DE2027551A1

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Info

Publication number: DE2027551A1
Application number: DE19702027551
Authority: DE
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1970-06-04
Publication date: 1970-12-10
Also published as: NL166137B; GB1251477A; CS168528B2; NO133049B; SU419061A3; NL7007881A; NO133049C; NL166137C; BE751486A; DE2027551B2; SE359664B; DE2027551C3; ES380378A1; CH509614A; FR2049827A5

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2027551

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr.K. Fincke XMGA Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

XEROX CORPORATION

Rochester, New York 14603/V.St.A.

Entwicklungsvorrichtung für eine ein Ladungsbild tragende

Bildfläche

Die Erfindung besieht sich auf eine Entwicklungsvorrichtung für eine ein Ladungsbild tragende Bildfläche mit einer ein Magnetfeld erzeugenden Einrichtung zum Transport einer magnetisierbaren Entwicklermenge bis zur Berührung mit* der zu entwickelnden Bildfläche.

Bei der Entwicklung mit magnetischen Bürsten wird gewöhnlich eine einzige magnetische Bürste benutzt, die mit geringem Abstand zur ein Ladungsbild tragenden und zu entwickelnden Bildfläche angeordnet ist. Da die Entwioklungsgeschwindigkeit, besonders bei Bildern mit größeren zusammenhängenden Bereichen, bei Benutzung nur einer Bürste begrenzt ist, wurden bereits viele Versuche gemacht, zwei magnetische Bürsten zu verwenden, von denen jede eine individuelle Entwicklerzuführungseinrichtung besitzt. Bei noch größeren Entwicklungsgeschwindigkeiten und zur besseren Entwicklung zusammenhängender Bildbereiohe ist die ?er-

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wendung von zwei Bürsten ungeeignet. Bei der Benutzung von mehr als zwei Bürsten zur Erzielung einer hohen Entwicklungsgeschwindigkeit ist der Platzbedarf zur Unterbringung der Entwicklungsvorrichtungen und der komplizierten Tonerausgabevorrichtungen groß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die auch bei Verwendung magnetischer Bürsten hohe Entwicklergeschwindigkeiten bei gleichzeitiger guter Entwicklungsqu4lität auch größerer zusammenhängender Bildbereiche ermöglicht,, dabei aber keinen größeren Platz innerhalb der Maschine beansprucht als herkömmliche Vorrichtungen.

Biese Aufgabe ist bei einer Entwicklungsvorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch mindestens eine ein Magnetfeld erzeugende und mit Zwischenraum ZViT ersten angeordnete zweite Einrichtung, deren Magnetfelder sich überschneiden^ so daß Entwickler faserartig über den Zwischenraum hinweg und in Kontakt mit den geladenen Bereichen der Bildfläche zu deren Entwicklung förderbar ist _t und durch eine Zuf übungseinrichtung zur ]?örderung des die lasern bildenden Entwicklers, an die ersten und zweitea Einrichtungen,,

Duroli diese Anordnung von zwei oder mehr Entwicklerbürsten ist es laSgliolig alle Bürsten τοπ einer einzigen Entwicklerzuführung Ιιθγ ait Entwickler zn speisen₈ sq daß der Entwickler yqyi dieser vorerst nur an eine Bürste gegeben wird₉ die dann ihrerseits den Entwickler über di@ Zwischenräume awischen de¹» Bürsten hinweg an die weiteren Bürsten weitergibt. &w£ diese Weise werden die aufwandigen Entwickler« zufiüiiWigavorrichtungen für jede einzelne Burst© einge«=· spart j ¥oduj?ola sowohl di© räumlichen Abmessungen

dend verringert als auch die Betriebssicherheit einer solchen Vorrichtung erhöht wird.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer Reproduktionsmaschine mit den verschiedenen Behandlungsstationen,

Pig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer der Entwicklungsvorrichtungen parallel zur Bewegungsrichtung der Bildfläche und

Pig. 3 e'ine Schnittdarstellung der Entwicklungsvorrichtung längs einer Geraden senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bildfläche.

