DE2752561A1

DE2752561A1 - Magnetbuersten-entwicklersystem fuer elektrofotografische kopiergeraete

Info

Publication number: DE2752561A1
Application number: DE19772752561
Authority: DE
Inventors: Hirisho Hamaguchi; Tadaaki Kawano
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1976-11-29
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2752561B2; JPS5368244A; JPS563554B2; DE2752561C3; US4193376A

Description

Sharp K.K.

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrofotografischen Kopiergeräte und bezieht sich insbesondere auf ein Entwicklersystem für solche Kopiergeräte, das als wesentliche Baueinheit eine Magnetbürsten-Entwicklerwalze enthält, durch die das Entwicklerpulver auf den Träger des zu vor erzeugten latenten elektrostatischen Bilds übertragen wird. Hinsichtlich der Einzelheiten der Gattung solcher Entwicklersysteme wird auf den Oberbegriff der Patentansprüche verwiesen.

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Es sind Magnetbürsten-Entwicklersysteme bekannt, die einen durch eine Hülse umschlossenen zylinderförmigen Magneten enthalten. Entweder der zylindrische Magnet oder die Hülse werden in einer bestimmten Drehrichtung angetrieben, wodurch das in einem Speicher enthaltene Entwicklerpulver an der Hülsenoberfläche angezogen und auf die fotoempfindliche Oberfläche des Trägers des elektrostatischen Bilds, insbesondere eine fotoempfindliche Trommeloberfläche entsprechend der Bildvorlage übertragen wird. Eine Magnetbürsten- Entwicklerwalze für solche Entwicklersysteme ist beispielsweise in der US-PS 3 040 704 beschrieben. Die Entwicklerwalze umfaßt eine angetriebene Hülse, die sich um eine ein stationäres Magnetfeld erzeugende Vorrichtung dreht, die magnetische KurzSchlußelemente umfaßt, um das die Hülse durchsetzende Magnetfeld an wenigstens einem Abschnitt zu vermindern.

Ein anderes Beispiel für solche Magnetbürstenwalzen ist in der US-PS 3 909 258 beschrieben, die vorschlägt, 30

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einen angetriebenen zylindrischen Magneten zu verwenden, der sich innerhalb einer feststehenden Hülse dreht.

Es sind also bereits zwei grundsätzliche Typen solcher Entwicklerwalzen bekannt: Bei der einen Art steht die Hülse fest und der mit einer geradzahligen Anzahl von Magnetpolen versehene Magnet dreht; beim anderen Typ dagegen dreht die Hülse und der stationäre Magnet weist eine ungeradzahlige Anzahl von Magnetpolen auf. Der erstgenannte Typ eignet sich besonders für Entwicklerpulver, die zusammengesetzte Tonerteilchen und magnetisch wirksames Material enthalten, also insbesondere magnetisch wirksame Toner, wie sie beispielsweise in der bereits erwähnten US-PS 3 909 258 beschrieben sind. Der andere Typ dieser Entwicklerwalzen dagegen eignet sich für Entwicklerpulver, die aus einer Mischung von Toner und Magnetpartikeln bestehen, wie sie u.a. in der erstgenannten US-PS 3 040 704 erwähnt sind.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, das Entwicklerpulver der Entwicklerwalze durch eine Zuführvorrichtung zuzuführen, die im wesentlichen gleich aufgebaut ist wie die Entwicklerwalze. Mit einer solchen Zuführvorrichtung läßt sich das Entwicklerpulver jedoch nicht in einer gewünschten genau dosierten Menge zuführen und es besteht insbesondere die Möglichkeit, daß das Entwicklerpulver im Speicher aneinander haften bleibt, also mehr oder weniger zusammenbackt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Magnetbürsten-Entwicklersystem für elektrofotografische Kopiergeräte zu schaffen, bei dem sich die Menge an einer Magnetbürsten-Entwicklerwalze zuzuführendem Entwicklerpulver genau dosieren läßt. Gleichzeitig soll das erwähnte

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Aneinander-haften-Bleiben des Entwicklerpulvers im Entwicklerpulver-Speicher vermieden werden.

