DE1900803A1

DE1900803A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes

Info

Publication number: DE1900803A1
Application number: DE19691900803
Authority: DE
Inventors: Chawda Prabhulal Premji
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-01-11
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1969-08-07
Also published as: FR1604314A; GB1252494A; JPS4835011B1; NL6900329A; CH498431A; US3550556A; BE726571A; SE351059B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer "beweglichen Bildfläche.

Beim elektrofotografischen Verfahren, v/ie es in der US-Patentschrift 2 297 691 erstmals "beschrieben ist, wird eine aus einer leitfähigen Unterlage mit darauf aufgebrachter fotoleitfähiger Isolierstoffschicht bestehende Bildplatte gleichmäßig aufgeladen und dann mit einem Lichtbild eines zu reproduzierenden Originalbildes belichtet. Die fotoleitfähige Schicht wird durch die Belichtung leitfähig, so daß die elektrostatische Ladung selektiv abgeleitet wird und ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Die Entwicklung des latenten Bildes wird im allgemeinen durch elektrostatische Anziehung eines pigmentierten Kunstharzes erreicht. Die jeweils vorhandene Bildladung bestimmt die abgelagerte Menge Kunstharz. Die Ladungsmenge kann als proportional der Bilddichte bezeichnet werden, weshalb Bildflächenteile geringer Ladungskonzentration eine geringe Tonerdichte erhalten, während Bildflächenteile größerer Ladungskonzentration entsprechend dichter getönt werden. Eine permanente Aufzeichnung des Originalbildes ergibt sich durch Übertra-

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gung des entwickelten Bildes auf einen Bildträger und Fixierung.

Es wurden viele pigmentierte Kunstharze zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder entwickelt, die im allgemeinen als "Toner" bezeichnet v/erden. Der Toner wird den Bildflächen unter Verwendung eine3 grüberkörnigen Trägerstoffea zugeführt, der auf der Teilchenoberfläche eine bestimmte Menge Toner trägt. Die beiden Komponenten Toner und Trägerntoff sind derart ausgewählt, daß sie bei Reibungsberührung diirch reibungselektrische Anziehung aufeinander wirken. Dieser Zweikomponentenstoff wird in der elektrofotografischen Technik als Entwicklerstoff bezeichnet und coil auch in der folgenden Beschreibung al3 Zoeikoupoiientenentwickler verstanden werden.

Obwohl viele arbeitsfähige elektrofotografische Entwicklungsvorrichtungen bekannt sind, arbeiten die meisten in kowmerzieller Hinsicht unpraktisch, da sie entweder zu langsam, su unwirksam oder zu kompliziert sind, um für die Verwendung in automatischen elektrofotografischen ICopiermaschinen geeignet zu sein. Die Kaskadierungsentwicklung, die in den US-Patentschriften 2 573 681 und 2 990 2?ö beschrieben ist, wurde wegen ihrer vielen Vorteile eines der am. meisten verwendeten Entwicklungsverfahren für latente elektrostatische Bilder. Bei diesem Verfahren wird ein-Zweikomponentenentwickler beispielsweise mit Förderbechern an eine Stelle oberhalb einer mit einem Bild versehenen elektrofotografischen Bildplatte gebracht und dann über die Plattenoberfläche geschüttet oder kaskadiert. Durch die kombinierte mechanische und elektrostatische Kraftwirkung v/ird der Toner von den Trägerteilchen abgetrennt und von den Bildflächenteilen auf der fotoleitfähigen Platte angezogen. Die Kaskadierungsvorrichtung benötigt jedoch viel Raum. Das Erfordernis umfangreicher Fürdervorrichtungen o.a. trägt wesentlich zur Größe einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine bei. Unerwünschte Pulverwolken entstehen durch die relativ starke Kaskadierungswirkung,

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wodurch wiederum unerwünschte Tonerablagerungen in den BiIdhintergrundflachen erzeugt werden. Ferner verursacht das Aufprallen des Entwicklerstoffes auf der Plattenoberfläche Abnutzungen, wodurch sich relativ viele Plattenfehler ergeben. Eine große Zahl von Entwicklerfehlern kann auf das Brechen von Trägerteilchen bei der Kaskadierung zurückgeführt werden.