Zum allgemeinen Verständnis der gezeigten Reproduktionsmaschine, bei der die Erfindung benutzt werden kann, sind in Pig. 1 die einzelnen Baugruppen der Maschine schematisch dargestellt. Wie bei allen elektrostatischen Abbildungsverfahren wird auch bei der hier gezeigten elektrofotografischen Maschine ein Lichtbild des zu reproduzierenden Originals auf die sensitivierte Oberfläche einer elektrofotografischen Bildplatte projiziert, um auf dieser ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen. Anschließend wird das Ladungsbild in ein elektrofotografisches Pulverbild entwickelt, das dem Ladungsbild entspricht. Das Pulverbild wird dann elektrostatisch auf ein Trägerblatt übertragen und kann auf diesem schmelzfixiert werden, wodurch" das Pulverbild dauerhaft auf dem Trägerblatt gebunden wird.

Bei der gezeigten Maschine wird ein Original D auf einen lichtdurchlässigen Objektträger gelegt, der fest gegenüber einer am oberen Ende der in Fig. 1 gezeigten Maschine an-

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geordneten Beleuchtungsvorrichtung 10 angeordnet ist. Eine Programmschaltung der Maschine beeinflußt einen Beleuchtungssteuerkreis, der eine aufeinanderfolgende Einschaltung der Lampen 10 bewirkt, wodurch Lichtstrahlen auf das Original fallen und Bildstrahlen erzeugen, die bei Einwirkung von Farbauszugsfiltern der jeweiligen- Farbinformation des Originals entsprechen. Die Bildstrahlen werden durch eine Optik 11 auf die Bildfläche in der Belichtungsstation A projiziert, so daß die fotoempfindliche Fläche . belichtet wird. Die Bildfläche hat die Form eines flexiblen, fotoleitenden Bandes 12, das auf einem Bandlaufwerk 13 gelagert ist.

Das Bandlaufwerk 13 kann am Maschinenrahmen befestigt:werden und das Selenband 12 mit konstanter Geschwindigkeit in der gezeigten Richtung antreiben. Während der Bewegung des Bands werden die Lichtbilder eines Originals ihrem jeweiligen Format auf die Oberfläche des Bands geblitzt. Das verwendete Band weist eine fotoleitende, isolierende Schicht, z. B. aus Selen, auf einer elektrisch leitenden Unterlage auf, das vor der Belichtung mit einer geeigneten Koronaladungseinrichtung 14 sensitiviert wird.

Die Blitzbelichtung der Bandoberfläche mit dem Lichtbild entlädt die fotoleitende Schicht in den von Licht getroffenen Bereichen, wodurch auf dem Band für jede Belichtung ein dem jeweiligen Lichtbild entsprechendes Ladungsbild zurückbleibt. Bei der Weiterbewegung des Bands gelangt das Ladungsbild durch eine Entwicklungsstation^ in der eine Entwicklungsvorrichtung 15 angeordnet ist und sich das Band in flachem Zustand befindet. Die Entwicklungsvorrichtung 15 weist mehrere Entwicklungseinheiten 16, 17, 18 und 19 auf, von denen jede einen einer anderen Farbe zugeordneten Entwickler enthält, um eine individuelle Entwicklung des Ladungsbilds vorzunehmen.

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Die nacheinander entwickelten Ladungsbilder werden auf dem Band in eine Übertragungsstation C bewegt, in der ein Blatt Kopierpapier mit gleicher Geschwindigkeit wie das Band bewegt wird, um das entwickelte Bild zu übertragen. In dieser Station ist ein Blatttansport in Io rm einer Üb ertragungstrommel 20 vorgesehen, die ein Blatt trägt und dieses gegenüber dem Band 12 in die Übertragungsstellung bringt und zwar jeweils eines für jeden Übertragungsvorgang. Von einer Papierfördervorrichtung 21 wird ein Blatt Papier S auf die Trommel 20 transportiert, von der es während der Übertragung gehalten wird. Die Übertragung des entwickelten Bildes von der Bandfläche auf die Blätter wird durch eine elektrische Spannung erreicht, deren Polarität gegenüber der reibungs— elektrischen Ladung der benutzten Entwicklerteilchen entgegengesetzt ist und die an die !Trommel 20 an dem Berührungspunkt-zwischen Blatt und Selenband bei der Bewegung des Blatts durch die Übertragungsstatt on G angelegt wird.

