DE2143039C3 - Entwicklereinrichtung für elektrophotographische Kopiergeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklereinrichtung für elektrophotographische Kopiergeräte, die einen Tonerflüssigkeit aufnehmenden Trog mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende sowie dazwischen angeordne:- ten Führungsmitteln enthält, mit denen das zu entwickelnde Aufzeichnungsmaterial längs einer im wesentlichen kreiszylindrischen Bahn mit der belichteten Seite zur Krümmungsinnenseite durch den Trog hind'irchgeleitet wird, sowie eine Intensivierungselektrode mit querverlaufenden Erhebungen, deren Scheitel, die eine zu den Führungsmitteln innerhalb des Troges im wesentlichen parallel verlaufende, zylindrische Hüllflächs aufweisen, dem durch die Führungsmittel geführten Aufzeichnungsmaterial mit geringem Abstand gegenübertreten und zwischen sich endseitig offene Zwischenräume einschließen, die unmittelbar an die verengten Bereiche anschließende Reservoire für die Tonerflüssigkeit bilden.

Bei einer aus der USA-Patentschrift 34 15 223 bekannten derartigen Entwicklereinrichtung weist die Intensivierungselektrode auf der dem Aufzeichnungsmaterial zugewandten Seite eine Anzahl nahe beieinanderliegender, querverlaufender Rollen auf, die, gegenüber dem Aufzeichnungsmaterial von hydrodynamischen Kräften getragen, zwischen seitlichen Führungs- und Kontaktfedern gelagert sind. In den zwischen diesen Rollen und dem Aufzeichnungsmaterial befindlichen Räumen soll sich eine Zirkulation der Tonerflüssigkeit einstellen, wodurch einer lokalen Verarmung an Toner vorgebeugt wird.

Der Zweck einer Intensivierungselektrode besteht schlechthin darin, daß sie einen entgegengesetzten Pol für die Bereiche elektrostatischer Aufladung des Aufzeichnungsmaterials bildet, der eine Intensivierung des elektrischen Feldes, eine Vermeidung des sog. Franseneffekts und eine Orientierung der elektrischen Feldlinien mit sich bringt, so daß diese annähernd senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials verlaufen. Durch die nahe an das Aufzeichnungsmaterial heranreichenden Rollen soll noch eine Verstärkung des Intensivierungseffekts erreicht und zudem ein gleichmäßigerer Tonerniederschlag gewährleistet werden. Dagegen ist die bekannte Elektrodenausführung aufwendig, und zudem bereitet die Kontaktierung der Rollen über die seitlichen Federn Schwierigkeiten, da für diese in der dielektrischen Tonerflüssigkeit ähnliche hydrodynamische Tragkräfte zur Wirkung kommen, wie sie auch am Rollenumfang auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen, d. h. eine ebenso intensiv und gleichmäßig wirksame, dazu aber einfach herstellbare Elektrodenform anzugeben, bei der die Erdung der dem Aufzeichnungsmaterial benachbarten Erhebungen keine Schwierigkeiten bereitet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Intensivierungselektrode einstückig ausgebildet ist und die Erhebungen aus Rippen bestehen, die ein sägezahnförmiges Profil mit dem Eintrittsende des Troges zugewandten schrägen Ranken und dem Austrittsende zugewandten, im wesentlichen radialen S Steilflanken aufweisen.

Durch das sägezahnförmige Profil sind die den geringen Abstand ermöglichenden hydrodynamischen Tragkräfte, wie auch die Zirkulation der Tonerflüssigkeit gleichfalls gewährleistet, ohne daß es hierzu einer mehrteiligen Elektrode bedarf. Da die Elektrode nur aus einem einzigen, festen Teil besteht, bereitet die Kontaktierung keinerlei Schwierigkeiten.

