DE1939628B2 - Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern - Google Patents

Description

kungsrolle, die teilweise in den Entwickler eintaucht, Beschickungsrolle zurück in das Gehäuse fällt.

einem in deren Innerem angeordneten Magneten, Aus der US-PS 33 92 432 ist eine ähnliche Entwick-

dessen Kraftfeld auf den Aufzeichnungsträger lungsvorrichtung bekannt, bei der eine innerhalb einer

gerichtet ist, und einer Drehvorrichtung zur io hohlen Beschickungsrolle vorgesehene Magnetanord-

Drehung der Beschickungsrolle durch den Entwick- nung längs eines Teils der Mantelfläche der Beschik-

ler und das Kraftfeld, dadurch gekennzeich- kungsrolle so abgeschirmt ist, daß von ihr kein

net, daß der Magnet (59) mit einer Verstellvorrich- magnetisches Kraftfeld an dieser Stelle von der

tung (88, SOL-I) versehen ist, mit der das auf den Mantelfläche der Beschickungsrolle aus nach außen

Aufzeichnungsträger (10) gerichtete Kraftfeld zu 15 wirkt

beseitigen ist, wenn sich auf diesem kein Ladungsbild Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwicklungsvor-

befindet. richtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden,

?.. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, daß mit ihr kein Entwicklerstoff an die zwischen jeweils

dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsrolle zwei benachbarten Wiederj>abebereiche liegenden

(50) eine erste Vorrichtung (71) zugeordnet ist, die 20 Teile des Aufzeichnungsträgers abgegeben wird,

bei Beseitigung der Bildberührung durch die Bei einer Entwicklungsvorrichtung der genannten Art

Bürstenstruktur (44) die Drehung der Beschickungs- ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

rolle (50) unterbricht. daß der Magnet mit einer Verstellvorrichtung versehen

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, ist, mit der das auf den Aufzeichnungsträger gerichtete dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (71) 25 Kraftfeld zu beseitigen ist, wenn sich auf diesem kein eine elektromagnetische Kupplung ist, die mit der Ladungsbild befindet.

Beschickungsrolle (50) und deren Drehvorrichtung Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung

(56) gekoppelt ist. wird jeweils am Ende eines zu entwickelnden Wiederga-

4. Entwicklungsvorrichtung nach einem der bebereiches auf dem Aufzeichnungsträger mit Hilfe der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 30 Verstellvorrichtung der Magnet innerhalb der Beschik-Beschickungsrolle (50) eine zweite Vorrichtung (92) kungsrolle so verstellt bzw. geschwenkt, daß das von zum Zusammenbrechen der Bürstenstruktur (44) bei ihm ausgeübte magnetische Kraftfeld nicht mehr in der genannten Verstellung des Magneten (59) Richtung auf den Aufzeichnungsträger gerichtet ist, zugeordnet ist. wodurch die auf dem dem Aufzeichnungsträger

5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 4, 35 zugewandten Teil der Mantelfläche der Beschickungsdadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung rolle vorhandene Bürstenstruktur zusammenfällt und (92) ein mit einem Ende am Gehäuse (30) damit kein Entwicklerstoff mehr an den Aufzeichnungsschwenkbar gehaltener Arm (92) ist, der durch ein träger abgegeben werden kann. Damit ist auf einfache bewegliches Gelenk (95) mit der Verstellvorrichtung Weise eine Abgabe des Entwicklerstoffes an die Teile (88,^:5OL-1) des Magneten (59) gekoppelt ist, so daß ·«> des Aufzeichnungsträgers zu unterbinden, die jeweils er in der Entwicklungsstellung des Magneten (59) zwischen zwei benachbarten Wiedergabebereichen des aus dem Bereich der Bürstenstruktur (44) herausbe- Aufzeichnungsträgers liegen. Auf diese Weise ist ein wegt, in der keine Entwicklung bewirkenden unnötiger Verbrauch an Entwicklerstoff zu unterbinden Stellung des Magneten (59) in diesen Bereich und auch die bei der Übertragung eines entwickelten hineinbewegt ist und die Borsten der Bürstenstruk- -»5 Bildes von dem Aufzeichnungsträger auf ein Kopieblatt tür (44) niederdrückt. entstehenden dunklen Ränder zu vermeiden.