Zur Definition der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgäbe wird auf den Patentanspruch 1 verwiesen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zuführvorrichtung für das Entwicklerpulver in dem Pulverspeicher angeordnet; sie versorgt die unmittelbar angrenzend an die Oberfläche des Trägers des elektrostatischen Bilds, beispielsweise einer fotoempfindlichen Trommel angeordnete Magnetbürsten-Entwicklerwalze mit der notwendigen Menge an Entwicklerpulver. Diese Zuführvorrichtung enthält als wesentliche Elemente eine stationäre Hülse, die einen drehenden zylindrischen Magneten umschließt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung weist der drehbare zylindrische Magnet eine ungerade Anzahl von Magnetpolen auf und erzeugt dadurch ein nicht gleichförmiges Magnetfeld in Umfangsrichtung. Bei einer anderen Ausführungsform kann die stationäre Hülse einen oberhalb des drehenden zylindrischen Magneten erweiterten oder aufragenden Abschnitt aufweisen, wodurch das durch den drehenden zylindrischen Magneten erzeugte Magnetfeld in diesem Bereich kein Entwicklerpulver anzieht.

Zur Erzeugung des erwünschten ungleichmäßigen Magnetfelds an der Oberfläche der Hülse kann also bei den beiden grundlegenden Ausfuhrungsformen der Erfindung ent-

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weder ein in bestimmter Weise gestalteter magnetischer Kurzschlußweg vorgesehen sein oder die Anzahl der Magnetpole kann ungeradzahlig gewählt sein, um eine verzerrte Verteilung des Magnetfelds zu erreichen. Gegebenenfalls können auch beide Maßnahmen kombiniert sein.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen

Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen 10

Fig. 1 in einer Prinzip-Schnittdarstellung den Aufbau eines elektrofotografischen Kopiergeräts,für das sich die Erfindung eignet;

Fig. 2 die Seitenschnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entwicklersystems;

Fig. 3 die Seitenschnittdarstellung einer anderen Ausführungsform einer Zuführvorrichtung für Entwicklerpulver mit erfindungsgemäßen Merkmalen und

Fig. 4(A) bis 4(F) mehrere Schnittbilder zur Erläuterung der Arbeitsweise der Entwicklerpulver-Zuführvorrichtung bei einem Entwicklersystem mit erfindungsgemäßen Merkmalen.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung sei zunächst kurz der Aufbau eines elektrofotografischen Kopiergeräts unter Bezug auf die Fig. 1 erläutert. Bei dem dargestellten Gerät ist ein hin- und hergehender Originalträger vorhanden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Gerätetyp beschränkt; vielmehr eignet sie sich genauso gut for elektrofotografische Kopiergeräte mit hin- und hergehender Abtastoptik.

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Das "Herzstück" eines solchen Kopiergeräts ist eine mit einem fotoempfindlichen Material beschichtete Trommel 10, die bei der Darstellung in Fig. 1 beispielsweise in Uhrzeigerrrichtung angetrieben wird. Eine Corona-Aufladevorrichtung 12 sorgt für eine gleichmäßige Aufladung der fotoempfindlichen Beschichtung. Es folgt eine Entwicklerstation mit einer Entwicklerwalze 14, eine weitere Corona-Ladevorrichtung 16 für den Übertragabschnitt, eine Wechselspannungs-Corona-Ladevorrichtung 18 zur Regenerierung der fotoempfindlichen Beschichtung, und eine Reinigungseinheit 20. Diese Baugruppen sind aufeinanderfolgend in Umfangsrichtung der Trommel 10 angeordnet.

