DE2441978A1

DE2441978A1 - Vorrichtung zum sichtbarmachen eines latenten elektrostatischen bildes, insbesondere fuer eine elektrophotographische kopiermaschine

Info

Publication number: DE2441978A1
Application number: DE2441978A
Authority: DE
Inventors: William John Hanson
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1974-09-02
Publication date: 1975-04-30
Also published as: JPS5068532A; NL7413304A; US3872826A; GB1478479A; FR2248542A1; CA1030335A

Description

PH 8206

XEEOX CORP.

Xerox Square, Rochester, New York 14644, USA

"Vorrichtung zum Sichtbarmachen eines latenten elektrostatischen Bildes, insbesondere für eine elektrophotographische Kopiermaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sichtbarmachen eines latenten elektrostatischen Bildes. Sie findet bevorzugte Anwendung in einer elektrophotographischen Kopiermaschine als Entwicklungssystem einer solchen Maschine.

Beim elektrophotographischen Kopieren wird ein lichtempfindliches Element, das eine photoleitende isolierende Schicht hat, auf ein praktisch gleichmäßiges Potential aufgeladen. Dadurch wird die Oberfläche der isolierenden Schicht sensibilisiert. Die geladene photoleitende Fläche wird dann mit einer Abbildung eines zu reproduzierenden Originals belichtet. In den von Licht getroffenen Bereichen wird die Ladung entsprechend der die photoleitende Fläche erreichenden Lichtintensität selektiv zerstreut. Auf diese Weise wird auf der photoleitenden Fläche ein latentes elektrostatisches Bild aufgezeichnet, das dem Original entspricht. Das latente elektrostatische

509818/1038

Bild wird entwickelt, indem ein Entwicklergemisch, mit ihm in Kontakt gebracht wird. Typische Entwicklergemische, wie sie in der Technik im Gebrauch sind, umfassen gefärbte oder farbige thermoplastische Pulver, als Tonerpartikel bekannt, die mit gröberen Trägerkügelchen, etwa ferromagnetischen Körnchen, gemischt sind. Tonerpartikel und Trägerkügelchen werden so gewählt, daß die Tonerpartikel die passende Ladung relativ zu dem auf der photoleitenden Fläche aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild annehmen. Wenn das Entwicklergemisch mit der geladenen photoleitenden Fläche in Kontakt gebracht wird, bewirkt die stärkere Anziehungskraft des latenten elektrostatischen Bildes, daß die Tonerpartikel von den Trägerkügelchen auf das Bild übergehen. Dieses Verfahren ist erstmals in der US-PS 2 297 691 beschrieben. Zahlreiche weitere Patente erweitern und beschreiben dieses Verfahren.

Viele Faktoren beeinflussen die Qualität des entwickelten Bildes; einer der wichtigsten Faktoren ist die Einbringung von Verunreinigungspartikeln, d.i. Staubteilchen, in das Entwicklergemisch und insbesondere in die Entwicklungszone. Mit dem Erscheinen des elektrophotographischen Mehrfarbenkopierens stellt sich ein weiteres Problem. Beim elektrophotographischen Mehrfarbenkopieren werden mehrere diskret gefärbte Tonerpartikel verwendet. Die Tonerpartikel jeder Färbung dienen dazu, eine zur Farbe des Originals komplementäre Farbe zu erzeugen. Eine Vermischung der Tonerpartikel bringt deshalb eine schwere Verschmutzung des Entwicklungssystems mit sich. Es ist daher notwendig, eine Vermischung von Tonerpartikeln und ein Eindringen von Staub in das Entwicklungssystem von außen, sowie auch ein Versprühen von Tonerpartikeln aus dem Entwicklungssystem heraus zu verhindern.

Es ist auch wünschenswert, die Anhäufung von Staub oder Tonerpartikeln außerhalb des Entwicklungssystems zu verhindern, da-

509318/1038

mit nicht andere Bestandteile der Maschine verunreinigt werden» Tonerpartikel sollen auf keinen Fall außerhalb des Entwicklungssystems zerstreut werden, wo. sie andere Einrichtungen in der Kopiermaschine verschmutzen können- Die Erfindung zielt deshalb darauf ab, das Entwicklungssystem zu verbessern, indem sie verhindert, daß Partikel aus demselben ausgestoßen oder in dasselbe eingeführt werden.

