DE2701081A1

DE2701081A1 - Entwicklervorrichtung

Info

Publication number: DE2701081A1
Application number: DE19772701081
Authority: DE
Inventors: Austin E Davis
Original assignee: Nashua Corp
Current assignee: Nashua Corp
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1977-07-28
Also published as: US4014291A; GB1568079A; JPS5293339A

Description

HÖQER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATCNTANWAlTE IN STUTTGART

270 IU8 I

A 42 042 b

u - 163

10.Januar 1977

Nashua Corporation
44 Franklin Street
Nashua, New Hampshire 03060 U.S.A.

Entwicklervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entwicklervorrichtung, insbesondere für einen Trockenkopierer, zur Ablagerung eines elektrisch aufgeladenen, magnetisch anziehbaren Einkomponenten-Tönermaterials auf einem latenten elektrostatischen Bild in einem beschichteten, photoleitenden Papier mit einem Tönerübertragungselement mit einer glatten Oberfläche, einer Einrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen longitudinalen, gleichförmigen Magnetfeldes an der Oberfläche des Tönerübertragungselements sowie einer Einrichtung zum Aufbringen einer Schicht des Tönermaterials mit im wesentlichen gleicher Schichtdicke auf der Oberfläche des Tönerübertragungselements.

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Es sind viele Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes mittels eines pulverförmigen Entwicklers oder Tönermaterials bekannt, welches an dem Bildmuster hängenbleibt oder selektiv abgelagert wird und dadurch das latente Bild sichtbar macht. Einige der gebräuchlicheren Verfahren sind z.B. die Kaskadenentwicklung, die magnetische Bürstenentwicklung, die Entwicklung unter Verwendung von Van-der-Waals^^rä^^ten' ^w*^e ^s*-^e im US-Patent 3 166 432 (Gundlach) beschrieben ist, sowie die Entwicklung mittels eines flüssigen Tönersystems. Jedes Verfahren hat Vor- und Nachteile, wie dies beispielsweise in dem US-Patent 3 909 258 (Kotz) diskutiert wird. Die jeweils verwendete Technik hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise von den Eigenschaften des Aufnahmemediums und des Töners sowie von der gewünschten Qualität des entwickelten Bildes.

Die Kaskadentechnik verwendet üblicherweise einen Zweikomponententöner aus fein zerteilten, isolierenden Pigmentteilchen, die auf relativ grossem Granulatmaterial gehalten sind, wie beispielsweise auf Glaskörnchen. Das Trägermaterial erzeugt auf dem Pigment durch Reibungselektrizität eine Ladung (und polarisiert dabei das Material) , v/obei die Polarität der Ladung der des Bildmusters auf dem Aufnahmemedium entgegengesetzt ist. Wenn dieses Zweikomponenten-Tönermaterial unter dem Einfluss der Schwerkraft auf das Aufnahmemedium herunterfällt, dann werden die Pigmentteilchen infolge der elektrostatischen Anziehung von den Trägerkörnchen auf das latente Bild übertragen. Flüssigtönerverfahren verwenden eine in hohem Masse elektrisch isolierende Flüssigkeit als Trägermaterial für die Pigmentteilchen. Beide Techniken haben mit dem Problem zu kämpfen, das grundsätzlich bei jedem Zweikomponenten-Töner-

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Verfahren auftritt, dass nämlich der Zweikomponenten-Töner im Laufe des Verfahrens bezüglich einer Komponente erschöpft wird. Andere Probleme liegen in der Handhabung von Flüssigkeiten und von aufgeladenen Pulvern, die unter dem Einfluss der Schwerkraft herunterfallen.

In dem US-Patent 3 166 4 32 (Gundlach) wird ein Entwicklungsverfahren beschrieben, bei welchem ein Einkomponenten-Töner durch Van-der-Waals-Kräfte an einem auf erhöhtem Potential liegenden Halteelement gehalten werden. Obwohl dieses Verfahren den Vorteil der Verwendung eines Einkomponenten-Töners hat und Kopien mit gut ausgefüllten zusammenhängenden Bereichen erzeugt, ergibt sich doch der Nachteil, dass Van-der-Waals-^Kräfte schwach sind und die Tendenz haben,bei verschiedenen Tönerfüllungen zu variieren. Die Ablagerungsgeschwindigkeit oder Ablagerungsmenge ist ausserdem gegenüber kleinen Unregelmässigkeiten der Oberfläche des Halteelementes sowie gegenüber Änderungen von Umgebungsfaktoren empfindlich, v/ie beispielsweise Änderungen der Temperatur oder der Feuchtigkeit.

