DE1910068A1 - Verfahren zum Bilden eines Entwicklers fuer elektrostatische Bilder und Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

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P A T E N T A N -W AL Ti

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS ■ „ ^ . .

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD -«gg.'-Nr.·. 121- 811

STUTTGART-N, LANGE STRASSE 51

EASTMAN KODAK COMPANY, Rochester, Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren zum Bilden eines Entwicklers für elektrostatische Bilder und Entwicklungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden eines Entwicklers für elektrostatische Bilder, bestehend aus einem Gemisch von Tonerpartikeln und Trägerpartikeln,sowie eine Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer isolierenden Fläche vorhandenen elektrostatischen Bildes mit Toner unter Verwendung dieses Verfahrens.

In der Elektrographie ist es üblich, ein elektrostatisches Bild auf einer isolierenden Fläche zu erzeugen und dieses Ladungsbild durch Aufbringen von Tonerpartikeln zu entwickeln. Das entstehende Tonerbild wird dann verwendet. Bei den meisten kommerziellen Geräten wird der Toner entweder bildmäßig auf eine andere Fläche übertragen und dann fixiert oder auf der isolierenden Fläche selbst fixiert. Bei denjenigen Verfahren, in denen der Toner von der isolierenden Fläche vor dem Fixieren auf eine andere Fläche übertragen wird, wird im allgemeinen die isolierende Fläche wieder verwendet.

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Zur Entwicklung elektrostatischer Bilder sind Entwicklungssysteme geeignet j Vielehe die Reibungselektrizität ausnutzen. Bei solchen Systemen werden pulverisierte Tonerpartikel auf · der Oberfläche von größeren Trägerpartikeln durch elektrostatische Ladungen festgehalten, die durch Reibung erzeugt werden. Die Tonerpartikel und die Trägerpartikel bilden eine Mischung, welche Im folgenden als Entwickler bezeichnet ist. Wenn der Entwickler'in Berührung mit einem elektrostatischen Bild gebracht wird, wirkt auf die Tonerpartikel die An-Ziehungskraft der Ladungen des elektrostatischen Bildes. Diese Kraft ist größer als die Kraft, mit der die Toner- ' partikel an ihren Trägern festgehalten werden. Es werden daher Tonerpartikel von den Trägerpartikeln abgelöst und auf der Bildfläche festgehalten, wodurch das elektrostatische Bild entwickelt wird.

Unter denjenigen Entwicklungssystemen, die die Reibungselektrizität ausnutzen, sind die gebräuchlichsten die Kaskaden-Systeme und die Γ-lagnet burst en-Sy sterne ,Bei den Kaskaden-Systemen wird die Schwerkraft ausgenutzt₉ um Entwickler über das Bild rollen zu lassen«, Da in den Kaskaden-Systemen für die Bewegung des Entwicklers im wesentlichen nur die Schwerkraft zur Verfügung steht_s ■ ist die Entwicklungsgeschwindigkeit notwendigerweise begrenzt. In automatisch arbeitenden Geräten erfordert außerdem ein Kaskaden-System mit Entwicklerrüekführung einen erheblichen Raum. ■ , ■

Bei den MagnetbürstenrSystemen bestehen die Trägerpartikel aus ferromagnetischem Material« Diese ferromagnetisehen Trägerpartikel werden von einer Fläche, beispielsweise der Außenfläche eines unmagnetisehen Zylinders₉ unter -/ Bildung borstenartiger Gebilde magnetisch festgehalten»

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Bei richtiger Anwendung dieser "Bürste"_s eines ,oder mehrerer Magneten und des Entwicklers können die Borsten über die das zu entwickelnde elektrostatische Bild tragende Fläche geführt werden« Die elektrostatische Anziehungskraft, die das Bild auf die Tonerpartikel ausübt, überwindet die durch Reibungselektrizität erzeugte Anziehung zwischen.den Tonerpartikeln und den ferromagnetisehen Trägerpartikeln, wodurch Tonerpartikel auf das Bild gelangen und dieses dadurch entwickeln» Diejenigen Bildbereiche, deren auf die Tonerpartikel ausgeübte Anziehungskraft geringer ist als die Anziehungskraft der Trägerpartikel, werden, beim Bürsten von Tonerpartikeln freigehalten. Der Entwicklungsvorgang wird üblicherweise dadurch unterstützt, daß man eine elektrische Vorspannung an die Trägerpartikel anlegt, wobei die die "Borsten" tragende Fläche in diesem elektrischen Feld liegt« Magnetische Bürsten sind auch schon in der Weise ausgebildet worden, daß.sie entweder eine ausgeprägte Entwicklung des Randes oder eine gleichmäßige.Entwicklung ganzer Bereiche ergeben, je nach dem, wie die Leitfähigkeit der Trägerpartikel eingestellt ist. Magnetische Bürsten können auch so ausgebildet sein, daß sie Toner auf Bereichen mit geringer Ladung ablagern und Bereiche mit gr ös serer Ladung von Toner ,fr-eihalt en. Dies.ist unter der Bezeichnung "umkehrentwicklung" bekannt. .

