DE2050300A1

DE2050300A1 - Vorrichtung zur Kaskadierungsent wicklung latenter elektrostatischer BiI

Info

Publication number: DE2050300A1
Application number: DE19702050300
Authority: DE
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1969-10-20
Filing date: 1970-10-13
Publication date: 1971-04-29
Also published as: US3641980A; BE757698A; GB1273456A; JPS4825945B1; NL7015044A; FR2066412A5; ES384576A1; SE362510B; CH516183A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kaskadierungserr;vricklunn; labender elektrostatischer Bilder, mit einem magnetischen Sntwicklerstoff aus einem Vorratsbereich an eine Stelle über einer Entwicklungζone transportierenden j7ördcv'or.

In iieprodulct-ionsmaschineii, die nach dem elektrofotografischen /erfahren arbeiten, wird ein elektrostatisches latentes Bild auf oiricr nich!,"leitenden .Fl?^;che erzeugt und darm entwickelt by,':!, cichbbar gemacht, indem ein fein verteiltes, pigmentiertes iumstharzmaterial auf die Fläche aufgebracht wird, das auch als Toner bezeichnet wird. Die nichtleitende l'lMche, ciLc'nun einer auf einer leitfähigen. Unterlage vorgesehenen i/oUj] (-"LI;fähigen Schicht gebildet sein kann, v/ird hierzu zurji^:cbr;i> i';loichm;^;ß:i.p; elektrosbatisch aufgeladen und dann mib ί λ xsiv.i dem zu ve produzierend en Bild, entsprochenden Lichtmuster bol ichι,οί,. '.Vi'hrond der Belichtung wird die Ladung in den be- c\:rn}i ] ton l:crr>ichen abp'o'I eiüob, wHhrend sie auf der übrigen "]· Ji'ciio. r-f;Jfji;Lv unver/inderi; bleibt;. Mach der Belichtunr verr/. oibt οL-Γ dor hlläi:\ ficho ein Muster aus eiektrinchen Potentia-

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len bzw. ein latentes Bild, das durch Aufbringen von Toner entwickelt werden kann. Während der Toner mit der Bildfläche in Berührung kommt, wird er in den Bereichen höheren elektrischen Potentials angezogen und erzeugt ein sichtbares Bild. Dieses Tonerbild kann dann auf der Bildfläche eingeschmolzen oder elektrostatisch auf ein Kopieblatt o.a. übertragen und dort dauerhaft fixiert werden.

m Ein bekanntes Entwicklungsverfjähren, mit dem der Toner auf ^w;^ die nichtleitende Bildfläche aufgebracht werden kann, ist die Kaskadierungsentwicklung. Ein aus Tonerteilchen und Trägerteilchen bestehender Entwicklerstoff wird im Ent-; V" Wicklungsgehäuse derart:bewegt, daß die Trägerteilchen den Toner gesteuert transportieren. Der Entwicklerstoff wird dabei an eine Stelle über der vorgegebenen Entwicklungszone bewegt und freigegeben, so daß er über die mit dem latenten Bild versehene Bildfläche kaskadiert. Der Trägerstoff ist derart ausgewählt, daß er gegenüber dem Toner in der reibungselektrischen Reihe einen Abstand hat, so daß bei Vermischung beider Stoffe eine reibungselektrische Ladung erzeugt wird, die ein gegenseitiges Anziehen beider Komponeh- W ten bewirkt. Dadurch v/erden viele Tonerteilchen an jedem Trä-^: gerteilchen gebunden, bis der Entwicklerstoff durch die Entwicklungszone kaskadiert wird* Die Tonerteilchen werden dort vom Trägermaterial getrennt und von der Bildfläche angezogen, wenn sie durch die Entwicklungszone geführt werden. Diese Trennung erfolgt durch das Aufprallen des Entwicklerstoffs auf die Bildfläche und die starken, auf die Tonerteilchen einwirkenden Anziehungskräfte der elektrostatischen Bildladungen. Die Tonerteilchen v/erden in einer der Verteilung der elektrostatischen Kräfte entsprechenden Verteilung auf der Bildfläche gebunden, wodurch ein Tonerbild entsteht. Nachdem der Entwicklersboff durch die Entwicklungζone kaskadiert wurde, werden'die Trägerteilchen und verbliebene Tonerteilchen mit weiteren Tonerteilchen-vermischt und wieder

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an die Stelle über der Entwicklungszone transportiert, so daß sie wieder über die Bildplatte kaskadiert werden können.

Die bekannten Vorrichtungen zur Beförderung des Entwickler-Stoffs an eine erhöhte Stelle über einer Entwicklungszone enthalten meist einen Fördermechanismus, der umfangreich ausgebildet ist und sehr viele bewegliche Teile aufweist. "Beispielsweise besteht eine derartige bekannte Vorrichtung aus einem endlosen Förderband, das vom Vorratsbereich im unteren 'Teil des Entwicklung;gehäuses an die erhöhte Stelle |[ über der Entwicklungszone geführt ist. Das Band enthält eine Ansah! Förderbehälter, die jeweils mit Entwicklerstoff gefüllt werden, wenn, sie durch den Vorratsbereich bewegt werden. Sie to^agen den Entwicklerstoff dann an die erhöhte Stelle, während das Förderband auf seinen Lagerrollen geführt wird. Erreicht ein Förderbehälter die erhöhte Stelle, so bewegt er sich mit dem Förderband um die oberste Lagerrolle herum und entleert den Entwicklerstoff auf die nichtleitende Bildfläche. Dann wird der Förderbehälter wieder durch den Vorratsbereich bewert, so daß er v/eiteren Entwicklerstoff aufnehmen kann.

