DE2851869B2 - Vorrichtung zum Aufbringen von magnetischem Toner auf eine photoleitfähige Fläche in einem elektrostatischen Kopiergerät - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

(i) die Drehzahl der Magnetwalze (2) höher ist als die der Trommel (1) und

(j) eine Trenneinrichtung (7) vorgesehen ist, die einen dem Einfluß der von der Magnetwalze (2) erzeugten Gegendrehkräfte ausgesetzten Fließweg (8) zum Entfernen überschüssigen Toners aus dem Tonerspeicherbereich (6) in einer zur Drehrichtung (b) der Trommel (1) entgegengesetzten Richtung (e) von dem vom Tonervorratsbehälter (3) zum Toncrzufüh rungsspalt (d2) transportierten Toner trennt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung eine zur Achse der Trommel (1) parallele Platte (7) ist, deren Abstand von der Trommel (I) den Tonerbeschikkungsspalt (di) bildet

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerbeschickungsspalt (d2) größer ist als etwa 0,3 mm und kleiner als etwa 1,5 mm.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, wobei die lichtempfindliche Fläche von der Oberfläche eines zur Achse der Trommel (1) parallelen Zylinders gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Trommel (1) gleich der des Zylinders (S) ist und der Tonerspeicherbereich (6) tiefer liegt als der Tonerzuführspalt (d 2).

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Palentanspruchs I angegebenen Gattung,

Eine derartige Vorrichtung gehört gemäß der DE-OS 28 48 470 zum Stand der Technik und ist in Fig. 1 dargestellt Gemäß F i g, 1 wird magnetischer Toner aus einem Tonervorratsbehälter durch einen Beschickungsspalt al transportiert, der durch eine nicht-magnetische, kreisförmige Trommel gebildet wird. Der Toner 4 wird in der durch den Pfeil (b) angedeuteten Richtung entweder dadurch transportiert, daß die nicht-nagnetisehe Trommel 1 festgehalten und die magnetische Walze 2 in Richtung des Pfeils faj gedreht wird, oder daß die magnetische Walze 2 festgehalten und die nicht-magnetische Trommel 1 in Richtung des Pfeils (b) gedreht wird. Die physikalischen Vorgänge beim

η Netto-Transport des magnetischen Materials in einem derartigen Tonerzuführmechanismus in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung einer Reihe von Magnetpolen entgegengesetzt ist sind in der JP-OS 37-14 798 beschrieben.

Wie F i g. 1 zeigt, ist der Zuführspalt tfe zwischen einer lichtempfindlichen Walze S, die sich in der durch den Pfeil (c) angedeuteten Richtung dreht, und der Trommel 1 üblicherweise gleich oder kleiner als der zuvor beschriebene Spalt d\ gewählt so daß Toner im

Übermaß vom Tonervorratsbehälter 3 zugeführt wird, um für den magnetischen Toner 4 einen Speicher 6 zu bilden. Der Tonerspeicher 6 ist so ausgebildet, daß zwischen dem Toner 4 und der lichtempfindlichen Walze 5 über eine größere Räche hinweg ein

ίο Reibkontakt besteht. Dadurch wird das elektrostatische latente Bild auf dec Oberfläche der lichtempfindlichen Walze 5 vom magnetischen Toner 4 im Tonerspeicher 6 vollständig entwickelt Da der Spalt di jedoch gleich oder kleiner dem Spalt d\ ist, kann das Gleichgewicht

s5 zwischen der Menge des durch den Spalt d\ transportierten Toners 4 und der Menge des durch den Spalt di hindurchgehenden und über den Weg 4 zum Tonervorratsbehälter 3 zurückgeführten magnetischen Toners 4 häufig nicht eingehalten werden, und es sammelt sich zuviel Toner im Tonerspeicher 6 an. tn diesen Fällen kann die im Tonerspeicher 6 enthaltene Menge an Toner allmählich größer werden und diese Menge kann nicht konstant bzw. stabil gehalten werden. Im Lauf der Zeit koaguliert auch der überschüssige magnetische Toner 4 im Tonerspeicher 6, und die Aufrechtcrhaltung eines kontinuierliche;' und stabilen Entwick.ungsvorgangs wird unmöglich. Im Hinblick auf die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten wurden bereits Losungen vorgeschlagen, die jedoch im wesentlichen ohne Erfolg blieben. Beispielsweise wurden in einem Teil der Oberfläche der lichtempfindlichen Walze 5 Ausnehmungen gebildet, oder die Entwicklungsvorrichtung wurde periodisch verschoben, so daß der Spalt di vergrößert wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Entfernung überschüssigen Toners aus dem Bereich der Entwicklungszone und dem Tonerspeicherbereich zu sorgen, dadurch eine Koagulation des Tonermaterials zu vermeiden und somit einen kontinuierlichen und stabilen Entwicklungsvorgang zu gewährleisten.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach überwiegen in der Nähe der Trommel die Reibungskräfte, die einen Transport von Toner aus dem Vorratsbehälter zum

f>5 Tonerzuführspalt bewirken, während in Abstand von der Trommel die durch die Relativdrehung zwischen Trommel und Magnctwalze bewirkten Gegendrehkräfte überwiegen, die den Rücktransport überschüssigen

