DE2437389B2 - Vorrichtung zur gleichfoermigen verteilung von nach der entwicklung uebrigbleibendem und zurueckzufuehrendem pulverfoermigem entwickler in einer elektrofotografischen einrichtung - Google Patents

Description

brauchen die dunklen Flächen kontinuierlich Tonerteilchen, während die hellen Flächen keine Tonerteilchen verbrauchen; als Ergebnis hieivon wird die Schwärzung der entwickelten dunklen Seite des Streifens im Laufe der Zeit abnehmen. Selbstverständlich sind jedoch Tonerteilchen in der Hälfte der Magnetbürste vorhanden, die der hellen Seite der Abbildung entspricht; werden sie eingesetzt, so können sie die dunkle Seite der entwickelten Abbildung während einer längeren Zeitspanne auf einem befriedigenden Schwärzungsgrad halten. Obwohl dieses Beispiel einen Extremfall beschreibt, so läßt sich doch erkennen, daß die übrigbleibenden bzw. restlichen Entwickle rteilchen von der Magnetbürste entfernt und homogen verteilt werden sollten, so daß das Verhältnis der Konzentrationen der Toner- und Trägerteilchen gleichmäßig ist, und daß die Entwicklerteilchen zur Wiederverwendung zu einem Vorratsbehälter zurückgeführt werden sollten.

Bei einer herkömmlichen Anordnung, mit der dies angestrebt wird, ist eine Reinigungsvorrichtung für die Magnetbürste vorgesehen, die eine geneigte, flache Platte aufweist, deren obere Kante mit der Magnetbürste in Eingriff kommt, um davon die übrigbleibenden Entwicklerteilchen abzukratzen. Umlenk- oder Prallplatten sind über dieser Platte angeordnet, um die übrigbleibenden Entwicklerteilchen, die an der Platte nach unten gleiten, in unterschiedliche Richtungen abzulenken, so daß die Teilchen gemischt oder homogen verteilt werden. Obwohl. diese herkömmliche Anordnung einen einfachen Aufbau hat, führt sie in der Praxis nicht zu befriedigenden Ergebnissen.

Gemäß der Erfindung soll eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung von Entwickler von der eingangs genannten Art so weitergebildet werden, daß eine homogenere Verteilung des nach der Entwicklung zurückbleibenden und zurückzuführenden pulverförmigen Entwicklers als bisher erzielt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine drehbar über der flachen Oberfläche im wesentlich senkrecht zu ihrer Neigungsrichtung angebrachten Welle und durch eine Vielzahl von im wesentlichen elliptischen, mit der Welle drehbaren Platten, wobei die kleinen Achsen (Nebenachsen) der Platten die Achse der Welle senkrecht schneiden und die großen Achsen (Hauptachsen) der Platten die Achse der Welle in einem spitzen Winkel schneiden, wobei weiterhin die Kanten der Platten bei allen Drehstellungen der Welle sehr nahe bei der flachen Oberfläche angeordnet sind, und wobei schließlich der übrigbleibende, sich auf der flachen Oberfläche nach unten bewegende Entwickler durch die Platten abgelenkt und dadurch homogen verteilt wird.

Vorzugsweise schneiden die großen Achsen (Hauptachsen) die Achse der Welle unter einem solchen spitzen Winkel, der gleich dem Arkus Sinus des Verhältnisses der Längen der kleinen Achsen (Nebenachsen) der Platten und ihrer großen Achsen (Hauptachsen) ist, so daß die Umfangskanten der Platten bei allen Drehstellungen der Welle gerade die flache Oberfläche berühren. Wenn die Platten eine größere Fläche besitzen, müssen ihre Ränder entsprechend ausgebildet sein, um immer die flache Oberfläche berühren zu können. Dazu müssen die Ränder z. B. zugeschärft oder abgerundet sein. Die Platten lenken den übriebleibenden Entwickler aktiv längs der WHIe in verschiedene Richtungen ab, wodurch der Entwickler sehr rasch und wirksam homogen verteilt wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Uuteranspriichen beansprucht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur homogenen Verteilung des Entwicklers gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Platte der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung des Entwicklers,