Derartige bekannte Vorrichtungen weisen eine Anzahl Nachteile ^ auf. Da mit ihnen eine Anzahl Förderbehälter zuerst gefüllt -

unc dann wieder entleert wird, arbeitet die Vorrichtung bei sehr hohen Petriebsgeschwindigkeiten nicht einwandfrei, da eine Tendenz des Toners auftritt, die Förderbehälter zu verlassen und in Vorratsbereich herumzufliegen, wenn die Förderbehälter durch diesen Bereich schnell hindurchgeführt werden. Dieser TachteiJ tritt insbesondere in ^TTochgeschwindigkeitskopierern auf, die einen großen Entwicklerstoffdurchsatz erfördern, um eine schnell und kontinuierlich bewegte Bildfläche rur reich end ^r~u entwickeln. Au-'der dieser Einschränkung für niedrire lecchv/indirvkeiten erzeugt eine Vorrichtung mit Förderbo¹"'·"" torn <·;ΐϊκ. L^tormit^iorende üntwicklerstoffströmun·"' auf der

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Bildfläche. Diese Unterbrechungen können etwas reduziert .werden, indem die Förderbehälter sehr nahe beieinander, angeordnet werden, sie können jedoch nicht ganz vermieden werden, da einander benachbarte Förderbehälter notwendigerweise einen gev/issen Abstand bilden müssen, um im Vorratsbereich überhaupt mit Entwicklerstoff gefüllt werden zu können,. Die Gleichmäßigkeit der Entwicklerstoffströmung auf der Bildfläche ist auch dann gestört, wenn eine Förderbehälteranordnung verwendet wird, die den Entwicklerstoff an die erhöhte Stelle führt. Die Menge des Entwicklerstoffs in jedem Behälter kann nicht zuverlässig innerhalb des Behälters gleichmäßig verteilt werden, wodurch es möglich ist,-daß ein Teil eines Behälters bis zum Rand gefüllt ist, wahrend ein weiterer Teil wesentlich weniger Entwicklerstoff enthält. Dieses Problem wird noch verschlimmert, wenn die Vorrichtung nicht genau horizontal ausgerichtet ist und das Förderband nicht einwandfrei bei seiner Bewegung geführt wird, so daß es sich auf eine Seite des Vorrat sbereichs bewegen kann.. ■ *

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung- zur Kaskadierungsentwiclclung latenter elektrostatischer Bilder zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und eine bessere Bildentwicklung ermöglicht. Insbesondere soll der Transport des Entwicklerstoffs verbessert werden. Hierzu soll eine einfache, kompakte und billige Fördervorrichtung vorgesehen sein,, die das Anheben des Entwicklerstoffs an die erhöhte Stelle bewirkt.

•Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindüngsgemäß derart ausgebildet, daß der Förderer als eine im Vorratsbereich angeordnete, mit einer Antriebsvorrichtung drehbare Rolle ausgebildet ist, deren Oberfläche an der Stelle über der Entwicklunrszone vorbeigedreht wird, und daß eine Vorrichtung mir Erzeugung den

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Entwicklerstoff außerhalb der Entwicklungζone an der Rolle bindender Hagnetfelder vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in den "Figuren darp;estellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitendarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 1 gezeig- J ten Vorrichtung in größerem Maßstab, *-

Fig. 3 einen Schnitt der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung mit der Darstellung der magnetischen Kraftlinien,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer v/eiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine elektrofotografische Reproduktionsmaschine dargestellt, die mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist. Die nichtleitende Bildfläche hat die Form einer Trommel 10, die in der dargestellten Pfeilrichtung an den Stationen A bis E vorbeigedreht wird. Sie ist mit einer licht- % empfindlichen Oberfläche versehen, auf der latente elektrostatische Bilder erzeugt werden können. Die Oberfläche kann beispielsweise eine Schicht eines fotoleitfähigen Materials auf einer leitfähigen Unterlage aufweisen. Die verschiedenen am Umfang der Trommel angeordneten Verfahrensstationen sind eine Ladestabion A, eine Belichtungsstation B, eine Entwicklungssbabion G, eine Bildübertragungsstation D und eine Reinigungsstation E. Die Trommel 10 wird an der Ladestation A-gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen, bevor sie belichtet wird. Als Ladevorrichtung kann beispielweise eine Korona-EntladungsvorrichUung vorgesehen sein, die nahe der Trommel angeordnet ist und eine Spruhentladung auf die Trornmeloberflnche aufbringt.

