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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines Vorrats an pulverförmigen Entwickler, mit einer im Innern des Gehäuses umlaufenden Transporteinrichtung zum Aufbringen von Entwickler auf einen vor einer Öffnung des Gehäuses vorbeigeführten Ladungsbildträgers und mit einem durch eine an der Innenseite der Gehäusewandung angeordneten Platte gebildeten Strömungskanal mit einer längs eines Teils des Randes der Gehäuseöffnung verlaufenden Kanaleintrittsöffnung, wobei eine durch den Strömungskanal geführte Luftströmung einen Austritt von Entwickler-Partikeln zwischen Gehäuse und Ladungsbildträger verhindert.
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Beim elektrophotographischen Kopieren wird ein photoleitendes Element aufgeladen, um seine Oberfläche zu sensibilisieren. Das aufgeladene photoleitende Element wird mit einem Lichtbild eines zu reproduzierenden Originals belichtet. Die Belichtung der sensibilisierten Oberfläche entlädt die darauf befindliche Ladung selektiv. Dadurch wird auf der photoleitenden Oberfläche ein latentes elektrostatisches Bild aufgezeichnet, das den Informationsbereichen entspricht, die in dem zu kopierenden Original enthalten sind. Die Entwicklung des auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bildes geschieht dadurch, daß Entwicklermaterial mit der Oberfläche in Kontakt gebracht wird. Typische Entwicklermaterialien sind gefärbte oder farbige Pulver eines heißtrocknenden Kunststoffs, in der Fachwelt als Tonerpartikel bekannt, die mit gröberen Trägerkügelchen, etwa ferromagnetischen Körnchen, gemischt sind. Tonerpartikel und Trägerkügelchen sind so gewählt, daß die Tonerpartikel die richtige Ladung relativ zu dem auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild annehmen. Wenn also das Entwicklermaterial mit dem latenten Bild auf der photoleitenden Oberfläche in Kontakt gebracht wird, bewirkt dessen größere Anziehungskraft, daß die Tonerpartikel von den Trägerkügelchen auf das latente elektrostatische Bild übergehen und dort haften.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren im Gebrauch, um das Entwicklermaterial auf das latente Bild aufzubringen. So kann beispielsweise das Entwicklermaterial über das latente Bild herabgerieselt werden und die Tonerpartikel werden dann von den Trägerkügelchen auf das Bild herübergezogen. Andere Einrichtungen zum Entwicklen des latenten Bildes verwenden Magnetfeld-erzeugende Einrichtungen, die bürstenartige Büschel bilden, die aus den Einrichtungen heraustreten und mit der photoleitenden Oberfläche in Kontakt sind. Bei allen derartigen Einrichtungen soll jedoch nach Möglichkeit verhindert werden, daß Wolken aus Tonerpulver aus dem Entwicklungssystem entweichen. Entweichende Tonerpulverwolken verunreinigen die übrige elektrophotographische Kopiermaschine, was eine Verschlechterung der Maschinenleistung zur Folge hat.