F i g. 3 eine schematische Ansicht eines Teils einer elektrofotografischen. Einrichtung, bei der die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur homogenen Verteilung des Entwicklers verwendet wird,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die in Fig. I gezeigte Vorrichtung zur homogenen Verteilung des Entwicklers in Betriebsstellung, wobei sie mit einer flachen Oberfläche eines Teils der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung in Eingriff kommt,

F i g. 5 eine Draufsicht auf eine modifizierte Ausführungsform der in Fig. I gezeigten Vorrichtung zur homogenen Verteilung des Entwicklers,

F i g. 6 eine Ansicht des Profils einer modifizierten Form einer Welle der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung zur homogenen Verteilung des Entwicklers und

F i g. 7 eine Ansicht einer modifizierten Form einer Platte der in F1 g. 1 gezeigten Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung, wobei die Platte an einer Buchse angebracht ist, durch die die Platte an der in Fig. 6 gezeigten Welle befestigt werden kann.

Gemäß F i g. 1 weist eine Vorrichtung 10 zur gleichmäßigen und homogenen Verteilung des Entwicklers nach der vorliegenden Erfindung eine Welle 12 auf. Elliptische Platten 14 sind jeweils mit Hilfe von Buchsen oder Muffen 16 an der Welle 12 drehfest angebracht. Wie sich den Fig. 1 und 2 entnehmen läßt, hat die große Achse (Hauptachse) einer jeden Platte 14 eine Länge a, während die kleine Achse (Nebenachse) eine Länge b hat. Die kleine Achse (Nebenachse einer jeden Platte 14 schneidet die Achse der Welle 12 senkrecht, während die große Achse (Hauptachse) einer jeden Platte 14 die Achse der Welle 12 in einem spitzen Winkel Θ schneidet. Dabei gilt die Beziehung: b = α (sin Θ), d. h. Θ = arc sin (bja), wobei gemäß der Darstellung in den Zeichnungen θ = 45° ist.

Gemäß Fig. 3 enthält ein Kopiergerät 18 ein Gehäuse 20, dessen Bodenbereich einen Vorratsbehäl· ter 22 bildet, der einen pulverförmigen Entwickle! enthält, der aus Trägerteilchen und Tonerteilchen be steht. Frischer, unverbrauchter Entwickler wird den Vorratsbehälter 22 von einem Trichter 24 zugeführt Weiterhin ist eine fotoleitende Walze 26 vorgesehen auf der durch ein optisches System (nicht dargestellt eine elektrostatische Abbildung eines zu kopierende! Originals ausgebildet wird; die Walze 26 dreht siel gegen den Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil ii Fig. 3 angedeutet. Als Vorrichtung zur Aufbringun des Entwicklers dient eine drehbare Walze 28, di auf ihrem Umfang mit einer Bürste (nicht dargestellt versehen ist; der untere Bereich der Walze ist i den Entwickler in dem Vorratsbehälter 22 einge taucht; die Walze dreht sich gegen den Uhrzeigei sinn, wie durch den Pfeil in Fig. 3 angedeutet. Ot wohl in der Figur nicht dargestellt, ist die Burst

der Walze 28 so angeordnet, daß sie die Oberfläche der Walze 26 gleitend berührt, wenn die Walzen 26 und 28 gleichzeitig gedreht werden. Magnete 28 a, 2Sb, 28 c und 28 d sind stationär im Innern der Walze 28 in der Nähe ihrer inneren Oberfläche nahe dem Kontaktbereich der Walzen 26 und 28 angebracht.