ITach dem Abziehen dea Blatts von der Trommel 20 wird es mit dem Transport 22 in eine Sahmelzfixiervorrüitung 23 bewegt, wo das entwickelte und übertragene Pulverbild dauerhaft auf dem Blatt gebunden wird.

Damit dürfte die prinzipielle Funktionsweise einer elektrostatischen Reproduktionsmaschine ausreichend klar ist, um die erfindungsgemäße Weiterbildung einer solchen Maschine zu verstehen.

Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, weist die Entwicklungseinheit 17 ein Gehäuse 35 auf, das einen rechteckigen Querschnitt und eine sioh über die Breite des Bandes 12 erstreckende länge besitzt ♦ In dem Gehäuse 35 ist ein dünnwandiger Entwickler^ehälter % geeignet befestigt, der an seinen Enden mit Stirnwänden 37 und"38 verschlossen iat, ' Der Behälter 36 enthält Entwickler mit aus einem magnetischen

Material hergestellten Trägerperlen und elektrostatisch in großer Zahl an diesen gebundenen farbigen Tonerteilchen. Im Behälter 36 sind zwei magnetische Bürsten 39 und 40 mit ihren Achsen parallel zueinander und unterhalb des Selenbands 12 drehbar gelagert.

Die magnetische Bürste 40 weist einen äußeren Zylinder 41 aus einem magnetisierbaren Material auf, der sich fast über die gesamte Länge des Behälters 36 erstreckt und drehbar im Gehäuse 3.5 gelagert ist. Ein Ende des Zylinders 41 ist mit einer Kappe 42 verschlossen, die eine mit der Zylinderachse zusammenfallende Antriebswelle 43 trägt und in lagern 44 an der Stirnwand 38 gehalten ist. Das andere Ende des Zylinders ist mit einer Kappe 45 versehen, die eine zentrische Öffnung hat» Innerhalb des Zylinders 41 ist ein länglicher Stabmagnet 46 angeordnet, der sich fast über die gesamte Länge des Zylinders erstreckt und mit einer Stummelwelle 47 • drehbar in der Kappe 42 gehalten isti Eine Antriebswelle 48 ist drehbar in Lagern gelagert, die innerhalb der zentrischen Öffnung der Kappe 45 befestigt sind. Die Welle 48 druchstößt die Stirnseite 37, in der sie auoto. gelagert ist₉ so daß sie von einer äußeren Steuereinrichtung gedreht werden kann_? die

P später näher Tbeschii eben wird«, Während qdn.es Entwioklungsvorgangs "bei® Betrieb der Maschine wird der Bürstenzylinder 41 durch diö Welle 43 gedreht, während der Magnet 46 fest bleibt. .

Die sweite aagnetische Bürste 59 weist, einen Zylinder 50 auf, der gleichen Durohmesser im& gleiche Länge, wie der Zylinder 41 !als® Innerhalb des Burstensylimi er@ $0 beiiB.« &et steh eis Hauptstataagaet 51 _& der gegenüber s®ia®ia drehbaren. Zylimä©?? fest amgeortadt lato Diesige wird" In-roli

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und. Wellen sind ähnlich den Kappen 42 und der Welle 47 am einen Ende und der Kappe 45 und der Welle 48 am anderen Ende des Zylinders 41 ausgebildet. Eine der Wellen muß befestigt werden, um bei der Drehung des Zylinders 50 den Stabmagneten 51 in einer feststehenden Stellung zu halten. Ein zweiter länglicher Stabmagnet 52 ist innerhalb des Zylinders 50 befestigt und an einer mit der unteren Fläche des Stabmagneten 51 befestigten Abstandsstange angebracht. Die Orientierung der Magnetpole der Magnet 46 und 51 ist in Pig. 2 gezeigt und so gewählt, daß die magnetischen Feldlinien sich durch die Wände der entsprechenden Zylinder 41 und 50 hindurch und über die Oberfläche des sich neben den Bürsten und 40 bewegenden Bands 12 erstrecken.

