DE2146152A1

DE2146152A1 - Entwicklungsverfahren für latente elektrostatische Bilder und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2146152A1
Application number: DE19712146152
Authority: DE
Inventors: Frank Y. Webster N.Y. Yang (V.StA.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-15
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1357149A; US3654900A; CA949821A

Description

Patentanwälte Dipi.-Ing. F. Weickvan^, 2146152

D1PL.-ING. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke D1PL.-ING. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

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X3R0X CORPORATION Xerox Square Rochester, N.Y. 14 603 USA

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

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Entwicklungsverfahren für latente elektrostatische Bilder und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Entwicklungsverfahren für latente elektrostatische Bilder, bei dem der Aufzeichnungsträger an einem Toner und Trägerteilchen enthaltenden, auf einer bewegten Trägerfläche in einem Fließbettzustand gehaltenen Sntwicklerstoff vorbeibewegt wird und eine Anziehung des Toners durch das latente elektrostatische Bild auf dem Aufzeichnungsträger erfolgt.

Eine besondere Ausführungsform der elektrostatografischen Aufzeichnungstechnik ist das elektrofotografische Verfahren, wie es grundsätzlich durch die US-Patentschrift 2 297 691 bekannt ist. Es arbeitet mit einer elektrofotografischen Aufzeichnungsfläche, die aus einer fotoleitfähigen Isolierstoffschicht auf leitfähiger Unterlage gebildet ist. Dieser Aufzeichnungsträger wird zur Erzeugung eines elektrostatischen Bildes gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem Lichtmuster eines zu reproduzierenden Bildes bestrahlt. Dadurch wird er in den bestrahlten Flächenteilen entladen, während die nicht entladenen Flächenteile ein elektrostatisches

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Ladungsmuster erzeugen, welches dem bei der Bestrahlung verwendeten Lichtbild des zu reproduzierenden Bildes entspricht. Dieses Bild wird auch als latentes elektrostati- ■ sches Bild bezeichnet.

Das latente elektrostatische Bild kann durch Berührung mit einem fein verteilten, elektrostatisch anziehbaren Material, beispielsweise mit einem Kunstharzpulver, entwickelt werden. Dieses auch als Toner bezeichnete Pulver wird durch die elektrostatischen Ladungen auf dem Aufzeichnungsträger in bildmäßiger Verteilung festgehalten. An den Stellen größter Ladungsdichte wird das meiste Tonerpulver abgelagert, an den Stellen geringster Ladungsdichte wird kein oder nur wenig Tonerpulver gebunden. Auf diese ¥eise entsteht ein Tonerbild, dessen Verteilung derjenigen des zu reproduzierenden Bildes bzw. des Strahlungsbildes entspricht. Das Tonerbild kann dann auf ein Papierblatt oder einen anderen Bildträger übertragen und auf diesem zur Bildung eines dauerhaften Druckes fixiert werden.

Das elektrostatisch anziehbare Material, welches in einem elektrofotografischen Entwicklerstoff verwendet wird, besteht üblicherweise aus einem pigmentierten Kunsthazpulver, dem sogenannten Toner, und einem gröberen, als Trägerteilchen bezeichneten Material. Die Trägerteilchen sind normalerweise mit einem Material beschichtet, welches in der reibungselektrischen Reihe einen Abstand gegenüber dem Tonermaterial hat, so daß eine reibungselektrische Ladung zwischen dem Tonerpulver und dem Trägermaterial erzeugt wird. Diese Ladung verursacht ein Anhaften des Toners an den Trägerteilchen* Diese haben ferner die Funktion einer mechanischen Steuerung, durch die der Toner leicht gehandhabt und in Kontakt mit der bestrahlten Oberfläche des elektrofotografischen Aufzeichnungsträgers gebracht v/erden kann. Die Tonerteilchen v/erden dann von dem elektrostatischen

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Bild aiigczo;|cr: und erzeugen ein sichtbares Tonerbild auf -; -:M Aufzeichnungsträger.

