Gerätes passen, wodurch der seitliche Austritt von Material verhindert und die Anbringung des ganzen erleichtert wird. Es versteht sich jedoch, daß das Gerät ebenso gut wie bei der hier dargestellten Ausführungsform arbeitet, wenn die elektrostatographische Oberfläche durch ein biegsames Band oder eine Festplatte gebildet wird. Ein Vorratstrichter 1 enthält eine Entwicklerzusammensetzung aus beispielsweise Glas- oder Kunstharzperlen oder sonstigem geeigneten Material und Entwicklerpulver. Ein Schieber 2 in Form einer beweglichen Blende beeinflußt eine Öffnung 2a in den Trichter 1, und mit Hilfe eines geeigneten, vorher einstellbaren Anschlages kann die Entfernung, um die der Schieber 2 sich öffnen kann, auf einen vorherbestimmten Wert festgesetzt werden, so daß die Öffnung 2a und somit die Zufuhrgeschwindigkeit von Entwicklerzusammensetzung sorgfältig reguliert werden kann. Der Schieber 2 wird mit Hilfe einer Spule betätigt, die in geeigneter Weise durch das Kopiergerät erregt wird, von dem das erfindungsgemäße Entwicklungsgerät einen Teil bildet. Man läßt also die Entwicklerzusammensetzung die Oberfläche der Trommel X kaskadenförmig entlang rieseln, gerade wenn ein bildtragender Bereich der Oberfläche die Entwicklungsstation ' erreicht und in der gleichen Weise wird der Fluß von Entwicklerzusammensetzung unterbrochen, wenn der bildtragende Bereich die Entwicklungsstation passiert hat. Beim kaskadenförmigen Herabfließen der Entwicklerzusammensetzung über die Oberfläche der Trommel X springt ein Teil davon von der Oberfläche ab, und dieser Teil wird durch die Ableitplatten 3 und 4 zu der Oberfläche zurückgeführt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Entwicklerzusammen-Setzung oberhalb des Punktes M auf die Trommel X geworfen, an dem die Tangente senkrecht verläuft. Eine Führung 5 ist unterhalb des Punktes M vorgesehen, so daß der größere Teil der Entwicklerzusammensetzung, die in diesem Stadium unter dem Einfluß der Schwerkraft die überschüssige Menge von der Trommeloberfläche abwirft.First of all, Fig. 1 is explained. A drum X with an electrostatographic surface bearing the latent image rotates in the direction indicated by arrow A. The device according to the invention can fit on the drum as shown; the drum may have grooves on its outer edges into which the sides of the device will fit, preventing material from escaping sideways and making it easier to attach the whole. It will be understood, however, that the apparatus will work just as well as the embodiment shown when the electrostatographic surface is formed by a flexible tape or hard disk. A storage funnel 1 contains a developer composition made of, for example, glass or synthetic resin beads or other suitable material and developer powder. A slide 2 in the form of a movable shutter influences an opening 2a in the funnel 1, and with the aid of a suitable, previously adjustable stop, the distance by which the slide 2 can open can be set at a predetermined value so that the opening 2a and thus the feed rate of developer composition can be carefully regulated. The slide 2 is operated by means of a coil which is suitably energized by the copier of which the developing device according to the invention forms a part. Thus, the developer composition is cascaded down the surface of the drum X just as an image-bearing area of the surface reaches the development station, and in the same way the flow of developer composition is interrupted when the image-bearing area has passed the development station. As the developer composition cascades down over the surface of the drum X, part of it jumps off the surface and this part is returned to the surface by the deflector plates 3 and 4. As can be seen from Fig. 1, the developer composition is thrown onto the drum X above the point M at which the tangent is perpendicular. A guide 5 is provided below the point M so that the greater part of the developer composition, which at this stage is under the influence of gravity throws off the excess from the drum surface.

Unterhalb der Führung 5 sind weitere Abtrennführungen 6 vorgesehen, um sicherzustellen, daß keine Trägerteilchen die Entwicklungsstation verlassen. Diese Führungen 6 sind so angeordnet, daß ihre Entfernung von der Oberfläche X größer ist als der mittlere Durchmesser der Teilchen der Zusammensetzung.Below the guide 5 further separating guides 6 are provided, to ensure that no carrier particles leave the development station. These guides 6 are arranged so that their distance from the surface X is greater is as the mean diameter of the particles of the composition.

