DE2042880A1 - Fließbett Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

PIi e ßb e tt -Entwi cklungs vor r i chtung

Die Erfindung betrifft eine Fließbett-Entwioklungsvorrichtung für auf einem Aufzeichnungsträger selektiv verteilte elektrostatische Ladungen, insbesondere für latente elektrostatische Bilder, mit einem in Bewegung "befindlichen pulverförmigen Entwicklerstoff.

Bei der Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder wird ein Entwieklerstoff verwendet, der im allgemeinen aus einer Mischung eines pigmentierten oder gefärbten Kunstharzpulvers (auch als Toner bezeichnet) und eines Trägermaterials besteht, das mit dem Toner reibungselektrische Ladungen erzeugt und ihn trägt. Der Entwicklerstoff wird in flächige Berührung mit dem elektrostatischen latenten Bild gebracht, und das Tonerpulver wird, wie beispielsweise in der US-Patentschrift 2 940 934 beschrieben, vom Trägermaterial entfernt und auf dem latenten Bild in einer der Verteilung der elektrischen Ladungen entsprechenden Verteilung gebunden. Danach kann das so entwickelte Tonerbild auf einen anderen Bildträger übertragen werden, auf

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dem es dauerhaft fixiert werden kann. Abhängig von dem jeweils angewendeten Abbildungsverfahren kann es jedoch auch gleich auf seinem Aufzeichnungsträger fixiert werden. In gewissen Fällen wird auch ein Entwioklerstoff verwendet, der ein magnetisierbares Trägermaterial enthält, das in der reibungselektrischen Reihe einen Abstand gegenüber dem Tonermaterial hat, so daß eine reibungselektrische Bindung zwischen beiden Stoffen erzeugt wird.

Ein bekanntes Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder ist die Vibrations- oder Fließbettentwicklung. Bei einem solchen Verfahren wird eine Menge eines Zweikomponentenentwicklers unter dem latenten elektrostatischen Bild in eine so schnelle Vibration versetzt, daß der Entwickler in Form eines Fließbetts suspendiert wird. Wird ein elektrostatisches latentes Bild durch die Entwicklungszone geführt, so kommt es mit dem vibrierenden oder sich konstant bewegenden Entwickler in Berührung und wird entwickelt« Derartige Verfahren sind beispielsweise in den US-Pa,-tentschriften 3 008 826, 3 380 437 und 3 393 663 beschrieben. Sie ermöglichen eine sehr gute Entwicklung der elektrostatischen latenten Bilder duroh eine sehr geringe Masse für die Fließbettvorrichtung und arbeiten mit Entwicklungselektroden innerhalb des Fließbetts, die die Bildqualität wesentlich verbessern.

Bei der Fließbettentwicklung treten jedoch auch Nachteile auf, die in lokalisierten unterschiedlichen Entwicklerstoff zuofcänden und in der notwendigen Eingabe de3 durch die Dildentwicklung verbrauchten Tonerpulvers bestehen. Die daduroh auftretenden Entwickiungafehler werden auch als Streifenbildung (auf dem BLId sind

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unterentwickelte Streifen quer zur Bewegung des Aufzeichnungsträgers festzustellen) und als Spurenbildung (unerwünschte Entwicklungsspuren treten in Richtung der Bewegung des Aufzeichnungsträgers infolge einer Bewegung des Entwicklerstoffs auf einem konstanten geraden Weg relativ zum latenten Bild auf) bezeichnet.