Um dies zu erreichen, weist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Sichtbarmachen eines latenten elektrostatischen Bildes eine Einrichtung zum Absetzen geladener Partikel auf dem latenten elektrostatischen Bild, das auf einem Bildträger aufgezeichnet ist, auf, ferner eine Einrichtung zum Betätigen der erstgenannten Einrichtung dann, wenn der Bildträger an einer vorgegebenen Stelle angekommen ist und in der Weise, daß die Einrichtung zum Absetzen der Partikel bei Betätigung sich aus einer Ruhestellung, in der sie vom Bildträger beabstandet ist, in eine Betriebsstellung nächst dem latenten elektrostatischen Bild auf dem Bildträger bewegt, und schließlich noch eine Dichtungsanordnung, die in funktioneller Verbindung mit der Einrichtung zum Absetzen der Partikel derart angeordnet ist, daß sie verhindert, daß geladene Partikel außerhalb der Einrichtung zum Absetzen der Partikel und des auf dem Bildträger aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bildes verstreut werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer elektrophotographischen Kopiermaschine mit Merkmalen der Erfindung,

509818/1038

244Ί978

Pig. 2 einen Seitenriß des Entwicklungssystems, das in der Kopiermaschine der Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 3 einen fragmentarischen Teilseitenriß einer Dichtung, wie sie in dem Entwicklungssystem der Fig. 2 verwendet ist,

Pig. 4 einen fragmentarischen Teilseitenriß einer anderen Dichtung in dem Entwicklungssystem der Fig. 2.

In den Figuren, in denen gleiche Elemente durchgehend mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, zeigt Fig. 1 schematisch eine elektrophotographische Mehrfarbenkopiermaschine, in der die Erfindung verwendet sein kann. Die elektrophotographische Kopiermaschine gemäß Fig. 1 umfaßt die verschiedenen Komponenten, die zur Herstellung mehrfarbiger Kopien von einem farbigen Original dienen..Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zwar besonders gut für eine solche elektophotographische Farbkopiermaschine geeignet, ist aber auch gleichermaßen für eine Vielfalt elektrostatographischer Kopiermaschinen brauchbar und daher nicht auf das spezielle, hier beschriebene Beispiel beschränkt .

Die elektrophotographische Farbkopiermaschine der Fig. 1 verwendet ein photoleitendes Element, etwa eine rotierende Trommel 10, die auf ihrem Umfang eine photoleitende Fläche 12 trägt. Die photoleitende Fläche 12 besteht vorzugsweise aus einem Material, das für weißes Licht eine panchromatische Empfindlichkeit hat. Ein Typ eines geeigneten photoleitenden Materials ist in der US-PS 3 655 377 beschrieben. Die Trommel 10 dreht sich in Richtung des Pfeiles 14, um die photoleitende Fläche 12 nacheinander durch mehrere Bearbeitungsstationen zu führen. Auf der Welle, die die Trommel 10 trägt, ist in der Nähe des einen Endes auch noch eine Zeitsteuerscheibe angebracht. Diese

S09818/1038

koordiniert die verschiedenen Funktionen der Maschine derart miteinander, daß die richtige Reihenfolge der Vorgänge an den entsprechenden Bearbeitungsstationen zustande kommt. '

Zuerst passiert die photoleitende Fläche 12 eine Aufladestation A, an der eine Koronaeinrichtung 16 angeordnet ist. Die Koronaeinrichtung 16 erstreckt sich in der .Hauptrichtung quer über die photoleitende Fläche 12. Auf diese Weise kann die Koronaeinrichtung 16 unschwer die photoleitende Fläche 12 auf ein ziemlich hohes, gleichmäßiges Potential aufladen. Vorzugsweise ist die Koronaeinrichtung 16 von der Art, wie sie in der US-PS 2 778 9^6 beschrieben ist.

Als nächstes wird die geladene photoleitende Fläche 12 der Trommel 10 zur Belichtungsstation B feedreht. Die Belichtungsstation B enthält ein bewegtes Linsensystem, das insgesamt mit 18 bezeichnet ist, und einen Färb filt erme chanx smus . .20. Ein geeignetes bewegliches Linsensystem ist in der US-PS 3 062 beschrieben. Ein Original 22 ruht unbewegt auf einem transparenten Tisch 2Pr. Durch Bewegen einer Lampenanordnung 26 wird das Original 22 schrittweise beleuchtet. Die Lampenanordnung 26, das Linsensystem 18 und der Farbfiltermechanismus 20 bewegen sich in zeitlicher Abstimmung mit der Trommel 10, um schrittweise Felder des Originals 22 auf dem Tisch 2M- abzutasten. Auf diese Weise wird ein fließendes Lichtmuster des Originals 22 auf die geladene photoleitende Fläche 12 projiziert. Die Ladung auf der photoleitenden Fläche 12 wird entsprechend der darauf fallenden Lichtintensität zerstreut. Der Filtermechanismus 20 schiebt selektiv Farbfilter in den Strahlengang. Das passende Farbfilter wirkt auf die durch das Linsensystem 18 fallenden Lichtstrahlen ein, so daß auf der photoleitenden Fläche 12 ein latentes elektrostatisches Bild aufgezeichnet wird, das einem vorbestimmten Spektralbereich des elektromagnetischen Wellenspektrums entspricht und nachstehend auch als latenter elektrostatischer Farbauszug bezeichnet wird.

