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Magnetbürstenentw ickl ungsvorr Ichtung für el ektrofotografi sche
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Kopiergeräte und Drucker Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Magnetbürstenentwicklung elektrofotografischer Ladungsbilder auf einer fotoleitfähigen
Schicht eines Aufzeichnungsträgers mit von einer drehbaren Magnetwalze aus einem
magnetischen Einkomponententoner auf einer die Magnetwalze koaxial umgebenden unmagnetischen,
zylinderischen Trommel erzeugten Magnetbürste gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
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Bei der elektrofotografischen Entwicklung wird ein nach Belichtung
als Ladungsmuster auf einer fotoleitfähigen Schicht vorliegendes Bild durch Aufbringen
von Entwicklungspulver auf die Schicht sichtbar gemacht. Die Schicht kann sich entweder
unmittelbar auf einem Kopierblatt oder auf einem Bildzwischenträger befinden. Das
Entwicklungspulver ist durch ferromagnetische Teilchen gebildet, die mit einem Farbtoner
versetzt sind. Zum Auftrag dient in der Regel eine Auftragstrommel, auf die das
Entwicklungspulver aufgebracht wird. Dabei bleibt unter der Wirkung eines Magnetfeldes
etwas Entwicklungspulver an der Oberfläche der Auftragstrommel haften und bildet
eine die Oberfläche der Auftragstrommel bedeckende, sogenannte Bürste. In dieser
Form wird es an die fotoleitfähige Schicht herangeführt. Zur Erzielung gleichmäßig
gedeckter, streifen- und fleckenfreier Kopien ist es notwendig, daß diese Bürste
und stets die gleiche Dicke hat.
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Gemäß der US-PS 3 145 122 wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke
der Bürste eine Glättungsvorrichtung der eingangs genannten Art benutzt. Bei dieser
Glättungsvorrichtung wird die Bürste von der der Auftragstrommel zugeordneten Rakel
an anfänglich zu dick hergestellten Stellen abgetragen und auf eine gleichmäßige
Dicke eingeebnet. Die Rakel ist durch eine Platte gebildet, die eine der Auftragstrommel
zugewandte Messerkante aufweist, welche die eigentliche Einebnung bewirkt und mit
ihrem Abstand vom Umfang der Auftragstrommel die Dicke der Bürste bestimmt. Bei
dieser bekannten Glättungsvorrichtung ist es unvermeidlich, daß Entwicklungspulver
im Laufe der Zeit an der Platte und insbesondere der Messerkante haften bleibt,
und zwar aufgrund der elektroskopischen Eigenschaften des Farbtoners des Entwicklungspulvers
besonders fest. Das anhaftende Entwicklungspulver zerstört den geraden Verlauf der
Messerkante, so daß schließlich keine Glättung der Bürste mehr stattfindet, sondern
im Gegenteil die Bürste eine sehr unregelmäßige, zu schlechter Bildqualität führende
Dicke erhält. Es muß dann die Platte mit der Messerkante gereinigt werden.
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Weiterhin ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2 921 382 eine
Vorrichtung zur Erzeugung einer Wolke aus magnetischen Tonerteilchen beschrieben,
bei der eine drehbare Magnetrolle mit einer Anzahl von Magnetpolen in einer unmagnetischen,
zylinderischen Hülse angeordnet ist. Magnetische Tonerteilchen werden hierbei über
einen Fülltrichter auf die Hülse gegeben. über der Hülse ist ein magnetischer Stab
angeordnet. Bei der Drehung der Magnetrolle nimmt'die Hülse die magnetischen Tonerteilchen
mit sich mit. Wenn sich die geförderten magnetischen Tonerteilchen dem magnetischen
Stab
nähern, gehen sie in einen wolkenförmigen bzw. Schwebezustand
über. Mit dieser bekannten Vorrichtung kann also eine Wolke magnetischer Tonerteilchen
mit gleichmäßiger Teilchendichte erzeugt werden, so daß die magnetischen Tonerteilchen
stabil und mit gleichförmiger Teilchendichtenverteilung förderbar bzw. überführbar
sind. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß der magnetisierbare Stab einen
gleichmäßigen Abstand zur Magnetrolle und zum zylinderischen Aufzeichnungsträger
aufweisen muß. Hierdurch ist eine genaue Fertigung der Einzelteile und eine exakte
Montage derselben erforderlich. Dieses wiederum bedingt erhöhte Fertigungs- und
Montagekosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Magnetbürstenentwicklung
elektrofotografischer Ladungsbilder auf einer fotoleitfähigen Schicht eines Aufzeicnnungsträgers
zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und eine gleichmäßige Tonerteilchen-Dichtenverteilung
erzeugt, wodurch entwickelte Bilder hoher Güte gewährleistet werden. Diese Aufgabe
wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.
