DE2224624A1

DE2224624A1 - Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische Aufzeichnung

Info

Publication number: DE2224624A1
Application number: DE19722224624
Authority: DE
Inventors: Hikedi Urawa; Yamashita Keitaro Kodama; Saitama; Tanaka Shogo Kumagaya Harada (Japan). P
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1971-05-21
Filing date: 1972-05-19
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2224624B2; GB1359381A; DE2224624C3

Description

Dipi.-j.-r3. ν?,..-.: ~i~TZsang ■

DIpMnJ. K. LAr^TT-¹ECHT Dr.-Ing. r;. J <i KTZ Jr.

81-18.787P(18.788H) 19. 5. 1972

HITACHI METALS. Ltd.. Tokio (Japan)

Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische

Aufzeichnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische Aufzeichnung, die zur Entwicklung durch ein magnetisches Bürstenverfahren einem latenten elektrostatischen Bild angepaßt ist, das auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsblatt durch ein elektrophotographisches Verfahren, wie beispielsweise durch Xerographie oder durch Faksimilia, ausgebildet ist.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wurde meistens ein Verfahren benutzt, bei dem eine Masse aus einem pulverförmiger! Entwickler, der eine Mischung aus feinen Partikeln eines entwickelnden Pigments, das Toner genannt wird, und aus feinen Eisenpartikeln, die Träger genannt werden, enthält, die in einem Behälter vorgesehen sind, der in der

81-(P.OS 28034)-Ko-r (8)

209849/1104

222A624

Vorrichtung angeordnet ist. Eine, magnetische Walze ist teilweise in der Masse des pulverförmigen Entwicklers vorgesehen, die sich dreht, um eine sogenannte magnetische Bürste auf der Oberfläche der magnetischen Walze zu bilden, und die in einem rollenden Kontakt mit einem elektrostatischen Aufzeichnungsblätt auf der gegenüberliegenden Seite zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes angeordnet ist, das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsblatt vorgesehen ist. Um die magnetische Bürste auf der magnetischen Walze auszubilden, sind mehrere längliche und streifenförmige Magnetpole auf der zylindrischen Mantelfläche der magnetischen Walze in deren axialen Richtung vorgesehen. Dieses Verfahren hat sich jedoch als mangelhaft erwiesen, da die Verteilung des pulverförmigen Entwicklers auf der Oberfläche der magnetischen Walze nicht einheitlich ist, d. h. die Menge des pulverförmigen Entwicklers, die auf dem Oberflächenteil, der unmittelbar über dem Magnetpol liegt, weicht ab von der Menge, die auf den Oberflächenteil angezogen wird, der unmittelbar zwischen den Magnetpolen liegt. Nach der Entwicklung wird der auf der Oberfläche der magnetischen Walze haftende Entwickler durch eine Abstreiferplatte abgestreift. Der auf der Oberfläche der Walze haftende pulverförmige Entwickler wird jedoch durch die Abstreiferplatte nicht leicht abgestreift, und der auf der Oberfläche der Walze zurückbleibende Entwickler wird wiederholt zur Entwicklung benutzt. Daher ist dieses Verfahren weiterhin insoweit mangelhaft, als der im Entwickler enthaltene Toner schrittweise abnimmt, was sich auf die Wiedergabe eines verwischten Bildes auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsblatt oder auf das Erscheinungsbild der Entwicklungskennzeichen auf dem wiedergegebenen Bild auswirkt.

209849/1 104

Sf" '■ ■■'■

* τ 3. -

Es wurden schon verschiedene Vorrichtungen erprobt, um diese bekannten Mängel zu vermeiden. Beispielsweise sind Verbesserungen (US-PS 3 OhO 704, 3 152 924, 3 176 652 und 3 ^55 276) gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art angegeben worden. Eine Vorrichtung (US-PS 3 0^0 70^) hat einen stationären Permanentmagneten mit einem halbkreisförmigen Querschnitt, und einem Paar aus einem Nordpol und einem Südpol, oder einen stationären Permanentmagneten mit einem kreisförmigen Querschnitt, der an einem seiner Halbkreise abgeschirmt ist, und mit einem Paar aus einem Nordpol und einem Südpol. Ein Hohlzylinder aus einem unmagnetischen Material ist kreisförmig um den Permanentmagneten angeordnet, wobei der Innendurchmesser des Hohlzylinders etwas größer ist als der Außendurchmesser des Permanentmagneten. Der Hohlzylinder wird mit einem Teil gedreht, der in einer Masse des pulverförmigen Entwicklers liegte Der pulverförmige Entwickler wird zur äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders durch magnetische Kraftlinien angezogen, die vom Permanentmagneten ausgehen, der in einer festen Lage im Hohlzylinder vorgesehen ist. Auf der Oberfläche des Hohlzylinders ist eine magnetische Bürste angeordnet, die in eine Lage gebracht ist, die gegenüber .zu einem darüber vorgesehenen elektrostatischen Aufzeichnungsblatt liegt, um dadurch ein latentes elektrostatisches Bild zu entwickeln, das auf dem Aufzeichnungsblatt aufgezeichnet ist. Jedoch ist die Fähigkeit zur Förderung des pulverförmigen Entwicklers nach oben durch das Medium der Oberfläche des Hohlzylinders sehr gering, da die Magnetpole des Permanentmagneten relativ weit voneinander entfernt sind. Weiterhin ist die Dichte des magnetischen Flusses, der auf den pulverförmigen Entwickler durch die Oberfläche des Hohlzylinders wirkt, sehr gering, da die Anzahl der Ma-

209849/1104

gnetpole gering ist. Dieses bekannte Verfahren ist mangelhaft, da die in Kontakt zu der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblatts zu bringende magnetische Bürste eine unzureichende Menge von Entwicklungsteilchen aufweistο

Eine weitere Vorrichtung (US-PS 3 152 924) hat mehrere Permanentmagnete in der äußeren Mantelfläche einer Achse aus einem unmagnetischen Material, sobei ein hohler Rotationszylinder aus einem unmagnetischen Material um die Achse angeordnet ist, und wobei Vorkehrungen getroffen sind, um eine differentielle Drehung der Achse und des sich drehenden Hohlzylinders gegeneinander zu ermöglichen.

