DE2261023A1

DE2261023A1 - Verfahren und vorrichtung zur sichtbarmachung eines latenten elektrostatischen bildes, sowie elektrophotographische kopiermaschine mit einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE2261023A1
Application number: DE2261023A
Authority: DE
Inventors: James R Davidson
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1972-05-22
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1973-12-06
Also published as: FR2186147A5; CH551030A; FI59493B; JPS4951953A; ZA733407B; IT987768B; ES414905A1; AU5590373A; BE797447A; NL7307084A; US3854449A; CA982886A; GB1435763A; AR195893A1; DE2261023B2; GB1435761A; SE382695B; SU677684A3; JPS553707B2; DE2261023C3

Description

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XEEOX CORPOEATION

Xerox Square

Eoehester, New York 14603

U S A

Verfahren und Vorrichtung zur Sichtbarmachung
eines latenten elektrostatischen Bildes, sowie
elektrophotographische Kopiermaschine mit einer
solchen Vorrichtung·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sichtbarmachung eines latenten elektrostatischen Bildes und
bezieht sich auf elektrostatographische Kopiermaschinen, in
denen elektrostatische Bilder mit Hilfe eines solchen Verfahrens und einer solchen Vorrichtung entwickelt werden_o

Ein elektrostatographischer Prozeß umfaßt die Bildung und
Verwendung latenter elektrostatischer Lad ungenauster zu/n
Zwecke der Aufzeichnung und Wiedergabe der Muster in eichtbarer Form. Das Gebiet der Elektrostatographie umfaßt die Elek-

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trographie und die Electrophotographic, Die Elektrophotographie ist die Klasse der Elektrostatographie, die ein lichtempfindliches Medium zum Formen von latenten elektrostatischen Ladungsmustern mit Hilfe einer elektromagnetischen Strahlung verwendet» Xerographie, die Infrarot-, sichtbare oder Ultraviolettstrahlung verwendet, und die Xeroradiographie, die Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen verwendet, sind Unterklassen der Elektrophotographieo Die Elektrographie ist diejenige Klasse der Elektrostatographie, die ein isolierendes Medium zum Formen des latenten elektrostatischen Ladungsmu-Bters ohne Zuhilfenahme einer elektromagnetischen Strahlung verwendet. Das Xerodrucken, welches ein Muster eines isolierenden Materials auf einem leitenden Medium zum Formen elektrostatischer Ladungsmuster verwendet, Und die elektrographische Aufzeichnung, die einen Ladungsübergang zwischen mehreren Elektroden zur unmittelbaren Formung elektrostatischer Ladungsmuster ausnützt, sind Unterklaasen der Elektrographie. Bei allen erwähnten Klassen der Elektrostatographie wird eine Entwicklung angewandt, unter der der Akt der Sichtbarmachung eines elektrostatischen Musters oder Bildes verstanden wird· In dem nachstehend beschriebenen Beispiel wird ein elektropho~ tographischer Prozeß verwendet«

Ein elektrophotographischer Prozeß umfaßt die Verwendung eines lichtempfindlichen Elementes, das eine photoleitfähige, isolierende Schicht hat, welche zur Sensibilisierung ihrer Oberfläche auf ein praktisch gleichmäßiges Potential aufgeladen wird. Die geladene photoleitfähige Oberfläche wird mit dem Lichtmuster eines zu kopierenden Originals belichtet« Durch die Belichtung wird die Ladung nach Maßgabe der die Oberfläche erreichenden Lichtintensität in den belichteten Bereichen abgeleitet, wodurch auf der photoleitenden Oberfläche sin latentes elektrostatisches Bild entsteht. Um dieses elektrostatische latente Bild auf der photoleitenden Oberfläche zu entwickeln, wird die geladene photoleitfähige Oberfläche mit

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einem Entwicklergemiseh in Kontakt gebrachte Typische Entwicklergemische für diesen Zweck sind in der Fachwelt bekannt; sie bestehen aus gefärbten thermoplastischen Pulvern, die man in der !Technik als Tonerpartikel bezeichnet, welche mit gröberen Trägerkörnchen oder -kügelchen,. etwa fferromagiietisehen Körnchen, gemischt sind ο Die Tonerpartikel, und. die Trägerkügelchen wei'den derart ausgewählt_{ daß die Tonerpartikel die günstige Ladung relativ zu; dein latenten elekt.rostatischen Bild auf der photoleitenden Oberfläche annehmeno" Wenn das Entwicklergemisch mit der geladenen phqtoleitfähigen Oberfläche in Kontakt gebracht wird, bewirkt die größere, Anziehungskraft des aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bildes, daß die Tonerpartikel von den Trägerkügelchen auf das latente elektrostatische Bild übergehen und dort haften«. Dieses Prinzip ist erstmals in der US-PS 2 297 691 von Carlson offenbart und dann in vielen einschlägigen 'Patenten erweitert und be** schrieben wordene