Die kommerzielle Anwendung der Magnetbürsten-Entwicklung ist sehr vielseitig. Die Anwendung 1st jedoch im wesentlichen auf die Entwicklung elektrostatischer Bilder konzentriert, die auf einer nicht wieder verwendbaren isolierenden Fläche erzeugt werden, beispielsweise auf einem mit Zinkoxyd beschichteten Papier. Das Tonerbild wird hier also

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auf der das elektrostatische Bild tragenden Fläche fixiert und nicht vor dem Fixieren übertragen.

Bei der Anwendung der Magnetbürstenentwicklung in Systemen, bei denen diejenige Fläche, auf die der Toner aufzubringen ist, nach der Bildung des Tonermusters wiederverwendet . werden soll, treten-einige Probleme auf. Beispielsweise "'-führt das wiederholte Reiben der ziemlich rauhen Borsten k der magnetischen Bürste dazu, daß die isolierende Fläche zerkratzt wird und auf ihr eine Tonerablagerung erzeugt ' wird. Diese Probleme sind dann besonders schwerwiegend, wenn die isolierende Fläche photoleitfähig ist, wie das ' bei der Xerographie der Fall ist, weil es schwierig ist _t ein gutes Bild auf einer zerkratzten oder einen Sehleier tragenden photoleitfähigen Schicht zu erzeugen.

Hinzu kommt, daß eine Tonerübertragung eine erhebliche Zunahme der Bildverschlechterung ergibt, wenn dabei auch eine übertragung von TrägerpartikeJn erfolgt., Kleine Trägerpartikel werden nämlich üblicherweise von der isolierenden Fläche während des Aufbringensdes Toners aufgenommen und \ " bewirken bei der übertragung des Toners, daß ein großer Bereich der Übertragungsfläche nicht mit der photoempfindw lichen Fläche in Berührung kommen kann, wodurch eine übertragung von Tonerpulver verhindert wird. Dieses Problem ;■■ ist weitgehehd vermindert, wenn der Entwicklungsprozeß, keine übertragung von Toner umfaßt, wie es der Fall ist:, wenn das Tonerpulver auf der entwickelten Fläche fixiert; wird.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Bildung eines Entwicklers für elektrostatische Bilder zu schaffen, der eine wirksame und schnelle Entwicklung gestattet, trotzdem aber die _das Bild tragende Fläche mechanisch äußerst geringfügig beansprucht* Diese Aufgabe ist, ausgehend von einem Gemisch aus Tonerpartikeln und Trägerpartikeln ,erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gemisch mit einem ersten, eine pro Zeiteinheit zugeführte Menge darstellenden Wert in einen Hohlraum gebracht wird, von dem ein Teil für eine das zu entwickelnde Bild tragende · Fläche zugänglich ist, und mit einem zweiten, eine pro Zeiteinheit entnommene Menge darstellenden.Wert dem Hohlraum entnommen wird, wobei die beiden Werte so gewählt sind, daß zumindest in demjenigen Teil des Hohlraums, welcher der das Bild tragenden Fläche zugänglich ist, eine gewisse Menge des Gemisches angesammelt wird.

Dadurch, daß für die Entwicklung der elektrostatischen Bilder der im Hohlraum angesammelte Gemischvorrat verwendet wird, dessen Partikel durch die ständige Zufuhr und Entnahme gut gemischt und in Bewegung gehalten werden, ist ein gleichmäßiges Aufbringen des Entwicklers auf die das elektrostatische Bild tragende Fläche bei einer äußerst geringen mechanischen Beanspruchung dieser Fläche möglich. Hierdurch wird eine gute Entwicklung und eine wirksame Beschichtung aurch grösserer Bereiche erzielt. Ferner wird ein Zerkratzen der Bildfläche und' eine Schleierbildung auf dieser weitestgehend vermieden, weshalb die Bildfläche wieder verwendbar ist. Außerdem wird verhindert, daß Trägerpartikel in die Bildfläche eingelagert werden, was sowohl hinsichtlich der Bildqualität bei der übertragung des Tonerbildes als auch hinsichtlich eines Verlustes an Trägerpar-

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tikeln vorteilhaft ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Bewegung der Partikel innerhalb des Gemischvorrates eine gute Bildqualität auch mit geringer Tonerkonzentration erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer isolierenden Fläche vorhandenen elektrostatischen Bildes mit Toner unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen an die isolierende Fläche angrenzenden Hohlraum, eine " den Entwickler mit einem ersten, eine pro Zeiteinheit zugeführte Menge darstellenden Wert in diesen Hohlraum bringenden Zuführeinrichtung sowie eine den Entwickler mit einem zweiten, eine pro Zeiteinheit entnommene Menge darstellenden Wert aus dem Hohlraum abführenden Entnahmeeinrichtung gelöst,wobei die beiden Werte so gewählt sind, daß sich die Ansammlung einer gewissen Menge an Entwickler im Hohlraum ergibt.

Vorzugsweise ist zusätzlich eine auf den im Hohlraum angesammelten Entwickler einwirkende Bewegungsvorrichtung'vorgesehen, die den im Hohlraum angesammelten Entwicklervor-) rat ständig sanft stürzt, wodurch die Partikel gut gemischt und durch Reibungselektrizität aufgeladen werden. Es läßt sich deshalb eine wirksame Entwicklung, auch eine Entwicklung gröpserer Bereiche, bei einer bemerkenswert ge-"-.; ringen Tonerkonzentration erreichen.