Um einige der bisher aufgetretenen Nachteile insbesondere der Kaolcadierungsentwicklung zu vermeiden, wurde bereits ein Verfahren zur elektrofotografischen Entwicklung vorgeschlagen, bei dem eine sich bewegende fotoleitfähige Platte mit einer Entwicklerstofimenge in Berührung gebracht wird, die sich in einem Gehäuse o.a. befindet. Grundsätzlich wird dabei eine aufwärts gerichtete Entwicklerstoffströmung an der Grenzfläche zwischen Bildplatte und Entwicklerstoff durch die auftretende Reibung erzeugt. Diese reicht aus, um den Entwicklerstoff ungefähr mit der Geschwindigkeit der Bildplatte in Berührung mit dieser mitzunehmen» Man nimmt an, daß der Entwicklungsvorgang während des Zeitraumes der Strömungsberührung auf Grund von Vorgängen stattfindet, wie sie in den oben genannten Patentschriften beschrieben sind. Bei Ablösung von der Bildplatte kehrt der Entwicklerstoff seine Richtung zur Rückseite des Entwicklungsgehäuses um, wo er vor seinem erneuten Eintritt in die Entwicklungszone aufgefrischt wird. Dieses Strömungskontaktverfahren ist in der französischen Patentschrift 1 511 809 beschrieben.

Viele geometrische Ausführungsformen sind in dieser Patentschrift beschrieben, jedoch arbeiten sie alle nach demselben Grundprinzip. Obwohl damit einige der oben genannten Nachteile bisheriger Technik vermieden werden, treten beim Strömungskontaktverfahren gleichfalls bestimmte Nachteile auf. Dieses Verfahren hat eine langsame 'Arbeitsgeschwindigkeit, so. daß ein relativ geringer Volumenanteil des Entwicklerstoffes während jedes Entwioklungszyklus durch das System bewegt wird. Diese geringe Strömungsgeschwindigkeit führt wiederum

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zu einer langsamen Bntwi ckl erstoffmis ohung und Erzeugung reibungselektrischer Kräfte und damit scheint dieses Verfahren nicht zur Verwendung in schnell arbeitenden automatischen Maschinen geeignet. Ferner ist eine relativ lange Ansprechzeit nach Einschaltung erforderlich, um eine derartige Entwicklungs vorrichtung in ihren optimalen Betriebszustand zu bringen.

Ein weiteres Problem des Strömungskontaktverfahrens sind die an der fotoleitfähigen Bildplatte anhaftenden Trägerteilchen. Zwischen der fotoleitfähigen Bildfläche und dem Trägerstoff tritt dabei eine reibungselektrische Wechselwirkung ähnlich wie zwischen Toner und Trägerstoff auf. Der Trägerstoff zeigt bei Ablösung de3 Toners eine Ladung gegenüber der Bildplatte mit einer Polarität und Stärke, die seine elektrostatische Anziehung auf die Plattenoberfläche in den nicht zum Bild gehörenden Flächenteilen bewirkt. Die erzeugte Bindung ist zwar schwach, reicht jedoch zur Aussonderung des Trägerstoffes aus dem über die sich bewegende Plattenoberfläche relativ langsam strömenden Entwickler aus. Der an der Plattenoberfläche haftende Trägerstoff wird auf diese Weise zu den nachfolgenden Verfahrensstationen mitgenommen, wo er Beeinträchtigungen verursachen kann.

Ferner wurde festgestellt, daß auf dem Trägerstoff in einem Strömungskontaktverfahren eine Raumladung erzeugt wird. Ein vorwiegender Anteil der Trägerteilchen ist gegenüber der Neutralisationswirkung des geerdeten Entwicklungsgehäuses elektrostatisch isoliert, und zwar durch andere umgebende Trägerteilchen. Obwohl elektrisch isoliert, baut der Trägerstoff an seiner Oberfläche elektrostatisch eine überschüssige Ladung auf, die auf einen unendlich üeinen Bereich oder Raum rings um ein. Trägerteilchen begrenzt ist. Diese "Raumladung" polarisiert den Bereich rings um die jeweiligen Trägerteilchen und hat eine ungünstige Wirkung auf das reibungselektrische Gleichgewicht des Systems.

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrofotografische Ent-

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wicklung, insbesondere die Strömungskontaktentwicklung derart au verbessern, daß die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden werden, also eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erzeugt und Ramaladungsansammlungen unterbunden werden. Ferner soll die Entwicklerverteilung und -mischung innerhalb der ütrünungskontaktentwicklung verbessert werden. Bei einem derartigen Verfahren soll das Anhaften dea Trägerstoffes an den Bildflächen vermieden und eine gleichmäßige Entwicklun,;sc{uulität auch bei der Anwendung in automatischen Maschinen sichergestellt werden. Schließlich sollen die Bildplattenabnutzung und die Verfehl ο chterung der Trägerteilchen verhindert werden.

