DE2549172A1

DE2549172A1 - Magnetbuerstenentwicklungssystem mit schwimmenden entwicklungswalzen

Info

Publication number: DE2549172A1
Application number: DE19752549172
Authority: DE
Inventors: John E Forward
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1975-11-03
Publication date: 1976-05-26
Also published as: JPS5918704B2; JPS5174640A; IT1048700B; CH593506A5; US3948217A; SE7512757L; BE835370A; CA1066045A; NL7513588A; FR2292267A1; GB1523325A; DE2549172C2; FR2292267B1

Description

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Xerox Ccrporation, Rochester, N.Y. /USA

Magnetbürstenentwicklungssystem mit schwimmenden Entwicklungswalzen

Die Erfindung betrifft ein Magnetbürstenentwicklungssystem zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Abbildungen, die durch ein fotoleitend beschichtes Substrat getragen werden. Dabei ist die Erfindung insbesondere auf ein geteiltes Gehäuse für Magnetbürstenentwicklungssysteme gerichtet.

Bei einem konventionellen elektrostatischen Druckverfahren der in der US-Patentschrift 2 297 691, betitelt "Electrophotograhy", beschriebenen Art wird selektiv ein gleichförmig aufgeladener Fotoempfänger in abbildungsgemäßer Konfiguration entladen, so daß ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird dann durch Aufgabe von einem feinverteilten, harzartigen Material, dem sogenannten "Toner", entwickelt. Wie bekannt, hat dieses

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Verfahren zu einem herausragenden wirtschaftlichen Erfolg, insbesondere bei Flachpapierentwicklern und Vervielfältigern geführt. Nichtsdestoweniger werden weiterhin wesentliche Mühen und Kosten aufgebracht, um das Verfahren einschließlich der Entwicklungsstufe weiter zu verbessern.

Das normalerweise bei elektrostatischen Behandlungsgeräten zur Abgabe des Toners verwendete Mittel ist ein Mehrkomponentenentwickler bestehend aus Tonerpartikeln und relativ groben "Trägerpartikeln¹¹. Toner und Träger (oder manchmal die Trägerbeschichtung) bestehen aus Materialien, die in der triboelektrischen Reihe entfernt voneinander liegen, so daß ein triboelektrischer Aufladungsprozeß verwendet werden kann, um an die Tonerund Trägerpartikel elektrische Ladungen mit entgegengesetzter Polarität anzulegen. Die Polarität der Ladung für die Tonerpartikel ist ferner so gewählt, daß sie entgegengesetzt zur Ladung des latenten Bildes steht, so daß auf diese Partikel miteinander konkurrierende elektrostatische Kräfte einwirken. Insbesondere werden die Tonerpartikel zunächst an die Trägerpartikel angezogen, jedoch davon elektrostatisch abgestreift, sobald der Entwickler in die unmittelbare Nahe oder in tatsächlicher Berührung mit einem die Abbildung tragenden Fotoleiter gelangt.

Eine wesentliche Verbesserung des Entwicklungsprozesses, bei dem insbesondere eine Abdeckung der kompakten Zonen erzielt werden kann, wurde kürzlich mit der Einführung von sogenannten Magnetbürstenentwicklungssystemen erhalten. Bekanntlich werden gewöhnlich diese Systeme mit einem Entwickler bestückt, der einen ferromagnetischen Träger enthält, so daß ein geformtes magnetisches Feld und eine oder mehrere drehbar angetriebene .Applikatoren oder Entwicklungswalzen verwendet werden können, um den Strom an Entwickler durch die Entwicklungszone zu steuern. Ferner liegen häufig ein oder mehrere drehbar angetriebene Transportwalzen vor, die zusammen mit dem geformten Feld dazu beitragen, den Strom an Entwickler zwischen einem Sumpf und der Entwicklungszone zu steuern.

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Erfahrungen mit Magnetbürstenentwicklungssystemen haben gezeigt, daß der Abstand zwischen dem Fotoempfänger und den Entwicklungswalzen und zwischen den Entwicklungswalzen selbst als auch irgendwelchen Transportwalzen kritisch ist. Nicht nur hängt die Wirksamkeit des magnetischen Feldes direkt von dem Abstand zwischen Fotoempfänger und Entwicklungswalze und dem Walzen-zu-Walzen-Abstand ab ,sondern eswerden die Entwicklungswalzen gewöhnlich auch elektrisch vorgespannt, um ein elektrisches Feld zu schaffen, welches eine Hintergrundsentwicklung zu unterdrücken vermag. Dadurch erhöht sich natürlich die Empfindlichkeit des Systems gegenüber irgendeiner Veränderung im Abstand zwischen Fotoempfänger und Entwicklungswalze.

Eines der mit der Anwendung von Magnetbürstenentwicklungssystemen auf tronanelartige Behänd lungs geräte verbundenen Probleme besteht darin, daß die Trommel umfänglich verteilte radiale Weglaufvariationen hat, durch die der Abstand zwischen Fotoempfänger und Entwicklungswalze verändert wird.

Ziel der Erfindung ist es daher, bei einem Magnetbürstenentwicklungssystem der eingangs erwähnten Gattung eine Maßnahme vorzusehen, um einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen Fotoempfänger und Entwicklungswalze und einen im wesentlichen konstanten Abstand von Walze zu Walze trotz der Verwendung eines trommelartigen elektrostatischen Behandlungsgeräts mit radialen Weglaufvariationen der Trommel beizubehalten. Ein weiteres detaillierteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Maßnahme zum automatischen Kompensieren eines Magnetbürstenentwicklungssystems mit wenigstens einer Entwicklungswalze und wenigstens einer Transportwalze in bezug auf die Variationen im radialen Weglaufen der Trommel des elektrostatischen Behandlungsgerätes, so daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen der Entwicklungswalze und dem Fotoempfänger ohne Veränderung des Abständes von Walze zu Walze beibehalten wird.