Die Qualität des entwickelten Bildes wird durch viele Faktoren beeinflußt. Ein wichtiger Faktor ist die Gleichmäßigkeit, mit der die Tonerpartikel auf dem auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild abgelagert werden« Bisher verwenden Entwicklungssysteme rotierende Schaufelräder, Pelzbürsten» Becherwerke und magnetische Bürstenanordnungen, um die erforderliche Gleichmäßigkeit äer Tonerablagerung zu erzielen_o Die Magnetbürstenanordnung erreicht ein hohes Maß an gleichmäßiger Tonerabiagerung und wird daher in zahlreichen elektrostatographischen KopiermaschdU-nen verwendet. Solche Magnetbürstenanordnungen weisen in der Regel eine Entwicklungsrolle auf, die ein gerichtetes Magnet·» feld hat, das das magnetisierbare Entwicklergemisch mit der aufgeladenen photoleitenden Oberfläche in.Kontakt bringt. Der elektrostatische Mehrfarbendruck umfaßt die Verwendung zahlreicher Verarbeitungskomponenten in der Weise, daß eine Reihe von latenten elektrostatischen Bildern jeweils entspre·»

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chend einer speziellen Farbe des Originale erzeugt werden. Bei einem aolchen System iat es notwendig, nacheinander Teilfarbbilder zu entwickeln. Jedes Teilfarbbild wird mit Tonerpartikeln entwickelt, deren Farbe dem Teilfarbbild entspricht, das zur Formung des betreffenden elektrostatischen latenten Bildes auf der photoleitenden Oberfläche diente.

Im allgemeinen ist die Entwicklungsrolle der Magnetbüretenanordnung relativ zur photoleitenden Oberfläche fixiert. Dies stellt in der Praxis eine Beschränkung hinsichtlich der Qualität der Mehrfarbenkopien dar. Ein Mehrfarben-Entwicklungssyatem verwendet mehrere Entwicklungsrollen und jede ist dafür bestimmt, die entsprechend gefärbten Tonerpartikel an die photoleitende Oberfläche zu liefern. Bisher sind die starrgehalterten Entwicklungsrollen in knappem Abstand zur photoleitenden Oberfläche angebracht, so daß die gerade wirksame Entwiuklungsrolle, d*i„ diejenige, an der da3 Entwicklergomisch haftet, Tonerpartikel auf der photoleitenden Oberfläche ablagern kann. Wenn jedoch ein Entwicklergemisch, das Tonerpartikel einer Farbe hat, mit einem Tonerpulverbild einer anderen Farbe in Berührung kommt, findet eine Vermischung der Farben und ein mechanisches Abstreifen statt.» Dies führt dazu, daß das Tonerpulverbild schlecht gefärbt wird und die dabei hergestellte Mehrfarbenkopie läßt den richtigen Farbabgleich vermissen, d.he die Farbe entspricht nicht dem zu kopierenden Originale Offensichtlich liefert also ein Magnetbürsten-Entwicklungaeystem der geschilderten Art, bei dem jede Entwicklungerolle starr montiert ist, keine einwandfreien Mehrfarbenkopien»

Die Erfindung will das Entwicklungssystem einer elektrostatographischen Mehrfarbenkopiermaschine verbessern und die erwälmtf-,η Mangel beseitigen«

Um dies zu erreichen, ist die Vorrichtung zum Sichtbarmachen eines latenten elektrostatischen Bildes nächst dem latenten Bild in funktlonelier Verbindung mit diesem angeordnet, um

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Tonerpartikel auf dem latenten Bild abzulagern. Aus dieser Arbeitsstellung nächst dem latenten Bild ist die Vorrichtung in eine unwirksame Stellung überführbar, in der sie von dem Bild beabstandet ist_e. Perner sieht die Erfindung eine Betätigung der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Annäherung des latenten Bildes an eine bestimmte Stelle vor, Die Vorrichtung wird, wenn das latente Bild diese Stelle erreicht, in die Arbeitsstellung nächst dem Bild und in funktioneller Verbindung zu diesem überführt und lagert Tonerpartikel auf dem latenten Bild ab. Nach der Ablagerung von Tonerpartikeln wird die Vorrichtung unwirksam gemacht und in ihre von dem latenten Bild beabstandete Ruhestellung überführt*

Weitere M_erjcmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen!. Darin zeigt:

Fig*1 eine schematische perspektivische Ansicht einer elektrophotographischen Kopiermaschine mit den Merkmalen der Erfindung;

Figo2 einen Seitenriß des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems in der in Fig.1 gezeigten Kopiermaschine und

Figo3 eine fragmentarische Seitenansicht im Schnitt, die im Detail eine der in Fig_o2 gezeigten Entwicklungseinrichtungen veranschaulicht ο

Zum allgemeinen Verständnis der dargestellten elektrophotographischen Kopiermaschine, in der die Erfindung verkörpert sein kann, sind in Fig.1 schematisch die verschiedenen Bestandteile einer Kopiermaschine zur Herstellung von Mehrfarben- ■ kopien von einem farbigen Original gezeigt. Wie bei allen elektrophot-ographisehen Maschinen der dargestellten Art wird ein Lichtmuster eines zu kopierenden Originals auf eine senßibilisierte photoleitende Oberfläche projiziert, um dort ein latentes elektrostatisches Bild zu formen. Das latente Bild wird mittels Tonerpartikeln entwickelt, so daß ein PuI-

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verbild dea auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichneten latenten Bildes entsteht. Danach wird das Pulverbild elektrostatisch auf ein Blatt einea Bildträgers übertragen, auf dem es mit Hilfe einer geeigneten Schmelzvorrichtung koalesziert wird, wodurch das Pulverbild bleibend auf der Trägerfläche haftet.