509818/1038

Nach der Belichtung dreht die Trommel 10 den latenten elektrostatischen Farbauszug, der auf der photoleitenden Fläche 12 aufgezeichnet ist, zu einer Entwicklungsstation C weiter. Die Entwicklungsstation C enthält drei Entwicklungseinheiten 28, 30 und 32. Die Entwicklungseinheiten sind alle von der im allgemeinen als magnetische Bürstenentwicklungseinrichtung bezeichneten Art. In einer magnetischen Bürstenentwicklungseinrichtung wird ein magnetisierbares Entwicklergemisch, das Trägerkügelchen und Tonerpartikel enthält, kontinuierlich durch ein magnetisches Richtfeld geführt, so daß es eine Bürste aus Entwicklermaterial bildet. Das Entwicklergemisch wird kontinuierlich bewegt, um der Bürste frisches Entwicklergemisch zuzuführen. Vorzugsweise weist die Bürste in dem magnetischen Burstensystsm ein magnetisches Element auf, an dem durch magnetische Anziehung eine Masse von Entwicklergemisch haftet. Das Entwicklergemisch weist, wie erwähnt, Trägerkügelchen auf, an denen Tonerpartikel durch triboelektrische Anziehung festgehalten werden. Diese kettenartige Anordnung von Entwicklergemisch formt die Borsten einer Bürste mach. Die Entwicklung erfolgt dadurch, daß man die Bürste des Entwicklergemisches mit der photoleitenden Fläche 12 in Kontakt bringt. Jede Entwicklungseinheit 28, 30 und 32 bringt Tonerpartikel auf die photoleitende Fläche 12, die Licht in einem vorgegebenen Spektralbereich des elektromagnetischen Wellenspektrums absorbieren, der der Wellenlänge des durch das Filter 20 fallenden Lichtes entspricht. So gibt beispielsweise ein latenter elektrostatischer Farbauszug, der von einem durch ein Grünfilter gefiltertes Licht geformt wurde, die roten und blauen Anteile des Spektrums als Flächen von verhältnismäßig hoher Ladungsdichte auf der photoleitenden Fläche 12 wieder, während die grünen Lichtstrahlen durch das Filter fallen und bewirken, daß die Ladungsdichte auf der photoleitenden Fläche 12 auf ein für die Entwicklung praktisch unwirksames Maß reduziert wird. Die aufgeladenen Flächen werden dann

509818/10 38

durch Aufbringen von grünabsorbierenden, purpurfarbenen Tonerpartikeln auf den latenten elektrostatischen Farbauszug auf der Fläche 12 sichtbar gemacht. Entsprechend wird ein blauer Farbauszug mit blauabsorbierenden, gelben Tonerpartikeln entwickelt und ein roter Farbauszug mit rotabsorbierenden, blaugrünen Tonerpartikeln.

Nach der Entwicklung wird das nunmehr sichtbare Tonerpulverbild zu einer Übertragungsstation D weitertransportiert. In der Übertragungsstation. D wird das Tonerpulverbild auf ein Blatt eines endgültigen Trägermaterials, hier als Kopierblatt 34· bezeichnet, übertragen. Letzteres kann u.a. leeres Papier sein. Die Übertragung erfolgt mit Hilfe einer Übertragungstrommel 36, die sich in Richtung des Pfeiles 38 dreht und ein an ihr befestigtes Kopierblatt 34- mehrmals umlaufen lassen kann. Die Oberfläche der Übertragungstrommel 36 wird elektrisch auf ein Potential ausreichender Höhe und der richtigen Polarität aufgeladen, um Tonerpartikel von der photoleitenden Fläche 12 auf das Kopierblatt 34- hinüberzuziehen. Eine geeignete elektrisch vorgespannte Ubertragungstrommel ist in der US-PS 3 612 677 beschrieben. Da das Kopierblatt 34- lösbar an der Übertragungstrommel 36 festgehalten wird, können aufeinanderfolgende Tonerpulverbilder registerhaltig übereinander übertragen werden, während die Trommel 36 mehrere Umläufe ausführt.