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Die erfindungsgemäße Lösung dieses Ziels ist gekennzeichnet durch die Kombination von einer Vielzahl von Walzen, einschließlich wenigstens einer Entwicklungswalze, mit getrennten Drehachsen , eines Gehäuses mit einer Konsole zum Tragen der Walzen, wobei die Konsole schwenkbar um die Achse einer ersten entfernt von der Entwicklungswalze liegenden Walze der Vielzahl von Walzen angelenkt ist, einer mit der Konsole nahe der Entwicklungswalze verbundenen Nachfolgeeinrichtung und einer mit der Konsole gekuppelten Vorspanneinrichtung, welche die Nachfolgeeinrichtung in Berührung mit dem Substrat drückt, so daß ein fester Abstand zwischen den Walzen beibehalten ist, während die Konsole in Richtung auf und weg vom Substrat dergestalt ausschwingen kann, daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen der Entwicklungswalze und der fotoleitenden Beschichtung beibehalten wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Erfindungsgemäß werden somit die verschiedenen Walzen eines Mehrwalzen-Magnetbürstenentwicklungssystems von Konsolen getragen, die auf der Oberfläche der Trommel des elektrostatischen Behandlungsgerätes ablaufende Folgeorgane besitzen. Dabei können die Konsolen um die Achse einer ersten Walze der Vielzahl von Walzen entsprechend den Variationen im radialen Weglaufen der Trommel ausschwenken. Die von den Konsolen getragenen Walzen können sämtlich Entwicklungswalzen, oder eine oder mehrere von diesen Walzen können Transportwalzen sein. Das wesentliche Merkmal besteht darin, daß die Konsolen einen konstanten Abstand von Walze zu Walze beibehalten, wobei die Bewegung der Konsolen die Variationen im radialen Weglaufen der Trommel kompensieren will, oder mit anderen Worten ausgedrückt, daß die Konsolen einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen Fotoempfänger und Entwicklungswalzen beibehalten. Zusätzliche Walzen können natürlich in Reihe zu den ersten Walzen angeordnet werden,

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ohne daß dadurch irgendeine Veränderung im Abstand von Walze zu Walze aufgrund des Umstandes eintritt, daß die Konsolen um die Achse der Walze ausschwenken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines

elektrostatischen Behandlungsgerätes mit einem die Erfindung enthaltenden Entwicklungssystem,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht mit Darstellung der

grundlegenden Bauteile für das Entwicklungssystem,

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht mit Darstellung weiterer Merkmale des Entwicklungssystems,

Fig. 4 eine fragmentarische Ansicht bezüglich der im

Entwicklungssystem getroffenen Maßnahme zur Kompensation der Weglaufvariationen der Trommel des Behandlungsgerätes,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des für das Entwicklungssystem vorgesehenen geteilten Gehäuses in dessen geschlossenem oder Betriebszustand,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des geteilten Gehäuses im geöffneten oder außer Betrieb befindlichen Zustand,

Fig. 7a bis 7c fragmentarische Ansichten bezüglich eines ver-

sagenssicheren Mechanismus zum lösbaren Verriegeln der Gehäuseabschnitte miteinander,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Leitblech für den partiell

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eingetauchten Schneckenwendel-Quermischer im Entwicklungssystem, und

Fig. 9 eine perspektivische,teilweise weggebrochene

Ansicht eines geeigneten Systems zur Tonerrückgewinnung .

Obschon die Erfindung nachfolgend in Bezugnahme auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben wird, versteht es sich, daß sie nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Im Gegensatz sollen sämtliche Modifikationen,Alternativlösungen und Äquivalente, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, mit eingeschlossen sein.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Erfindung bei einem Entwicklungssystem 11 vorgesehen, das in einem elektrostatischen Behandlungsgerät 12 verwendet wird. Das Entwicklungssystem 11 dient zur Entwicklung von latenten elektrostatischen Abbildungen, die von einem Fotoleiter'13 im sog. Fly-viz getragen werden. Die Entwicklung findet statt, sobald sich der Fotoleiter 13 durch eine Entwick lungs zone 14 bewegt. In diesem Fall ist der Fotoleiter 13 auf der Oberfläche einer drehbaren Trommel 15 aufgeschichtet. Es versteht sich jedoch, daß auch andere geeignete Maschinenkonfigurationen einschließlich einer solchen vorliegen können, bei der ein flexibler Fotoleiter durch ein riemenartiges Substrat getragen wird.

Es besteht kein Grund, weiter beim Behandlungsgerät 12 zu verweilen. Dieses stellt lediglich eine beispielhafte Umgebung für die Erfindung dar und ähnelt sehr einem handelsüblich verfügbaren Kopiergerät der Xerox Corporation der Baureihe 4000, das hinsichtlich der Anordnung des neuen Entwicklungssystems 11 modifiziert ist. Sollte jemand an speziellen Details des Kopiergerätes interessiert sein, so wird auf eine der handelsüblich verfügbaren Einheiten und auf die veröffentlichte

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Literatur /zum Beispiel auf die US-Patentschrift 3 724 019 ι verwiesen. Nichtsdestoweniger erscheint eine kurze funktioneile Beschreibung des Gerätes zum Verständnis nützlich.

Bei Betrachtung des Kopiergeräts 12 unter dieser Voraussetzung erkennt man, daß die Trommel 15 und ihre zugehörigen Bauteile in einem Gehäuse 16 aufgenommen sind, das eine transparente Auflageplatte 17 aufweist. Auf der Auflageplatte 17 ist ein Dokument oder ein anderes Objekt (d.h. der zu kopierende Gegenstand) so angeordnet, daß seine Abbildungsseite nach unten weist. Die Trommel 15 wird in Richtung des Pfeiles (wie dargestellt entgegen dem Uhrzeigersinn) gedreht, so daß der Fotoleiter 13 nacheinander während jedes Kopierzyklus durch eine Aufladestation 18,eine Belichtungsstation 19, die Entwicklungszone 14, eine Transferstation 21 und eine Reinigungsstation 22 gelangt.