Gemäß in den Unteransprüchen angegebener

Weiterbildungen der Erfindung ist der Beschickungsrolle eine erste Vorrichtung, die z. B. als elektromagneti-50 sehe Kupplung ausgebildet sein kann, zugeordnet, die

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetbürsten- auch eine Drehung der Beschickungsrolle unterbindet,

Entwicklungsvorrichtung mit einer dem Aufzeichnungs- wenn von dem Magneten kein Kraftfeld in Richtung auf

träger zugewandten öffnung eines länglichen, einen den Aufzeichnungsträger ausgeübt wird, also keine

magnetischen Entwickler enthaltenden Gehäuses, einer Abgabe von Entwicklerstoff an den Aufzeichnungsträ-

hohlen Beschickungsrolle, die teilweise in den Entwick- 55 ger gewünscht wird. Ferner ist der Beschickungsrolle

ler eintaucht, einem in deren Innerem angeordneten eine zweite Vorrichtung, die z. B. als ein schwenkbarer

Magneten, dessen Kraftfeld auf den Aufzeichnungsträ- Arm ausgebildet ist, zugeordnet, mit der ein mechanU

ger gerichtet ist, und einer Drehvorrichtung zur sches Niederdrücken bzw. Abstreifen der auf dem

Drehung der Beschickungsrolle durch den Entwickler Mantel der Beschickungsrolle vorhandenen Bürsten-

und das Kraftfeld. 60 struktur möglich ist, wenn keine Abgabe von Entwick-

Bei einer solchen aus der US-PS 31 76 652 bekannten lerstoff an den Aufzeichnungsträger gewünscht wird.

Entwicklungsvorrichtung hat der Magnet eine solche Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand

Formgebung, daß nur in Richtung auf den Aufzeich- der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

nungsträger von ihm ein magnetisches Kraftfeld Fig. 1 schematisch die Wirkungsweise der neuen

ausgeübt wird, das bei der Drehung der hohlen ^b5 Entwicklungsvorrichtung bei einem elektrofotografi-

Beschickungsrolle an dem Aufzeichnungsträger vorbei sehen Reproduktionsgerät,

auf dem dem Aufzeichnungsträger benachbarten Teil F i g. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der

ihrer Mantelfläche eine Bürstenstruktur des magneti- Entwicklungsvorrichtung,

Fig.3 eine rechte Seitenansicht der in Fig.2 gezeigten Entwicklungsvorrichtung,

F i g. 4 eine linke Seitenansicht der in F i g. 2 gezeigten Entwicklungsvorrichtung,

F i g. 5 den Schnitt 5-5 aus F i g. 2 mit dem Magneten in Ruhestellung,

F i g. 6 einen Schnitt der Entwicklungsvorrichtung mit dem Magneten in der Entwicklungsstellung und

F i g. 7 den Schnitt 7-7 aus F i g. 5.

In F i g. 1 ist in einem automatischen elektrofotografischen Reproduktionsgerät eine Entwicklungsvorrichtung 14 dargestellt Das Reproduktiongsgerät enthält einen Aufzeichnungsträger in Form einer elektrofotografischen Trommel iO, die auf einer Welle 11 drehbar gelagert ist Die Trommel wird in der dargestellten Pfeilrichtung mit ihrer Oberfläche nacheinander an einer Ladestation A mit einer Entladungsvorrichtung 12, an einer Belichtungsstation 5 mit einem Projektor 13, an einer Entwicklungsstation C mit der Entwicklungsvorrichtung 14, einem Motor 22 und einer Antriebskette 23, an einer Bildübertragungsstation D mit einem Bildempfangsband 15 und einer Übertragungs-Entladungsvorrichtung 16 sowie an einer Trommelreinigungsstation E mit einer Pelzbürste 20 vorbeibewegt. Das Bildempfangsband wird mit zwei Rollen 19 an der Trommeloberfläche gehalten, auf die Aufwickelrolle 17 aufgewikkelt und von einer Vorratsrolle 18 abgezogen. Hinter der Bildübertragungsstation D ist eine Fixiervorrichtung 21 vorgesehen.