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Nachdem die Trommeloberfläche gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen ist, wird sie an der Belichtungsstation B vorbeibewegt, an der ein dem zu reproduzierenden Bild entsprechendes Lichtmuster auf die Trommeloberflache gestrahlt wird. Hierzu kann Jede geeignete Vorrichtung vorgesehen sein, mit der ein Originalbild, beispielsweise ein Schriftstück, das auf eine transparente Auflageplatte aufgelegt ist, durch eine Lampe sukzessive beleuchtet wird. Die Lichtstrahlen der Lampe werden am Schriftstück reflektiert und auf die Trommeloberflache mit einer Optik fokussiert. Die Or>tik bewegt sich dabei synchron mit der Lampe. Eine Schlitzblende ist unmittelbar über der Trommeloberfläche angeordnet und gestattet zu einem vorgegebenen Zeitpunkt die Bestrahlung der Trommeloberfläche mit nur einem Teil der reflektierten Lichtstrahlen. Da sich die Trommel 10 laufend an der Belichtungsstation B vorbeibewegt, werden die Lampe und die Optik synchron mit dieser Bewegung der Trommel 10 bewegt, um sicherzustellen, daß scharfe und genau definierte Bilder auf die Trommel gelangen. Durch die Belichtung an der Belichtungsstation B wird die Trommeloberfläche in den bestrahlten Bereichen entladen, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild entsteht, das dem Lichtbild entspricht.

Das auf der Oberfläche der Trommel 10 erzeugte latente Bild wird entwickelt bzv/. sichtbar gemacht, indem ein fein verteiltes, pigmentiertes Kunstharzpulver, das auch als Toner bezeichnet wird, auf die Trommeloberfläche an der Entwicklungsstation 0 aufgebracht wird. Die Tonerteilchen tragen eine Ladung, die in Wechselwirkung mit der Ladung der Trommeloberfläche bzw. des latenten Bildes ein Anziehen der Tonerteilchen in den Bildflächenteilen des Ladungsmusters verursacht, wodurch das latente Bild entwickelt wird. Eine eingehendere Beschreibung der Entwicklimgsfunktion an der Station G erfolgt weiter unten.

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Hach der Entwicklung an der Entwicklungsstation 0 wird die Trommeloberfläche an der BiIdübertragungsstation D vorbeibewegt, an der das Tonerbild von der Trommeloberfläche auf ein Kopieblatt oder einen anderen geeigneten Bildträger übertragen wird. Ein Kopieblatt kann beispielsweise der Trommeloberfläche an der Station D in Übereinstimmung mit dem Auftreten eines Tonerbildes an dieser Stelle zugeführt werden, wobei ein elektrostatisches Feld zwischen der Trommeloberfläche und den Kopieblatt mit einer Korona-Entladungsvorrich- m tunnr erzeugt wird, die unter dem zugeführten Kopieblatt ange- 'n· ordnet ist. Dadurch wird eine Übertragung der Tonerteilchen auf das Kopieblatt bewirkt. Das Kopieblatt kann dann von der •Trommeloberfläche gemeinsam mit den Tonerteilchen abgelöst werden, wonach die Tonerteilchen auf dem Kopieblatt zur Bildung einer dauerhaften Kopie fixiert werden.

Mach der Übertragung des Tonerbildes auf das Kopieblatt wird die Trommeloberflache an der Reinigungsstation E vorbeibewegt, an der eine Reinigungsvorrichtung gegliche restliche Tonerteilchen von der Trommeloberfläche entfernt, bevor diese wieder der Ladestation zugeführt wird. Hierzu kann jede geeignete Reiniraxnp'svorrichtung verwendet v/erden, beispielsweise eine Reini- M gungsbürste-, die die restlichen Tonerteilchen von der Trommeloberfläche zur Vorbereitung auf einen neuen Bilderzeugungssyklus entfernt.

Die beschriebene elektrofotografische Reproduktionsmaschine arbeitet kontinuierlich mit einem wiederverwendbaren Aufzeichnungsträger, der die Form einer Trommel hat und laufend an den verschiedenen beschriebenen Verfahrensstationen vorbeibewent wird. Die Erfindung kann ,jedoch auch in elektrofotografischen Kopiergeräten vorgesehen sein, die ein lichtempfindlichen Papier oder andere Arten von Aufzeichnungsträgern verwenden. Die verschiedenen Elemente der Lade-, Beiich tunr:B-, "i l'jüLert-rarnm'-:.';- und Tioinifunrssbationen kennen nnuora al.?.

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beschrieben ausgeführt sein und arbeiten und sollen nicht durch die beschriebenen Ausführungsformen· eingeschränkt wei?- ^: den. ■ ' ; ■ ■■■ ·-■■ .■■■;■';■' ■·■" ·.-. ■'■■

An der Entwicklungsstation G ist eine Entwicklungsvorrichtung vorgesehen, die Entwicklerstoff aus einem Vorratsbereich an eine erhöhte Stelle transportiert und ihn dann freigibt, so daß er über die Oberfläche der Trommel 10 kaskadiert,werden kann.und das'darauf vorhandene latente Bild, entwickelt.. Dei¹ verwendete Entwicklerstoff ist eine Mischung von Tonerteilchen, die auf die Trommeloberfläche zur Entwicklung des latenten Bildes aufgebracht werden. Ferner ist ein magnetischer · Trägerstoff vorgesehen, der die Tonerteilchen in ihrer'Bewegung mechanisch steuert,, so daß der Toner leicht an die Trommel herangebracht werden kann» Als Toner ist ein fein verteiltes, -elektrostatisch anziehbares Material verwendet, beispielsweise ein Kunstharzpulver. Als Trägermaterial können größere Körner verwendet werden, beispielsweise magnetische Teilchen, die mit einem Material überzogen sind, das in der reibungselektrischen Reihe gegenüber dem Toner einen Abstand hat, so daß eine reibungselektrische Ladung zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen erzeugt wird.

