DE2255745A1 - METHOD AND DEVICE FOR IMAGE DEVELOPMENT IN ELECTROSTATIC MULTIPLING DEVICES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR IMAGE DEVELOPMENT IN ELECTROSTATIC MULTIPLING DEVICES

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DE2255745A1
DE2255745A1 DE2255745A DE2255745A DE2255745A1 DE 2255745 A1 DE2255745 A1 DE 2255745A1 DE 2255745 A DE2255745 A DE 2255745A DE 2255745 A DE2255745 A DE 2255745A DE 2255745 A1 DE2255745 A1 DE 2255745A1
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Charles Augustus Whited
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    • G03G15/0801Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer for cascading

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y. / USAXerox Corporation, Rochester, N.Y. / UNITED STATES

Verfahren und Vorrichtung zur Bildentwicklung in elektrostatischen VervielfältigungsgerätenProcess and apparatus for image development in electrostatic duplicating machines

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Bildentwicklung sowohl beim elektrographischen als auch beim elektrophotographischen Vervielfältigen, Kopieren, Schreiben oder Druck. Beim elektrophotographischen Verfahren wird ebenso vie beim elektrographischen Verfahren ein elektrostatisches LadungsmusterThe invention relates to a method and a device for electrostatic image development in both electrographic and electrophotographic duplicating, Copy, write or print. The same applies to the electrophotographic process as to the electrographic process Process an electrostatic charge pattern

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oder ein latentes Bild auf einen Bildaufnahmeteil aufgezeichnet, das bei dem hier vor allem zu betrachtenden Vervielfältigen mit dem wiederzugebenden Original übereinstimmt. Bei dem elektrophotographischen Verfahren gemäß der US-Patentschrift 2 297 691 wird ein lichtempfindliches Element mit einer photoleitenden und isolierenden Schicht annähernd gleichförmig aufgeladen. Die aufgeladene und photoleitende Fläche wird dann mit dem Bild des wiederzugebenden Originales belichtet. Bei diesem Vorgang wird an den belichteten Stellen die Ladung abgeleitet, so daß man ein latentes, elektrostatisches Bild auf der photoleitenden Fläd-e erhält. Beim elektrographischen Vervielfältigen oder Drucken wird ein latentes, elektrostatisches Bild gemäß dem wiederzugebenden Original ohne Verwendung von lichtempfindlichem Material hergestellt.or a latent image recorded on an image pickup part, which, in the case of the duplication, which is primarily to be considered here, corresponds to the original to be reproduced. In which electrophotographic process according to the US patent 2,297,691 a photosensitive element with a photoconductive and insulating layer is charged almost uniformly. The charged and photoconductive surface is then exposed to the image of the original to be reproduced. at This process dissipates the charge at the exposed areas, so that a latent, electrostatic image is obtained on the photoconductive surface. With the electrographic Duplicating or printing becomes a latent electrostatic image according to the original to be reproduced without use made of photosensitive material.

Unabhängig von dem zur Erzeugung des elektrostatischen, latenten Bildes angewandten Verfahren erhält man eine sichtoare Aufzeichnung gewöhnlich dadurch, daß man darauf Tonerteilchen niederschlägt, d.h. das Bild entwickelt. Die Entwicklung kann dadurch erfolgen, daß man das latente Bild mit einem Ent wicklergemisch in Kontakt bringt. Typisch für hierbei verwendete Entwicklergemische sind Tonerteilchen, beispielsweise farbige, thermoplastische Teilchen, die an einem gröberen Trägergranulat, beispielsweise ferromagnetischen Körnchen, elektrostatisch haften. Regardless of the method used to form the electrostatic latent image, visual record is usually obtained by depositing toner particles thereon, ie, developing the image. Development can be carried out by bringing the latent image into contact with a mixture of developers. Typical of the developer mixtures used here are toner particles, for example colored, thermoplastic particles, which adhere electrostatically to a coarser carrier granulate, for example ferromagnetic granules.

Bekannt sind auch die Kaskadenentwicklung, Magnetbürstenentwicklung, Pulverwolkenentwicklung und flüssige Entwicklung. Die Erfindung arbeitet mit einem hybriden System, das die Kaskaden- und Pulverwolkenentwicklung kombiniert. Ein solches hybrides Entwicklungssystem ist Gegenstand der US-Patentschrift 3 470 009. Das dort offenbarte Entwicklersystem enthält einen Becherförderer zum Transport eines Entwicklergemisches aus einem Sumpf oder Vorratsbehälter in einen höheren Bereich. Aus diesem höheren Bereich rieselt das Entwicklergemisch kaskadenförmig The cascade development, magnetic brush development, powder cloud development and liquid development are also known. The invention works with a hybrid system that combines cascade and powder cloud development. Such a hybrid development system is the subject of US Pat. No. 3,470,009. The developer system disclosed therein contains a bucket conveyor for transporting a developer mixture from a sump or storage container to a higher area. The developer mixture trickles in a cascade from this higher area

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zwischen einem durchbrochenen Schirm oder Gitter und einer Elektrode nach unten. Dabei werden die Tonerteilchen vom Trägergranulat getrennt, bewegen sich durch den. Schirm hindurch, während das Trägergranulat an diesem zurückgehalten wird. Ein Teil der Tonerteilchen gelangt in Form einer Wolke in den Raum um das latente Bild. Das von dem latenten Bild erzeugte elektrostatische Feld·zieht die Tonerteilchen an und macht dadurch das Bild sichtbar.down between a perforated screen or grid and an electrode. The toner particles are from Separate carrier granules move through the. Umbrella through, while the carrier granulate is retained on this. Some of the toner particles enter the space around the latent image in the form of a cloud. That produced by the latent image electrostatic field · attracts the toner particles and makes this makes the image visible.