Toners lings dem durch die Trennvorrichtung definierten Fließweg bewirken.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Aus der DE-OS 27 06 816 ist eine Entwicklervorrichtung bekannt, die zwar in einigen Merkmalen der Vorrichtung der eingangs genannten Gattung entspricht, andererseits jedoch keine in einer Trommel koaxial gelagerte Magnetwalze aufweist, die die für das Erfindungsprinzip wichtigen Gegendrehkräfte erzeugen könnte. Auch die bei dieser bekannten Vorrichtung vorhandene Leiteinrichtung hat daher eine andere Wirkungsweise als die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 genannte Trenneinrichtung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der weiteren F i g. 2 und 3 näher erläutert

Bei der in F i g. 2 und 3 dargestellten Tonerzuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine magnetische Walze 2 mit einer nicht-magnetischen Trommel 1 zum Entnehmen von Toner 4 aus einem Vorratsbehälter 3 in der üblichen Weise verwendet Die Trommel t wird mit einer herkömmlichen Antriebseinrichtung 10 in einer vorgegebenen Drehriciming (b) gedreht, so daß der anhaftende Toner durch einen Beschickungsspalt d\ zu einem Zuführspalt di transportiert wird, der sich zwischen der Trommel 1 und der sich drehenden, das Bild tragenden Walze 5 befindet Der Beschickungsspalt d\ ist gleich oder größer als der Zuführspalt ch, um Toner im Übermaß zu transportieren, der dann durch den Zuführspalt cfe fließt und auf die das Bild tragende Walze 5 aufgebracht wird, oder der transportierte Toner wird auf der Trommel 1 nach dem Zuführspalt di über den Weg 9 zurück zum Tonervorratsbehälter 3 gebracht Überschüssiger Toner sammelt sich in Zuführrichtung gesehen vor dem Zuführspalt d₂ an und bildet in herkömmlicher Weise den Speicher 6.

Wie an dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel zu ersehen ist, sind erfindungsgemäße Einrichtungen vorgesehen, die überschüssigen Toner vom Speicher 6 entfernen und den überschüssigen Toner wieder zurück zum Vorratsbehälter 3 bringen. Bei dieser Ausführungsform bewirken die Einrichtungen zum Zurückbringen des überschüssigen Toners, daß sich die Magnatwalze 2 in derselben Drehrichtung wie die nicht-magnetische Trommel 1 dreht. Eine Einrichtung 10, die irgendeine herkömmliche Antriebseinrichtung, beispielsweise ein direkter Motorantrieb, Zahnräder, Getriebe, Antriebsscheiben usw, sein können, und die die Trommel 1 drehen, können in an sich bekannter Weise so ausgebildet werden, daß sie auch die Magnetwalze 2 in derselben Drehrichtung drehen. Vorzugsweise ist die Einrichtung 10 so ausgebildet, daß sie die magnetische Walze 2 mit höherer Drehzahl als die Trommel 1 dreht.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die den überschüssigen Toner zurückbringenden Einrichtungen einen Weg 8 auf, über den der überschüssige Toner zurückgebracht wird. Der Weg 8 ist entgegengesetzt der Richtung gerichtet, in der die Oberfläche der Trommel 1 läuft.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel strömt der überschüssige, magnetische Toner im Tonerspeicher 6 entgegen der Drehrichtung in der durch einen Pfeil (d) angezeigten Richtung auf Grund des sich bewegenden Magnetfeldes der magnetischen Walze, die sich in der durch den Pteil (a^ angedeuteten Drehrichtung dreh». In der Nähe der Trommel 1 überwinden die Reibungskräfte der sich bewegenden Trommel 1 die Gegendrehkräfte, und der übrige Toner fließt zum Zuführspalt di hin. Was den überschüssigen Toner im Speicher 6 betrifft, der von der Oberfläche der Trommel 1 weiter abliegt, so herrschen dabei jedoch die Gegendrehkräfte vor. Diese Gegendrehung des über-

■> schüssigen magnetischen Toners 4 in Richtung des Pfeils (d) verhindert eine Koagulation im Tonerspeicher 6 und eine unerwünschte Anlagerung des überschüssigen magnetischen Toners auf der lichtempfindlichen Walze 5, SD daß dadurch der Entwicklungsvorgang verbessert

in und eine .Entwicklung mit hoher Qualität erreicht wird.

Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, weisen die Einrichtungen, die den überschüssigen Toner zurückführen, auch eine Einrichtung auf, die den überschüssigen Toner, der aus dem Speicher 6 zurückgeführt werden soll, und der vorzugsweise zum Vorratsbehälter 3 wieder zurückgebracht werden soll, von dem Toner abtrennt, der vom Vorratsbehälter 3 zum Speicher 6 transportiert werden soll. Vorzugsweise besteht die Aufteileinrichtung aus einer Trenn- bzw. TeElerplatte 7, wie dies in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist Die Platte 7 liegt in einer zu den Achf. ,?j der Trommel 1 der Magnetwaize 2 parallelen Ebene. Die Trennplatte 7 ist auch von der nicht-magnetischen Trommel 1 beabstandet, und der kleinste Abstand zwischen der Platte 7 und der Trommel 1 bildet den Beschickungsspalt d\. Wenn der magnetische Toner im Tonerspeicher 6 allmählich mehr wird und die Höhe der Trennplatte 7 übersteigt, wird der überschüssige magnetische Toner im Tonerspeicher 6 durch die Gegendrehkräfte über

ίο den Weg 8, der durch die Trennplatte 7 und den Rand des Vorratsbehälters 3 gebildet wird, in Richtung des dargestellten Pfeils fei geschoben, so daß der überschüssige Toner dann zum Vorratsbehälter 3 zurückgeführt wird. Dadurch kann ein unerwünschtes Anwachsen der

η Toiiermenge im Tonerspeicher 6 vermieden, eine konstante Höhe erreicht und die Tonermenge im Tonerspeicher 6 auf einem konstanten Wert gehalten werden, wodurch der Entwicklungsvorgang verbessert wird.

Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Drehrichtungen der nicht magnetischen Trommel 1 und der Magnetwalze 2 gegenüber der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform umgekehrt sind, und zwar für eine Vorrichtung bei der sich der Tonerspeicher 6 in einem Raum unterhalb des Zufuhrspaltes d₂ befindet Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform kann ein Entwicklungsvorgang mit sehr guter Wirkung durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung in derselben Weise wie bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel erzielt werden.

Nachfolgend sollen spezielle Werte angegeben werden, mit denen gute Ergebnisse beim Kopiervorgang n*it der erfindungsgemäßen Tonerzuführvorrichtung gemäß den in Fig.2 und 3 dargestellten Ausführungsformen ,erzielt werden können. Bei diesem Testvorgang wurden etwa 5000 Kopien hintereinander angefertigt, ohne daß sich der Entwicklungsgrad oder der Entwicklungsvorgang änderte, und die eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit beim Entwicklungsvorgang untt-r Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erfindungsgemißen Vorrichtung ergibt.

_h- Beispiel

Die lichtempfindliche Walze 5 bestand aus einer Selen-Walze, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa lOOmm/suc drehte. Die nicht-magneti-

sehe Trommel 1 bestand aus einer F.delstahltrommel mit einem Außendurchmesscr von 30 mm und drehte sich mit 70 U/min. Die magnetische Walze 2 bestand aus isotropem Bariumferrit, wies einen AuBendurchmesscr von 29 mm und 8 Magnetpole auf und drehte sich mit 1200 U/min. Die Magnetflußdichte auf der Oberfläche der nicht-magnetischen Trommel I betrug etwa 500 Gauß. Der magnetische Toner 4 bestand aus 60% Magnetit, und der übrige Teil aus Kunstharz und Kohle in Partikeln mit Durchmessern von 10 bis 30 (im und einem spezifischen Volumenwiderstand von IO^l2il-cm. d\ betrug 0,7 mm und d} betrug0.5 mm.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Palentansprüche:

   J, Vorrichtung zum Aufbringen von magnetischem Toner auf eine photoleitfähige Fläche in einem elektrostatischen Kopiergerät umfassend

   (a) einen Tonervorratsbehälter (3);

   (b) eine rotierende Magnetwalze (2) mit einer geraden Anzahl von axial verlaufenden Magnetpolen (N. S) abwechselnd entgegengesetzter Polarität,

   (c) eine rotierende, nicht-magnetische, zylindrische Trommel (t), die die Magnetwalze (2) koaxial umgibt;

   (d) einen Tonerbeschickungsspalt (Wl), der auf seiner einen Seite von der Trommel (1) begrenzt ist;

   (e) einen Tonerzuführspalt (d2), der von der Trommel (1) und der lichtempfindlichen Fläche (5) gebildet wird; und

   (f) einen, ^Tonerspeicherbereich (6), in dem sich überschüssiger Toner ansammelt und der teilweise durch die lichtempfindliche Fläche (5) begrenzt ist;

   (g) wobei die Drehrichtung (b) der Trommel (1) so gewählt ist, daß sich ihre Oberfläche im Bereich des Beschickungsspalts (d 1) vom Tonervorratsbehälter (3) weg zum Tonerspeicherbereich (6) hin bewegt;

   (h) und wobei die Drehrichtung (a) der Magnetwalze (2) mit der Drehrichtung (b) der Trommel (1) übereinstimmt,