Ein Originalträger 22 läßt sich hin- und hergehend antreiben. Das Original, von dem zunächst ein latentes elektrostatisches Bild auf der gleichmäßig aufgeladenen Trommeloberfläche erzeugt werden soll, wird durch ein stationäres optisches Belichtungssystem abgetastet, das eine Lampe 24, einen ersten Spiegel 26, eine Spiegel-Linseneinheit 28, einen zweiten Spiegel 30 und einen dritten Spiegel 32 umfaßt.

Ein Kopierpapierbogen wird von einem Vorlagestapel durch Papierzuführrollen oder -walzen 36 und 38 synchron zur Trommelumdrehung im Ubertragabschnitt zugeführt. Das Verfahren zur Synchronisation ist bekannt und besteht beispielsweise darin, daß die Umdrehung der mit dem entwickelten Bild versehenen Trommel abgetastet wird. Das Kopierpapier, das im Ubertragabschnitt durch Überschreiben des Bilds bedruckt wurde, wird nach Durchlauf einer Fixierstation 42 durch Papieraustragrollen 44 und 46 auf eine Vorlage 40 abgelegt.

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Zur Führung des Kopierpapiers zur Trommeloberfläche dient ein Paar von Führungsplatten 48. Eine stationäre, auf die Trommeloberfläche angepaßte und entlang dieser angeordnete Kopierpapiertrenn-Führungsplatte 50 weist im Bereich des Ubertragsabschnitts einen schmalen Luftspalt von der Trommeloberfläche auf. Diese Platte 50 weist endseitig einen vorspringenden Endabschnitt 52 auf, in dessen Bereich Rollen 54, 56 und 58 angeordnet sind, die die durch das aufragende Ende 52 von der Trommeloberfläche abgelöste Führungskante des Kopierpapiers erfassen.

Bei der ersten unter Bezug auf die Fig. 2 nachfolgend beschriebenen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entwicklersystems sind die bereits in Fig. 1 vorhandenen EIemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen:

Das Entwicklersystem umfaßt als wesentliche Einheiten die Entwicklerwalze 14, eine Entwicklerpulver-Zuführvorrichtung 60 und einen Speicher 62 für das Entwicklerpulver. Die Entwicklerwalze 14 besteht im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Magneten 64 mit einer geraden Anzahl von Magnetpolen. Dieser Magnet 64 wird, wie in Fig. 2 durch einen Pfeil angedeutet, im Uhrzeigersinn angetrieben und ist durch eine feststehende zylinderförmige Büchse oder Hülse 66 aus nichtmagnetischem Material umschlossen.

Die Zuführvorrichtung 60 enthält einen zylinderförmigen Magneten 68 mit einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen, der ebenfalls - wie durch Pfeil angedeutet - in Fig. 2 im Uhrzeigersinn angetrieben wird. Die Antriebsachse liegt parallel zu der des Magneten 64. Eine stationäre Hülse 70 aus nichtmagnetischem Material umschließ t den zylinder-

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förmigen Magneten 68. Diese Hülse 70 weist einen nach oben ragenden Abschnitt 701 oberhalb des zylindrischen Magneten 68 auf. In diesem abstehenden Bereich hat das durch den drehenden Magneten 68 hervorgerufene Magnetfeld keine oder keine nennenswerte Wirkung auf das Entwicklerpulver 72.

Der Speicher 62 für das Entwicklerpulver umfaßt eine Grundplatte 621, eine Seitenwand 622 sowie eine Trennwand 623. Die Zuführvorrichtung 60 ist im Speicher 62 angeordnet; sie befördert das Entwicklerpulver 72 zur Entwicklerwalze 14. Die Antriebsachse der Entwicklerwalze 14 wird drehbar durch einen nicht gezeigten und an der Grundplatte 621 befestigten Rahmen drehbar abgestützt. Eine L-förmige Rakel 74 ist oberhalb der Trennwand 623 angeordnet; sie dient zur Regulierung der auf die Entwicklerwalze 14 gelangenden Menge an Entwicklerpulver 72.