Die ;ntv/icklunc eines latenten elektrostatischen Bildes c^;u3'*ch mechanische erzeugung eines Fließbettes mit einem aus zv/ei Komponenten bestehenden Entwickler stoff ist durch die US-Patentschriften 3 330 437 und 3 393 663 bekannt. Hierbei wird eine Menge eines Zweikomponentenentwicklers der vorstehend beschriebenen Art unter einer mit einem !"tenten elektrostatischen Bild versehenen Aufzeichnungsfläche mit einer so hohen Geschwindigkeit in Vibration versetzt, daß ein Fließbettzustand des Ijitwicklerstoffs erzeugt wird. Die Eildeiitwicklung erfolgt dadurch, daß der Toner aus diesem Fließbett in die Bildflächenteiie angezogen wird. Jede der hierzu bekannten Vorrichtungen arbeitet zur Zuführung des Toners in das Trägermaterial mit einem Zirkulati, -lsverfahren, welches ähnlich einem Verfahren ausgebildet ist, das zur Zuführung des Toners in Trägermaterial bei der sogenannten Kaskadierungsentwicklung ausgebildet ist. Dabei wird das Trägermaterial durch einen Vorratsbereich geführt, aus dem es dann nach Auffrischung nit co·rn Toner wieder der Sntwicklungszone zugeführt wird. Durch das Erfordernis der dauernden Zirkulation des Trägermaterials hat eine Vorrichtung, die mit einem Fließbettverfahren arbeitet, dieselben !lachteile wie eine Kaskadierungsvorrichtung, d.h. es ist ein großer Raumbedarf für eine Entwicklungsvorrichtung und ein hoher mechanischer Aufwand für die Zirkulationsbewegung erforderlich. Ferner erzeugen die Trägerteilchen sowie nicht verbrauchte Tonerteilchen, die durch ihre Schwerkraft in den Vorratsbereich zurückfallen, eine Wolke aus Tonerteilchen, die eine unerwünscht starke Ablagerung in den Hintergrundflächen des entwickelten Bildes zur Folge hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Entwicklungsverfahren zu schaffen, A^elches gleichfalls

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unter Anwendung eines Fließbettes arbeitet. Dieses Verfahren soll insbesondere verstärkte Hintergrundablagerungen vermeiden und eine gleichmäßige Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder gewährleisten.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Toner durch eine Vielzahl Öffnungen in der Trägerfläche zugeführt wird, deren Größe geringer als die der Trägerteilchen und größer als die der Tonerteilchen ist, so daß auf der Trägerfläche ein durch Toner laufend aufgefrischter Vorrat an Trägerteilchen verbleibt.

Eine Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder nach der Erfindung erfolgt also derart, daß der Toner laufend durch die Zuführungsöffnungen hindurch in das Trägermaterial eingeführt wird, so daß eine kontinuierliche Zirkulation des Trägermaterials zur Aufrechterhaltung eines gewissen Tonervorrates in der Entwicklungszone nicht mehr erforderlich ist.

Eine Entwicklungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist zweckmäßig derart aufgebaut, daß die Trägerfläche für den Entwicklerstoff als eine Wand eines Tonerbehälters ausgebildet ist, in den die Zuführungsöffnungen für den Toner einmünden, und daß der Tonerbehälter mit einem Pulverwolkengenerator verbunden ist, der eine Tonerströmung in Form einer Pulverwolke erzeugt und diese durch den Tonerbehälter und die Zuführungsöffnungen leitet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine, die mit der erfindungsgemäßen Entwicklung arbeitet,

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Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer nach der Erfindung arbeitenden Entwicklungsvorrichtung und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der nach dem Verfahren gemäß Fig. 2 arbeitenden Entwicklungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine elektrostatografische Reproduktionsmaschine dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Bildentwicklung arbeitet. Die Maschine enthält einen Aufzeichnungsträger, der beispielsweise die Form eines Zylinders hat und auf leitfähiger Unterlage eine fotöleitfähige Isolierstoffschicht aufweist. Der Zylinder ist auf einer Achse 11 oder einem anderen Lagerelement drehbar gelagert und kann durch eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise · durch einen (nicht dargestellten) Elektromotor o.a. gedreht werden. Vorzugsweise ist der Zylinder, insbesondere die leitfähige Unterlage, elektrisch geerdet. Die Aufzeichnungsfläche des Zylinders 10 wird durch dessen Drehung an den verschiedenen elektrofotografischen Verfahrensstationen vorbei bewegt, die so angeordnet sind, daß bei dieser Bewegung auf der Zylinderoberfläche ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Bei Verwendung einer fotoleitfähigen Isolierstoffschicht als Aufzeichnungsträger können diese VerfahrensStationen eine Ladevorrichtung zur Sensitivierung, eine Belichtungsvorrichtung und eine Reinigungsvorrichtung umfassen. In Fig. 1 ist eine Ladestation 14 dargestellt, an der eine Korona-Entladungsvorrichtung 15 angeordnet ist, welche vorzugsweise einen oder mehrere Korona-Entladungsdrähte 16 innerhalb einer Abschirmung 17 enthält, die mit einer Hochspannung gespeist werden, welche beispielsweise eine positive Gleichspannung von mehreren . 1000 Volt liefert. Die an die Korona-Entladungsvorrichtung angeschaltete Spannung ist üblicherweise so hoch, daß sie eine Luftionisation um die Korona-Entladungsdrähte herum

