DE3117238C2

DE3117238C2 - Magnetbürstenanordnung in einer Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung von Ladungsbildern auf einem Ladungsbildträger

Info

Publication number: DE3117238C2
Application number: DE3117238A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 8028 Taufkirchen Kopp; Karl-Heinz 8000 München Saalmüller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1984-11-15
Also published as: GB2097701A; US4460266A; GB2097701B; JPS57182763A; DE3117238A1; JPH0222949B2

Abstract

Zur Entwicklung der Ladungsbilder auf einem Ladungsbildträger (10), z.B. einer Fotoleitertrommel, wird ein aus Trägerteilchen und Toner bestehender Entwickler verwendet. Dieser wird mit Hilfe einer Entwicklerwalze (16), bestehend aus einem Hohlzylinder (22) und einer Magnetanordnung (24) aus einem Vorratsbehälter einer Entwicklerstation (12) zum Ladungsbildträger (10) transportiert. Die Magnetanordnung (24) besteht aus hintereinander auf einem Träger (26) angeordneten Reihen von Dauermagneten. Die erste Reihe (28) von Dauermagneten entnimmt dem Vorratsbehälter den Entwickler, weitere Reihen (30, 32, 34), von Dauermagneten, die entlang eines zwischen dem Hohlzylinder (22) und der Gehäusewand (14) der Entwicklerstation (12) gebildeten Entwicklertransportkanals (48) angeordnet sind, transportieren den Entwickler zum Ladungsbildträger (10). Die eigentliche Entwicklung der Ladungsbilder erfolgt mit Hilfe einer Reihe (36) von Dauermagneten, die in Transportrichtung des Entwicklers gesehen, versetzt zu der engsten Stelle des zwischen dem Ladungsbildträger (10) und dem Hohlzylinder (22) bestehenden Entwicklungsspaltes (38) angeordnet ist. Die Menge des Entwicklers, der mit Hilfe der Entwicklerwalze (16) zum Ladungsbildträger (10) transportiert wird, wird mit Hilfe einer Nivellierleiste (46) am Eingang des Entwicklertransportkanals (48) festgelegt. Durch die versetzte Anordnung der der Entwicklung dienenden Reihe (36) von Magneten zum Entwicklungsspalt (38), durch die größere Breite .

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Kopiergerätetechnik und bei nichtmechanischen Datenschnelldruckern, die nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeiten, werden Ladungsbilder auf einem Ladungsbildträger, z. B. auf einer Fotoleitertrommel oder direkt auf Spezialpapier, erzeugt und anschließend mit einem schwarzen Pulver (Toner) in einer Entwicklerstation eingefärbt. Das Tonerbild wird bei Verwendung einer Fotoleitertrommel anschließend auf Normalpapier übertragen und auf diesem fixiert. In der Rege! wird zum Entwickeln ein Zweikomponentenentwickler verwendet, der acs ferromagnetischen Trägerteilchen und Tonerteilchen besteht. Dieses Entwicklergemisch wird aus einem Vorratsbehälter der Entwicklerstation mit Hilfe einer sogenannten Magnetbürstenanordnung zum Ladungsbild auf dem Ladungsbildträger transportiert und am Ladungsbildträger vorbeigeführt. Durch elektrostatische Kräfte werden dann die Tonerteilchen zum Ladungsbildträger übergeführt und bleiben dort haften. Eine derartige Entwicklungsvorrichtung ist z. B. aus der DE-AS 21 66 667 bekannt.

Die Magnetbürstenanordnung, die im folgenden Entwicklerwalze genannt wird, besteht aus einem rotierenden Hohlzylinder und aus einer iai Inneren des Hohlzylinders angeordneten Magnetancrdnung. Die einzelnen Magnete der Magnetanordnung sind auf einem Träger befestigt. Sie haben in Bewegungsrichtung des Hohkylinders abwechselnde Polarität und veranlassen damit den Transport des Entwicklergemisches auf dem Hohlzylinder aus dem Vorratsbehälter zum Ladungsbildträger.