Bei der Kaskadierüngsentwicklung wird der Entwicklerstoff auf die rotierende Trommel 10 kaskadiert. Durch die Berührung zwischen dem Entwicklerstoff und der Trorameloberflache werden die Tonerteilchen elektrostatisch von den Trägerteilchen in den geladenen Bereichen der Trommeloberfläche getrennt und selektiv auf der Trpmmeloberfläche abgelagert, so daß ein sichtbares Tonerbild entsteht. Die teilweise entblö-ßten Trügerteilchen bewegen sich dann über die Trommel hinaus zurück in den Vorratsbereich des Entwicklungsgehäuses 11. Im 'Hinblick auf den durch die Bil&entwiclclimg verursachten Toaierverbrauch wird weiterer Toner der EntwickOorstoffmischunp; im Entwicklungsgehnuse 11 in einer dem Verbrauch entsprechenden

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Menge zugeführt, um zu federn Zeitpunkt die zur Bildentwicklung erforderliche Tonerkonzentration im Entwicklerstoff beizubehalten.

Durch im Inneren der Transportrollen 31 und 41 erzeugte magnetische Felder wird der Entwicklerstoff an der Rolle 31 im untersten Bereich des Gehäuses 11 bzw. im Vorratsbereich 24 gebunden und in den Bereich der benachbarten Rolle 41 aufwärts bewegt, wenn die Rolle 31 im Gegenuhrzeigersinn gedreht Jj wird. Dann wird der Entwicklerstoff an der Oberfläche der ^v

Rolle 41 gebunden und mit ihr weiter im Gegenuhrzeigersinn aufwärts bewegt. Bei Erreichen des obersten Teils der Rolle 41 v/erden die magnetischen Kräfte, die auf den Entwicklerstoff einwirken, geschwächt., und der Entwicklerstoff kaskadiert nach links auf die Oberfläche der elektrostatischen Trommel 10. Dann fließt er über denjenigen Teil der Trommeloberfläche, der sich in der Entwicklungsstation 0 befindet. Dabei wird der Toner in einer den elektrostatischen ladungen der Trommeloberfläche entsprechenden Verteilung auf die Trommeloberfläche aufgebracht. Nachdem der Enbwicklerstoff durch die Entwicklungszone hindurchgeführt ist, fällt er in den Vorratsbereich zurück, wo er mit dem noch vorhandenen "

Enbwicklerstoff vermischt und erneut mit den Transporbrollen an die erhöhte Stelle gebracht wird.

Die beiden Transportrollen 31 und' 41 sind nahe der lungsstation C der elektrostatischen Trommel 10 innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet. Der im Gehäuse vorhandene Toner sammelt sich im Vorratsbercich 24 infolge seiner Schwerkraft nahe der Rolle 31. V/ährond dieser ^eit wird er mit Iförderschrauben 19"und 21 locker gehalten und eingehend gemischt. Im Hinblick auf den durch die Bildentwicklung verursachten Tonerverbrauch werden zusätzliche Tonerteilchen mit einer nicht; darren bo I I bon Eingabevorrichtung in den Vorratsbereich ■f-;beri. Die KLnpabovorrichbung kann in einem Bereich 12

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angeordnet sein und den Toner auf eine Eingabeschütte 16 leiten, die einen Teil des Gehäuserahmens 13 bildet. Der Toner fällt über die Schütte 16 auf eine Schütte 18, die an einer Halterung 17 am Gehäuse befestigt ist. Die Schütte 18 führt den Toner in den Bereich der Transportrollen.

Wenn der Entwicklerstoff auf der Transportrolle 41 den Scheitelpunkt der Rolle erreicht, so wird er teilweise mit einem am Rahmenteil 13 befestigten Abstreicher 14 entfernt und über die Schütte 18 in den Bereich der Förderschrauben 19 und 21 zurückgeführt. Der auf der Rolle 41 verbleibende Teil des Entwicklerstoffs bleibt durch die magnetischen Kräfte gebunden und wird auf die Trommel kaskadiert. Der Abstreicher 14 ist wahlweise vorgesehen und erfüllt eine zweifache Aufgabe. Da an den Transportrollen im allgemeinen eine größere als zur Entv/icklung erforderliche Entv/icklerstoff menge anhaftet, kann der überschüssige Entv/icklerstoff in das Entwicklungsgehäuse zurückgeführt werden, um zur Vermischung von Toner und Trägerteilchen beizutragen und den Entv/icklerstoff in allen Teilen des Gehäuses bereitzuhalten. Ferner bewirkt der Abstreicher a 14 eine gleichmäßige Verteilung des Entwicklerstoffs auf der oberen Transportrolle sowie die Ausbildung einer kompakten Entwicklerstoffmenge, so daß sich dadurch eine gleichmäßige Entv/icklerstoffströmung über die Trommeloberfläche ergibt, wenn der Entv/icklerstoff von der Rolle 41 freigegeben v/ird. Ferner hat sich gezeigt, daß bei bestimmter Profilgebung des Abstreichers, beispielsweise mit dreieckigen oder viereckigen Zähnen, der Entwicklerstoff bei Freigabe von der oberen Transportrolle sich gewissermaßen überschlägt und in gleichmäßigerer Verteilung kaskadiert, v/as für eine richtige und gleichbleibend gute Entwicklung in allen Bereichen der elektrostatischen Trommel erwünscht ist.