Nach dem letzten Übertragungsschritt wird das Kopierblatt 34· von der Übertragungstrommel 36 abgestreift. Greif finger 4-0 heben das Kopierblatt 34- von der Trommel 36 ab und eine Abstreifleiste 4-2 wird dazwischengeschoben. Auf diese Weise wird das Kopierblatt 34- von der Übertragungstrommel 36 getrennt. Danach transportiert ein endloser Bandförderer 44 das Kopierblatt 34- zu einer Fixierstation E. Zunächst sei aber noch die Zulieferung des Kopierblattes kurz beschrieben.

S09818/1038

Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Stapel 46 von Kopierblättern 34 auf einem Boden 48 angeordnet. Eine Abstapelrolle 50 schiebt im Zusammenwirken mit einer Verzögerungsrolle 52 jeweils das oberste Kopierblatt 34 vom Stapel 46 in eine Rutsche 54. Die Rutsche 54 leitet das vorgeschobene Kopierblatt in den Spalt zwischen Ausrichtrollen 56. Diese richten das Kopierblatt aus und schieben es in Deckung mit den Greiffingern 40 zur Übertragungstrommel 36, an der das Kopierblatt für mehrere Umläufe festgehalten wird.

Nachdem die Tonerpulverbilder auf das Kopierblatt 34 übertragen sind, wird letzteres von der Ubertragungstrommel 36 entfernt und zu einer Schmelzeinrichtung 58 weitergeleitet, die die übertragenen Tonerpulverbilder bleibend auf dem Kopierblatt fixiert. Ein Beispiel für eine hierzu geeignete Schmelzeinrichtung ist in der US-PS 3 498 592 beschrieben. Nach dem Schmelzfixieren wird das Kopierblatt 34 von endlosen Förderbändern 60 und 62 zu einem Auffangtrog 64 weitertransportiert, aus dem es vom Maschinenwärter später entnommen werden kann.

Zwar wird ein überwiegender Anteil der Tonerpartikel auf das Kopierblatt 34 übertragen, unumgänglich bleiben jedoch restliche Tonerpartikel auch nach dem Übertragen des Tonerpulverbildes auf das Kopierblatt 34 auf der photoleitenden Fläche zurück. Diese restlichen Tonerpartikel werden von der photoleitenden Fläche 12 beseitigt, während letztere durch eine Reinigungsstation E läuft. Hier werden die restlichen Tonerpartikel zunächst unter den Einfluß einer nicht gezeigten Reinigungskoronaeinrichtung gebracht, um die auf der photoleitenden Fläche 12 und den restlichen Tonerpartikeln verbliebene elektrostatische Ladung zu neutralisieren. Die neutralisierten Tonerpartikel werden dann von der photoleitenden Fläche 12 mittels einer drehbar gehalterten Haarbürste 66 abgewischt,

509818/1038

die mit der Fläche 12 in Kontakt ist. Eine geeignete Bürstenreinigungseinrichtung ist in der US-PS 3 590 4-12 beschrieben.

Nach dieser Beschreibung der allgemeinen Punktion einer elektrophotographischen Kopiermaschine, die die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält, folgt nun die Erläuterung des für die Erfindung wesentlichen Teils der Maschine. Fig. 2 zeigt schematisch das Farbentwicklungssystem, wie es in der Kopiermaschine der Fig. 1 eingebaut ist. Die Entwicklungseinheiten 28,30 und 32 sind in dieser Figur im Seitenriß dargestellt, um die verschiedenen darin enthaltenen Komponenten deutlicher zeigen zu können. Es wird nur die Entwicklungseinheit 28 im Detail beschrieben, da die Entwicklungseinheiten 30 und 32 praktisch gleich sind und der einzige Unterschied zwischen den Entwicklungseinheiten die Farbe der darin enthaltenen Tonerpartikel und geringe geometrische Unterschiede aufgrund der verschiedenen Lage, in der sie angebracht sind, betreffen» Die Entwicklungseinheit 28 möge gelbe Tonerpartikel, die Einheit 30 purpurfarbene Tonerpartikel und die Einheit 32 blaugrüne Tonerpartikel enthalten. Es können auch andere Farbkombinationen verwendet werden.

Die Hauptbestandteile der En twicklungs einheit 28 sind ein Entwicklergehäuse 68, ein Förderer in Form eines Schaufelrades 70, eine Transportrolle 72, eine Entwicklungsrolle 74- und eine Dichtungsanordnung 76. Das Schaufelrad 70 ist ein zylindrisches Teil, das auf dem Umfang Becher trägt und sich deiart dreht, daß es Entwicklergemisch 78 aus dem unteren Bereich des En.twicklergehäuses 68 in dessen oberen Bereich befördert. Wenn Entwicklergemisch 78 in den oberen Bereich des Gehäuses gelangt ist, wird es aus den Bechern des Schaufelrades zur Transportrolle 72 gehoben. Jeder zweite Becher des Schaufelrades 70 hat in seinem Boden Löcher, so daß das in diesen Bereichen mitgeführte Entwicklergemisch nicht zur Transportrolle 72 be-

