DE2851910A1

DE2851910A1 - Entwicklungseinrichtung mit magnetischer buerste

Info

Publication number: DE2851910A1
Application number: DE19782851910
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Shibusawa; Takashi Yano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1977-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1979-05-31
Also published as: US4197813A; GB2008984B; GB2008984A; JPS5476237A; DE2851910B2; JPS5946391B2; DE2851910C3

Description

DR. BERG DIPL.-TNG. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. 3ANDMAIR

Postfach 860245 · 8000 München 86

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Anwaltsakte: 29 71 7 _r ■■: ⁱ: -. ; .7Ü

Ricoh Company Ltd. Tokyo / Japan

Entwicklungseinrifchtung mit magnetischer Bürste

VII/XX/Ktz

f (OM) 911272 Triefnmme: Bmkkonten: Hypo-Btnk München 4410122850

981273 BERQSTAPFPATENT Mtlnchen (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

911274 ■ TELEX: .Biyet Vereinsbink München 453100 (BLZ 70020270)

913310 0524560 BERG d AAr Poettcheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

Anwaltsakte; 29 717 , u ?851<31Ο

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, für ein elektrophotographisches Kopiergerät und eine elektrostatische Aufzeichnungseinrichtung.

Bei einer Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste wird ein magnetischer Entwickler einer Entwicklungshülse zugeführt, in der ein Magnet angeordnet ist, und es wird eine magnetische Bürste an der Entwicklungshülse ausgebildet, und wenn diese magnetische Bürste mit einem latenten, elektrostatischen Bild auf einem Photoleiter oder einem Aufzeichnungsmaterial in Berührung gebracht wird, wird das latente, elektrostatische Bild entwickelt. Um den Entwickler in der magnetischen Entwicklungseinrichtung der Entwicklungshülse zuzuführen, sind zwei Arten von Entwicklungseinrichtungen bekannt. Bei der einen Art wird der Entwickler der Entwicklungshülse von einem trichterförmigen Behälter aus zugeführt, der über oder neben der Entwicklungshülse angeordnet ist, während bei der anderen Art der in einem unteren Teil der Entwicklungseinrichtung untergebrachte Entwickler zu der Entwicklungshülse hin angezogen wird. In beiden Fällen wird der auf die Oberfläche der Entwicklungahülse aufgebrachte Entwickler von dieser zu dem Photoleiter oder dem Aufzeichnungsmaterial hin mitgenommen, wobei der in der Entwicklungshülse angeordnete Magnet oder die Entwicklungshülse gedreht wird.

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Als magnetischer Entwickler sind ein Einkomponenten- und ein Zweikomponenten-Entwickler bekannt. Der Einkomponenten-Entwickler weist gefärbte Partikel (loner) auf, die magnetisches Pulver enthalten. Der Zweikomponentenentwickler weist magnetische Partikel, sogenannte Trägerpartikel, und nichtmagnetischen Toner auf.

In beiden Fällen erfolgt die Entwicklung dadurch, daß der Toner elektrostatisch zu einem latenten, elektrostatischen Bild auf einem Photoleiter oder dem Aufzeichnungsmaterial angezogen wird. Bei dem Zweikomponentenentwickler wird der Toner durch die Trägerpartikel reibungselektrisch mit einer Polarität geladen, die der des latenten, elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist. Wenn bei dem]f8$||)M&ponentenentwickler der magnetische Toner einen niedrigen spezifischen Widerstand aufweist, wird der Toner mit der Polarität geladen, die zu der eines latenten, elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist, wenn der Toner auf das latente, elektrostatische Bild aufgebracht wird; wenn jedoch- der magnetische Toner einen hohen spezifischen Widerstand hat, wird der Toner reibungselektrisch mit einer Polarität, die der eines latenten, elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist, in dem Tonerbehälter geladen, oder während er zu dem latenten, elektrostatischen Bild befördert wird*

Da der magnetische Einkomponentenentwickler keine Trägerpartikel enthält, ist eine Konzentrationssteuerung des Entwicklers unnötig und der Entwickler wird durch die Trägerpartikel nicht

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schlechter. Infolgedessen kann mit dem Einkomponentenentwickler leicht umgegangen werden. Wenn jedoch der Entwickler ausgeht, wird der Abbildungsschwärzungsgrad so schnell schlechter, daß unbedingt, bevor der Entwickler ausgeht, die Mengedes übriggebliebenen !Doners festgestellt und gefühlt werden muß.

