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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Transport von ferromagnetischen Teilchen mit wenigstens einem waagerecht angeordneten, in einen Vorrat an ferromagnetischen Teilchen eintauchenden, drehbaren Zylinder, entlang dessen Oberfläche auf Schraubenlinien streifenförmig von einem Dauermagnetmaterial erzeugte Magnetpole verlaufen. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 12 18 287 bekannt.
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Bei der bekannten Vorrichtung ist ein mit schraubenförmigen Magnetbändern versehener drehbarer Zylinder von einem ebenfalls drehbaren Hohlzylinder umgeben, der in den Vorrat an ferromagnetischen Teilchen taucht und auf seiner Außenoberfläche mit radial vorspringenden Teilen profiliert ist. Auf diese Weise soll eine verhältnismäßig flache und gleichmäßig ausgebildete lockere Magnetpulveranordnung auf dem Hohlzylinder vorgesehen werden, die in Umfangsrichtung des Hohlzylinders transportiert und an über den Hohlzylinder geführtes blattförmiges Kopiermaterial abgegeben wird. Die Magnetbänder bestehen bei dieser Vorrichtung aus Dauermagnetmaterial, das in schraubenförmige Nuten in der Zylinderoberfläche eingebettet ist, so daß die Längsränder der Bänder gegenseitigen Abstand haben. Sowohl durch diese Einbettung als auch durch den doppelten Antrieb ist eine solche Vorrichtung aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach DE-PS 12 18 287 so zu verbessern, daß sie mit einfachen Mitteln eine blockierungsfreie Förderung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dauermagnetmaterial ein aus flexiblem flächigen Material bestehender Streifen ist, der mit streifenförmigen Magnetpolen in Streifenlängsrichtung versehen und der um die glatte Außenoberfläche eines Zylinderkerns schraubenlinienförmig gewickelt ist, so daß sich eine glatte Oberfläche des Zylinders ergibt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den beiden Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt als Seitenansicht im Querschnitt eine magnetische Schnecke, die als Transportmittel für ferromagnetisches Pulver angeordnet ist.
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten magnetischen Schnecke.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt des Zylinderkernbelages längs der Linie III-III von Fig. 2.
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Fig. 4 ist ein Querschnitt des Zylinderkernbelages längs der Linie III-III von Fig. 2 und zeigt eine andere Art der Magnetisierung.
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Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht von zwei magnetischen Schnecken, die als Transportmittel für ferromagnetisches Material verwendet werden.
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Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht von zwei magnetischen Schnecken, die als Nivellierungsvorrichtung für einen Vorrat von ferromagnetischem Material verwendet werden.
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Fig. 7 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kopierers, in dem eine magnetische Schnecke verwendet wird.
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Fig. 8 zeigt schematisch die Verwendung der magnetischen Schnecken als kombinierte magnetische Rollen und Nivellierungsvorrichtungen bei einem Kopierer.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Becken 71 teilweise mit feinteiligem ferromagnetischem Pulver 72, z. B. einem Toner, der zur magnetographischen Reproduktion verwendet wird, gefüllt, wobei ein Pulvervorrat 73 gebildet wird. Eine magnetische Schnecke taucht teilweise in den Vorrat 73 und dreht sich in Richtung des Pfeils. Rührer 76 und 77 werden zum Rühren der ferromagnetischen Teilchen verwendet, um eine Agglomerierung im Vorrat 73 zu verhindern. Das Pulver 72 wird auch parallel zur axialen Richtung der Schnecke befördert, wobei das Ende, zu dem es geführt wird, vom Gang einer magnetischen Schraubenlinie 92 auf der Oberfläche der Schnecke abhängt.