Bei neiner Freigabe von der oberen Transportrolle 41 wird der

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Entwicklerstoff mit dor Führung 23 auf denjenigen Teil der elektrostatischen Trommel 10 geleitet, der sich gegenwärtig in der Entwicklungszone G befindet. Während der Entwicklersto.ff zwischen der Trommeloberfläche und einer Entwicklungselektrode 22 hindurchfließt, die die Ablagerung der Tonerteilchen in den Bildflächenteilen begünstigt und verbessert, wird der Toner auf der Trommel abgelagert. Bei Erreichen des unteren Teils der EntwicklungSF.one wird der Entwicklerstoff durch die Transportrolle 31 angezogen und verbleibt entweder auf ihrej? Oberfläche oder wird in den Vorratsbereich des Entwicklunrcsgehäuses zurückgeleitet, was von der Stärke des F.inrnetB 33 abhänerb.

Das Ent-wicklungsrreliäuse ist am Pauptrahnen der Maschine befestigt und enthält die Transportrolle!! 31 und 41, die um fest;'angeordnete Magnete 33, 34 und ⁷JC-: c-ovrie 44 und 4 3 drehbar angeordnet sind. Die Forderschrauben 19 und 21 sind im Gelruise' drehbar gelagert und bewirken eine dauernde Vermischung des Entwicklerstoffs» Die Transportrollen und die Forderschrauben werden mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung redreht. '

Eine deutlichere Darstellung der Anordnung der Magnete innerhalb der Transportrollen zeigt Fig. 2. L'ier sind die beiden Trannportrollen 31 und 41 schematisch und perspektivisch dargestellt und enthalten die ,jeweiligen hagnete. Die Transportrolle 31 enthält die Magnete 33, 54 und 36, die am Rahmen 32 befestigt oind, der starr nit dein Gehäuse verbunden ist. In "lailicher V/eise enthält die Transportrolle 41 die Ilagnete 4; und 44, die am Rahmen 42 befestigt sind, welcher gleichfalis nifc dem Gehäuse starr verbunden ist. Die Transported 3 en ⁷A und 41 können aus ,jedem roeir'netcn Katerial ben;ohr:n, dar. eine .Anziehunr; den Entwicklernborfs durch die o.Vi-'ou-'-loii Uta--nc ti schon i",r"f!;G ormärl ichi;. 'eisnielnwoise

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können sie aus einem nicht ferromagnetischen Material wie ■z.B. Aluminium bestehen, das nicht magnetisch ist. Die Außenfläche der Rollen kann aufgerauht sein, um ein Rutschen des ■'' Entwicklerstoffs zu vermeiden. Dies kann beispielsweise durch Riffelung oder durch Aufbringen eines nicht magnetischen, rauhen Überzugs auf die Rolle verwirklicht sein.

Die' beiden dargestellten Rollen sind nahe beieinander angeordnet, jedoch durch einen Luftspalt voneinander getrennt, |P/ über den der Entwicklerstoff von der unteren Rolle auf die

obere Rolle übertragen wird. Der Abstand zwischen den Rollen kann jedes geeignete Maß haben, vorzugsweise beträgt er 3,2 mm bis 7,9 mm. Dieser Bereich ist jedoch nur beispielsweise für mögliche Werte der Größenordnung des Abstandes zwischen den Rollen genannt, der eine wirksame Übertragung des Entwicklerstoffs von einer Rolle zur anderen ermöglicht. Der zulässige Abstand hängt letzten Endes von der Stärke der Magnete in den Transportrollen ab. Die beiden Transportrollen können gleiche Größe haben und mit übereinstimmender Geschwindigkeit gedreht werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei schnellerer Drehung der unteren Rolle gegenüber der oberen α die Aufnahme von Entwicklerstoff durch die untere Rolle nach ™ Kaskadierung durch die Entwicklungszone wesentlich, verbessert wird. Es hat sich ferner gezeigt,daß ,die günstigsten Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen beiden Rollen dann verwirklicht sind, wenn die untere Rolle um ca. 1.,5mal schneller als die obere Rolle gedreht wird.

Die Magnete 33, 34- und 36 sind innerhalb der Transportrolle 31 an einem starren. Rahmenteil 32, die Magnete 43 und 44 innerhalb der Rolle ΎΛ an einem Rahmenteil 42 befestigt. Die Rahmenteile sowie die Magnebe können aus ,lodern geeigneten Material bestehen, beispielsweise sind die Rahmen ,32 und ^l\-2 aus ka] t gewalztem Stahl hergestellt, während die Magnete ~'-3, 34-, 3^, 4-4 und 4-5 aus einem peviränont". magnetischen

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Ferrit bestehen.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Magnete an bestimmten Stellen angeordnet, so daß sie den Transport des Entwicklerstoffs- ermöglichen. Die in den Fig. 2 und 3 stark durchgezogenen Linien kennzeichnen den jeweiligen Hordpol eines Magneten. In Fig. 3 ist schematisch das Kraftlinienfeld der Magnete dargestellt, wenn sie in der dargestellten Anordnung befestigt sind. Die Magnete 33 und 34-, die den Entwicklerstoff auf der Oberfläche der Transportrolle 31 binden, sind mit ihren Nordpolen vom Rahmenteil wegweisend angeordnet, der Magnet 36, der den Entwicklerstoff von der Oberfläche der Transportrolle 31 auf die Oberfläche der Transportrolle 41 überträgt, ist gleichfalls mit seinem Nordpol vom Rahmenteil 32 wegweisend angeordnet. In der Transportrolle 4-1 ist der Magnet 4-4- vorgesehen, der den Entwicklerstoff auf dem Umfang der Rolle 41 bindet. Sein Nordpol zeigt zum Rahmenteil 4-2, während der Magnet 4-3, der den Entxtfieklerstoff auf dem Umfang der oberen Rolle bis zum Bereich des Scheitelpunkts festhält, mit seinem Nordpol dem Rahmenteil 4-2 abgewandt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die genaue Lage der in Fig. 3 gezeigten Magnete nicht kritisch ist, um die oben beschriebene Transportwirkung auf den Entwicklerstoff auszuüben. Es sind auch viele andere Anordnungen der Magnete möglich.