Streifenbildungen, die durch eine ungleichmäßige Berührung der Bildfläche durch den Entwicklerstoff erzeugt werden, treten am häufigsten bei einer solchen Fließbettentwicklung auf, bei der der Entwicklerstoff in Richtung der Bildbewegung in Vibration versetzt wird. Diese Streifenbildungen werden durch Schlagwirkungen erzeugt, die die Wellen des im Fließbett befindlichen Entwicklerstoffs auf den Aufzeichnungsträger ausüben. Wird dieser durch den vibrierenden Entwicklerstoff hindurchbewegt, so wird er durch die Wellen rhythmisch berührt. Dieser periodische Kontakt des Aufzeichnungsträgers durch den Entwioklerstoff erzeugt eine ungleichmäßige Einwirkung des Entwicklerstoffs auf das Bild und damit die Streifenbildungen. Eine Spurenbildung oder unerwünschte Entwicklerstofflinien in Richtung der Bewegung des Aufzeichnungsträgers tritt dann auf, wenn eine bestimmte Menge Entwicklerstoff zu schwach getönte Trägerteilchen oder solche Trägerteilchen enthält, die ihren Toner verloren haben, so daß das Trägermaterial längs einer Linie auf das latente Bild einwirkt, bis es durch ausreichend getöntes Trägermaterial ersetzt wird. Bewegen sich der Entwioklerstoff und der Aufzeichnungsträger in einer geraden Linie relativ zueinander, so erstreckt sich ein derart fehlerhaft entwickelter Bereich geradlinig über die Länge des latenten Bildes.

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Gewisse Entwicklungsfehler wurden mit Fließbettvorrichtungen minimal gehalten, die eine Vibration quer zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers erzeugen. Das Problem der richtigen Vermischung des Entwicklerstoffa zur Vermeidung einer Spurenbildung und die dabei erforderliche Eingabe neuen Tonerpulvers in die Entwicklerstoffmischung während der Entwicklung sind jedoch nach wie vor wichtige Paktoren, die einer Verbesserung bedürfen.

Wird Tonerpulver in die Entwicklerstoff mischung eingegeben, so muß diese zur Erzeugung der erwünschten reibungselektrischen Wechselwirkung zwischen dem Tonerpulver und dem Trägermaterial sorgfältig vermischt werden. Die Beibehaltung der reibungselektrischen Wechselwirkung zwischen den Komponenten der Bntwicklerstoffmischung wird dann besonders wichtig, wenn die Bewegung des Entwicklerstoffs bei der Fließbettentwicklung begrenzt ist. Es ist deshalb eine einwandfreie gegenseitige Vermischung der Anteile des Entwicklerstoffs erforderlich, um Entwicklungsfehler zu vermeiden, die sich beispielsweise bei Erzeugung einer Vielzahl von Kopien von einem einzelnen Original in örtlich begrenzten unterschiedlichen Entwicklerstoffzustanden äußern. Wird die Entwicklerstoffmischung nicht vermischt, so hat der Entwicklerstoff in bestimmten Bereichen eine höhere Tonerkonzentration als in anderen Bereichen, wodurch sich eine ungleichmäßige Bildentwicklung ergibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Fließbett entwicklung latenter elektrostatischer Bilder zu verbessern. Hierzu soll die Vermischung des Entwioklerstoffs im Fließbett derart erfolgen, daß Entwioklungs-

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fehler durch örtlich begrenzte Entwicklerstoffzustände vermieden werden.

Eine Fließbettentwicklungsvorriohtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß einer einen magnetisierbaren Entwicklerstoff als eine auf die ladungen einwirkende suspendierte Fließbettmasse haltenden Bewegungsvorrichtung eine Yermischungsvorrichtung zugeordnet ist, die in der Suspension eine Entwickler- ^| st off bewegung mit einer von der Bewegungsvorrichtung unabhängigen Richtung erzeugt. Diese Vorrichtung kann derart weiter ausgebildet sein, daß mehrere Elektromagnete vorgesehen sind, die in bestimmter Folge eingeschaltet werden und zusammen mit den Vibrationskräften eine durch Mischung des Entwicklerstoffs in einem Entwicklungsgehäuse bewirken.