Die Führungen 5 und 6 leiten die Entwicklerzusammensetzung in eine Sammelkammer 7, in der ein drehbares Organ angeordnet ist. Um dieses drehbare Organ 8 herum ist eine Reihe von Kehrflügeln 9 vorgesehen. Diese Kehrflügel sind in der Sammelkammer 7 wie etwa bei einem Ventilator angeordnet. Sie werden von der äußeren Behälterwandung der Kammer und einer inneren Trennwand 10 umschlossen und rotieren in der von Pfeil B angedeuteten Richtung. Das rotierende Organ dreht sich mit geeigneter Geschwindigkeit, so daß herabgerieselte Teilchen nicht nur von der Schwerkraft die Führungen 5 und 6 entlang in die Kammer geleitet, sondern auch durch eine untere Öffnung U in die Kammer eingesaugt, herumgerissen und durch eine Verengung zwischen den beiden Wandungen-11 und 12 noch oben geschleudert werden, worauf sie in den Vorratstrichter 1 fallen. Die Wandungen il und 12 sind so geformt, daß die Entwicklerzusammensetzung direkt in den Vorratstrichter gefördert wird, .Es wurde gefunden, daß ein großer Teil der Entwicklerzusammensetzung in das Fördersystem zurückfällt, wenn sie unter falschem Winkel gegen.die Wandung 11 geworfen wird. Die Wandungen 10 und 11 laufen so zusammen, daß sich die Flügel der Fördervorrichtung frei bewegen können. Diese kann also alle Entwicklerzusammensetzung, die nicht zwischen den Wandungen 11 und 12 herausgeschleudert worden ist, wieder herabsaugen und von neuem hochwerfen, ohne daß die Gefahr- besteht, .den Träger-Entwickler zwischen den Kanten der Kehrflügel und den Wandungen der Einheit einzufangen. Nachfüll-Entwicklerpulver wird in einer Kammer 13 gelagert, und geeignete Mittel sind vorgesehen, mit denen Pulver aus der Kammer 13 bei Bedarf durch ein Sieb 14 in die Förderkammer eingelassen werden kann.Guides 5 and 6 direct the developer composition into one Collection chamber 7 in which a rotatable member is arranged. Around this rotating organ 8 around a number of vanes 9 is provided. These wings are in the Collection chamber 7 such as arranged in a fan. You will be from the outside Enclosed container wall of the chamber and an inner partition wall 10 and rotate in the direction indicated by arrow B. The rotating organ rotates with appropriate Speed, so that particles trickled down not only by gravity Guides 5 and 6 passed along into the chamber, but also through a lower one Opening U sucked into the chamber, torn around and through a narrowing between the two walls 11 and 12 are still thrown up, whereupon they in the Storage hopper 1 fall. The walls il and 12 are shaped so that the developer composition is conveyed directly into the storage hopper, It has been found that a large part of the developer composition enters the conveyor system falls back if it is thrown against the wall 11 at the wrong angle. The walls 10 and 11 converge so that the wings of the conveyor can move freely. This can therefore all developer composition that is not between the walls 11 and 12 has been thrown out, suck down again and from throw up a new one without the risk of .the carrier developer between to capture the edges of the sweepers and the walls of the unit. Refill developer powder is stored in a chamber 13 and suitable means are provided by which If necessary, powder from the chamber 13 is let into the conveying chamber through a sieve 14 can be.