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erzeugt. Sie liegt im allgemeinen in der Größenordnung von mehreren 1000 Volt, beispielsweise beträgt sie bei einer Vorrichtung der durch die US-Patentschrift 2 777 bekannten Art 5000 bis 10 000 Volt.

Auf die Ladestation folgt eine Belichtungsstation 18, an der eine Vorrichtung zur Projektion oder andersartigen Einwirkung eines Licht- oder optischen Bildes auf die Oberfläche der elektrofotografischen Trommel vorgesehen ist. Die Belichtungs station kann einen Projektionsmechanismus mit Schlitzblende umfassen, durch den ein bewegtes Bild eines Mikrofilms oder eines ähnlichen Bildträgers auf die Trommeloberfläche projiziert wird. Ferner kann auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die die Informationen von Schriftstücken oder anderen Originalbildern oder das Bild einer Kathodenstrahlröhre o.a. auf die Trommeloberfläche projiziert. Gemäß den Ausführungen der US-Patentschrift 2 297 691 bewirkt die gleichzeitige Erzeugung eines elektrischen Feldes und die Einwirkung einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung auf die Trorameloberfläche die Erzeugung eines elektrostatischen Bildes, welches durch Ablagerung fein verteilter und geladener Teilchen sichtbar gemacht bzw. entwickelt werden kann.

An der Entwicklungsstation 21 ist zur Entwicklung des erzeugten latenten elektrostatischen Bildes eine Vorrichtung angeordnet, die gemäß der Erfindung arbeitet und im folgenden beschrieben wird.

Auf die Entwicklungsstation folgt eine Bildübertragungsstation 27, an der z.B. eine Zuführungsrolle 28 für Bildträgermaterial, beispielsweise eine Papierrolle und eine Aufwickelrolle 29 vorgesehen sein kann. Ferner sind Führungsvorrichtungen o.a. zur Führung des Bildträgermaterials an die elektrofotografische Trommel vorgesehen.

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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, können hierzu Führungsrollen verwendet sein, die das Bildübertragungsband in Kontakt mit der elektrofotografischen Trommel bringen, und eine Bildübertragungsvorrichtung, beispielsweise eine Korona-Entladungselektrode 31f ist so angeordnet, daß an der Bildübertragungsstation 27 eine Übertragung des entwickelten 'j'oner bildes auf das Bildträgerband erfolgt. Vorzugsweise ist die Eildübertragungsvorriclitung wie die Korona-Entladun^svorriclitung an der Ladestation 14 ausgebildet, es können jedoch .-oich andere Übertragungsvorrichtungen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise durch die US-Patentschrift 2 C07 233 bekannt sind. Für den üblichen Fall der direkten Reproduktion bzw. der Positiv-Positiv-Bilderzeugung v/erden die Entladungsvorrichtung 15 und die Bildübertragungs-¹· elektrode 31 mit derselben Polarität gespeist, während für v.en Fall der Urakehrbilderzeugung entgegengesetzte Polaritäten verwendet werden, iwhe der BildUbertragungsstation und im Bewegungsbereich des Bildübertragungsbandes hinter der jildübertragungsstation ist eine Fixiervorrichtung 32 angeordnet, die mehrere Heizelemente 33 enthält, welche innerhalb eines Gehäuses 34 vorgesehen sind und das auf das Bildträgerband übertragene Tonerbild in dem Band einschmelzen. Es kann jedoch auch eine Dampffixiervorrichtung vorgesehen sein, wie sie beispielsweise durch die US-Patentschrift 2 776 907 bekannt ist.