Gelost wird diese Aufgabe für ein Verfahren zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer beweglichen Bildfläche erfindungsgemäß dadurch, daß die Bildfläche in einer aufwärts gerichteten Bewegung mit einem Entwicklerstoff derart in Berührung gebracht wird, daß sich dieser mit der Bildfläche weiter bewegt und im Bereich dieser gemeinsamen Bewegung eine aktive Entwicklungszone gebildet wird, und daß ein Vorrat an Entwicklerstoff zur Aufrechterhaltung der in der Eiitwicklungszone gebildeten Strömung laufend der Entwicklungszone zugeführt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich gemäß der Erfindung aus durch eine an der aufwärts bewegten Bildfläche angeordnete Platte, die quer zur Bewegungsrichtung mindestens über die gesamte Bildflächenbreite verläuft und mit der Bildfläche einen Zwischenraum bildet, dem eine Vorrichtung zur laufenden Zuführung einer derartigen Entwicklerstoffmenge zugeordnet ist, daß eine Berührung zwischen Entwicklerstoff und Bildfläche sowie eine aufwärts gerichtete Entwicklerstoffströmung aufrechterhalten wird.

.Ein besseres Verständnis der Erfindung sowie ihrer weiteren uerkmale und Vorteile ergibt sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Figuren. Es zeigen:

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Pig. 1 eine perspektivische Darstellung einer aii einer

elektrofotografischen Trommel angeordneten erfiiidungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung, die zur Verv/endung in automatisch arbeitenden maschinen geeignet ist und zur Darstellung ihrer inneren i-Lonstruktion toilweioe gebrochen dargestellt ist,

Pig. 2 die schematische Darstellung einer vorzugsv/aisen

Ausführungsform einer Vorrichtung zur erfindungsromäßen Entwicklung, die für eine automatische eloktrofotografische Kopiermaschine _;;eei;-:net ist,

Pi£. 3 den Schnitt 3-3 aus Pi::. 2 und

Pig. 4 die Darstellung eines grundsätzlichen otrömungo-P kontaktverfahren gemäß bisheriger Technik.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden eine kurze Erläuterung der Strönungskontalztentv/icklung gegeben. Bei der in Pig. 4 gezeigten Anordnung ist eine Bildtrommel 10 derart drehbar gelagert, daß sie sich in der dargestellten Pfeilrichtung durch ein gebogenes Biitwicklungsgehäuse 13 bewegt. Dieses Gehäuse enthält soviel Entwicklerstoif l'-j, daß die Irommeloberflache dauernd mit ihm in Berührung ist. Die zwischen der Trommeloberfläche und deia iSiitv.-ickl erst off erzeugten Reibungskräfte verursachen die Uitbewegung einer dünnen Entv/i ckl or schicht an der Tr onrael oberfläche in Aufwärtsrichtung mit ungefährer Trorü-elumfangsgeschv/indigkeit. Die Aufwärtsbewegung des Entwicklerstoifes erzeugt einen entwicklerfreien Raum im unteren Teil des Gehäuses, der wieder gefüllt wird, wenn an der Rückseite des Gehäuses der Entwickler wieder mehr oder weniger als eine Einheit abwärts bewegt wird. Auf diese V/eise wird im Gehäuse eine Entwicklerströmung erzeugt.

Der durch die aufwärts gerichtete Entwicklerströmung durchlaufene Y/eg des Entwicklers in Berührung nit der Trommeloberflache bildet die aktive Entwicklungszone. Theoretisch v/ird richtig geladener und getönter Entwicklerstoff am Anfang der Entwicklungs ζ one aus dem Entwi ckl erst offVorrat an der

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Rückseite der Bntwicklungsvorrichtung geliefert. Der Entwickler at off entwickelt ein latentes Bild auf der Tromneloberflache, wenn er in Berührung mit dieser durch die aktive Entwicklungszone bewegt wird. Gleichzeitig wird d,er Toner elektrostatisch von dem Trägerstoff getrennt und von den stärker geladenen Bildflächenteilen angezogen. Wegen der relativ schwachen Strömungswirkung innerhalb des Gehäuses wird wenig oder kein Toner mechanisch von den Trägerteilchen getrennt. Der Entwicklerstoff bewegt sich weiter in Berührung mit der Troiruaeloberflache, bis die ihn an der Trommel haltenden Reibungskräfte beispielsweise durch die Bewegung der 'Jroiiimel aus dem Bereich der Entwicklerstrb'mung überwunden werden. Der relativ verbrauchte Entwicklerstoff kehrt seine Richtung zur Rückseite der Vorrichtung um, wo er bei seiner Abwärtsbewegung zu der durch die aufwärts gerichtete Strömung gebildeten entwicklerfreien Stelle wieder aufgefrischt wird.