Aus der DE-OS 22 20 809 ist eine Vorrichtung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Ladungsbilder bekannt Diese Vorrichtung enthält eine Magnetanordnung aus hintereinander auf einem Träger angeordneten Reihen von Dauermagneten. Die erste Reihe von Dauermagneten ist im Entwicklungsvorratsbehälter angeordnet, weitere Reihen von Dauermagneten, bis zum letzten dem der Entwicklung dienenden Magneten sind entlang des Entwicklertransportkanales angeordnet

Es ist weiters aus der DE-OS 28 32 695 eine Maschine zur Bildentwicklung bekannt bei der im Inneren eines unmagnetischen Hohlzylinders eine Magnetbürstenanordnung angeordnet ist, die aus kreisförmig angeordneten Dauermagneten besteht. Der Entwicklungspol des Dauermagneten im Bereich des Entwicklungsspaltes ist um einen Winkel von 8 bis 25° dem Entwicklungsspalt in Bewegungsrichtung des Hohlzylinders nachgeordnet. Durch die Nachordnung des Entwicklungspoles soll der an der Entwicklungstrommel außerhalb des Bildteiles des latenten Bildes haftende Toner über die Magnetbürste wiedergewonnen werden, einen Vorgang der als Selbstreinigungsfunktion der Magnetbürste bezeichnet wird.
Aus der DE-OS 22 21 107 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Entwickeln bekannt. Die beschriebene Vorrichtung enthält eine Magnetbürstenanordnung, die in einem Tonervorratsbehälter angeordnet ist und die aus einem rotierenden Hohlzylinder besteht, mit einer im Innern des Hohlzylinders angeordneten Magnetanordnung aus Dauermagneten zum Transport des Toners aus dem Vorratsbehälter zur Entwicklerwalze. Die letzte zur Entwicklung dienende Reihe von Dauermagneten ist in großem Abstand zum Entwicklungsspalt angeordnet, damit der Entwicklungsspalt sich in einem magnetisch möglichst unbeeinflußten Zustand befindet.

Eine derartige Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Tonerteilchen im Bereich des Entwicklungsspaltes nicht ausreichend fest an dem rotierenden Hohlzylinder haften, so daß es zu einem hohen Trägeraustrag im Bereich der Entwicklerwalze kommt. Das bedeutet, es besteht die Gefahr, daß die Entwicklerwalze zu viel, das Ladungsbild verwischendes, Tonermaterial aufnimmt

Bei schnellen Kopiergeräten und Hochleistungsschnelldruckern ist es schwierig, das Ladungsbild in der ganzen Breite auf dem Ladungsbildträger gleichmäßig, über die Zeit im Schwärzungsgrad konstant und mit hoher Auflösung zu entwickeln.

Die der Anmeldung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Magnetbürstenanordnung in einer Entwicklungsvorrichtung mit einer Entwicklerwalze anzugeben, mit deren Hilfe eine optimale, in der ganzen Breite gleichmäßige Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger mit konstantem Schwärzungsgrad bei hoher Auflösung erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil

des Patentanspruchs 1 gelöst

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Um ein gleichmäßiges Magnetfeld entlang der Reihen von Dauermagneten zu erreichen, sind die Dauermagnete jeder Reihe auf einem gemeinsamen Blech aus Weicheisenmaterial aufgebracht das auf dem Träger befestigt ist

Eine besonders homogene Verteilung des Entwicklers auf dem Ladungsbildträger wird dann erreicht wenn der Winkel zwischen der engsten Stelle des Entwicklungsspaltes und einer durch die Mitte des der Entwicklung dienenden Reihe von Dauermagneten verlaufenden Linie 25° beträgt

Um ein Entwicklergemisch richtiger Höhe aus dem Vorratsbehälter der Entwicklerstation zum Ladungsbildträger zu transportieren, ist am Eingang des Entwicklertransportkanals eine aus einer Halbwelle bestehende Nivelierleiste angeordnet Benachbart zu dieser Nivelierleiste liegt auch die erste Reihe voii Dauermagneten.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die Entwicklerstation,

F i g. 2 eine Reihe von Dauermagneten zusammen mit einem Diagramm, das die magnetische Induktion entlang der Reihe von Dauermagneten zeigt

Aus der F i g. 1 ergibt sich eine benachbart zu einem Ladungsbildträger 10, z. B. einer Fotoleitertrommel, angeordnete Entwicklerstation 12. Die Entwicklerstation 12 besteht aus einem Gehäuse 14, einer Entwicklerwalze 16 und evtl. einer Mischanordnung 18.

In der Entwicklerstation 12 ist ein Vorrat eines Entwicklergemisches 20, bestehend aus Toner und Trägerteilchen, angeordnet. Ein Teil des Entwicklergemisches aus diesem Vorrat 20 wird mit Hilfe der Entwicklerwalze 16 zum Ladungsbildträger 10 transportiert und an diesem zur Entwicklung der Ladungsbilder vorbeibewegt.