Eine weitere Technik bringt das Tönermaterial mittels einer Bürste auf oder simuliert eine Bürste mittels eines Magneten, der die Entwicklerteilchen über die Aufnahmefläche zieht. In dem US-Patent 2 846 333 (Wilson) wird eine frühe Magnetbürsten-Aufbringvorrichtung beschrieben, in welcher eine Anzahl von Magnetscheiben auf einer umlaufenden, gemeinsamen Welle zur Drehachse der Welle schräg angeordnet sind. Beim Drehen der Welle bürstet das sich verschiebende, von den Magnetscheiben erzeugte Magnetfeld ein magnetisches Entwicklermaterial über die das Bild tragende Oberfläche des Aufnahmemediums. In dem

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US-Patent 3 015 305 (Hall et al) wird eine Abwandlung der magnetischen Bürste von Wilson beschrieben, bei welcher eine nichtmagnetische, isolierende Hülse die rotierenden Scheiben umgibt. Diese Hülse verhindert die Ablagerung des Töners als Folge eines Stromflusses durch das Entwicklermaterial. Als Ergebnis weist das Bild einen scharfen Kontrast auf; der Entwicklerprozess ist ausserdem weniger zeitempfindlich.

Das US-Patent 3 4 55 276 (Anderson) beschreibt eine andere Magnetbürsten-Aufbringvorrichtung, die ebenfalls eine den Magneten umgebende Hülse aufweist. Obwohl diese Hülse in dem Anderson-Patent nichtleitend sein kann, wird sie grundsätzlich als leitendes Element beschrieben, das gegenüber der Aufnahmefläche auf einem erhöhten Potential gehalten werden kann. Anderson verwendet auch eine Vielzahl von Magneten, die um eine zentrale, rotierende Welle aus magnetisch permeablem Material ausgerichtet sind. Dieser segmentförmige Magnetaufbau erzeugt längs mit der Drehachse des Magneten parallel verlaufender Linien ein im wesentlichen gleichförmiges Magnetfeld, wobei Linien gleicher Kraft entsprechend den Anlageflächen zwischen benachbarten Segmenten des Magneten bezüglich der Winkellage im Abstand zueinander angeordnet sind. Wie bei Wilson und Hall wird der Töner in direkten Kontakt mit der Aufnahmefläche qebürstet (es gibt also während der Ablagerung keinen Luftspalt zwischen dem Töner und der Aufnahmefläche). Bei dem Entwicklungssystem von Anderson erfolgt die Ablagerung senkrecht zur Richtung der Schwerkraft.

Im Gegensatz zu diesen Magnetbürsten-Techniken, die das Entwicklermaterial über die Aufnahmeflache ziehen, beschreibt das