V/eitere Wesenszüge und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisohe Darstellung einer automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmasohine, in der eine Entwicklungsvorrichtung naoh der Erfindung vorgesehen ist,

Fig. 2 eine perspektivische Vorderansicht der erfindungBgemäßen Entwioklungsvorriohtung und

Fig. 3 eine Darstellung der elektromechanischen Steuerung der Entwicklungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist tine automatisch arbeitende elektrofotografische Reproduktionsmaschine dargestellt, dit mit der erfindungsgemäßen Entwioklungsvorriohtung

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ausgerüstet ist. Der Aufbau einer solchen Maschine ist mit Ausnahme der Entwicklungsvorrichtung bekannt. Zum leichteren Verständnis ist die Vibrationsbewegung des Entwicklungsmechanismus 40 quer zur Bewegung des Aufzeichnungsträgers für das latente elektrostatische Bild dargestellt. Die Richtung der Vibrationsbewegung kann jedoch auch radial oder parallel oder in anderer geeigneter Richtung zur Bewegung des Aufzeichnungsträgers liegen.

Auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Aufzeichnungstrommel 1 wird durch gleichmäßige elektrostatische Aufladung und Belichtung ein elektrisches Ladungsmuster erzeugt. Dieses latente Bild wird an einer Entwicklungsstation 4 sichtbar gemacht und kann dann an einer Bildübertragungsstation 5 auf einen Bildträger 6 übertragen werden, auf dem es mit der Fixiervorrichtung 7 dauerhaft fixiert wird. Es kann jedoch auch je nach Art des verwendeten Aufzeichnungsträgers auf diesem fixiert werden.

Die in Pig. I dargestellte Entwicklungsvorrichtung besteht aus zwei Hauptbereichen, einer Vibrationsvorrichtung 40 und einer Zirkulationsvorrichtung 80. Der Zweck der Vibrationsvorrichtung besteht darin, den magnetisierbaren Zweikomponentenentwickler nahe dem elektrostatischen latenten Bild in eine Vibrationsbewegung zu versetzen. Der Zweck der Zirkulationsvorrichtung besteht darin, den Etitwickl erst off der Eintrittsstelle der Vibrationsvorrichtung zuzuführen, nachdem er unter den Vibrationselementen ausgetreten und in den Vorratsbereich der Entwicklungsvorrichtung zurüokgeführt ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Vibrationsvorrichtung 40 enthält eine gebogene Platte 41» die konzentrisch mit dtm Aufzeichnungsträger ausgebildet ist und von diesem

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Abstand hat, so daß der Entwicklerstoff gegenüber dem elektrostatischen latenten Bild in eine schnelle Vibration versetzt werden kann. Die beiden Enden der gebogenen Platte 41 sind an jeweils einer Montageplatte 42 befestigt, die an jeweils einer Stirnfläche der Trommel angeordnet ist. Die Montageplatten sind an ihren beiden Seitenkanten mit Führungsstiften 43 und Öffnungen 44 versehen, die die gebogene Platte und die übrigen Vibrationselemente bei ihrer Wechselbewegung auf einer bestimmten Bewegungslinie halten.

Zwischen der Aufzeichnungstrommel 1 und der gebogenen Platte 41 ist ein konzentrisches Gitter 50 vorgesehen, das die Vibrationsbewegung des Entwicklerstoffs begünstigt. Es ist geerdet oder an eine elektrische Vorspannung gelegt, wodurch ein elektrisches Feld nahe dem latenten Bild erzeugt wird. Ferner ist es gegenüber der Platte 41 isoliert.

Zur Führung des in Vibration versetzten Entwicklerstoffs zurück zur Zirkulationsvorrichtung 80 ist eine Platte 60 lait J-förmigem Querschnitt vorgesehen, die gleichfalls zwischen den Montageplatten 42 befestigt ist. Sie wird auf diese Weise zusammen mit der gebogenen Platte 41 und dem Gitter 50 in Vibration versetzt. Der Entwicklerstoff erfährt dabei eine Bewegung längs dem längeren Teil 61 der Platte 60 in Richtung der Zirkulationsvorrichtung 80, nachdem er über den gekrümmten Teil 62 umgeleitet wurde.

