DE1816193A1

DE1816193A1 - Apparatus for cascading development of latent electrostatic images

Info

Publication number: DE1816193A1
Application number: DE19681816193
Authority: DE
Inventors: Hudson Frederick William
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1967-12-26
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1969-07-24
Also published as: BE725943A; JPS5129022B1; FR1603904A; GB1217281A; OA03057A; ES361840A1; CH493872A; SE345753B; NL6818588A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fingke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem* B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fingke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem * B. Huber

SBPOSBPO

EAEK XEROX LIMITED, Rank Xerox House, 338', Euston Road, London» N.W.l/England EAEK XEROX LIMITED, Rank Xerox House, 338 ', Euston Road, London, NWI / England

8 MÜNCHEN 27, DEN 18161938 MUNICH 27, 1816 193

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22

Vorrichtung zur Kaskadierungsentwicklung latenter elektrostatischer BilderDevice for cascading development latent electrostatic images

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kaskadierungsentwicklung latenter elektrostatischer Bilder auf einer fotoleitfähigen Bildfläche unter Verwendung eines ferromagnetischen Entwicklerstoffes.The invention relates to an apparatus for cascading development electrostatic latent images on a photoconductive image surface using a ferromagnetic one Developer.

Bei dem in der US-Patentschrift 2 297 691 beschriebenen elektrofotografischen Verfahren wird eine aus einer Schicht eines fotöleitfähigen Isolierstoffes auf einer leitfähigen Unterlage bestehende elektrofotografische Bildfläche zur Erzeugung elektrostatischer Bilder verwendet» Hierzu wird die Bildplatte auf ihrer Oberfläche"gleichmäßig elektrostatisch geladen und dann mit einem Lichtmuster des zu reproduzierenden Bildes belichtet, wodurch die Ladung in den belichteten Flächenteilen abgeleitet wird. Die nicht entladenen Teile der Fläche erzeugen so ein elektrostatisches Ladungsmuster entsprechend der Konfiguration des Lichtbildes.In the electrophotographic one described in U.S. Patent 2,297,691 A method consists of a layer of a photoconductive insulating material on a conductive substrate existing electrophotographic image surface is used to generate electrostatic images »The image plate on their surface "evenly charged electrostatically and then exposed to a light pattern of the image to be reproduced, thereby reducing the charge in the exposed areas is derived. The non-discharged parts of the surface thus generate an electrostatic charge pattern corresponding to the Configuration of the photo.

Das latente elektrostatische Bild kann dann entwickelt werden, indem es mit einem fein verteilten elektrostatisch anziehbaren Stoff wie z.B. einem Kunstharzpulver in Berührung gebracht wird. Das Pulver wird in den Bildflächenteilen durch die noch vorhandenen elektrostatischen Felder festgehalten.The electrostatic latent image can then be developed by applying it to a finely divided electrostatic attractant Substance such as a synthetic resin powder is brought into contact. The powder is through in the image area parts the remaining electrostatic fields recorded.

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An den Stellen größter Feldstärke wird die größte Pulvermenge abgelagert, an den Stellen geringster Feldstärke kein bzw. wenig Pulver. Auf diese Weise ergibt sich ein'Pulverbild entsprechend dem lichtbild des zu reproduzierenden Bildes. Das Pulver wird danach auf ein Papierblatt oder einen anderen Bildträger übertragen und auf diesem zur Bildung eines dauerhaften Druckes fixiert.The greatest amount of powder is deposited at the points of greatest field strength; little powder. This results in a corresponding powder image the photograph of the image to be reproduced. That Powder is then transferred to a sheet of paper or other image support and onto it to form a permanent pressure fixed.

Das allgemein bei der Elektrofotografie verwendete elektrostatisch anziehbare Entwicklungsmaterial besteht aus einem pigmentierten Kunstharzpulver, das als Toner bezeichnet wird, und einem Trägerstoff, der aus größeren Trägerteilchen gebildet ist. Diese bestehen aus Glas, Sand oder Stahlkörnern und sind mit einem Stoff überzogen, der in der reibungselektrischen Reihe von dem Toner einen Abstand hat, so daß zwischen dem Tonerpulver und den Trägerteilchen eine reibungselektrische ladung erzeugt wird. Die Trägerteilchen ermöglichen auch eine mechanische Steuerung der Bewegung des Toners, so daß dieser leicht gehandhabt und in Berührung mit der belichteten Bildfläche gebracht werden kann. Der Toner wird dann von dem elektrostatischen Bild angezogen und so von den Trägerteilchen entfernt. Er erzeugt ein sichtbares Pulverbild auf der elektrofotografischen Bildfläche.Commonly used in electrophotography, electrostatic attractable developing material consists of a pigmented synthetic resin powder known as toner, and a carrier formed from larger carrier particles is. These consist of glass, sand or steel grains and are coated with a substance that is used in the triboelectric Series of the toner has a distance so that between the toner powder and the carrier particles a triboelectric charge is generated. The carrier particles also allow mechanical control of the movement of the toner so that it can be easily handled and brought into contact with the exposed image area. The toner is then from the electrostatic image attracted and so removed from the carrier particles. It creates a visible powder image on the electrophotographic image surface.