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In einem typischen magnetischen Bürstenentwicklungssystem werden Tonerpartikel aus einer Tonerpartikelpatrone in die Kammer des Entwicklungsgehäuses ausgegeben. Diese Tonerpartikel werden proportional zu der während des Entwicklungsprozesses verbrauchten Menge zugeführt. Die Tonerpartikel werden mit Hilfe einer Mischeinrichtung, etwa einem Schaufelrad und/oder eventuell einer untermischenden Prallplatte, mit den Trägerkügelchen gemischt. Die Tonerpartikel haften an den Trägerkügelchen vermöge einer elektrostatischen Kraft, nämlich triboelektrisch. Dieses Entwicklermaterial wird mittels einer magnetischen Bürstenrolle weitertransportiert, die ein rotierendes Rohr aufweist, das teleskopartig über einem praktisch stationären Magneten geschoben ist. Wenn sich das Rohr dreht, wird Entwicklermaterial in die Entwicklungszone befördert, so daß es mit dem auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild in Kontakt kommen kann. In einem derartigen System ist es notwendig, die an dem Rohr haftende Menge an Entwicklermaterial zu steuern. Dies kann mit Hilfe eines Dosiermessers geschehen. Bei einer Ausführung ist das Dosiermesser mit seinem einen Randbereich an einer Wand des Entwicklungsgehäuses befestigt und liegt mit seinem anderen Randbereich in einem kleinen Abstand vom Rohr. Dadurch wird ein genauer Spalt gebildet, der die Dicke des am Rohr haftenden Entwicklermaterials bestimmt. Da sich jedoch das Rohr dreht, wirkt es als ein Kompressor, der eine Luftströmung in Drehrichtung erzeugt. Dadurch entsteht eine Pulverwolke, die sich mit der Strömungsrichtung der Luft durch den Spalt zwischen dem Entwicklungsgehäuse und der photoleitenden Oberfläche bewegt. Diese Pulverwolke kann dann die anderen Bearbeitungsstationen der Kopiermaschine verunreinigen. Alternativ kann das Dosiermesser mit einem Endteil in einem Abstand von den Wänden des Entwicklungsgehäuses und mit dem anderen Endteil eng an dem Rohr liegen. Bei einer derartigen Anordnung wird eine turbulente Luftströmung erzeugt, die wiederum die Pulverwolke durch den Spalt zwischen dem Entwicklungsgehäuse und dem photoleitenden Element mitnimmt. Diese tonerbeladene Pulverwolke verunreinigt die übrigen Bearbeitungsstationen in der Kopiermaschine.
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Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE- AS 20 50 789 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die Luftströmung mittels eines außerhalb des Gehäuses vorgesehenen Gebläses erzeugt, mit dem Luft aus dem Gehäuse angesaugt wird. Diese angesaugte Luft enthält auch pulverförmigen Entwickler, der mittels eines im Luftströmungsweg vorgesehenen Filters abgetrennt wird. Diese bekannte Vorrichtung ist konstruktiv aufwendig, da außerhalb des Gehäuses Luftführungskanäle und ein Gebläse sowie eine Abtrenneinrichtung für den pulverförmigen Entwickler vorgesehen sein müssen.
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Im folgenden wird noch weiterer Stand der Technik auf diesem Gebiet kurz erläutert.
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In der US-PS 28 92 446 ist ein Paar langgetreckter Magnete beschrieben, die zu beiden Seiten einer Wanne an der Eintrittsstelle des photoleitenden Bandes angebracht sind. Die Magnete ziehen Trägerkügelchen zu sich an und formen so eine Bürste, die verhindert, daß Entwicklergemisch aus dem Gehäuse entweicht.
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In der US-PS 29 10 964 ist eine magnetische Abdichtung beschrieben. In der US-PS 38 63 603 ist ebenfalls ein Entwicklungssystem beschrieben, das an einem Randbereich eine Dichtung aus Florgewebe verwendet, um zu verhindern, daß Tonerwolken aus dem Entwicklungsgehäuse entweichen. Zusätzlich hindert ein Abstreichmesser am anderen Randbereich des Gehäuses die Tonerwolken am Entweichen.
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In der US-PS 38 72 826 sind Dichtungen der Entwicklungseinrichtung beschrieben. Die obere Dichtung ist eine mit der photoleitenden Oberfläche in Kontakt stehende Bürste. Zwei Enddichtungen aus Schaumstoff sind ebenfalls mit der photoleitenden Oberfläche in Kontakt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie äußerst einfach ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftströmung durch die umlaufende Bewegung der Transporteinrichtung erzeugt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind außerhalb des Gehäuses keine Bauteile erforderlich, um die erwünschte Luftströmung zu erzielen. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die von der Transporteinrichtung selbst erzeugte Luftströmung so geführt werden kann, daß ein unerwünschtes Austreten von pulverförmigem Entwicklermaterial verhindert wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer elektrophotographischen Kopiermaschine, in der die Merkmale der Erfindung verkörpert sind, und
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Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der in der Kopiermaschine gemäß Fig. 1 verwendeten Vorrichtung.
