DE2353229C3 - Umwälzvorrichtung für den Entwickler elektrostatischer latenter Ladungsbilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umwälzvorrichtung für den Entwickler elektrostatischer Ladungsbilder, bei der sich innerhalb einer ein Entwicklergemisch aus Toner und Trägermaterial enthaltenden Entwicklungskammer zwei Transportwalzen mit am Umfang angeordneten Flügeln gegensinnig derart drehen, daß der pulverförmige Entwickler einerseits in Längsrichtung der Walzen hin- und wieder zurücktransportiert und andererseits von der dem Aufzeichnungsträger naheliegenden Walze in Richtung auf den Aufzeichnungsträger bewegt und von einem hinter dem Aufzeichnungsträger angeordneten Magneten angezogen wird.

Bei elektrostatischen Druckverfahren wird auf einem Aufzeichnungsträger zunächst ein elektrostatisch latentes Bild erzeugt, das in einem anschließenden Entwicklungsverfahren sichtbar gemacht wird. Bei diesem Entwicklungsvorgang werden elektroskopische Teilchen an den aufgeladenen Bereichen des Aufzeichnungsträgers abgelagert und anschließend in einer Fixierstation gefestigt, so daß das Bild wischfest wird.

Der Entwicklungsstoff besteht aus feinen elektroskopischen Teilchen und einem Trägermaterial, meist Eisenkörnchen. Beide Materialien haften durch reibungselektrische Ladung aufeinander. Kommt dieser Entwickler mit dem das latente Bild tragenden Aufzeichnungsträger in Berührung, so wird das elektroskopische Teilchen, auch Toner genannt, infolge der elektroskopischen Anziehung vom Trägermaterial an den Aufzeichnungsträger abgegeben. Das Trägermaterial selbst fällt in die Entwicklungskammer infolge der Schwerkraft zurück und wird von Tonerteilchen erneut behaftet.

Es sind verschiedene Anordnungen bekannt, durch die Tonerteilchen in der vorbeschriebenen Weise aufgebracht werden können. Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß der Entwickler durch zwei Transportwalzen über die ganze Breite des Aufzeichnungsträgers ständig verteilt wird (Wirbelbildung), Eine solche Anordnung ist z.B. in der DE-PS 1034590

ίο beschrieben, bei der zwei Walzen parallel zueinander und zum Aufzeichnungsträger angeordnet sind und gegenläufig gedreht werden. Die sich an ihrem Umfang befindlichen Flügel wirken dabei als Schaufeln, so daß sich zwischen den beiden Walzen ein Wall aus ßntwicklerpulver aufbaut, dessen Grat den Aufzeichnungsträger berührt. Diejenigen Tonerteilchen, die dabei nicht vom latenten Bild elektrostatisch angezogen werden, und das Trägermaterial fallen infolge, ihrer Schwerkraft in die Entwicklungskammer zurück. Eine gleichmäßige Entwicklung der latenten Bilder ist hierbei jedoch nicht gewährleistet, denn in der Praxis sind die Bilder nicht gleichmäßig auf dem Aufzeichnungsträger verteilt. Nach wenigen Betriebsstunden wird sich — über die ganze Breite des Aufzeichnungsträgers gesehen — eine unterschiedliche Entwicklung ergeben, die bis zur Unsichtbarkeit führen kann. Die Zufuhr eines neuen Toners muß ständig über die gesamte Kammerbreite erfolgen. Dies wiederum bedingt zusätzliche konstruktive Maßnahmen.

Im gewissen Grade können diese Nachteile dadurch behoben werden, wenn statt der Schaufel-Walzen Transportwalzen, z. B. Schneckenwalzen, verwendet werden (US-PS 31 67 455). Dadurch wird der Entwickler ständig von der dem Aufzeichnungsträger naheliegen-

J5 den Walze parallel zum Aufzeichnungsträger transportiert und von der zweiten Walze zurückbefördert Aber auch bei einer solchen Anordnung muß der Toner über die gesamte Kammerbreite neu zugeführt werden, wenn nicht die Intensität der Entwicklung in Richtung des

■*o Entwicklertransportes abnehmen soll.