Das gegenwärtig am weitläufigsten angewendete Verfahren zur Bewegung des Entwicklerstoffes an das latente elektrostatische Bild heran ist die Kaskadierungsentwicklung. Hierbei wird der Entwickler über einen Teil der Oberfläche einer rotierenden elektrofotografischen Trommel kaskadiert oder geschüttet. Während der Kontaktzeit zwischen Entwicklerstoff und der Bildfläche bewegen sich die mit Toner überzogenen Trägerteilohen über die Bildfläche, gleichzeitig werden die Tonerteilchen elektrostatisch von den Trägerteilchen entfernt und auf die geladenen Flächenteile der Bildfläche bewegt, wo sie sich selektiv zur Erzeugung eines sichtbaren Pulverbildes ablagern. Die teilweise entblößten Trägerteilchen bewegen sich dann über dieThe currently most widely used method for moving the developer material to the latent electrostatic Picture up is the cascading development. Here is the developer is cascaded or poured over part of the surface of a rotating electrophotographic drum. During the contact time between developer and the image area the carrier parts coated with toner move over the image surface, at the same time the toner particles become electrostatically removed from the carrier particles and moved onto the charged surface parts of the image area, where they move selectively deposit to create a visible powder image. The partially exposed carrier particles then move over the

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Bildfläche hinaus. Infolge des Tonerverbrauches für die Entwicklung muß zusätzliches Tonerpulver der Entwicklerstoff mischung in einer dem Verbrauch entsprechenden Menge beigegeben werden, um den jeweils richtigen Toneranteil in der Entwickler st off mischung beizubehalten.Image area beyond. As a result of the toner consumption for development additional toner powder must be added to the developer mix be added in an amount corresponding to the consumption to ensure the correct toner content in the developer st off to maintain mixture.

Typische Vorrichtungen zur Kaskadierungsentwicklung sind beispielsweise in der US-Patentschrift 3 062 109 beschrieben. In diesen wird die Entwicklerstoffmischung aus einem Sammelvorrat mit Förderbechern in einen gegenüber der fotoleitfähigen Bildfläche erhöhten Bereich gebracht. Dann wird der Entwickler zur Entwicklung auf einen Teil der elektrofotografischen Bildfläche geschüttet.. Erreicht er einen Bereich an der Bildfläche, der unterhalb der Mittellinie der elektrofotografischen Trommel liegt, so wird er durch ein in geringem Abstand zur Trommel angeordnetes Umlenkblech in den Sammelvorrat zurückgeleitet, so daß er erneut in die Förderbecher gelangen kann.Typical devices for cascading development are described, for example, in US Pat. No. 3,062,109. In these, the developer mixture is transferred from a collecting supply with conveying cups into one opposite the photoconductive one Image area brought raised area. Then the developer is used to develop on part of the electrophotographic Image surface poured .. If it reaches an area on the image surface which is below the center line of the electrophotographic drum, then it is reduced by a slight At a distance from the drum arranged baffle returned to the collection, so that it get back into the conveyor cup can.

Derartige Kaskadierungsvorrichtungen sind für Entwicklungszwecke der beschriebenen Art sehr gut geeignet, weisen jedoch auch Nachteile auf. Beispielsweise ist es erforderlich, das obere Ende des Fördersysteme über der horizontalen Mittellinie der Trommel bzw. der gegebenenfalls verwendeten anderen Bildfläche anzuordnen. Ferner muß die Entwicklungszone bis zu einem Punkt unterhalb der horizontalen Mittellinie der zu entwickelnden Bildfläche verlaufen, so daß ein Umlenkblech den Entwicklerstoff von der Bildfläche in den darunter befindlichen Sammelvorrat umleiten kann. Weiterhin benötigen derartige Vorrichtungen, einen Sammelvorrat an Entwicklerstoff, so daß er mit den Förderbechern in der richtigen Weise entnommen werden kann. Schließlich Ist die Verwendung einer mechanischen Umlenkvorrichtung nicht immer sehr günstig, da der von der elektrofotografischen Bildfläche im unteren Teil der Entwicklungszone abfallende Entwicklerstoff oft durch den Zwischenraum zwischen Umlenkblech und Bildfläche hindurchfällt. Dadurch können andere Teile der Reprodukti ons -Such cascading devices are very well suited for development purposes of the type described, but have also have disadvantages. For example, it is required that the top of the conveyor system is above the horizontal center line the drum or the possibly used other picture surface to be arranged. Furthermore, the development zone must be up to to a point below the horizontal center line of the image area to be developed so that a baffle can divert the developer material from the image area into the collecting supply located below. Still need such devices, a collecting supply of developer material, so that it with the conveyor cups in the correct Way can be taken. Finally, the use of a mechanical deflection device is not always very cheap, since the one of the electrophotographic image surface in the lower one Part of the development zone sloping developer material often falls through the space between the baffle and the picture surface. This means that other parts of the reproduction -

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maschine verschmutzt werden.machine become dirty.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zur Kaskadi erungs entwicklung zu schafften, die diese Nachteile vermeidet. Ferner soll sie die Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder innerhalb eines vergrößerten Bereiches der elektrofotografischen Bildfläche sowie die Steuerung der Entwicklung auch im unteren Teil der Entwicklungszone einwandfrei ermöglichen. Der Austritt von Entwicklerstoff in andere Teile der Maschine soll möglichst verhindert werden, und die zu schaffende Entwicklungsvorrichtung soll eine gegenüber bekannten Vorrichtungen geringere Größe haben und damit weniger Platz beanspruchen. Ihr Einsatz soll an verschiedenen Stellen einer elektrofotografischen Bildfläche möglich sein.The object of the invention is therefore to create a device for Kaskadi erungs development that these disadvantages avoids. It also aims to develop latent electrostatic images within an enlarged area of the electrophotographic image area as well as the control of the development in the lower part of the development zone allow flawlessly. The leakage of developer material into other parts of the machine should be prevented as far as possible and the developing device to be provided should be smaller in size than known devices and thus take up less space. They are intended to be used at various points on an electrophotographic image surface to be possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich eine Entwicklungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß aus durch eine Eingabevorrichtung für den Entwicklerstoff in den oberen Teil der Entwicklungszone, durch eine am unteren Teil der Entwicklungszone über der fotoleitfähigen Bildfläche angeordnete Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes und durch eine Vorrichtung zur Bewegung magnetisch gebundenen Entwicklerstoffes an eine von der fotoleitfähigen Bildfläche entfernte Stelle.A developing device is known for solving this problem of the type mentioned at the outset according to the invention by an input device for the developer in the upper Part of the development zone, through one located at the lower part of the development zone above the photoconductive image area Device for generating a magnetic field and magnetically bound by a device for movement Developer at a location remote from the photoconductive image area.