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US-Patent 3 909 2 58 (Kotz) eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Töners, die einen rotierenden, segmentförmigen, im Inneren einer hülsenförmigen Trommel angeordneten Magneten verwendet. Der Entwicklungsprozess hängt jedoch von der Leitung eines elektrischen Stromes in Ketten des elektrisch leitenden Entwicklermaterials ab, die einen Luftspalt zwischen der Aufnahmefläche und der Trommel überbrücken. Das Kotz-System erfordert daher eine leitfähige Trommel. Die Ablagerung des Entwicklermaterials ist ausserdem eine Funktion des elektrischen Potentials der Trommel. Dieses Potential ist entweder ein von aussen angelegtes Potential, ein infolge des Stromflusses induziertes Potential oder eine Kombination von aussen angelegter und induzierter Spannung. Die Ablagerung des Entwicklermatarials sowie die Ablagerungsgeschwindigkeit und die Ablagerungsgleichförmigkeit hängen von einem sorgfältigen Ausbalancieren der auf das Entwicklermaterial durch den Magneten, das Latentbildmuster und die Trommel ausgeübten Kräfte ab. Diese Entwicklungstechnik ist ausserdem bezüglich der Zeit relativ empfindlich, da die Aufenthaltsdauer des Entwicklermaterials in dem Spaltbereich zwischen der Trommel und dem Aufnahmematerial sehr wichtig ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklervorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass man die Zahl der die Ablagerungsgeschwindigkeit und Ablagerungsgleichförmigkeit des Töners auf der zu entwickelnden Fläche bestimmenden Variablen reduziert, um so eine bessere Qualität des entwickelten Bildes zu erreichen. Insbesondere soll dabei auch der zeitliche Spielraum der Entwicklungsdauer vergrössert werden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Mittel zum Transport der Tönerschicht von der Aufbringeinrichtung zu einer Ablagerungszone vorgesehen sind, in welcher das Tönerübertragungselement einen solchen Abstand von dem Papier hat, dass die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen dem Tönermaterial und dem latenten elektrostatischen Bild die Kräfte des das Tönermaterial auf der Oberfläche des Tönerübertragungselementes festhaltenden Magnetfeldes übersteigen und dadurch eine selektive Ablagerung des Tönermaterials auf dem latenten Bild verursachen,

dass der Abstand zwischen Tönerübertragungselement und Papier andererseits gross genug ist, eine Berührung zwischen dem Papier und der auf dem Tönerübertragungselement angeordneten Tönerschicht zu verhindern und

dass zur Ausschaltung von Schwankungen bei der Ablagerung des Tönermaterials auf dem latenten Bild infolge von zwischen dem Tönerübertragungselement und dem Papier fliessenden Strömen Einrichtungen zur Verhinderung eines derartigen Stromflusses vorgesehen sind.

Das erfindungsgemässe Bildentwicklungssystem verwendet als Tönerübertragungselement einen nichtleitenden übertragungszylinder, der einen rotierenden, zylindrischen, an der Aussenflache des Zylinders ein longitudinales, gleichförmiges Magnetfeld erzeugenden Magneten umschliesst. Die Drehung des Magneten transportiert einen trockenen, aufgeladenen, magnetisch anziehbaren Einkomponenten-Töner aus einem Tönervorrat, der eine im wesentlichen gleichförmige Tönerschicht auf der Aussenflache des Ubertragungszylinders ablegt. Bei der weiteren

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Drehung transportiert der Magnet die Tönerschicht in eine Ablagerungszone, die im wesentlichen von dem Spalt zwischen dem übertragungszylinder und dem beschichteten, photoleitenden, das latente Bildmuster enthaltenden Papier gebildet wird.

Der Abstand zwischen dem übertragungszylinder und dem Bildmuster auf dem Papier ist derart gewählt, dass der Töner in den Bildbereichen abgelagert wird, in denen die elektrostatischen Anziehungskräfte des Bildmusters und die Schwerkraft die Anziehungskräfte des Magneten übersteigen. Der übertragungszylinder besteht aus einem nichtleitenden Material oder ist mit einem solchen beschichtet, welches einen elektrischen Stromfluss zwischen dem beschichteten Aufnahmepapier und dem übertragungszylinder oder mit ihm verbundenen Teilen verhindert. In einer Ausführungsform wird der Abstand zwischen dem übertragungszylinder und dem Papier durch zwei nichtleitende Lagerbüchsen bestimmt, die an den Enden der unterhalb des Papiers und des Übertragungszylinders angeordneten Papierstützwalze befestigt sind. Andere Trag- oder Abstandshalterelemente des Magneten und des trommeiförmigen Zylinders können ebenfalls aus nichtleitendem Material bestehen, um darüber hinaus zu gewährleisten, dass sich kein elektrischer Stromfluss zwischen dem Papier und dem übertragungszylinder einstellt. Zusätzlich können auch die Papierstütz- und -leitelemente aus elektrisch nichtleitendem Material bestehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteränsprüche und in diesen niedergelegt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der

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näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht eines Trockenkopiersystems mit einem Entwicklungssystem gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein länas Linie 2-2 in Fig.3 geschnittenes ^ ^ (Entwicklungssystem gemäss der Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig. 4 eine der Darstellung der Fig. 3 entsprechende Detailansicht des Ubertragerzylinders, des Magnets, des Papiers und der Papierstützwalze.

Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Form eine xerographische Duplizier- oder Trockenkopiervorrichtung 12 zur Herstellung von Duplikatkopien von einem Originaldokument 14 oder dergleichen auf einem Blatt eines beschichteten, photoleitenden Papiers 16. Das Papier 16 kann ein beliebiges beschichtetes Standardtrockenkopierpapier sein, es ist jedoch vorzugsweise ein Papier, welches Zinkoxid als photoleitendes Material verwendet, wie beispielsweise das von der Nashua Corporation of Nashua, New Hampshire, USA, verkaufte Papier. Obwohl das Papier 16 als fortlaufende Bahn dargestellt ist, können natürlich ebensogut einzelne Blätter von beschichtetem Papier verwendet werden.

Die Vorrichtung 12 umfasst vier hintereinander geschaltete Verarbeitungsstationen 18,20,22,24. Die erste Station 18 lädt das Papier mittels einer Korona-Entladungsvorrichtung 26 auf,

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welche auf das Papier eine gleichförmige elektrostatische Ladung hohen Potentials aufbringt. Das aufgeladene Papier wird zu der zweiten Station 20, der Belichtungsstation, vorgeschoben, in welcher das zu kopierende Dokument mittels einer konventionellen Lichtquelle 28 hoher Intensität beleuchtet und mit bekannten optischen Techniken abgetastet wird, um auf der photoleitenden Schicht ein latentes elektrostatisches Bild oder Bildmuster zu erzeugen, welches dem Muster der Zeichen auf dem Originaldokument 14 entspricht. In den vom Licht getroffenen welssen Bereichen, d.h. in den Bereichen, die keine Zeichen enthalten, hat das photoleitende Material nach der Belichtung einen verringerten Widerstand, so dass sich die Ladung dissipieren oder ausgleichen kann. In den Bereichen mit Zeichen, Schriftzeichen oder Bildern, behält das photoleitende Material seinen hohen Dunkelwiderstand; dadurch nimmt die Ladung in diesen Bereichen nur wenig oder überhaupt nicht ab.

Die Entwicklungsstation 22, die der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, bringt ein sogenanntes Töner-Material, also ein Farbstoffmaterial, auf die das latente Bild enthaltende Oberfläche des Papiers, um das latente elektrostatische Muster sichtbar zu machen. Das Töner- oder Entwicklungsmaterial liegt in der Form von fein verteilten, elektrisch geladenen Partikeln vor, wobei die Ladung der Partikel das umgekehrte Vorzeichen hat wie das latente, elektrostatische Bildmuster auf dem Papier. Das Tönermaterial wird daher von den geladenen Bildbereichen selektiv angezogen und sammelt sich bevorzugt in diesen Bereichen im Gegensatz zu den weissen, keine Zeichen enthaltenden Bereichen, die ein relativ niedriges Potential

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aufweisen, welches typischerweise in der Nähe des Massepotentials liegt.

In der Entwicklerstation nimmt ein Behälter 30 einen Vorrat des Tönermaterials 31 aufundgibt dieses kontinuierlich in einer gleichmässigen Tönerschicht an eine allgemein mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnete Töneraufbringvorrichtung mit einem ortsfesten, nichtleitenden Transfer- oder übertragungszylinder 34, der einen rotierenden Magneten 36 umgibt. Der Magnet 36 erzeugt an der äusseren Oberfläche des Übertragungszylinders 34 ein über die Länge des Zylinders im wesentlichen gleichförmiges Magnetfeld. Eine Drehung des Magneten befördert die gleichmässige Tönerschicht vom Behälter 30 in eine unmittelbar über der das latente Bild enthaltenden Oberfläche des Papiers 16 gelegene Ablagerungszone 38 .In dieser Ablagerungszone hat der auf dem übertragungszylinder gehaltene Töner von dem Papier 16 einen geringen Abstand, wobei der Abstand teilweise durch eine unterhalb des Übertragungszylinders angeordnete Papierstützwalze 40 bestimmt wird. Die Entwicklerstation 20, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird, arbeitet mit einem trockenen, geladenen, magnetisch anziehbaren Einkomponenten-Tönermaterial. Ein geeignetes Tönermaterial ist von der Nashua Corporation of Nashua, New Hampshire, USA, erhältlich.