Die Entwicklungsvorrichtung 14 hat ein Entwicklungsgehäuse 30, dessen Hauptteil 31 an beiden Enden mit Abschlußplatten 32 und 33 verschlossen ist. Der Hauptteil des Gehäuses hat einen U-förmigen Querschnitt und ist als länglicher Behälter ausgebildet, dessen Bodenteil gegenüber der Horizontalebene geneigt ist. Dieser längliche Gehäuseteil ist mit einer Trennplatte 34 in zwei Bereiche aufgeteilt. Dies sind der Hauptentwicklü.igsbereich 35, der etwas breiter ist als die fotoleitfähige Oberfläche der Trommel, sowie der Vorratsbereich 36.

Das Hauptgehäuse ist am Geräterahmen 8 mit zwei Haltestegen 37 und 38 befestigt. Die Abschlußplatte 33 und die Trennplatte 34 ragen über den Bodenteil des Entwicklungsgehäuses hinaus und sind mit horizontalen Flanschen versehen, mit denen sie an den Haltestegen 37 und 38 befestigt sind. Das Entwicklungsgehäuse ist am Geräterahmen derart befestigt, daß der Hauptentwicklungsbereich innerhalb des Gehäuses sich nahe am unteren Teil der Trommeloberfläche 10 befindet und quer zu diesem verläuft.

Im unteren Teil des Entwicklungsbehälters sind zwei Schneckenförderer 40 und 41 angeordnet. Sie sind beispielsweise in Fiberlagern gelagert, d«e in den Abschlußplatten des Gehäuses 30 befestigt sind. Die Förderschrauben 42 und 43 der Förderer 40 und 41 sind parallel zueinander angeordnet und verlaufen über die gesamte Länge des Bodenteils des Entwicklungsgehäuses. In der Trennplatte sind Öffnungen vorgesehen, die einen Transport des Entwicklerstoffes mit den Förderern zwischen Vorratsbereich und Hauptentwicklungsbereich ermöglichen. Der Ausgabeförderer 40 ist im Gehäuse höher angeordnet und wird derart gedreht, daß die Förderschraube 42 laufend eine Entwicklerstoffströmung vom Vorratsbereich in die Entwicklungszone erzeugt, während der untere Förderer 41 den Entwicklerstoff von der Entwicklungszone zurück in den Vorratsbereich befördert.

Die Achsen der Förderer 41 und 40 ragen über die Abschlußplatte 33 hinaus und sind mit Zahnrädern 78 und 79 versehen, die fest auf ihnen montiert sind (Fig.3). Sie werden mit einem Antriebszahnrad 80 angetrieben, das auf einem im Entwicklungsgehäuse gelagerten Achsstück 81 befestigt ist Die mechanische Wirkung der Schneckenförderer erzeugt eine Vermischung des Entwicklerstoffes und damit eine elektrostatische Aufladung der beiden Komponenten durch Reibung.