Die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung ersetzt in erster Linie das herkömmliche Pörderbechersystem. Sie ist zur Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers mit ferromagnetischen Eigenschaften geeignet. Ein derartiger Entwicklerstoff ist beispielsweise in den US-Patentschriften 2 618 551 und 2 874 063 beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein endloses Band vorgesehen sein, dessen, unterer Teil nahe dem unteren Teil der Entwicklungszone angeordnet ist und den kaskadierten Entwicklerstoff von der fotoleitfähigen Bildfläche anzieht und ihn an eine entfernte Stelle befördert. Der Entwicklerstoff kann dannThe developing device according to the invention primarily replaces the conventional conveyor cup system. she is to use a two-component developer with ferromagnetic Properties suitable. Such a developer is, for example, in US patents 2,618,551 and 2,874,063. According to one embodiment of the invention, an endless belt can be provided, the lower part of which is arranged near the lower part of the development zone and the cascaded developer attracts from the photoconductive image surface and attaches it to a remote location promoted. The developer can then

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vom Band entfernt und wieder zum oberen Teil der Entwicklungszone befördert werden, von wo aus er zur Bild entwicklung wieder über die elektrofotografische Bildfläche kaskadiert wird.removed from the belt and transported back to the upper part of the development zone, from where it is again used for image development is cascaded across the electrophotographic image surface.

Die ■ erfindungsgemäße Vorrichtung bringt in Verbindung mit der Kaskadierungsentwicklung einen, extremen Nutzen für die elektrofotografische Bildentwicklung. Es tritt weniger Entwioklerstoff aus der Entwicklungszone aus, die Entwicklungszone selbst ist verkleinert, sie kann jedoch breiter gestaltet werden usw·The ■ inventive device brings in connection with the Cascading development has an extreme benefit for the electrophotographic Image development. Less developer material escapes from the development zone, the development zone itself is reduced in size, but can be made wider, etc.

Die, Entfernung des Entwicklerstoffes von dem Transportband kann mit einem Abstreifer erfolgen, der gleichzeitig zur Weiterleitung des Entwicklerstoffes auf die fotoleitfähige Bildfläche im oberen Teil der Entwicklungszone dient. Hier erfolgt dann die Kaskadierungsentwicklung der auf der Bildfläche vorhandenen elektrostatischen latenten Bilder.The removal of the developer from the conveyor belt can be done with a scraper that works at the same time Forwarding of the developer to the photoconductive image area in the upper part of the development zone is used. here cascading development of the electrostatic latent images present on the image surface then takes place.

Die Erfindung wird im folgenden zum besseren Verständnis an Hand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:In the following, for a better understanding, the invention is illustrated by means of the exemplary embodiments shown in the figures described. Show it:

__1 die schematische Darstellung einer für kontinuierlichen und automatischen Betrieb geeigneten elektrofotografischen Reproduktionsmaschine, die mit der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung ausgerüstet 'ist,__1 the schematic representation of a for continuous and automatic operation suitable electrophotographic reproduction machine that works with the equipped developing device according to the invention 'is,

2 die Draufsicht auf die Fördervorrichtung in Richtung der Pfeile 2-2 aus Fig. 1, wobei das Band teilweise gebrochen ist,2 shows the plan view of the conveyor device in the direction of arrows 2-2 from FIG. 1, with the belt partially is broken

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Magnetteile mit entsprechend bezeichneten Magnetpolen und 3 shows an enlarged illustration of the magnet parts shown in FIG. 2 with correspondingly labeled magnet poles and

Fig. 4 einen Schnitt einer für kontinuierlichen und automatischen Betrieb geeigneten elektrofotografischen Reproduktionsmaschine, die mit einer Anzahl erfindungsgemäßer Entwioklungsvorrichtungen ausgerüstet ist. 4 shows a section of an electrophotographic reproduction machine suitable for continuous and automatic operation, which is equipped with a number of developing devices according to the invention.

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In Fig. 1 ist eine elektrofotografische Reproduktionsmaschine dargestellt, die mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Entwicklungsvorrichtung arbeitet. Die Elemente dieser Maschine, die einen kontinuierlichen und automatischen Betrieb ermöglichen, sind bis auf die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung in bekannter Weise ausgebildet. Zum Zwecke des besseren Verständnisses werden die verschiedenen elektrofotografischen Verfahrensstationen auf der Bewegungslinie der elektrofotografischen Bildfläche im folgenden, kurz beschrieben:In Fig. 1, an electrophotographic reproduction machine is shown, which is formed with one according to the invention Developing device works. The elements of this machine that allow continuous and automatic operation, are designed in a known manner except for the developing device according to the invention. For the purpose of better understanding the various electrophotographic process stations on the line of movement of the electrophotographic The picture area is briefly described below:

An. der Ladestelle A wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die fotoleitfähige Schicht der elektrofotografischen Trommel aufgebracht.At. the charging point A becomes a uniform electrostatic Charge on the photoconductive layer of the electrophotographic Drum applied.