Wie in Fig. 2 gezeigt, befinden sich die Mantelflächen der Zylinder 41 und 50 relativ dicht ,nebeneinander. Während der Entwicklung, wenn sich beide Zylinder gemeinsam drehen und die Magnete 46 und 51 stillstehen, werden sich infolge der magnetisierbaren Trägerperlen im Entwickler der Ein~heit auf dem oberen Teil des Zylinders 50 zwischen diesem und der Unterseite des Band 12 Bürstenfasern oder -borsten aus den Teilchen bilden. Diese Fasern bleiben während des Entwicklungsvorgangs erhalten und entstehen d.urch das magnetische Feld des Magneten 51 kurz vor der kleinsten Entfernung zwischen Zylinder 50 und Band 12. Werden die Fasern aus dem Einflußbereich des Magneten 50 unterhalb der kleinsten Entfernung zwischen Band und Zylinder herausbewegt, so werden sie vom magnetischen Feld des Magneten 46, das an dieser ' Stelle stärker ist als die geschwächte Feldstärke des Magneten 51, aufgenommen und mit der Drehung des Zylinders 41 mitgenommen, bis sie eine Stelle-hinter der Entwicklungszone Z erreichen, an .der die Trägerperlen und Tonerteilchen vom Zylinder herunterfallen und zurück in den Behälter 36 ge- · langen.

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Während der Bewegung der Trägerperlen und des Toners durch die Entwicklerzonebilden die magnet is ollen Fasern und damit der Entwickler einen "magnetischen Teppich", der sich über die gesamte Breite der Entwicklerzone Z erstreckt, in der der Entwicklerstoff zur Entwicklung abgegeben wird oder bereitsteht. Die Entwicklerzone Z ist größer als die Summe der durch die einzelnen magnetischen Bürsten 39 und 40 gegebenen Entwicklerzoneh. Eine oder zwei zusätzliche Bürsten können in. gleicher Anordnung hinzugefügt werden, um so die Abmessungen des "magnetischen Teppichs" und damit die der Entwicklungszone auszudehnen, die immer größer ist als die Summe der Bürstenentwicklungszonen.

In dem Entwicklerbehälter 36 ist unterhalb der Bürste 39 ein Flügelrad 54 vorgesehen, das mehrere radial abstehende Blätter 55 aufweist und deren eines Ende in der Stirnwand 37 drehbar gelagert ist, während das andere Ende in einer Antriebswelle 56 endet, die wiederum drehbar in der Stirnwand 38 gelagert ist und diese durchdringt., Während eines Entwicklungsvorgangs dreht sich das Flügelrad 54 in der in Fig. 2 durch den Pfeil angegebenen Richtung und fördert und wirft Entwickler gegen die untere Fläche der magnetischen Bürste 39. Dieser Entwickler wird durch den Aifhahmemagneten 52 angezogen, der die Bildung der Fasern auf dem Zylinder einleitet. Bei dor Drehung dieses Zylinders gelangen die so gebildeten Fasern unter den Einfluß des Hauptmagneten 51.