Eine solche Elektrode kann in einfacher Weise aus einem ggf. hohlen Strangpreßprofil hergestellt werden. Eine besonders gleichmäßige und intensive Versorgung des unter der Elektrode liegenden Entwicklungsbereiches läßt sich dadurch erzielen, daß d»e Tonerflüssigkeit dem Trog durch einen Spalt über dem Eintrittsende der Elektrode zugeführt wird. Diese und weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Von diesen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die betreffende Entwicklereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. la einen schematisierten und dazu abgebrochenen Schnitt entsprechend der Linie 1 a-1 a in F i g. 1,

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt gemäß der Linie 2-2in Fig. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1, der die Ausbildung der Intensivierungselektrode gegenüber der Aufzeichnungsmaterialbahn erkennen läßt,

F i g. 4 einen schematischen Schnitt entsprechend der Linie 4-4 in Fig.3, der den Verlauf der elektrischen Feldlinien zeigt, denen die Tonerpartikeln bei der Anlagerung an das Aufzeichnungsmaterial feigen, und

F i g. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 im Bereich des Eintrittsendes des Troges.

Die in F i g. 1 gezeigte Entwicklereinrichtung 10 entspricht mit der Wanne 11 und dem darauf aufgesetzten Trog 12, wobei beide Teile aus Kunststoff geformt sein können, einer mehr oder weniger typischen Ausführung. Der Trog ha* eine zylindrische Form und enthält Führungsmittel für das Aufzeichnungsmaterial in Gestalt mehrerer nebeneinanderliegender, glattwandiger Führungsrippen 13, die an die Innenwand des Troges angeformt sind. Diese Rippen 13 bilden zusammen eine zylindrische Führungsfläche 14 (vergl. Fig.4), die vom Eintrittsende 15 bis zum Austrittsende 16 des Troges verläuft.

Der Trog enthält eine Füllung 20 von Tonerflüssigkeit, die im Betrieb des Geräts von einer Kammer 21 in der Wanne 11 durch ein Rohr 22 und eine Mündung 23 umgepumt wird. Nicht gezeigte Überlauföffnungen am Ende des Troges gestatten die Rückkehr überschüssiger Tonerflüssigkeit in die Kammer 21. Zum Verständnis der Erfindung genügt es anzunehmen, daß der Trog die dargestellte Füllung 20 der Tonerflüssigkeit enthält deren Größe im wesentlichen unverändert bleibt.

Zur Hindurchführung von Aufzeichnungsmaterialbogen 30 durch den Trog sind an dessen Eintrittsende 15 zwei von einem Motor M angetriebene, horizontale gende Transportrollen 31 vorgesehen, die das Aufzeichnungsmaterial abwärts und dabei so fördern, daß es unmittelbar zur Anlage an der Führungsfläche 14 innerhalb des Troges kommt. Unter normalen Bedingungen ist das Aufzeichnungsmaterial auf Grund seiner Steifigkeit stets bestrebt, einer Bahn von maximalem Krümmungsradius zu folgen, so daß es ohne weiteres bis zum Austrittsende 16 des Troges an der Führur.gsfläche 14 in Anlage bleibt. An dieser Stelle wird das Aufzeichnungsmaterial von zwei weiteren Transportrollsin 32 ergriffen, die mit im wesentlichen gleicher Umfangsgeschwindigkeit von dem Motor Af angetrieben werden. Zumindest eine dieser Transportrollen 32 hat eine elastische Oberfläche, um die überschüssige Tonerflüssigkeit in eine Tasche 33 des Troges 12 abzuquetschen. Hinter den Transportrollen 32 wird das bereits im wesentlichen trockene Aufzeichnungsmaterial in üblicher Weise einem Strom warmer Luft ausgesetzt, bevor es in eine Ablage abgeworfen wird.

