DE3210093C2

DE3210093C2 - Entwicklungseinrichtung

Info

Publication number: DE3210093C2
Application number: DE3210093A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kumagaya Kashiwagi; Keitaro Kamisatomachi Kodama Yamashita
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1984-02-23
Also published as: GB2097294A; US4436055A; GB2097294B; DE3249322C2; DE3210093A1

Abstract

Mit der Erfindung wird eine Entwicklungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die eine drehbare lichtempfindliche Trommel umfaßt, welche eine Umfangsoberfläche hat, auf der ein zu entwickelndes elektrostatisches Latentbild ausgebildet wird; außerdem umfaßt die Entwicklungseinrichtung eine Mehrzahl von Entwicklungswalzen, die gegenüber der lichtempfindlichen Trommel angeordnet sind, wobei Entwicklungsspalte zwischen den Entwicklungswalzen und der Trommel ausgebildet sind. Jede der Entwicklungswalzen wird von einer drehbaren zylindrischen Hülse aus nichtmagnetischem Material und einem stationär innerhalb der zylindrischen Hülse vorgesehenen Permanentmagneten, auf dessen Umfangsoberfläche eine Mehrzahl von Magnetpolen ausgebildet ist, gebildet. Durch Drehen der Hülsen in der gleichen Richtung wird Entwickler von der einen zur anderen Entwicklungswalze übertragen, während Magnetbürsten ausgebildet werden, welche in den Spalten mit der Trommeloberfläche in Gleitkontakt sind. Das Latentbild wird mittels der Magnetbürsten entwickelt. Damit eine positive bzw. zwangsweise Übertragung des Entwicklers sichergestellt wird, sind die Magnetpole von benachbarten Entwicklungswalzen, die einander gegenüberliegend und einander am nächsten angeordnet sind, mit entgegengesetzten Polaritäten magnetisiert, und einer oder beide dieser Magnetpole sind, gesehen in der Drehrichtung der zugehörigen Hülsen, stromaufwärts von der Position vorgesehen, in welcher die benachbarten Entwicklungswalzen einander

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung, umfassend ein Bildträgerteil, auf dessen Oberfläche ein elektrostatisches Latentbild erzeugbar ist; eins Mehrzahl von Entwicklungswalzen, die gegenüber dem Bildträgerteil vorgesehen sind, wobei Entwicklungsspalte zwischen denselben und dem Bildträgerteil gebildet sind; wobei jede der Entwicklungswalzen aus einer drehbaren zylindrischen Hülse, die aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, und einem Permanentmagnetteil zusammengesetzt ist, das stationär innerhalb der Hülse vorgesehen ist und in dessen Umfangsoberfläche eine Mehrzahl von Magnetpolen ausgebildet ist; wobei ferner wenigstens einer dieser Magnetpole von jedem der Permanentmagnetteile gegenüber dem zugehörigen einen der Entwicklungsspalte angeordnet ist, so daß in den Entwicklungsspahen Magnetbürsten auf den Oberflächen der Hülsen ausgebildet werden, wenn ein magnetischer Entwickler bei Drehung der Hülsen in der gleichen Richtung zwischen den benachbarten Hülsen übertragen wird, und wobei das Bilträgerteil mittels der Magnetbürsten reibend bestrichen wird; wobei ferner jede der benachbarten Entwicklungswalzen Magnetpole von bezüglich ihrem dem Entwicklungsspalt gegenüberliegenden Magnetpol entgegengesetzter Polarität hat und diejenigen Magnetpole der benachbarten Entwicklungswalzen, die einander gegenüberliegen und einander am nächsten sind, entgegengesetzt zueinander polarisiert sind; einen Entwicklungsbehälter zum Zuführen des magnetischen Entwicklers zu den Entwicklungswalzen; *ϊη Abstreifmesserteil zum Steuern der Menge des zu den Entwicklungsspr'ten zugeführten magnetischen Entwicklers; und ein Abstreichmesserteil zum Abstreichen bzw. -schaben des magnetischen Entwicklers, nachdem dieser durch die Entwicklungsspalte hindurchgelaufen ist