Werden die zylinderförmigen Magnete 64 und 68, wie angedeutet, im Uhrzeigersinn angetrieben, so wird das in einem rechts liegenden Abschnitt A des Speichers 62 enthaltene Entwicklerpulver 72 in einen weiter links liegenden Abschnitt B befördert und gelangt sodann auf die Entwicklerwalze 14. Die Menge des geförderten Entwicklerpulvers ist im wesentlichen bestimmt durch die Abstände zwischen der Trennwand 623 und der Rakel 74 sowie zwischen der Hülse 66 und der Rakel 74. Das auf die Oberfläche der Hülse 66 gelangende Entwicklerpulver wird um die Hülse 66 herum im Gegenuhrzeigersinn transportiert und erreicht dabei die Oberfläche der Trommel 10, wobei das latente elektrostatische Bild auf der Trommeloberfläche entwickelt wird.

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Unter Bezug auf die Fig. 4(A) bis 4(F) wird nachfolgend beschrieben, wie das Entwicklerpulver 72 im Behälter 62 transportiert wird. Auch in diesem Fall sind die der Fig. 2 entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet. Bei der Darstellung der Fig. 4(A) bis 4(F) weist die Hülse 70 aus Gründen der einfacheren Erläuterung und Darstellung Zylinderform auf.

Erreicht beispielsweise der Magnetpol S₁ die in Fig.

4(A) darstellte Position, so wird ein Teil des in einem Bereich P im Speicher enthaltenen Entwicklerpulvers durch diesen Magnetpol angezogen. Die Anziehung des Entwicklerpulvers hält an, bis der Magnetpol S₁ die in Fig. 4(C) veranschaulichte Position erreicht. Erreicht der Magnetpol S₁ schließlich eine Stelle oberhalb der Linie X-X in Fig. 4(D), so fällt das Entwicklerpulver von der Hülse ab wegen des vorspringenden Abschnitts 701 ab, wie in Fig. 2 dargestellt.

Ein Teil des vom Magnetpol S₁ freigegebenen Entwicklerpulvers wird durch den Magnetpol N "eingefangen¹¹, während sich der restliche Pulveranteil in einem Abschnitt Q ansammelt (vgl.Fig. 4(D). Die im Abschnitt Q angesammelte Menge an Entwicklerpulver erreicht ein Maximum, wenn der Magnetpol S2 in Ausrichtung auf die Linie X-X gelangt (vgl. Fig. 4(D). In diesem Augenblick beginnt wiederum der Magnetpol S₁, das Entwicklerpulver aus dem Abschnitt P anzuziehen.

Ein großer Anteil des Entwicklerpulvers, das an der Stelle des wirksamen Magnetfelds liegt, wurde jedoch bereits im erwähnten ersten Zyklus transportiert. Die An-

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ziehungskraft des Magnetpols S. ist daher nicht gesättigt. Erreicht der Magnetpol S₁ jetzt den tiefsten Punkt (vgl. Fig. 4(F)), so wird der in Abschnitt Q angesammelte Anteil an Entwicklerpulver durch den Magnetpol S₁ angezogen und gelangt in den Abschnitt P zurück. Auf diese Heise wird das Entwicklerpulver wiederholt zwischen den Abschnitten P und Q hin- und herbefördert. Das im Abschnitt P bzw. Q angesammelte Entwicklerpulver wird durch die Entwicklerwalze 14 aufgrund der Anziehungskraft des Magneten 64 der Entwicklerwalze 14 sowie durch die Drehung der Hülse 17 der Zuführvorrichtung 60 befördert.

Im allgemeinen ist im Abschnitt A bzw. P des Speichers 62 eine große Menge an Entwicklerpulver vorhanden, so daß der Abstand Jtzwischen der Hülse70 und der Grundplatte als Schlitz zur Mengenbegrenzung bei der Beförderung des Entwicklerpulvers vom Abschnitt A zum Abschnitt B wirkt.