An der Belichtung^stelle B wird ein Licht- oder Strahlungsmuster des zu reproduzierenden Bildes auf die Trommeloberfläche projiziert, so daß deren Ladung in den belichteten Plächenteilen abgeleitet wird, wodurch sich ein latentes elektrostatisches Abbild des zu reproduzierenden Bildes ergibt. An der Entwicklungssteile C wird ein elektrofotografischer Entwicklerstoff, der Tonerteilchen mit einer der Polarität der Bildladungen entgegengesetzten Ladungspolarität enthält, über die Trommeloberfläche kaskadiert, wodurch die Tonerteilchen an dem elektrostatischen latenten Bild anhaften und ein Pulverbild mit einer dem zu reproduzierenden Bild entsprechenden Konfiguration erzeugen.At the exposure ^ point B, a light or radiation pattern of the image to be reproduced is on the drum surface projected so that their charge in the exposed parts of the surface is derived, resulting in a latent electrostatic image of the image to be reproduced. At the developing part C, an electrophotographic becomes Developer containing toner particles with a charge polarity opposite to that of the image charges, cascaded across the drum surface, causing the toner particles adhere to the electrostatic latent image and a powder image having an image corresponding to the image to be reproduced Generate configuration.

An der Bildübertragungsstelle D wird das elektrofotografische Pulverbild elektrostatisch von der Trommeloberfläche auf einen Bildträger übertragen undAt the image transfer point D, the electrophotographic powder image is electrostatically transferred from the drum surface to one Transfer image carrier and

an der Trommelreinigungs- und Entladungsstelle E wird die Trommeloberfläche zur Entfernung restlicher Tonerteilchen nach der Bildübertragung abgebürstet und mit einer relativ hellen Lichtquelle beleuchtet, um eine praktisch vollständige Entfernung jeglicher Hestladungen zu erreichen.at the drum cleaning and discharging point E, the drum surface is used to remove residual toner particles brushed off after image transfer and illuminated with a relatively bright light source to virtually complete To achieve removal of any residual charges.

Die zu entwickelnden latenten elektrostatischen Bilder werden auf einer elektrofotografischen Bildfläche 10 erzeugt, die die Form einer Trommel oder eines Zylinders hat. Die Trommel wird auf der Hauptantriebsachse 12 mit einer nichtThe latent electrostatic images to be developed are generated on an electrophotographic image surface 10, which has the shape of a drum or a cylinder. The drum is on the main drive shaft 12 with a no

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dargestellten Antriebsvorrichtung gedreht. Ihre Bewegung ermöglicht den Vorbeilauf der Trommeloberfläche an den verschiedenen beschriebenen Verfahrensstationen einschließlich der Entwicklungszone.rotated drive device shown. Your movement enables the drum surface to pass the various process stations described, including the development zone.

Die Entwicklungsvorrichtung besteht aus einer Fördereinrichtung 14 und ihr zugeordneten Elementen, die innerhalb eines Gehäuses 16 nahe einem der oberen Quadranten der elektrofotografischen Trommel angeordnet sind. Die Fördereinrichtung 14 besteht aus einem endlosen Band 18, das auf zwei Rollen 20 und 22 geführt ist. Beide Rollen werden in der dargestellten Pfeilrichtung gedreht, wozu zumindest eine mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist.The developing device consists of a conveyor 14 and its associated elements, which within a Housing 16 are located near one of the upper quadrants of the electrophotographic drum. The conveyor 14 consists of an endless belt 18 which is guided on two rollers 20 and 22. Both roles are in the arrow direction shown rotated, including at least one is coupled to a drive device.

An der Innenfläche des Bandes 18 befindet sich eine magnetische Platte 24, die zur Erzeugung eines Magnetfeldes an dem der Trommel abgewandten flachen Teil des Bandes beiträgt. Die Platte hält ferner den magnetischen Entwicklerstoff in diesem Bereich entgegen seiner Schwerkraft am Band fest, so daß er mit diesem aufwärts transportiert werden kann. Nahe der oberen Rolle 20 befindet sich ein Abstreifer 26, der den Entwicklerstoff vom Band entfernt und ihn in den oberen Teil der Kaskadierungsentwicklungszone 28 leitet. Der Abstreifer 26 kann auch außerhalb des Magnetfeldes der Rolle 20 angeordnet sein.On the inner surface of the belt 18 is a magnetic plate 24, which is used to generate a magnetic field contributes to the flat part of the belt facing away from the drum. The plate also holds the magnetic developer in this area against its gravity on the belt, so that it is transported upwards with it can be. A scraper 26 is located near the upper roller 20 and removes the developer material from the belt and it in the upper part of the cascading development zone 28 heads. The scraper 26 can also be arranged outside the magnetic field of the roller 20.