Die Strömungsgeschwindigkeit ist bei einer derartigen Vorrichtung weniger durch die Grenzschicht zwischen Trommel und Entwicklerstoff, sondern vielmehr durch die zur Rückführung des Entwicklerstoffes über den rückwärtigen Teil der Vorrichtung erforderliche Zeit begrenzt. Da es sich um eine geschlossene Strömung handelt, muß die Strömungsgeschwindigkeit durch die aktive Entwicklungszone gleich der Volumengeschwindigkeit an der Rückseite der Vorrichtung sein. Durch Versuche wurde gefunden, daß eine Strömungsgeschwindigkeit mit einem um den Paktor 8 bis 10 größeren Wert als bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung mit den an der Grenzschicht zwischen Trommel und Entwickler wirkenden Kräften vereinbar ist. Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß die Strömungsgeschwindigkeit bei einem Stromungskontaktverfahren durch die Strömungsgeschwindigkeit an der Rückseite einer Entwicklungsvorrichtung und damit durch deren geometrische Form bestimmt ist. Im Idealfalle sollte daher die Rückseite der Entwicklungsvorrichtung möglichst steil verlaufen, um die schnellstmögliche Entwicklerstoffströmung zu erhalten.

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Bei einem Strömungskontaktverfahren wird jedoch der Verlauf des Rückführungsweges für den Entwicklerstoff durch dessen Böschungswinkel für den ruhenden Stoff eingeschränkt. Hierbei handelt es sich um den maximalen Y/inkel Hit der Horizontalen, "bei dem eine Menge loser Stoffteilchen, also z.B. Entwicklerstoffteilchen, ihre natürliche Lage "beibehält und kein Gleiten der Teilchen verursacht. Wie aus Pig. 4 hervorgeht, bewirkt dieser Böschungswinkel des Entwicklerstoffes in den gebogenen Gehäuse 12 eine Freihaltung der Tromiueloberfläche von Entwicklest off innerhalb eines beachtlichen Bereiches, durch den sich die Trommel gleichfalls fe hindurchdreht. Bei den meisten kommerziell erhältlichen Entwicklerstoffen kann eine Trommelbertihrung mit dem Eritwiekler stoff nicht erfolgen, bevor die Trommel ungefähr einen Winkel" von 45° gegenüber der Vertikalen durchlaufen hat. Der Böschungswinkel des Entwicklerstoffes schränkt daher den Rückführungsverlauf stark ein und begrenzt damit die für die Strömungskontaktvorrichtungen mögliche Strömungsgeschwindigkeit .

Trotz der relativ geringen volumetrischen Strömungsgeschwindigkeit ist die Strömungskontaktentwicklung ein sehr wirksames Entwicklungsverfahren. Der hohe Wirkungsgrad zeigt sich daran, daß gute elektrofotografische Kopien mit einer Vorrichtung ' zu erzeugen sind, die nach dem Strüiiiungskontaktverfahren mit einer volumetrischen Entwicklerströmungsgeschwindigkeit arbeitet, die um den Paktor 200 bis 400 kleiner ist als die in

vergleichbaren Kaskadierungsvorrichtungen angewendeten V/erte. Der extrem hohe Wirkungsgrad zeigt sich ferner durch den Zustand der Trägerteilchen, wenn sie die aktive Entwicklung3zone verlassen. Sie haben nämlich bei der Entwicklung einen überwiegenden Teil ihres Toners abgegeben.