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Mit der erfindungsgemäßen Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung werden
entwickelte Bilder hoher Güte mit einfachen Mitteln geschaffen. Die Genauigkeitsanforderungen
bezüglich Abstand zwischen Magnetbürste und Fotoleiter, die Größe des Toner-Dosierspalts
sowie die Anforderungen an die Rundlaufeigenschaften der Kopiertrommel werden in
Fertigung, Erstjustage und Nachjustierungen stark reduziert. Beim Kopiervorgang
wird die Trommel bzw. die magnetisierbare Schicht entsprechend der jeweiligen Stellung
der rotierenden Magnetbürste magnetisiert. Hierdurch entsteht zwischen der Magnetwalze
und dem Fotohalbleiter ein hinreichend starkes Magnetfeld, so daß
der
magnetisierbare Toner auch über größere Entfernungen sicher auf den Fotohalbleiter
gebracht wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind
den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt: Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung, Figur 2 eine Einzelheit aus Figur 1, Figur
3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung,
Figur 4 e-ine erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung mit einem endlosen bandförmigen
Aufzeichnungsträger und Figur 5 bis 6 zeigen andere Ausführungsformen der in Figur
4 gezeigten Entwicklupgsvorrichtung.
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In Figur 1 ist schematisch im Schnitt ein Teil eines elektrofotografischen
Kopiergerätes dargestellt, wobei ein Zylinder 2 aus unmagnetischem Material, wie
Aluminium mit einer auf seinem Umfang angeordneten Schicht 3 aus ferromagnetischem
Material,
wie Nickel und einer darüber angeordneten Fotoleiterschicht
1 versehen ist. Der Zylinder 2 ist in einem nicht dargestellten Rahmen des Gerätes
drehbar (5) gelagert und kann auf diese Weise an den einzelnen Verfahrensstationen
vorbeibewegt werden.
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Hierbei wird die Fotoleiterschicht 1 zunächst in der Aufladestation
7 aufgeladen, dann in der Belichtungsstation 9 biidmäßig belichtet und gelangt dann
zur Entwicklung an die Entwicklungsstation 11. Dann wird das auf der Fotoleiterschicht
1 befindliche Bild in der Übertragungsstation 13 auf ein Aufnahmematerial 15 übertragen.
Nach dem Transfer wird das Aufzechnungsmaterial 15 durch eine Ablösekorona 17 von
der Fotoleiterschicht 1 abgehoben und der Druckfixierstation 19 zugeführt, von wo
dann das Aufzeichnungsmaterial 15 über die Transportrollen 21, 23 in die Ablage
25 transportiert wird. Die nach der Übertragung noch auf der Fotoleiterschicht 1
befindlichen Tonerpartikel werden dann in der Reinigungsstation 27 von der Fotoleiterschicht
1 entfernt. Die obengenannten Verfahrensstationen sind nur schematisch dargestellt
und können selbstverständlich auch anders ausgebildet sein.
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In der Figur 2 ist die Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung elektrofotografischer
Ladungsbilder auf der fotoleitfähigen Schicht vergrößert dargestellt. Hierbei ist
eine unmagnetische zylinderische Trommel 29 mit einer elektrisch leitenden Oberfläche
gestellfest angeordnet. Die Trommel 29 kann auch drehbar gelagert sein. Innerhalb
dieser zylinderischen Trommel 29 ist in einem geringen Abstand von dieser eine in
Pfeilrichtung 31 drehbar (33) gelagerte Magnetwalze angeordnet.
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Diese Magnetwalze 35 weist eine Anzahl Magnetpole auf, welche nebeneinander
an ihrer Umfangsfläche angeordnet sind. Oberhalbder Magnetwalze 35 ist ein trichterförmiger
Vorratsbehälter 39 mit magnetischem Einkomponententoner angeordnet. Die drehbare
Magnetwalze
35 erzeugt aus dem magnetischen Einkomponententoner eine Magnetbürste 43, die zum
Aufbringen von Toner auf die Fotoleiterschicht 1 nahe an dieser Fotoleiterschicht
1 vorbeigeführt wird. Die Magnetbürste 43 weist aber noch einen freien Abstand zu
der Fotoleiterschicht der Trommel 2 auf. Beim Kopiervorgang wird die magnetisierbare
Schicht 3 entsprechend der jeweiligen Stellung der rotierenden Magnetwalze 35 magnetisiert.
Dadurch entsteht zwischen der Magnetwalze 35 und der Fotoleiterschicht 3 ein hinreichend
starkes Magnetfeld, so daß der magnetisierbare Einkomponententoner auch über größere
Entfernungen sicher auf der Fotoleiterschicht gebracht wird. Durch die ständig wechselnden
Magnetfelder der Fotoleiterschicht 3 und der Magnetwalze 35 werden einerseits frühzeitig
Tonerteilchen von der Magnetbürste 43 zur Entwicklung elektrofotografischer Ladungsbilder
auf der Fotoleiterschicht 3 herübergezogen und andererseits werden überschüssige
Tonerteilchen unmittelbar nach der Entwicklung wieder zu der Magnetbürste 43 zurückgebracht.