Da jedoch die Permanentmagnete, die in der äußeren Mantelfläche der Achse aus einem unmagnetischen Material vorgesehen sind, in axialer Richtung durch das unmagnetische Material nach einer Magnetisierung miteinander verbunden sind, tritt eine Entmagnetisierung in diesem Permanentmagneten während des Aufbaus der Magnetisierung auf. Der Grad der Entmagnetisierung ist für alle Teile nicht einheitlich. Dies führt zu Veränderungen in der magnetischen Kraft auf die mit dem Permanentmagneten verbundenen Teile, und daher hat eine auf der Oberfläche des Hohlzylinders gebildete magnetische Bürste keine einheitliche Verteilung der zu verteilenden Teilchen. Dies führt dazu, daß dieser Vorschlag mangelhaft ist, da die zu entwickelnden Bereiche auf dem entwickelten Bild eines elektrostatischen Aufzeichnungsblatts kein Bild von guter Qualität liefern.

Eine weitere Vorrichtung (US-PS 3 455 276) hat mit

209849/110A

einem Gummi oder mit synthetischem Harz verbundene Permanentmagnete in der Form eines Kreisausschnittes, welche sicher auf der äußeren Mantelfläche einer Achse aus ferromagnetischem Material befestigt sind, wobei eine Hülse aus einem unmagnetischen und elektrisch leitenden Material um die Achse vorgesehen 1st, und wobei eine Einrichtung dazu dient, um die Achse und die Hülse mit verschiedenen Geschwindigkeiten in eine Drehung zu versetzen oder um die Hülse in bezug auf die Achse zu drehen* Gemäß dieser Druckschrift ist eine Masse aus einem pulverförmigen Entwickler in einer Wanne enthalten und wird auf die Oberfläche der sich drehenden Hülse gespeist, durch deren Oberfläche sie angezogen wird, um so ein latentes elektrostatisches Bild zu entwickeln, das auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsblatt aufgezeichnet ist, das gegenüber zu der sich drehenden Hülse liegt. Diese Vorrichtung ist jedoch wenig vorteilhaft, da ein beträchtlicher Arbeitsaufwand und hohe Kosten mit der Herstellung verbunden sind, dank der Tatsache, daß die Permanentmagnete so ausgebildet werden müssen, daß sie die Form eines Kreisausschnittes haben. Da der pulverförmige Entwickler nicht ausreichend in Bewegung gesetzt und nur unvollständig von der Oberfläche der Hülse entfernt wird, ist die aus dieser Druckschrift bekannte Vorrichtung mangelhaft, da der auf der Oberfläche der sich drehenden Hülse zurückbleibende pulyerförmige Entwickler wiederholt für die Entwicklung benutzt wird, was zur Wiedergabe eines Bildes von einer weniger guten Qualität auf der das Bild tragenden Oberfläche des Aufzeichnungsblattes führt.

Schließlich ist bei einer Vorrichtung (US-PS 3 1?6 652) ein Permanentmagnet mit einem hervortretenden Querschnitt

209849/1104

durch eine stationäre Achse getragen, wobei ein hohler Drehzylinder um die Achse vorgesehen ist, und wobei Einrichtungen, wie beispielsweise ein Trog, zur Einspeisung eines pu-1-verförmigen Entwicklers auf die Oberfläche des hohlen Drehzylinders angeordnet sind, so daß der auf die Oberfläche des Zylinders durch die magnetische Kraft des Permanentmagneten angezogene pulverförmige Entwickler ein latentes elektrostatisches Bild entwickelt, das auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsblatt aufgezeichnet ist, das gegenüber zu dem hohlen Drehzylinder liegt. Bei dieser Druckschrift hat der Permanentmagnet wie bei den zuerst beschriebenen Druckschriften eine geradzahlige Anzahl von Magnetpolen und wird gewöhnlich durch diese gebildet. Weiterhin müssen die Magnetpole so angebracht werden, daß sie von der äußeren Oberfläche der Achse hervorspringen. Daher ist die Herstellung sehr mühsam, was zu einem hohen Arbeitsaufwand und zu hohen Kosten bei der Herstellung des Permanentmagneten führt. Da weiterhin ein großer radialer Abstand zwischen dem Permanentmagneten und dem um den Permanentmagneten vorgesehenen hohlen Drehzylinder erforderlich ist, ist die Vorrichtung dieser Druckschrift insoweit mangelhaft, als nur eine kleine magnetische Kraft zur Verfügung steht, was zu einer schlechten Anziehung und Förderung des pulverförmigen Entwicklers führt. *

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische Aufzeichnung anzugeben, bei der ein pulverförmiger Entwickler einheitlich auf der Oberfläche einer magnetischen Walze unabhängig von der Lage direkt über dem Magnetpol oder von der Lage zwischen den Magnetpolen verteilt werden kann, so daß die Wiedergabe eines Bildes mit einer guten Qualität auf