Die Konstruktion der Fördereinrichtung I4 geht besser aus den Fig. 2 und 3 hervor. Die Magnetplatte 24 besteht aus einer Anzahl Teilmagnete mit Nord- bzw. Südpolen 30 bzw. 31 und nichtmagnetischen metallischen Abstandsstücken 32, die in der Bewegungsrichtung des Bandes 18 verlaufen. Dadurch kann das Magnetfeld durch und über das nichtmagnetische Band 18 hinaus verlaufen. Das Magnetfeld der Platte 24 wird ergänzt durch die Rollen 20 und 22, die gleichfalls aus Teilmagneten bestehen. Die Rolle 22 stimmt mit der Rolle 20 überein und besteht aus Scheiben mit abwechselnden Nord-The construction of the conveyor I4 works out better Figs. 2 and 3 emerge. The magnetic plate 24 consists of a number of partial magnets with north and south poles 30 or 31 and non-magnetic metallic spacers 32, which run in the direction of movement of the belt 18. This allows the magnetic field through and over the non-magnetic Volume 18 run out. The magnetic field of the plate 24 is supplemented by the rollers 20 and 22, which are also consist of partial magnets. The roller 22 coincides with the roller 20 and consists of discs with alternating north

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und Südbereichen 34 und 35» die durch nichtmagnetische Metallscheiben 36 voneinander getrennt sind. Die von diesen Scheiben ausgehenden Feldlinien erzeugen gleichfalls einen magnetischen. Fluß nahe und in dem nichtmagnetischen Band 18, so daß sich ein Magnetfeld am Band zwischen den Tangentenpunkten des Bandes an den Rollen 20 und 22 auf der gesamten Bandlänge ergibt. and south areas 34 and 35 »which are through non-magnetic metal disks 36 are separated from each other. The ones from these disks outgoing field lines also generate a magnetic one. Flux near and in the non-magnetic band 18 so that a magnetic field on the belt between the tangent points of the belt on the rollers 20 and 22 results over the entire length of the belt.

Wird ein ferromagnetischer Zweikomponentenentwicklerstoff über die elektrofotografische Bildfläche 10 durch die Entwioklungszone 28 kaskadiert, so gelangt er in das Magnetfeld der unteren Rolle 22. Hierbei wird er an dem beweglichen Band 18 festgehalten. Da die Entfernung des Entwicklerstoff.es aus dem Bereich der Bildfläche von den magnetischen Eigenschaften zwischen Entwicklerstoff und Fördereinrichtung 14 abhängt, muß der untere Teil der Entwicklungszone nicht unbedingt nahe der horizontalen Mittellinie der elektrofotografischen Trommel angeordnet sein.. Ferner ist es nicht erforderlich, eine mechanische Abstreifvorrichtung unter der horizontalen Mittellinie der Trommel vorzusehen, um den Entwickler in einen Sammelvorrat umzulenken. Wird der kaskadierte Eritwicklerstoff von dem Magnetfeld nahe dem Band 18 beeinflußt, so wird er durch die Rollenbewegung und die Bandbewegung kontinuierlich um die untere Rolle 22 herum und auf dem flachen Teil des Bandes an der Platte 24 aufwärts bewegt, worauf er um die obere Rolle 20 herumgeführt wird. Während der gesamten Zeit wird der Entwicklerstoff von dem Hagnetfeld der unteren Rolle in das Magnetfeld der Platte und von diesem aus in das Magnetfeld der oberen Rolle befördert, so daß kein Entwickler vom Band 18 verloren gehen kann.Becomes a ferromagnetic two-component developer over the electrophotographic image area 10 through the development zone 28 cascaded, it arrives in the magnetic field of the lower roller 22. In doing so, it is held on the movable belt 18. Since the removal of the developer material from the area of the image area of the magnetic properties between Depending on developer and conveyor 14, the lower part of the development zone does not necessarily have to be close to the horizontal center line of the electrophotographic drum .. Furthermore, it is not necessary to have a mechanical Provide a wiper under the horizontal center line of the drum to remove the developer in a Divert collective stock. Becomes the cascaded Eritrean developer influenced by the magnetic field near the belt 18, it becomes continuous by the roller movement and the belt movement around the lower roller 22 and up on the flat portion of the belt on the platen 24, whereupon he is passed around the upper roller 20. During the entire time, the developer is exposed to the magnetic field lower role in the magnetic field of the plate and from this conveyed out into the magnetic field of the upper roller, so that no developer can be lost from the belt 18.

Da der auf dem Band 18 magnetisch festgehaltene Entwickler kontinuierlich, um die obere Rolle 20 herumbewegt wird, gelangt er an den Abstreifer 26, der ihn vom Band ablöst und in den äußeren Bereich dee Magnetfeldes bringt. Der Abstreifer verläuft wie das Band 18 und die Rollen 20 und 22 über die Entwioklungszone In einer Länge, die zumindest gleich derSince the developer magnetically held on the belt 18 is continuously moved around the upper roller 20, passes he to the stripper 26, which removes it from the tape and brings it into the outer area of the magnetic field. The scraper runs like the belt 18 and the rollers 20 and 22 over the development zone in a length which is at least equal to the

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länge der fotoleitfähigen Trommel ist, um eine gleichmäßige und gesamte Entwicklung der Bildfläche zu erreichen. Nach Ablösung des Entwicklers vom Band 18 führt der Abstreifer 26 ihn in den oberen Bereich der Entwicklungszone 28.length of the photoconductive drum is to be a uniform and to achieve total development of the picture surface. After the developer has been detached from the belt 18, the scraper leads 26 it in the upper area of the development zone 28.

An.dieser Stelle fällt der Entwioklerstoff direkt über die rotierende elektrofotografische Bildfläche, bis er wieder in das Magnetfeld der unteren Rolle 22 eintritt. Zur Bewegung von der Bildfläche 10 in den Bereich des Bandes 18 wird die magnetische Eigenschaft des im Entwioklerstoff enthaltenen Trägerstoffes ausgenutzt, wobei die Tonerteilchen durch reibungselektrische Anziehung an den Trägerteilchen anhaften.At this point the developer material falls directly over the rotating electrophotographic image surface until it re-enters the magnetic field of lower roller 22. To move from the image surface 10 into the area of the belt 18, the magnetic property of that contained in the developer material Utilized carrier, the toner particles by triboelectric Attraction to adhere to the carrier particles.