Die Welle 12 der Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung des Entwicklers ist drehbar in dem Gehäuse 20 über einer Reinigungsvorrichtung 30 gehaltert, die die Form einer flachen, ebenen Platte hat. Die Reinigungsvorrichtung 30 wird drehbar durch die Welle 12 mit Hilfe von Hängelagern 32 gehaltert, von denen eins dargestellt ist. Wie sich Fig. 3 entnehmen läßt, ist die Reinigungsvorrichtung geneigt, wobei die obere Kante der Reinigungsvorrichtung 30 mit der Bürste der Walze 28 in Eingriff kommt, um den restlichen bzw. übrigbleibenden Entwickler davon zu entfernen. Der restliche Entwickler gleitet an der flachen, oberen Oberfläche der Reinigungsvorrichtung 30 nach unten, passiert die Vorrichtung 10, in der er gleichmäßig und homogen verteilt wird, und fällt dann zur Rückführung bzw. zum Beginn eines neuen Zyklus nach unten in den Vorratsbehälter 22. Die Toner- und/oder Träger-Teilchen können kontinuierlich oder in periodischen Abständen bei einem bestimmten Konzentrations-Verhältnis der Träger/ Toner-Teilchen in den Trichter 24 eingeführt werden. Weiterhin ist auch ein rotierender Teil 34, z. B. ein Rotor, für die Entwicklerzufuhr vorgesehen, um die Entwicklerteüchen in den Bereich des Vorratsbehälters 22 unter der Walze 28 zu befördern.

Beim Betrieb projiziert das optische System eine Abbildung des Originals auf die Walze 26, so daß ein latentes, elektrostatisches Bild erzeugt wird. Die Bürste der Walze 28 nimmt aufgrund der Wirkung der Magnete 28 σ, 28 b, 28 c und 28 d Entwickler aus dem Vorratsbehälter 22 auf und überträgt diesen zur Entwicklung der latenten Abbildung auf die Walze 26. Die Tonerteilchen werden durch die dunklen bzw. nicht oder weniger belichteten Flächen der Abbildung auf der Walze 28 angezogen und haften auf ihnen, während die Trägerteilchen und einige Tonerteilchen, die den hellen bzw. stark belichteten Flächen der Abbildung entsprechen, an der Bürste der Walze 28 haften bleiben. Bei einer weiteren Drehung der Walze 28 werden die darauf haftender Tonerteilchen auf einen Aufzeichnungsträger, wie z. B. einem Blatt Kopierpapier, übertragen und dort fixiert, wodurch die gewünschte Kopie entsteht.

Bei einer weiteren Drehung der Walze 28 werden die restlichen Toner- und Trägerteilchen durch die obere Kante der Reinigungsvorrichtung 30 von der Bürste der Walze 28 gelöst, gleiten an der oberen Oberfläche der Reinigungsvorrichtung 30 durch die Vorrichtung 10 zur gleichmäßigen und homogenen Verteilung nach unten und fallen schließlich in den Vorratsbehälter 22. Die restlichen Entwicklerteüchen können leicht von der Bürste der Walze 28 entfernt werden, da in der Nähe der Reinigungsvorrichtung 30 keine Magnete im Innern der Walze 28 angeordnet sind, während gleichzeitig die magnetische Anziehungskraft der Walze 28 und der Bürste für die Entwicklerteilchen in der Nähe der Reinigungsvorrj.-htving 30 sehr gering ibt.

In der Vorrichtung 10 sollen die restlichen Tonerteilchen, die sie passieren, gründlich gemischt oder gleichmäßig und homogen verteilt werden, so daß das Verhältnis der Konzentration der Trägerteilchen zu den Tonerteilchen c'ür alle Teilchen gleich ist, die die Vorrichtung 10 an irgendwelchen Stellen verlassen, wodurch ein homogener, pulverförmiger Entwickler rückgeführt bzw. einem neuen Zyklus zugeführt wird.