209849/1 104

der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes gesichert ist. Weiterhin ,soll bei der Entwicklungsvorrichtung der benutzte pulverförmige Entwickler zuverlässig von der Oberfläche der magnetischen . Walze entfernt werden können, so daß der pulverförmige Entwickler, der einen unerwünscht niedrigen Tonerinhalt aufweist, nicht wieder auf die das Bild tragende Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes gespeist wird. Weiterhin soll die Wiedergabe eines verwischten Bildes mit einer nicht einheitlichen Dichte auf der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes vermieden werden, so daß ein klares und deutliches • Bild erhalten wird. Sodann soll eine magnetische Bürste mit einer einheitlichen Verteilung und einer ausreichenden Menge von Entwicklungsteilchen auf der Oberfläche der magnetischen Walze gegenüber zu der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes gewährleistet sein. Sodann soll noch eine elektrostatische Aufzeichnungs-Wiedergabevorrichtung angegeben werden, bei der ein Permanentmagnet, der einen Teil der magnetischen Walze bildet, in seiner Konstruktion einfach und in seiner Herstellung mit niedrigen*Kosten verbunden ist. Schließlich soll eine Entwicklungsvorrichtung angegeben werden, die für den pulverformigen Entwickler einen Behälter hat, in dem eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Toner und den Träger in ausreichender Weise und einheitlich miteinander zu vermischen, so daß der pulverförmige Entwickler, der aus einer einheitlichen Mischung des Toners und des Trägers besteht, immer auf die das Bild tragende Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes aufgetragen werden kann.

209 849/1 104

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische Aufzeichnung ist ein zylindrischer Permanentmagnet mit einer ungeraden Anzahl von sich von der Oberfläche axial nach außen erstrekkenden Magnetpolen koaxial in einem hohlen Drehzylinder aus einem unmagnetischen Material angeordnet, so daß der hohle Drehzylinder in bezug auf den zylinderförmigen Permanentmagneten drehbar ist. Der zylinderförmige Permanentmagnet ist in einer solchen Lage angeordnet, daß einer der Magnetpole der einen Polarität neben einem Paar von Magnetpolen der anderen und derselben Polarität gegenüber zu der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes liegt, und daß ein zur Oberfläche des sich drehenden hohlen Drehzylinders angezogener pulverförmiger Entwickler unter der das Bild tragenden Oberfläche des Aufzeichnungsblattes und dann über die Magnetpole der anderen und derselben Polarität läuft. Der zur Oberfläche des Hohlzylinders angezogene pulverf-örmige Entwickler bildet eine magnetische Bürste auf einer solchen Oberfläche zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes, das auf der das Bild tragenden Oberfläche des Aufzeichnungsblattes aufgezeichnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine magnetische Walze in schematischer Ansicht und zugeordnete Teile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt der in der Fig. 1 dargestellten Walze;

209849/1104

Fig. 3 einen schematischen vertikalen Schnitt gemäß

einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. h einen schematischen vertikalen Schnitt von Teilen eines weiteren Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung;

Fig» 5 eine gegenüber der in der Figo h dargestellten Vorrichtung abgeänderte Vorrichtung;

Fig. 6 einen schematischen Schnitt durch eine weitere Form der magnetischen Walze;

Fig. 7 einen axialen Schnitt der in der Fig. 6 dargestellten magnetischen Walze;

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Teil eines Netzes,

das auf der Oberfläche der in den Fig. 6 und 7 dargestellten magnetischen Walzen vorgesehen
ist; und

Fig. 9 eine Draufsicht eines Teils einer anderen Ausführungsform des Netzes.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird eine magnetische Walze erläutert, die einen wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische Aufzeichnung bildet. In den Fig. 1 und 2 besteht ein hohler Drehzylinder 1 aus einem unmagnetischen Material, wie beispielsweise Messing, Aluminium oder rostfreiem Stahl oder Edelstahl, und ist an gegenüberliegenden Enden durch zwei Seitenplatten 2 und 3 abgeschlossen. Eine stumpfe Welle h er-

2 0 9 8 4 9/1104

streckt sich von der Seitenplatte 3 nach außen. Im hohlen Drehzylinder 1 ist koaxial ein zylinderförmiger Permanentmagnet 5 vorgesehen, dessen Außendurchmesser, kleiner ist als der Innendurchmesser des hohlen Drehzylinders 1. Eine · zentrale Achse 6 erstreckt sich durch den zylinderförmigen Permanentmagneten 5 und ist sicher am Magneten 5 befestigt. Ein Ende der Achse 6 ist in einem Lager 7 gelagert, das in die Seitenplatte 3 eingepaßt ist, während das andexe Ende der Achse 6 in einem Lager 8 gelagert ist, das in die Seitenplatte 2 eingepaßt ist. Das andere Ende der Achse 6 erstreckt sich nach außen durch einen Teil eines Rahmens 10 der Vorrichtung und ist an diesem Teil des Rahmens 10 durch eine Klemmschraube 11 gesichert. Die stumpfe Welle k ist mit einem Teil in einem Lager 9 gelagert, das in einen anderen Teil des Rahmens 10 eingepaßt ist. Auf dem äußeren oder linken Ende der stumpfen Welle h ist eine Riemenscheibe 12 vorgesehen, die durch einen Antrieb (nicht dargestellt) über einen Treibriemen 13 angetrieben wird» Ein Einstellknopf 14 ist auf dem rechten Ende der Achse vorgesehen. Der zylinderförmlge Permanentmagnet 5 ist auf seiner äußeren Mantelfläche mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen N und S ausgestattet. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, haben die Magnetpole N und S die Form von Streifen mit derselben Breite. Sie erstrecken sich in axialer Richtung entlang der äußeren Mantelfläche des Magneten 5· Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist sieben Magnetpole aus drei N-Polen und vier S-Polen auf. Ein elektrostatisches Aufzeichnungsblatt 15 ist so angeordnet, daß es über dem Drehzylinder 1 in großer Nähe zu diesem in einer Richtung läuft, die durch den Pfeil B dargestellt 1st. Eine Masse aus einem pulverförmigen Entwickler 16 ist eine Mischung aus feinen Teilchen eines entwickelnden Pigments, das Toner genannt wird, und aus feinen Eisenteilchen, die Träger genannt werden.