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Zum allgemeinen Verständnis einer elektrophotographischen Kopiermaschine, in der die Merkmale der Erfindung verkörpert sein können, wird auf Fig. 1 verwiesen, die schematisch die verschiedenen Bestandteile einer solchen Maschine veranschaulicht. Nachstehend werden zur Bezeichnung gleicher Elemente durchgehend die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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Da die Praxis des elektrophotographischen Kopierens bekannt ist, sind die verschiedenen Bearbeitungsstationen zum Herstellen einer Kopie von einem Original in Fig. 1 nur schematisch angedeutet. Jede Bearbeitungsstation wird später kurz erläutert.
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Wie in allen elektrophotographischen Systemen des veranschaulichten Typs wird eine Trommel 10, um die eine photoleitende Fläche 12 gelegt und an der äußeren Umfangsfläche eines leitenden Substrats befestigt ist, in Richtung eines Pfeiles 14 durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen gedreht. Ein Typ eines geeigneten photoleitenden Materials ist in der US-PS 29 70 906, veröffentlicht 1961, beschrieben. Das leitende Substrat besteht vorzugsweise aus Aluminium.
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Als erstes dreht die Trommel 10 einen Teil der photoleitenden Fläche 12 durch eine Aufladestation A. Vorzugsweise verwendet die Aufladestation A eine Koronaerzeugungseinrichtung, die insgesamt mit 16 bezeichnet ist, um die photoleitende Fläche 12 zu sensibilisieren. Die Koronaerzeugungseinrichtung 16 ist ganz nahe der photoleitenden Fläche 12 angebracht. Bei Erregung lädt die Koronaerzeugungseinrichtung 16 wenigstens einen Teil der photoleitenden Fläche 12 auf ein relativ hohes, praktisch gleichmäßiges Potential auf. Beispielsweise kann die Koronaerzeugungseinrichtung 16 von dem Typ sein, der in der US-PS 28 36 725, veröffentlicht 1958, beschrieben ist.
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Danach dreht die Trommel 10 den geladenen Teil der photoleitenden Fläche 12 in eine Belichtungsstation B weiter. Die Belichtungsstation B enthält einen insgesamt mit 18 bezeichneten Belichtungsmechanismus, der einen stationären, transparenten Tisch, etwa eine Glasplatte o. dgl. aufweist, auf dem ein Original liegen kann. Abtastlampen beleuchten das Original. Die Abtastung des Originals kann dadurch geschehen, daß ein Objektiv und die Lampen in zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung der Trommel 10 quer über das Original bewegt werden. Ein Spiegel reflektiert das latente Bild des Originals durch das Objektiv auf einen weiteren Spiegel, der seinerseits das Lichtbild durch eine Schlitzöffnung auf den geladenen Teil der photoleitenden Fläche 12 wirft. Durch die Belichtung des geladenen Teils der photoleitenden Fläche 12 wird die darauf befindliche Ladung selektiv entladen, so daß ein latentes elektrostatisches Bild aufgezeichnet wird, das den im Original enthaltenen Informationsbereichen entspricht.
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Die Trommel 10 dreht das auf der photoleitenden Fläche 12 aufgezeichnete latente elektrostatische Bild zu einer Entwicklungsstation C. Die Entwicklungsstation C enthält eine Entwicklungseinrichtung, die insgesamt mit 20 bezeichnet ist und ein Gehäuse aufweist, in dem ein Vorrat an Entwicklermaterial enthalten ist. Das Entwicklermaterial umfaßt Trägerkügelchen, an denen Tonerpartikel triboelektrisch haften. Die Entwicklungseinrichtung 20 ist ein Entwicklungssystem vom Typ mit einer magnetischen Bürste. In einem System dieses Typs wird das Entwicklermaterial durch ein gerichtetes Kraftlinienfeld geführt, um eine Bürste zu formen. Das auf der photoleitenden Fläche 12 aufgezeichnete latente elektrostatische Bild wird dadurch entwickelt, daß die Bürste aus Entwicklermaterial mit der photoleitenden Fläche in Kontakt gebracht wird. Während der Entwicklung werden die Tonerpartikel von den Trägerkügelchen auf das latente Bild herübergezogen und formen auf der photoleitenden Fläche 12 ein Pulverbild. Die genaue Konstruktion der Entwicklungseinrichtung 20 wird anhand der Fig. 2 beschrieben.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein Blatt eines Trägermaterials von einer Fördereinrichtung 22 zu einer Übertragungsstation D befördert. Eine Vorschubrolle 24 steht mit dem obersten Blatt eines Blattstapels 26 in Berührung und dreht sich in Richtung des Pfeiles 28. Ausrichtrollen 30, die sich in Richtung des Pfeiles 32 drehen, richten das Trägermaterialblatt aus und schieben es in eine Rutsche 34, die das Blatt zeitlich abgestimmt in der Übertragungsstation D in Berührung mit dem entwickelten Pulverbild auf der Trommel bringt.