Die in Figoi gezeigte Kopiermaschine verwendet ein photoleitendes Element, etwa eine drehbare Trommel 10, die eine photoleitfähige Oberfläche 12 trägt. Die photoleitfähige Oberfläche 12 besteht vorzugsweise aus einem Material_f das eine annähernd panchromatische Empfindlichkeit für weißes Licht hat. Die Trommel 10 rotiert in der durch einen Pfeil 14 angedeuteten Richtung und bewegt dabei die photoleitfähige Oberfläche 12 nacheinander durch eine Reihe von Bearbeltungostationen»

Zuerst läuft die photoleitende Oberfläche 12 durch eine Ladestation A, an der eine Koronaentladungsvorrichtung 16 angebracht ist, die sich quer über der photoleitenden Oberfläche 12 erstreckt. Die Koronaentladungsvorrichtung 16 lädt die Trommeloberfläche auf ein ziemlich hohes und annähernd gleichmäßiges Potential auf.

Die geladene Tro.mmelfläche dreht sich dann weiter zu einer Belichtungsstation B, die mit einem beweglichen Linsensystem und mit einem Farbfiltermechanismus 20 ausgestattet ist. Ein Original 22 liegt unbewegt auf einer transparenten Sichtplatte 24, wobei nacheinander schrittweise Felder des Originals 22 von einer bewegten Lampenanordnung 26 beleuchtet werden. Das Linsensystem 18 ist von solcher Art, daß es die aufeinanderfolgenden Felder des Originals 22, die auf der Platte 24 beleuchtet werden, abtastet und das Licht auf die photoleitende Oberfläche 12 fokussiert. Die Lampenanordnung 26 und das Linsensystem 18 werden zeitlich abgestimmt mit der photoleitenden Oberfläche 12 bewegt, so daß eine störungsfreie Abbildung

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des Originals auf der photoleitenden Oberfläche 12 erzeugt wird,, Während der Belichtung schiebt der Filtermechanismus bestimmte Farbfilter in den optischen Strahlengang von der Linsenanordnung 18„ Die Farbfilter 20 wirken auf das durch das linsensystem 18 gehende Licht ein, so daß auf der photoleitenden Oberfläche 12 ein latentes elektrostatisches Bild.auf« ■ gezeichnet wird, das einer spezifischen Farbe des Liehtmu« sters vom Original entspricht ο -

Nachdem das latente elektrostatische Bild auf die photoleitende Fläche 12 aufgezeichnet ist, dreht sich die Trommel 10 zur Entwicklungsstation 0 -weiter, die drei einzelne Ent\vick<~ · lungseinrichtungen umfaßt, die mit den Bezugsziffern 28, 30 und 32 gekennzeichnet sind. Die Entwicklungseinrichtungen sind alle von der gleichen Art., die man.als magnetisches Bürstenentwieklungssystem bezeichnet. In einem magnetischen Bursten« entwicklungssystem wird ein magnetisierbares Entwicklerge«* misch, das Trägerkörnchen und Tonerpartikel enthält, konti«* nuierlich durch ein gerichtetes Magnetfeld befördert, um eine Bürste von Entwicklermaterial zu bilden« Dabei bewegt sich das Entwicklergemisch fortwährend, um frisches Entwicklerge~ misch der Bürste zuzuführen«. Vorzugsweise .umfaßt die Bürste in dem magnetischen Bürstensystem ein magnetisches Element mit einer Masse von Entwicklergemisch, die daran durch magnetische Anziehung haftet. Das Entwicklergemisch weist Trägerlcör— ner auf, an denen Tonerpartikel durch triboelektrische Anziehung festgehalten sind. Diese kettenartige Anordnung des Entwicklergemisches bildet die Borsten einer Bürste nach» Die Entwicklung geschieht in der Weise, daß die Bürste des Entwicklergemisches mit der photoleitenden Oberfläche 12 in Kontakt gebracht wird. Jede Entwicklungseinrichtung 28«, 30 und 32 bringt Tonerpartikel-auf die photoleitende Oberfläche 12₉ die Licht eines bestimmten Spektralbereiches des elektromagnetischen Spektrums absorbieren, das der Wellenlänge des durch das Filter durchgelassenen Lichtes entspricht«. Ein latentes

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Bild beispielsweise, das von einem durch ein Grünfilteir gefiltertes Licht erzeugt worden ist, zeichnet die Bot- und Blauanteile des Spektrums als Flächen von verhältnismäßig hoher Ladungadichte auf der photoleitenden Oberfläche 12 auf, während die grünen Lichtstrahlen das Filter passieren und bewirken, daß die Ladungsdichte auf der photoleitenden Oberfläche 12 auf eine Spannungshöhe reduziert wird, die für die Entwicklung unwirksam ist. Die geladenen Flächen werden dann sichtbar gemacht, indem man grünabsorbierende (purpurne) Tonerpartikel auf das auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnete latente EiId aufbringt. In gleicher Weise wird ein blaues Teilbild mit blauabsorbierenden (gelben) Tonerpartikeln entwickelt und ein rotes Teilbild mit rotabsorbierenden (blaugrünen) Tonerpartikel^