Ein derartiges hybrides Entwicklungssystem eignet sich ausgezeichnet zur Wiedergabe mit kontinuierlicher Tönung und Erstreckung über feste Bereiche. Dagegen sehen die bekannten Geräte keine Maßnahmen zur Rückführung nicht verbrauchter Tonerteilchen vor. Infolgedessen sammeln sich die Teilchen häufig an Wänden und anderen freien.Stellen, was die klare Bildwiedergabe beeinträchtigen kann.Such a hybrid development system is excellent for reproduction with continuous tint and extension over fixed areas. On the other hand, see the well-known Devices do not provide any measures to recycle unused toner particles. As a result, the particles collect often on walls and other open spaces, which can impair the clear picture reproduction.

Durch die Erfindung werden diese Nfchteile vermieden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bildentwicklung in elektrostatischen Vervielfältigungsgeräten mittels kaskadenförmig herabrieselnden Tonerteilchen, wobei nicht verbrauchte Tonerteilchen zur Wiederverwendung zurückgeführt werden, zeichnet sich dadurch aus, daß ein Entwicklergemisch aus Trägergranulat und Tonerteilchen zwischen zwei gegenüberliegenden, getrennten Seitenwänden zwischen einem Bildaufnahmeteil und einem Führungsteil zugeführt wird, wobei sich darin eine perforierte Zone annähernd parallel zu dem latenten Bild erstreckt und den Durchtritt von Trägergranulat verhindert, während sie die Tonerteilchen durchtreten läßt. Die dem Bildaufnahmeteil gegenüberliegende Seitenwand wird elektrisch aufgeladen, so daß die Tonerteilchen durch die perforierte Zone treten und in der Entwicklungszone, die von dem Bildaufnahmeteil und der dieser gegenüberliegenden Seitenwand -begrenzt ist, eine Wolke aus Tonerteilchen bilden. Die Wolke aus TonerteilchenThese disadvantages are avoided by the invention. The inventive Process for image development in electrostatic duplicating machines by means of cascading toner particles trickling down, whereby unused toner particles are returned for reuse is characterized in that a developer mixture of carrier granulate and toner particles between two opposite, separate Side walls between an image pickup part and a guide part is fed, wherein therein a perforated zone extends approximately parallel to the latent image and the Prevents the passage of carrier granules while allowing the toner particles to pass through. The picture taking part opposite side wall is electrically charged so that the toner particles pass through the perforated zone and in the development zone, that of the image pickup part and which is bounded by this opposite side wall, form a cloud of toner particles. The cloud of toner particles

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wird von dem latenten Bild elektrostatisch angezogen, d.h. das Bild wird entwickelt. Die den Führungsteil gegenüberliegende Seitenwand wird ebenfalls elektrisch aufgeladen, so daß die nicht verbrauchten Tonerteilchen durch die perforierte Zone treten und eine Wolke aus Tonerteilchen in einer Rückgewinnungszone bilden, die durch das Führungsteil und die diesem gegenüberliegende Seitenwand begrenzt ist. Das Entwicklergemisch wird der Rückgewinnungszone zugeführt, durchmischt sich mit der Wolke nicht verbrauchter Tonerteilchen und ist damit wieder verwendbar.is electrostatically attracted to the latent image, i.e. the image is developed. The opposite of the guide part Sidewall is also electrically charged so that the unused toner particles pass through the perforated zone step and form a cloud of toner particles in a recovery zone through the guide member and the opposite Sidewall is limited. The developer mixture is fed to the recovery zone and mixes with it the cloud of unused toner particles and is therefore reusable.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung mit zwei sich im Abstand gegenüberliegenden und einen Schacht zur Zuführung des aus Trägergranulat und Tonerteilchen bestehenden Entwicklergemisches definierenden Seitenwänden, die im Abstand zwischen dem Führungsteil und dem Bildaufnahmeteil angeordnet sind, so daß zwischen dem Bildaufnahmeteil und einer ersten Seitenwand die Entwicklungszone und zwischen dem Führungsteil und der diesem gegenüberliegenden, zweiten Seitenwand die Rückgewinnungszone vorhanden ist, wobei jede Seitenwand eine zu dem latenten Bild annähernd parallele, perforierte Zone umfaßt, die nur Tonerteilchen, aber kein Trägergranulat durchläßt. Ferner ist eine Einrichtung zur derartigen Aufladung der beiden Seitenwände vorgesehen, daß zunächst die erste Seitenwand auf einem höheren Potential liegt als die zweite Seitenwand, so daß die Tonerteilchen durch die perforierte Zone in der ersten Seitenwand treten und zur Entwicklung des latenten Bildes in der Entwicklungszone eine Wolke aus Tonerteilchen bilden, und daß nach der Entwicklung des latenten Bildes die zweite Seitenwand auf einem höheren Potential liegt als die erste Seitenwand, so daß nicht verbrauchte Tonerteilchen durch die perforierte Zone der zweiten Seitenwand treten und eine Wolke aus Tonerteilchen in der Rückgewinnungszone bilden,To carry out this process, a device is used with two spaced apart and one shaft for Feeding of the carrier granulate and toner particles Developer mixture defining side walls, which are arranged at a distance between the guide part and the image receiving part are so that between the image receiving part and a first side wall the development zone and between the guide part and the opposite, second side wall there is the recovery zone, each side wall having one to the latent image approximately parallel, perforated zone, which only lets through toner particles, but no carrier granulate. Furthermore, a device for such charging of the two side walls is provided that initially the first Sidewall is at a higher potential than the second sidewall, so that the toner particles through the perforated Zone in the first sidewall and a cloud of toner particles to develop the latent image in the development zone form, and that after the development of the latent image, the second side wall is at a higher potential than the first side wall so that unused toner particles pass through the perforated zone of the second side wall and form a cloud of toner particles in the recovery zone,