Hierdurch werden die Genauigkeitsanforderungen bezüglich Abstand zwischen Magnetbürste
43 und Fotoleiterschicht 1, die Größe des Tonerdosierspalts sowie die Anforderungen
an die Rundlaufeigenschaften der Kopiertrommel 2 in Fertigung, Erstjustage und Nachjustierungen
stark reduziert. Die erfindungsgemäße Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung erzeugt
eine gleichmäßige Tonerteilchendichte zur Betonerung des latenten Bildes, wodurch
entwickelte Bilder hoher Güte mit gleichmäßiger Schwärzung auf Dauer gewährleistet
werden.
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Bei der Magnetbürstenentwicklungsvorrlchtung gemäß den Figuren 1 und
2 ist die ferromagnetische Schicht 3 zwischen dem Zylinder 2 und der fotoleitfähigen
Schicht 1 fest angeordnet. Die ferromagnetische
Schicht 3 kann
hierbei aus einem auf dem Zylinder 2 aufgebrachten galvanischen Oberzug aus z. B.
Nickel bestehen. Im Rahmen der Erfindung ist es gemäß Figur 3 auch möglich, daß
die ferromagnetische Schicht 3 auf dem Umfang des Zylinders 2 fest angeordnet ist,
und daß die Fotoleiterschicht 1 als endliche Fotoleiterbahn 6 ausgebildet ist, welche
auf dem Umfang des Zylinders austauschbar angeordnet ist. Das freie Ende 10 der
Fotoleiterbahn 6 weist eine Klebeschicht 8 zum Verbinden mit dem vorderen Ende auf.
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Ebenso kann die ferromagnetische Schicht 3 aus einer Stahlfolie oder
aus einer Folie aus einem anderen ferromagnetischen Material bestehen, welche ebenfalls
mit dem Zylinder 2 austauschbar verbindbar ist.
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In der Figur 4 ist ein bandförmiges mit einer Fotoleiterschicht versehenes
Aufzeichnungsmaterial 45 dargestellt, das über Führungswalzen 47, 49 umlenk- und
antreibbar ist.
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Zur Entwicklung der auf dem bandförmigen Aufzeichnungsträger 45 erzeugten
elektrofotografischen Bilder ist gegenüber der Führungswalze 47 eine Magnetwalze
51 mit einer Magnetbürste 53 in der oben beschriebenen Weise angeordnet. Um auch
hierbei eine verbesserte Betonerung des latenten Bildes zu erzielen, ist die aus
einem unmagnetischen Material bestehende Führungswalze 47 mit einer ferromagnetischen
Schicht 55 versehen. Der Magnetisierungszustand dieser ferromagnetischen Schicht
55 verändert sich ebenfalls durch das bei der Drehung der Magnetwalze 51 sich ständig
welchselnde Magnetfeld. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich,
daß die Führungswalze 47 ganz aus ferromagnetischem Material besteht.
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Gemäß Figur 5 ist ein bandförmiges mit einer Fotoleiterschicht 57
versehenes elektrofotografisches Aufzeichn'ungsmaterial
59 dargestellt,
das über Führungswalzen 61, 63 antreib-und umlenkbar ist. Dieses bandförmige Aufzeichnungsmaterial
59 besteht aus einem aus elektrisch leitendem Material hergestellten Band 65 mit
einem auf diesem aufgebrachten dünnen Metallbelag 67 und einer darüber angeordneten
Fotoleiterschicht 69 aus beispielsweise Zinkoxyd und Bindemittel besteht.
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Dieser Metallbelag 67 besteht aus ferromagnetischem Material z. B.
Nickel.
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Die Erfindung ist gemäß Figur 6 auch für direkte Kopierverfahren geeignet,
wobei eine Magnetwalze 71 mit einer Magnetbürste 73 zur Entwicklung eines auf einem
Aufzeichnungsträger 75 erzeugten latenten Ladungsbildes dient. Der Aufzeichnungsträger
weist eine Fotoleiterschicht auf und kann z. B.
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Zinkoxyd-Papier sein, das über eine Auflage 77 aus ferromagnetischem
Material geführt wird. Auch hierbei entsteht ein hinreichend starkes Magnetfeld,
derart, daß der magnetisierbare Toner auch über größere Entfernungen sicher auf
den Aufzeichnungsträger 75 aufgebracht wird.
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Die Erfindung kann bei allen Kopierverfahren erfolgreich eingesetzt
werden, solange Magnetbürstenentwicklung mit magnetisierbarem Einkomponententoner
verwendet wird. Durch die gleichmäßige Tonerteilchendichte in der Entwicklungszone
werden entwickelte Bilder hoher Güte stets gewährleistet.