Nach der Entwicklung wird das jetzt sichtbare Bild zur Übertragungsstation D weiterbev.'egt, wo das Bild auf ein Blatt eines Kopieträgermaterials 36 übertragen wird, beispielsweise ein einfaches Papierblatt. Dies geschieht mit Hilfe eines übertragungselementes, z.B. einer Übertragungsrolle, die bei 34 gezeigt ist. Die Oberfläche der Übertragungarolle 34 ist auf ein Potential solcher Höhe und Polarität elektrisch vorgespannt, daß die Tonerpartikel von der photoleitenden Oberfläche 12 zu dem Kopieblatt 36 herübergezogen werden. Die Übertragungerolle 34 ist so gestaltet, daß ein einzelnes Blatt des Kopieträgers 36 daran lösbar festgehalten wird, um eich in einer Kreisbahn zu bewegen, und sie wird synchron mit 4er photoleitenden Oberfläche 12 derart bewegt, daß das Kopieblatt 36 die aufeinanderfolgenden Pulverbilder des Originale in Deckung übereinander empfängt. Die geschilderten Arbeitegänge des Aufladens der photoleitenden Oberfläche, der Belichtung der photoleitenden Oberfläche mit einer spezifischen Farbe des Lishtmusters des Originals, der Entwicklung dee latenten elektrostatischen-Bildes auf der photoleitenden Oberfläche mit passenden Tonerpartikeln und der übertragung des Toner«

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pulverbildes auf ein Blatt des Endkopiemäterials, Z₀B. ein transparentes oder undurchsichtiges Kopieblätt, werden mehrmals wiederholt, um eine Mehrfarbenkopie eines farbigen Originals herzustellen.. ..,

Nach dem letzten Übertragungsschritt wird das Kopieblatt 36 von der Übertragungsrolle 34 abgestreift und auf einem endlosen Band 50 zu einer Fixierstation F transportiert, wo eine Schmelzvorrichtung 38 das Tonerpulverbild auf das Trägerblatt aufschmilzt« Danach wird das Kopieblatt 36 von endlosen Bändern 52 und 54 zu einem Auffangbrett 40 weiterbefördert, wo es von einer Bedienungsperson weggenommen werden kann«,

Die in der Rotationsrichtung der Trommel 10 letzte Bearbeitungsstation ist eine Reinigungsstation Eo In der Reinigungsstation E ist eine drehbar gehalterte faserige Bürste 56 angeordnet, die mit der photoleitenden Oberfläche 12 der rotierenden Trommel 10 in Kontakt gehalten wird, um die restlichen Tonerpartikel, die nach jedem Ubertragungsvorgang zurückbleiben, zu entfernen»

In Figo2 ist ein Mehrfarben-Entwicklungfoystem gezeigt, das einen Rahmen 27 aufweist, in dem drei Entwicklungseinrichtungen 28, 30 und 32 gehaltert sind, die Toner ablagern₀ Dieses Entwicklungssystem ist von der Art, wie es. in der Bearbeitungsstation 0 verwendet wird ο Die einzelnen Pntwicklungseinrichtungen sind in einem geschnittenen Aufriß dargestellt,.um die verschiedenen eingeschlossenen Bestandteile deutlich zu machen,. Im folgenden wird nur die Entwicklungseinrichtung 28 genauer beschrieben, da die beiden anderen Einrichtungen 30 und 32 nahezu identisch sind und der Unterschied swiachen den drei Entwicklungseinrichtungen nur in der Farbe der Tonerpartikel und in geringen geometrischen Abweichungen aufgrund d-er verschiedenen Stellung und Befestigung liegt«, Die Entwicklungseinrichtung 28 möge gelbe Tonerpartikel enthalten,

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die Einrichtung 30 purpurne und die Einrichtung 32 blaugrüne; doch können auch andere Farbkombinationen verwendet werden·