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die sich mit dem durchtretenden Entwicklergemisch vermischt..which mixes with the developer mixture passing through.

Zur eingehenderen Erläuterung ist in der Zeichnung ein Aus- . führungsbeispiel dargestellt. Darin zeigt:For a more detailed explanation, an Aus is in the drawing. management example shown. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer elelctrophotographischen. Vervielfältigungsmaschine,Fig. 1 is a schematic representation of the operation of an electrophotographic. Duplicating machine,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt zur. Erläuterung der in der Vervielfältigungsmaschine nach Fig. 1 verwendeten Entwicklungseinrichtung undFig. 2 is an enlarged partial section for. Explanation of those used in the duplicating machine of FIG Development facility and

Fig. 3 einen ebenfalls vergrößerten Teilschnitt der Entwicklungseinrichtung nach "Fig. 2 zur Erzeugung einer Wolke aus Tonerteilchen. . .Fig. 3 is a partially enlarged sectional view of the developing device according to "Fig. 2 for generating a cloud of toner particles....

In Fig. 1 ist-eine Ausführungsform einer elektrophotographischen Vervielfältigungsmaschine gemäß der Erfindung dargestellt. Die Maschine projiziert ein Bild des abzubildenden Originales auf eine lichtempfindliche, photoleitende Fläche und bildet auf dieser ein latentes, elektrostatisches Bild. Durch Abscheidung von Tonerteilchen auf dem latenten Bild wird dieses entwickelt, wodurch man ein Pulverbild enthält. Das Pulverbild wird anschließend elektrostatisch auf ein Blatt Papier oder eine Bahn eines anderen Unterlagemateriales übertragen. Durch eine geeignete Schmelzeinrichtung wird dann das Pulverbild auf der Unterlage permanent fixiert.In Fig. 1 there is an embodiment of an electrophotographic Duplicating machine according to the invention shown. The machine projects an image of the original to be reproduced on a light-sensitive, photoconductive surface and forms on this a latent, electrostatic image. By deposition toner particles on the latent image develop it to form a powder image. The powder picture is then electrostatically transferred to a sheet of paper or other base material. The powder image is then permanently fixed on the base by a suitable melting device.

Bei der Vervielfältigungsmaschine gemäß Fig. 1 ist das photoleitende oder Bildaufnahmeteil eine drehbare Trommel 10 mit einer photoleitenden Fläche 12. Die photoleitende Fläche 12 besteht aus einem Isoliermaterial, beispielsweise glasartigem Selen. Die Trommel 10 läßt sich durch einen nicht gezeigten Antrieb in Richtung des Pfeiles 14 drehen. Bei Drehung der Trommel 10 in Pfeilrichtung durchläuft ihre photoleitende Fläche 12 nacheinander eine Reihe von Verarbeitungsstationen.In the duplicating machine according to FIG. 1, this is photoconductive or image pickup part, a rotatable drum 10 having a photoconductive surface 12. The photoconductive surface 12 consists of an insulating material, for example vitreous selenium. The drum 10 can be by a not shown Turn the drive in the direction of arrow 14. When rotating the Drum 10 in the direction of the arrow passes through its photoconductive surface 12 successively through a series of processing stations.