Die Zuführeinrichtung und die Entnahmeeinrichtung können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von zwei zylindrischen Magnetbürsten und die Anordnung derselben in der Weise, daß Teile

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ihrer Außenfläche zusammen mit- der zu entwickelnden Bildfläche den Hohlraum bilden, Magnetbürsten ermöglichen es in einfacher Weise, die Bedingungen für die Zuführung des Entwicklers und seine Entnahme aus dem Hohlräum einzuhalten, da lediglich ihre Drehzählen entsprechend gewählt zu werden brauchen» Diejenige Bürste, die als Zuführeinrichtung dient und daher im folgenden als Zuführbürste bezeichnet ist, braucht lediglich schneller angetrieben zu werden als die andere Bürste, die im folgenden als Entnähmebürste bezeichnet ist, um die gewünschte Ansammlung von Entviickler im . Hohlraum zu erhalten. VOrzugsweise wird dabei die Zuführbürste, die nur leicht die Bildfläche berührt,so gedreht, daß die Bildfläche sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt·-, in der die Zuführbürste über die Bildfläche streicht. Die Entnahmebürste, die vorzugsweise in derselben Richtung wie die Zuführbürste gedreht wird, nimmt Entwickler von der Zuführbürste auf und bürstet ihn leicht Über die Bildfläche, während sie den Entwickler aus dem Hohlräum abführt. Der im Hohlraum gebildete Stau wird von der Lage und der Drehgeschwindigkeit der beiden Bürsten, der Form der durch sie erzeugten magnetischen Felder und/oder der Bewegungsrichtung bezüglich der Bewegungsrichtung der Bildfläche beeinflußt. Der Stau, der die Form einer von der Entnalimebürste aufgewirbelten Walze besitzt,. kann den ganzen Hohlraum füllen. Da der. Entwickler in demjenigen Bereich, in. dem er mit' der Bildfläche inVBerührung kommt, nicht so stark unter dem Einfluß des Magnetfeldes der Bürsten steht, wie dies bei dem von den Bürsten mit geführt en Entwickler der Fall ist, ist der Entwickler weicher und nicht so borstig öder rauh, wodurch der Abrieb der Bildfläche und eine Schleierbildung erheblich vermindert

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wird. Die Bewegung der Bürsten und der Bildfläche führen zu einem sanften Stürzen des Entwicklervorrats im Hohlraum, wodurch eine gute und gleichmässige Durchmischung der Toner- und Trägerpartikel und eine gute reibungselek-. trIsche Aufladung dieser Partikel gewährleistet ist,..

Eine Abschwächuns: des Einflusses des Magnetfeldes an demjenigen Bereich, in dem die Tonerpartikel auf die Bildfläche gelangen, kann zwar dazu führen, daß mehr Trägerpartikel mit der Bildfläche weggeführt werden. Eine solche Austragung von Trägerpartikeln kann jedoch in einfacher V/eise durch die Anordnung eines starken Magneten in der Zuführbürste verhindert v/erden. Ein solcher Magnet kann in dem Entwicklerstau eine ausreichend große .Anziehungskraft erzeugen.

Ein Verlust an TrägerDartikeln kann auch durch die Zuführbürste selbst vermindert werden, die die isolierende Bildfläche nur leicht oder überhaupt nicht berührt und deshalb nur wenig Tonerpartikel auf die Bildflache aufbrinst, wenn diese genügend nahe an der Bildfläche angeordnet ist, um Trägerpartikel, die sich dort trotz der Wirkung des Magneten angelagert haben, abzufegen. Sofern diese Maßnahmeri nicht ausreichen, um einen Verlust an Trägerpartikeln zu vermeiden, kann eine zusätzliche magnetische Falle vorgesehen werdenj die noch an der Bildfläche haftende Träger-· partikel abzieht. : >

Im folgenden ist die Erfindung an Hand verschiedener auf. der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im ein- ^: zelnen erläutert.

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Es zeigen:

Pig. 1 einen schematischen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtungj

Fig. 2 eine unvollständig dargestellte Draufsicht des Ausführunffsbeispiels gemäß Fig. 1, .

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 eines anderen Ausführungsbeispiels,

Fig. k einen schematisch dargestellten Querschnitt

einer anderen Ausführungsform der Magnetbürste des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3.

Um ein elektrostatisches Ladungsmuster auf einer isolierenden Fläche 2 eines Bandes 1, das eine leitende Rückseite 3 besitzt, mittels Tonerpulver zu entwickeln, wird das Band 1 über eine Antriebsrolle 53 einer Entwicklungsvorrichtung zugeführt. In der Entwicklungsvorrichtung wird die isolierende Fläche 2 an einer ersten magnetischen Bürste k_t die im folgenden als Entnahmebürste bezeichnet ist,und sodann an einer zweiten magnetischen Bürste 5» die im folgenden als Zuführbürste bezeichnet ist, vorbeigeführt. Die beiden Bürsten *J und 5 sind drehbar in einem Behälter 11 gelagert.-'Die Bürsten 1 und 5 können in einer der bekannten Weisen ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel * sind sie mit einem stillstehenden, zylindrischen Kern 10 bzw. 10' aus einem unmagnetischen Stoff versehen, um den herum ein ebenfalls stillstehendes Polblech 25 bzw. 25' gelegt ist, das aus weichem Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Stoff besteht und sich nur über einen Teil des