209849/ 1 104

Im Betrieb dreht sich der Drehzylinder 1 in einer Richtung, die durch den Pfeil A in der Fig. 2 dargestellt ist, über den nicht dargestellten Antrieb durch den Riemen 13, die Riemenscheibe 12 und die stumpfe Welle 4. Der zylinderförmige Permanentmagnet 5 wird in geeigneter Weise durch den Einstellknopf 14 gedreht und durch die Klemmschraube 11 in einer solchen Lage gesichert, daß einer der Magnetpole der einen Polarität unter den ungeradzahligen Magnetpolen, die auf der äußeren Mantelfläche ausgebildet sind, in eine Lage gebracht wird, die gegenüber zu der das Bild tragenden Oberfläche des elektrostatischen Aufzeichnungsblattes 15 liegt. Weiterhin liegt der Oberflächenteil mit den beiden Magnetpolen der anderen und derselben Polarität auf der nacheilenden Seite der elektrostatischen Aufzeichnungsschicht 15 in bezug auf die Vorwärtsrichtung des Pfeiles B. Wenn der zylinderförmige Permanentmagnet 5 in einer solchen Lage festgestellt und der Drehzylinder 1 in der Richtung des Pfeiles A (Fig. 2) gedreht wird, wobei sich ein Teil seiner unteren Hälfte in der Masse des pulverförmigen Entwicklers 16 befindet, die die Mischung aus den Toner- und Trägerteilchen darstellt, dann wird der pulverförmige Entwickler 16 auf die Oberfläche des Drehzylinders 1 durch die magnetische Kraft des zylinderförmigen Permanentmagneten 5 angezogen und nach obengefördert, sobald sich der Drehzylinder 1 dreht. Die Bewegung der Teilchen des so auf die Oberfläche des Drehzylinders 1 angezogenen pulverförmigen Entwicklers 16 erfolgt auf dem Drehzylinder 1, abhängig von Veränderungen der magnetischen Kraftlinien, da der pulverförmige Entwickler 16 direkt unter mehr als einem Magnetpol durchläuft, bis er die das Bild tragende Oberfläche des Aufzeichnungsblattes 15 erreicht. Selbst wenn der pulverförmige Entwickler 16 zu der

209849/1104

Zeit/ in der er zum Drehzylinder 1 angezogen wird, nicht einheitlich verteilt ist, dann wird eine solche nicht einheitliche Verteilung durch die oben beschriebene Bewegung ausgeschlossen, und der Toner und der Träger werden miteinander vermischt. Auf diese Weise bildet der pulverförmige Entwickler 16 eine magnetische Bürste 17, die aus einer einheitlichen und vermischten Mischung aus dem Toner und dem Träger besteht, wenn diese in die Lage getragen wird, die direkt neben der das Bild tragenden Oberfläche des Aufzeichnungsblattes 15 liegt. Ein klares und deutliches Bild kann wiedergegeben werden, da das ein latentes elektrostatisches Bild tragende Aufzeichnungsblatt 15 über der magnetischen Bürste 17 in der Richtung des Pfeiles B (Fig. 2) durchläuft. Jeglicher Überschuß am pulverförmigen Entwickler 16, der selbst nach der Entwicklung zurückbleibt, wird in der Richtung des Pfeiles A durch den Drehzylinder 1 so weitergefördert, daß er sich in den Bereich mit den Magnetpolen S derselben Polarität, wie in der Fig. 2 dargestellt, bewegt. In diesem Bereich wird der pulverförmige Entwickler 16 leicht von der Oberfläche des Drehzylinders durch die zwischen diesen Magnetpolen wirkende Abstoßkraft gelöst, so daß der zurückbleibende pulverförraige Entwickler vollständig entfernt werden kann.

Während bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden Magnetpole S derselben Polarität in einem im wesentlichen weiten Abstand zueinander vorgesehen sind, ist es selbstverständlich, daß die gleiche Wirkung auch dadurch erzielt werden kann, wenn diese beiden Magnetpole S eine solche Weite haben, daß sie dicht nebeneinander liegen.

209849/1104

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das schematisch im Schnitt in der Fig. 3 dargestellt ist, ist eine Abstreiferplatte 18 an ihrem einen Ende in Kontakt mit der Oberfläche eines hohlen Drehzylinders 1 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art. Eine Masse aus einem pulverförmigen Entwickler 16 ist in einem Behälter 19 enthalten und wird kontinuierlich durch einen Agitator 20 heftig in Bewegung gesetzt, der sich in einer durch einen Pfeil C angedeuteten Richtung dreht. Ein frischer Toner wird in den Behälter 19 von einem Vorrat 21 eingespeist. Ein zylinderförmiger Permanentmagnet 5 ist mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen S und N ausgestattet und in einer in der Fig. 3 dargestellten Lage so befestigt, daß das eine Ende der Abstreiferplatte 18 in die Oberfläche des Drehzylinders 1 in einer Lage zwischen den beiden kontinuierlichen Magnetpolen derselben Polarität (Ν-ΡοΙθ in Fig. 3) und neben den einen dieser Magnetpole eingreift, der auf dem zylinderförmigen Permanentmagneten 5 vorgesehen ist. Eine Drehtrommel 22 liegt dicht beim Drehzylinder 1, dreht sich in einer Richtung, die durch den Pfeil B angedeutet ist, und hält eine elektrostatische Aufzeichnungsschicht 15 auf ihrer Oberfläche.