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Zunächst passiert die photoleitende Fläche 12 eine Aufladestation A, in der sich ein Koronagenerator 16 quer zur photo- , leitenden Fläche 12 erstreckt. Der Koronagenerator 16 lädt die Trommeloberfläche 12 auf ein relativ hohes, gleichförmiges Potential·First, the photoconductive surface 12 passes a charging station A, in which a corona generator 16 is located transversely to the photo, conductive surface 12 extends. The corona generator 16 charges the drum surface 12 to a relatively high, uniform level Potential·

Danach gelangt die Trommeloberfläche in eine Belichtungsstation B mit einem Belichtungsmechanismus 18, der die aufgeladene, photoleitende Oberfläche 12 entsprechend dem wiederzugebenden Original belichtet. Durch die Belichtung wird die photoleitende Oberfläche teilweise entladen. Es können auch andere Einrichtungen Verwendung finden, die in an sich bekannter Weise ein Bild auf einer gewöhnlich isolierenden Fläche erzeugen.Thereafter, the drum surface arrives at an exposure station B with an exposure mechanism 18, which generates the charged, exposed photoconductive surface 12 corresponding to the original to be reproduced. The exposure makes the partially discharged photoconductive surface. Other devices can also be used, which are known per se Way to create an image on a usually insulating surface.

Nach der Aufzeichnung des elektrostatischen, latenten Bildes auf der photoleitenden Fläche 12 dreht sich die Trommel 10 weiter in die Entwicklungsstation C, in der zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes auf diesem Tonerteilchen abgeschieden werden. Die Entwicklungseinrichtung 20 erzeugt eine pulverförmige Wolke aus Tonerteilchen, die von dem auf der photoleitenden Fläche 12 aufgezeichneten latenten Bild elektrostatisch angezogen wird.After the electrostatic latent image has been recorded on the photoconductive surface 12, the drum 10 rotates on to the development station C, in which toner particles are deposited on this in order to produce a visible image. The developing device 20 generates a powdery cloud of toner particles that are electrostatically attracted to the latent image recorded on the photoconductive surface 12.

Das nun sichtbare Bild gelangt weiter zur Transferstation D, wo das pulverförmig Bild auf eine Bahn eines endgültigen Unterlagemateriales 22, beispielsweise Papier oder dergleichen übertragen wird. Das Unterlagematerial 22 befindet sich zwischen Führungsrollen 24 und 26. Ein zweiter Koronagenerator 28 läßt das Unterlagematerial 22 an der photoleitenden Fläche 12 elektrostatisch haften und überträgt das pulverförmige Tonerbild auf die Unterlage 22. Die Bahn des Unterlagematerials 22 wird von einer Vorratsrolle 30 ab- und auf eine Aufnahmerolle 32 aufgewickelt.The now visible image goes on to transfer station D, where the powdered image is placed on a sheet of final backing material 22, for example paper or the like is transmitted. The base material 22 is located between guide rollers 24 and 26. A second corona generator 28 allows the backing material 22 to adhere electrostatically to the photoconductive surface 12 and transfers the powdery toner image onto the backing 22. The web of backing material 22 is unwound from a supply roll 30 and onto a take-up roll 32 wound.

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Nach der Transferstation und vor dem Aufwickeln auf der Rolle 32 durchläuft das Unterlagematerial eine Fixierstation E, in der eine Schmelzeinrichtung 34 das pulverförmige Bild erwärmt und es dadurch auf dem Unterlagematerial 22 permanent fixiert.After the transfer station and before being wound onto the roll 32, the backing material passes through a fusing station E, in which a melting device 34 heats the powdery image and thereby permanently fixes it on the base material 22.

Die letzte Verarbeitungsstation in Drehrichtung der Trommel TO (vgl. Pfeil 14) ist die Reinigungsstation G. Nach jedem Transfervorgang berührt eine drehbar montierte Faserbürste 36 die photoleitende Fläche 12 und entfernt restliche Tonerteilchen von dieser.The last processing station in the direction of rotation of the drum TO (see arrow 14) is the cleaning station G. After each transfer process a rotatably mounted fiber brush 36 contacts the photoconductive one Surface 12 and removes residual toner particles therefrom.

In Fig. 2 ist die Entwicklungseinheit 20 detailliert dargestellt. Zur deutlicheren Darstellung der darin enthaltenen Teile ist die Einheit 20 senkrecht geschnitten. Hauptkomponenten der Ent- · Wicklereinheit 20 sind das Entwicklergehäuse 38, Seitenwände 48, 50, ein Führungsteil 42, ein erster Förderer 44 und ein zweiter Förderer 46. Die Seitenwände 48 und 50 liegen sich im Abstand gegenüber. Die erste Seitenwand 48 enthält eine perforierte Zone, d.h. ein Sieb oder ein Gitter 52, im Abstand annähernd parallel zu dem auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichneten elektrostatischen, latenten Bild. Die zweite Seitenwand 50 enthält eine perforierte Zone, d.h. ein Sieb oder ein Gitter 54. Die zweite Seitenwand 50 liegt zwischen der ersten Seitenwand 52 und dem Führungsteil 42. Das Gitter 54 erstreckt sich annähernd parallel zu dem auf der photoleitenden Fläche 12 aufgezeichneten elektrostatischen, latenten Bild. Die Gitter 52, 54 können als feine, engmaschige Gitter aus entsprechendem, leitendem Material hergestellt werden. Die Öffnungs- oder Maschengröße ist so zu wählen, damit die Tonerteilchen ohne Blockierung der Öffnungen durchtreten können, während Trägergranulat nicht durchtreten kann. Ebenfalls zu verhindern ist eine Verzerrung des elektrischen Feldes»The development unit 20 is shown in detail in FIG. For a clearer illustration of the parts contained therein, the unit 20 is cut perpendicularly. Main components of the The winding unit 20 is the developer housing 38, side walls 48, 50, a guide member 42, a first conveyor 44 and a second conveyor 46. The side walls 48 and 50 are opposite one another at a distance. The first side wall 48 includes a perforated one Zone, i.e., a screen or grid 52, spaced approximately parallel to that on the photoconductive surface recorded electrostatic latent image. The second side wall 50 contains a perforated zone, i.e. a screen or a grid 54. The second side wall 50 lies between the first side wall 52 and the guide part 42. The grid 54 extends approximately parallel to the electrostatic latent recorded on the photoconductive surface 12 Image. The grids 52, 54 can be produced as fine, close-meshed grids made of a suitable conductive material. The opening or mesh size should be selected so that the toner particles pass through without blocking the openings can, while carrier granulate cannot penetrate. Likewise a distortion of the electric field is to be prevented »