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Umfanges erstreckt. Auf den Polblechen 25 und 25* 1st .; ;■ je eine Reihe von Permanentmagneten 6 bzw. 6' befest igt ^- die im Ausführungsbeispiel die Form von Stäben besitzen, welche in Längsrichtung des Kernes verlaufen und gummigebundene Bariumferrit e sind. VJie Pig. I zeigt, liegen die Magnete 6 und 6' im Abstand voneinander derart, daß aufeinanderfolgende Pole ungleichnahmig sind. Konzentrisch zum. Kern und im Abstand von der Außenseite weist jede der

Trommeln oder

beiden Bürsten eine drehbar gelagerte/Hülse 7 bzw. 8 auf, ™ die aus einem unmagnetischen Stoff besteht und vorzugsweise eine rauhe Außenfläche besitzt. Jede Bürste ist so ausgebildet, daß dann, wenn die Hülsen 7 und 8 ro-• tieren, Entwicklerpartikel an deren Außenfläche festgehalten und so lange mitgenommen werden, als sie sich im Feld der vMagnete 6-bzw. 6' befinden. Die Magnete 6 und 6* sind, wie Fig. 1 zeigt ,nur auf einem Teil des Umfanges des Kernes vorgesehen, so daß ein Teil des Umfanges jeder Hülse sieh außerhalb des magnetischen Feldes befindet. Diese beiden Teile erstrecken sich etwa von der Stelle geringsten Abstandes zwischen den beiden Bürsten bis zur Unterseite«

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Wie Fig. 1 zeigt, ist die Anordnung der beiden Bürsten 4" und 5 im Behälter 11 so gewählt, daß die Zufuhrbürste 5 über ihre oben liegende Seite hinweg Entwickler zur Entnahmebürste 4 hin fördert. Die Entnahmebürste 5 ist nicht mit einem Abstreifmesser versehen, wie dies bei bekannten Magnetbürsten verwendet wird_a um eine kurze Borstenlänge zu erreichen. Es bildet sich deshalb ein Stau 9 unmittelbar vor der Stelle aus, an der die Entnahmebürste in Berührung mit.der isolierenden Fläche 2 kommt. Dieser walzen-

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artige Stau kann durch verschiedene Maßnahmen verstärkt werden. Die erste Maßnahme besteht darin, die Bürsten so rotieren zu lassen, daß sie sich auf der dem Band 1 zugekehrten Seite, .in der entgegengesetzten Richtung zu der Bewegungsrichtung des Bandes bewegen. Als zweite Maßnahme ist die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführbürste 5 höher gewählt als diejenige der Entnahmebürste 4. Als dritte ■ Maßnahme ist der Abstand der Zu führ bürste 5 von der isolier enden Fläche 2 größer gewähltals der entsprechende Abstand der Entnahmebürste 4. Sowohl die zweite als auch die dritte Maßnahme ist, wenn ihre Wirkung ausreichend. betont 1st, allein ausreichend, um eine Ansammlung von Entwickler und damit einen brauchbaren Stau 9 in dem Hohlraum 15 zu erzeugen, der von den beiden Bürsten und der isolierenden Fläche 2 begrenzt wird, Vorzugsweise werden jedoch alle drei Maßnahmen in Kombination angewendet, um einen Stau von genügender Grosse zu'erzielen,der im . wesentlichen den Hohlraum 15 ausfüllt, ''■

Bei einer ausreichend grossen Ansammlung von Entwickler im Hohlraum 15 wird im wesentlichen die Entwicklung in dem weicheren Stau 9 bewirkt. In den Bereichen 12 und 13, in denen die.steiferen Borsten wirksam sind, folgt nur ein sehr geringer Tonerauftrag., Der Entwickler im Stau, der die Fläche 2 berührt., wird nicht Von den magnetischen Feldern der beiden Bürsten"4 und 5 so fest gehalten, wie der Entwickler, der sich in borstenartigen Gebilden an der Außenselten der Hülse ansammelt. Daher bewirkt der Entwickler im Stau einen viel geringeren Abrieb .der Fläche 2. Außerdem wird der Entwickler im Stau ständig sanft-gestürzt, wodurch die Partikel wirksam gemischt und durch

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Reibungselektrizität gut geladen werden. . . .·. .;- .; -.