Die Entwicklung auf das elektrostatische Aufzeichnungsblatt 15 durch die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung ist ähnlich zu der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Entwicklung. Im Betrieb dreht sich die Drehtrommel 22, die ein elektrostatisches Aufzeichnungsblatt 15 mit einem latenten Bild hält, in der Richtung des Pfeiles B. Am Kniff zwischen der Drehtrommel 22 und dem Drehzylinder 1 wird das elektrostatische Aufzeichnungeblatt 15 in Kontakt mit einer magnetischen Bürste 17 gebracht, die durch den pulverförmi-

209849/1104

gen Entwickler 16 durch die Wirkung der magnetischen Kraftlinien gebildet wird, so daß das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsblatt 15 ausgebildete elektrostatische latente Bild durch den pulverförmigen Entwickler 16 entwickelt werden kann. Jeglicher Überschuß des pulverförmigen Entwicklers 16, der auf der Oberfläche des Drehzylinders 1 selbst nach der Entwicklung zurückbleibt, wird von der Oberfläche durch die Abstreiferplatte 18 abgekratzt, die in die Oberfläche des Drehzylinders 1 eingreift. Da das Ende der Abstreiferplatte 18 neben den N-PoI der beiden benachbarten N-PoIe, wie oben beschrieben, liegt, d. h. neben der Führungskennlinie einer magnetischen Bürste 17a, die durch den Überschuß an pulverförmigem Entwickler 16 gebildet wird, wird dieser Überschuß an pulverförmigem Entwickler 16 glatt von der Oberfläche des Drehzylinders 1 auf die Abstreiferplatte 18 übertragen, um so vollständig von der Oberfläche des Drehzylinders 1 entfernt zu werden. Es ist selbstverständlich, daß der Überschuß an pulverförmigem Entwickler 16 vollständig durch die Zusammenarbeit zwischen der Abstreiferplatte 18, die in einer solchen sehr günstigen Lage ist, und durch die zwischen den Magnetpolen derselben Polarität wirkende Abstoßkraft vollständig entfernt werden kann. Der so entfernte Überschuß an pulverförmigem Entwickler 16 fällt nach unten in den Behälter 19 und wird mit einem frischen Toner gemischt, der aus einem Tonervorrat 21 eingespeist wird, wobei die Mischung durch den Agitator 20, der sich im Behälter 19 dreht, heftig in Bewegung gebracht wird.

Der Spalt zwischen der Drehtrommel 22 und dem Drehzylinder 1, die Lage des besonderen Magnetpoles des zylinderförmigen Permanentmagneten 5 gegenüber der Drehtrommel 22

209849/ I 104

- .15 -

und die Eingriffslage und der Winkel der Abstreiferplatte 18 können in geeigneter Weise eingestellt werden, die von den relativen Drehgeschwindigkeiten der Drehtrommel 22 und des Drehzylinders 1 und von der Eigenschaft des pulverförmigen Entwicklers 16 abhängt.

Obwohl die Magnetpole bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 mit dem S-PoI beginnen und bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mit dem N-PoI beginnen,.ist es unwesentlich, mit welchem Pol die Pole beginnen«

In Fig. h ist ein Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellte Dabei sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 1 bis 3.

In der Fig. h wird ein zylinderförmiger Permanentmagnet 5 mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen durch eine Achse 6 getragen und liegt koaxial in einem hohlen Drehzylinder 6 aus einem unmagnetischen Material wie beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und 2). Eine magnetische Walze mit einer ähnlichen Anordnung, wie diese oben beschrieben wurde, liegt neben dem Drehzylinder 1. Genauer ausgedrückt ist ein zylinderförmiger Permanentmagnet 5a mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen fest auf einer Achse 6a befestigt und liegt koaxial in einem hohlen Drehzylinder 1a aus einem unmagnetischen Material. Der obere Drehzylinder 1 wird in einer durch den Pfeil A dargestellten Richtung gedreht, während der untere Drehzylinder 1a in einer durch den Pfeil A1 gedreht wird, d. h. in einer Richtung, die entgegengesetzt ist zur Drehrichtung des oberen Drehzylinders 1. Diese Zylinder 1 und Ta werden mit

209 8A9/1 tO4

derselben Geschwind!ßkeit gedreht. Weiterhin ist die Ache· 6n, on der der untere srylinderfOrmige Permanentmagnet 5» befestigt ist, in einer eolchen Lage angebracht, dnQ die beiden benachbarten Mngnetpole S2 und S2a der gleichen PolaritHt im unteren zylinderfÖrmigen Permanentmagneten 5a nur einer Seite der Ebene gelegen sind, die di· Achsen der beiden rylinderförmigen Permanentmagneten 5 und 5« umfaöti wHhrend die beiden benachbarten Magnetpole SI derselben PolaritUt im oberen rylinderfWrmigen Permanentmagneten 5 Auf der nnderen Seite einer derartigen Ebene angebracht sind·