Zu Beginn von jedem Kopierzyklus wird der Fotoleiter 13 durch einen Koronagenerator 23 aufgeladen, wenn er sich durch die Ladestation 18 bewegt. Dann wird er selektiv entsprechend dem vom zu kopierenden Gegenstand reflektierten Licht entladen, wenn er sich durch die Belichtungsstation 19 bewegt. Wenn daher dar Fotoleiter die Entwicklungszone 14 erreicht, enthält er ein latentes elektrostatisches Bild des zu kopierenden Gegenstandes.

Zur Durchführung des Belichtungsvorgangs besitzt das spezielle Kopiergerät eine Abtastlampe 24, die von einer Seite der Auflageplatte 17 während jedes Kopierzyklus durch einen Schraubentrieb 25 mit doppelter Windung zur anderen Seite der Platte 17 bewegt wird, so daß sukzessive Linien oder Streifen des zu kopierenden Gegenstandes von unten beleuchtet werden. Das von dem zu kopierenden Gegenstand reflektierte Licht, das entsprechend der zu kopierenden Abbildung hinsichtlich der Intensität moduliert wird, wird auf den Fotoleiter 13 durch eine bewegliche Linse 26, ein paar stationäre Spiegel 27 und 28 und einen

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Belichtungsschlitz 29 fokussiert. Zur Aufrechterhaltung der Fokussierung wird die bewegliche Linse 26 lateral in zeittaktmäßiger Synchronisierung zur Abtastlampe 24 bewegt. Dies erfolgt mittels eines Hebelmechanismus 31, der ein Folgeorgan 32 trägt. Das Folgeorgan 32 läuft auf einer Steuerkurvenfläche 33, die wiederum zur gemeinsamen Drehung mit der Trommel 15 angeordnet ist.

Wie nachfolgend im Detail beschrieben wird, gibt das Entwicklungssystem 11 Toner ab, um die von dem Fotoleiter 13 getragene Abbildung zu entwickeln, sobald der Fotoleiter sich durch die Entwicklungszone 14 bewegt. Die Tonerladung wird dann partiell durch einen Vortransferkoronagenerator 30 neutralisiert, so daß die Tonerabbildung für eine Übertragung auf ein Kopierblatt unter dem Einfluß eines Transferkoronagenerators 34 in der Transferstation 21 konditioniert ist. Das Kopierblätt wird selektiv von einer von zwei Vorratsschalen 35 und 36 zugeführt und in Berührung mit dem Fotoleiter 13 durch einen Blattzuführ- nnä Ausrichtmechanismus, der schematisch bei 37 angedeutet ist, gebracht.

Nach der Übertragung der Abbildung dreht sich die Trommel 15 unter einen haftaufhebenden Koronagenerator 38, der wenigstens teilweise die zuvor durch den Transferkoronagenerator 3 4 erzeugte Ladung neutralisiert. Danach dreht sich die Trommel unter einen Vakuumabstreifer 39. Der Abstreifer 39 entfernt das Kopierblatt von dem Fotoempfänger 13 und befördert es in einen Spalt zwischen einem Paar erwärmter Aufschmelzwalzen 41 und 42.

Die Aufschmelzwalzen 41 und 42 führen Wärme und Druck zu, um die Tonerabbildung an dem Kopierblatt zu fixieren, so daß die Kopie, die letztlich in eine Ausgangsschale 43 abgegeben wird, einen wesentlichen Grad an Dauerhaftigkeit aufweist. Zur Verringerung der Tendenz des Toners, sich während des Aufschmelzvorgangs abzusetzen, ist ein Behälter 44 mit einem Docht 45

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vorgesehen, der ein Trennmittel,wie beispielsweise Silikonöl, an die untere Aufschmelzwalze 41 abgibt. Bei dieser Walze handelt es sich um diejenige, die mit der die Abbildung tragenden Seite der Kopie in Berührung kommt.

Während das Aufschmelzen stattfindet, dreht sich der Fotoempfänger 13 weiter in die Reinigungsstation 22, in der ein vorreinigender Koronagenerator 46 wenigstens teilweise die Ladung neutralisiert, die den Resttoner am Fotoleiter 13 halten will. Nachfolgend gelangt der Fotoleiter zu einem nachgiebigen Reinigungsblatt 47, das den Resttoner von dem Fotoleiter 13 als Vorbereitung für den nächsten Kopierzyklus abstreift. Der in der Reinigungsstation 22 zurückgewonnene Toner wird zum Entwicklungssystem 11 über einen Tonertransportmechanismus 48 zurückgeleite U.

Nach Fig. 2 und 3 handelt es sich beim Entwicklungssystem 11 um eine sogenannte "Magnetbürsteneinheit" mit einer Reihe von vier Entwicklungswalzen 51-54, die in parallelem Abstand voneinander längs der Länge der Entwicklungszone 14 angeordnet sind und den Entwickler in Berührung mit dem Fotoleiter 13 bringen. Die Entwicklungswalzen 51-54 befinden sich in einem Gehäuse 55, das einen Sumpf 56 zum Speichern eines Entwicklervorrates, eine Reihe von drei magnetischen Transportwalzen 57-59 zum Transport des Entwicklers aus dem Sumpf 56 zu der ersten oder untersten Entwicklungswalze 51 und eine Rutsche 61 aufweist, die den Entwickler von der letzten oder obersten Entwicklungswalze 54 zu einem Quermischer 62 führt. Wie nachfolgend näher beschrieben werden wird, konditioniert der Quermischer 62 den ankommenden Entwickler für eine Rezirkulation und leitet ihn dann zum Sumpf 56 zurück. Ein gewisser Anteil Toner wird natürlich von dem Entwickler jedesmal"dann entfernt, wenn eine Abbildung entwickelt wird. Daher ist an dem Gehäuse 55 in einer Stellung direkt über dem Quermischer 62 ein Tonerdispenser 63 angeordnet, der von Zeit zu Zeit frischen Toner dem Entwickler

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zufügt, so daß dessen Tonerkonzeritration bei einem geeigneten hohen Niveau verbleibt.