Die Zirkulationsvorrichtung 80 ist ähnlich den bekannten Vorrichtungen ausgebildet, die bei der Kaskadierungsentwicklung den Entwicklerstoff aus dem Vorratsbereich des Entwicklungsgehäuses an die Eintrittsstelle der Ent-

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wicklungszone befördern. Ein Becherförderer 85 mit einer Anzahl Förderbecher 86 auf einem flexiblen endlosen Band 87 ist auf zwei angetriebenen Rollen 88 und 89 geführt. Die Fördervorrichtung führt den Entwicklerstoff aus dem Vorratsbereich 81 zur Eintrittsstelle der Vibrationsvorrichtung 40. Die Vibrationsbewegung wird durch einen Motor MOT-I erzeugt, der mit den Montageplatten 42 derart gekoppelt ist, daß die Drehbewegung seiner Antriebswelle in eine Wechselbewegung der Vibrationselemente umgesetzt wird.

Weitere Einzelheiten einer Fließbettentwicklungsvorrichtung bekannter Art finden sich in der US-Patentschrift 3 380 437.

In den Fig. 2 und 3 sind mehrere Elektromagnete dargestellt, die an der inneren Umfangsflache der Vibrationsvorrichtung angeordnet und gegenüber der Entwicklungsvorrichtung elektrisch isoliert sind. Diese Elektromagnete 90 sind an den Montageplatten 42 und dem vorderen Teil 62 der Platte 60 mit J-förmigem Querschnitt befestigt. Sie sind elektrisch mit einem Kommutator COM-I verbunden und werden durch die Drehung des Kommutatorarme 91 nacheinander eingeschaltet. Beim Betrieb der Entwicklungsvorrichtung wird der magnetisierbare Entwicklerstoff durch die Vibrationsvorrichtung 40 in den Fließbettzustand versetzt. Die Elektromagnete 90 werden durch den Kommutator COM-I derart nacheinander eingeschaltet, daß der im Fließbettzustand befindliche Entwioklerstoff von ihnen jeweils bei Einschaltung angezogen wird. Auf diese Weise wird der Ehtwicklerstoff auch in Richtung zu dem jeweils eingeschalteten Elektromagneten bewegt und dabei gleichzeitig auf das latente elektrostatische Bild aufgebracht. Durch eine Kombination der Vibrations-

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"bewegung durch die Vibrationsvorrichtung 40 und der elektromagnetischen Kräfte durch die nacheinander erfolgende Einschaltung jeweils eines Elektromagneten wird der Entwicklerstoff in eine kreisähnliche Bewegung versetzt, so daß infolge dieser gleichzeitigen Vibrations- und Vermischungswirkung keine örtlichen Entwicklungsfehler mehr auftreten.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, dem Fachmann sind jedoch zahlreiche weitere Ausführungsformen ohne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung möglich.

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Claims (1)

1. Patentansprüche ;

   Fließbett-Entwicklungsvorrichtung für auf einem Aufzeichnungsträger selektiv verteilte elektrostatische ladungen, insbesondere für latente elektrostatische Bilder, mit einem in Bewegung befindlichen pulverförMgen Entwicklerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß einer einen magnetisierbaren Entwicklerstoff als eine auf die Ladungen einwirkende suspendierte Fließbettmasse haltenden Bewegungsvorrichtung (40) eine Vermischungsvorriehtung (90) zugeordnet ist, die in der Suspension eine Entwicklerstoffbewegung mit einer von der Bewegungsvorrichtung (40) unabhängigen Richtung erzeugt.

   2_# Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischungsvorrichtung (90) aus zumindest einem Elektromagneten besteht.

   3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung (40) eine Vibrationsvorrichtung mit einer den Entwicklerstoff, tragenden Fläche (41) ist, die ein an sich bekanntes Entwicklerstoff-Fließbett erzeugt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Termischungsvorriohtung (90) an der den Entwioklerstoff tragenden Fläche (41) angeordnet ist.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bie 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischungsvorrichtung aus mehreren Elektromagneten. (90) besteht, die duroh «ine Einsohaltvorriohtung (91) naohtinander

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   eingeschaltet werden.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltvorrichtung (91) ein jeweils einen Elektromagneten (90) einschaltender Kommutator (COM-I) ist.

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