ES liegt auf der Hand, daß die Konstruktion der Fördervorrichtung von Bedeutung ist, da sie mit einer solchen Geschwindigkeit arbeiten muß, daß der Vorratstrichter jederzeit wenigstens teilweise gefüllt ist. Dies wird durch-eine passende,Gestaltung der Kehrflügel Und der Sammelkammer 7 erreicht, In den Fig. 3 und 4 sind zwei . Beispiele der Konstruktion gezeigt. Beide ermöglichen eine vollständige Rückführung des gesamten Träger-Entwicklers innerhalb von Sekunden vom Kaskadenende, wobei der Träger-Entwickler vollständig äus der Kammer 7 entfernt wird. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß die Auffüllgeschwindigkeit des Trichters nicht kleiner ist als die Kaskadenauslaufgeschwindigkeit. . Fig. 3 zeigt eine Konstruktion mit federnd biegsamen. Flügel 20 aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, die durch Metallbügel 21 in ihrer,Lage_gehalten werden. Diese Bügel wiederum sind mittels geeigneter Schrauben oder Bolzen an einem Vierkantstab 22 mit einer Welle 23 befestigt. Diese Konstruktion ist einfach und hat den Vorteil-der Laufruhe wegen der Flexibilität der Flügel. Es versteht sich, daß keine-absitzende Entwicklermenge zwischen den Flügeln festgehalten werden kann, weil die Flügel nicht bis zum Zentrum der Kammer-führen und jedes Träger-Entwickler-Teilchen zu jederzeit der Fliehkraft unterworfen ist.Obviously, the construction of the conveyor is important because it must operate at such a speed that the hopper is at least partially filled at all times. This is achieved by a suitable design of the flaps and the collecting chamber 7, in FIGS. 3 and 4 there are two. Examples of construction shown. Both enable complete recycling of all of the carrier developer within seconds from the end of the cascade, with the carrier developer being completely removed from the chamber 7. At the same time it is ensured that the filling speed of the funnel is not less than the cascade discharge speed. . Fig. 3 shows a construction with resiliently flexible. Wings 20 made of natural or synthetic rubber, which are held in their position by metal brackets 21. These brackets are in turn fastened to a square rod 22 with a shaft 23 by means of suitable screws or bolts. This construction is simple and has the advantage of running smoothness due to the flexibility of the wings. It goes without saying that no amount of developer settling can be retained between the wings because the wings do not lead to the center of the chamber and each carrier-developer particle is subject to centrifugal force at all times.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Kehrflügelform, die aus einem Stück bestehen oder aus mehreren Einzelteilen zu- sammengesetzt sein kann. Vier Flügel. 25 sind im Abstand um eine Nabe 26 herum angeordnet und. so geformt, daß die Zentrifugalkraft möglichst gut ausgenützt wird, die Entwicklerzusammensetzung also möglichst wirksam in den Vorratstrichter gefördert wird.4 shows a modified wing shape, which can consist of one piece or be composed of several individual parts . Four wings. 25 are arranged at a distance around a hub 26 and. shaped so that the centrifugal force is used as well as possible, so the developer composition is conveyed as effectively as possible into the storage funnel.

Wegen der Wirksamkeit der Fördervorrichtung braucht das rotierende Organ-sich nur während der Entwicklung und wenige Sekunden nach-Abfluß der Entwicklung-zu-bewegen"_ so daß Vorkehrungen getroffen werden können, um- sie durch ein geeignetes Mittel, beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung, ein- und auszuschalten. "-In der Ausführungsform nach Fig. 2 sind in dem Vorratstrichter zwei oder mehr gleiche Kammern vorgesehen, und zwar sind in Fig. 2 drei-Kammern gezeigt-:-Selbstver= ständlich kann ein Trichter mit einer beliebigen Zahl von Kammern in ähnlicher Weise konstruiert werden. Die Kammern 30 enthalten jeweils Entwcklerzusammensetzungl,`-die in den einzelnen Kammern von verschiedener Farbe-sein können. Die Kammern 30 bilden Segmente eines auf-der Welle 31 befestigten Zylinders. Dieser Zylinder kann gedreht werden, so daß jede gewünschte Kammer@in He= triebsstellung gebracht werden kann.-Jede Kammer hat einen Einlaßverschlu8 32 und-eine Leitung 33, und der Verschluß läßt sich öffnen, wenn die Leitung 33 mit dem Durchgang zwischen den Wandungen 11 und 12 fluchtet. Ein Auslaßverschluß 34 an jeder Kammer öffnet sich in einen Durchgang 35. Er kann geöffnet werden, wenn er mit diesem fluchtet, und zwar so weit, daß der gewünschte Ausfluß an Entwicklerzusammensetzung stattfinden kann.Because of the effectiveness of the conveyor needs the rotating Organ-only-to-move during development and a few seconds after-flow of development "_ so that precautions can be taken to prevent them by an appropriate means, for example an electromagnetic clutch to switch on and off. "-In the The embodiment according to FIG. 2 has two or more identical chambers in the storage hopper provided, namely three-chambers are shown in Fig. 2 -: - Of course = a funnel with any number of chambers can be constructed in a similar manner will. The chambers 30 each contain developer composition, `-die in the individual chambers can be of different colors. The chambers 30 form segments a cylinder mounted on the shaft 31. This cylinder can be rotated so that every desired chamber @ can be brought into the drive position.-Every chamber has an inlet plug 32 and a conduit 33, and the plug leaves open when the line 33 with the passage between the walls 11 and 12 is aligned. An outlet plug 34 on each chamber opens into a passage 35. It can be opened when it is in alignment with it, to the point that the desired outflow of developer composition can take place.