Die Hauptteile der EntwicklungBeinrichtung 28 sind ein Gehäuse 42, ein Förderer in Form eines Schaufelrades 44» eine Transportrolle 46 und eine Entwicklungsrolle 48. Das Schaufelrad 44 iat ein Zylinder, an dessen Umfang Schaufeln oder Becher angebracht sind und der sich dreht und dabei Entwicklergemisch 50 aus dem unteren Bereich des Gehäuses 42 in dessen oberen Bereich befördert. Wenn das Entwicklergemisch 50 den oberen Bereich des Gehäuses 42 erreicht, wird es von den Schaufeln auf die Transportrolle 46 gehoben. Jede zweite Sohaufel des Schaufelrades hat löcher in ihrem Boden, so daß daa in diesem Bereich mitgeführte Entwicklergemisch nicht auf die Tranaportrolle 46 gelangt, sondern in den unteren Teil des Gehäuses 42 zurückfällt. Beim Fallen rieselt das Entwicklergemisch über einen Mantel 62, der Rohrform hat und in seinem unteren Bereich mit einer Öffnung 53 versehen ist. Auf diese Weise wird das EntwicklergemiBch 50 im Uralauf gehalten, so.daß die Trägerkügelchen kontinuierlich bewegt und mit frischen Tonerpartikeln durchmischt werden« Die3 ruft eine starke triboelektrische Aufladung zwischen den Trägerkügelchen und den Tonerpartikeln hervor. Wenn sich das in den Bechern des Schaufelrades enthaltene Entwicklergemiach 50 der Transportrolle 46 nähert, ziehen die von den in der Transportrolle befestigten Magneten erzeugten Magnetfelder das Entwicklergemisch 50 an. Die Transportrolle 46 führt das Entwicklergemisch 50 durch die zwischen der Rollenoberfläche und dem Entwicklergemisch erzeugte Reibungskraft nach oben_o Dabei wird ein Überschuß an Entwicklergemiech 56 angeboten und es ist ein Do— siermesser 58 vorgesehen, um die Menge des über das Kopfende der Transportrolle 46 mitgenommenen Entwicklergemischea zu steuern«) Der überschüssige Entwickler wird von der Transportrolle 46 abgestreift und fällt nach unten auf das Schaufelrad 44ο Der herabfallende überschüssige Entwickler fällt

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durch die löcher des Schaufelrades 44 nach unten in den unteren Bereich des Gehäuses 42_ö

Das Entwicklergemisch, das unter dem Dosiesuneseer 58 durchgewandert ist, wird über die-Transportrolle 46 zur Entwicklungs~ rolle 48 und in die Entwicklungszone 49 gebracht, die «ich zwischen der photoleitenden Oberfläche 1.2 und der Entwick« lungsrolle 48 befindet» Durch den Kontakt mit dem sich bewegenden Entwicklergeinisch 50 wird das auf der photoleitenden¹ Oberfläche aufgezeichnete elektrostatische Bild entwickelt·«, Die geladenen Flächen der photoleitenden Oberfläche 12 ziehen die Tonerpartikel von den Tragerkügelchen des Entwicklergemisches 50 an. Am Ausgang der Entwicklungszone 49 halten die starken Magnetfelder, die im wesentlichen tangential zur Entwicklungsrolle 48 verlaufen, das unverbrauchte Entwicklergemisch und die entblößten Trägerkügelchen weiter an der Ent~ wicklungsrolle fest» Wach dem !Passieren der Entwicklungszone gelangen das unverbrauchte Entwicklergemisch und die entblößten Trägerkügelchen in einen Bereich, der ziemlich frei von magnetischen Kräften ist und fallen von der Entwicklungsrolle 48 herab in den unteren Bereich des Gehäuses 42_O Beim Herabfallen passieren das unverbrauchte Entwicklergemisch und die entblößten Trägerkügelchen ein Leitblech 60, das den Pluß von den Enden zur Mitte des Gehäuses 42 umlenkt und so für .eine Durchmischung in dieser Richtung sorgto

Wenn das vollständige auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnete Bild die Entwicklungazone 49 passiert hat, muß der Entwicklungsvorgang unterbrochen werden und das Entwiok« lergemisch aus dem Kontakt mit der photoleitenden Trommel 10 entfernt werden, damit es nicht nachfolgende Bilder beeinflußt, die in anderen Farben entwickelt werden müssen,, Zu die« sem Zweck wird ein nicht gezeigter Antriebsmotor vom Schaufelrad 44, von der Transportrolle 46 und von der Entwieklungsrolle 48 abgekuppelt, so daß diese Teile sich nicht weiterdrehen.

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Dadurch wird ea möglich, das Gehäuse 28 durch die Kraft einer Feder 68 in eine unwirksame Stellung zu schwenken, in der die Entwicklungsrolle 48 von dem auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichneten latenten Bild beabstandet ist«

Der zylindrische Mantel 62 dient dazu, den Pall des unverbrauchten Entv/icklergemisches und der entblößten Trägerkügelchen derart zu steuern, daß diese nicht einfach in den unteren Bereich des Gehäuses 42 herabfallen, sondern sich mit den Tonerpartikeln mischen₀ Außerdem isoliert der Mantel 62 eine innen gelegene zylindrische Verkleidung, die den zylindrischen Tonerspender 64 aufnimmt, gegen das Entwicklergemisch. Der Tonerspend er 64 enthält einen frischen Vorrat an Toner 51, der durch die Öffnung 53 in dem Mantel in den Strom des Entwicklergemisches 50 herabrieselt. Die Zugabe von Tonerpartikeln an dieser Stelle gewährleistet, daß die Tonerpartikel nicht bis zur Entwicklungszone 49 gelangen können, ohne sich bis zu einem gewissen Grad mit den Trägerkügelchen gemischt zu haben₀ Weitere Tonerpartikel werden dem Entwicklergemisch zugefügt, um die für die Formung der Pulverbilder verbrauchten Tonerpartikel zu ersetzen, damit die Tonerkonzentration konstant bleibt und damit die Qualität der Farbentwicklung gleichmäßig ist₀