Diese Art des Entwicklungssystems wird gewöhnlich mit einem Mehrkomponentenentwickler bestehend aus fein verteilten, harzartigen Tonerpartikeln und relativ groben ferromagnetischen Trägerpartikeln bestückt. Die Materialien für den Toner und Träger (oder häufig die Trägerbeschichtung) sind in der triboelektrischen Reihe entfernt voneinander, so daß ein triboelektrischer Aufladungsvorgang angewendet werden kann, um elektrische Ladungen mit entgegengesetzterPolarität an die Toner und Trägerpartikel anzulegen. Darüber hinaus werden die Materialien so ausgewählt, daß die an die Tonerpartikel angelegte Ladung entgegengesetzt zur Ladung der zu entwickelnden latenten Abbildungen ist. Beim Betrieb wirken daher miteinander konkurrierende elektrostatische Kräfte auf die Tonerpartikel, wobei die Partikel wenigstens zu Anfang an die Trägerpartikel angezogen werden, jedoch von diesen elektrostatisch abgestreift werden, wenn der Entwickler in die unmittelbare Nähe oder in tatsächlicher Berührung mit dem Fotoleiter 13 gelangt.

Gemäß Fig. 3 wird der durch eine Öffnung 60 nahe dem Boden des Sumpfes 56 fließende Entwickler längs eines grundsätzlich S-förmigen Weges durch die Transportwalzen 57-59 und dann nach oben zwischen den Fotoleiter 13 und längs der aufeinanderfolgenden Entwicklungswalzen 51-54 geführt. Der Entwickler in diesem Teil des Systems wird magnetisch eingefangen. Zu diesem Zweck besitzen die Entwicklungswalzen 51-54 und die Transportwalzen 57-60 Permanentmagnete 64-70, die in separaten, nicht magnetischen zylindrischen Hülsen 71-77 angeordnet sind und stationäre magnetische Felder erzeugen. Diese Felder fangen den Entwickler an" den Hülsen 71-77 auf,die wiederum in Richtung der angedeuteten Teile gedreht werden, so daß der Entwickler wie zuvor beschrieben von Walze zu Walze weitergelangt.

Kennzeichnenderweise sind die durch die Magneten 64-67 der

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Entwicklungswalzen 51-54 erzeugten Felder so geformt, daß der Entwickler zur Kollimation neigt, wenn er zwischen diese Walzen und den Fotoleiter '13 gelangt. Dadurch bildet sich eine
bürstenähnliche Anhäufung an Entwickler, der längs des Fotoleiters 13 streicht, um sicherzustellen, daß die so gebildeten "Magnetbürsten" ein mehr oder weniger gleichmäßiges Profil
längs der Breite der Entwicklungszone 14 haben, ist im vorliegenden Fall ein Trimmstab 78 an der äußeren Oberfläche der
vorderen Seitenwand 79 des Sumpfes 56 befestigt, der den
magnetisch auf der ersten Transportwalze 57 eingefangenen Entwickler hinsichtlich seiner Höhe nivelliert.

Nach Fig. 4 besteht eines der wesentlichen Merkmale des Entwicklungssystems 11 darin, daß eine Maßnahme getroffen ist, um die Variationen im radialen Weglaufen der Trommel 15 zu kompensieren. Es wurde festgestellt ,daß. Variationen dieser Art dazu neigen, sich umfänglich um die Trommel 15 zu verteilen, wobei sie manchmal eine ausreichende Größe haben, um den Entwicklungsprozeß nachteilig zu beeinflussen. Unter Berücksichtigung dieses Umstandes sind Mittel vorgesehen, um automatisch wenigstens die letzte oder oberste Entwicklungswalze 54 in Richtung auf und weg von der Achse der Trommel 15 entsprechend den Weglaufvariationen zu bewegen. Auf diese Weise wird ein im wesentlichen konstanter Abstand oder Spalt zwischen dieser Walze und dem Fotoleiter 13 beibehalten. Es ist einzusehen, daß ^die oberste Entwicklungswalze 54 die kritischste darstellt, da sie
für irgendein vom Fotoleiter 13 getragenes latentes Bild den
letzten Durchgang bildet.

Zur Kompensation der Variationen im Weglaufen der Trommel sind die gegenüberliegenden Enden der Wellen 81-84 der betreffenden Entwicklungswalzen 51-54 durch ein Paar Konsolen 85 und 86
in Lagern getragen, wobei die Konsolen wiederum schwenkbar
um die Achse der ersten oder untersten Entwicklungswalze 51
angeordnet sind. Folgeorgane 87 und 88 (vergleiche auch Fig. 5

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und 6) sind an den Konsolen 85 bzw. 86 nahe der obersten Entwicklungswalze 54 angebracht/ wobei die Konsolen 85 und 86 durch separate Vorspannfedern 89 (nur eine ist sichtbar)in Richtung auf die Trommel 15 vorgespannt sind. Somit ruhen die Folgeorgane 87 und 88 zum Beispiel auf der Oberfläche der Trommel 15 außerhalb der fotoleitenden Oberfläche 13. Demzufolge schwenken die Konsolen 85 und 86 aus, um die Entwicklungswalzen 52-54 in Richtung auf und weg von der Trommel 15 entsprechend den Variationen im radialen Weglaufen der Trommel 15 zu bewegen. Dabei versteht es sich; daß diese Maßnahme nicht nur einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen der obersten Entwicklungswalze 54 und dem Fotoleiter 13 beibehält, sondern auch die Variationen im Abstand zwischen den dazwischenliegenden Entwicklungswalzen 52 und 53 und dem Fotoleiter 13 reduzieren.