Auf die Bildübertragungsstation folgt eine Reinigungsstation 36, die zwischen der Bildübertragungsstation und der Ladestation angeordnet ist und beispielsweise ein Reinigungselement mit einem faserigen Ilaterial enthält. Vorzugsweise ist hierzu eine drehbare Bürste 37 vorgesehen, die mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist und die elektrofotografisdK Trommeloberfläche abbürstet, so daß noch vorhandener restlicher Toner entfernt wird. Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise durch die

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US-Patentschrift 2 751 616 bekannt.

An der Entwicklung^station 21 ist ein !!ntwicklungsbehälter 51 vorgesehen, der mit Abstand zueinander angeordnete Seitenplatten 52 aufweist, die jeweils bei 53 mit einer Öffnung versehen sind. Ferner hat er eine untere gebogene Platte 54, die mit den Seitenplatten 52 verbunden ist, sowie eine mittlere gekrümmte Platte 55, die gleichfalls mit den Seitenplatten 52 verbunden ist und konzentrisch zur unteren Platte 54 liegt. Sie ist jedoch langer als die untere Platte 54. Ferner sind mit Abstand zueinander angeordnete innere Seitenplatten 56 vorgesehen, die mit der oberen Platte 55, der unteren Platte 54 und den Seitenplatten 52 verbunden sind. Die Seitenplatten 52, die Seitenplatten 56, die untere Platte % und die obere Platte 55 bilden einen Behälter 57, indem der Toner auf die Oberfläche der oberen Platte 55 in noch zu beschreibender Weise verteilt wird.

Der gesamte Behälter 51 ist zur oszillierenden Bewegung um die Achse 11 der Trommel 10 gelagert, wobei die obere Platte 55 konzentrisch und in geringem Abstand zur Umfangsfläche der Trommel 10 angeordnet ist. Hierzu sind die Seitenplatten 52 an den beiden Seiten der Trommel 10 auf der Achse mittels ihrer Öffnungen 53 so befestigt, daß der gesamte Behälter 51 um die Achse 11 frei eine Schwingungsbewegung durchführen kann.

Die obere Platte 55 trägt einen Zweikomponentenentwickler, der aus Tonerteilchen und Trägerteilchen bekannter Art besteht, und ist mit einer Vielzahl mit Abstaid zueinander angeordneter Öffnungen 53 versehen, die so groß sind, daß der fein verteilte Toner hindurchgeführt v/erden kann. Sie sind jedoch wiederum so klein, daß das Trägermaterial nicht hindurchfallen kann. Übliche Tonerarten haben eine mittlere

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Teilchengröße von 1 bis 30 Mikron, während das Trägermaterial eine mittlere Teilchengröße von 100 bis 800 Mikron hat, weshalb die Größe der Zuführungsöffnungen leicht so bemessen werden kann, daß der Toner hindurchgeleitet wird, ein Hindurchfallen des Trägermaterials jedoch verhindert wird. Die obere Platte 53 verläuft um die Umfangsfläche der Trommel 10 in einem so großen Bereich, daß der auf ihr vorhandene Entwicklerstoff nicht von ihr abfallen kann. Hierzu ist ein Teil der oberen Fläche der Platte 55 nicht mit Öffnungen versehen, so daß er eine Absperrung bewirkt. In diesem Bereich tritt also wenig oder keine Entwicklerstoffströmung auf, er liegt im allgemeinen dort,-wo die obere Platte 55 teilweise über die Ränder der unteren Platte 54 hinausragt. Eine Abdichtung, die zwischen der oberen Platte 55 und der Trommel 10 vorgesehen ist, kann an einem oder beiden Enden der oberen Platte 55 einen Austritt des Entwicklerstoffs aus dem Behälter 51 verhindern, eine solche Abdichtung, die die Trommeloberfläche berührt, muß jedoch nicht unbedingt vorhanden sein.

Die untere Platte 54 ist mit einer Eintrittsöffnung 59 versehen, welche mit einem Pulverwolkengenerator 61 verbunden ist. Dieser kann beispielsweise ein Aerosol erzeugen. Zur Verbindung ist eine flexible Leitung 62 vorgesehen, die das Tonermaterial in die Kammer 57 einführt und dessen Weiterführung auf die Oberfläche der Platte 55 durch die-Öffnungen 58 hindurch bewirkt. Der Pulverwolkengenerator ist vorzugsweise mit einer (nicht dargestellten) Steuervorrichtung, beispielsweise mit einer elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtung verbunden, die eine periodische und automatische Tonerzuführung steuert. Die Frequenz dieser Zuführung ist regulierbar, um eine Anpassung an die jeweils zu entwickelnden Bilder bzw. an den jeweiligen Tonerbedarf zu ermöglichen.