Selb st verstand lieh kann der Entwickler nicht in unbeschränktem Maße im Hohlraum angesammelt werden, überschüssiger,. ·_■■:·■ Toner, der In die Bürste gelangt, nach dem ^der/Stau ausri··- gebildet ist,, störmt über die Enden der Zylinder aft und '. , fällt In den Behälter 11 zurück. Damit, kann er wieder verwendet werden. . : . . . . ■ - \ ,V . ·■■-''-'.■■"

Perromag.net Ische Träger part Ikel Im Bereich des Staues 9 ' zeigen die Tendenz, an der isollerenden Fläche 2 anzttr · ;-haften und dann von dieser weggeführt zu werden*-Ein , " solcher Verlust von T.rägerpartikeln kann dadurch-vermindert. vferden, daß man einen starken Magneten 19 in der zweit-en j Bürste 5 anordnet und sein Feld so ausrichtet, daß der ·, ,: gewünschte Zweck erreicht wird. ?Die Stärke dieses ifag-._:;, ■ ^:. neten wird zweckmäßigerweise empirisch auf Grund der -ge-wünsehten Weichheit im Stau und der zulässigen Austragung: von Trägerpartikeln ermittelt. Auch die Zuführbürste 5, die die isolierende Fläche 2 leicht berührt, nach dem'- ;■.·:; sie den Stau passiert hat, ist In der ■ Lage;, einen Teil· . /> / derjenigen Trägerpart ikel .auf zunehmen, die von ,dem an "°<ΐίΊ der Fläche 2 haftenden Toner festgehalten werden. ;//::, .:■:-

Ferner ist im Ausführungstoeisip.iel^ine ,Falle oderMReinigungsvorrichtung 30 vorgesehen, welche deinen,einzigen;st 111^ χ \L-stehenden, starken Magneten 31: aufweist ._f,;der-na3ie/ der ,Bahn ■ der isolierenden Fläche 2 angeordnet und_Av^_iie,^ner;rdren^ . ^; baren Hülse 32- aus ,einem .;unmagnet4schen ;St_:offirumgeben,rist.; Die Hülse 32 läuft also durch den Spalt^zwlsphenedenic^Iag^^ ■ rteten 31 und der Oberfläche 2 und ist dadurch in der Lage,

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die von der Fläche 2 abgezogenen ferromagnetisehen Partikel abzutransportieren* H)Ie Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung für die Hülsen 7 und 8 ist in verschiedener Weise möglich. Im Ausführungsbeispiel ist, wie Fig. 2 zeigt, ein Ritzel 29 vorgesehen, daß mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor gekuppelt ist und mit zwei Zahnrädern 27 und 28 in Eingriff steht, die drehfest mittels e'iner Welle 24 bzw. 26 mit den Hülsen 7 bzw. 8 verbunden sind» Die Zähnezahl der Zahnrades 27 ist grosser als diejenige des Zahnrades 28. Die Hülse 8 wird deshalb vom Ritzel 29 schneller angetrieben als die Hülse 7. Dasselbe Ergebnis, nämlich eine grössere Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 7» würde man erhalten, wenn man die beiden Zahnräder 27 und 28 gleich groß, jedoch den Durchmesser der Hülse 8 grosser als denjenigen der Hülse 7 wählen würde. Man könnte auch tile Grosse und die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Hülsen gleich groß machen. In diesem Falle müsste aber die Stärke der Magneten und damit die Grosse.der Borsten der Zuführbürste grosser sein als bei der Entnahmebürste.

Die Einrichtung zum Nachfüllen von Toner kann ebenfalls in verschiedener Weise ausgebildet sein. Wie Fig. 1 zeigt, weist im Ausführungsbeispiel ein Verteiler 50 einen Trichter 51 auf, der Toner gleichmäß auf ein Flügelrad 52 fallen läßt, welches rotiert und den Toner in den Behälter 11 fördert. Frischer Toner wird allmählich zur Unterseite der Zuführbürste 5 hin mittels weiterer Flügelräder 21 und 22 gefördert, wo er von der Bürste 5 aufgenommen wird. Im Ausführüngsbeispiel besitzen die Hülsen 7.und 8 einen Durchmesser von 76 mm. An derjenigen Stelle, an der sich die Außenseite der beiden Hülsen am weitesten nähert, be-

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trägt der Abstand etwa 6,5 mm. Die Stärke der Magneten 6 reicht aus,um mit Eisenpartikeln, entsprechend einer I-Iaschengröße von 80 bis 120 Maschen pro 25,4 mm Borsten zu erzeugen, die etwa 6 mm lang sind.Die Längsachsen der Hülsen 7 und 8 sind bezüglich der isolierenden Fläche 2 um etv/a 1,6 ram versetzt. An der Stelle geringsten Abstandes zwischen der . Außenfläche der Hülse und der isolierenden Fläche 2 beträgtbei der Hülse 7 die Breite des Spaltes etwa 3,2 nim, bei der Hülse 8 etwa 4,8 mm. Bei einer Transport ge schwin- ~:-^J' digkeit der Fläche 2 in der Grosse von etwa 50 cm/Sek'* läuft die Hülse 8 mit einer Drehzahl von 65 Umdrehungen -* pro Minute und die Hülse 7 mit einer Drehzahl von ¹IO Um-^{? ;;}" drehunp-en pro Minute. Man erhält bei diesen Geschwindig- * keit en eine ausgezeichnete Bildqualität, wenn man die V Vorspannung so einstellt, wie dies bei den bekannten Magnetbürsten üblich ist. Bei einer Veränderung der Tonerkonzeritration zwischen 3 und 6 Gewicht spor zent en ist mit blosem' Auge kein nennenswerter Unterschied in. der Qualität der" Kopie zu erkennen. Dieses bemerkenswerte und äußerst vorteilhafte Ergebnis dürfte "auf der ausgezeichneten Mischung und der reibungselektrischen Ladung beruhen, die der "Ent- ' wickler durch das Stürzen im Hohlraum 15 erfährt. Obwohl die angegebenen Drehzahlen für die beiden Hülsen im Aus- ; ' führungsbeispiel optimale Werte zu sein scheinen, können-'· nur geringe Unterschiede in der Bildqualität festgestellt werden, wenn die Hülsen 7 und 8 mit anderen Geschwindig- ^r keiten rotieren, beispielsxireise mit 30 bzw. ^O Umdrehungen pro Minute..Efie Einzelwerte, die bei "einer bestimmten Vorrichtung, einem bestimmten Entwickler und einer bestimmten * Bildart die besten Ergebnisse liefern, werden zweckmäßiger-^ weise empirisch unter Verwendung dieser Vorrichtung, des-^ '