Bei der Verwendung von Transportwalzen ergibt sich aber zusätzlich das Problem eines Staues während des Überganges von einer Transportrichtung in die andere. Da beide Walzen nicht in einer Achse angeordnet sein können, denn dann würden beide Transportrichtungen sich gegeneinander aufheben, wird sich zwischen den Walzenenden und der Kammerwand ein Stau des Entwicklerpulvers bilden. Da das Entwicklerpulver sich wie eine zähe Flüssigkeit verhält, entsteht an diesen Stellen der Entwicklungskammer ein relativ hoher Staudruck, der sich nach allen Seiten verteilt. Dadurch wird nur ein Teil, wie gewünscht, von der gegenläufigen Transportwalze erfaßt, ein weiterer Teil baut sich zu einem nutzlosen Wall auf, von dem dann wiederum ein Teil infolge der Schwerkraft in den Bereich der anderen Walze abrutscht. Ein dritter Teil aber drückt gegen den Aufzeichnungsträger und führt dadurch zu einer unnötigen Färbung des Aufzeichnungsträgerrandes.

Der Aufzeichnungsträger wird in irgendeiner Weise,

ω meist durch einen Führungsschlitz, in die Entwicklungskammer eingeführt. Die Breite dieses Schlitzes ent= spricht aber nur selten der Breite des Aufzeichnungsträgers, so daß seitlich stets eine öffnung verbleibt. Durch diese öffnung dringt infolge des Staudruckes das farbige

^h5 Entwicklungspulver nach außen und führt zu einer Verschmutzung der gesamten Vorrichtung und auch der Rückseite des Aufzeichnungsträgers. Dieser Ausrieselungseffekt tritt auch bei relativ hoher TransDortee-

scbwindigkeit des Aufzeichnungsträgers auf. Diesem Mangel könnte zwar durch eine Vergrößerung der Entwicklungskammer dadurch abgeholfen werden, daß zwischen den Walzenenden und der Kammerwand genügend Abstand für den Entwickler geschaffen s würde. Der Stau wird dadurch zwar abgebaut, jedoch fällt dadurch aber auch das notwendige Niveau des Entwicklerpulvers ab, so daß den Rändern des Aufzeichnungsträgers kein Toner mehr zugeführt würde. Außerdem würde in diesem Raum viel iu EntwicklungspiUver abgelagert, das dem Entwicklungsvorgang verloren geht. Daraus folgt, daß in den Gebieten der Umlenkung des Entwicklers von einer Transportrichtung zur anderen ein bestimmter Staudruck erhalten bleiben muß, der jedoch nur se groß sein ι s darf, daß das Niveau des Entwicklers in diesen Gebieten nicht absinkt und daß andererseits der Staudruck nicht so groß werden darf, daß Entwicklungspulver aus der Kammer ausrieseln kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Umwälzvorrichtung für den Entwickler so zu gestalten, daß einerseits die Entwicklerkammer möglichst kiein gehalten wird und andererseits das zur Aus- und Entwicklung des latenten Bildes notwendige Niveau des Gemisches über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers konstant bleibt

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Transportwalzen eine Vielzahl von Flügeln aufweisen, die auf dem Umfang der Transportwalzen längs einer Spirallinie mit Abstand zueinander angeordnet sind und jo so jeweils eine unterbrochene Schnecke bilden, wobei die Steigung der Schnecken längs der Walzenachsen variiert.

Der Entwickler wird somit nicht nur entlang des Aufzeichnungsträgers transportiert, sondern vor allem auch über die gesamte Kammerbreite ständig gemischt, wobei das Verhältnis der Transportmenge in Längsrichtung der Walzen und quer dazu durch die Steigung und den stirnseitigen Abstand benachbarter Flügel bestimmbar ist Dadurch ergibt sich stets eine gleichmäßige ίο Entwicklung des latenten Bildes. Die Stellung der Flügel zueinander (Steigung der Schnecke) kann dabei ohne weiteres über die Walzenlänge so gewählt werden, daß das Entwicklerniveau über die ganze Breite konstant bleibt. Werden darüber hinaus mindestens die letzten oder die erstsn Flügel einer jeden W.ilze parallel zur Walzenachse oder im Grenzfall gegenläufig gestellt, so bildet sich an der Kammerwand kein erhöhter Staudruck, so daß auch bei geringer Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers kein Entwicklerpulver aus dem Einführschlitz der Entwicklerkammer ausrieseln kann.