Die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung ist in den Pig. I, 2 und 5 dargestellt. Sie ist für jede Art automatischer elektrofotografischer Reproduktionsmaschinen geeignet, im Ausführung3-

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ueispiel jedoch in Verwendung bei einer elektrofotografischen Bildtrommel dargestellt, v/ie aus Pig. 2 hervorgeht, ist die Trommel 10 auf der Achse 11 in dem nicht dargestellten Rahmen einer automatischen elektrofotografischen Reproduktionsmaschine gelagert. Die wichtigsten elektrofotografischen Verfahrensstellen sind am Tronmelumfang derart angeordnet, daß sie bei Troi.ii:ieldrehung in geeigneter Reihenfolge auf die Trommeloberfläche einwirken können. Die verschiedenen elektrofotografischen VerfahrensStationen v/erden im folgenden kurz beschrieben:

An der Ladestelle A wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die fotßleitfähige Tromi,ieloberflache aufgebracht. An der Belichtungsstelle B wird ein Licht- oder Strahlungsbild des zu reproduzierenden Bildes auf die elektrofotografische Trommel projiziert, um deren Ladung in den belichteten Flächenteilen abzuleisten und ein latentes elektrostatisches Abbild des zu reproduzierenden Bildes zu erzeugen. An der Entwicklungsstelle C wird ein elektrofotografischer Eiitwicklerstoff, der Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung entgegengesetzt derjenigen des latenten Bildes enthält, mit der sich bewegenden Trommeloberfläche in Berührung gebracht, wodurch die Tonerteilchen an dem elektrostatischen latenten Bild anhaften und dieses entwickeln. An der Bildübertragungsstelle D wird das entwickelte elektrostatische Bild von der Tromiueloberfläche auf einen Bildträger übertragen und

an der Trommelreinigungs- und Entladungsstelle E wird die Tromiueloberfläche zur Entfernung restlicher Tonerteilchen nach der Bildübertragung abgebürstet und mit einer relativ starken Lichtquelle ausgeleuchtet, um eine praktisch vollständige Ableitung jeglicher elektrostatischer Restladungen zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung befindet sich in einem Gehäuse 20, in dessen oberem Teil eine Öffnung vorgesehen ist, durch die hindurch die elektrofotografische Trom-

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mel 10 gedreht wird. Ein unterer Gehäuseteil ist mit einer gebogenen Platte 21 versehen, die nahe der Troiameloberf lache angeordnet ist und über deren län^e verläuft. wie aaa i'i_fi·. hervorgeht, v/ird mit der Platte 21 und der Troinmeloberfläche ein Zwischenraum 22 gebildet. Dieser Ist die aktive -iiitv/icklungszone, deren Funktion iia folgenden noch erläutert v/ird.

Der restliche untere Teil des Entv/ißklun^sgehiluses ist in Poria zweier länglicher Hinnen ausgebildet, die über die Iiixnge der Trommel ob er fläche verlaufen. Au Anfang der aktiven Entwicklungsaone iat dies die Hiime 23 für den iaitv/icklerstoffvorrat, wälirend am oberen Side der Entwicklung zone die Rinne 24 die EntwicklerstoxfuiiLkehr ermöglicht, jis .;ei bemerkt, daß diese beiden Hinnen i_it der aktiven Sntwicklungszone über die gesamte Länge der i'ronnoloberx'lü.che über die Öffnungen 29 und 30 in Verbindung stellen.

An beiden Enden sind die Entwieklimgssone und die beiuen Hinnen durch die Abschlußplatten 31 und 32 verschlossen. Diese sind mit Abdichtungen 47 versehen, die einen Austrit ο üos Entv/icklerstoffes aus dei^ Entv/ieklungsgehäuse soy/ie ein Eintreten von Schmutz oder Staub verhindern, der die Trommel-Oberfläche beeinträchtigen könnte. Zum wirksamen Abschluß der Entv/icklungszone können natürlich auch andere Abdichtungen wie z.B. Radi al dichtung en verwendet werden.

An einem Ende der Trommel ist das Enti?/ieklungsgehäuse verlängert und bildet eine geneigte IMkekrschutte 40. Diese ist mit der Platte 42 verschlossen. Wie aus Pig. I hervorgeht, ist die andere Seite der geneigten Schütte mit der Abschlußplatte 31 des Entv/icklungsgeiaäiases verschlossen, so daß dadurch ein Vorratsbehälter gebildet wird, der eine Menge Entwickler st off enthält. Die Abseblußplatte 31 ist mit zwei kreisrunden Öffnungen 43 w&ü 44- versehen, durch die die beiden Hinnen 23 und 24 zwe Zuführung bzv/. zur Rückführung mit der geneigten Schütte 40 in Verbindung stehen.