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selben Entwicklers und derselben Bildart ermittelt.

Die Fig» 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausfufcrungsformen^ die je mit einer einzigen Magnetbürste 63 bzw. 63^f arbeiten. Die .Magnetbürsten 63 und 63' sind im. wesentlichen in derselben Welse wie die Magnetburst en 5 und £ des Ausfuhrungsbeispiels gemäß den Flg* 1 und 2 ausgebildet. Ein Zuf ührtetll 6B bzw« τ68^ί! ist jedoch mit stärkeren Magneten als ein Entnahmeteil. ?O bzw,, 70' verseinem. Die starken Zuführmagnete .61 des Jiusführungsbelsplels gemäß Fig. 3 sind an einejn Polbleen &f befestigt,, das auf, der Mantel-" fläche, eines Kernes 6.6 anliegt» Seiiwächere EntJia:hinemagnete 62 sind an einem zweiten Eolblech BM befestigt» das ebenfalls am Sern SS anliegt;« Die Magnete 6l im-. Zuführteil 'halten, da /sie stärker sind^ mehr Entwickler an der Außenseite einer drehbaren., den Kern und die Magnete" aufnehmenden Hülse £5 iest als die schwächeren-Magnete 62 im Entnahmeteil 70· Dadurch entstellt ein Stau in einem Hohlraum 69. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hohlraum 69 durch einen Abschnitt der Hülse 65 im Bereich des Entnahmeteils 70 und die isolierende Fläche 2 gebildet. Der Hohlraum 69 ist sowohl auf der einen Seite als auch an seinen beiden Enden-offen.

Eine Falls 30'mit einem Magneten 31' und einer "diesen aufnehmenden^ drehbaren Hülse 32'- die*nt dem selben Zwecke wie die Fialle: 30\ünd ist wie diese hinter der Magnetbürste angeordn-etv..--;-" ,; ■ ."" ^; ■ -

Bei der Ausführungsform femäß Fig. M bestehen die-Magneten im, Zuf ührteil .der Bürste nicht- aus " einzelnen Stäben, sondern sie. sind =als Huf elserimagnete ausgebildet, die am ^; Kern 66· befestigt, sind.. ~ .. - - · · . . .

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Auch bei den beiden Äusführurtgsformen gemäß den ^ρ*ε· 3 und 4 wird nicht nur ein weicherer Entwickler gebildet,: der eine phatoleitende ader aueheine isolierende Fläche mehr schönt» Die Breite, weiche Oberfläche der zu .ent·-τ wickelnden Fläche zugekehrten Entwickleransammlung; führt auch zu ausgezeichneten Bildern* Der Stau bewirkt ferner_: ein kontinuierliches,: sanftes Mischen der Toner- und Trägerpartikel, durch das die richtige Polarität der ladung Toners in der Entwicklurtgszane aufrechterhalten wird.; Dieses: kontinuierliche Mischen gestattet in Verbindung- u&r Mirfcsarn?keit des Entwicklers eine erhebliche

Variation der T©nerkönzentratianj ohne daß die Qualität , der Entwicklung: wesent lieh verändert wird.: Sofern die Bürsfeen gleichzeitig als Entwicklungselektroden dienen, erhalt uran eine sehr glelehmäßige Schwärizunc: auch in gr©sse;ren, ununterbrochenen Blldbereichen. ■

: Selbstverständlich sind TIbWandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele möcrlich. Beispielsweise können anstelle von Magnetburst en auch andere Vorrichtungen für den Transport des Toners Ik den Hohlraum und aus diesem heraus verwendet werden. Auch das sanfte Stürzen des Entwicklers im Rohlraum könnte mit anderen Einrichtungen bewirkt werden, ) Beispielswelse könnten Bürsten mit Pasern,; Walzen mit . ■

Leisten und dergleichen verwendet werden.

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Claims (1)

1. Pate η t a η *s ρ r ü c h e

   (Ώ Verfahren zum Bilden eines Entwicklers für elektrostatische Bilder, bestehend aus einem Gemisch von Tonerpartikeln und Trägerpartikeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch mit einem ersten, eine pro . Zeiteinheit zugeführte Menge darstellenden Wert in einen Hohlraum gebracht wird, von dem ein Teil für eine das zu entwickelnde Bild tragende Fläche zugänglich ist, und mit einem zweiten,, eine pro Zeiteinheit entnommene Menge darstellenden Wert dem Hohlraum entnommen wird, wobei die beiden Werte so gewählt sind, daß zumindest in demjenigen Teil des Hohlraums, welcher der das Bild tragenden Fläche zugänglich ist, eine gewisse Menge des Gemisches angesammelt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entnahme des Entwicklers die angesammelte Menge sanft gestürzt und dadurch gut gemischt gehalten wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angesammelte Menge des Gemisches derart umgewälzt''wird, daß die Partikel dabei eine isolierende, das zu entwickelnde elektrostatische Bild tragende Fläche eines Trägers berühren und "daß dieser Träger relativ zu der angesammelten Menge quer zu deren Längsrichtung bewegt wird.