Bei jeder Kaskadierungsentwicklung werden Tonerteilchen auch durch Erschütterungen von ihren Trägerteilchen entfernt, die durch die !Fallbewegung des Entwicklerstoffes in der Entwicklungszone verursacht werden. Bei einer Vorrichtung mit einem mechanischen Umlenkblech und einem unter der horizontalen Mittellinie der Trommel angeordneten Sammelvorrat tritt daher eine Neigung der Tonerteilchen, zur Trennung von den. Trägerteilchen durch mechanische Kraftwirkungen auf. Diese freien Tonerteilchen werden dann oft an der elektrofotografischen Trommel durch mechanische und elektrostatische Kraftwirkung gebunden. Die dadurch auftretende Ablagerung von Toner in nicht zum Bild gehörenden 3?lächenteilen der fotoleitfähigen. Eildflache verursacht die sog. Hintergrundzeichnungen auf der endgültigen Kopie. Durch.die erfindungsgemäße Anwendung von Magnetfeldern zur Entfernung des Entwicklerstoffes von der fotoleitfähigen Bildfläche wird diese unerwünschte Tonerablagerung weitgehend vermieden, da, die Trägerteilchen zusammen mit den Tonerteilchen an jeweils derselben Stelle von der Bildfläche entfernt werden. Dadurch ergeben sich .mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kaskadierungsentwi cklung Kopi en mi t verringert er Hint ergrundz ei chnung·With each cascading development, toner particles also become removed from their carrier particles by vibrations, the due to the falling movement of the developer in the development zone caused. For a device with a mechanical baffle and one below the horizontal one There is therefore a tendency for the toner particles to separate from the accumulation supply arranged on the center line of the drum. Carrier particles by mechanical forces. These free toner particles are then often attached to the electrophotographic drum by mechanical and electrostatic forces bound. The resulting build-up of toner in 3? smile parts of the photoconductive ones that do not belong to the picture. Eildflache causes the so-called background drawings on the final copy. Durch.die inventive application of magnetic fields to remove the developer from the photoconductive image area becomes this undesirable Toner deposition largely avoided because the carrier particles are removed together with the toner particles at the same point from the image surface. This results in .with the device according to the invention for cascading development Copi en s w ith reduced back ground drawing ·

Die zur Entfernung des Entwicklers verwendeten Magnetfelder machen ferner einen Sammelvorrat für Entwicklerstoff im unterenThe magnetic fields used to remove the developer also make a collective supply for developer material in the lower

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Teil der Fördereinrichtung -überflüssig. Die dadurch mögliche Raumersparnis ist wesentlich im Hinblick auf die Entwicklung kompakter Reproduktionsmaschinen. Ferner ist¹ der aus dem Bereich der unteren magnetischen Rolle 22 austretende Anteil an Entwieklerstoff sehr viel geringer als bei Kaskadierungsvorrichtungen, die mit einem mechanischen Abstreif- und Umlenkblech arbeiten. Obwohl die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele einen Teil des Entwicklungsgehäuses in demjenigen B-ereich aufweisen, wo ein mechanisches Umlenkblech, angeordnet sein könnte, geschieht dies lediglich, um eventuell noch mögliche Verschmutzungen zu vermeiden. Ein Umlenkblech ist nicht erforderlich, und der dargestellte Gehäuseteil wirkt nicht als solches. Es kann jedoch günstig w seilt, eine gebogene Platte unterhalb der unteren Rolle 22 zu verwenden, so daß auch jeder geringste Anteil Entwicklerstoff, der aus dem Magnetfeldbereich herausgelangt, nochmals von dem Band und der Rolle durch das Magnetfeld der Rolle 22 angezogen wird.Part of the conveyor system - superfluous. The space savings that this allows is essential with regard to the development of compact reproduction machines. Furthermore, the emerging from the region of the lower magnetic roller 22 share in Entwieklerstoff ¹ is much lower than in Kaskadierungsvorrichtungen working with a mechanical stripping and baffle. Although the exemplary embodiments shown in the figures have a part of the development housing in that B-area where a mechanical deflector plate could be arranged, this is done only in order to avoid any possible contamination. A baffle is not required and the housing part shown does not act as such. However, it may be convenient w roping, a curved plate below the lower roller 22 to be used, so that any slightest portion developer material which comes out from the magnetic field region, is again attracted to the belt and the roll by the magnetic field of the roller 22nd

Die dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen zwar keine Tonernachfülleinrichtung, die zur Eingabe des bei der Entwicklung verbrauchten Toners dient, eine solche kann jedoch, leicht an jeder Stelle oberhalb der oberen Rolle 20 oder des Abstreifers 26 angeordnet werden. Ferner können auf der oberen Fläche des Abstreifers 26 od€r in Berührung mit dem Band 18 oberhalb der oberen Rolle 20 oder an jeder anderen geeigneten Stelle Mischungsplatten vorgesehen sein, die eine Vermischung des Entwicklerstoffes innerhalb der Entwieklungs-. vorrichtung bewirken. :7 cThe illustrated embodiments of the invention show although no toner refilling device, which is used to input the toner used during development, can however, it can easily be positioned at any point above the upper roller 20 or the scraper 26. Furthermore, on the upper surface of the scraper 26 or in contact with the belt 18 above the top roller 20 or on any other Suitable place mixing plates can be provided, which a mixing of the developer material within the development. effect device. : 7 c

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der eriindurigsgemäßen Entwicklungsvorrichtung dargestellt.· Diese arbeitet nach dem an Hand der Figuren 1, 2 und 3 beschriebenen Prin- ., zip. Der einzige Unterschied besteht darin, daß eine Anzahl der oben beschriebenen EntwicklungsvorriehtU2igen aii einer= einzigen elektrofotografischen Bildfläche angeordnet ist.In Fig. 4 is another embodiment of the conventional one Developing device shown. · This works according to the principle described with reference to Figures 1, 2 and 3., zip. The only difference is that a number of the development devices described above aii = one single electrophotographic image surface is arranged.