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Die beiden Seitenplatten 52 dienen als Halterung für mehrere Entwicklungselektrodendrähte 72, die gleichfalls auf einer zur Trommeloberfläche und zur Platte 55 konzentrischen Linie angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Drähten ist derart, daß der Entwicklerstoff leicht zwischen ihnen hindurchtreten kann. Die Elektrodendrähte sind in den Seitenplatten innerhalb eines ausgeschnittenen Bereiches 73 mittels Isolierstreifen 74 befestigt, die aus Polyurethanschaum o.a. bestehen können. Die Elektrodendrähte sind entweder mit einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) oder mit Erdpotential verbunden, so daß im Bereich der elektrofotografischen Trommel 10 ein elektrisches Feld erzeugt wird. Außerdem bewirken die Elektrodendrähte bei der Oszillationsbewegung zusammen mit den Seitenplatten eine Vibrationsbewegung des Entwicklerstoffs in der Entwick-lungszone, so daß sie die Beibehaltung des Fließbettzustandes im Entwicklerstoff begünstigen.

Eine -Schwingungsbewegung wird dem Behälter 51> also den Seitenplatten 52, der oberen Platte 55 und den Elektrodendrähten 72 mittels einer Bewegungsvorrichtung erteilt. Eine derartige Vorrichtung besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Gelenkarm 81, der an seinen Enden mit jeweils einem Lager 82 und 83 versehen ist. Das erste Lager 82 ist auf einem Zapfen S4 auf der Außenseite einer der Seitenplatten befestigt. Das zweite Lager 83 ist auf einem ähnlichen Zapfen 87 angeordnet, der an einem Motor 88 exzentrisch befestigt ist. Bei Drehung des Motors erfolgt eine Hin- und Herbewegung des Gelenkarmes 81 und der Seitenplatte 52. Da die Seitenplatten auf der Hauptantriebsachse 11 befestigt sind, werden sie konzentrisch zur Trommel 10 in Schwingungsbewegung versetzt. Diese erfolgt so schnell, daß die Masse des Zweikomponentenentwicklers zwischen Trommel 10 und oberer Platte 55 selbsttätig in einen Fließbettzustand gerät, den die Vibrationsbewegung

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der oszillierenden .llektrodendrähte und der gekrümmten oberen Platte 55 erzeugt. Die Fließbettmasse kommt dann in Kontakt mit der Bildfläche auf der Trommel 10.

Beim Betrieb der Anordnung wird also der aus Tonermaterial und Trägerteilcheii bestehende Zweikomponentenentwickler f'Ul der oberen Fläche der oberen Platte 55 durch die Scliwingungsbcwcgung des Gesamtbehälters 51 in den FließiDettzustand versetzt, durch diese im Fließbettzustand belindliche Ilasse wird die Trommel 10 in Kontakt hindurchbevegt, so daß eine Entwicklung des vorher auf ihr erzeugten latenten elektrostatischen Bildes erfolgt. Das während des .Intwicklungsvorganges verbrauchte Tonermatcrial wird mit dem Pulverwolkengenerator 51 laufend aufgefrischt, denn dieser bewirkt eine Zuführung zusätzlichen Toners in die Kammer 57 sowie auf die obere Platte 55 durch die Öffnungen 5c hindurch. Eine gleichmäßige Mischung des Tonermaterials unö. der i'rägerteilchen ist infolge des Fließbettzustandes des Entwicklerstoffs leicht zu erreichen. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Zirkulationsbewegung des Trägermaterials zur Aufrechterhaltung einer Tonervorratsmenge in der Entwicklungszone nicht erforderlich.

Eine weitere Ausführungsforra der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, die Reproäuktionsmaschine ist ähnlich wie in Fig. 1 aufgebaut, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im folgenden wird lediglich die in Fig. 2 und 3 gezeigte Entwicklungsstation beschrieben.