Erfindungsgemäß ist nun innerhalb der Tonerflüssigkeitsfüllung 20 eine metallische Intensivierungselektrode 40 vorgesehen, die mit einem D-förmigen Querschnitt aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Teil 41 und einem flachen Teil 42 besteht. Der hohlzylindrische Teil 41 besitzt eine Oberfläche, die im wesentlichen parallel zu der Führungsfläche 14 innerhalb des Troges 12 verläuft. In ihr sind Rippen 43 sägezahnförmigen Profils ausgebildet, die mit Scheitelflächen 44 in geringem Abstand dem Aufzeichnungsmaterial 30 gegenübertreten. Des weiteren sind die Rippen 43 von jeweils einer Schrägfläche 45 und einer im wesentlichen radialen Steilfläche 46 begrenzt, womit sie zwischen sich endseitig offene Nuten 47 bilden. Diese letzteren steilen Reservoire für die Tonerflüssigkeit dar, die sich unmittelbar an die verengten Bereiche 48 in Höhe der Scheitelflächen 44 anschließen. Die Schrägflächen 45 sind dem Eintrittsende 15 des Troges zugewandt, um eine Mitführung der Tonerflüssigkeit aus den Nuten 47 mit dem Aufzeichnungsmaterial 30 zu erleichtern. Darüber hinaus stellen diese Schrägflächen 45 sicher, daß das Aufzeichnungsmaterial ungehindert, d. h. ohne Anstoßen seiner Führungskanten an den Rippen 43 durch die Entwicklereinrichtung hindurchtritt.

Die Rippen 43 erstrecken sich über die gesamte Länge der Elektrode 40 und über die Breite der Aufzeichnungsmaterialbahn hinaus. Die ganze Elektrode 40 kann aus einem Strangpreßkörper aus Aluminium od. dgl. bestehen.

Der Abstand der Scheitelflächen 44 von der Führungsfläche 14 beträgt beispielsweise etwa 1,27 mm. Nimmt man an, daß das Aufzeichnungsmaterial 30 eine Stärke von 0,10 mm besitzt, so verbleibt ein freier Raum von etwa 1,17 mm, mit dem das Anhaften des Aufzeichnungsmaterials an den Rippen 43 vermieden wird.

Um den Ablauf des Entwicklungsvorganges besser zu verstehen, sei auf F i g. 4 Bezug genommen, die in stark vergrößerter Form einen kleinen Ausschnitt aus dem Aufzeichnungsmaterial 30 zeigt. Dieses besteht aus einer lichtempfindlichen Schicht 30a aus Zinkoxydpartikeln innerhalb eines dielektrischen Bindemittels auf einem Träger 30b aus Papier. Infolge der vorausgegangenen Aufladung und Belichtung trägt das Aufzeichnungsmaterial ein latentes Ladungsbild in Form negativ geladener Zonen, deren eine mit 50 bezeichnet ist. Diese negativ geladenen Zonen sind bestrebt, in unmittelbar gegenüberliegenden Bereichen der Intensivierungselektrode 40 eine positive Ladung 51 zu induzieren. Daraus entstehen Feldlinien eines elektrischen Feldes, die mit 52 bezeichnet sind und im wesentlichen vertikal zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials verlaufen. Das

elektrische Feld stellt in bezug auf in der Tonerflüssigkeit kolloidal suspendierte Tonerpartikeln, wie sie mit 53 bezeichnet sind, ein Kraftfeld dar. Der Träger der Tonerflüssigkeit kann aus einem Erdöldestillat, aus Freon oder aus einem sonstigen dünnflüssigen dielektri- s sehen Medium bestehen, das sich nach dem Verlassen der Entwicklereinrichtung durch das Aufzeichnungsmaterial rasch verflüchtigt. Jedenfalls werden die positiv geladenen Tonerpartikeln durch das Kraftfeld, den Feldlinien folgend, an der Oberfläche der Schicht 30a angelagert, um die aufgeladenen Zonen derselben einzufärben, bis sich die Ladung neutralisiert hat. Die intensivste Anlagerung erfolgt naturgemäß im Bereich der ersten Rippen 43 der Intensivierungselektrode. Der Vorbeigang des Aufzeichnungsmaterials an den übrigen Rippen stellt sicher, daß auch die gänzlich unbelichteten Zonen vollständig eingefärbt werden.