Auch bei dienern AusfUhrung«beispiel wird eine auf d#r HuOeren MnntelflHclie de« oberen Drehryllndere 1 ausgebll» dete mnpne ti «ehe nitrate dasu benutzt, um ein latentes el*ktrontntlache« nild ru entwlcKeln, da* durch ein #lektroptnti «icliea Auf rel chnungubl η 11 15t ^w*· *>·! ^d"n vorhergehenden AunfUhrungiübalnpielen, getragen wird. Genauer ausgedruckt werden die Drehrylind*r 1 und la und ein· Drehtrommel 22 in den durch die Pfeil· A₁ Al und I) angedeuteten Dichtungen Jewell« durch nicht dargestellte Antrl«bsvorrichtunften gedreht. Der unter· Drehzylinder 1a hat «einen unteren Teil in einer Mae«· aus einem pulverfbreiigen Entwickler i6, der in einem DehKlter 19 enthalten 1st« Da so der tmtere Diehrylindor 1·. in der Richtung des Pfeiles Al pedreht wird, wird der pulverförmig· Entwickler i6, d»r tür HuOerrn Mnntelfltfche des unteren Dr»hrylInder« 1« angerogcn wird, nnch oben gefHrdert_t bin er die Lage direkt neben dem oberen Drehzylinder 1 erreicht. WHhrend dieser Übertragung·- bewepunc nnch oben durchläuft der pulverförmig· Entwickler 16, der zur HuOoren MnntelflMcIi· de· unteren Dreheylinders la ntiRO7Oß§n wird, mehr als einen Magnetpol, und dl· Bewegung der Entwicklerteilchen erfolgt auf der Oberfläche durch

COPY

209849/ 1 104

die Wirkung der magnetlachen Kraftlinien. Auf diese Welse werden die Toner- und Trägerteilchen im pulverförraigen Ent» wickler i6 miteinander gemischt! um so einheitlich auf der HuQeren Mantelfläche des unteren Drehzylinders la verteilt zu werden. Wenn der pulverförmige Entwickler 16 in die Lag· Lber den Magnetpol S2 gefördert ist, der direkt neben dem oberen Drehzylinder 1 liegt, dann wird die auf den pulverftJrmiften Entwickler 16 einwirkende Anziehungskraft zum unteren Drehzylinder la plötzlich verringert, dank der Tatsache, daß der Magnotpol S2 benachbart zum Magnetpol S2a derselben Polarität liegt und daß diese beiden Magnetpole S2 und Sr?a in beträchtlicher Weise voneinander entfernt sind. Da der obere Drehzylinder 1 in der Nähe in einer solchen Lnpe liegt, wandert der Ober den Magnetpol S2 laufende pulverfUrmige Entwickler 16 auf die Oberfläche des Drehzylinders 1, der eich um den zylinderförmigen Permanent«*« gneten 5 mit einer großen Anziehungskraft dreht. Danach wird der pulverfWrmige Entwickler i6 durch den oberen Drehzylinder 1 nach oben gefördert und bildet eine magnetisch· BMrste zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes, das auf der das Bild tragenden Oberfläche des elektrostatischen Aufzeichnungeblatts 15 ausgebildet ist.

Bei dem in der Flg. h dargestellten Ausfllhrungsbeisplel drehen sich die Drehzylinder 1 und la in entgegengesetzten Richtungen zueinander* Es ist Jedoch selbetverständ· Hch, daß diese Drehzylinder 1 und la auch in der gleichen Richtung gedreht werden können, um In gleicher Weise die Entwicklung durchzuführen, vorausgesetzt, daß die Magnetpole S2 und S2a die gleiche Polarität und einen großen Abstand von Pol zu Pol im unteren zylinderförmigen Permanentmagneten 5a aufweisen und auf der Seite gegenüber zu der

209849/1104 ^C0PY

in dor Fig. U dargestellten Seite liegen. Eine Abstreiferplatte 18 und ein frischer Tonervorrat 21 sind wie bei dem in der Fig. 3 dargestellten AuafUhrungabeispiel vorgesehen!

In Fig. 5 ist ein Hhnliches, aber leicht abgeändertes Ausfilhrungsbeispiel wie in Fig. h dargestellt. Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist eine zusätzliche Abstreiferplatte 18a zwischen dem oberen und dem unteren Drehzylinder 1 und la vorgesehen, um einin besseren übergang des pulverfUrmlgen Entwicklers i6 vom unteren Drehzylinder la zum oberen Drehzylinder 1 zu gewHhrleisten. Genauer ausgedrückt 1st diese Abstreiferplatte i8a vorgesehen, um Tiit ihrem einen Ende in die DberflHche des unteren DrehzylInders In in einer Lage zwischen den beiden benachbarten Magnetpolen S2 und S2a derselben Polarität und neben dorn einen von diesen Magnetpolen in den zylinderfttrmigen Permanentmagneten 5a, wie dargestellt, einzugreifen. Da· andere Ende der Abs treif erplat te 18a ist in der Ntthe sur OberflHche des oberen DrohzylInders 1 befestigt.

Tm Betrieb wird der zur HuGeren OberflMch· des unteren Dr ehzylindere la angezogene pulverförmige Entwickler i6 nnch oben gefördert, so daQ er Über den Magnetpol S2 lMuft und mit der Drehung des unteren Drehzylinders ta das eine EmIo dor Abstreiferplatte 18a erreicht. In diesem Tell let die auf den pulverfUrnigen Entwickler i6 zum unteren Drehzylinder la wirkende Anziehungskraft klein und keine magnetische BUrste wird gebildet, dank der Tatsache, daQ die Mnffnetpole S2 und S2a voneinander durch einen betrttchtlichon Abstand getrennt sind. Auf diese Weise bilden die Teil· chen des pulverförmigen Entwicklers i6 in der tangentialen Richtung des unteren Drehzylinders la entlang der Richtung