Eine Abstreichfläche 57 ist an der oberen Wand des Behälters 36 befestigt und erstreckt sich radial zum Zylinder 41 und hat von dessen Mantelfläche nur eine geringe Entfernung, die der gewünschten Länge der magnetischen Fasern entspricht. Bei Drehung des Zylinders 50, um die Fasern in die Entwicklungszone Z zu bringe, schneidet die Fläche 57 die Sptteen der Fasern ab, um dem Band 12 Fasern rait einer optimalen Länge zur Verfügung zu stellen. Ein gebogenes Leitblech 58 1st innerhalb des Behälters 36 befestigt und erstreckt sicii

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über eine der Breite des Flügelrads 54 entsprechende Strecke, wobei der Mittelpunkt des Krümmungsradius mit dem des Flügelrads zusammenfällt. Das leitblech unterstützt die Schaufelblätter des Flügelrads, damit große Teilmengen Entwickler aus dem unteren Teil des Behälters 36 in die Nähe des Aufnahmemagneten 52 gebracht werden, wo ein Teil des Entwicklers in magnetische Fasern umgewandelt wird.

Ein Paar Schneckenbohrer 60 und 61 sind im unteren Teil des Behälters 36 angeordnet, um' eine kontinuierliche Durchmi- -j schung der Teilchen des Entwicklers sicherzustellen und jeder Zeit eine geeignete Menge Entwickler zur Verfügung zu stellen. Jeder der Schneckenbohrer ist mit seinem einen Ende in der Stirnwand 37 gelagert, während sein anderes Ende in einer Antriebswelle 62 endet, die die Stirnwand 38 durchdringt und in dieser geeignet gelagert ist. Ein hier nicht gezeigter geeigneter Antrieb kann mit der Welle 62 verbunden werden und bei Inbetriebnahme der Maschine eingeschaltet werden.

Die Entwicklungseinheit 17 ist außerdem mit Einrichtungen versehen, die den Entwicklungsvorgang steuern und zwar so, daß sie so schnell wie möglich in und auch außer Betrieb gesetzt werden kann. Da die Entwicklungszone Z relativ breit ist und ν mehr als eine magnetische Bürste gesteuert werden muß, wird die zum ünwirksamwerden de3 magnetischen Teppichs erforderliche Zeit durch eine getrennte Steuerung beider Bürsten verkürzt. Aus diesem Grund ist die erste magnetische Bürste 39 mit einer Sperre 64 versehen, die4u ihrer Drehung auf einer Welle 65 befestigt ist. Die Sperre 64 ist mit einer Kante 66 versehen, die sich radial zum Zylinder 50 erstreckt und bei einer Drehung der Welle 65 die benachbarte Mantelfläche dieses Zylinder berührt. Durch diese Wirkung werden sofort alle fasern auf dem Zylinder 50 abgekratzt, wodurch der Transport von Entwickler unter der Kante 66 hindurch im-· terbunden wird, 00 daß die Entwicklung durch die Bürate 39

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beendet wird mit Ausnahme des bereits vor Betätigung der Sperre auf der Bürste vorhandenen Entwicklers. Diese Steuerung der Welle 65 wird von der zentralen Maschinen- - steuerung bzw. einem Programmgeber veranlaßt.

Die Sperrung der anderen magnetischen Bürste 40 wird durch eine schnelle Drehung des Magneten 46 um etwa 90° aus der gezeigten Stellung erreicht. Wie bereits beschrieben, verfügt der Magnet 46 über eine Welle 48, die sich nach