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Zur besseren Übersicht sind diese Vorrichtungen willkürlich in Verbindung mit einer fotoleitfähigen Bildfläche dargestellt, die aus einem endlosen Band 38 besteht, welches an den verschiedenen elektrofotografischen VerfahrensStationen in der dargestellten Pfeilrichtung vorbeibewegt wird. Diese Verfahrensstationen, entsprechen den bereits für die elektrofotografische Trommel beschriebenen.These devices are arbitrary for clarity shown in connection with a photoconductive image surface, which consists of an endless belt 38 which is attached to the various electrophotographic process stations in the arrow direction shown is moved past. These process stations, correspond to those already described for the electrophotographic drum.

Die verschiedenen Entwxcklungsvorrichtungen sind in Pig. 4 mit 40 bezeichnet. Sie stimmen in ihrer Ausführung überein, weshalb im folgenden nur eine beschrieben wird.The various dewatering devices are in Pig. 4 denoted by 40. They agree in their execution, which is why only one is described below.

Jede Entwicklungsvorrichtung 40 befindet sich in einem Gehäuse 42 und besteht aus einem endlosen Band 44* das auf einer Anzahl Rollen 46, 48, 50 und 52 geführt ist. Zumindest eine dieser Rollen wird mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung bewegt. Jede Rolle ist aus Magnetscheiben in der an Hand von Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise gebildet, mit Ausnahme der Rolle 50, da in deren Bereich der Entwicklerstoff nicht magnetisch transportiert wird* Hinter dem Band 44 befinden sich zum Zwecke des Entwicklertransportes magnetische Platten 54 und 56. Diese sind wie die bereits beschriebenen. Platten 24 ausgebildet. Ferner ist nahe der oberen Rolle 48 im oberen Teil der Kaskadierungsentwicklungszone 60 ein Abstreifer 58 vorgesehen.Each developing device 40 is located in a housing 42 and consists of an endless belt 44 * that on a number Rolls 46, 48, 50 and 52 is guided. At least one of these roles is provided with a drive device, not shown emotional. Each roller is formed from magnetic disks in the manner described with reference to FIGS. 1 and 2, with Exception of the roll 50, since the developer material is not transported magnetically in this area * Behind the belt 44 are magnetic plates 54 and 56 for the purpose of transporting the developer. These are like those already described. Plates 24 formed. Further, near the upper roller 48 in the upper part of the cascading development zone 60 is a Wiper 58 is provided.

Auf den Abstreifer 58 kann im vorliegenden Falle auoh verzichtet werden, weil der Entwicklerstoff durch Schwerkraft vom Band in die Entwicklungszone fällt, wenn er aus dem Bereich des Magnetfeldes der Rolle 4.8 herausgelangt. Eine-Führungsplatte für den Entwioklerstoff ist jedoch günstig, um allzu harte Aufprallwirkungen des Entwicklerstoffes an der elektrofotografischen Bildfläche zu vermeiden.The wiper 58 can also be dispensed with in the present case because the developer material falls by gravity from the belt into the development zone when it is out of the range of the Magnetic field of the roll 4.8 got out. A guide plate for the developer, however, it is favorable to be too hard Impact effects of the developer on the electrophotographic Avoid viewing area.

Jede Entwicklungsvorrichtung 40 ist an der elektrofotografischen Bildfläche angeordnet. Dies ist deshalb möglich, da das untere Ende der Entwicklungszone nicht unterhalb der horizontalen Mittellinie einer Bildtrommel angeordnet sein muß, wie diesEach developing device 40 is disposed on the electrophotographic image surface. This is possible because the lower The end of the development zone need not be located below the horizontal center line of an imaging drum, as is the case

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bei den bisher bekannten Kaskadierungsvorrichtungen erforderlich war. Neben den drei dargestellten Entwicklungsvorrichtungen 40 kann auch jede andere Anzahl Entwicklungsvorrichtungen verwendet werden. Ferner können die Entwicklungsvorrichtungen auch an einem oder beiden oberen Quadranten einer elektrofotografischen Trommel angeordnet sein. required in the previously known cascading devices was. In addition to the three development devices 40 shown, any other number of development devices can also be used will. Furthermore, the developing devices can also be arranged on one or both upper quadrants of an electrophotographic drum.

Mit der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung ist es möglich, ein latentes elektrostatisches Bild zu entwickeln, indem zunächst Tonerteilchen einer ersten Farbe und Polarität und dann Tonerteilchen einer zweiten Farbe und Polarität über ein und dasselbe Bild kaskadiert werden, so daß das sichtbare Bild in ersten Flächenteilen mit der einen Farbe, in zweiten Flächenteilen mit der anderen Farbe gefärbt ist. Eine so arbeitende Vorrichtung ist in der US-Patentschrift 3 045 644 beschrieben. Hierbei wird jedoch die Pelzbürstenoder Magnetbürstenentwicklung durchgeführt. Wendet man die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung darauf an, so können zweifarbige Bilder durch Kaskadierungsentwicklung erzeugt werden.With the developing device according to the invention it is possible developing an electrostatic latent image by first adding toner particles of a first color and polarity and then toner particles of a second color and polarity are cascaded over one and the same image, so that the visible The image is colored with one color in the first parts of the area and the other color in the second parts of the area. One like that working device is in U.S. Patent 3,045,644. Here, however, the fur brush or magnetic brush development is carried out. If you turn the developing device according to the invention on it, so can two-color images generated by cascading development will.