Vorzugsweise haben die Folgeorgane 8 7 und 88 eine Scheibenform und drehen sich frei, so daß sie, wenn überhaupt, nur eine geringe Bremswirkung auf die Trommel 15 ausüben. Wie dargestellt, kann eine Stange 90 zwischen den Folgeorganen 87 und 88 angeordnet sein, um das Gehäuse 55 zu versteifen.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres wichtiges Merkmal des Entwicklungssystems 11 gezeigt. Dieses besteht darin, daß das Gehäuse 55 "geteilt" ausgebildet ist, so daß die meisten Wartungsarbeiten, die von Zeit zu Zeit notwendig sind, um das System in einem voll tauglichen Betriebszustand zu halten, durchgeführt werden können, ohne das dessen lageempfindliche Bauteile, wie beispielsweise die Entwicklungswalzen 51-54, bewegt werden müssen. Zu diesem Zweck besteht, wie dargestellt, das Gehäuse 55 aus einem stationären Abschnitt 91 für die Entwicklungswalzen 51-54, die Transportwalzen 57-59 und die Rutsche 61 und aus einem beweglichen Abschnitt 92 für den Sumpf 56, den Quermischer 62 und den Tonerdispenser 63. Der bewegliche Abschnitt 92 wird durch geeignete Lagerblöcke 93 (nur einer

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ist zu sehen) auf einem Paar grundsätzlich horizontaler paralleler Schienen 94 und 95 gehalten, die sich im wesentlichen senkrecht zur Achse der Trommel 15 erstrecken. Wenn daher eine Wartungsarbeit erforderlich ist, wird der bewegliche Abschnitt 92 des Gehäuses 55 vom stationären Abschnitt 91 weg oder zurück geschoben, so daß ein Zugang zu den meisten, eine Inspektion erforderlich machenden Zonen vorliegt. Daraus folgt, daß die zeitaufwendige Arbeit zum Wiedereinstellen der Nennabstände zwischen den Entwicklungswalzen 51-54 einerseits und dem Fotoleiter 13 andererseits eine außergewöhnliche Wartungsmaßnahme und nicht eine normale darstellt.

Zur weiteren Vereinfachung der Wartungsmaßnahmen ist ein indirekter Antrieb 96 für den beweglichen Abschnitt 92 des Entwicklergehäuses 55 vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Kraft auf diesen Abschnitt über ein Kettenrad 97 übertragen, das mit einem Treibriemen 98 in und außer Eingriff treten kann, wenn der bewegliche Abschnitt 92 des Gehäuses 55 in Richtung auf und weg vom stationären Abschnitt 91 bewegt wird. Der Treibriemen 98 erstreckt sich um eine Reihe von Kettenrädern 101-108 ,die vom stationären Abschnitt 92 getragen werden. Dabei ist das Kettenrad 101 mit einer Treibwelle 111 verstiftet, die wiederum mit einem Motor 112 über ein Reduziergetriebe und einen Riemen-und Rollmechanismus 114 gekuppelt ist.

Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die erste oder unterste Entwicklungswalze 51 und die Transportwalzen 57-59 direkt durch die betreffenden Kettenräder 103-106 angetrieben werden. Die anderen Entwicklungswalzen 52-54 werden jedoch indirekt über das Kettenrad 103 durch eine Zahnradfolge 121-127 bewegt, so daß die Konsole 85 frei entsprechend den Variationen im radialen Weglaufen der Trommel 15 ausschwenken kann, ohne daß hierdurch die Spannung am Treibriemen 98 nachteilig beeinflußt wird.

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In Fig. 7a-7c ist ein weiterer wichtiger Aspekt des Entwicklungssystems 11 gezeigt. Die beiden Abschnitte 91 und 92 des Gehäuses 55 sind mittels eines Riegelmechanismus 131 lösbar miteinander verriegelt, wobei der Riegelmechanismus 131 mit einem Strömungsgatter 132 so gekoppelt ist, daß das Gehäuse 55 nur aufgespalten werden kann, nachdem das Gatter 132 geschlossen wurde, um die Entwicklerströmung aus dem Sumpf 56 zu unterbrechen. Diese Vorsxchtsmaßnahme wurde getroffen, da irgendein nennenswertes Risiko, daß der Entwickler zufällig vergeudet oder auf andere Weise aus dem Gehäuse 55 gelangen kann, trotz aller Vorteile ein schwerwiegender Einwand gegen die Verwendung des geteilten Gehäuses ist.

Wie dargestellt, entspricht das Strömungsgatter 132 weitgehend der Entvricklerabschaltvorrichtung, die in einer am 29. April 1974 eingereichten US-Patentanmeldung Seriennummer 464,862 beschrieben wird. Das Strömungsgatter enthält eine drehbare Welle 133, die im beweglichen Abschnitt 92 des Gehäuses 55 so gelagert ist, daß ein am unteren Ende einer Konsole 135 angeordneter Permanentmagnet 134 in Richtung auf und weg vom Sumpf 56 unter der Steuerung eines manuell betätigbaren Hebelarmes 136 geschwungen werden kann. Eine geradlinige Gelenkverbindung reicht aus. Hier ist beispielsweise das untere Ende des Hebelarmes 136 mit der Welle 133 verstiftet, die wiederum durch eine Schweißnaht oder dergleichen an dem oberen Ende der Konsole 135 angeheftet ist.