Anhand der Fig*3 wird nunmehr der Betrieb der Entwicklungseinrichtung im Detail erklärte Das Gehäuse 42 iat, wie noch beschrieben wird, um den Mittelpunkt des Schaufelrades 44 schwenkbar und wird in seinem unteren Bereich außen von Rollen 88 und 90 abgestützt, die in dem Rahmen 27 drehbar gehaltet sind. Wenn sich die Rollen 88 und 90 um ihre Achsen drehen, kann das Gehäuse 42 um die Mitte des Schaufelrades 44 schwenken, Wenn die Entwicklungseinrichtung 28 untätig ist, drückt eine Feder 68.oder ein sonstiges Federungsmittel das Gehäuse 42 gegen einen Anschlag 66. In dieser Lage befindet sich die Entwicklungsrolle 48 in ihrer unwirksamen Stellung

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in einem Abstand zur photoleitenden Oberfläche 12. Die Entwicklungseinrichtung nimmt ihren Betrieb auf, wenn ein Kupplungszahnrad 82 mit einem Zahnrad 84 in Eingriff kommt, das an .dem Schaufelrad 44 angebracht ist, so-daß das Schaufelrad 44 gemäß Pfeil 86 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn sich das Zahnrad 84 und das Schaufelrad 44 zu drehen beginnen, wird aufgrund des Widerstandes des Entwicklergemisches 50 im Gehäuse 42 gegen eine Bewegung auf das Gehäuse 42 ein Reaktionsdrehmoment ausgeübt. Dieses Reaktionsmoiaent läßt das Gehäuse 42 sich gegen die Kraft der Feder 68 drehen, bis ein Anschlag, der als ein Rad 71 dargestellt ist, sich gegen die Trommel 10 anlegt. Nunmehr bewegen sich das Entwicklergeraisch und die.inneren Teile in dem Gehäuse 42_o Die Rollen 46 und 48 werden über eine nicht gezeigte Zahnradverbindung gemeinsam mit dem Schaufelrad 44 gedreht. Wenn das ganze Bild auf der photoleitenden Trommel 10 die Entwicklungszone 49 passiert hat, wird der Entwicklungsvorgang unterbrochen und das Entwicklergemisch wird von dem Kontakt mit der photuleitenden Oberfläche 12 entfernt, um zu verhindern, daß'es nachfolgende Bilder beeinflußt, die mit anders gefärbten Tonerpartikeln entwickelt werden müssen<> Zu diesem Zweck wird der Antriebsmotor durch Ausrücken der Kupplung vom Zahnrad 82 abgekuppelt so daß sich dieses frei nach beiden Richtungen drehen kann₀ Das Schaufelrad 44, die Entwicklungsrolle 48 und die Transportrolle 46 stollen ihre Rotation ein und das Gehäuse 42 wird von der Feder 68 im Uhrzeigersinn geschwenkt, bis es am Anschlag 66 anstößt, womit es seine unwirksame Ruhestellung einnimmtg Damit ist der Arbeitszyklus beendet.

Der Arbeitsablauf wurde für die Entwicklungseinrichtung 28 beschrieben; er-wiederholt sich jedoch für die Entwicklungseinrichtungen 30 und 32ο Bei der Herstellung einer Mehrfarbenkopie bringt die Entwicklungseinrichtung 28 zunächst ihre Entwicklungsrolle 48-in Arbeitsstellung an der photoleitenden

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Oberfläche 12, um das erste Farbteilbild, das als latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche 12 vorhanden ist, mit den passend gefärbten Tonerpartikeln zu entwickeln** Danach werden die Tonerpartikel auf das Kopieträgermaterial 36 (Fig«1) übertragen, wo sie ein Tonerpulverbild einer Parbe de3 mehrfarbigen Originals bilden. Als nächstes bringt die Entwicklungseinrichtung 32 ihre Entwicklungsrolle in Arbeitsstellung an der photoleitenden Oberfläche 12, um das nächste farbige Bild zu entwickeln, das dann auf das Kopiermaterial 36 übertragen wirdo Danach wird die Entwicklungseinrichtung 30 in Arbeitsstellung an der photoleitenden Oberfläche 12 gebracht und entwickelt das nachfolgende Farbbild. Dieses Tonerpulverbild wird ebenfalls auf das Kopiermaterial 36 übertragen. Damit ist auf dem Kopiermaterial ein zusammengesetztes mehrfarbiges Tonerpulverbild des Originals entstanden, das dann in der Schmelzvorrichtung 38 (Fig.1) aufgeschmolzen wird.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Entwicklungsrolle 48, wie am besten aus Figo3 ersichtlich, ein unmagnetisches rohrförmiges Element 70, das vorzugsweise aus Aluminium besteht und eine unregelmäßige oder aufgerauhte Außenfläche hat. Das rohrförmige Element 70 ist in geeigneter Weise, etwa mittels Kugellager, drehbar gelagert. Konzentrisch in dem rohrförmigen Element 70 ist ein Schaft 72 angebracht, der vorzugsweise aus Stahl ist. Er dient als ortsfeste Halterung für magnetische Mittel. Diese magnetischen Mittel sind vorzugsweise Magnete 74 aus Bariumferrit in der Form von Ringen, die mit fünf Polen au;
geordnet sind,

fünf Polen auf einem Bogen von etwa 284° um den Schaft 72 an-

Wie am besten aus Fig.3 ersichtlich, weiüt die Transportrolle 46 ein unmagnetisches rohrförmiges Element 76, vorzugsweise aus Aluminium auf, das eine unregelmäßige oder gerauhte Aussenf lache hat. Das rohrförmige Element 76 ist etwa mittels