k außen aus dem Behälter 56 erstreckt. Wie in lig. 2 gezeigt, ist die Welle 48 drehbar mit einem Wipphebel 67 verbunden, der einen Stift 68 aufweist, der sich nach der einen Seite so erstreckt, daß er von einem weiteren Wipphebel 69 beeinflußt wird, der in beide Richtungen bei Einschaltung eines Drehmagneten SOl-I gekippt werden kann. Der Drehmagnet SOL-1 ist an der Stirnwand 37 befestigt und elektrisch mit der Maschinensteuerung verbunden. Bei Einschaltung des Magneten SQIi-1 , wenn also die Entwicklungseinheit I7 abgeschalter werden soll, wird der Wipphebel 69 in die eine Richtung gekippt, woduroh auch der Wipphebel 67 mit einer entsprechenden Drehung der Welle 47 gekippt wird. Diese Betätigung erfordert nur eine sehr kurze Zeit. Die Drehung des Magneten 46 beseitigt seinen magnetischen Einfluß auf die Trägerperlen des Entwicklers, die versuchen den Zwischenraum zwischen den beiden Bürsten 39 und 40 zu überbrücken. Eine geeignete Maschinensteuerung kann die Betätigung der Welle 65 und der Welle 48 gleichzeitig veranlassen, um ein nahezu gleichzeitiges Sperren der beiden Bürsten zu erzielen. In diesem Fall wird nur der unterhalb der Kante 66 .auf der Bürste enthaltene Entwickler für eine weitere Entwicklung benutzt, bevor der meiste Entwickler durch den Zwischenraum zwischen den Zylindern 41 und 50 hindurchfällt. Bei der Bürste 40 wird nur der gerade kurz vorm Sperren von der magnetischen Bürste 39 übertragene Entwickler für eine Weiterentwicklung benutzt. Auf dieae Weise kann die erforderliche Zeit zur Entfernung allsa vorhandenen Entwicklers des magnetischen üJeppiohs

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auf und zwischen den Bürsten 39 "und 40 "bei einer Sperrung auf die Zeit herabgesetzt werden, die zur Sperrung nur einer Bürste benötigt wird. Im Gegensatz zu einem magnetischen Förderband zwischen-zwei Rollen, das in einer ausreichend kurzen Zeit nicht wirksam abgeschaltet werden kann, ist mit dem erfindungsgemäßen "magnetischen Teppich" besonders bei Verwendung vieler einzelner Bürsten der Torteil zu erzielen, daß die Abschaltzeit für den gesamten Teppich gleich der zur Abschaltung nur einer der benutzten Bürsten erforderlichen Zeit ist.

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Claims

Patentansprüche

(ij Entwicklungsvorrichtung für eine ein Ladungsbild tragende Bildfläche mit einer ein Magnetfeld erzeugenden Einrichtung zum Transport einer magnetisierbaren Entwicklermenge bis zur Berührung mit der zu entwickelnden Bildfläche, gekennzeichnet durch mindestens eine ein Magnetfeld erzeugende und mit Zwischenraum zur ersten angeordnete zweite Einrichtung (40), deren Magnetfelder sich überschneiden, so daß Entwickler faserartig über den Zwischenraum hinweg und in Kontakt mit den geladenen Bereichen der Bildfläche (12) zu deren Entwicklung förderbar ist, und durch eine Zuführungseinrichtung (64,65,66,SOL-1,47,48) zur Förderung des die Fasern bildenden Entwicklers an die ersten und zweiten Einrichtungen (39,40).
2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung (64,65,66,SOL-1, 47,48) eine Sperre (64,65,66) aufweist, die sich im eingeschalteten Zustand zur ersten Einrichtung' (39) hin erstreckt und die Bildung von Entwioklerfasern auf dieser verhindert.
3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufülirungseinrichtung (64,65,66, SOL-1,47,48) mit der aweiten Einrichtung (40) zusammenwirkende weitere Einrichtungen (SOL-1,47,48) aufweist, bei deren Einschaltung die Bildung von Entwicklerfasern auf der zweiten Einrichtung (40) verhinderbar ist.
4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (64,65,66) und die weitere Einrichtung (SOL-1,47,48) zusammen einschaltbar sind.

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5. Entwicklungsvorrichtungnach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einrichtung (39,40) drehbare, längliche Zylinder (50,41) aufweisen, die mit einem offenen Zwischenraum zwischen sich, aohsparallel zueinander und tangential mit Abstand zur Bildfläche (12) angeordnet sind.
6. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung (SOL-I, 47,48) einen innerhalb der zvd.ten Einrichtung (40) angeordneten Magneten (46) aufweist, der so orientierbar ist, daß er für die Erzeugung von Entwicklerfasern unwirksam ist.

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