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In der Übertragungsstation D bringt eine Koronaaufladeeinrichtung 36 auf die Rückseite des Trägermaterialblattes Ionen auf, wodurch das Pulverbild auf das Trägermaterialblatt herübergezogen wird. Dieses wird dann von der photoleitenden Fläche 12 getrennt und von einem Förderer 38 in Richtung des Pfeiles 40 zu einer Fixierstation E weiterbefördert, in der eine Schmelzeinrichtung 42 das übertragene Tonerpulverbild bleibend auf dem Trägermaterialblatt fixiert, welches dann von Rollen 44 zu einem Auffangtrog 46 weiterbefördert wird.
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Die restlichen Tonerpartikel werden in einer Reinigungsstation F von der photoleitenden Fläche 12 entfernt, die ein Reinigungssystem 48 enthält. Die Tonerpartikel werden durch eine drehbare Faserbürste abgewischt. Restliche verbliebene elektrostatische Ladung wird durch eine Belichtung mit Licht entfernt.
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Wie daraus ersichtlich, weist die Entwicklungseinrichtung 20 eine Entwicklungsrolle 50, eine Transportrolle 52 und einen Schaufelradförderer 54 auf. Entwicklungsrolle 50, Transportrolle 52 und Schaufelradförderer 54 sind in einer Kammer 56 eines Entwicklungsgehäuses 58 untergebracht. Wenn Tonerpartikel im Entwicklermaterial aufgebraucht sind, liefert eine Tonerpatrone 60 weitere Tonerpartikel in die Kammer 56. Diese Tonerpartikel werden über das Schaufelrad 54 ausgeschüttet, um mit den darin enthaltenen Trägerkügelchen gemischt zu werden und so einen frischen Vorrat an Entwicklermaterial zu bilden.
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Die Entwicklungsrolle 50 umfaßt vorzugsweise ein nichtmagnetisches Rohr, das teleskopartig (koaxial) über einen praktisch stationären magnetischen Rotor geschoben ist. Der magnetische Rotor ist vorzugsweise aus Bariumferrit und das Rohr ist aus Aluminium und ist an seiner äußeren Umfangsfläche aufgerauht. Ein mit konstanter Geschwindigkeit laufender Motor dreht das Rohr relativ zum magnetischen Rotor. Das Rohr der Entwicklungsrolle 50 dreht sich in Richtung des Pfeiles 62. In ähnlicher Weise besteht die Transportrolle 52 aus einem nichtmagnetischen Rohr, das teleskopartig über einen stationären magnetischen Rotor geschoben ist. Ein mit konstanter Geschwindigkeit laufender Motor dreht das Rohr der Transportrolle 52 in Richtung des Pfeiles 64. Die äußere Umfangsfläche des Rohres der Transportrolle 52 ist aufgerauht, um die Bewegung von Entwicklermaterial zu erleichtern.