Wenn das Bild in dieser Weise entwickelt ist, wird das Tönermaterial auf dem Papier in der letzten Station 24 fixiert. Als Fixiertechnik kommt beispielsweise das Druckschmelzverfahren in Frage, bei welchem die mechanische Kraft eines Paares von einander gegenüberliegenden Druckwalzen verwendet wird,

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um das Tönermaterial in das Papier hineinzuquetschen. Quetsch-

2 drücke in der Grössenordnung von 5,62 bis 7,03 kp/cm haben sich als geeignet herausgestellt. Selbstverständlich können auch andere Fixier- oder Schmelztechniken verwendet werden, beispielsweise das Schmelzen oder Einbrennen unter Wärmeeinwirkung, das Schmelzen oder Einbrennen unter kombinierter Wärme- und Druckeinwirkung oder andere Schmelz- oder Einbrenntechniken.

Die Fig. 2 bis 4 stellen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer gemäss der Erfindung aufgebauten Entwicklerstation 22 dar. Die Entwicklerstation 22 hat zwei tragende Seitenwände 42 und 44, die mittels zweier sich in Längsrichtung erstreckender, am unteren Teil der Station angeordneter Haltestäbe 46 sowie mittels zweier in der Nähe des oberen Endes der Seitenwände angeordneter Profilschienen 48 im wesentlichen parallel zueinander im Abstand voneinander gehalten sind. In den Profilschienen 48 ist gleitend der aufeinanderzulaufende Wände aufweisende, einen Vorrat des Tönermaterials 31 enthaltende Behälter 30 gelagert. Der Behälter 30 ist in den Profilschienen 48 mittels Federclips 52 gehalten, die an der oberen Führungsschiene der Profilschiene 48 befestigt sind. Der Behälter 30 ist vorzugsweise aus einem geeigneten Plastikmaterial geformt, beispielsweise aus einem Phenolformaldehyd-Kunstharz. An seiner tiefsten Stelle weist der Behälter eine sich in Längsrichtung erstreckende öffnung 54 auf, welche das Tönermaterial 31 der Oberfläche eines Abstreifmessers oder einem Rakel 56 zuführt. Das Tönermaterial sammelt sich auf dem Rakel, wobei ein kleiner Teil des Töners über die Vorderkante 56a herunterfällt. Die Vorderkante 56a hat gegenüber der Umfangsfläche des Ubertragungs-

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Zylinders 34 einen sehr geringen und gleichmässigen Abstand.

Der übertragungszylinder 34 selbst kann aus jedem geeigneten nichtmagnetischen, nichtleitenden Material bestehen, beispielsweise aus eloxiertem Aluminium oder einem geeigneten Duroplasten mit hoher chemischer und elektrischer Widerstandsfähigkeit, beispielsweise aus einem Phenolformaldehyd-Kunstharz. Der Zylinder kann jedoch auch aus einem metallischen Material hergestellt werden, wenn nur die Oberfläche des Materials vollständig mit einem isolierenden Material beschichtet ist, um das Fliessen eines elektrischen Stromes auf das darunterliegende Metall zu verhindern. Die ümfangsfläche des Ubertragungszylinders ist vorzugsweise hochgradig geglättet, um die Bewegung des Tönermaterials 31 auf ihr zu erleichtern. Ausserdem ist die Umfangsfläche mit sehr engen Dimensionstoleranzen hergestellt, um eine hochgradige Gleichmässigkeit des Abstandes der Umfangsfläche des Ubertragungszylinders 34 von der Kante 56a einerseits und vom Papier 16 andererseits zu erreichen.