Die Erfindung wird anhand eines Beispieles näher beschrieben. Es zeigt

JF i g. 1 die schematische Darstellung eines elektrostatischen Druckers und

F i g. 2 die erfindungsgemäße Anordnung der Transportwalzen.

Bei der schematisch dargestellten Druckstation wird der Aufzeichnungsträger 1, im vorliegenden Falle ein Papierbäfid, Über eine Umlenkachse 2, auf der eine Gleitrolle mit Taktscheibe 4 gelagert ist, der wiederum eine Andruckrolle 3 zugeordnet ist, der Druckstation 5 zugeleitet. In dieser Druckstation S wird das latente Bild, z. B. alphanumerische Zeichen, erzeugt. Anschließend gelangt der Aufzeichnungsträger 1 in die Entwicklungskammer 6 und wird über das Leitblech 9 nach oben abgelenkt. Nachdem die latenten Bilder des Aufzeichnungsträgers 1 mit dem Toner 7 beaufschlagt sind, werden durch den Abstreifmagneten 24 unnötig auf dem Aufzeichnungsträger 1 haftende Entwicklerteilchen abgestreift. Anschließend gelangt der Aufzeichnungsträger 1 zur Fixierstation 25, in welcher die farbigen Tonerteilchen durch Wärmeeinwirkung geschmolzen werden und wischfest auf dem Aufzeichnungsträger 1 verbleiben. Über die Antriebsrollen 26 und 27 wird der Aufzeichnungsträger 1 nach außen aus der Druckstation herausgeführt

Der Entwicklerkammer 6 wird über eine Tonerkassette 23 das TonermateriaJ 7 zugeführt Die Tonerkassette 23 ist leicht auswechselbar. Das Zuführen des Toners 7 durch Kassetten verhindert ein Verschmutzen des Gerätes. Durch die Tonerzuführungswalze 22 wird der Toner 7 der Entwicklerkammer 6 zugeführt, so daß er sich mit dem in der Kammer befindenden Trägermaterial, z. B. Eisenpulver, elektrostatisch verbindet. Fm Ruhezustand ist die Entwicklerkammer mit diesem En'wicklergemisch bis etw? zur Höhe der gestrichelten Linie gefüllt

Auf dem Boden der Entwicklerkammer 6 sind Transportwalzen SO und 11 angeordnet die gegensinnig in Pfeilrichtung gedreht werden. Diese Transportwaizen sind in Fig.2 in Draufsicht gezeigt Sie sind an ihrem Umfange mit Flügeln 12 versehen, die so angeordnet sind, daß ihr Verlauf eine Schnecke bildet Hierdurch wird in bekannter Weise das Entwicklergut in Längsrichtung der Walzen bewegt Dadurch, daß zwischen diesen Flügeln Öffnungen bestehen, gelangen Entwicklerteilchen während des ganzen Transportes aus dem Bereich der einen Walze in den Bereich der anderen Walze. Das Entwicklerpulver wird somit nicht nur entlang des Aufzeichnungsträgers 1 transportiert, sondern auch ständig gemischt

Um den Stau a;i den Walzenenden zu vermeiden, ist im Ausführungsbeispiel der Fi g. 2 mindestens der erste Flügel 14 bzw. J6 einer jeden Walze 10 und If in axialer Richtung angeordnet (in Transportrichtung gesehen). Da bei der angegebenen Drehrichtung der Walzen das Entwicklergemisch in Richtung der ausgezogenen Ffeile transportiert wird, erzeugen die Flügel 14 bzw. 16 einen Sog, der das von den Walzen 11 bzw. 10 herangeschaffte Entwicklergemisch von diesen abzieht. Die Wirkung kann erhöht werden, wenn zusätzlich der letzte Flügel 28 bzw. 29, der dem Flügel 16 bzw. 14 gegenübersteht, gegensinnig angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist in jedem Falle sichergestellt, daß eine Verkeilung des Gemisches an der Kammerwand vermieden wird. Auch können zusätzlich noch die zweiten Flügel 13 und 15 schräger als die die Schnecke bildenden Flügel 12 oder ebenfalls axial wie die Flügel 14 und 16 gestellt sein.