Über die mehreren aufeinanderfolgenden Bereiche der Intensivierung des elektrischen Feldes begünstigt die sägezahnförmige Oberflächengestaltung der hier beschriebenen Intensivierungselektrode 40 die Mitführung frischer Tonerflüssigkeit in die verengten Bereiche zwischen der Elektrode und dem Aufzeichnungsmaterial. Wie die in F i g. 3 eingezeichneten Pfeile andeuten, wird mit der Bewegung des Aufzeichnungsmaterials 30 Tonerflüssigkeit aus den endseitig offenen Nuten 47 in die verengten Bereiche 48 hineingezogen. Weiterhin bewirken die Schrägflächen 45, daß im Falle von Aufzeichnungsmaterialbogen, deren Führungskante bestrebt ist, sich nach der Intensivierungselektrode 40 hin einzurollen, diese Führungskante auf den Schrägflächen 45 aufgleitet, so daß es nicht zu einem Anstoßen, Einrollen und schließlichen Festsetzen des Aufzeichnungsmaterials kommen kann.

Das in den Nuten 47 gespeicherte Flüssigkeitsvolumen kann sich durch die offenen Enden der Nuten austauschen. Hinzu kommt daß ja die Nuten nicht stets von dem Aufzeichnungsmaterial bedeckt sind, sondern zwischen den aufeinanderfolgenden Bogen zu dem Raum zwischen den Führungsrippen 13 des Troges offenstehen. Durch die hierdurch mögliche Zirkulation wird die Tonerkonzentration stets auf einem gleichmäßigen, hohen Niveau gehalten.

Die Vervielfachung der Bereiche der Feldintensivierung am Umfang der Elektrode, der dortige geringere Elektrodenabstand und die dennoch gewährleistete fortlaufende Nachführung frischer Tonerflüssigkeit in diesen Bereichen führt zu einer zulässigen Verkürzung des Entwicklungsvorganges beinahe um den Faktor 2 im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen. Es hat sich gezeigt, daß mit der Erfindung eine Durchlaufgeschwindigkeit des Aulzeichnungsmaterials von etwa 15 cm/sec erreicht werden kann, wobei die Länge der Bahn in dem Trog nur 10 bis 13 cm beträgt. Dies setzt natürlich voraus, daß eine Einrichtung zur periodischen Ergänzung der Tonersubstanz in der in den Trog 12 gelangenden Tonerflüssigkeit vorgesehen ist, um dort eine stets im wesentlichen gleichbleibende Tonerkonzentration aufrechtzuerhalten. Eine solche Einrichtung, mit der Tonersubstanz von Zeit zu Zeit automatisch nachgeführt wird, ist beispielsweise in der US-PS 33 68 525 beschrieben.

Um die Einführung des Aufzeichnungsmaterials in den Trog 12 noch weiter zu erleichtern, ohne daß dieses mit der Elektrode 40 in Berührung tritt, ist in dem beschriebenen Beispiel am Eintrittsende 15 eine zusätzliche Führung vorgesehen. Der Trog 12 ist mit einer Abdeckung 60 ausgestattet, die aus Kunststoff oder einem sonstigen Isoliermaterial bestehen kann. Wie vergrößert in Fig.5 dargestellt, ist an der Abdeckung 60 am Eintrittsende 15 des Troges eine Führungsfläche 61 vorgesehen, die geringfügig über die erste Rippe 43 der Elektrode hervortritt. Sollte ein Aufzeichnungsmaterialbogen beim Verlassen der Rollen 31 nicht gerade nach unten laufen, wie dies in F i g. 5 angedeutet ist, so wird seine Führungskante von der Führungsfläche 61 aufgefangen und gegen die Führungsfläche 14 des Troges geleitet. Ist der Bogen einmal durch die Tonerflüssigkeit naß geworden, so bleibt er erfahrungsgemäß bis zum Verlassen des Troges an der letzteren. Die zusätzliche Führungsflächc verhindert somit eine Streifenbildung oder sonstige Unregelmäßigkeiten, wie sie zuweilen auf Grund eines Kontaktes des Aufzeichnungsmaterials mit der Elektrode zu beobachten sind.