Kammern 36,die um die Kammern 31 herum vorgesehen sind, enthalten einen Vorrat an Entwicklerpulver, der dazu dient, die Kammern 30 aufzufüllen. Das Entwicklerpulver tritt durch Sieböffnungen 37, die von-Verschlüssen (nicht dargestellt) kontrolliert werden.Chambers 36, which are provided around the chambers 31, contain a supply of developer powder which is used to fill the chambers 30. The developer powder passes through sieve openings 37, which are controlled by closures (not shown).

Das Gerät ist so konstruiert, daß es nicht möglich ist, den Farbwähler zu betätigen, der die Welle 7 und somit die verschiedenen Segmente des Vorratstrichters dreht, bis das Fördergebläse einen Zyklus nach der Entwicklung beendet und den gesamten Träger-Entwickler zurück in die entsprechende Kammer des Vorratstrichters gefördert hat. Es ist dann möglich, den Wähler zu drehen, so daß die Kammer mit der gewählten .Farbe in Betriebsstellung steht. Für das farbige Kopieren ist die Möglichkeit getroffen, das Kopieren auf demselben Bildblatt im Register mittels einer Kombination von Farben und Filtern zu wiederholen, das alles automatisch synchronisiert wird.: _ Das erfindungsgemäße Gerät hat weitere Vorteile. Es wurde gefunden, daß das Fördersystem nicht nur der Entwicklerzusammensetzung triboelektrische Ladungen erteilt, wenn diese-Zusammensetzung Trägerperlen und Entwicklerpulver umfaßt, sondern daß auch diese Ladungen in einigem Umfang von den Materiälien abhänghn,aus denen das Gerät zergestellt ist, und von den besonderen Trägerperlen und dem Entwicklerpulver, die im Einzelfall verwendet werden. Es wurde ferner gefunden, daß das Fördersystem zu einer vollständigen und gleichmäßigen Beschichtung der Trägerperlen mit Entwicklerpulvern führt, was einen günstigen Einfluß auf die Bildentwicklung hat.The device is designed in such a way that it is not possible to use the color picker to actuate the shaft 7 and thus the various segments of the storage hopper rotates until the conveyor fan finishes one cycle after development and the entire Carrier developer conveyed back into the corresponding chamber of the supply hopper Has. It is then possible to turn the selector so that the board is with the chosen one .Color is in operating position. For color copying, the option is given copying on the same sheet of image in register by means of a combination of colors and repeat the filtering so that everything is automatically synchronized .: _ That The device according to the invention has further advantages. It was found that the conveyor system not only imparted triboelectric charges to the developer composition, if this composition includes carrier beads and developer powder, but also that these charges depend to some extent on the materials of which the device is made and from the special carrier beads and developer powder that can be used in individual cases. It was also found that the conveyor system to a complete and even coating of the carrier beads with developer powders leads, which has a favorable influence on the image development.

Claims

Claims --------------- # 1. Device for developing electrostatographic Images, characterized by a supply hopper (1), of the developer composition under the influence of gravity on an image-bearing electrostatographic surface (X) is flowable, and means for regulating the developer flow rate from the hopper (1), a collecting chamber (7) for developer composition, which from the electrostatographic surface (X) has fallen, and a conveyor for returning the developer composition from the chamber (7) to the storage hopper (1).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the conveyor device a rotatable member with a hub (8), the axis of which is horizontal and that on its circumference with a plurality of radial members (9) is provided with which developer from the receiving chamber (7) into the storage funnel (1) is transportable.

3. Device according to claim 2, characterized in that that means for introducing additional developer powders into the storage hopper if necessary (1) or near the rotatable member.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the storage hopper (1) is divided into a plurality of interchangeable chambers (30), each with Means (32) for regulating the rate of dispensing of the developer is provided.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that each of the interchangeable Chambers (30) with means (36, 37) for introducing developer powder of the same or different colors if required in the individual chambers.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means to regulate the rate of release of developer composition from the Storage funnel (1) have a sealing (2) which is used to influence an opening (2a) at the foot of the storage hopper (1) is adjustable by the developer on the electrostatographic surface (X) can be emptied:

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the developer composition Developer powder contains in a mixture with a carrier material. B. Apparatus according to claim 7, characterized characterized in that the carrier material consists of or contains glass beads.