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   ¹I. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ständig Gemisch zugeführt und entnommen ,wird.

   5. Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer isolierenden Fläche vorhandenen elektrostatischen Bildes mit Toner unter Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis Ί, gekennzeichnet durch einen, an die isolierende Fläche (2) angrenzenden Hohlraum (15,69), eine den Entwickler mit einer ersten, eine pro Zeiteinheit zugeführte Menge darstellenden Wert in diesen Hohlraum bringenden Zuführeinrichtung (5;68,68') sowie einen den Entxvickler mit einem zweiten, eine pro Zeiteinheit entnommene Menge darstellenden Wert aus dem Hohlraum abführende Entnahmeeinrichtung (h; 70,70·), wobei die beiden Werte so gewählt sind, daß sich die Ansammlung einer gewissen Menge des Entwicklers im Hohlraum ergibt,

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine auf den im Hohlraum (15,69) angesammelten Entwickler einwirkende Bewegungsvorrichtung (4;70,70*).

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (5) und die Entnahmeein- / richtung (¹O zumindest einen Teil der Hohlraumbegrenzung und zumindest einen Teil der Bewegungsva?· _; richtung bilden. .

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert grosser gexnählt ist als der zweite.

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   TSlOQGS

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8;, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrlchtung eine Einrichtung^ zum Stürzen des im Hohlraum (15>ο9Π· angesammelte» Enfewieklers aufweist» .

   10. Vorrichtung; nach einem der Ansprüche 5 bis 9> dadurch gekennzeichnet,, daß die Entnahmeeinrichtung: C^*»70*70' ) eine Einrichtung zürn. S%Wi*zem des EnftMieklers» der sich in <äeni an der IflfeWieIOurrgsstelle: bjeif indleßden Bohlrauni (15,,β9·ί angesammelt hat* im &3m&w MäM&$ die die Bewegungs^bahrt der d®s eleläfer©st.a)ft;Is;€he Bild Fliehe C2l "

   11. Vorrichtung· rraeh efneja dtei? Änisprifohe: % bis iö⁵, gekennzeichniefc durch ©te© Traraspc^t^foir^icih&uwg: (53) ^r die isolierende PMehe

   12. Vorrichtung nach einem der Anifrltehe 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet^ daß Teile der Zufuhr einrichtung £5j und der Entnahmeein^riehtung H) für den aus Äner Mischung von Toner pulver und Träger pulver bestehenden Entwickler zusammen mit einem Teil der isolierenden

   (9)

   Fläche €2) den die Bildung; eines Staus/zulassenden Hohlraums (15j69) bilden, und daß die Zuführeinriehtung· und die Entnahmeeinrichtung mit der isolierenden Fläche zusammenwirkende Teile (S,7) aufweisen» die den im Hohlraum angesammelten Entwickler in der Bahn stürzen, die auf einem Teil Ihrer Länge die isolierende Fliehe (2) berührt.

   13. Vorrichtung nach einem der Ansorüehe 5 bis 12,dadurch ge-kennzelehnetV daß die Zuführeinrichtung xxnä die- Entnahmeeinrichtung durch eine einzige Magnetbürste (63» 63*) gebildet sind, die einem Zuführteil (St₁ISS¹) und

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   einen Entnahmeteil (70,70·) aufweist, wobei die magnetische Feldstärke im Zuführt eil grosser ist als im Entnähmet eil»,

   Ik, Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetbürste (66,66') einen unmagnetischen, drehbar gelagerten Zylinder (65,65· ) besitzt, dessen aussere Mantelfläche, die teilweise den Hohlraum (69) begrenzt, sowohl das Magnetfeld des Zuführteils als _ ■ auch das Magnetfeld des Entnahmeteils durchläuft und '

   ™ sich im Bereich der isolierenden Fläche (2) in einer

   derenBewegungsrichtung entgegengesetzten Richtung bewegt . Λ t; '""-....":

   15· Vorrichtung nach Anspruch 13 oder I¹J, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuführteil (68,68') und im Entnahme- " teil (70,70·) je eine Reihe von Permanentmagneten (61,71 bzw. 62,62') vorgesehen sind, wobei die Magneten des Zuführteils (61,71) stärker sind als diejenigen des Entnahmeteils.

   16. Vorrichtung nach einem der Ansprüciie 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daßidle Zuführeinrichtung und die Entnahmeeinrichtung Je eine Magnetbürste (5,.^) aufweisen. : .