Die Betriebsweise der Vorrichtung 10 zur gleichmäßigen und homogenen Verteilung des Entwicklers

ίο soll nun im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden. Dabei befinden sich die unteren Kanten der Platten 14 sehr nahe bei der oberen, flachen vorzugsweise ebenen Oberfläche der Reinigungsvorrichtung 30; dabei können entweder die Platten 14 die Reinigungsvorrichtung 30 gerade berühren, oder der Zwischenraum zwischen diesen Teilen ist sehr klein. Die restlichen bzw. nach Entwicklung zurückzuführenden Entwicklerteüchen bewegen sich durch die zu ihrer gleichmäßigen Verteilung dienende Vorrichtung 10 senkrecht zu der Ebene von F i g. 4; anders ausgedrückt, bewegen sich die restlichen Entwicklerteüchen mit dem Gradienten der flachen Oberfläche der Reinigungsvorrichtung 30, d. h. in Richtung ihrer Neigung, nach unten. Aufgrund der Beziehung θ = arc sin (b/a) berühren die Kanten der Platten 14 bei allen Drehstellungen dei Welle 12 gerade die Oberfläche der Reinigungsvorrichtung 30. Bei Bedarf können die Projektionen dei großen Achsen (Hauptachsen) der Platten 14 auf eine zu der Achse der Welle 12 senkrechte Ebene zusammenfallen, wie dies bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform der Fall ist, so daß die Orientierung aller Platten 14 gleich ist. Nach einer bevorzugter Ausführungsform der vorliegenden Erfindung faller jedoch die Projektionen der großen Achsen der Platten 14 auf eine zu der Achse der Welle 12 senkrecht« Ebene nicht zusammen, sondern sind gleichwinklig im Abstand um die Achse der Welle 12 angeordnet Dies soll an einem Beispiel erläutert werden, wie ei in Fig. 4 dargestellt ist: Wenn die Projektion dei großen Achse der gemäß der Darstellung in F i g. 4 am weitesten links liegenden Platten 14 vertikal ir einer zu der Welle 12 senkrechten Ebene orientier! ist. so ist die Projektion der großen Achse der zweiten Platte 14 von links um 90° dazu gedreht. Die Projektionen der großen Achsen der dritten Platte 14 von links und der am weitesten rechts liegender Platte 14 sind in dieser Ebene um 180° bzw. 270^c aus der vertikalen Stellung der ersten Platte 14 ge dreht; diese Platten sind symmetrisch zu der erster bzw. zweiten Platte 14 von links.

Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform is die Vorrichtung 10 zur homogenen Verteilung de: Entwicklers frei drehbar in dem Gehäuse 20 ange bracht, wobei sie durch die Entwicklerteüchen gedreh wird, die sie passieren. Da die Platten 14 läng: der Welle 12 in Winkeln von 90° zueinander ange ordnet sind, lenken die Platten 14 die Entwickler teilchen in unterschiedlichen Richtungen ab, wem

diese Teilchen die Vorrichtung 10 zu ihrer homo genen Verteilung passieren; dabei mischen sich di< von einer Platte 14 abgelenkten Teilchen mit Teil chen, die längs der Welle 12 durch eine andere Platti 14 in eine Richtung abgelenkt werden, die die Rieh rung der anderen Teilchen schneidet; dadurch kön sen die restlichen Entwicklerteüchen wirksam um effektiv gleichmäßig und homogen verteilt werden wenn sie an der oberen Oberfläche der Reinieungs

vorrichtung 30 nach unten gleiten und in den Vorratsbehälter 20 fallen.

Gemäß der Darstellung in F i g. 5 haben die Platten 14 alle die gleiche Richtung, wie es oben erwähnt wurde; die Welle 12 wird über eine Antriebswelle 40, eine Riemenscheibe 42 und einen Treibriemen 44 von einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung gedreht.