Bei der soweit beschriebenen Ausfuhrungsform weist der Magnet 68 drei Magnetpole auf. Es kann jedoch auch ein üblicher zylinderförmiger Magnet mit einer geraden Anzahl von Magnetpolen verwendet werden, wenn eine Einrichtung vorhanden oder Maßnahme getroffen ist, um einen magnetischen Kurzschlußweg sicherzustellen, der das Magnetfeld in einem Bereich des zylinderförmigen Magneten vermindert.

Da die feststehende Hülse 70 einen vorspringenden Abschnitt 701 aufweist, ist die Mitdrehung des Entwicklerpulvers um die Hülse 70 im Gegenuhrzeigersinn ausgeschlossen. Erreicht der zylindrische Magnet 68 außerdem die in den Fig. 4(A) oder 4(E) dargestellte Position, so zieht die stationäre Hülse 70 nur sehr wenig Entwicklerpulver an.

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Die Reinigung der Entwicklerpulverzuführvorrichtung 60 läßt sich also besonders leicht durchführen, wenn der zylinderförmige Magnet 68 in die Stellung der Fig. 4(A) oder 4(E) gebracht wird.
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Die Fig. 3 verdeutlicht eine andere Ausführungsform der Entwicklerpulver-Zuführvorrichtung, bei der eine zylindrische Hülse 76 aus nichtmagnetischem Material mit größerem Durchmesser den zylindrischen Magneten 68 in exzentrischer Anordnung umgibt. Der obere Bereich der Hülse 76 weist jetzt bezüglich des Magneten 68 einen größeren Mittelpunktabstand auf, so daß in diesem Bereich kein Entwicklerpulver angezogen werden kann. Wirkungsmäßig entspricht auch diese Lösung der der Fig. 2.

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Claims

PATENTANWÄLTE TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER D-8OOO München 22 D-48OO Bielefeld Triftstraße 4 Siekerwall 7 442-GER 24. November 1977 Mü/vL Sharp Kabushiki Kaisha 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Japan Magnetbürsten-Entwicklersystem für elektrofotografische Kopiergeräte Priorität: 29. November 1976, Japan, Ser.Nr. 145454/1976 PATENTANSPRÜCHE

1.) Magnetbürsten-Entwicklersystem für elektrofotografische Kopiergeräte zur Entwicklung eines zuvor entsprechend einer Vorlage erzeugten latenten elektrostatischen Bilds unter Verwendung von in einem Speicher enthaltenem Entwicklerpulver, das durch eine Magnetbürsten-Entwicklerwalze dem Träger des latenten Bilds zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetbürsten-Entwicklerwalze (64) durch eine in dem Speicher (62) angeordnete Zuführvorrichtung (60) mit Entwicklerpulver (72) gespeist wird, welche einen drehbaren Magneten (68) aufweist, der durch eine feststehende

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nichtmagnetische Hülse (70) umschlossen ist und auf der Außenseite der Hülse ein in Umfangsrichtung ungleichmäßiges Magnetfeld erzeugt.

2. Entwicklersystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die den Magneten (68) umschliessende Hülse (70) einen von der Drehachse des Magneten aus weiter als die übrigen Teile der Hülse abstehenden Abschnitt (701) aufweist, in dessen Bereich das Entwicklerpulver (72) nicht oder nur sehr wenig durch das Magnetfeld aufgrund des drehenden Magneten angezogen wird.

3. Entwicklersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnet (68) zylinderförmig ist.

4. Entwicklersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnet (68) eine ungerade Anzahl von Magnetpolen aufweist.

5. Entwicklersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnet (68) drei Magnetpole aufweist.

6. Entwicklersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Rakel (74) zur Regulierung der Menge des an die Magnetbürsten-Entwicklerwalze (64) durch die Zuführvorrichtung (60) abgegebenen Entwicklerpulvers.

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