An der Entwicklungsstation 21' ist ein Entwicklungsbehälter 101 angeordnet. Dieser besteht aus mit Abstand zueinander angeordneten Seitenplatten 102 mit gekrümmten Kanten. Zwischen den Seitenplatten 102 ist eine untere gebogene Platte 103 und konzentrisch zu dieser eine obere gebogene

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Platte 104 angeordnet. Diese ist jedoch langer als die untere Platte 103. Ferner sind mit Abstand zueinander angeordnete innere Seitenplatten 105 vorgesehen, die zwischen der oberen Pl-atte 104 und der unteren Platte angeordnet und mit den Seitenplatten 102 verbunden sind. Die Seitenplatten 102, die Seitenplatten 105» die untere Platte 103 und die obere Platte 104 bilden eine Kammer 106, in der der Toner zur Zuführung auf die Oberfläche der oberen Platte 104 verteilt wird.

Ein gekrümmtes und in Vibrationsbewegung versetzbares Gitter 107 ist zwischen den Seitenplatten 102 konzentrisch mit der oberen Platte 104 angeordnet und an Isolierelementen 108 befestigt, die beispielsweise aus Polyethylenschaum o.a. bestehen. Das Gitter 107 ist geerdet oder mit einer Vorspannung beschaltet, so daß es als Entwicklungselektrode wirkt, Vielehe ein elektrisches Feld im Bereich des durch die Entwicklungsstation bewegten latenten elektrostatischen Bildes erzeugt. Das Gitter 107 hat eine Länge, die mit derjenigen der unteren Platte 103 übereinstimmt, so daß der über die Ränder der unteren Platte 103 hinausragende Teil der oberen Platte 104 in noch zu beschreibender Weise nicht innerhalb der Entwicklungszone an der Trommel 10' liegt. Die Öffnungen des Gitters 107 sind so groß, daß die Trägerteilchen zusammen mit dem Toner hindurchtreten können und eine Entwicklung des latenten Bildes auf der OberflLäche der Trommel 10' bewirken.

Die Seitenplatten 102 sind jeweils an jedem Ende mit Führungsstiften 111 versehen, die in Öffnungen 112 mit Abstand zueinander angeordneter Lagerplatten 113 auf den beiden Seiten der Trommel 10' angeordnet sind. Der Entwicklungsbehälter 101 ist in den Befestigungsplatten 113 derart gelagert, daß die gekrümmte obere Platte 104 konzentrisch und im geringen Abstand zur Trommel 10' angeordnet ist.

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Die Stifte 111 sind in den Öffnungen 112 der Lagerplatten 113 so angeordnet, daß das Entwicklungsgelläuse 101 eine Hin- und Herbewegung quer zur Trommel 10' durchführen kann, daß jedoch eine Längsbewegung zur Trommel 10' verhindert wird.

Die obere Platte 104 trägt einen Zweikomponentenentwickler, der aus Tonermaterial und Trägerteilchen bekannter Art besteht. Sie ist mit einer Vielzahl mit Abstand zueinander angeordneter Öffnungen 114 versehen, die so groß sind, daß der Toner hindurchtreten kann, daß die Trägerteilchen jedoch nicht hindurchfallen können. Die obere Platte 104 verläuft innerhalb eines Bereiches um den Umfang der Trommel 10' herum, der ein Austreten des auf ihr gelagerten Entwicklerstoffs aus dem Gesamtbehälter 101 verhindert, hierzu ist ein Teil der Platte 104 nicht mit Öffnungen versehen, so daß er eine abdichtende Wirkung erzeugt. In diesem Bereich tritt wenig oder keine Entwicklerstoffströmung auf. Es handelt sich dabei um diejenigen Teile der oberen Platte 104, die über die Ränder der unteren Platte 103 hinausragen. Eine Abdichtung, die in Berührung zwischen der Platte 104 und der Trommel 10· angeordnet ist, kann an einem oder beiden Enden der Platte 104 vorgesehen sein, so daß sie den Austritt des Entwicklerstoffs aus dem Entwicklungsbehälter 101 verhindert, im allgemeinen ist eine solche Dichtung jedoch nüit erforderlich.

Die untere Platte 103 ist mit einer Eintrittsöffnung 115 versehen, welche mit einem Pulverwolkengenerator 116 über eine flexible Leitung 117 verbunden ist. Der Pulverwolkengenerator führt das Tonermaterial in die Kammer 106 und von dort aus auf die Oberfläche der oberen Platte 104, indem es durch die Öffnungen 114 hindurchtritt.