In den F i g. 6 und 7 ist ein genaues, einfaches und billiges Verfahren für den Zusammenbau und die Ausrichtung von Platten 14' auf einer Welle 12 dargestellt. Gemäß diesen Figuren hat die Welle 12' ein hexagonales Profil, wobei die Bohrung einer Buchse 16' ebenfalls hexagonal ist und die gleiche Größe und das gleiche Profil wie die Welle 12' hat. Jede Platte 14' kann dadurch auf der Welle 12' montiert werden, indem einfach die daran angebrachte

Buchse 16' auf die Welle 12' geschoben wird. In diesem Beispiel kann der Winkelabstand zwischen den großen Achsen von zwei benachbarten Platten 14' genau so ausgelegt werden, daß er 60°, 120°, 180°, 240°, 300° oder 360° beträgt; der jeweilige Winkelabstand kann dann nach Bedarf ausgewählt werden. Selbstverständlich kann das Profil der Welle 12' die Form eines Polygons mit irgendeiner Anzahl von Seiten haben, so daß sich irgendeine gewünschte, gleichwinklige Beziehung zwischen den großen Achsen der Platten 14' ergibt. Wird eine runde Welle 12 verwendet, so können die Platten 14 auch an die Welle 12 angeschweißt oder auf eine andere Weise befestigt werden, so daß die Beziehungen zwischen den großer Achsen der verschiedenen Platten 14 nicht gleichwinklig sind; bei Bedarf können dann sogar statistische, willkürliche Winkel eingestellt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

\J bildung eines als Original dienenden Dokumentes auf Patentansprüche: ein fotoleitendes Teil projiziert, um ein latentes, elek trostatisches Bild des Originals zu erzeugen; das Ia-

1. Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung tente Bild wird durch ein nasses oder trockenes Entdes nach der Entwicklung eines auf einem photo- 5 wicklungsverfahren in ein sichtbares Bild umgeleitfähigen Aufzeichnungsmaterial gebildeten La- wandelt. Bei einem trockenen Entwicklungsverfahdungsbildes zurückbleibenden und zurückzu- ren wird ein pulverförmiger Entwickler, der Tonerführenden Entwicklers in einer elektrofotogra- und TrägerteUchen aufweist, mit Hilfe einer entfischen Einrichtung mit einer Auftragswalze, die sprechenden Vorrichtung auf das fotoleitende Teil zur Entwicklung des Ladungsbildes einen pulver- io aufgebracht. Die Tonerteilchen werden von dort auf förmigen Entwickler auf das Aufzeichnungsma- ein Blatt Papier übertragen und darauf, z. B. durch terial aufbringt, und mit einer Reinigungsvorrich- ein thermisches Fixierverfahren, fixiert; die Trägertung zur Entfernung des übrigbleibenden Ent- teilchen und gegebenenfalls nicht verbrauchten Toner Wicklers von der Auftragswalze, wobei die Reini- werden zu einem Vorratsbehälter für den Entwickler gungsvorrichtung eine geneigte, flache Oberfläche 15 zurückgeführt. Die hellen bzw. stark belichteten aufweist, auf der sich der übrigbleibende Ent- Flächen des elektrostatischen Bilds auf dem fotoleiwickler nach seiner Entfernung von der Auftrags- tenden Teil haben keine elektrostatische Ladung, walze nach unten bewegt und dabei gleichmäßig während die dunklen bzw. nicht oder nur wenig beverteilt wird, gekennzeichnet durch eine lichteten Flächen des Bilds z. B. eine positive elektrodrehbar über der flachen Oberfläche im wesent- ao statische Ladung haben. Die Tonerteilchen haben lieh senkrecht zu ihrer Neigungsrichtung ange- eine dunkle Farbe und eine Ladung, die der der brachte Welle (12) und durch eine Vielzahl von dunklen Bereiche der elektrostatischen Abbildung im wesentlichen elliptischen, mit der Welle (12) entgegengesetzt ist; im angegebenen Fall haben sie drehbaren Platten (14), wobei die kleinen eine negative Ladung, so daß sie von den dunklen Achsen (b) (Nebenachsen) der Platten (14) die «5 Bildbereichen des fotoleitenden Teils angezogen wer-Achse der Welle (12) senkrecht schneiden und den und darauf haften. Die Trägerteilchen haben die die großen Achsen (a) (Hauptachsen) der Platten gleiche Polarität wie die dunklen Flächen der elektro-(14) die Achse der Welle (12) in einem spitzen statischen Abbildung, in diesem Beispiel positiv, so Winkel schneiden, wobei weiterhin die Kanten der daß sie die Tonerteilchen anziehen und tragen und Platten (14) bei allen Drehstellungen der Welle 30 durch die positive Ladung des photoleitenden Teils (12) sehr nahe bei der flachen Oberfläche ange- zurückgestoßen werden. Die Ladung des fotoleitenordnet sind, und wobei schließlich der Übrigblei- den Teils ist stärker als die der Trägerteilchen, so bende, sich auf der flachen Oberfläche nach unten daß die Trägerteilchen von den Tonerteilchen gebewegende Entwickler durch die Platten (14) ab- trennt werden, wenn die Tonerteilchen auf dem fotogelenkt und dadurch homogen verteilt wird. 35 leitenden Teil haften, und von dem fotoleitenden Teil