Der Magnet 36 ist ein einstückiger Magnet aus Ferritmaterial, der in einer festlegenden Harzmatrix gehalten ist. Der Magnet 36 erzeugt in Umfangsrichtung abwechselnde Bereiche entgegengesetzt orientierter radialer Magnetfelder. Er hat eine im wesentlichen zylindrische Form und erzeugt ein Magnetfeld, das im wesentlichen über die Umfangsfläche des Übertragungszylinders über dessen gesamte Längsausdehnung longitudinal gleichförmig, wenn auch in Umfangsrichtung alternierend ist. Der Magnet 36 ist unter Freilassung eines Abstandes zu dem übertragungszylinder 34 auf einer Welle 58 drehbar gelagert,

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die ihrerseits in Lagern 60 und 62 gelagert ist. Die Lager und 62 sowie der übertragungszylinder 34 sind mittels an den Behälter 30 angeformte Flansche 66, den übertragungszylinder 34 und in den Lagern 60 und 62 eingeformte Gewindebohrungen durchdringende Schrauben 6 4 gegen Verdrehung gesichert. Die Drehung des Magneten gegenüber dem Rakel (und zwar entgegen dem Uhrzeigersinn, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist) führt dazu, dass eine dünne, gleichförmige Schicht 31a (Fig. 4) des magnetisch anziehbaren Tönermaterials über die Umfangsfläche des Ubertragungszylinders in derselben Richtung transportiert wird. Die Dicke der Tönerschicht wird durch den Abstand zwischen der Vorderkante 56a und der Umfangsflache des Ubertragungszylinders bestimmt. Fortgesetzte Drehung des Magneten transportiert die Tönerschicht in die Ablagerungszone 38; weiterhin transportiert sie den in der Ablagerungszone nicht auf dem Papier 16 abgelagerten Töner 31b zurück zu dem Rakel, wo dieser restliche Töner mit zusätzlichem Töner wieder zu einer gleichmässigen Schicht 31a verteilt wird.

Das Papier 16 wird durch die Entwicklerstation 22 mit Hilfe einer Reihe von Leitorganen und Walzen vorgeschoben und gelenkt. Eine Rinne 68 mit konvergierenden Wänden lenkt das Papier in den Walzenspalt zwischen einer Papierzuführwalze 70 und auf einer Welle 74 angeordneten Rädern 72. Die Walzen 70 sowie die Räder 72 schieben das Papier durch eine Leitrinne 76 mit konvergierenden Wänden, die sich zwischen einer unteren Platte 78 und einer oberen Papierablenkplatte 80 bildet, welche gleichzeitig den übertragungszylinder 34 abdeckt. Die Leitrinne 76 lenkt das Papier auf die Oberseite der Papierstützwalze 40, die ihrerseits eine Reihe von in axialem Abstand

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angeordneten, an dem Papier auf dessen Unterseite anliegenden rippenförmigen Ringen 41 aufweist. Wenn das Papier die Ablagerungszone 38 zwischen dem übertragungszylinder und der Papierstützwalze verlässt, leitet es eine Ausgangsplatte zu der Fixierstation 24.

Die Walze 40 wird auf einer Welle 84 gehalten, die in an den Seitenwänden 42 bzw. 44 befestigten, einen Spalt definierenden Abstandslagern 86 und 88 gelagert ist. Das Lager 86 ist in direktem Kontakt mit dem übertragungszylinder 34, und das Lager 88 trägt eine an dem Magnetlager 62 durch den Zylinder 34 hindurch befestigte Beilege- oder Zwischenplatte 90. Der Durchmesser der büchsenförmigen Lager 86 und 88 bestimmt daher den Abstand zwischen dem auf der Stützwalze 40 vorgeschobenen Papier und dem übertragungszylinder 34. Die Walze 40 kann aus einem beliebigen Material bestehen, welches einerseits eine ausreichende Unterstützung des Papiers und andererseits eine gute Einhaltung des Abstandes gewährleistet. Sie kann vollständig aus elektrisch nichtleitendem Material bestehen, wie z.B. aus Plastik etc.

Die Lager 86 und 88 bestehen aus einem Material wie beispielsweise Messing, das einfach bearbeitet werden kann und wenig abgenützt wird. Die Lager 86 und 88 sowie die Zwischenplatte 90 können aber auch aus einem isolierenden Material bestehen, um einen elektrischen Strom zwischen dem Papier 16 und dem übertragungszylinder 34 oder damit verbundenen Bauteilen zu verhindern. Die Abstandslager 86 und 88 sind auf der dem Magnetlager 62 zugewandten Seite abgeschrägt oder abgerundet, um das Einschieben der Töneraufbringeinheit zu erleichtern, welch

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letztere den übertragungszylinder und den eingeschlossenen Magneten umfasst, die ihrerseits an dem in den Profilschienen 48 gehaltenen Behälter 30 befestigt sind. Ein Handgriff 92 erleichtert das Einschieben und das Herausziehen des Behälters und der Töneraufbringeinheit.