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Im Betrieb werden von der Patrone 60 zusätzliche Tonerpartikel dosiert auf das Schaufelrad 54 ausgeschüttet. Das Schaufelrad 54 vermischt die frische Zufuhr von Tonerpartikeln mit den Trägerkügelchen, um so einen neuen Vorrat an Entwicklermaterial zu bilden. Das Schaufelrad 54 besteht vorzugsweise aus einer Nabe, von der mehrere Schaufeln in gleichen Abständen radial nach außen wegstehen. Ein mit konstanter Geschwindigkeit laufender Motor dreht das Schaufelrad 54 in Richtung des Pfeiles 66. Auf diese Weise werden die Tonerpartikel zur Transportrolle 52 weiterbefördert. Die Transportrolle 52 dreht sich in Richtung des Pfeiles 64, um das Entwicklungsmaterial zur Entwicklungsrolle 50 zu transportieren. Die Entwicklungsrolle 50 dreht sich in Richtung des Pfeiles 62 und befördert das Entwicklermaterial in eine Entwicklungszone 68. In der Entwicklungszone 68 werden die Tonerpartikel von den Trägerkügelchen zu dem auf der photoleitenden Oberfläche 12 der Trommel 10 aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bild herübergezogen. Das restliche Entwicklermaterial und die entblößten Trägerkügelchen werden mit Hilfe eines Messers 70 von der Entwicklungsrolle 50 abgestreift.
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Während sich die Entwicklungsrolle 50 in Richtung des Pfeiles 62 dreht, wirkt sie als Gebläserad, das eine Luftströmung in Richtung des Pfeiles 72 erzeugt. Eine Platte 74 ist zwischen einer Wand 76 des Gehäuses 58 und der Entwicklungsrolle 50 angebracht, um diese Luftströmung zu steuern. Der Zwischenraum zwischen der Platte 74 und der Wand 76 bildet einen Kanal, durch den die Luftströmung in Richtung des Pfeiles 78 geht. Die Luft strömt somit in einer Umlaufbahn. Zunächst bewegt die Entwicklungsrolle 50 die Luft in Richtung des Pfeiles 72. Dann strömt die Luft um die Platte 74 und bewegt sich in Richtung des Pfeiles 78 zurück in die Kammer 56 des Gehäuses 58. Dies verhindert, daß Luft durch einen Spalt 80 entweicht, d. i. der Spalt zwischen der Wand 76 und der photoleitenden Fläche 12. Auf diese Weise steuert die Platte 74 wirksam die Luftströmung in der Kammer 56 des Gehäuses 58 und verhindert den Austritt von Tonerpartikeln aus der Kammer durch den Spalt 80. Ein Entweichen von Tonerpartikeln als Tonerpulverwolke ist somit ausgeschlossen und der Luftstrom in der Grenzschicht der photoleitenden Fläche 12 und des Gehäuses 58 bewegt sich in einer Umlaufbahn in der Kammer 56 des Gehäuses 58, wie durch die Pfeile 72 und 78 dargestellt. Dies verhindert, daß Tonerpartikel oder Entwicklermaterial durch den Spalt 80 ausströmen. Auf diese Weise ist die Verunreinigung der elektrophotographischen Kopiermaschine durch eine Tonerpulverwolke unterbunden.
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Ein Dosiermesser 82 reguliert die Dicke der auf der Entwicklungsrolle 50 haftenden Entwicklermaterialschicht. Das Dosiermesser 82 ist mit einem Endteil an einer mittleren Stelle der Platte 74 festgemacht. Das andere Ende des Dosiermessers ist nahe an der Entwicklungsrolle 50 angeordnet, so daß dazwischen ein Spalt gebildet ist. Die Weite dieses Spaltes steuert die an der Entwicklungsrolle 50 haftende Materialmenge. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich das Dosiermesser 82 in Querrichtung zur Platte 74.
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Um noch einmal kurz zusammenzufassen: Wie deutlich wird, steuert die zwischen der Entwicklungsrolle und der Gehäusewand angebrachte Platte wirksam die Luftströmung, um zu gewährleisten, daß sich die Luft in einer Umlaufbahn bewegt. Diese Art der Luftströmung verhindert den Austritt von Tonerpartikeln aus der Gehäusekammer. Die durch die Rotation der Entwicklungsrolle hervorgerufene Luftströmung wird somit in eine in sich geschlossene Bahn gesteuert, die den Austritt von Partikeln aus der Gehäusekammer verhindert. Damit ist erreicht, daß keine Tonerpulverwolke die übrigen Bestandteile der elektrophotographischen Kopiermaschine verunreinigt.