Üblicherweise.wird der übriggebliebene Entwickler dadurch festgestellt, daß die Änderung eines abgeleiteten magnetischen Flusses oder die Induktivitätsänderung des Entwicklers festgestellt und gefühlt wird, da sie von der Entwicklermenge in dem Fühlbereich abhängen. Der Wirkungsgrad bei den vorbeschriebenen Verfahren ist jedoch gering, und es sind eine teuere Verstärkerschaltung, eine Vergleichsschaltung, eine Ausgleichsschaltung und weitere Schaltungen erforderlich. Ferner sind die vorbeschriebenen Feststellmethoden nicht betriebssicher und zuverlässig und gelegentlich wird der Fluß des Entwicklers durch eine in der Entwicklungseinrichtung angeordnete Fühleinrichtung behindert.

Die Erfindung soll daher eine Entwicklungseinrichtung mit einer magnetischen Bürste schaffen, bei welcher die Fühleinrichtung zum Fühlen der Menge an übriggebliebenem Entwickler verbessert ist.

Bei einer Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste gemäß der Erfindung ist ein Auslaß eines

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trichterförmigen Behälters, um einen magnetischen Einkomponentenentwickler einer Entwicklungshülse zuzuführen, in der Nähe der Oberfläche der Entwicklungshülse angeordnet, und eine Fühleinrichtung zum Fühlen des Vorhandenseins des Entwicklers in dem trichterförmigen Behälter, welche ein lichtemittierendes und ein lichtaufnehmendes Element sowie einen transparenten lichtdurchlässigen Behälter aufweist, damit der Entwickler zwischen den zwei Elementen hindurchlaufen kann, ist ebenfalls in der Nähe des Auslasses des trichterförmigen Behälters und an der Oberfläche der Entwicklungshülse angeordnet.

Gemäß der Erfindung weist die Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste, um ein latentes, elektrostatisches Bild auf einem photoleitenden Teil mittels der an einer Entwicklungshülee ausgebildeten magnetischen Bürste zu entwickeln, einen trichterförmigen Behälter auf, dessen Auslaß, um einen magnetischen Einkomponentenentwickler der Entwicklungshülse zuzuführen, in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der Entwicklungshülse angeordnet ist, und eine Entwicklerfühleinrichtung mit einem lichteaittierenden und einem lichtaufnehmenden Element ist in unmittelbarer Nähe des Auslasses des trichterförmigen Behälters und der Oberfläche der Entwicklungshülse angeordnet. Bae lichtemittierende und das lichtaufnehmende Element sind so angeordnet, daß dazwischen ein transparenter, lichtdurchlässiger Behälter gehalten ist, durch den der Entwickler hindurchläuft.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste gemäß der Erfindung}

Fig. 2 einen Teil einer perspektivischen Ansicht einer

rückwärtigen Platte eines trichterförmigen Behälters der Entwicklungseinrichtung der Fig. 1 j

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der rückwärtigen Platte in der Entwicklungseinrichtung der Fig. 1; und

Fig. 4 ein Schaltbild der gemäß der Erfindung verwendeten
Entwicklerfühlschaltungen.

In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform einer Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste gemäß der Erfindung
dargestellt. In Fig. 1 ist eine Entwicklungshülse 1 aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und in ihr ist ein Magnet 2 mit einer Anzahl Magnetpole angeordnet. Die Entwicklungshülse 1 ist in einem Gehäuse 3 so angeordnet, daß slebei einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 und der einer Photoleitertrommel 4 entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist. Der Magnet 2 ist in der Entwicklungshülse 1 fest-

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stehend angeordnet. Eine Abteilplatte 3a ist im mittleren Teil des Gehäuses 2 angeordnet und erstreckt sich von dem oberen Teil des Gehäuses 2 nach unten bis zur rechten Seite der Entwicklungshülse 1. Der unterste Teil der Abteilplatte 2 ist zu der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 hin abgebogen und weist einen vorbestimmten Abstand von dieser auf. Ein trichterförmiger Behälter 5 ist durch die Abteilplatte 3a und eine rückviärtige Platte 3b des Gehäuses 3 gebildet, und ein magnetischer Sinkomponentenentwickler 6 ist in dem trichterförmigen Behälter 5 untergebracht· Der magnetische Entwickler 6 in dem trichterförmigen Behälter 5 wird der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 über eine öffnung 5a zugeführt ₉ die durch den untersten Teil der Abteilplatte 3a und der rückwärtigen Platte 3b gebildet ist.