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Eine Konstruktion der magnetischen Schnecke ist in Fig. 2 dargestellt. Dazu wird ein in geeigneter Weise gelagerter Zylinderkern 74 mit einem schraubenlinienförmig gewundenen Streifen 75 aus magnetischem elastomerem oder magnetischem polymerem flächigem Material so belegt wird, daß eine glatte Umfangsfläche des Zylinders gebildet wird, wie sie in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellt ist. Derartige flexible magnetische flächige Materialien sind bekannt. Das flächige Material ist permanent magnetisiert und ist auf einer Seite mit einer Haftkleberschicht versehen. Um die gewünschte Steigung für die magnetischen Schraubenlinien zu erzielen, sind die Magnetpole parallel zur langen Dimension des Streifens orientiert. Beispielsweise wird ein 5,1 cm breiter Streifen auf einen Zylinderkern 74, der einen Durchmesser von 5,1 cm hat, gewickelt. Wenn der Streifen 75 schraubenlinienförmig um den Zylinderkern 74 gewunden wird, entstehen dann 16 magnetische Schraubenlinien 92, wenn 3,1 Wechsel der Magentisierungsrichtung pro cm quer zur Streifenlängsrichtung vorhanden sind.
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Wie Fig. 3 zeigt, bildet das feinteilige ferromagnetische Material erhöhte Bänder 84 über den Schnittlinien der Magnetpole, die schraubenlinienförmig um den Zylinderkern 74 angeordnet sind. Das ferromagnetische Material, das der Polschnittlinie im Streifen 75 aus magnetischem Material am nächsten liegt, ist am stärksten gebunden. Dies ist in Fig. 3 schematisch durch die Dichte der Schraffierung angedeutet. Die magnetische Kraft des Materials 75 ist so groß, daß diese Bänder 84 als integrale Bauteile der Schnecke wirksam sind. Während die Schnecke sich dreht, werden die Bänder 84 um die Schnecke befördert, wobei sie wie die Gänge einer mechanischen Schnecke wirksam sind. Die Wechselwirkung der schraubenlinienförmigen Anordnung der magnetischen Pole des die Bänder 84 tragenden flexiblen magnetischen Streifens 75 und der ferromagnetischen Teilchen 72 im Vorrat 73 ergibt eine transportierende Kraft parallel zur Drehachse der Schnecke. Die Richtung dieser Kraft hängt natürlich von der Drehrichtung und vom Gang des schraubenlinienförmigen Belages ab; ihre Größe hängt von der Drehgeschwindigkeit der Schnecke und der Eintauchtiefe der Schnecke in die ferromagnetischen Teilchen ab. Die teilweise in einen Vorrat 73 von ferromagnetischen Teilchen tauchende rotierende magnetische Schnecke vermag die ferromagnetischen Teilchen 72 also in regelbarer Richtung und in regelbarer Menge pro Zeiteinheit zu bewegen. Die magnetische Schnecke wirkt trotz ihrer zylindrischen Gestalt so, als wäre sie als Schnecke ausgebildet, da die Bänder 84 der Teilchen wie Schneckengänge wirken. In Fig. 3 ist die Magnetisierung als durchgehend durch die Dicke des Streifens 75 dargestellt. In Fig. 4 ist die Magnetisierung in Richtung der Breitseite des im Querschnitt rechteckigen Streifens 75&min; dargestellt. Erhöhte Bänder 84 aus feinteiligem magnetischem Material bilden über N-N und S-S wendelförmige Berührungslinien,