509818/1038

fördert wird sondern stattdessen in den unteren Bereich des Entwickler gehäuses 68 zurückkehrt. Während das Entwicklergemisch 78 zum unteren Bereich des Entwicklergehäuses 68 zurückkehrt, rieselt es über eine Ummantelung 80, die die Form eines Rohres mit einer Öffnung 82 an ihrem unteren Ende hat. Auf diese Weise wird Entwi ekler gemisch 78 im Umlauf gehalten, so daß die Trägerkügelchen ständig durchgemischt werden, um sich mit frischen Partikeln zu mischen. Dadurch wird eine starke triboelektrische Aufladung zwischen den Trägerkügelchen und den Tonerpartikeln erzeugt. Wenn das Entwicklergemisch 78 in den Bechern des Schaufelrades die Transportrolle 72 erreicht, zieht das Magnetfeld, das von den festen Magneten in der Transportrolle erzeugt wird, das Entwicklergemisch 78 an. Die Transportrolle 72 befördert durch die zwischen der Rollenoberfläche und dem Entwicklergemisch auftretende Reibungskraft das Entwickler gemisch 78 nach oben. Das Entwi ekler gemisch 78 wird im Überschuß angeboten und es ist ein Dosierblatt 84 vorgesehen, um die Menge an Entwicklergemisch 78, die über das Oberende der Transportrolle 72 mitgeführt wird, zu steuern. Das überschüssige Entwicklergemisch 78 wird von der Transportrolle 72 abgestrichen und fällt nach unten zum Schaufelrad 70. Es gelangt durch die Löcher des Schaufelrades 70 nach unten in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 68.

Das Entwicklergemisch, das das Dosierblatt 84 passiert, wird über die Transportrolle 72 zu einer Entwicklungsrolle 74- geführt, und zur Entwicklungszone 86 gebracht, die zwischen der photoleitenden Fläche 12 und der Entwicklungsrolle 7^ liegt. In ihrer Betriebsstellung ist die Dichtungsanordnung 76 in Kontakt mit der photoleitenden Fläche 12 der Trommel 10, so daß sie zwischen der Entwicklungseinheit 28 und der photoleitenden Fläche 12 abdichtet. Auf diese Weise wird das in

509818/1038

der Entwicklungseinheit vorhandene Entwicklergemisch daran gehindert, auf die übrigen Bestandteile der Kopiermaschine außerhalb der Entwicklungseinheit zu sprühen. Außerdem können keine verunreinigenden Partikel, wie Staub, Schutz usw. während der Entwicklung in die Entwicklungszone gelangen und das auf der photoleitenden Fläche 12 erzeugte Tonerpulverbild verunreinigen. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung wird noch anhand der Fig. 3 und 4 genauer beschrieben.

Am Ausgang der Entwicklungszone 86 hält das starke Magnetfeld, das in einer annähernd tangentialen Richtung zur Entwicklungsrolle 74 verläuft, das ungenutzte Entwicklergemisch und die entblößten Trägerkügelchen weiter an der Entwicklungsrolle fest. Nach dem Durchgang durch die Entwicklungszone gelangen das ungenutzte Entwicklergemisch und die entblößten Trägerkügelchen in einen Bereich, der verhältnismäßig frei von Magnetkräften ist, und fallen von der Entwicklerrolle 74 nach unten ab in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 68. Während ihres Falles passieren das ungenutzte Entwicklergemisch und die entblößten Trägerkügelchen eine Mischplatte 88, die den Fluß von den Enden des Entwicklergehäuses 68 zu dessen Mitte umlenkt, um eine Mischung in dieser Richtung durchzuführen.

Nachdem das Tonerpulverbild vollständig auf der photoleitenden Fläche 12 aufgezeichnet ist, wird der Entwicklungsvorgang unterbrochen und der Kontakt des Entwickler gemisches mit der photoleitenden Fläche 12 wird aufgehoben. Dies ist notwendig, um zu gewährleisten, daß die nachfolgenden Bilder, die mit anders gefärbten Tonerpartikeln entwickelt werden müssen, nicht durch die vorangegangenen Tonerpartikel störend beeinflußt werden. Zu diesem Zweck wird ein nicht gezeigter geeigneter Antriebsmotor von dem Schaufelrad 70, der Transportrolle 72 und der Entwicklungsrolle 74 abgehängt, so daß diese Teileihre Umdrehung stoppen. Dies erlaubt einer ausgezogenen Feder 90,

509818/1 038

das Entwickler gehäuse 68 in die Wartestellung zu schwenken, in der die Entwicklungsrolle 74- von dem latenten elektrostatischen Bild auf der photoleitenden Fläche 12 einen Abstand hat.