   IT, Vorrichtung nach^ Anspruch: 1:6, ge kenn zeichnet durch

   eine Anordnung der 51 ag net burst en (H, 5) in einer ihr : Zusammenwirken mit der sich bewegenden isolierenden

   Fläche (2j in einer ein sanftes Stürzen des im Hohlraum^

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   (1.5) angesammelten Entwicklers ergebenden Weise.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis. 17, gekennzeichnet durch einen Vorratsraum/für den magnetisch leitende Trägerpartikel enthaltenden Entwickler, aus dem Entwickler mit der Zuführeinrichtung (5; 68, 68* > in den Stauraum (15,69) überführbar und in den mittels der Entnahmeeinrichtung C¹I;70,7Q¹.') Entwickler aus dem Stauraum überführbar ist.

   19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Magnetbürsten-(4,5) mit der sich bewegenden isolierenden Fläche (2) zusammenwirkt und den im Stauraum (15) angesammelten Entwickler stürzt.

   20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19₉ da-* durch gekennzeichnet, daß die den Entwickler zuführende Magnetbürste (5) eine Drehzahl aufweist, die eine höhere Transportgeschwindigkeit für den Entwickler ergibt als die Drehzahl der den Entwickler entnehmenden Magnetbürste

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekonnzeichnet, daß die den Entwickler entnehmende Magnetbürste (4;66₈66·) zur BSdung des Entwicklerstaus eine der Bewegungsrichtung der isolierenden Fläche (2) entgegengesetzte Transportrichtung aufweist.

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   22o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einem Teil der den Entwickler zuführenden "Magnetbürste (5) und der isolierenden Fläche (2) so gering ist, daß diese Bürste ferromagnetische Trägerpartikel, die auf der isolierenden Fläche (2) durch die den Entwickler entnehmende Bürste (¹O und dem im St au- ^ raum (15) angesammelten Entwickler abgelagert worden sind, entfernt. ·

   23» Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die den Entwickler zuführende Magnet bürste (5) einen starken Magneten (19) enthält, dessen Feld sich in den im Stauraum (15) angesammelten Entwickler erstreckt.

   2Ί· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 23_s gekennzeichnet durch einen Hilfsmagneten (31,31·), der auf die Magnetburst en (4,5566466') folgend an der Bahn der isolierenden Fläche (2) zum Entfernen ^ von ferromagnetischen Trägerpartikeln, die von den Magnetbursten und dem Entwicklerstau (9) auf die isolierende Fläche (2) aufgebracht worden sindy angeordnet ist.

   25» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die~ den Entwickler zuführende Magnetbürste (5) den Entv/ickleryzunächst vom Vorratsraum an die isolierende Oberfläche (2) und sodann in den Stauraum (15) und die andere Magnetbürste (¹O " den Entwickler vom Stauraum (15) zunächst mit der isolierenden Fläche (2) in Berührung bringt und dann

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   in den Vorratsrauin überführt.

   26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß jede ilägnet bürste (4,5) mindest ens einen Magneten (6,6·) und je einen drehbaren, unmagnetischen Zylinder (7,8) auf vie ist, von dem ein Teil im Feld des Magneten liegt, v/obei die"Anordnung des Magneten (6,6^f) so getroffen ist, daß der Entwickler auf der Außenfläche des Zylinders der den Entwiclcler zuführenden Magnetbürste (5) festgehalten wird» bis: er von der den Ent- ' wickler entnehmenden Miagnefcbüirste (Ό; angezogen und auf deren Zylinder (7) festgehalten: wird, der ihn in Berührung *nit der isolierenden Oberfläche (2) und den überschüssigen Entwickler wleder in den Vorratsraum. zurückbringt.

   27· Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Außenfläche des Zylinders (8) der den Entwickler zuführenden Magnetbürste (5) und der isolierenden Fläche (2) grosser ist als der entsprechende Spalt des Zylinders (7) der anderen Magnetbürste (4).

   28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die üinfangsgeschwindigkeit des Zylinders (8) der den Entwickler zuführenden Magnetbürste (5) grosser 1st als die Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders (7) der anderen Magnetbürste (4).

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   29· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet_s daß in jedem der unmag- ' netischen Zylinder (7,8), dieunter Bildung des^: Stauraumes (15) in einem Vorratsbehälter (11) angeordnet sind, im Abstand von.der Innenfläche mehrere stillstehende Magnete (6,6·) vorgesehen sind, welche in zylindrischer Anordnung im Abstand ^ voneinander stehen, und daß die Zylinder auf der der

   / isolierenden Fläche (2) benachbarten Seite eine der

   Bewegungsrichtung' der isolierenden Fläche,(2) ent- ·· gegengesetzte Bewegungsrichtung aufweisen.

   30. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche "5 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetbürste (5;66;66') eine magnetische Falle (30;30') zugeordnet ist, welche die magnetisch anziehbaren_s auf der. isolierenden Fläche (2) abgelagerten Partikel ■ von dieser entfernt.

   31· Vorrichtung nach Anspruch 30» dadurch gekennzeichnet, } daß die magnetische Falle einen Magneten (31*31') und"-

   eine die Partikel unter der Wirkung des Magnetfeldes von der isolierenden Fläche entfernende Aufnahmevorrichtung (32,32·) aufweist.

   32. Vorrichtung nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung als drehbare, unmagnetische Trommel (32,32') und der Magnet als ein in der Trommel angeordneter Permanentmagnet (31,31*) ausgebildet 1st.

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