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Das Führungsteil 42 besteht vorzugsweise aus Isoliermaterial, z.B. "Bakelit11.The guide part 42 is preferably made of insulating material, for example "Bakelite 11" .

Zur Bildentwicklung wird ein Entwicklergemisch 56 in den Zuführschacht 62 zwischen den Seitenwänden 48 und 50 geliefert. Als erster Förderer 44 ist ein Becherförderer vorgesehen, der das Entwicklergemisch aus einem ersten Bereich 58 im unteren Teil des Entwicklergehäuses 38 in den Schacht 62 abgibt. Wie durch den-Pfeil 64 angedeutet, rieselt die Entwicklermischung 56 im Schacht 62 nach unten. Eine Spannungsquelle 66 bringt ein Gleichspannungspotential von ca. 150 bis 300 Volt auf das Gitter 52, wobei die Spannung des Gitters 52 über derjenigen des Gitters 54 liegt. Wenn das Entwicklergemisch 56 in Richtung des Pfeiles 64 nach unten fällt werden die Tonerteilchen vom Trägergranulat abgestreift und treten durch das Gitter 52 in die Entwicklungszone 68. In der Nähe des elektrostatischen, latenten Bildes auf der photoleitenden Oberfläche 12 entsteht in der Entwicklungszone 62 eine Wolke aus Tonerteilchen. Die Teilchen werden angezogen und bilden ein pulverförmiges Tonerbild entsprechend dem aufgezeichneten, latenten Bild.A developer mix 56 is placed in the feed chute for image development 62 supplied between the side walls 48 and 50. As the first conveyor 44, a bucket conveyor is provided that the Dispenses developer mixture from a first area 58 in the lower part of developer housing 38 into slot 62. How through Indicated by the arrow 64, the developer mixture 56 trickles down in the shaft 62. A voltage source 66 brings a direct voltage potential of approximately 150 to 300 volts to the Grid 52, the voltage of grid 52 being greater than that of grid 54. When the developer mix 56 in direction If the arrow 64 falls downwards, the toner particles are stripped from the carrier granulate and enter through the grid 52 the development zone 68. In the vicinity of the electrostatic, latent image on the photoconductive surface 12 forms a cloud of toner particles in the development zone 62. The particles are attracted and form a powdery toner image corresponding to the recorded latent image.

Nach der Entwicklung des elektrostatischen, latenten Bildes auf der photoleitenden Oberfläche 12 (Fig. 2) wird das Gitter 52 von der Spannungsquelle getrennt. Die Spannungsquelle 70 gibt eine Gleichspannung von ca. 150 bis 300 Volt auf das Gitter 54, das dadurch elektrisch über das Gitter 52 aufgeladen wird. Gleichzeitig bringt der zweite Förderer, ein Becherförderer 46, das Entwicklergemisch 56 aus dem unteren Bereich 58 des Entwicklergehäuses 38 in den dritten, oberen Bereich 72, wo das Entwicklergemisch in Richtung des Pfeiles 76 in die Rückgewinnungszone 74 zwischen dem Gitter 54 und dem Führungsteil 42 fällt. Bei Anliegen der Gleichspannung am Gitter 54 treten die nicht verbrauchten Tonerteilchen durch dieses Gitter in die Rückgewxnnungszone 74, wo sie mit demAfter the electrostatic latent image has developed on photoconductive surface 12 (FIG. 2), grid 52 is disconnected from the voltage source. The voltage source 70 applies a direct voltage of approximately 150 to 300 volts to the grid 54, which is thereby electrically charged via the grid 52. At the same time, the second conveyor, a bucket conveyor 46, brings the developer mixture 56 from the lower region 58 of the developer housing 38 into the third, upper region 72, where the developer mixture falls in the direction of the arrow 76 into the recovery zone 74 between the grid 54 and the guide part 42 . When the DC voltage is applied to the grid 54, the unused toner particles pass through this grid into the recovery zone 74, where they are with the

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aus dem Förderer 46 herabkommenden Entwicklergemisch zusammenwirken. Dadurch werden die restlichen, unverbrauchten Tonerteilchen zur anschließenden Wiederverwendung in den unteren ' Bereich des Entwicklergehäuses 38 zurückgeführt.interacting developer mixture coming down from the conveyor 46. As a result, the remaining, unused toner particles for subsequent reuse in the lower ' Area of the developer housing 38 returned.