Die zylindrische Ummantelung 80 dient dazu, den Fall des ungenutzten Entwicklergemisches und die Trägerkügelchen derart zu steuern, daß diese nicht einfach in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 68 herabfallen. Außerdem isoliert die Ummantelung 80 eine innen liegende zylindrische Hülse, die den zylindrischen Tonerspender 92 beherbergt, von dem Entwicklergemisch. Der Tonerspender 92 enthält einen Vorrat an frischen Tonerpartikeln, die durch die öffnung 82 in den Strom des Entwicklergemisches 78 ausgegeben werden. Zusätzliche Tonerpartikel werden dem Entwicklergemisch 78 beigemengt, um die bei der Formung der Tonerpulverbilder verbrauchten Tonerpartikel zu ersetzen. Auf diese Weise wird die Konzentration der Tonerpartikel praktisch konstant gehalten, um auf dem Kopierblatt gleichmäßige Farbbilder zu erzeugen.

Wie oben beschrieben, wird die Entwicklung eingeleitet, wenn das Schaufelrad 70 in Gang gesetzt wird. Die Betätigung des Schaufelrades 70 bewirkt, daß das Entwicklergehäuse 68 um die Mitte des Schaufelrades 70 schwenkt. Dies geschieht vermöge des Reaktionsdrehmomentes, das durch die hemmende Kraft des Entwicklergemisches auf die Bewegung des Schaufelrades ausgeübt wird. Auf diese Weise wird das Entwicklergehäuse 68 in seine Betriebsstellung geschwenkt, in der die Entwicklungsrolle 74- ganz nahe an der photoleitenden Fläche 12 liegt, so daß die Tonerpartikel zu letzterer herübergezogen werden und auf der Fläche 12 ein Tonerpulverbild erzeugen. Nach Beendigung der Entwicklung wird das Schaufelrad 70 stillgesetzt und die von der Feder 90 ausgeübte Kraft schwenkt das Entwicklergehäuse 68 in seine Ruhelage zurück, in der die Entwicklungs-

509818/1038

rolle 74 von der photoleitenden Fläche 12 beabstandet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Entwicklungsrolle 74 ein nichtmagnetisches Rohr 9'4» vorzugsweise aus Aluminium, mit einer unregelmäßigen, gerauhten Oberfläche au^cf. Das Rohr 94 ist beispielsweise in Kugellagern drehbar gelagert. Konzentrisch im Rohr 94- verläuft ein Schaft 96» vorzugsweise aus Stahl, der als feste Halterung für magnetische Einrichtungen 98 dient. Die magnetischen Einrichtungen 98 können vorzugsweise Magnete aus Bariumferrit in Form von Ringen sein, die mit fünf Polen auf einem Bogen von etwa 284° um den Schaft 96 angeordnet sind. In ähnlicher Weise umfaßt die Iransportrolle 72 ein nichtmagnetisches Rohr 100, vorzugsweise aus Aluminium, mit einer unregelmäßigen, gerauhten Außenfläche. Das Rohr 100 ist ebenfalls in geeigneter Weise, etwa mittels Kugellager, drehbar gelagert. Konzentrisch in dem Rohr 100 ist ein Schaft 102, vorzugsweise aus Stahl, angeordnet, der als feste Halterung für magnetische Einrichtungen 104 dient. Die magnetischen Einrichtungen 104 umfassen vorzugsweise Bariumferritmagnete in Ringform, die mit vier Polen auf einem Bogen von etwa 180 um den Schaft 102 angeordnet sind.

Die erwähnte Betriebsweise und die oben beschriebene Einrichtung der Entwicklungseinheit 28 ist auch für die Entwicklungseinheiten 50 und 32 anwendbar. Die Konstruktion der Entwicklungseinheiten ist im Detail in der deutschen Patentanmeldung P 22 61 O23.7 beschrieben.