Ferner ist es möglich, farbige Bilder in der in der US-Patentschrift 3 057 720 beschriebenen V/eise zu erzeugen. Hierbei werden drei Entwicklungsvorrichtungen 40 verwendet, die jeweils einen Entwicklerstoff mit einer der drei Grundfarben enthalten. Die elektrofotografische Bildfläche wird geladen und dann mit einem Bild belichtet, das einen Farbauszug eines Mehrfarbenbildes darstellt. Dieses Bild kann dann durch Bewegung durch die Kaskadierungsζone der erwünschten Farbe entwickelt werden. Die anderen beiden Kaskadierungszonen bleiben dabei ausgeschaltet. Dann wird die Bildfläche an der Übertragungsstelle vorbeibewegt, wo das entwickelte Bild auf Papier übertragen wird. Nach der Reinigung wird die Bildfläche wieder geladen und nochmals mit einem zweiten Bild belichtet, das den zweiten Farbauszug des Mehrfarbenbildes darstellt. Dieses latente elektrostatische Bild wird dann durch Bewegung durch die zweite Entwicklungsvor-It is also possible to use color images in the US Pat 3 057 720 described V / eise to generate. Here, three developing devices 40 are used, each contain a developer with one of the three basic colors. The electrophotographic image area is charged and then exposed to an image representing a color separation of a multicolor image. This picture can then by moving through the cascading zone of the desired Color to be developed. The other two cascading zones remain switched off. Then the image surface is moved past the transfer point where the developed Image is transferred to paper. After cleaning, the image area is reloaded and again with a second one Image exposed that represents the second color separation of the multicolor image. That latent electrostatic image is then moved through the second development process

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richtung entwickelt, die einen Toner der zweiten Parbe enthält, während die erste und die dritte Entwicklungsvorrichtung ausgeschaltet bleiben. Nach der Bildübertragung in Ausrichtung auf das erste übertragene Bild kann die Bilderzeugung nochmals für den dritten farbauszug wiederholt werden, dessen Entwicklung mit der dritten Entwicklungsvorrichtung erfolgt, die einen Toner der dritten Grundfarbe enthält. Nach der Übertragung auch dieses Bildes auf das Kopieblatt ergibt sich ein zusammengesetztes Tonerbild, das mit dem mehrfarbigen Originalbild übereinstimmt. Es kann dann auf dem Bildträger fixiert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß jede Anzahl Farben und Entwicklungsvorrichtuiigen verwendbar ist.direction, which contains a toner of the second class, while the first and third developing devices remain off. After image transfer in alignment On the first transferred image, the image generation can be repeated again for the third color separation, its Development takes place with the third developing device, which contains a toner of the third basic color. After Transferring this image to the copy sheet, too, results in a composite toner image, which with the multicolored Original image matches. It can then be fixed on the image carrier. It should be noted that each Number of colors and developing devices can be used.

Dieses Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger elektrofotografischer Kopien ist zwar seinem Prinzip nach bereits durch die genannte US-Patentschrift bekannt, mit der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung kann es jedoch leicht in kontinuierlich und automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschinen durchgeführt werden. This method of producing multicolor electrophotographic Copies is in principle already known from the aforementioned US patent, with the one according to the invention However, developing apparatus can easily be implemented in continuously and automatically operating electrophotographic reproduction machines.

Die Erfindung wurde an Hand spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben, ist jedoch auf diese nicht beschränkt, sondern alle im Eahmen der folgenden Ansprüche möglichen Ausführungsformen werden gleichfalls durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt.The invention has been described on the basis of specific exemplary embodiments, but is not limited to these, but rather all embodiments possible within the scope of the following claims are likewise embraced by the basic idea of the invention includes.

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Claims

Pat entanap-rüohe

1. Apparatus for cascading development of latent electrostatic Images identified on a photoconductive image area using a ferromagnetic developer by an input device (20, 26) for the developer in the upper part of the development zone (28), through one at the lower part of the development zone (28) the photoconductive image surface (10) arranged device (22) for generating a magnetic field and by a device (18) for moving magnetically bound developer material to one of the photoconductive image surface (10) removed Job.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device (22) for generating a magnetic field on Part magnets of existing cylinders is.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the device (18) for moving magnetically bound developer material is a belt guided on the cylinder (22) is that the developer material bound on it by the magnetic field of the cylinder (22) in a cascading conveyed over the photoconductive image area (10) suitable elevated position.

4. Device according to one of claims 1 to 3 »characterized by a movable endless belt (18) on a first roller (22) in the lower part of the development zone

(28) near the photoconductive image surface (10) and on a second roller (20) above the top of the Development zone (28) is guided by a device (26) for guiding the developer material from the belt (18) the area of the second roller (20) into the development zone (28), by a device (20) for producing a through the tape (18) running magnetic field near the area the monitoring device (26) and a drive device

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■ the direction of the movement of the tape such that the conductive _t on the photo · image area (10) is first held for cascading developer material in the magnetic field of the second roller (20) and then moves into the area of Pührungsvorrichtung (26) ".

5. Apparatus according to claim 4 »characterized in that the first roller (22) formed from magnetic disks (34, 35) is"

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the ■ "second roller (20) is formed from magnetic disks.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that that also one on the inside of the endless belt (18)

■ arranged between the first (22) and the second roller (20) magnetic plate (24) is provided which rests against the part of the belt facing away from the development zone (28).

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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