Im oberen Teil des Entwicklungsbereichs innerhalb des Entwicklungsgehäuses ist eine Beschickungsrolie 50 vorgesehen, die über die Länge des Entwicklungsbereichs 35 verläuft Sie ist aus einer zylindrischen, nicht magnetischen Hülse 51 gebildet, die mit den Endkappen 52 und 53 in der Trennplatte 34 und der Abschlußplatte 33 gelagert ist

Innerhalb der Hülse 51 ist ein Permanentmagnet 68 aus Alnico 5 oder einem anderen Magnetwerkstoff vorgesehen. Er besteht aus einem länglichen Nordpol 60 und einem gleich langen Südpol 61, die voneinander durch einen Isolierstreifen 62 getrennt sind. Beide Pole sind relativ nahe zueinander innerhalb der Beschikkungsrolle angeordnet, so daß sie ein magnetisches Kraftfeld 45 mit ausgeprägter Richtung erzeugen. Die Länge des Magneten ist etwas größer als die Breite des fotoleitfähigen Bereiches auf der Trommeloberfläche. Der Magnet ist derart angeordnet, daß sein Hauptkraftfeld zumindest auf den gesamten fotoleitfähigen Bereich der Trommel einwirkt. Außer dem dargestellten länglichen Permanentmagneten kann auch jeder andere Magnet verwendet werden, der ein Kraftfeld ausgeprägter Richtung erzeugt.

Der Magnet 59 ist innerhalb der Beschickungsrolle 51 derart angeordnet, daß er unabhängig von dieser

J5 verstellt werden kann. Sein rechtes Ende (F i g. 2) ist auf einem Wellenstück 63 gelagert, das in der Endkappe 53 mit dem Rollenlager 64 geführt ist. Die verlängerte Welle ist im Rollenlager 64 der Endkappe 52 und der Lagerung 66 der Abschlußplatte 32 gelagert. Ein Teil der Welle 65 ragt über das Gehäuse hinaus und ist mit einem Hebelarm 88 versehen, dessen Funktion im folgenden noch beschrieben wird.

Das Wellenstück 81, welches die beiden Schneckenförderer antreibt, dient auch als Hauptantriebsachse für die Entwicklungsvorrichtung. Ein darauf angeordnetes Zahnrad 65 überträgt die über die Antriebskette 23 gelieferte Antriebskraft des Motors 22 auf das Wellenstück. Eine Antriebsrolle 72, die gleichfalls auf dem Wellenstück 81 befestigt ist, wirkt über ein

so Antriebsband 73 auf einen Antrieb 56 der Beschickungsrolle. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, enthält dieser Antrieb eine elektromagnetische Kupplung 71, die mit der Antriebsrolle 70 gekoppelt ist. Die Beschickungsrolie 50 ist mit dem Antrieb 56 durch eine Kupplung 55 verbunden.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird eine kontinuierliche Entwicklerstoffströmung mit dem Ausgabeförderer und dem Rückführungsförderer aus dem Vorratsbereich 36 durch den Entwicklungsbeieich 35 bewegt. Die Drehgeschwindigkeit der Förderer ist mindestens so hoch, daß eine ausreichende mechanische Durchmischung und Aufladung des Entwicklerstoffes durch ReiLung erfolgt. Das Entwicklungsgehäuse enthält so viel Entwicklerstoff, daß die Beschickungsrolle teilweise

e>5 in ihn eintaucht, und zwar so tief, daß die Randbereiche des ausgerichteten magnetischen Kraftfeldes des Magneten 59 auf den Entwicklerstoff innerhalb des Gehäuses einwirken. Die Beschickungsrolle wird durch

den Entwicklerstoff hindurchgedreht und bringt diesen durch magnetische und mechanische Kraftwirkung in das Hauptkraftfeld. Während der Drehung der Beschikkungsrolle durch den Entwicklerstoff bewegen sich die magnetisierbaren Teilchen unter dem Einfluß des Magnetfeldes aufwärts in das Hauptkraftfeld und bilden eine an sich bekannte Magnetbürste. Wie aus F i g. 5 hervorgeht, bewegt der obere Ausgabeförderer jeweils frischen magnetischen Entwicklerstoff quer zur Beschikkungsrolle nahe in den Bereich der Bürstenbildung. Bei Weiterdrehung der Beschickungsrolle wird der Entwicklerstoff innerhalb der Bürste wieder abwärts in den Vorratsbereich bewegt. Auf diese Weise wird laufend eine Magnetbürste mit frischem, durch das System zirkulierenden Entwicklerstoff gebildet.