Die Drehbewegung der Magnetwelle 58, der Papierstützwalzenwelle 84, der Papierzuführwelle 74 sowie der Papierzuführwalze sind durch geeignete Getriebemittel miteinander gekoppelt. Insbesondere ist ein an der Welle 84 befestigtes, in der Zeichnung nicht dargestelltes Getrieberad über ein Zwischengetrieberad 96 in Wirkverbindung mit einem auf der Magnetwelle 58 befestigten Getrieberad 94. Die Welle 74, die Walze 70 und die Papierstützwalze 40 sind derart gekoppelt, dass sie gemeinsam mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit umlaufen. Ein auf der Magnetwelle 58 auf der dem Getrieberad 94 gegenüberliegenden Seite befestigtes Handrad 98 erleichtert die Drehung des Magneten 36 und der Papierstützwalze 40 von Hand.

Fig. 4 zeigt das Zusammenwirken des Rakels 56, des Übertragungszylinders 34, des Papiers 16 und der Papierstützwalze Wie oben beschrieben, transportiert der Magnet 36 bei seiner Drehung eine in höchstem Masse gleichmässige Schicht 31a des Tönermaterials von dem Rakel 56 zu der Ablagerungszone 38 über dem Papier 16. In der Ablagerungszone wird der Töner selektiv auf die Bildbereiche des Papiers 16 abgelagert. In diesen Bildbereichen verstärkt die elektrostatische Anziehung zwischen der Ladung der Bildbereiche und dem ebenfalls aufgeladenen Tönermaterial zusammen mit der Schwerkraft, die im wesentlichen mit den elektrostatischen Anziehungskräften gleichgerichtet ist,

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die magnetische, die Tönerschicht 31a auf dem übertragungszylinder haltende Kraft. In den weissen oder Nichtbild-Bereichen übersteigt die magnetische Kraft die Schwerkraft und die elektrostatische Anziehung zwischen den Tonerteilchen und den weissen Bereichen, die typischerweise beinahe auf Massepotential liegen und wesentlich weniger aufgeladen sind als die Bildbereiche.

Es wird noch darauf hingewiesen, dass der Minimalabstand zwischen dem Papier und dem übertragungszylinder in der Ablagerungszone für bestimmte Lager 86 und 88 fest ist. Daher sind bei normalem Betrieb nur zwei den Ablagerungsprozess beeinflussende Variable zu beachten, nämlich die Stärke des Magnetfeldes und die Grosse der elektrostatischen Ladung in dem Latentbildmuster. Da das Magnetfeld über das gesamte Papier in einer senkrecht zur Vorschubrichtung liegenden Richtung im wesentlichen konstant ist, erfolgt die Ablagerung wunschgemäss praktisch ausschliesslich abhängig von dem Latentbildmuster und ist relativ unabhängig von anderen variablen Faktoren wie beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit oder Glätteschwankungen auf der Oberfläche des Übertragungszylinders 34. Natürlich sind andere Faktoren, die variiert werden können, hier als fest angenommen, da sie mit hoher Verlässlichkeit gesteuert werden können. Einige dieser Faktoren umfassen beispielsweise die in der Ladestation 18 auf das Papier aufgebrachte Anfangsladung, die Art und Eigenschaften des Papiers 16, die Dicke der Schicht 31a sowie die Grosse der elektrischer) Aufladung der Tonerteilchen.

Die Papiervorschubsgeschwindigkeit wird vorzugsweise mit der Drehgeschwindigkeit des Magneten 36 koordiniert, um eine

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frische, gleichmässig dicke Schicht 31a des Töners in die Ablagerungszone zu bringen, die ausreicht, um das latente Bild insbesondere auch in grösseren zusammenhängenden Bereichen, vollständig zu entwickeln. Wie bereits darauf hingewiesen wurde, wird das in der Ablagerungszonc 38 nicht abgelagerte Tönermaterial 31b von dem Magneten über den übertragungszylinder 34 zurück zu dem Rakel 5 6 gebracht. Der Ablagerungsprozess ist relativ zeitunempfindlich und gestattet daher einen guten Belichtungsspielraum.