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:;ur Entwieklerstoffzuführung dient ein sich verjüngender Schneckenförderer 25, der in den Lagerungen 33 drehbar gelagert ist. Diese sind wiederum in den Platten 32 und 42 befestigt. Der Förderer ist derart angeordnet, daß er büi Drehung iir. dargestellten Sinne den Entwickl erst off vom unteren jünde der geneigten Schütte durch die Öffnung 43 hindurch in die aur Entwicklerstox'f zuführung dienende Rinne befördert. Die Achse des Schneckenförderers 25 ist aus dem Entwicklungsgehäuse 20 herausgeführt und trägt ein Antriebszahnrad 48, welches mit einer Antriebsvorrichtung wie z.B. dem Motor 50 (Fig. 2) gedreht wird. Der Zuführungsförderer ist entsprechend seiner Drehzahl derart verjüngt, daß der Entwicklerstoff aus der geneigten Schütte 40 gleichmäßig über die gesamte Länge der Rinne verteilt wird. Eine am anderen Ende der Rinne angeordnete Vorrichtung 37 verhindert eine Ansamulung von Entwicklerstoff an der Abschlußplatte 32.

In ähnlicher Weise ist der Rückführungsförderer 26 drehbar in den Lagerungen 33 angeordnet, die in den Platten 32 und 42 befestigt sind. Seine Achse ist aus dem Entwicklungsgehäuse herausgeführt und mit einem Antriebszahnrad 49 versehen. Dieses wird durch eine Antriebsvorrichtung wie z.B. den Motor 51 (!""ig. 2) gedreht, so daß bei der in Fig. 2 gezeigten Drehrichtung der Entwicklerstoff in die Rückführungsschütte transportiert wird.

Beim Betrieb der Entwicklungsvorrichtung wird zunächst eine derartige Menge Entwicklerstoff eingegeben, daß der kontinuierliche Betrieb sichergestellt ist. Dann werden die Trommel und die Schneckenförderer auf Betriebsgeschwindigkeit gebracht. Der abgeschrägte Zuführungsförderer wird in der angezeigten ■dichtung gedreht, so daß er laufend Entwicklerstoffmischung in die Rinne 23 zur Zuführung in die Entwicklungszone befördert. VTi e bereits erläutert, wird der Entwicklerstoff gleichmäßig auf diese Rinne verteilt, zumal die Förderbewegung mit dem Schneckenförderer auch eine Mischwirkung■-auf den Entwick-? lerstoff ausübt. Da die Wandung 46 (Fig. 2) der Rinne 23

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gegenüber dem Anfangspunkt der aktiven Entv/icklungszone vertikal verläuft, kann der Entwicklerstoff bia zu einer Höhe "bewegt worden, von der er in die Öffnung 29 bei Überschreiten seines Böschungswinkels für den Ruhezustand eintritt. Die Gleitwirkung des Entwicklerstoffes am Eintrittspunkt in die aktive Entwicklungsζone erzeugt in diesem Bereich einen horizontal wirkenden Druck. Dadurch entsteht eine schnelle, kontinuierliche und fehlerfreie Entwicklerströiaung von der Rinne 23 in die Entwicklungs ζ one hinein. Der so zugeführte Entwicklerstoff füllt den Eintrittsbereich 29 und ermöglicht eine Berührung der Trommel 10, so daß diese ihn mitnehmen kann. Der Entwicklerstoff strömt auf diese V/eise durch die Y/irkung der Trommeloberfläche durch die aktive Entwicklungszone und gelangt dann durch die Öffnung 30 in die Rückführungsrinne 24. Der Rückführungsförderer 26 dreht sich in der angezeigten Richtung und bewegt die Entwicklerstoffmischung durch die Öffnung 44 in der Abschlußplatte 31 in die geneigte Schütte 40. Dann fällt der Entwidderstoff in deren unteren Teil, wo er wiederum durch den Zuführungsförderer 25 entnommen, werden kann.

Von Zeit zu Zeit kann zusätzlicher Entwieklerstoff durch die obere Öffnung der geneigten Schütte der Entwicklungsvorrichtung zugeführt werden, um den im Kreislauf befindlichen Entwicklerstoff aufzufrischen. Zu diesem Zweck dient eine der vielen bekannten automatischen Eingabevorrichtungen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet einen geschlossenen Entwicklerkreislauf unter Ausnutzung der sehr wirksamen Strömungskontaktentwicklung, wobei die Rückführungsströmung steuerbar ist. Dies bedeutet, daß die Entwieklerströmung nicht durch die Ge oma trie der Entwicklungsvorrichtung eingeschränkt ist.^ Tatsächlich kann die Strömung auf jedem gewünschten Wert gehalten werden, indem der Zuführungsförderer entsprechend eingestellt wird.