In Fig.6 ist der verstellbare Magnet in seiner Entwicklungsstellung gezeigt. Die Entwicklung eines elektrofotografischen Ladungsbildes wird auf der Trommeloberfläche 10 dadurch erzielt, daß das Hauptkraftfeld 45 des Magneten auf die Trommeloberfläche gerichtet wird. Die Beschickungsrolle und der in ihr vorgesehene Magnet sind innerhalb des Entwicklungsgehäuses derart angeordnet, daß der fotoleitfähige Bereich der Trommeloberfläche durch das Hauptkraftfeld bewegt wird, wenn der Magnet sich in seiner in Fig.6 gezeigten Entwicklungsstellung befindet. Die Magnetbürste 44 bringt laufend frischen Entwicklerstoff mit der fotoleitfähigen Bildfläche in Berührung und bewirkt eine Entwicklung eines darauf vorhandenen Ladungsbildes. Die Umfangsgeschwindigkeit der Beschickungsrolle und damit die Strömungsgeschwindigkeit des ihr zugeführten Entwicklerstoffes sowie die Umfangsgeschwindigkeit der elektrofotografischen Trommel stehen derart miteinander im Zusammenhang, daß eine gleichmäßige Zuführung von Entwicklerstoff gewährleistet ist.

Zum schnellen Start und zur schnellen Unterbrechung der Entwicklungsvorrichtung wird der Magnet aus seiner Entwicklungsstellung, in der das Hauptkraftfeld auf den Aufzeichnungsträger gerichtet ist, in eine zweite Stellung gebracht, in der das Kraftfeld nicht auf den Aufzeichnungsträger gerichtet ist. Der unabhängig von der Beschickungsrolle frei drehbare Magnet wird mit einem Elektromagneten SOL-i verstellt, der an einer Halteschiene 44 an der Abschlußplatte 32 des Gehäuses befestigt ist. Die Achse 65 des länglichen Magneten endet an einem Hebelarm 88, der mit dem Anker 87 des Elektromagneten SOL-i verbunden ist. Der Hebelarm 88 ist mit einem Schütz 90 versehen, in dem ein Stift 89 des Ankers 87 geführt ist. Der Hebelarm 88 wird durch eine Feder 91 (Fig.4) mit dem Anker 87 unter Vorspannung gehalten.

Mit der vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorrichtung wird wie bei den meisten Zwei-Komponenten-Entwicklern eine aus freiem Toner bestehende Pulverwolke im Bereich der Bildfläche des Aufzeichnungsträgers erzeugt. Dies erfolgt im allgemeinen durch vom Trägerstoff infolge der Wechselwirkung zwischen der bewegten Magnetbürste und der bewegten Trommel abgelösten Toner. Dieser freie Toner kann eine Entwicklung eines Ladungsbildes auf der Bildfläche bewirken. Da die Pulverwolke nicht direkt mit der jeweiligen Bürstenlage übereinstimmt, kann eine Verstellung der Bürste allein noch nicht eine extrem schnelle Unterbrechung des Entwicklungsvorganges, insbesondere bei hoher Betriebsgeschwindigkeit, gewährleisten. Die im Bereich der Bildfläche erzeugten Pulverwolken sollen deshalb unterdrückt werden.