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung sind zwei magnetische Schnecken 85 und 86 nebeneinander an Wellen 87 und 88 befestigt, die in geeigneter Weise in Lagern an beiden Enden eines Kastens 89 gelagert sind, der teilweise mit ferromagnetischen Teilchen 72&min; gefüllt ist, die einen Vorrat 90 bilden, in den die Schnecken 85und 86 teilweise tauchen. Die Schnecken 85 und 86 sind mit schraubenlinienförmig gewundenen Streifen aus dem vorstehend beschriebenen flexiblen magnetischen flächigen Material belegt. Die Windungen haben die gleiche Gangrichtung. Die Wellen 87 und 88 werden mit gleicher Drehgeschwindigkeit mit nicht dargestellten Vorrichtungen in der gleichen Richtung gedreht, die durch die Pfeile angedeutet ist, so daß die auf das Pulver 72&min; ausgeübten Kräfte zum Auslauf 91 gerichtet sind, wodurch das Pulver 72&min; aus dem Vorrat 90 über den Auslauf 91 in einer Menge ausgetragen wird, die durch die Drehgeschwindigkeit der Wellen 87 und 88 geregelt wird. Das Nachfüllen des Vorrates 90 erfolgt mit nicht dargestellten Vorrichtungen. Unter Verwendung von Schnecken mit entgegengesetzter Gangrichtung und entgegengesetzter Drehrichtung kann das gleiche Ergebnis erreicht werden.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung sind die magnetischen Schnecken 85&min; und 86&min; mit schraubenlinienförmig mit entgegengesetzter Gangrichtung verlaufenden Streifen aus flexiblem magnetischem Material belegt. Die Schnecken sind nebeneinander angeordnet und an Wellen 87&min; bzw. 88&min; befestigt, die in geeigneter Weise in Lagern an beiden Enden des Kastens 89&min; gelagert sind. Der Kasten ist teilweise mit ferromagnetischen Teilchen 72&min; gefüllt, die einen Vorrat 90&min; bilden, in den die Schnecken 85&min; und 86&min; teilweise tauchen. Die Wellen 87&min; und 88&min; werden mit nicht dargestellten Vorrichtungen mit der gleichen Drehgeschwindigkeit in der gleichen Richtung bewegt, die durch die Pfeile auf den Wellen angedeutet ist. Auf das Pulver 72&min; kommen Kräfte so zur Einwirkung, daß eine durch die Pfeile angedeutete Umwälzung im Vorrat 90&min; erzeugt wird. Die Geschwindigkeit der Umwälzung an jedem Punkt längs der magnetischen Schnecken 85&min;, 86&min; ist natürlich proportional der Eintauchtiefe. Wenn daher mit nicht dargestellten Vorrichtungen Pulver an irgendeiner Stelle im Vorrat 90&min; zugesetzt wird, wird die Oberfläche durch die Förderwirkung nivelliert. Ebenso wird bei Entfernung von Pulver von einer Stelle auf der Oberfläche des Vorrates 90&min; die hierbei gebildete Vertiefung durch die Förderwirkung nivelliert.
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Bei den in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellten Kopierern wird ein durchscheinendes Dokument, z. B. eine technische Zeichnung, die kopiert werden soll, auf die flache Originalzuführung 11 gelegt und gegen die Sperre 12 geschoben. Der Kopierer wird dann so betätigt, daß er die Sperre 12 anhebt und die Zuführungsrolle 13 nach unten auf das Dokument legt. Die Zuführungsrolle 13 führt das Dokument in den Spalt zwischen dem endlosen Band 14 und der Trommel 15. Das endlose Band 14 besteht aus einer transparenten Folie beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat und wird durch Rollen 16, 17, und 18 geführt. Die Oberfläche der Trommel 15 kann ebenfalls aus einer solchen Folie bestehen, die mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, die geerdet ist, überzogen ist. Die Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht ist mit einer Schicht aus ferromagnetischem Material, das einen Curie-Punkt von 25° - 500°C hat, z. B. nadelförmigen Chromdioxyd in einem Alkydharz oder anderem geeignetem Bindemittel bedeckt.