209849/11(K ^C0PY

der magnetischen Kraftlinien einen kontinuierlichen TrHger. Wenn daher der pulverförmig* Entwickler 16 dae Ende der Abetreiferplatte 18a erreicht, die in die Oberfläche dee unteren DrehzylInders la in der oben beschriebenen besonde.-ren Lage eingreift, dann wandert der pulverförmig· Entwickler 16 auf die Abstreifevplstte 18a, und die Entwicklerteilchen werden nacheinander durch die nachfolgenden Teilchen nuf der Abetrelferplatte 18a nach oben gefördert. Der nuf der Abstreiforplatte I8n gegen dvi: ^~ren Drehzylinder 1 geförderte pulverförmig* Entwickler 16 wii *tf den oberen Drehzylinder 1 durch die Anziehungskraft det , » Mnderförmifen Permanentmagneten 5 übertragen, der dank der Tatsache darin vorgesehen let, daß das andere oder obere Ende der AbB trelferpl atte I81» in der NHhe rtim oberen Drehzylinder 1 liegt. Danach wird die Entwicklung eines latenten el pI< trofltntischen DU elfte auf dem el«ktron tn tischen Aufrp¹ rfinutigr blatt 15 in der bereits benchri ebrnen Art und Weise

Bei diesem Ausfdhrungsbeispiel drfhon sich der obere und der untere Drehxyllndar 1 und la in ont^egengeseteten RicMungen. Ee let Jedoch selbe tverstftnril ich, daß diese beiden Drehasylinder 1 und la eich auch in der gleichen Richtung drehen können, um in gleicher VeI se eine Entwicklung durchzuführen, vorausgesetzt, d«D die Abstreifernlntte i8a so angeordnet 1st, daß ein Ende von ihr in den unteren Drehzylinder la in der Lage unmittelbar zwischen den Magnetpolen derselben PolaritHt und noben dem einen von diesen Magnotpolen eingreift, und daß dns andere Ende der Abetreiferplatte in der NMha zum oberen Drehzylii;dnr 1 vorgeeohen ist.

209ΘΛ9/110Α ^C0PY

BAD ORIGINAL

In den Fig. 6-9 sind andere Ausführungsbeiepiele der magnetischen Walze dargestellt. Sich entsprechende Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 1 bis 5.

In den Fig. 6 und 7 1st der mittlere Teil einer Achse 6, die einen zylinderförmigen Permanentmagneten 5 trägt, mit einem vergrößerten Durchmesser versehen, der mit 6b bezeichnet ist. Die ganze äußere Mantelfläche eines Drehzylinders 1, der koaxial zu dem Permanentmagneten 5 ist, ist mit einem Netz 23 aus einem ferromagnetisehen Material bedeckt. Das Netz 23 besteht aus parallelen Drähten, die sich in axialer Richtung, wie in der Fig. 8 dargestellt, erstrecken. Es kann jedoch auch die in der Fig. 9 dargestellte Gitterform haben.

Das Netz 23 aus einem ferromagnetischen Material, das sicher an der äußeren Mantelfläche des Drehzylinders 1, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, befestigt ist, dient zur Vergrößerung der magnetischen Flußdichte auf der Oberfläche des Drehzylinders 1 mit Hilfe der magnetischen Kraftlinien, die vom zylinderförmigen Permanentmagneten 5 ausgehen, und dient weiterhin dazu, um den Reibungskoeffizienten der Oberfläche des Drehzylinders 1 zu vergrößern, um dadurch die Wirksamkeit der Förderung des pulverförmiger! Entwicklers zu verstärken.

Während bei dem in den Fig. 6-9 dargestellten Ausführungsbeispiel das Netz aus einem ferromagnetisehen Material mechanisch an der äußeren Mantelfläche des Drehzylinders aus einem unmagnetischen Material befestigt ist, können Pulver aus einem schwachen ferromagnetisehen Material,

209849/ 1 104

wie beispielsweise Eisenchromkarbidlegierungen oder Eisenwolframkarbidlegierungen oder einige Metalloxide mit Hilfe einer bekannten Pulvoraufsprühtechnik auf eine derartige Oberfläche aufgesprüht werden. In diesem Fall kann das schwache ferromagnetische Material in Pulverform einfach direkt auf die Oberfläche aufgesprüht werden. Es ist auch mö'glich, eine pulverförmige Mischung aus einem solchen ferromagnetischen Material und aus einigen Zusätzen direkt aufzusprühen oder eon solches ferromagnetisches Material zu schmelzen und in atomisierter Form zur Bildung eines Netzes aufzusprühen, das im wesentlichen aus dem ferromagnetisehen Material auf der Oberfläche des Drehzylinders besteht. Weiterhin kann der Reibungskoeffizient der Oberfläche des Drehzylinders durch. Aufrauhung der Oberfläche, wie beispielsweise durch eine Metallisierung, eine Aufnahmeübersteuerung oder eine Rändelung vergrößert werden.

Die vorliegende Erfindung bietet viele Vorteile. Bei der vorliegenden Erfindung ist ein zylinderförmiger Permanentmagnet mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen einstellbar an seinem Platz gesichert, so daß einer der ungeraden Magnetpole davon immer die günstigste Lage gegenüber der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblatte einnimmt, und so daß eine frische, stabile und einheitliche magnetische Bürste kontinuierlich auf der Oberfläche eines Drehzylinders ausgebildet werden kann, ohne daß diese in irgendeiner Weise durch den Unterschied in der magnetischen Kraft zwischen dem Teil direkt über dem Magnetpol und dem Teil zwischen den Magnetpolen beeinträchtigt würde. Diese Vorrichtung bietet den Vorteil, daß ein Bild von guter Qualität auf dem Aufzeichnungsblatt wiedergegeben werden kann.

2098A 9/1

Die Anordnung einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen auf dem zylinderförmigen Permanentmagneten bietet den weiteren Vorteil, daß jeglicher Überschuß an einem pulverför-· migen Entwickler, der selbst nach der Entwicklung zurückbleibt, leicht von der Oberfläche des Drehzylinders durch die Abstoßkraft zwischen den Magnetpolen derselben Polarität entfernt werden kann, so daß immer ein frischer pulverförmiger Entwickler auf die Oberfläche des Drehzylinders eingespeist werden kann.