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In der vorzugsweisen Ausfuhrungsform sind der Zuführungsförderer und der Rückführungsförderer derart ausgewählt, daß 3ie "beide pro Umdrehung ungefähr dieselbe Entwicklerstoffmenge in linearer Richtung fordern. Jedoch kann der Rückführungsförderer etwas schneller als der Zuführungsförderer gedreht werden. Daher erfordert die Vorrichtung keine Kompensation geringer Änderungen der Strömungageschwindigkeit in der aktiven Entwicklungszone. Diese treten mit Feuchtigkeitsänderungen oder mit unterschiedlichen Entwicklerstoffen auf. Der Zuführungsförderer ist gegenüber derartigen Änderungen unempfindlich und fördert immer dieselbe Entwicklerstoff menge zum Anfangspunkt der iüntwicklungszone. Durch Drehung de3 Rückführungsförderers mit etwas höherer Geschwindigkeit können Anstiege der Strömungsgeschwindigkeit die Leistung der Entwicklungsvorrichtung nicht wesentlich beeinträchtigen. In der Praxis zeigte sich, daß zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse ein Verhältnis von 1,4 s 1 zwischen Zuführungsund Rückführungsdrehzahl ausreicht.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung nicht auf die dargestellte Anordnung der Schneckenförderer und der Zuführungs- und Rückführungsrinnen beschränkt ist. Da bei der Entwicklung eine Aufwärtsbewegung stattfindet, muß die Rückführungsrinne höher liegen als die Zuführungsrinne. Es ist zu ersehen, daß ein großer Bereich hinsichtlich der möglichen Länge und Lage der aktiven Entwicklungssone durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geboten ist, 30 daß diese für die verschiedensten Reprodukti onsmasehinen geeignet ist. Beispielsweise kann die aktive Entwioklungszone verlängert oder verkürzt werden, um die Entwicklung in Maschinen, die mit verschiedener Betriebsgeschwindigkeit arbeiten oder Trommeln verschiedener Größe verwenden, optimal zu gestalten. Ferner dürfte es dem Fachmann klar sein, daß die Verwendung zweier Schneckenförderer bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht allein auf eine Entwicklung zylindrischer Trommeloberflächen beschränkt ist, sondern auch bei den verschiedensten BiId-

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flächen in Porm endloser Bänder oder beweglicher flacher Bildplatten möglich ist.

Die Anordnung zweier Schneckenförderer in der vorstehend beschriebenen Art isoliert die aktive Entwicklungnone gegenüber dem Rückführung3teil der Entwicklungsvorrichtung, wodurch diese vielseitiger anwendbar int als die Btrömungskontaktvorrichtungen bisher bekannter Bauart. Die gebogene Platte 21 bildet den Boden der aktiven Entwicklungszone und ist nahe der bewegten fotoleitfähigen Oberfläche dor L'rouiuel angeordnet. Wenn an sie eine Gleichspannung angeschaltet wird, wirkt sie in derselben Weise wie eine bekannte Sntwicklungs- Ψ elektrode, wie aus Pig. 2 hervorgeht, ist die gebogene Platte gegenüber dem Entwicldungsgehäuse 20 isoliert und an eine Gleichspannung gelegt, die die Entwicklung der Hintergrundflächen unterdrückt und femer die Flächentönung bei der Entwicklung verbessert. Weitere Einzelheiten hinsichtlich Entwicklungselektroden finden sich in den Uü-Patentschriften 2 575 881 und 2 725 304.

Innerhalb des gesamten Betriebsbereiches der erfindun^yemäßen Vorrichtung findet eine ausreichende Bewegung und damit Vermischung und Erzeugung von Reibungselektrizität des Entwicklerstoffes statt. Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung der aktiven Entwicklungszone richtig gemischten und geladenen Entwicklerstoff zuführt, unabhängig von der jeweils herrschenden Strömungsgeschwindigkeit. Die Vorrichtung hängt in ihrer Liischwirkung nicht von den Verhältnissen an der Grenzschicht zwischen Tromi.iel und Entwicklerstoff ab, sondern von der durch die dauernd sich drehenden Schneckenförderer erzeugten Rührwirkung.