Obwohl die Erfindung anhand einer Vorrichtung beschrieben worden ist, bei welcher der übertragungszylinder 34 ortsfest und der Magnet 36 drehbar ist, kann auch vorgesehen werden, dass der Zylinder zusammen mit dem Magneten umläuft. Obwohl weiterhin der Magnet 36 als ein im wesentlichen zylindrischer, Nichtsegment-Ferritmagnet beschrieben worden ist, der auf der Umfangsflache des übertragungszylinder ein gleichförmiges longitudinales Magnetfeld erzeugt, können auch Magnete mit anderem Aufbau oder entsprechende elektromagnetische Vorrichtungen verwendet werden, soweit sie nur das erforderliche Magnetfeld erzeugen, um den Töner auf der übertragungswalze zu halten und das Tönermaterial auf derselben zu transportieren.

Der Fachmann wird anhand der Beschreibung und der Zeichnungen noch weitere Abwandlungsmöglichkeiten erkennen, die ebenfalls zu der Erfindung gehören.

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Claims

A 42 042 b u - 163 10.Januar 1977 Patentansprüche :

1. Entwicklervorrichtung zur Ablagerung eines elektrisch aufgeladenen, magnetisch anziehbaren Einkomponenten-Tönermaterials auf einem latenten elektrostatischen Bild in einem beschichteten, photoleitenden Papier mit einem Tönerübertragungselement mit einer glatten Oberfläche, einer Einrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen longitudinalen, gleichförmigen Magnetfeldes an der Oberfläche des Tönerübertragungselementes sowie einer Einrichtung zum Aufbringen einer Schicht des Tönermaterials mit im wesentlichen gleicher Schichtdicke auf der Oberfläche des Tönerübertragungselementes, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (58,94,96) zum Transport der Tönerschicht (31a) von der Aufbringeinrichtung (30,56) zu einer Ablagerungszone (38) vorgesehen sind, in welcher das Tönerübertragungselement (34) einen solchen Abstand von dem Papier (16) hat, dass die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen dem Tönermaterial (31) und dem latenten elektrostatischen Bild die Kräfte des das Tönermaterial auf der Oberfläche des Tönerübertragungselementes (34) festhaltenden Magnetfeldes übersteigen und dadurch eine selektive Ablagerung des Tönermaterials auf dem latenten Bild verursachen,

dass der Abstand zwischen Tönerübertragungselement (34) und Papier (16) andererseits gross genug ist, eine Berührung zwischen dem Papier (16) und der auf dem Tönerübertragungselement (34) angeordneten Tönerschicht (31a) zu verhindern und

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dass zur Ausschaltung von Schwankungen bei der Ablagerung des Tönermaterials auf dem latenten Bild infolge von zwischen dem Tönerübertragungselement (34) und dem Papier (16) fliessenden Strömen Einrichtungen (34,88,90) zur Verhinderung eines derartigen Stromflusses vorgesehen sind.

2. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tönerübertragungselement (34) zur Verhinderung eines Stromflusses zwischen Tönerübertragungselement (34) und Papier (16) aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht.

3. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verhinderung eines Stromflusses zwischen Tönerübertragungselement (34) und Papier (16) eine mindestens auf der Aussenflache des Tönerubertragungselements (34) angeordnete, nichtleitende Schicht umfassen.

4. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tönerübertragungselement (34) oberhalb und das Papia: (16) unterhalb der Ablagerungszone (38) angeordnet sind, so dass die auf das Tönermaterial (31) wirkende Schwerkraft im wesentlichen mit der elektrostatischen Kraft gleichgerichtet ist, die die selektive Ablagerung des Tönermaterials (31) auf das latente Bild hervorruft.

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5. Entwicklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Transport der Tönerschicht (31a) einen Drehantrieb für den Magneten (36) umfassen.

6. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch nichtleitende Material eloxiertes Aluminium ist.

7. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtleitende Material ein Duroplast mit hoher chemischer Widerstandsfähigkeit und hohem elektrischem Widerstand ist.

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