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Die Trommel 15 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Die ferromagnetische Schicht auf der Trommel wird durch den Vormagnetisierer 19, der ein magnetisches Muster aufzeichnet, gleichmäßig magnetisiert. 10 bis 59 Ummagnetisierungen pro mm auf der magnetisierbaren Oberfläche stellen einen geeigneten Arbeitsbereich dar, wobei 12 bis 24 Ummagnetisierungen pro mm bevorzugt werden. Die magnetisierte Oberfläche der Trommel wird dann in Berührung mit dem Dokument an der bei 20 angedeuteten Belichtungsstation vorbeigeführt. Die Belichtungsstation besteht aus der Lampe 21 und dem Reflektor 22. Die Oberfläche der Trommel 15 wird stufenweise belichtet, bis das gesamte Dokument als latentes magnetisches Ladungsbild auf der Oberfläche der Trommel 15 aufgezeichnet worden ist. Das verwendete Chromdioxyd hat eine Curie-Temperatur von etwa 116°C. Die verschiedenen Schriftzeichen auf dem zu kopierenden Dokument, z. B. Bleistiftlinien und Druckzeichen, decken die Bereiche des Chromdioxyds, über denen diese Druck- und Schriftzeichen liegen, während der Belichtung ab, wodurch verhindert wird, daß sie die Curie-Temperatur erreichen. Nach der Belichtung weist somit die Oberfläche der Trommel 15 magnetisierte Bereiche aus Chromdioxyd auf, die den die Druck- und Schriftzeichen des zu kopierenden Dokuments tragenden Bereichen entsprechen, während die anderen Bereiche, die nicht in dieser Weise abge -deckt werden, entmagnetisiert werden.
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Nach der Belichtung fällt das zu kopierende Original in die Schale 23.
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Die bildmäßig magnetisierte Trommel 15 dreht sich an einer nachstehend beschriebenen Bepulverungsvorrichtung vorbei. Der Toner ist ein feines Pulver eines magnetisierten Materials, z. B. Eisenoxyd, das von einem thermoplastischen Harz mit verhältnismäßig niedrigem Erweichungspunkt von 75° bis 120°C umhüllt ist. Der Toner hat im allgemeinen eine mittlere Teilchengröße von 10 bis 30 µm. Eine Vakuumrakel 31 wird verwendet, um Tonerteilchen, die zufällig an den entmagnetisierten Bereichen des Chromdioxyds auf der Oberfläche der Trommel 15 haften geblieben sein können, zu entfernen. Das Papier 32, auf dem die Kopie anzufertigen ist, wird von der Rolle 33 um Führungsrollen 34, 35 und 36 zu Lieferrollen 37 und 38 geführt. Eine Andruckwalze 39 wirkt mit der Walze 40 zusammen, die mit Messern 41 versehen ist. Die Walzen 39 und 40 werden mit nicht dargestellten Mitteln so betätigt, daß das Papier auf die gleiche Länge wie die Länge des zu kopierenden Originals geschnitten wird. Das Papier wird dann durch die Rollen 42 und 43 mit der Oberfläche der Trommel 15 in Berührung gebracht. Das die Oberfläche der Trommel 15 berührende Papier 32 wird an einer Koronaentladungsvorrichtung 44 vorbeigeführt. Die Koronaentladungsvorrichtung 44 besteht vorzugsweise aus einem Koronadraht, der einen Abstand von etwa 17,5 mm vom Papier hat, und aus einem Metallschirm, der etwa 75% des Koronadrahts umgibt und eine dem Papier 32 zugewandte Öffnung von etwa 90° um den Koronadraht freiläßt. Der Metallschirm ist vom Koronadraht isoliert. Der Metallschirm wird auf Erdpotential gehalten. Der Koronadraht hat einen Durchmesser von 0,025 bis 0,25 mm und wird auf 3000 bis 10 000 V gehalten. Der Koronadraht kann auf negativer oder positiver Spannung gehalten werden, wobei negative Spannung bevorzugt wird. Die Koronaentladung vom Draht lädt die Rückseite des Papiers auf.