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Eine Wechselbewegung in Richtung quer zur Bevregung der Trommel 10' wird dem Entwicklungsbehälter 101 mittels einer geeigneten Bewegungsvorrichtung erteilt. Diese besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Notor 121, der neben einer der Lagerplatten 113 befestigt ist und auf seiner Welle eine Antriebsscheibe 122 trägt. Diese ist mit einer der Seitenplatten 102 über eine Verbindungsstange verbunden, die auf ihr exzentrisch befestigt ist. Bei Drehung des Motors 121 erfolgt dal. =r eine Hin- und Herbewegung des Entwicklungsbehälters 101 quer zur Bewegungsrichtung der Trommel 10'.

Bein Betrieb der Anordnung läuft der Hot or 121 mit einer Geschwindigkeit, die das Sntwicklungsgehäuse 101 so schnell bewegt, daß die so erzeugte Vibrationsbewegung des Gitters 107 und der oberen Platte 104 einen Fließbettzustand des Zweikomponentenentwicklers auf der oberen Platte 104 zur Folge hat. Der Entwicklerstoff bewegt sich dabei in Berührung mit der rotierenden Trommel 10' und entwickelt das latente elektrostatische Bild, welches zuvor auf der Trommeloberfläche erzeugt wurde. Das Gitter 107 wirkt während des Entwicklungsvorganges in bekannter Weise als Entwicklungselektrode. Das während der Entwicklung verbrauchte Tonermaterial wird durch den Pulverv/olkengenerator 116 nachgeliefert, der den Toner in die Kammer 106 und dann durch die Öffnungen 114 hindurch auf die obere Platte 104 befördert. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Zirkulationsbewegung des Trägermaterials zur laufenden Auffrischung mit Tonermaterial nicht erforderlich.

Es sind zahlreiche Weiterbildungen und andere Ausführungsformen der Erfindung ohne Abweichung von deren Grundgedanken möglich. So können beispielsweise eine Longitudinal- oder Transversalbewegung der den Entwicklerstoff tragenden

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Fläche zur 3irzcu£u.:»r; eines Fließbettzustandes durchgeführt werden. Dieser Fließbettzustand kann auch durch Wechselbevrefuno: der l'ragerfläche für den lititwicklerstoff zum latenten elektrostatischen Bild hin und von diesem weg erzeugt werden, wenn die Trägerfläche mit den vorstehend beschriebenen Öffnungen zur Zuführung von Toner versehen ist.

liino weitere Ausführungsform kann derart verwirklicht werden, daß auf eine Entwicklungselektrode in der Zntwicklungszone verzichtet wird, dann sind ein Gitter oder Slektrodendrälite der beschriebenen Art nicht vorhanden. Eine Entwicklungselektrode wird Jrdoch vorzugsweise verwendet. Sie kann auch von den beschriebenen Ausführungsformen andere Formgebungen aufweisen.

Der Toneijfcann der Trägerfläche auch in anderer Weise zugeführt werden. Beispielsweise können die in der Trägerfläche vorgesehenen Öffnungen direkt mit einer Tonerquelle über mehrere flexible Leitungen verbunden sein, so daß eine besondere Hammer unter der Tragerfläche nicht erforderlich ist. Die Ausbildung einer solchen Vorrichtung ist nach Kenntnis der vorstehenden Beschreibung technisch möglich.

Die Erfindung wurde vorstehend speziell für die Anwendung auf einrn Aufzeichnungsträger in Form einer Trommel beschrieben, in gleicher Weise kann sie jedoch auch zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder eingesetzt werden, die sich auf anderen Aufzeichnungsträgern befinden. So sind beispielsweise Aufzeichnungsträger in Form eines kontinuierlichen Bandes, eines bewegten Bandes, eines Blattes oder in anderer Form verwendbar. Die zu entwickelnden latenten Bilder müssen nicht unbedingt nach dein elektrofotografischen Verfahren erzeugt werden, die Erfindung ist in gleicher Weise auch für die Entwicklung latenter Bilder anwendbar, die beispielsweise durch

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impulsförmig angesteuerte Elektroden erzeugt wurden, welche beispielsweise beim elektrostatischen Drucken verwendet werden. Ferner kann eine Bildentwicklung auch ohne nachfolgende Bildübertragung direkt auf dem Aufzeichnungsträger als endgültige Kopie erfolgen. Dies bedeutet, daß das latente Bild auch auf einem besonderen Papier erzeugt werden kann, wie es in der Kopiertechnik bekannt ist. Die Erfindung ist daher nicht auf ein bestimmtes Verfahren zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes oder auf einen Aufzeichnungsträger bestimmter Art beschränkt.