Das Potential an den Gittern 52 und 54 muß so groß sein, damit die reibungselektrische Anziehung zwischen dem Trägergranulat und den Tonerteilchen überwunden und die Tonerteilchen in der entsprechenden Richtung bewegt werden können. Wenn beispielsweise das Gitter 52 elektrisch über das Gitter 54 aufgeladen ist, bewegen sich die Teilchen in Richtung auf die photoleitende Oberfläche 12, während bei Aufladung des Gitters 54 über das Gitter 52 sich die Teilchen in Richtung auf das Führungsteil 42 bewegen. Die erforderliche Spannung hängt somit vom Abstand zwischen den Gittern 52 und 54 und von der gewünschten Teilchenbeschleunigung ab. Die Spannungsquellen 66 und 70 laden die zugehörigen Gitter 52 und 54 zur richtigen Zeit auf die richtige Spannung auf. Beispielsweise lädt die Spannungsquelle 66 das Gitter 52 während der Entwicklung und wird deshalb abgeschaltet, wenn die Spannungsquelle 70 das Gitter 54 während der Rückführung nicht verbrauchter Tonerteilchen auflädt. Anstelle von zwei Spannungsquellen kann man auch mit einer einzigen Spannungsquelle arbeiten, die über eine geeignete Schalteinrichtung jedes Gitter zur richtigen Zeit während des Betriebes der Maschine auflädt«The potential at the grids 52 and 54 must be so great that the triboelectric attraction between the carrier granules and the toner particles can be overcome and the toner particles can be moved in the corresponding direction. For example, if the grid 52 is electrically charged via the grid 54 is, the particles move towards the photoconductive surface 12, while when the grid 54 is charged over the Grid 52 move the particles in the direction of the guide member 42. The voltage required therefore depends on the distance between the grids 52 and 54 and on the desired particle acceleration. The voltage sources 66 and 70 load the associated grids 52 and 54 to the correct tension at the correct time. For example, the voltage source 66 charges that Grid 52 during development and is therefore switched off when the voltage source 70 touches the grid 54 during the return of unused toner particles. Instead of two voltage sources you can also use one single voltage source working via a suitable switching device each grid at the right time during the Operation of the machine charges «

Fig. 3 zeigt detailliert die Anordnung von Gittern, Führungsteil und photoleitender Oberfläche. Die Entwicklung beginnt, wenn das Entwicklergemisch 56 im Schacht 62 herabfällt und die im Abstand gegenüberliegenden dtter 52 und 54 passiert. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Gleichspannung des Gitters 52 über derjenigen des Gitters 54. Dadurch werden die TonerteilchenFig. 3 shows in detail the arrangement of grids, guide part and photoconductive surface. The development begins when the developer mixture 56 falls down in the shaft 62 and passes the dtter 52 and 54, which are located opposite one another at a distance. At this time, the DC voltage of the grid 52 is higher than that of the grid 54. This causes the toner particles

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vom Trägergranulat abgestreift und treten durch die Öffnungen des Gitters 52 in die Entwicklungszone 68. In der Entwicklungszone 68 kommt die Wolke aus Tonerpulver mit dem elektrostatischen, latenten Bild auf der photoleitenden Oberfläche 12 in Kontakt. Das elektrostatische Bild zieht die Tonerteilchen an, so daß auf der photoleitenden Fläche 12 ein pulverförmiges Tonerbild des abzubildenden Originales entsteht. Danach werden die übrigen, nicht verbrauchten Tonerteilchen zurückgeführt, indem man das Gitter 52 abschaltet und das Gitter 54 auf eine höhere Spannung als das Gitter 52 auflädt. Dadurch wandern die nicht verbrauchten Tonerteilchen durch das Gitter 54 in die Rückgewinnungszone 74. In der Rückgewinnungszone 74 wirken die nicht verbrauchten Tonerteilchen mit dem dort herabkommenden Entwicklergemisch zusammen und werden zur anschließenden Wiederverwendung in den Sumpf oder Vorrat des Entwicklergehäuses 38 geleitet.stripped from the carrier granulate and pass through the openings of the grid 52 into the development zone 68. In the development zone 68 comes the cloud of toner powder with the electrostatic, latent image on the photoconductive surface 12 in contact. The electrostatic image attracts the toner particles so that a powdery toner image of the original to be imaged is produced on the photoconductive surface 12. Then the rest of the unused toner particles returned by switching off the grid 52 and the grid 54 to a higher voltage as the grid 52 charges. As a result, the unused migrate Toner particles through the grid 54 into the recovery zone 74. In the recovery zone 74, the unused ones act Toner particles together with the developer mixture coming down there and are stored in the for subsequent reuse Sump or supply of developer housing 38 passed.