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Beim Verlassen der Übertragungszone neben der Koronaentladungsvorrichtung 44 werden die Tonerteilchen bildmäßig am Papier 32 zurückgehalten. Der Druck zwischen dem Papier 32 und der Oberfläche der Trommel 15 ist nur ganz gering (d. h. gerade genügend, um sie nebeneinander zu halten). Der Druck zwischen dem Papier 32 und der Trommel 15 wird im wesentlichen vollständig durch die elektrostatische Anziehung erzeugt, die durch die Koranaentladungsvorrichtung 4 erzeugt wird. Das Papier 32 wird dann von der Oberfläche der Trommel 15 durch die Wirkung eines Saugbandes 50 in Verbindung mit der Wirkung des Puffers 45 entfernt, der das Papier auf die Oberfläche des endlosen Saugbandes 50 zieht, das durch die Rollen 51 und 52 angetrieben wird. Das Papier 32 wird dann unter Einschmelzgliedern 53, 54 und 55 weitergeführt, die das thermoplastische Harz, das das ferromagnetische Material in den Tonerteilchen umhüllt, erhitzen, so daß sie geschmolzen und mit dem Papier 32 verschmolzen werden. Die Kopie wird dann in die Kopieablageschale 56 geführt.
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Bei dem in Fig. 7 dargestellten Kopierer werden zwei zusammenwirkende magnetische Schnecken 26 und 27, von denen eine mit linksgängigem Belag und die andere mit rechtsgängigem Belag versehen ist, im Kasten 24 verwendet, der ferromagnetischen Toner enthält. Die magnetischen Schnecken sind vollständig im Toner eingebettet, der von ihnen gerührt und verteilt wird, während eine übliche magnetische Rolle 25 den Toner auf das latente Bild auf der Oberfläche der Trommel 15 aufbringt. Unter Verwendung von schraubenlinienförmigen Belägen mit gleicher Gangrichtung und entgegengesetzter Drehrichtung kann das gleiche Ergebnis erreicht werden. Ein oder mehrere rotierende Rührer 99 halten den Toner im freifließenden Zustand.
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Bei dem in Fig. 8 dargestellten Kopierer werden zwei magnetische Schnecken 93 und 94, die teilweise in den Toner tauchen und zusammenwirken, wobei eine Schnecke mit linksgängigem schraubenlinienförmigem Belag und die andere mit rechtsgängigem schraubenlinienförmigem Belag versehen ist, im Kasten 24&min; verwendet, der ferromagnetische Tonerteilchen enthält. Die magnetischen Schnecken werden von einem nicht dargestellten Antrieb in der gleichen Richtung gedreht. Die magnetischen Schnecken im Toner bewirken die Verteilung der ferromagnetischen Tonerteilchen und ebnen ferner die Oberfläche des langgestreckten Kastens 24&min; ein. Sie wirken gleichzeitig wie die bekannten üblichen Magnetbürstenrollen und heben im dargestellten Betriebszustand den Toner zu Rakeln 95 und 96, die den Toner von den Rollen abstreifen und ihn zu Tonerwellen aufwirbeln. In diesem Fall werden also magnetische Schnecken an Stelle von mechanischen Schnecken, die bisher zum Verteilen und Einebnen des Toners verwendet wurden, eingesetzt. Hierdurch wird die Neigung mechanischer Schnecken, sich mit Toner zu füllen und hierdurch zum Stillstand zu kommen, ausgeschaltet. Der Vorrat von ferromagnetischen Teilchen muß im rieselfähigen Zustand gehalten werden. Dies wird durch die mechanischen Rührer 97 und 98 erreicht, Zusätzliche parallele magnetische Schnecken für diese Verteilungs- und Einebnungsfunktion in Vorratskästen mit verlängerter Oberfläche verwendet werden.
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Die zylindrische Schnecke kann auch eine mechanische Schnecke in einem Rohr ersetzen, vorausgesetzt, daß ferromagnetische Teilchen transportiert werden. Diese Teilchen sind aus einem aufgewirbelten oder gut gerührten Vorrat zu entnehmen. Diese Vorrichtungen aus Schnecke und Rohr sind in Aufgabevorrichtungen üblich. Die zylindrische Schnecke hat eine erheblich geringere Neigung, zu blockieren, da das Material sich nicht in permanenten Schneckengängen festsetzt und insbesondere zwischen den Köpfen des Schneckengewindes und der Wand des umgebenden Rohres kein enger Abstand vorhanden ist, der bei den mechanischen Schnecken eine Ursache des Blockierens ist.