Bei der vorliegenden Erfindung läuft der zur Oberfläche des Drehzylinders aus einem Behälter angezogene pulverförmige Entwickler über mehrere Magnetpole, bevor er die das Bild tragende Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes erreicht, und die Toner- und Trägerteilchen im pulverförmigen Entwickler sind einer kontinuierlichen Bewegung unterworfen. Dies bietet, den weiteren Vorteil, daß der Toner und der Träger einheitlich miteinander gemischt werden, um dadurch eine uneinheitliche Ablagerung, uneinheitliche Entwicklungszeichen und eine uneinheitliche Bilddichte auszuschließen, und so die Wiedergabe eines klaren und deutlichen Bildes zu gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der pulverförmige Entwickler, der durch den Drehzylinder gefördert wird, fest zur Oberfläche des Drehzylinders durch die Wirkung des zylinderförmigen Permanentmagneten angezogen wird, bis er die das Bild tragende Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungsblattes erreicht, so daß eine unerwünschte Uneinheitlichkeit der Bilddichte vollständig ausgeschlossen werden kann.

209849/1104

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Netz aus einem ferromagnetisehen Material auf der Oberfläche des Drehzylinders vorgesehen, um damit die magnetische Flußdichte an der Oberfläche des Drehzylinders zu vergrößern, in dem der zylinderförmige Permanentmagnet angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft zur Vergrößerung der Anziehungskraft gegenüber dem pulverförmigen Entwickler und zur Vergrößerung des Reibungskoeffizienten der Oberfläche des Drehzylinders. Daher kann der pulverförmige Entwickler in ausreichenden Mengen auf eine solche Oberfläche angezogen werden, und die Dichte des entwickelten Bildes kann dadurch vergrößert werden.

Bei der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Magnetpole kontinuierlich in Streifenform in der axialen Richtung des zylinderförmigen Permanentmagneten und sind einheitlich magnetisiert. Dies bietet den weiteren Vorteil, daß der pulverförmige Entwickler frei von jeglicher Diskontinuität angezogen werden kann, und daß eine uneinheitliche Ablagerung des Entwicklers auf der das Bild tragenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungeblattes vermieden werden kann.'

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß diese einfach in ihrer Konstruktion ist und daß diese somit mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.

In einer anderen Ausführung«form der vorliegenden Erfindung wird die magnetische Bürste von einer magnetischen Walze zu einer anderen in einem Behälter für den pulver-

209849/ 1 104

förmigen Entwickler übertragen, und während dieser Übertragungsbewegung wird der Toner mit dem Träger gemischt. Dies gewährleistet den weiteren Vorteil, daß der pulverförmige Entwickler auf die Oberfläche des oberen Drehzylinders in einem einheitlichen und durchmischten Zustand übertragen werden kann.

209849/1 10A

Claims

Patentansprüche

(i>/Entwicklungsvorrichtung für eine elektrostatische Aufzeichnung, gekennzeichnet durch

einen hohlen Drehzylinder (i) aus einem unmagnetisehen Material, einen Antrieb (4, 12) für die Rotation des hohlen Drehzylinders (1), einen zylinderförmigen Permanentmagneten (5)» der koaxial im hohlen Drehzylinder .(1) so liegt, daß er in bezug auf den hohlen Drehzylinder (1) drehbar ist, und der eine ungerade Anzahl von mehr als drei Magnetpolen (N, S) aufweist, die sich in Streifenform in seiner axialen Richtung erstrecken, eine Einrichtung, die ein elektrostatisches Aufzeichnungsblatt (l5) relativ zum hohlen Drehzylinder (i) zuführt, eine einstellbare Feststelleinrichtung (11, 14) für den zylinderförmigen Permanentmagneten (5) in einer solchen Lage, daß einer der Magnetpole (N, S) gegenüber zu der bildtragenden Oberfläche des elektrostatischen Aufzeichnungsblattes liegt, und daß die benachbarten Magnetpole derselben Polarität auf der nacheilenden Seite des elektrostatischen Aufzeichnungsblattes liegen, und eine Einrichtung zum Auftragen eines pulverförmigen Entwicklers (16) auf die Oberfläche des hohlen Drehzylinders (1), so daß der pulverförmige Entwickler (16) angezogen wird und eine magnetische Bürste (17) auf der Oberfläche des hohlen Drehzylinders (1) bildet, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild entwickelt wird, das auf der bildtragenden Oberfläche des elektrostatischen Aufzeichnungsblattes (15) aufgezeichnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

209849/1 10A

daß ein Abstreifer (18) mit einem Ende in die Oberfläche des hohlen Drehzylinders (i) in einer Lage zwischen den Magnetpolen derselben Polarität und neben dem nacheilenden Magnetpol der Magnetpole derselben Polarität eingreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere magnetische Walze mit einem zweiten hohlen Drehzylinder (1a) und einem zweiten zylinderförmigen Permanentmagneten (5a) mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen neben dem ersten hohlen Drehzylinder (i) in dessen Nähe liegt, daß der zweite zylinderförmige Permanentmagnet (5a) in einer solchen Lage befestigt ist, daß die benachbarten Magnetpole derselben Polarität darauf auf einer einen Seite der Ebene aus den Achsen des ersten und des zweiten zylinderförmigen Permanentmagneten angeordnet sind, derart, daß dies die zu der Seite gegenüberliegende Seite ist, auf der die benachbarten Magnetpole derselben Polarität im ersten zylinderförmigen Permanentmagneten angeordnet sind.

h. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß auf der äußeren Mantelfläche des hohlen Drehzylinders (i) ein Netz (23) aus im wesentlichen einem ferromagnetischen Material vorgesehen ist.

209849/1 104

Leerseite