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- abfallen. Das Entwicklungsverfahren beruht somit kennzeichnet, daß die Projektionen der großen auf der Coulombschen Anziehungskraft zwischen Achsen (α) (Hauptachsen) der Platten (14) auf den dunklen bzw. nicht oder nur wenig belichteten eine zu der Achse der Welle (12) senkrechte Flächen der elektrostatischen Abbildung auf dem Ebene im gleichen Winkelabstand um die Achse 40 fotoleitenden Teil und den Tonerteilchen.

der Welle (12) liegen. Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren wird

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 der Entwickler mittels einer drehbaren Magnetbürste und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro- aufgebracht, wobei die Trägerteilchen aus einem fotografische Einrichtung Antriebsmittel (40, 42, magnetischen Material bestehen. Wenn die Magnet-44) aufweist und daß die Welle (12) durch die 45 bürste über das fotoleitende Teil streicht, werden die Antriebsmittel (40, 42, 44) gedreht wird. Tonerteilchen auf die dunklen Flächen bzw. nicht

oder nur wenig belichteten elektrostatischen Abbil-

dung übertragen, während die Trägerteilchen auf der

Magnetbürste haften bleiben. Die wegen Nichtüber-50 tragung auf die hellen bzw. stark belichteten Flächen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleich- der elektrostatischen Abbildung übrigbleibenden mäßigen Verteilung des nach der Entwicklung eines Tonerteilchen bleiben ebenfalls auf der Magnetbürste auf einem photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial ge- haften. Dieses Verfahren stellt insoweit eine Verbesbildeten Ladungsbildes zurückbleibenden und zurück- serung dar, als eine Zerstreuung der übrigbleibenden zuführenden Entwicklers in einer elektrofotogra- 55 Entwicklerteilchen weitgehend vermieden wird. Ein fischen Einrichtung mit einer Auftragswalze, die zur Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch darin, daß bei Entwicklung des Ladungsbildes einen pulverförmigen einer kontinuierlichen, längeren Entwicklung die entEntwickler auf das Aufzeichnungsmaterial aufbringt, wickelte Abbildung im Laufe der Zeit weniger dun- und mit einer Reinigungsvorrichtung zur Entfernung kel wird und auch einen geringeren Kontrast aufdes übrigbleibenden Entwicklers von der Auftrags- ⁶° weist, da die Tonerteilchen verbraucht werden, und walze, wobei die Reinigungsvorrichtung eine geneigte, die Trägerteilchen nur eine begrenzte Menge Tonerflache Oberfläche aufweist, auf der sich der übrig- teilchen anziehen können.

bleibende Entwickler nach seiner Entfernung von Hat beispielsweise das als Aufzeichnungsträgei

der Auftragswalze nach unten bewegt und dabei dienende Kopierpapier, auf das die Abbildung übergleichmäßig verteilt wird. 65 tragen wird, die Form eines länglichen Streifens, des-

Die vorliegende Erfindung läßt sich bei elektro- sen eine Seite dunkel und dessen andere Seite hell ist fotografischen Kopiergeräten anwenden; bei einem und wird über die Länge des Streifens das Magnetsolchen elektrofotografischen Gerät wird eine Ab- bürsten-Entwicklungsverfahren angewandt, so ver