Befindet sich die Entwicklungsvorrichtung im normalen Entwicklungsbetrieb, so ist der Anker des Elektromagneten angehoben und hält den Hebelarm 88 des Magneten in einer horizontalen Lage, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist. Der mit der Achse 65 fest verbundene Magnet erzeugt ein Hauptkraftfeld, das senkrecht auf die Bildfläche gerichtet ist. Die Bildung der Magnetbürste erfolgt in beschriebener Weise, und das Ladungsbild wird entwickelt. Wird der Elektromagnet SOL-i eingeschaltet, so wird der Anker herabgezogen, so daß der Magnet und sein Kraftfeld die in F i g. 5 gezeigte Lage einnehmen. In dieser Lage ist das Kraftfeld nicht auf die Bildfläche gerichtet. Ein das Zusammenfallen der Bürstenstruktur bewirkender Arm 92 ist am Hauptentwicklungsgehäuse mit dem Stift 93 schwenkbar gelagert und wird gleichzeitig betätigt, so daß er sich nahe an die Oberfläche der Beschickungsrolle heranbewegt und die Borsten der Magnetbürste umbiegt Dadurch wird die Ursache für die Bildung einer Pulverwolke im Bereich der Trommeloberfläche unterdrückt. Das Umbiegen der Borsten verhindert ferner eine Streuwirkung und eine damit verbundene eventuelle Berührung und Entwicklung der Trommeloberfläche durch einzelne Borsten. Eine Scheibe 94 ist fest auf der Welle 65 montiert und an der Trennplatte 34 (Fig.2, 5 und 7) angeordnet. Ein Gelenk 95, das durch Stifte mit der Scheibe und dem Arm 92 verbunden ist, bewegt sich mit der Welle 65, wenn diese zwischen den beiden Betriebsstellungen bewegt wird, so daß der Arm 92 auf die Magnetborsten gedrückt wird.

Wie bereits bemerkt, wird der Entwicklerstoff mechanisch und magnetisch aus dem Vorratsbereich des Gehäuses 30 abtransportiert. Die mechanische Wirkung der Beschickungsrolle verursacht im Entwicklerstoff eine Durchmischung und eine Bewegung in Richtung der Trommeloberfläche. Ferner erzeugt sie eine Pulverwolke, die unerwünschte Bilder auf der Trommeloberfläche unabhängig von der jeweiligen Stellung des Magneten entwickeln kann. Der Antrieb 56 für die Beschickungsrolle ist mit einer elektromagnetischen Kupplung 71 versehen, die die Beschickungsrolle mit dem Antrieb verbindet oder von diesem abkuppelt.

Beim Betrieb ist die elektromagnetische Kupplung 71 (F i g. 2) mit dem Betätigungsmechanismus des Elektromagneten SOL-i in Reihe geschaltet, so daß bei dessen Betätigung in die keine Entwicklung bewirkende Lage die Drehung der Beschickungsrolle unterbunden wird.

so Die neue Entwicklungsvorrichtung ermöglicht ein schnelles Stillsetzen und einen schnellen Start des Entwicklungsvorganges bei der Magnetbürstenentwicklung, beispielsweise zwischen den in einem automatisch arbeitenden Reproduktionsgerät zu erzeugenden Kopien, wobei jedoch alle Vorteile des klassischen elektrofotografischen Entwicklungsverfahrens beibehalten werden. Die Entwicklungsvorrichtung erzeugt eine kontinuierliche Strömung richtig gemischten und aufgeladenen Entwicklerstoffs durch die Entwicklungs-

bo zone, so daß immer optimale Entwicklungsbedingungen vorliegen, eine Steuerung der Entwicklungsfunktion jedoch möglich ist. Ohne Unterbrechung dieser Strömung durch das System kann die Magnetbürste und eine mit ihr eventuell erzeugte Pulverwolke schnell in

t>5 Entwicklungsberührung mit einer Bildfläche gebracht bzw. von dieser getrennt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Patentansprüche- sehen Entwicklerstoffes ausbildet. Bei der weiteren ' Drehung der Beschickungsrolle gelangt der nicht an den

1. Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung mit Aufzeichnungsträger abgegebene Entwicklerstoff aus

\ einer dem Aufzeichnungsträger zugewandten Öff- dem Kraftfeld des Magneten heraus, wodurch die

nung eines länglichen, einen magnetischen Entwick- 5 Bürstenstruktur zusammenfällt und der Entwicklerstoff

ler enthaltenden Gehäuses, einer hohlen Beschik- unter Schwerkraftwirkung von der Mantelfläche der