Beide Schneckenförderer erfüllen außer der Bewegung und Vermischung des Bntwicklerstoffes noch eine zv/eite Punktion. Der Zuführungsförderer 25» der vor der Eingabe in die Entwicklungszone mit einem extrem hohen Anteil Entwicklerstoff in Berührung kommt, führt Erdpotential, um jegliche im Bereich

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des Trägeratoffes gebildete Raumladung abzuleiten. Der.RUckführungsförderer dient zur Unterdrückung der Anhaftung von Trägerteilchen an der Bildfläche. Er iat gegenüber dem 13nt-Y/icldungsgehäuse elektrisch isoliert und an eine Gleichspannung geschaltet. Er ist nahe der Trommeloberfläohe angeordnet und mit einer Polarität und Spannung vorgespannt, die zur Anziehung der reibungselektrisch an der Trommeloberfläche anhaftenden Tragerteilchen ausreicht. Beim Betrieb soll der RiickfUhruniiaförderer vorzugsweise im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, so daß die Trägerteilchen in seinen Einfluß geraten und elektrostatisch von der Trommeloberfläche abgetrennt werden. Sie werden in den unteren Bereich der Rinne 24 getrieben, wodurch ihr Austritt aus der Entwicklungevorrichtung durch die Öffnung zwischen Gehäuse und Trommeloberflüche verhindert wird.

Die Erfindung wurde an Hand einer beispielsweisen Entwicklungsvorrichtung beschrieben, ist jedoch auf diese nicht beschränkt. Alle im Rahmen der folgenden Ansprüche möglichen weiteren Ausfülirungsformen v/erden gleichfalls durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt.

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Claims

Paten tnansprüche

1. Verfahren zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer beweglichen Bildfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildfläche (10) in einer aufwärts gerichteten Bewegung mit einem Entwicklerstoff derart in Berührung gebracht wird, daß sich dieser mit der Bildfläche (10) weiter bewegt und im Bereich dieser geraeinsamen Bewegung eine aktive Entwicklungszone (22) gebildet wird, und daß ein Vorrat an Entwicklerstoff zur Aufrechterhaltung der in der Entwicklungszone (22) gebildeten Strömung laufend der Entwicklungzone (22) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Entwicklungszone (22) verlassende und nicht verbrauchte Entwicklerstoff aufgefrischt und der Entwicklungszone (22) erneut zugeführt wird,

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklerstoff vor seiner Rückführung in die Entwicklungszone (22) zur Beseitigung von Raumladungen geerdet wird.

4. Vorrichtung zur Ihirchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine an der aufwärts bewegten Bildfläche (10) angeordnete Platte (21), die quer zur Bewegungsrichtung mindestens über die gesamte Bildflächenbreite verläuft und mit der Bildfläche (10) einen Zwischenraum (22) bildet, dem eine Vorrichtung (25) zur laufenden Zuführung einer derartigen Entwicklerstoffmenge zugeordnet ist, daß eine Berührung zwischen Entwicklerstoff und Bildfläche (10) sowie eine aufwärts gerichtete Entwiekler3toffströmung aufrechterhalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Bildfläche (10) angeordnete Platte (21) in ihrer Form dem Verlauf der Bildfläche (10) angepaßt ist.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (25) zur laufenden Zuführung des Entwicklerstoffes ein am unteren Eintrittspunkt der Entwicklungszone (22) angeordneter drehbarer Schneckenförderer (25) ist, der der Entwicklungazone (22) eine über ihren gesamten Bereich gleichmäßige Bntwickleratoffiaenge zuführt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenförderer (25) Erdpotential führt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführungsvorrichtung (26) zur Rückführung des Entwicklerstoffes aus der Entv/icklungszone (22) zur Zuführungsvorrichtung (25) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Auffrischung des rückgeführten Entwicklerstoffes vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Bildfläche (10) angeordnete Platte (21) mit einer Spannungsquelle verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungszone (22) zwischen der Bildfläche (10) und der Platte (21) an ihren Enden nach außen hin durch Abschlußplatten (31, 32) verschlossen ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungsvorrichtung (26) ein Schneckenförderer ist, der am oberen Ende der Entwicklungszone (22) angeordnet ist und den Entwicklerstoff laufend aus der Entwicklungszone (22) abführt, und daß ein den Rückführungsförderer (26) und den Zuführungsförderer (25) verbindender Raum (4-0) vorgesehen ist.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Auffiäachung de3 Eiitwickleratoff es deia die Schneckenförderer (25, 26) verbindenden Raum (40) zugeordnet

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Riicki'ülirungaförderer (26) mit höherer Drehzahl als der Zuführungsförderer (k5) gedreht wird.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Drehzahlen ca. 1,4 s 1 betrügt.

P 16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die üohneckenforderer (25, <-6) verbindende Kaum (40) eine geneigte Schütte aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hückführung3förderer (26) mi c einer Spannungsquelle verbunden ist.

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