Die Erfindung zeichnet sich durch den besonderen Vorteil aus, daß alle Vorzüge der Entwicklung nach dem Fließbettverfahren genutzt werden, wobei jedoch die zur Aufrechterhaltung eines gewissen Tonervorrats in der Entwicklungszone bisher nötigen Einschränkungen nicht mehr vorhanden sind. Eine Zirkulationsbewegung des Trägermaterials ist nicht erforderlich, so daß eine kleinere und weniger komplizierte Entwicklungsvorrichtung verwirklicht werden kann. Außerdem wird die Entwicklungszone sowie die Reproduktionsmaschine infolge der fehlenden Zirkulationsbewegung des Trägermaterials durch einen Tonervorrat hindurch sauberer gehalten.

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Claims

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Patentansprüche

y Entwicklungsverfahren für latente elektrostatische Bilder, bei dem der Aufzeichnungsträger an einem Toner und Trägerteilchen enthaltenden, auf einer bewegten Trägerfläche in einem Fließbettzustand gehaltenen Entwicklerstoff vorbeibewegt wird und eine Anziehung des Toners durch das latente elektrostatische Bild auf dem Aufzeichnungsträger erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner durch eine Vielzahl Öffnungen (58) in der Trägerfläche (55) zugeführt wird, deren Größe geringer als die der Trägerteilchen und größer als die der Tonerteilchen ist, so daß auf der Trägerfläche (55) ein durch Toner laufend aufgefrischter Vorrat an Trägerteilchen verbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner durch die Öffnungen (58) in Form einer Pulverwolke zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließbettzustand durch Bewegung der Trägerfläche (55) in einer Richtung parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (10) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließbettzustand durch Bewegung der Trägerfläche (55) in einer Richtung erzeugt wird, die mit der Längsrichtung des Aufzeichnungsträgers (10) übereinstimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufzeichnungsträger (10) eine rotierende Trommel verwendet wird.

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6. Entwicklungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 his 5, mit einer Trägerfläche für Entwicklerstoff, die nahe einem mit einem latenten elektrostatischen Bild versehenen Aufzeichnungsträger in Vibration versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (55) für den Entwicklerstoff als eine Wand eines Tonerbehälters (57) ausgebildet ist, in den die Zuführungsöffnungen (5ö) für den Toner einmünden, und daß der Tonerbehälter (57) mit einen Pulverwolkengenerator (61) verbunden ist, der eine Tonerströmung in Form einer Pulverwolke erzeugt und diese durch den Tonerbehälter (57) und die ZuführungsÖffnungen (53) leitet.

7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerfläche (55) und dem Aufzeichnungsträger (10) eine Entwicklungselektrodenanordnung (72) vorgesehen ist.

8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegungsvorrichtung (121) vorgesehen ist, die die Trägerfläche (104) parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (10¹) bewegt, und daß die Entwicklungselektrodenanordnung als Gitter (107) ausgebildet ist.

9. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegungsvorrichtung (81, ab) vorgesehen ist, die die Trägerfläche (55) in Längsrichtung relativ zum Aufzeichnungsträger (10) bewegt, und daß die Entwicklungselektrodenanordnung aus einer Anzahl mit Abstand und parallel zueinander angeordneter Elektrodendrähte (72) besteht, die quer zur Bewegungsrichtung der Trägerfläche (55) angeordnet sind.

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10. ^ntv/icklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufzeichnungsträger die Oberfläche einer drehbaren Trommel (10, 10') vorgesehen ist vuici daß diu 'i'rägerflache (53, 104) konzentrisch zur Trommclooerflache gekrümmt ist.

13. Kntvricklungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trügerflache (55, 104) einem derartigen Umfa-icsbereich der Trommel (10, 10') zugeordnet ist, daß ein i'b^rtreten dos jJntwicklerstoffs über die Kanten der Trägerfläche (55, 104) verhindert ist.

Λ Z. iJntv/icklungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeiclmct, daß die Trägerflache (55, 104) über die Lntv.-icklungszone an der Trommel (10, 10') hinaus verläuft und in den über die Entwicklungszone hinausverlaufenden Teilen keine Öffnungen aufweist.

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