Durch die Anordnung der Magnete, beispielsweise bei der in Fig. 3 gezeigten Konfiguration, sind die Kraftlinien derart gerichtet, daß der Entwicklerstoff vom Vorratsbereich bis zum obersten Teil der Transportrolle 4-1 befördert und dann in der ■■ gestrichelt dargestellten Richtung über die Trommel kaskadiert wird. Der ßntwicklerstoff wird im Vorratsbereich 24- des Entwicklunp-cgehäuses durch die Transportrolle 31 aufgenommen und verbleibt auf ihrer Umfangsfloche, bis sie den Bereich des

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Magneten 36 erreicht. Durch das gemeinsame Flußbild der Magnete 36 und 44 wird der Entwicklerstoff auf den Umfang der Transportrolle 41 übertragen und auf diesem festgehalten, bis er den obersten Teil der Rolle erreicht, wo er den Einfluß des Magneten 43 verläßt, so daß der Efttwicklerstoff auf die elektrostatische Trommel 10 kaskadiert v/ird. Der Entwicklerstoff wird mit der Führung 23 auf die Oberfläche der Trommel geleitet und strömt ζ v/i sehen der Entwicklungselektrode 22 und der Trommeloberflache hindurch, wie es bei der Kaskadierung üblich ist. Die Lage der Entwicklungselektrode 22 verhindert auch eine Strömung des Entwicklerstoffs zwischen der Elektrode und der oberen Transportrolle 41. Diese Strömung ist unerwünscht, da sie die Zirkulation des Entwicklerstoffs im Entwicklungsgehäuse sov/ie die beabsichtigte Transportwirkung beeinträchtigt.

Während der Entwicklerstoff durch den unteren Teil der Entwicklungszone C fällt, v/ird er auf den Umfang der Transportrolle 31 angezogen, v/as durch die kombinierte Wirkung der Magnebe 33 und 36 verursacht wird. Diese Magnete sind so stark, daß sie den Entwicklerstoff auf den Umfang der Transportrolle 31 aus dem unteren Bereich der Entwicklungszone sowie aus dem Vorratsbereich anziehen. Dadurch kann der den unteren Teil der Entwicklungszone erreichende Entwicklerstoff nicht zwischen dem Gehäuse 11 und der Trommel 10 hindurch das Gehäuse verlassen. Der Vorratsbereich 24 ist mit Entwicklerstoff gefüllt (nicht dargestellt), und die Transportrolle 31 nimmt den Entwicklerstoff je nach Erfordernis aus dem Vorratsbereich auf. Durch die in Fig. 3 gezeigte Anordnung wird eine gleichmäßige Schicht des Entwicklerstoffs zunächst an der Transportrolle 31 gebunden, dann auf die Transportrolle 41 geführt und in einer Kaskadierimgsströmung über die Oberfläche der Trommel freigegeben. Nachdem er durch die Entwicklungszone geführt ist, die durch die Klammer G angedeutet ist, wird der Entwicklerstoff wieder auf der Rolle 31 gebun-

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Da der Magnet 33 den gesamten den unteren Teil der Entwicklungszone erreichenden Entwicklerstoff in den Bereich der Holle 31- anziehen kann, ist an sich kein Vorratsbereich im Gehäuse erforderlich. Ist ein solcher Vorratsbereich nicht vorhanden, so muß zusätzlicher Toner an irgendeiner Stelle der'Rolle zugeführt werden. Beispielsweise kann dies am Scheitelpunkt der oberen Rolle 41 geschehen. Der Entwick-1erstoff wird dann über die Oberfläche der Trommel durch die Entwicklungszone kaskadiert, direkt auf der unteren Rolle 31 mit dem Magnet 33 gebunden und wieder der Rolle 41 in beschriebener Weise zugeführt. In diesem Falle wirkt der Bereich 24 nicht als Vorratsbereich, und der untere Teil des Entwicklun^snehäuses kann näher der Oberfläche 31 angeordnet sein, wobei lediglich ausreichend Raum für den auf der Rolle bewegten Entwicklerstoff vorhand.en sein muß.

In den Fig. 1 bis 3 sind zwar zwei TransOortrollen dargestellt, auf diese Anordnung ist die Erfindung ,i'edoch nicht beschränkt. Es können eine oder mehrere Rollen vorgesehen sein, die die Punktion der in den Firruren dargestellten beiden Rollen ersetzen. In Fig. 4 und 5 sind solche Ausführungsformen dargestellt. Fxp·. 4 zeifrt fünf Transportrollen 51, 52, 53, 54 und 56, die aufeinanderfolgend an der Entwicklungszone der Troinlr.el 10 angeordnet sind. Der Entwicklerstoff wird von der untersten Rolle 51 über die weiteren Rollen bis zum Scheitelpunkt der obersten Rolle 5^ transportiert, wo er freigegeben und über die elektrostatische Trommel kaskadiert wird.