Die Steigung der Flügel 12 und der Abstand a (F ig. 1) zwischen den Stirnseiten der Flügel 12 bestimmen die Transportmenge, die von den Walzen einerseits in Längsrichtung (ausgezogene Pfeile) und andererseits über die ganze Walzenlänge quer dazu (gestrichelte Pfeile) gefördert wird. Es ist daher auch möglich, die Steigung der Flüge'-ichnecke über die Walzenlänge nicht nur konstant, sondern auch verschieden zu halten, je nach dem, wie groß in einem bestimmten Walzengebiet die Transportmenge jeweils sein soll. Weiterhin ist es denkbar, um das gleiche Ziel zu erreichen, daß die einzelnen Flügel 12 in ihrer Stellung (Steigung) oder in ihrem Abstande a zuiinander veränderbar befestigt sind, z. B. durch Drehen oder Längsverschieben. Durch diese Maßnahmen kann somit das Niveau des Entwicklergemisches im Bereich des Aufzeichnungsträ-

gers 1 über die ganze Breite konstant gehalten werden. Die Größe der gestrichelten Pfeile zeigt im dargestellten Ausführungsbeispiel die Menge des quer geförderten Entwicklergemisches, wenn beispielsweise die Steigung der Schneckenflfigel sich stetig ändert.

In Abänderung des gezeichneten Beispieles in Fig. 2 können anstelle des oder der ersten Flügel 13 bis 16 auch die letzten Flügel der Walzen 10 und 11 in Achsrichtung angeordnet sein. In diesem Falle wird der Stau an der jeweiligen Kammerwand nicht durch Sog, sondern durch Druck abgebaut. Es wird dabei der gleiche Effekt erzielt.

Die Walzen 10 und 11 werden über ein Getriebe 18, 19, 20 von einem Elektromotor 17 oder in anderer bekannter Weise gegenläufig angetrieben. Durch die Drehung der Walzen 10 und 11 wird das Entwicklergemisch hochgewirbelt und gegen den Aufzeichnungsträger 1 bewegt. Diese Wirkung wird verstärkt durch einen

ι hinter dem Aufzeichnungsträger 1 angeordneten Pernamentmagneten 28 und durch die Bewegung des Aufzeichnungsträgers I. Durch die oberhalb der Walze 11 angeordnete Ableitstange 21 wird verhindert, daß zurückfallende Entwickler- bzw. Trägerteilchen von der

in Transportwalze 11 hochgcwirbelt werden, bevor sie erneut mit Tonerteilchen behaftet werden. Durch diese Ablcitstange werden die teilchen vielmehr in den Bereich zwischen beiden Walzen 10 und 11 gelenkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Umwälzvorrichtung for den Entwickler elektrostatischer Ladungsbilder, bei der sich innerhalb einer ein Entwicklergemisch aus Toner und Trägermaterial enthaltenden Entwicklungskammer zwei Transportwalzen mit am Umfang angeordneten Flügeln gegensinnig derart drehen, daß der pulverförmige Entwickler einerseits in Längsrichtung der Walzen hin- und wieder zurücktransportiert und andererseits von der dem Aufzeichnungsträger naheliegenden Walze in Richtung auf den Aufzeichnungsträger bewegt und von einem hinter dem Aufzeichnungsträger angeordneten Magneten angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwalzen (10, ti) eine Vielzahl von Hügeln (12) aufweisen, die auf dem Umfang der Transportwalze längs einer Spirallinie mit Abstand zueinander angeordnet sind und so jeweils eine unterbrochene Schnecke bilden, wobei die Steigung der Schnecken längs der WaFzenachsen variiert

2. Umwäfzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung am Walzenanfang kleiner ist als in der Walzenmitte.

3. Umwälzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13—16) am Walzenanfang in Achsrichtung ausgerichtet sind.

4. Umwäizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils letzte Flügel (28,29) der Walzen (10,11) mit entgegengesetzter Steigung ausgerichtet ist.

5. Umwälzi,3rrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Flügel (12) am Walzenende in Achsrichtung ausgerichtet sind.