Die Entwicklerwalze 16 besteht aus einem, ständig rotierendem Hohlzylinder 22, z. B. aus einem Aluminiumzylinder, der eine gerändelte Oberfläche aufweisen kann. Im Inneren des Hohlzylinders 22 ist feststehend eine Magnetanordnung 24 angeordnet. Diese besteht aus einem Magnetstator 26 und auf dem Magnetstator 26 befestigten Reihen 28, 30, 32, 34, 36 von Dauermagneten. Die Magnetreihen 28, 30, 32, 34, 36 haben jeweils abwechselnde Polarität, um einen geschlossenen magnetischen Feldlinienverlauf der einzelnen Magnetreihen auf der Oberfläche des Hohlzylinders 22 zu erhalten. Dreht sich der Hohlzylinder 22, so wandern die ferromagnetischen Trägerteilchen mit dem durch elektrostatische Kräfte anhaftenden Toner entlang der magnetischen Feldlinien in Drehrichtung des Hohlzylinders. Das Entwicklergemisch aus den Trägerteilchen und dem Toner wird dabei von der ersten Reihe 28 von Dauermagneten aus dem Vorratsbehälter entnommen und dann mit Hilfe der weiteren Reihen 30,32, 34 zum Ladungsbildträger 10 transportiert. Die Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger 10 wird mit Hilfe der Reihe 36 von Dauermagneten durchgeführt. Die Reihe von Dauermagneten hat gegenüber den übrigen Reihen von Dauermagneten die doppelte Breite. Sie kann aus einer Doppelmagnetreihe bestehen. Dadurch wird vor dem Entwicklungsspalt 38 ein homogener, gleichmäßiger Entwicklerteppich erhalten, da der Entwickler gleichmäßig auf der Oberfläche des Hohlzylinders 22 verteilt wird und anschließend durch den Entwicklungsspalt 38 gedrückt wird.

Die der Entwicklung dienende Reihe 36 von Dauermagneten ist in Drehrichtung des Hohlzylinders 22 gesehen versetzt gegenüber dem Entwicklungsspalt 38 angeordnet Das heißt die Reihe 36 von Dauermagneten liegt vor dem Entwicklungsspalt 38. Diese Anordnung der Magnetreihe 36 bringt eine optimale Einfärbung der Ladungsbilder mit sich. Besonders gute Ergebnisse haben sich dann ergeben, wenn der Winkel λ zwischen der engsten Stelle des Entwicklungsspaltes 38 und einer Linie durch die Mitte der Magnetreihe 36 ca. 25° beträgt Bei einer derartigen festen Anordnung der Magnetreihe 36 bildet sich der Entwickler auf der Oberfläche des Hohlzylinders 22 am dichtesten aus. Weiter hat sich gezeigt, daß bei Einfärbung der Ladungsbilder direkt an der Entwicklerwalze sehr viel Trägerteilchen am Ladungsbildträger 10 haften bleiben. Die um 25° versetzte Anordnung der Magnetreihe 36 zum Entwicklungsspalt 38 bringt dagegen ein Optimum an Einfärbequalität bei geringstem Trägeraustrag.

Aus F i g. 2 ergibt sich, daß jede Reihe von Dauermagneten aus nebeneinander angeordneten einzelnen Dauermagneten 40 besteht. An den Stoßstellen der einzelnen Dauermagnete 40 besteht die Gefahr, daß die magnetische Induktion einen Einbruch hat. Um dies zu verhindern, und um eine gleichmäßige Homogenität des Magnetfeldes über die gesamte Reihe von Dauermagneten zu erreichen, sind die Einzelmagnete 40 auf einem Weicheisenblech 42 aufgeklebt. Wie die über der Reihe von Dauermagneten 40 aufgezeichnete Kurve der magnetischen Induktion 44 zeigt, werden dadurch die Einbrüche der magnetischen Induktion an den Stoßstellen der Dauermagnete 40 weitgehend egalisiert. Die Einbrüche der magnetischen Induktion beim Fehlen des Weicheisenbleches 42 ist in F i g. 2 gestrichelt dargestellt.