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Kugellager drehbar gelagert. In dem rohrförmigen Element 76 ist konzentrisch ein Schaft 78 vorzugsweise.aus £itahl.angebracht, der als feste Halterung für magnetische Mittel dient· Diese magnetischen Mittel sind vorzugsweise Magnete aus Barriumferrit in der Form von Ringen, die mit vier Polen auf einem Bogen von 180 um den Schaft 78 angeordnet sind.

Das Mittel zum Betätigen der einzelnen Entwicklungseinrichtungen 28, 30 und 32 ist eine Zeitsteuerscheibe ^ die auf einer Verlängerung der Welle 11 der Trommel (Figd) sitzt«, Die Zeitsteuerscheibe ist undurchsichtig und mit mehreren Schlitzen in Abständen auf ihrem Umfang versehen. Sie ist zwischen einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Element zwischengeschaltet, so daß jedesmal, wenn ein Schlitz Lichtstrahlen durch die Scheibe fallen läßt, ein elektrisches Signal erzeugt wird. Das elektrische Signal betätigt zusammen mit einer Maschinenlogiksteuerung die richtige Entwicklungseinrichtung· Bei dieser Betätigung wird der Antriebsmotor eingeschaltet, der das Schaufelrad, die Transportrolle und die Entwicklungsrolle dreht, wodurch ein Reaktionsdrehmoment erzeugt wird, das die festhaltende Federkraft überwindet_o Dadurch wird die Entwicklungsrolle in ihre Arbeitsstellung an der photoleitenden Oberfläche geschwenkte Nachdem sich die photGleitende Oberfläche um einen Winkel weitergedreht hat, läßt ein Schlitz in der Zeitsteuerscheibe die Jdchtstrahlen.von der Lichtquelle wieder durchtreten und das lichtempfindliche Element erzeugt ein zweites elektrisches Signal, das in Verbindung mit der Maschinenlogiksteuerung die Entwicklungseinrichtung durch Abschalten des Antriebsmotors außer Betrieb setzte Durch die Stillsetzung der Entwicklungseinrichtung wird diese automatisch in ihre unwirksame Ruhestellung überführt, in der die Entwicklungsrolle einen Abstand von der photoleitenden Oberfläche hat_c

Vorstehend wurde die Erfindung in· Verbindung mit einem magne-

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tischen Bürstenentwicklungssystem beschrieben; doch beschränkt sich die Erfindung nicht unbedingt darauf, sondern ist vielmehr auch auf Pelzbürstenentwicklung anwendbar. Bei einer Pelzbürstenentwicklung ersetzen Pelzhaare die Trägerkörnchen und wenn die Bürste mit Torierpartikeln gesättigt ist, werden diese triboelektrisch aufgeladen* Es wird ein weicher Pelz in Form einer zylindrischen Bürste verwendet« Die Tonerpartikel werden kontinuierlich an die Bürste angeliefert und wenn die Bürste aktiviert wird, bewegt sie sich aus ihrer von der photoleitenden Oberfläche beabstandeten Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung an dieser Oberfläche»

Das erfindungsgemäße Entwicklungssystem verbessert also die auf einer elektrostatischen Kopiermaschine hergestellten Mehrfarbenkopien, indem die untätigen Entwicklungaeinrichtungen in einem Abstand von der photoleitenden Oberfläche gehalten werden. Außerdem ist das Entwicklungssystem so konstruiert, daß es die richtige Entwicklungseinrichtung in die Arbeitsstellung bringt, um auf die photoleitende Oberfläche passend gefärbte Tonerpartikel zu übertragen und so das latente elektrostatische Bild auf der Oberfläche sichtbar jsu machen»

Die Erfindung schafft damit ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes, die die gewünschten Ergebnisse voll erreichen© An dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Rahmen der Erfindung Abänderungen und Alternativen möglich«

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Claims

Patentansprüche

Λ »J Verfahren zur Sichtbarmachung eines latenten elektrostatischen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwicklerwalze aus einer unwirksamen Stellung, in der sie einen Abstand von dem latenten Bild .. hat, in eine Arbeitsstellung nächst diesem latenten Bild und in funktioncller Verbindung mit diesem überführt wird, daß Tonerpartikel von der Entwicklerwalze zum latenten Bild angezogen werden und daß die Entwicklerwalze aus der Arbeitsstellung wieder in die unwirksame Stellung zurückgeführt wird. · ■
2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß eine photoleitende Oberfläche auf ein etwa gleichmäßiges Ladungspotential aufgeladen wird; daß ein zu kopierendes Original auf die geladene photoleitende Oberfläche abgebildet, wird; daß eine Entwicklerwalze aus einer unwirksamen Stellung, in der sie einen Abstand von dem. latenten Bild hat, in eine Arbeitsstellung nächst diesem latenten Bild und in funktioneller Verbindung mit diesem überführt wird, daß Tonerpartikel von der Entwicklerwalze zum latenten Bild angezogen werden und daß· die Entwicklerwalze aus der Arbeitsstellung wieder in die unwirksame Stellung zurückgeführt wird,und daß Tonerpartikel von dem entwickelten Bild auf ein Blatt eines Bildträgermaterials übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überführen der Entwicklerwalze in die Arbeitsstellung ein Antriebssystem betätigt . wird, das eine Anordnung in Bewegung setzt,' die Entwicklergemisch zur Entwicklerwalze transportiert, wobei das von dem