Damit die Strömung an Entwickler gezielt ein- und ausgeschaltet werden kann, erstreckt sich der Magnet 134 im wesentlichen über die gesamte Breite des Sumpfes 56 und ist so gepolt, daß die ferromagnetische Trägerkomponente des Entwicklers angezogen wird. Zusätzlich sind die Stärke des Magneten 134 und die Länge der Konsole 135 so ausgewählt, daß sich der Einfluß des durch den Magneten 134 gebildeten magnetischen Feldes auf den Entwickler zwischen einem voll gesteuerten Niveau und einem

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vernachlässigbaren Niveau ändert,- wobei dies eine Funktion der Stellung des Hebelarmes 136 ist. Insbesondere ist gemäß Fig. 7a das Feld voll ausgesteuert, wenn der Hebelarm 136 zum Beispiel im Uhrzeigersinn bis zu einer Grenzstellung vorgeschoben wird, da dann der Magnet 134 am Sumpf 56 etwa in der Höhe der Auslaßöffnung 60 (vergleiche mit ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung) anliegt. Dies führt dazu, daß der Entwickler die· öffnung 60 überbrückt, so daß der Strom an Entwickler unterbrochen wird. Wenn dagegen der Hebelarm 136 entgegen dem Uhrzeigersinn in seine andere Extremstellung (die durch gestrichelte Linien angedeutet ist) bewegt wird, befindet sich der Magnet 134 in ausreichendem Abstand vom Sumpf 56, so daß sein Feld, wenn überhaupt, nur einen geringen Einfluß auf den Strom an Entwickler ausübt. Natürlich nimmt die Anziehuagskraft zwischen dem Magneten 134 und der ferromagnetischen Komponente des Entwicklers zu , wenn sich der Magnet 134 dem Sumpf 56 nähert, so daß eine Vorspannung vorliegt, die schon wirksam ist, bevor der Magnet 134 den Sumpf 56 erreicht hat, und die den Magneten 134 in Richtung.auf den Sumpf 56 zieht. Diese Vorspannung muß daher immer dann überwunden werden, wenn das System zurück in den Betriebszustand versetzt werden soll.

Der Riegelmechanismus 131 umfaßt andererseits einen Hebel 137 mit einem Haken 138 an seinem äußeren Ende, der gezielt unter der Steuerung eines weiteren manuell betätigbaren Hebelarmes 141 in und außer Eingriff mit einem Stift 139 gebracht werden kann, um die beiden Abschnitte 91 und 92 des Gehäuses 55 miteinander zu verriegeln bzw. zu entriegeln. Vorzugsweise befindet sich ein zweiter Riegel 142 an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 55 (Fig. 5 und 6). Der in den Fig. 7a bis 7c gezeigte Riegelmechanismus ist jedoch nicht nur repräsentativ, sondern schafft auch eine Basis für die zuvor genannte untereinanderkoppelnde Verriegelung .

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Es kann daher auf den Riegel 131 alleine Bezug genommen werden. Wie dargestellt ist der Stift 139 am stationären Abschnitt 91 des Gehäuses 55 verankert, während der Hebel 137 mit dem anderen oder beweglichen Abschnitt 92 mittels eines festen Schwenkpunktes 143 für den Hebelarm 141 verbunden ist. Der Hebelarm 141 dreht sich um den Schwenkpunkt 143, während der Hebel 137 vorzugsweise einem geeigneten geradlinigen Weg folgt, so daß die Gefahr von mechanischen Verklemmungen,die während des Verriegelungs- und Entriegelungsvorgangs auftreten können, verringert ist. Aus diesem Grund ist der Hebel 137 mit dem Hebelarm 141 durch einen schwimmenden Schwenkpunkt 144 verbunden und enthält eine schlitzförmige Führungsbahn 145, die auf einem Zapfen 146 ruht, der mit dem beweglichen Abschnitt 92 des Gehäuses 55 verbunden ist. Die relativen Orte für den festen Schwenkpunkt 143 und den schwimmenden Schwenkpunkt 144 sind so gewählt, daß die Führungsbahn 145 sich auf dem Zapfen 146 nach oben und nach unten bewegen will, wenn der Hebelarm 141 entgegen, bzw. im Uhrzeigersinn gedreht wird. Ferner wird der Hebel 137 nacheinander in eine grundsätzlich horizontale und eine grundsätzlich vertikale Richtung gedrückt. Um beispielsweise das Entriegeln vorzunehmen, wird der Hebelarm 141 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei sich der Hebel 137 zunächst nach vorne bewegt und damit der Haken 138 außer Eingriff von dem Stift 139 gelangt. Danach bewegt sich der Hebel 137 nach unten, so daß ein vertikaler Abstand zwischen dem Hebel 137 und dem Stift 139 (Fig. 7b) vorliegt. Umgekehrt wird zum Verriegeln der Hebelarm 141 in entgegengesetztem Uhrzeigersinn gedreht, wodurch sich der Hebel 137 zunächst nach oben und dann nach hinten bewegt und damit der Haken 138 zum Anliegen an den Stift 139 (Fig. 7a) kommt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß an den stationären und beweglichen Abschnitten 91 bzw. 92 des Gehäuses 55 einander angepaßte Flansche 118 und 119 vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Flansch einen Dichtring 150 öder dergleichen trägt, der eine Abdichtung zwischen den beiden Abschnitten 91 und 92 des Gehäuses 55 schafft, wenn sich die Riegel 131 und 142 in Eingriff befinden.