Die ir? Fi^. 4 gezeigte Entwicklungsvorrichtung enthält mit Ausnahme der rröBeven Rollenzahl dieselben Elemente wie die in ¥±r. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung. Eine Entwicklungselektrode '^;? isb nahe der Entwicklung zone zwischen den Transport- -■-■ollon und der 'Trommel angeordnet, zusätzlicher Toner wird ;]^r- r:---ch Tonerverbrauch r_:>it eine:· nicht dargestellten Eingabo-

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Vorrichtung in das Entwicklungsgehäuse eingegeben und· über die Schütte 18 auf die Förderschrauben -19 und 2i geleitet. Die gesamte Entwicklungsvorrichtung ist in einem G-ehäuse 11 angeordnet, es kann ein Abstreicher an der oberen Rolle 56 vorgesehen sein, der den Toner vor seiner Freigabe in bereits anhand der Figur 1 beschriebener Weise verteilt.

Die in Fig. 4- gezeigte Anwendung einer Vielzahl von Rollen nacheinander ist insbesondere für Hochgeschwindigkeitsmaschi·' nen geeignet, in denen eine lange Entwicklungszone vorgesehen ist, um die erforderliche Tonermenge auf die Trommel 10 aufzubringen. Das nach der Erfindung ausgebildete magnetische Transportrollensystem ist in einer solchen Vorrichtung insbesondere deshalb günstig, weil eine Vielzahl von Rollen in einer Folge angeordnet sein kann, die jeder möglichen Form des elektrostatischen Aufzeichnungsträgers angepaßt werden kann. Beispielsweise ist die in Fig. 4- gezeigte Fo₁Ige von Rollen so ausgerichtet, daß sie der Form der Trommel angepaßt ist, ohne den Transport des Entwicklerstoffs von der untersten zur obersten Rolle zu beeinträchtigen.,;Die Flexibilität eines derartigen Transportsystems ermÖgli.cht die Anwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Aufzeichnungsträger» Jede Transportrolle 51 his 56 enthält Permanentmagnete ähn^ lieh wie die in Fig. 1 bis 3 dargestellten Rollen. Die Magnete sind innerhalb der Rollen so angeordnet, daß der Entwicklerstoff von der untersten über jede nachfolgende Rolle bis zum oberen Scheitelpunkt der obersten Rolle transportiert wird, wo er freigegeben wird.

Fig. 5 zeigt eine elektrostatische Trommel 10, die iait einer einzigen Transportrolle 57.entwickelt'wird. Wenn Permanentmagnete in der Transportrolle in einer derartigen .Verteilung vorhanden sind, daß der Entwicklerstoff in der dargestellten Weise transportiert wird, ist zur Entwicklung eines latenten TSi].des auf der Trommel 10 nur eine einzige* Transportrolle cr-

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forderlich» Die anderen Elemente der Entwicklungsvorrichtungen gemäß Fig. 1 bis 4 können in gleicher Weise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 5*vorgesehen sein. Hier wird der Enfcwicklerstoff jedoch nicht von einer Rolle zur anderen transportiert, sondern mit der Transportrolle aufgenommen und an deren oberen Scheitelpunkt gebracht, wo er freigegeben und über die Trommel kaskadiert wird. Eine Einschränkung der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung besteht darin, daß bei Anwendung eines kleinen Rollendurchmessers eine nur geringe Anhebewirkung auf den Jf^

Entwicklerstoff ausgeübt wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß sie einfacher und billiger auszuführen ist als eine Vorrichtung mit einer Vielzahl Transportrollen, sie ist insbesondere für eine mit langsamer Geschwindigkeit arbeitende Reproduktionsmaschine geeignet.

Vorstehend wurde eine Entwicklungsvorrichtung beschrieben,ä in der ein Förderer den Entwicklerstoff aus einem Vorrats— bereich an eine erhöhte Stelle transportiert, von der aus er über eine nichtleitende Bildträgerfläche kaskadiert werden kann, um ein latentes elektrostatisches Bild zu entwickeln.

Außer in einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine ~

kann eine solche Entwicklungsvorrichtung auch in anderen ^

Systemen verwendet werden, in denen ein latentes Bild durch Aufbringen von Entwicklerstoff entwickelt werden soll.

Die Nachteile bekannter Vorrichtungen werden mit der Erfindung vermieden. Die Entwicklungsvorrichtung nach der Erfindung ist einfacher aufgebaut als die bekannten Anordnungen und enthält eine minimale Anzahl beweglicher Teile. Der Entwicklerstoff wird aus dem Vorratsbereich in gleichmäßiger Schichtstärke an die erhöhte Stelle transportiert, so daß er bei seiner Freigabe in gleichmäßiger Strömung über den gesamten Bereich der Bildfläche fließt. Eine Vorrichtung nach der Erfindung erfordert nur sehr wenig Raum, verglichen mit bekannben-AnordnunRen, und kann leicht; Aufzeichnungsträgern in Form einer

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flachen Platte, einer Trommel oder mit anderen Formgebungen angepaßt werden.