Die Dichtungsanordnung 76 umfaßt seitliche Dichtungen 106 und eine obere Dichtung 108. Die seitlichen Dichtungen 106 sind in Fig. 3 dargestellt, die obere Dichtung 108 ist in Fig.4 gezeigt. Die seitlichen Dichtungen 106 sind an beiden Seiten des Entwicklergehäuses 68 angebracht, und zwar im Bereich der

509818/1038

Entwicklungszone 86. Vorzugsweise ist jede seitliche Dichtung ein Streifen aus Polyäthylen-Schaumstoff, der über die Seiten des Entwicklergehäuses 68 nach außen vorsteht. Auf diese Weise kommen die seitlichen Dichtungen 106 mit der photoleitenden Fläche 12 der Trommel 10 in Kontakt, wenn das Entwicklergehäuse in die Betriebsstellung geschwenkt wird. Diese Anordnung verhindert, daß Verunreinigungspartikel in- die Entwicklungszone 86 gelangen. Außerdem verhindert sie, daß Tonerpartikel und Entwicklergemisch aus dem Entwicklergehäuse 68 im Bereich von dessen Ende herausgetrieben werden. Die seitlichen Dichtungen 106 können zweckmäßigerweise an dem Entwicklergehäuse mit einem Klebstoff oder stattdessen mit einem geeigneten Befestigungselement befestigt sein.

Wie Fig. 4 zeigt, weist die obere Dichtung 108 einen Halter und eine daran befestigte Bürste 112 auf. Der Halter 110 wird von einem L-förmigen Kunststoffteil gebildet, das am Gehäuse 68 im Bereich der Entwicklungszone befestigt ist. Die Bürste 112 ist an dem Halter 110 mit einem Klebstoff oder sonstigen Befestigungsmittel, festgemacht. Die Bürste 112 hat mehrere nach außen stehende Borsten. Wenn das Entwicklergehäuse 68 in die Betriebsstellung, geschwenkt wird, kommen die Borsten der Bürste 112 mit der photoleitenden Fläche 12 der Trommel 10 in Kontakt. Auf diese Weise wird verhindert, daß Tonerpartikel zu den übrigen Bestandteilen der Kopiermaschine nach außen fließen und die Leistung der Maschine beeinträchtigen. Der Halter 110 kann z.B. aus einem geeigneten elastomeren Material sein. Entsprechend kann die Bürste 112 aus geeigneten synthetischen Borsten bestehen, die das Tonerpulverbild nicht stören, . oder auch aus Kaninchenfell.

Die Erfindung ist zwar in Verbindung mit der magnetischen Bürstenentwicklung beschrieben worden, doch liegt es für den Fachmann auf der Hand, daß sie nicht unbedingt auf diese Entwicklungsart beschränkt ist und daß auch andere Entwicklungs-

509818/1038

systeme verwendet werden können. Beispielsweise ersetzen in einer Pelzbürstenentwicklung Pelzhaare die Trägerkügelchen. Wenn die Bürste mit Tonerpartikel gesättigt ist, werden die Tonerpartikel trib οelektrisch aufgeladen. Dabei wird ein weicher Pelz in der Form einer zylindrischen Bürste verwendet. Tonerpartikel werden kontinuierlich der Bürste zugeführt, die, wenn sie in Tätigkeit gesetzt wird, aus ihrer Ruhestellung in einem Abstand von der photbleitenden Fläche in ihre Betriebsstellung überführt wird, in der sie mit der photoleitenden Fläche in Verbindung ist. Veiter können in entsprechender Weise auch Pulverwolkensysteme, Kaskadensysteme, Schaufelradsysteme usw. verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Entwicklungssystem verhindert also, daß Partikel aus dem Entwicklergemisch, das sind Trägerkügelchen oder Tonerpartikel, das Entwicklungssystem verlassen und die übrigen Bestandteile der elektrophotographischen Eopiermaschine verunreinigen. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung bietet einen zweifachen Vorteil, sie unterbindet eine Verunreinigung in der Entwicklungszone, so daß die Tonerpulverbilder praktisch sauber bleiben, und sie verhindert eine Verunreinigung der übrigen Maschinenteile, die eine Verschlechterung der Maschinenleistung zur Folge hätte. Ein mit einer solchen Dichtungsanordnung versehenes Entwicklungssystem stellt also eine wesentliche Verbesserung gegenüber bisher benutzten Einrichtungen dar. Damit hat die Erfindung das angestrebte Ziel voll erreicht.

Gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind im Rahmen der Erfindung Alternativen und Abänderungen möglich.

509818/1038

Claims

Patentansprüche

vorrichtung zum Sichtbarmachen eines latenten elektrostatischen Bildes, das auf einem Bildträger aufgezeichnet ist, gekennzeichnet durch eine Aufbringeinrichtung (68-7²O zum Absetzen geladener Partikel auf dem auf dem Bildträger (12) aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild; eine Einrichtung zum Betätigen der Aufbringeinrichtung, wenn der Bildträger an einer bestimmten Stelle angekommen ist, in der Weise, daß sich die Aufbringeinrichtung aus einer Ruhestellung, in der sie von dem Bildträger beabstandet ist, in eine Betriebsstellung nächst dem latenten elektrostatischen Bild auf dem Bildträger bewegt, und eine Dichtungsanordnung (106,108), die mii, der Aufbringeinrichtung (68) derart funktionell verbunden ist, daß sie verhindert, daß geladene Partikel außerhalb der Aufbringeinrichtung und des Bildträgers verstreut werden, wenn sich die Aufbringeinrichtung in ihrer Betriebsstellung befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Riickholeinrichtung (90), die die Aufbringeinrichtung (68,74) aus der Betriebsstellung an dem latenten elektrostatischen Bild in die Ruhestellung im Abstand vom Bildträger (12) überführt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Rückholeinrichtung ein vorspannendes Element (90) aufweist, das die Aufbringeinrichtung federnd aus der Betriebsstellung in die Ruhestellung drückt.