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Einer der besonderen Vorteile der beschriebenen Maßnahme besteht darin, daß der Riegel 131 nicht gelöst werden kann, solange das Strömungsgatter 132 offen ist, während das Strömungsgatter 132 selbst während der Eingriffnähme des Riegels 131 nach Belieben geöffnet und geschlossen werden kann. Dies bedeutet praktisch, daß der stationäre Abschnitt 91 des Gehäuses 55 ohne Aufheben der zuvor genannten Abdichtung von Entwickler gereinigt werden kann, indem einfach das Strömungsgatter 132 geschlossen wird und damit der Strom an Entwickler aus dem Sumpf 56 unterbrochen ist. Danach wird das System eine kurze ausreichende Zeitlang in Betrieb gesetzt, so daß der zuvor in den stationären Abschnitt 91 abgegebene Entwickler in den beweglichen Abschnitt 92 über die Transportwalzen 57-59, die Entwicklungswalzen 51-54 und die Rutsche 61 (Fig. 3) zurückkehrt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei mehr oder weniger unabhängige Sperrmittel vorgesehen, um jeden Versuch aussichtslos zu machen , den Riegel 131 zu lösen, wenn das Strömungsgatter 132 noch offen ist. Zunächst dient diesem Zweck eine Nase 147, die nach hinten vom Hebelarm 136 absteht und mit einer komplementären Einkerbung 148 an der inneren Schulter des Hebels 137 in Eingriff kommen kann. Befindet sich der Riegel 131 in Eingriff und ist das Strömungsgatter 132 geöffnet, sitzt die Nase 147 in der Einkerbung 148, wobei dies in geeigneter Weise durch eine Rückhaltefeder 149 unterstützt wird. Unter diesen Umständen kann der Hebel 131 nicht außer Eingriff gebracht werden, zumal da die Einkerbung 148 in Abstand von dem Schwenkpunkt 144 liegt. Sollte aus diesem oder jenem Grunde die primäre Sperrung versagen, gibt es dennoch eine sekundäre Sperrung, welche ein zufälliges Lösen des Riegels 131 verhindert. Diese zusätzliche Vorsichtsmaßnahme wird dadurch erzielt, daß die Hebelarme 141 und 136 des Riegels 131 bzw. Strömungsgatters 132 mit separaten Handgriffen 151 und 152 versehen sind, die eine solche Form haben, daß der Handgriff 152 in den Bewegungsweg des Handgriffs 151 für den Fall gelangt,wenn irgendein Versuch zum Lösen des Riegels 131

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bei noch offenem Strömungsgatter 132 vorgenommen wird.

In den Fig. 2,3,6 und 8 ist ein weiteres wesentliches Merkmal des Entwicklungssystems 11 dargestellt. Danach handelt es sich beim Quermischer 62 um ein teilweise eingetauchtes aktives Quermischsystem, das über dem Sumpf 56 an einer Stelle angeordnet ist, bei der nicht nur der aus der Entwicklungszone über die Rutsche 61 zurückkehrende Entwickler, sondern auch irgendwelcher zusätzlicher, von dem Tonerdispenser 63 abgegebener Toner aufgefangen wird. Unter den Gründen, die den Quermischer 62 besonders erwähnenswert machen, ist darauf hinzuweisen, daß er nur eine relativ geringe Leistung erfordert und dennoch aufgrund des Umstandes ein wirksames Quermischen und Vermengen schafft,daß er nur teilweise in einem kontinuierlich sich verändernden, lokal eingeschlossenen Vorrat an Entwickler eingetaucht ist. Der vorübergehende lokale Einschluß des Entwicklers ist ein besonders wichtiger Wesenszug, da er das Risiko verringert, daß der Entwickler nicht am Quermischprozeß teilnirimt.

Wie dargestellt, weist der Quermischer 62 ein Paar Schraubenwendel 155 und 156 auf, die auf grundsätzlich parallelen drehbar gelagerten Wellen 157 bzw. 158 oberhalb eines Leitbleches 159 angeordnet sind. Das Leitblech besitzt einen zentralen, die Strömung aufspaltenden Bereich 171, der zwischen einem Paar grundsätzlich ü-förmiger Schächte 172 und 173 angeordnet ist. Die Schraubenwendel 155 und 156 und das Leitblech 159 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Breite des beweglichen Abschnitts 92 des Gehäuses 55, jedoch liegen sie in geringem Abstand von dessen Seitenwänden. Die Schächte 172 und 173 des Leitblechs 159 schließen teilweise die Schraubenwendel 155 bzw. 156 ein, doch liegen sie in geringem Abstand davon. Der Strömung aufspaltende Bereich 171 des Leitblechs 159 ist wiederum vertikal zum Tonerdispenser 63 ausgerichtet und liegt grob in der Mitte des Strömungsweges für den Entwickler von der Rutsche 61, so daß er den Entwickler und den frischen Toner mehr oder

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minder gleichmäßig auf die Schächte 172 und 173 verteilt. Vorzugsweise sind einige kleine Öffnungen 163 in den Schächten 172 und 173 an in Abstand voneinander befindlichen Stellen längs der Länge der Schächte vorgesehen, wodurch die Schaffung eines mehr oder weniger gleichmäßigen Entwicklerniveaus im Sumpf 56 unterstützt wird.

Beim Betrieb werden die Schraubenwendel 155 und 156 so gedreht, daß die Entwickler-TonerChargen auf den Schächten 172 und 173 in entgegengesetzten Richtungen lateral bewegt werden. Im vorliegenden Fall haben die Wendel 155 und 156 den gleichen Steigungssinn (d.h. sie sind beide rechtsgängig). Sie werden daher mittels eines Paars miteinander kämmender Zahnräder 161 (in Fig. 6 ist nur ein Zahnrad zu- sehen) in entgegensetzter Richtung gedreht, wobei die Zahnräder mit dem Kettenrad 9 7 gekoppelt sind. Dasselbe Ergebnis könnte jedoch auch dadurch erhalten werden, wenn die Wendel in gleicher Richtung gedreht werden, sofern ein Wendel mit Rechtsgang und ein anderer mit Linksgang vorgesehen wird. In jedem Fall verweilt der in den einen oder anderen Schacht 172 bzw. 173 gelangende Entwickler und Toner darin unter dem direkten Einfluß der Schraubenwendel 155 oder 156 so lange,bis er lurch eine der Öffnung 163 oder über die äußeren Kanten des Leitbleches 159 ausfällt. In der Praxis wird sich natürlich die ankommende und austretende Strömung zu und weg vom Quermischer ausgleichen.