Der Magnet 2 ist in der Entwicklungshülse 1 so angeordnet, daß ein Magnetpol immer der öffnung 5a gegenüberliegt, durch die der Entwickler zugeführt wird. In einem mittleren Teil der rückwärtigen Platte 3b, welcher sehr nahe bei dem Magnet liegt, ist ein konkaver Teil 3c ausgebildet, wie in Fig. 2 dargestellt istο Die gegenüberliegenden Seiten des konkaven Teils 3<s sind parall©! zueinander. Ein lichtemittierendes Element 8 und ein lichtaufnehmendes Element 9/ welche an einem Tragteil 7 angebracht sind, sind so angeordnet, daß sie den kon-Isaven Teil 3c halten und von den gegenüberliegenden, parallelen Seiten des konkaven Teils 3c aus aufeinander zu ausgerichtet sindo Beispielsweise ist das lichtemittierende Element 8 eine (4 * 9OQnm), und das licht auf nehmende Element 9 ist ein

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Phototransistor. Als Materialien für die rückwärtige Platte 3b können solche Materialien verwendet werden, die bezüglich der Wellenlänge des Lichts von dem lichtemittierenden Element durchlässig sind. Beispielsweise können Glas, Styrolharz, Polykarbonatharz sowie Methacrylat-Harz verwendet werden. Hierbei muß nicht immer die ganze rückwärtige Platte 3b aus einem derartigen Material hergestellt sein; es ist jedoch notwendig, daß zumindest der konkave Teil 3c aus einem derartigen Material hergestellt ist.

Infolgedessen kann, wie in Pig. 3 dargestellt ist, die rückwärtige Platte 3b mit einem konkaven Teil auf folgende Weise hergestellt werden. In der rückwärtigen Platte 3b, die aus einem Material hergestellt ist, dassich von dem des konkaven Teils unterscheidet, ist eine Öffnung 3d ausgebildet. In die Öffnung 3d wird ein Teil 10 mit einem konkaven Teil 10 a eingesetzt, der aus einem der vorerwähnten durchlässigen Materialien hergestellt ist, und der Teil 10 wird mittels Schrauben an der rückwärtigen Platte 3b befestigt. In diesem Pail ist das Tragteil 10 verschwenkbar an einer Welle 11 gehaltert, damit das lichtemittierende Element 8 und das lichtaufnehmende Element 9 leicht gewartet werden können.

Der Entwickler 6 in dem trichterförmigen Behälter 5 wird der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 von der Öffnung 5a aus zugeführt, die im unteren Teil des trichterförmigen Behälters 5 angeordnet ist, und der Entwickler wird durch die magnetische

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Anziehung des Magneten 2 in der Hülse 1 zu der Oberfläche der sich drehenden Entwicklungshülse 1 hin angezogen; hierbei wird jedoch die Entwicklermenge, die zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen wird, durch die Kante der Abteilplatte 3a gesteuert. Der Entwickler 6 auf der Entwicklungshülse 1 wird mit der Oberfläche der Photoleitertrommel 4 in Berührung gebracht, wobei die Entwicklungshülse 1 sehr nahe bei der Photoleitertrommel 4- angeordnet ist, so daß ein latentes, elektrostatisches Bild auf der Photoleitertrommel 4 entwickelt wird.

Wenn die Entwicklermenge 6 in dem trichterförmigen Behälter 5 abnimmt, wenn der Entwicklungsvorgang wiederholt wird, wird der Entwickler 6 in dem konkaven Teil 3c der rückwärtigen Platte 3b durch die magnetische Anziehung des Magneten sehr nahe bei dem konkaven Teil 3c zu der Erfc wicklungshülse 1 hin angezogen, so daß die Lichtmenge von dem lichtemittierenden Element 8, die von dem lichtaufnehmenden Element 9 aufgenommen wird, zunimmt, wodurch es zu einer Änderung des elektrischen Stroms des lichtaufnehmenden Elements 9 kommt. Auf diese Weise wird die Mengedes in dem trichterförmigen Behälter 5 zurückbleibenden Entwicklers gefühlt.