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Claims

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Patentansprüche

1 .j Vorrichtung zur Kaskadierungsentwicklung latenter elektrostatischer Bilder, mit einem magnetischen Entwicklerstoff aus einem Vorratsbereich an eine Stelle über einer Entwicklungszone transportierenden Förderer, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (31, 4-1) als eine im Vorratsbereich (24-) angeordnete, mit einer Antriebsvorrichtung drehbare Rolle (31, 4-1) ausgebildet ist, deren Oberfläche an der Stelle über der Entwicklungszone (O) vorbeigedreht wird, und daß eine Vorrichtung (33, 34-, 36; 4-3, 4-4-) zur Erzeugung den Entwicklerstoff außerhalb der Entwicklungszone (C) an der Rolle (31, 4-1) bindender Magnetfelder vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (31, 4-1) hohl ist und aus einem nicht ferromagnetischen Material besteht und daß die Vorrichtung (33, 34-, 36; 4-3, 4-4) zur Erzeugung von Magnetfeldern stationäre Magnete (33, 34-, 36; 4-3, 4-4-) umfaßt, die in der Rolle (31, 4-1) derart angeordnet sind, daß ihre Magnetfelder normal zur Rollenoberfläche verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (33, 34-, 36; 4-3, '44) parallel zur Längsachse der Rolle (31, 4-1) angeordnet sind, so daß die mit ihnen ausgeübten magnetischen Kräfte über die Länge der Rolle (31, 4-1) gleichmäßig verteilt .sind.
4-. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein stationärer Permanentmagnet (33) im Inneren der Rolle (31) nahe dem untersten Teil der Entwicklungszone (C) angeordnet ist und eine Anziehung von Entwicklerstoff auf die Rollenoberfläche nach dessen Durchgang durch die

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Entwicklungszone (C) bewirkt.
5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenoberfläche an einer der Entwicklungszone. (G) abgewandten Seite ein Abstreichelement (14) zugeordnet ist, das einen Teil des an der . Rollenoberfläche gebundenen Entwicklerstoffs entfernt und eine gleichmäßige Kaskadierung bewirkt.

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6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei'drehbare Rollen (31, 41) vorgesehen sind, daß die erste Rolle (31) im'Vorratsbereich. (24) und nahe der Entwicklungszone (G) angeordnet ist, daß die zweite Rolle (41) nahe der ersten Rolle (31) und nahe der Stelle über der Entwicklungszone (C) angeordnet ist, daß beide Rollen (31, 41) einen Abstand zueinander haben und jeweils in ihrem Inneren mit Vorrichtungen (33, 34, 36; 43, 44) zur Erzeugung von Magnetfeldern versehen sind, die eine Bindung des Entwicklerstoffs an der ersten Rolle (31) zwischen dem Vorratsbereich (24) und dem der zweiten Rolle (41) zugewandten Teil der ersten Rolle (31) und eine Mndung des Entv/icklerstoffs auf der zweiten-Rolle (41). zwischen

w dem der ersten Rolle (31) zugewandten Teil der -zweiten Rolle (41) und der Stelle über der Entwicklungszone (G) bewirken, und daß die Antriebsvorrichtung die Rollen (31, 41) derart dreht, daß der Entwicklerstoff aus dem Vorratsbereich (24) an die Stelle über der Entwicklungszone (C) befördert und von dort aus über den Bildträger (10) kaskadiert und in den Vorratsbereich (24).zurückgeführt wird.

y. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch rekonnzeichnet, da'? der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Rolle'(31, 41) 5,- mm bis 7,9 nun beträgt.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hollen (31, 41) gleichen Durchmesser haben und mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rollen (31, 41) gleichen Durchmesser haben und daß die erste Rolle (31) schneller als die zweite Rolle (41) gedreht wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der ersten Rolle (31) den ca. 1,5fachen Wert der Geschwindigkeit der zweiten Rolle (41) hat.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere drehbare Rolle nahe der Entwicklungszone (G) zwischen der ersten und der zweiten Rolle (31, 41) angeordnet und von diesen durch einen Spalt getrennt ist, daß Vorrichtungen zur Erzeugung von Magnetfeldern an der

^ v/eiteren Rolle vorgesehen sind, die eine Bindung des Entwicklerstoffs an der v/eiteren Rolle zwischen der ersten und der zweiten Rolle (31, 41) bewirken, und daß die Antriebsvorrich- fj

^₁. tung die v/eitere Rolle derart dreht, daß ihre Oberfläche aus ■'"' dem Bereich der zweiten Rolle (41) an der Entwicklungszone (C) vorbei in den Bereich der ersten Rolle (31) bewegt wird, v/odurch der Entwicklerstoff von der ersten (31) über die v/eitere zur zweiten Rolle (41) übertragen wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollen (52, 53? 5^) zwischen der ersten (51) und der zweiten Rolle (56) drehbar angeordnet und jeweils zur benachbarten Rolle durch einen Spalt getrennt : sind, daß alle Rollen in übereinstimmender Richtung gedreht , werden und -jeweils mib Vorrichtungen zur Erzeugung von Magnet-

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feldern versehen sind, die einen Transport des Sntv/icklerstoff s von Rolle zu Rolle bev/irken, und daß· der Snfev/icklerstoff bei Drehung der Rollen (51 bis .56) durch die Antriebsvorrichtunn von der ersten Rolle (51) über die Zv/ißchenrollen (52, 53, 5^Ji·-) zur zweiten Rolle (56) übertragen wird.

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