In Fig. 9 sind Einzelheiten eines exemplarischen Tonerwiedergewinnungssystems 48 dargestellt. Danach enthält dieses System eine längliche, drehbar angetriebene Schraubenfeder 166, die in einer flexiblen Umhüllung 167 eingekapselt ist und dazu dient, den Toner von einem trichterförmigen Aufnahmeorgan 165 zu einer länglichen Auslaßöffnung 171 zu befördern. Das Aufnahmeorgan 165 ist in nicht gezeigter Weise so angeordnet, daß es den in der Reinigungsstation 22 (Fig. 1) rückgewonnenen Toner aufnehmen kann, während die Auslaßöffnung 171 so liegt, daß der rückge-

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wonnene Toner auf die Rutsche 61 im stationären Abschnitt 91
des Entwicklergehäuses 55 fällt. Vorzugsweise wird die Feder
166 von dem abstromseitigen Ende aus angetrieben, da sie dazu neigt, sich unter Last auszudehnen oder "aufzuwinden". Zu diesem Zweck weist der Antrieb für das Entwicklergehäuse 55 eine Kupplung 167 und ein Paar miteinander kämmende Zahnräder 168
und 169 auf, durch die die Feder 166 mit dem Kettenrad 108 angetrieben werden kann.

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Claims

P atentansprüche

1/ Magnetbürstenentwicklungssystem zum Entwickeln

von latenten elektrostatischen Abbildungen, die von einem fotoleitend beschichteten Substrat getragen werden, gekennzeichnet durch die Kombination von einer Vielzahl von Walzen,-einschließlich wenigstens einer Entwicklungswalze (51-54), mit getrennten Drehachsen, eines Gehäuses (55) mit einer Konsole (85) zum Tragen der Walzen, wobei die Konsole schwenkbar um die Achse einer ersten entfernt von der Entwicklungswalze liegenden Walze der Vielzahl von Walzen angelenkt ist, einer mit der Konsole nahe der Entwicklungswalze verbundenen Nachfolgeeinrichtung (87) und einer mit der Konsole gekuppelten Vorspanneinrichtung (89), welche die Nachfolgeeinrichtung in Berührung mit dem Substrat (15) drückt, so daß ein fester Abstand zwischen den Walzen beibehalten ist, während die Konsole in Richtung auf und weg vom Substrat dergestalt ausschwingen kann, daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen der Entwicklungswalze und der fotoleitenden Beschichtung (13) beibehalten wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Substrat (15) eine drehbare Trommel ist,
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (55) einen Sumpf (56) zur Speicherung eines Vorrats an Entwickler und wenigstens eine Transportwalze (57-59) zum Transport des Entwicklers aus dem Sumpf zur ersten Walze (51) enthält, wobei zwischen der Transportwalze und der ersten Walze ebenfalls ein fester Abstand beibehalten ist, während die Konsole (85) in Richtung auf und weg vom Substrat dergestalt ausschwingbar ist, daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen der Entwicklungswalze und dem Fotoleiter beibehalten wird.

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4. System nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Walzen. Entwicklungswalzen (51-54) sind und das Gehäuse (55) ferner einen Sumpf (56) zur Speicherung eines Vorrats an Entwickler und wenigstens eine Transportwalze (57-59) zum Transport des Entwicklers aus dem Sumpf zur ersten Entwicklungswalze enthält.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine drehbare Trommel (15) ist und die Nachfolgeeinrichtung (87) die Trommel außerhalb der Beschichtung berührt.
6. Magnetbürstenentwicklungssystem zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Abbildungen, die durch ein fotoleitend beschichtetes Substrat getragen werden, gekennzeichnet durch die Kombination von einer Vielzahl von Walzenyeinschließlich wenigstens einer Entwicklungswalze (51-54), mit separaten Drehachsen, einem Gehäuse (55) mit einer ersten und zweiten Konsole (86, 87), die schwenkbar um die Achse einer ersten Walze der Vielzahl von Walzen an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Walzen sich zwischen den Konsolen erstrecken und durch diese gehalten werden und die Entwicklungswalze von der ersten Walze in Abstand liegt, separaten Nachfolgeeinrichtungen (87,88) an jeder Konsole nahe der Entwicklungswalze und einer mit .den Konsolen gekoppelten Vorspanneinrichtung (89)^ um die Nachfolgeeinrichtungen in Berührung mit dem Substrat zu drücken, so daß ein fester Abstand zwischen den Walzen beibehalten ist und die Konsolen frei in Richtung auf und weg vom Substrat dergestalt ausschwingbar sind, daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen der Entwicklungswalze und dem fotoleitend beschichteten Substrat beibehalten wird.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfolgeeinrichtungen (87,88)

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scheibenförmig sind und mit dem Substrat außerhalb der fotoleitenden Beschichtung in Berührung stehen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η -

ζ ei chn et, daß das Substrat eine Trommel (15) mit radialen WeglaufVariationen ist.
9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (55) einen Sumpf (56) zur Speicherung eines Vorrats an Entwickler und wenigstens eine Transportwalze (57-59) zum Transport des Entwicklers aus dem Sumpf zur ersten Walze enthält, wobei ein fester Abstand zwischen der Transportwalze und der ersten Walze selbst bei Ausschwenken der Konsolen (86, 85) beibehalten wird.
10. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Walzen Entwicklungswalzen (51-54) sind und das Gehäuse (55) weiter einen Sumpf (56) zur Speicherung eines Vorrats an Entwickler und eine Reihe Transportwalzen (57-59) zum Transport des Entwicklers aus dem Sumpf zur ersten Walze enthält.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfolgeeinrichtungen (87, 88) scheibenförmig sind und das Substrat außerhalb der fotoleitenden Beschichtung berühren.
12. System nach Anspruch 11, dadurch g e k e n-n ζ ei chnet, daß das Substrat eine drehbare Trommel (15) ist und ferner eine Einrichtung (90) vorgesehen ist, um die Nachfolgeeinrichtungen (87, 88) zur Versteifung des Systems starr miteinander zu verbinden.

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