Gemäß der Erfindung sind das lichtemittierende Element 8 und das lichtaufnehmende Element 9 nahe bei der Oberfläche der Entwicklungehülse 1 sowie der Entwicklerzuführöffnung 5a des trichterförmigen Behälter 5 angeordnet.. Infolgedessen wird der Entwickler in der Nähe des lichtemittierenden Elements und

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des lichtaufnehmenden Elements 9 durch die magnetische Anziehung des in der Hülse 1 angeordneten Magneten immer zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen, so daß ein Abnehmen des Fühlwirkungsgrads und eine Störung bzw. ein Versagen des lichtemittierenden Elements 8? und des lichtaufnehmenden Elements 9 verhindert werden können. Wenn der Entwickler von der Außenseite des konkaven Teils 3c in der rückwärtigen Platte 3b aus gefühlt wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird der Entwickler in dem konkaven Teil 3c immer zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen, so daß das Abnehmendes Fühlwirkungsgrads und ein Versagen bzw. eine Störung der Elemente 8 und 9 nicht durch eine Adhäsion des Entwicklers in dem Fühlbereich des konkaven Teils 3c hervorgerufen werden. Wenn die Entwicklungshülse 1 und der Magnet 2 so eingestellt werden, daß die magnetische Flußdichte an der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 nahe bei dem Magnetpol des Magneten 2 1200 Gauß beträgt und ein nach dem folgenden Verfahren aufbereiteter Entwickler verwendet wird, reicht die Anziehung der Entwicklungshülse 1 bezüglich des Entwicklers etwa 24mm weit von der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 weg. Hierbei sind 35 Gewichtsteile Styrolharz (D 125 von Esso Standard), 60 Gewichtsteile Eisen (II, III)-0xid (hergestellt von Toda Kogyo Co., Ltd von 0,5/Um), 5 Gewichtsteile Ruß ( 44 Mitsubish Carobn Co., Ltd) bei etwa 15©°C eine Stunde lang in einem Wärmezuführenden Kneter gemischt, und die Mischung wird gewalzt' » gekühlt, gemahlen und klassiert und der Entwickler, dessen Partikelgröße im Bereich von 10 bis 25 /um liegt, wird verwendet. Wenn der vorstehend beschriebene Entwickler unter der oben angegebenen Bedingung ver-

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wendet wird, werden das lichtemittierende Element 8 und das lichtaufnehmende Element 9 24 mm weg von der Oberfläche der Entwicklungshülse "1 angeordnet.

Unter der vorstehend erwähnten Bedingung und" bei Verwendung der oben beschriebenen Entwicklungseinrichtung wurde ein Entwicklungsversuch durchgeführt , wobei das lichtemittierende Element 8 und lichtaufnehmende Element 9 in einem Abstand von 10 mm von der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 eingestellt wurden* Es kam zu keiner Abnahme des Fühlwirkungsgrad und zu keiner Störung, wenn der konkave Teil 3c verwendet wurde, ohne daß er über eine längere Zeitperiode gereinigt wurde. Nachdem aufgrund der Tatsache, daß kein Entwickler in dem konkaven Teil 3c zurückgeblieben war, beurteilt und festgestellt wurde, daß kein Entwickler in dem trichterförmigen Behälter zurückgeblieben war, war es möglich noch weitere 70 Kopien von einer Vorlage der Größe A3 mit einem normalen Abbildungsschwär zungsgr ad herzustellen.

Dies zeigt, daß im Fall der obigen Konstruktion, selbst wenn kein Entwickler in dem konkaven Teil 3c übrig gelassen wird, doch noch eine gewisse Menge an der Zuführöffnung 5a des Behälters 5 übrig bleibt. In diesem Sinn ist dann eine entsprechende zeitliche Einteilung zum Fühlen des restlichen Toners angemessen.

In Fig. 4- sind Entwicklerfühlschaltungen dargestellt, die bei

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einer Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste gemäß der Erfindung verwendet werden. In den Schaltungen sind eine lichtemittierende Diode 21, ein Widerstand 22 und eine Energiequelle 23 in Reihe geschaltet, wodurch eine Schaltung gebildet ist. Licht von der lichtemittierenden Diode 21 wird mittels eines Phototransistors 24 der anderen Schaltung gefühlt. Der Kollektor des Phototransistors 24 ist mit dem positiven Pol einer Energiequelle 25 und sein Emitter ist über einen veränderlichen Widerstand 26 mit dem negativen Pol der Energiequelle 25 verbunden. Zwischen den Emitter des Phototransistors 24 und eine Basis eines Verstärkertransxstors 24 ist eine Zenerdiode 28 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 27 ist über einen Widerstand 29 mit dem positiven Pol und sein Emitter ist über einen Widerstand 30 mit dem negativen Pol der Energiequelle 25 verbunden. Zwischen die Basis des Transistors 27 und den negativen Pol der Energiequelle 25 ist ein Widerstand 31 geschaltet.