Eine optimale Einfärbung der Ladungsbilder wird dadurch erreicht, daß der Abstand zwischen dem Ladungsbildträger 10 und dem Hohlzylinder 22 der Entwicklerwalze 16 möglichst klein ist, z. B. 1 mm. Durch diesen Entwicklungsspalt 38 wird nun der Entwickler, in einer möglichst hohen Dichte, gefördert. Die Dichte des Entwicklers muß so gewählt werden, daß einerseits die Ladungsbilder gut eingefärbt werden und andererseits die Oberfläche des Ladungsbildträgers 10 durch zu starkes Quetschen nicht beschädigt wird. Um diese beiden Forderungen zu erfüllen, ist unterhalb der ersten Reihe 28 von Dauermagneten eine halbierte Welle, die sogenannte Niveüerleiste 46 angebracht, die die Menge des zur Einfärbung benötigten Entwicklers festlegt. Diese Nivelierleiste 46 ist drehbar, um die Einflüsse der Lagetoleranzen der Entwicklerwalze 16 und der Nivelierleiste 46 sowie Streuungen der magnetischen Induktion der Magnetreihe 28, die die transportierte Entwicklermenge mitbestimmen, zu eliminieren. Durch die Drehung der Nivelierleiste 46 verändert sich nämlich der Spalt zwischen Nivelierleiste und Hohlzylinder 22 und somit die Entwicklermenge auf dem Hohlzylinder 22.

Der Entwickler, der im Bereich der Reihe 28 von Dauermagneten aus dem Vorratsbehälter auf den Hohlzylinder 22 übernommen wird und dessen Höhe durch die Nivelierleiste 46 festgelegt wird, bewegt sich nun mit dem Hohlzylinder in Richtung zum Ladungsbildträger

10. Da sich bei der Bewegung des Entwicklers Toner von den Trägerteilchen lösen können und an feststehenden Wänden ablagern, besteht die Gefahr, daß sich Toneranhäufungen aufbauen und wieder abbrechen. Der

Abstand zwischen der Entwicklerwalze 16 und der Gehäusewand 14 der Entwicklerstation 12 wird deswegen so gewählt, daß sie sich bewegende Entwicklermenge ständig an der Gehäusewand 14 leicht streift und somit eine Toneranhäufung verhindert. Der von der Entwicklerwalze 16 und der Gehäusewand 14 gebildete Spalt wird im folgenden Entwicklertransportkanal genannt. Durch die oben angegebene Dimensionierung der Breite des Entwicklertransportkanals 48 wird somit vermieden, daß abbrechende Toneranhäufungen in diesen Bereich auf den für die Entwicklung vorgesehenen Entwickler fallen und als schwarze Flecken im Druckbild sichtbar werden.

Benachbart zur Entwicklerwalze 16 kann in der Entwicklerstation 12 eine Mischvorrichtung 18 bestehend aus Förderschnecken angeordnet sein. Diese kann in bekannter Weise auch z. B. wie in der DE-AS 21 66 6(i7 beschrieben aufgebaut sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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40

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60

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Claims

Patentansprüche:

1. Magnetbürstenanordnung in einer Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung von Ladungsbildern auf einem Ladungsbildträger mit Hilfe von einem Entwicklergemisch aus Toner und Trägerteilchen, bei der das Entwicklergemisch aus einem Vorratsbehälter einer Entwicklerstation mit Hilfe einer Entwicklerwalze, bestehend aus einem rotierenden Hohlzylinder und einer im Innern des Hohlzylinders angeordneten Magnetanordnung zum Ladungsbildträger transportiert und an dem Ladungsbildträger vorbei transportiert wird, wobei die Magnetanordnung aus hintereinander auf einem Träger angeordneten Reihen von Dauermagneten besteht, deren erste Reihe von Dauermagneter, im Vorratsbehälter für den Entwickler angeordnet ist, und deren weitere Reihen von Dauermagneten bis zum letzten dem der Entwicklung dienenden Magneten entlang von einem Entwicklertransportkanal angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte zur Entwicklung dienende Reihe (36) von Dauermagneten in Bewegungsrichtung des Hohlzylinders gesehen versetzt vor der engsten Stelle des Entwicklungsspaltes (38), der zwischen dem Ladungsbildträger (10) und dem Hohlzylinder (14) besteht, derart angeordnet ist, daß sich der letzte wirksame Pol dieser der Entwicklung dienenden Reihe (36) von Dauermagneten unmittelbar vor dem Entwicklungsspalt (38) befindet.

2. Magnetbürstenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (40) jeder Reihe auf einem gemeinsamen Blech (42) aus Weicheisenmaterial aufgebracht sind, das auf dem Träger (26) befestigt ist.

3. Magnetbürstenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (λ) zwischen der engsten Stelle des Entwicklungsspaltes (38) und einer durch die Mitte des der Entwicklung dienenden Reihe (36) von Dauermagneten gehenden Linie 25° beträgt.