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Antriebssystem erzeugte Reaktionsdrehmoment ein Gehäuse derart schwenkt, daß die Entwicklerwalze in die Arbeitsstellung nächst dem latenten Bild gebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch g e kennzeichnet , daß zum Zurückführen der Entwicklerwalze das Antriebssystem ausgeschaltet wird, so daß das auf das Gehäuse wirksame Reaktionsdrehmoment praktisch wegfällt, und daß das Gehäuse durch Federkraft derart geschwenkt wird, daß die Entwicklerwalze in die unwirksame Stellung, im Abstand von dem latenten Bild, gebracht wird.
5- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach, einem der Ansprüche 1, 5 oder 4, gekennzeichnet d u.r c h eine Entwicklungseinrichtung (28, 3O₅ 32) zum Absetzen von Tonerpartikeln auf dem latenten Bild, durch einen Antrieb zum Betätigen der Entwicklungseinrichtung bei der Annäherung des latenten Bildes an eine bestimmte Stelle, in der Weise, daß die Entwicklungseinrichtung aus einer von dem latenten Bild beabstandeten unwirksamen Stellung in eine Arbeitsstellung nächst dem Bild und in funktioneller Verbindung mit diesem überführt wird, und durch Einrichtungen, um die Entwicklungseinrichtung aus ihrer Arbeitsstellung in die unwirksame Stellung zurückzuführen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zum Zurückführen der Entwicklungseinrichtung ein Vorspannelement (68) umfassen, das die Entwicklungseinrichtung federnd gegen die unwirksame Stellung hin vorspannt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Entwicklungseinrichtung umfaßt: ein Gehäuse (42), das einen Vorratsraum für ein Entwicklergemisch bildet, das Trägerkügelchen und Toner-

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partikel umfaßt, Transporteinrichtungen (44, 46), die das Entwieklergemisch aus einem ersten Bereich zu einem zweiten Bereich bringen, wo es abgegeben wird, eine drehbar antreibbare Entwicklerwalze (48), die in dem Raum des Gehäuses (42) nächst den Transporteinrichtungen angeordnet ist, um von diesen Entwieklergemisch aufzunehmen, und die Tonerpartikel auf das latente Bild abzulagern, wenn sie mit diesem in funktioneller Verbindung steht, und einen Antrieb für die Transporteinrichtungen solcher Art, daß das Reaktionsdrehmoment zu dem Antriebsmoment, das auf die Trans-' porteinrichtungen wirksam ist, das Gehäuse derart verschwenkt, daß die Entwicklerwalze.(48) in die Arbeitsstellung an dem latenten Bild gebracht wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Transporteinrichtungen einen in dem Vorratsraum beweglich angeordneten Förderer (42), der Ent-·· wickler gemisch aus einem ersten Bereich in einen Zvri.sch.enbereich bringt, sowie eine rotierende Transportrolle (46) in dem Raum des Gehäuses umfassen, die Entwi ekler gemisch, von dem Zwiseheribereich in einen zweiten Bereich bringt, wo es abgegeben wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Transportrolle (46) ein erstes . · rohrförmiges Element (76) aus einem unmagnetischen Werkstoff aufweist, sDwie erste magnetische Einrichtungen (8Ö), die in dem ersten rohrförmigen Element feststehend angeordnet sind, um in der Bahn des Umfangs des ersten rohrförmigen Elementes ein Magnetfeld zu erzeugen, und daß die Entwicklerwalze (48) ein zweites rohrförmiges Element (70) aus unmagnetischem Werkstoff aufweist, in dem zweite magnetische Einrichtungen (74) feststehend gehaltert sind, die ein Magnetfeld in der Eahn des Umfangs des zweiten rohrförmigen Elementes erzeugen.

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10. Elektrophotographische Kopiermaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 4- mit einer photoleitenden Oberfläche, einer Koronaentladungsvorrichtung zum Aufladen der photoleitenden Oberfläche auf ein gleichmäßiges Ladungspotential und mit einer Belichtungseinrichtung zum Belichten der geladenen photoleitenden Oberfläche mit einem zu kopierenden Original, um auf der Oberfläche ein latentes elektrostatisches Bild aufzuzeichnen, gekennzeichnet durch eine Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9-
11. Kopiermaschine nach Anspruch 10, gekennzeich net durch ein Entwicklungssystem (28, 30, 32), das mehrere Entwicklungseinrichtungon nach einem der Ansprüche 5 bis 9 umfaßt, wobei der Antrieb selektiv jeweils eine der Entwicklungseinrichtungen in die Arbeitsstellung überführt.

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