Der Ausgang des Transistors 27 wird zusammen mit dem Ausgang einer Abtastschaltung 32 an eine NAND-Schaltung 33 angelegt, und es wird ein Ausgang von einer Steuerschaltung 34 erzeugt. Als endgültiger Ausgang kann eine Anzeige zum Nachfüllen des Entwicklers, zur Beendigung der Kopierfolge der Kopiereinrichtung oder für einen Schaltvorgang zum Austauschen eines Entwicklerbehälters verwendet werden.

In der vorbeschriebenen Ausführungsform einer Entwicklungsein

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richtung mit magnetischer Bürste wird die Entwicklungshülse 1 gedreht, während der in der Hülse 1 angeordnete Magnet 2 stillsteht. Die Erfindung kann jedoch auch bei einer Entwicklungseinrichtung, bei welcher die Entwicklungshülse 1 stillsteht, und bei einer Entwicklungseinrichtung angewendet werden, bei welcher sowohl die Entwicklungshülse 1 als auch der Magnet 2 gedr ehtvf»#rden.

Ferner ist in der vorbeschriebenen Ausführungsform eine Entwicklungsrolle verwendet. Die Erfindung kann jedoch auch bei einer Entwicklungseinrichtung mit zwei Entwicklungsrollen angewendet werden, wobei eine erste Rolle zum Laden des Entwicklers und eine zweite Rolle zur Durchführung der Entwicklung verwendet wird, wobei die Erfindung an der ersten Rolle angewendet wird.

Ende der Beschreibung

BAD ORiGiNAL 909822/0895

Claims

DR. BERG :OIPL.-ING. Sl¹APF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 29 717

Patentansprüche

^.Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste, in welcher ein latentes, elektrostatisches Bild auf einem photoleitenden Teil mittels einer an einer Entwicklungshülse mit einem Magneten ausgebildeten, magnetischen Bürste entwickelt wird, wobei ein magnetischer Einkomponentenentwickler der Entwicklungshülse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß eines trichterförmigen Behälters (5), um den Entwickler (6) der Eniwicklungshülse (5) zuzuführen, in der Nähe der Oberfläche der Entwicklungshülse (1) angeordnet ist, und daß eine Entwicklerfühleinrichtung mit einem lichtemittierenden Element (8) und einem lichtaufnehmenden Element (9) zum Fühlen des Vorhandenseins des Entwicklers (6) in dem trichterförmigen Behälter (5) in der Nähe des Auslasses (5a) des trichterförmigen Behälters (5) und der Oberfläche der Entwicklungshülse (1) angeordnet ist.
2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nz e ic h η e t, daß die Entwicklerfühleinrichtung einen Behälter (3c) aus einem lichtdurchlässigen, transparenten Material aufweist, durch welchen der Entwickler (6) hindurchlaufen kann, und daß das lichtemittierende Element (8) und das licht aufnehmende Element (9) jeweüs _so _aja _dem Behälter (3b) angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen.

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f(0*9) 988272 TeUipimme: ' Bankkonten: Hypo-Bink München 4410122850

988273 BEROSTAPFPATENT MOnchen (BLZ 70020011) Swift Cade: HYPO DE MM

9*1274 - TELEX: Bay« Vereinibuik München 453100(BLZ 70020270)

9S331O 05245« BER(U _ft AAe PortKheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

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ORIGINAL INSPECTED
3. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter der Entwicklerfühleinrichtung in einem Teil (3c) einer Wandung (3b) des trichterförmigen Behälters (5) ausgebildet ist.
4. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ekennzeichnet, daß das lichtemittierende Element (8) und das lichtaufnehmende Element (9) schwenkbar an einem Tragteil (7) gehaltert sind.
5· Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 3» dadurch g ekennz eichnet, daß der Behälter (1O) von der Wandung (3b) des trichterförmigen Behälters (5) abnehmbar ist.
6. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 3» dadurch g ekennz eichnet, daß der Behälter (3c) fest mit der Wandung (3b) des trichterförmigen Behälters (5) verbunden ist.

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