50981 8/ 1038
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet _? daß die Aufbringeinrichtung folgende Teile umfaßt:

ein Gehäuse (68), das eine zum Speichern geladener Partikel geeignete Kammer bildet;

eine Transporteinrichtung (70,72) zum Befördern der geladenen Partikel aus einem ersten in einen zweiten Bereich, wo sie abgegeben werden;

ein drehbares, angetriebenes Entwicklungselement (7²Oj das in der Kammer des Gehäuses (68) nächst der Transporteinrichtung (70,72) derart angeordnet ist, daß es die geladenen Partikel von der Transporteinrichtung in Empfang nimmt und sie auf dem latenten elektrostatischen Bild ablagert, wenn · es mit letzterem in Betriebs-Verbindung steht; und einen Antrieb für die Transporteinrichtung (70,72) solcher Art, daß das Reaktionsdrehmoment auf das an die Transporteinrichtung angelegte Antriebsmoment das Gehäuse (68) schwenkt und das Entwicklungselement (74) in die Betriebs-Verbindung mit dem latenten elektrostatischen Bild bringt..
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die. Dicht ungs- ; anordnung folgende Teile umfaßt:

einen Halter (110), der mindestens im Bereich des einen Endes des Gehäuseumfangs angebracht ist,

eine an dem Halter (110) befestigte Bürste (112) mit einer Vielzahl flexibler Borsten, die von dem Halter im wesentlichen' nach außen stehen und mit dem Bildträger (12) in Kontakt kommen, wenn das Gehäuse (68) in die Betriebsstellung geschwenkt wird,

zwei elastische Streifen (106), die im Bereich der beiden Seiten des Gehäuseumfangs derart angeordnet sind, daß sie mit dem Bildträger (12) in Kontakt kommen, wenn das Gehäuse

(68) in seine Betriebsstellung schwenkt, wobei sie im Zu-

509818/103 8

sammenwirken mit der Bürste (11.2) verhindern, daß geladene Partikel außerhalb des Entwicklungselementes und des auf dem Bildträger aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bildes verstreut werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Transporteinrichtung einen Förderer (70) umfaßt, der sich in der Kammer des Gehäuses (68) bewegt und derart angeordnet ist, daß er die geladenen Partikel aus dem ersten Bereich in einen Zwischenbereich befördert, sowie ein drehbares angetriebenes Transportelement (72), das in der Kammer des Gehäuses (68) gehaltert und derart angeordnet ist, daß es die geladenen Partikel aus dem Zwischenbereich in den zweiten Bereich befördert, wo sie entlassen werden.
7- "Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Transportelement (72) ein erstes Rohr (100) aus einem nichtmagnetischen Material und erste magnetische Einrichtungen (104) umfaßt, die in dem ersten Rohr (100) starr befestigt sind und in der Umfangsbahn des ersten Rohres (100) ein Magnetfeld erzeugen, und daß das Entwicklungselement (74) ein zweites Rohr (94) aus einem nicht-magnetischen Material und zweite magnetische Einrichtungen (98) aufweist, die in dem zweiten Rohr (94) starr befestigt sind und in der Umfangsbahn des zweiten Rohres ein Magnetfeld erzeugen.
8. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis in einer elektrophotographischen Kopiermaschine, die als Bildträger ein photoleitendes Element hat, ferner eine Koronaeinrichtung zum Aufladen des photoleitenden Elementes auf eine gleichmäßige Höhe und einen Belichtungsmechanismus zum Projizieren eines Bildes eines Originals auf das aufgeladene photoleitende Element, um dort ein latentes elektrostatisches Bild aufzuzeichnen, wobei die geladenen Partikel Tonerpartikel sind.

509818/1038

9- Anwendung nach Anspruch. 8, dadurch g e k e η η ~ zeichnet , daß das Gehäuse (68) ein Entwickler gemisch (78) beherbergt, das Trägerkugelchen und Tonerpartikel umfaßt. ;·

5 0 9 8 18/1038

Leerseite