Durch die Erfindung wird somit die Arbeitsweise elektrostatographischer Vervielfältigungsmaschinen durch Kombination der Kaskadenentwicklung mit der Pulverwolkenentwicklung erheblich verbessert, wobei eine Wolke aus Tonerteilchen in der Nähe der photoleitenden Oberfläche entsteht und das auf diese aufgezeichnete elektrostatische, latente Bild entwickelt. Außerdem werden die restlichen, nicht verbrauchten Tonerteilchen zur späteren Wiederverwendung in den Sumpf oder Vorrat des Entwicklergehäuses zurückgeführt.The invention thus makes the operation more electrostatographic Duplicating machines by combining the cascade development with the powder cloud development considerably where a cloud of toner particles is created near the photoconductive surface and what is recorded on it electrostatic latent image developed. In addition, the remaining, unused toner particles become later reuse returned to the sump or reservoir of the developer housing.

3 09882/12773 09882/1277

Claims (10)

PatentansprücheClaims Verfahren zur Bildentwicklung in elektrostatischen Vervielfältigungsgeräten mittels kaskadenförmig herabrieselnden Tonerteilchen, wobei nicht verbrauchte Tonerteilchen zur Wiederverwendung zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwicklergemisch aus Trägergranulat und Tonerteilchen zwischen zwei gegenüberliegenden, getrennten Seitenwänden zwischen einem Bildaufnahmeteil und einem Führungsteil zugeführt wird, wobei sich darin eine perforierte Zone annähernd parallel zu dem latenten Bild erstreckt und den Durchtritt von Trägergranulat verhindert, während sie die Tonerteilchen durchtreten läßt, daß die dem Bildaufnähmeteil gegenüberliegende Seitenwand elektrisch aufgeladen wird, so daß die Tonerteilchen durch die perforierte Zone treten und-in der Entwicklungszone, die von dem Bildaufnahmeteil und der diesem gegenüberliegenden Seitenwand begrenzt ist, eine Wolke aus Tonerteilchen bilden, daß die Wolke aus Tonerteilchen vom latenten Bild elektrostatisch angezogen wird und das Bild entwickelt? daß die den Führungsteil gegenüberliegende Seitenwand elektrisch aufgeladen wird, so daß die nicht verbrauchten Tonerteilchen durch die perforierte Zone treten und eine Wolke aus Tonerteilchen in einer Rückgewinnungszone bilden, die durch das Führungsteil und die diesem gegenüberliegende Seitenwand begrenzt ist, und daß das Entwicklergemisch der Rückgewinnungszone zugeführt wird und sich mit der Wolke nicht verbrauchter Tonerteilchen, zur anschließenden Wiederverwendung durchmischt.Process for image development in electrostatic duplicating devices by means of cascading toner particles trickling down, with unused toner particles being returned for reuse, characterized in that a developer mixture of carrier granulate and toner particles is fed between two opposite, separate side walls between an image receiving part and a guide part, a perforated part being fed therein Zone extends approximately parallel to the latent image and prevents the passage of carrier granules, while it allows the toner particles to pass, that the side wall opposite the image-receiving part is electrically charged, so that the toner particles pass through the perforated zone and in the development zone, which by the Image receiving part and the opposite side wall is limited to form a cloud of toner particles that the cloud of toner particles is electrostatically attracted by the latent image and there s picture developed ? that the side wall opposite the guide part is electrically charged so that the unused toner particles pass through the perforated zone and form a cloud of toner particles in a recovery zone which is delimited by the guide part and the side wall opposite it, and that the developer mixture is fed to the recovery zone and mixes with the cloud of unused toner particles for subsequent reuse. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bildaufnahmeteil gegenüberliegende Seitenwand auf eine Gleichspannung von ca. 150 bis 300 Volt über die Seitenwand aufgeladen wird, die dem Führungsteil gegenüberliegt.2. The method according to claim 1, characterized in that the side wall opposite the image pickup part a direct voltage of approx. 150 to 300 volts across the side wall is charged, which is opposite to the guide part. 30988 2/127 730988 2/127 7 ?2557Α5? 2557Α5 3. Verfahren nach Angruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Führungsteil gegenüberliegende Seitenwand auf eine Gleichspannung von ca. 150 bis 300 Volt über die dem Bildaufnahmeteil gegenüberliegende Seitenwand aufgeladen wird.3. The method according to Angruch 1, characterized in that the side wall opposite the guide part to a DC voltage of approx. 150 to 300 volts across that of the image pickup part opposite side wall is charged. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bildaufnähmeteil und der sich in Richtung auf das elektrostatische, latente Bild in die Entwicklungszone bewegenden Wolke aus Tonerteilchen eine Relativbewegung erzeugt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that between the image pickup part and the one facing towards the electrostatic, latent image moving into the development zone Cloud of toner particles a relative movement is generated. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei sich im Abstand gegenüberliegende und einen Schacht zur Zuführung des aus Trägergranulat und Tonerteilchen bestehenden Entwicklergemisches definierende Seitenwände, die im Abstand zwischen dem Führungsteil und dem Bildaufnahme teil angeordnet sind, so daß zwischen dem Bildaufnahmeteil und einer ersten Seitenwand die Entwicklungszone und zwischen dem Führungsteil und der zweiten, diesem gegenüberliegenden Seitenwand die Rückgewinnungszone vorhanden ist, wobei jede Seitenwand eine zu dem latenten Bild annähernd parallele, perforierte Zone umfaßt, die nur Tonerteilchen, aber keinen Trägergranulat durchläßt, und durch eine Einrichtung zur derartigen Aufladung der beiden Seitenwände, daß zunächst die erste Seitenwand auf einem höheren Potential liegt als die zweite Seitenwand, so daß die Tonerteilchen durch die perforierte Zone in der ersten Seitenwand treten und zur Entwicklung des latenten Bildes in der Entwicklungszone eine Wolke aus Tonerteilchen bilden, und daß nach der Entwicklung des latenten Bildes die zweite Seitenwand auf einem höheren Potential liegt als die erste Seitenwand, so daß nicht verbrauchte Tonerteilchen durch die perfori erte Zone der zweiten Seitenwand treten und eine Wolke aus Tonerteilchen in der Rückgewinnungszone bilden, die sich mit dem durchtretenden Entwicklergemisch vermischt.5. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized by two spaced apart opposite and a chute for supplying the developer mixture consisting of carrier granulate and toner particles defining side walls which are arranged at a distance between the guide part and the image pickup part, so that between the image receiving part and a first side wall, the development zone and the recovery zone is present between the guide part and the second, opposite side wall each side wall comprising a perforated zone approximately parallel to the latent image and containing only toner particles, but does not let through any carrier granulate, and through a device for such charging of the two side walls, that initially the first side wall is at a higher potential than the second side wall, so that the toner particles pass through the perforated zone in the first sidewall and develop the latent image in the development zone form a cloud of toner particles, and that after the development of the latent image, the second side wall is at a higher potential than the first side wall, so that unused toner particles through the perfori erte Step zone of the second sidewall and form a cloud of toner particles in the recovery zone, which with the passing through developer mixture mixed. 309882/1277309882/1277 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch einen
ersten Förderer zunr Transport des Entwicklergemisches aus
einem ersten Bereich in einen zweiten Bereich und zur Abgabe
in den Zuführschacht und durch einen zweiten Förderer zum
Transport des Bntwicklergemisches aus dem ersten Bereich in
einen dritten Bereich zur Abgabe in die Rückgewinnungszone,
wo das Entwicklergemisch mit der Wolke aus nicht verbrauchten Tonerteilchen zusammenwirkt und mit diesem zur anschließenden Wiederverwendung in den ersten Bereich zurückgebracht wird.
6. Apparatus according to claim 5 »characterized by a
first conveyor for transporting the developer mix
a first area into a second area and for delivery
into the feed chute and through a second conveyor to the
Transport of the developer mix from the first area to
a third area for discharge into the recovery zone,
where the developer mixture interacts with the cloud of unused toner particles and is returned to the first area with this for subsequent reuse.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seitenwand auf eine elektrische Spannung von ca.
150 bis 300 Volt über derjenigen der zweiten Seitenwand aufgeladen ist.
7. Device according to claim 6, characterized in that the first side wall is set to an electrical voltage of approx.
150 to 300 volts above that of the second side wall is charged.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,' daß die zweite Seitenwand auf eine Gleichspannung von ca. 150 bis 300 Volt über derjenigen der ersten Seitenwand aufgeladen ist«8. Apparatus according to claim 6, characterized in 'that the second side wall to a DC voltage of about 150 to 300 volts above that of the first side wall is charged « 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Bildaufnahmeteil und der Wolke aus Tonerteilchen, die sich in der Entwicklungszone auf das latente, elektrostatische Bild zubewegt,9. Apparatus according to claim 6, characterized by means for generating a relative movement between the image recording part and the cloud of toner particles moving towards the latent, electrostatic image in the development zone, 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 9, gekennzeichnet
durch einen Koronagenerator zur annähernd gleichförmigen
Aufladung der photoleitenden Oberfläche und durch einen Belichtungsmechanismus , der die aufgeladene, photoleitende
Oberfläche entsprechend dem elektrostatischen, latenten Bild
eines abzubildenden Originales selektiv entlädt.
10. Device according to claims 5 to 9, characterized
by a corona generator to the approximately uniform
Charging of the photoconductive surface and through an exposure mechanism, the charged, photoconductive
Surface corresponding to the electrostatic, latent image
selectively discharges an original to be reproduced.
309882/1277309882/1277 LeerseiteBlank page
DE2255745A 1972-06-28 1972-11-14 METHOD AND DEVICE FOR IMAGE DEVELOPMENT IN ELECTROSTATIC MULTIPLING DEVICES Pending DE2255745A1 (en)

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CA980634A (en) 1975-12-30
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