Zwischen der Unterkante der Führungsfläche 61 und dem Teil 42 der Elektrode ist im übrigen ein Spalt 62 vorhanden, durch den die umgewälzte bzw. ergänzte Tonerflüssigkeit in den Trog auszutreten vermag. Die dort austretende Tonerflüssigkeit gewährleistet zum einen eine besonders zweckmäßige Versorgung des unter der Elektrode liegenden Entwicklungsbereiches und trägt zum anderen zusätzlich dazu bei, daß das Aufzeichnungsmaterial an der Führungsfläche 14 zut Anlage kommt.

Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich, wie gesagt nicht auf neue Geräte bzw. Entwicklereinrichtungen. Da die meisten Entwicklereinrichtungen Tröge mil zylindrischer Führungsfläche besitzen, kann die vorausgehend beschriebene Elektrode jederzeit in solche Entwicklereinrichtungen eingebaut werden, ohne daC hierzu tiefgreifende Änderungen vorzunehmen wären Damit lassen sich bei vorhandenen Geräten zumindest die Zuverlässigkeit und die Brillanz der Kopien mi minimalen Kosten wesentlich steigern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Entwicklereinrichtung für elektrophoiographische Kopiergeräte, die einen Tonerflüssigkeit aufnehmenden Trog mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende sowie dazwischen angeordneten Führungsmitteln enthält, mit denen das zu entwickelnde Aufzeichnungsmaterial längs einer im wesentlichen kreiszylindrischen Bahn mit der belichteten Seite zur Krümmungsinnenseite durch den Trog hindurchgeleitet wird, sowie eine Intensivierungselektrode mit querverlaufenden Erhebungen, deren Scheitel, die eine zu den Führungsmitteln innerhalb des Troges im wesentlichen parallel verlaufende, zylindrische Hüllfläche aufweisen, dem durch die Führungsmittel geführten Aufzeichnungsmaterial mit geringem Abstand gegenübertreten und zwischen sich endseitig offene Zwischenräume einschließen, die unmittelbar an die verengten Bereiche anschließende Reservoire für die Tonerflüssigkeit bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensivierungselektrode (40) einstükkig ausgebildet ist und die Erhebungen aus Rippen (43) bestehen, die ein sägezahnförmiges Profil mit dem Eintrittsende (15) des Troges (12) zugewandten schrägen Flanken (45) und dem Austrittsende zugewandten, im wesentlichen radialen Steilflanken (46) aufweisen.

2. Entwicklereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (43) der Intensivierungselektrode (40) seitlich über die Bahn des Aufzeichnungsmaterials (30) überstehen.

3. Entwicklereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensivierungselektrode (40) ein hohier Strangpreßkörper aus Aluminium od. dgl. mit im werentlichen D-förmigen Querschnitt ist.

4. Entwicklereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Troges (12) von der zylindrischen Oberfläche der Intensivierungselektrode (40) einen gleichmäßigen Abstand einnimmt.

5. Entwicklereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Inneren des Troges (12) befindlichen Führungsmittel aus einer Mehrzahl glattwandiger, in Umfangsrichtung verlaufender Rippen (13) bestehen, die vorzugsweise an die Innenwand des Troges angeformt sind.

6. Entwicklereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintrittsende (15) des Troges (12) ein Transportrollenpaar (31) so angeordnet ist, daß das daraus hervortretende Aufzeichnungsmaterial (30) gegen die Führungsmittel (13) gelenkt wird.

7. Entwicklereinricntung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Austrittsende (16) des Troges (12) ein Transportrollenpaar (32) befindet, durch welches das entwickelte Aufzeichnungsmaterial (30) aus dem Trog abgezogen wird.

8. Entwicklereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintrittsende (15) des Troges (12) ein Isolator (60) mit einer an der Intensävierungselektrode (40) sxmI entlanglaufenden, geringfügig über diese radial hervortretenden Führungsfläche (61) vorgesehen ist.

9. Entwicklereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintrittsende (15) des Troges (12) ein an der Intensivierungselektrode (40) axial entlanglaufender Eintrittsspalt (62) für die Tonerflüssigkeit auftritt.

10. Entwicklereinrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsspalt (62) einerseits von der Intensivierungselektrode (40) selbst, andererseits von dem Isolator (60) begrenzt ist.