In einem Magne.bürstenentwicklungsverfahren wird Entwicklerpulver, das ein pulverisiertes niagnetisches Material enthält und in einem Entwick'.erbehälter gespeichert ist, mittels einer Magnetwalze magnetisch angezogen, damit es zu einer Entwicklungszone oder einem Entwick.dngsbereich gefördert wird. Bekanntermaßen ist das Bildträgerteil, des nahe an der Magnetwalze angeordnet ist. aus eii^er Polyesterfolie bzw. -platte hoher Widerstandsfähigkeit bzw. hohen spezifischen Widerstands, photoleitfähigem Selen, einer Schicht aus photoleitfäh'gem Kadmiumsulfid, das in einem isolierenden Bindemittel dispergiert ist und die mit einem isolierenden Film bedeckt i-„t photoieiträhi-

*5 gen organischen Materialien, wie beispielsweise Polyvinylcarbazol, Poly-N-vinylcarbazo! und dergi. oder einer Schicht von photoleitfähigem Zinkoxid, das in einem isolierenden Harzbindemittel dispergiert ist. hergestellt Das Entwicklerpulver wird von dem Entwicklerbehälter durch einen Spalt vorbestimmter Abmessung auf die iVlagnetwalze zugeführt und dann mittels der Magnetwalze durch deren Drehung zu dem Entwicklungsbereich oder der Entwicklungszono gefördert. Das Entwicklerpu'ver bildet wenigstens in der Entwicklungszone eine magnetische Bürste auf der Magneiwaize. Die Oberfläche des Bildträgerteils wird innig mittels der Magnetbürste bestrichen, so dnß infolgedessen einer Tonermaterial, welches in dem Entwickler enthalten ist, in einem Muster an der Büdträgeroberfläche hafte*, das einem darauf ausgebildeten Büd aus einem elektrischen Muster entspricht Mit der Bezeichnung »Bild aus einem elektrischen Muster« soll insbesondere ein elektrostatisches Ladungsmuster, ein Kapazitätsmuster und ein elektrisch leitfähiges Muster bzw. ein aus elektrisch leitfähigen Bereichen bestehendes Muster erfaßt sein. In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen wird die Bezeichnung »elektrostatisches Latentbild« in umfassendem Sinne benutzt, also insbesondere in dem

Sinne, daß es auch die vorstehend erwähnten verschiedenen Möglichkeiten zur Ausbildung eines elektrostatischen La*entbiids durch »elektrische Muster« umfaßt

Bei der vorstehend beschriebenen Magnetbürstenentwicklung wurde bisher eine Mischung aus ferromagnetischen Trägerteilchen und Tonerteilchen als Entwickler oder Entwicklungsmittcl benutzt Die magnetischen Träfe jrteilchen sind aus einem Kernmaterial, wie beispielsweise Eisen, Stahl, Nickel, Stahlnickel bzw. Nickelstahl, Ferrii oder dergl. ausgebildet und mit einem ι <> Harz bedeckt, während der Toner aus einem Bindemittelharz, das mit Zusätzen, wie beispielsweise Farbpigmenten und/oder Farbstoffen dispergiert und pulverisiert ist, hergestellt ist Die Trägerteüchs .d die Tonerteilchen werden durch Mischer. reiLa igsmäßig π mit entgegengesetzten Polaritäten geladen. Bei einer normalen Entwicklung werden die Materialien für die Trägerteilchen und die Tonerte·¹= -ien &u· ausgewählt, daß die elektrische Ladung, -eiche die gegenüber dem elektrostatischen Latentbild ^f dem Bildträgerteil entgegengesetzte Polarität hat, den Tonerteilchen verliehen wird. Die Entwicklermischung wird in einem Entwicklerbehäitor in dem Zustand angeordnet bzw. untergebracht, in welchem die Tonerteilchen unter der Wirkung der Reibungsiadung an der Oberfläche der Trägerteilchen anhaften, und dann auf die Oberfläche der sich drehenden Magnetwalze gefördert Die zum Entwicklungsbereich geförderte Entwicklermischung bildet die Magnetbürste aus, welche das Latentbild auf dem Bilträgertei¹ innig bestreicht so c*aß die Tonerteil- so chen aufgrund der elektrischen Anziehung zwischen der elektrischen Ladung des Latentbilds und der Ladung der Tonerteilchen an dem Latentbild haften. Die Trägerteilchen jedoch werden aufgrund der magnetischen Anziehung zwischen den Trägerteilchen und der Magnetwalze auf der Magnetwalze zurückgehalten. Nach der Entwicklung wird die Entwicklermischung, die bezüglich des Tonergehaltes verbraucht ist zum Zwecke des Regenerieren zum Entwicklei-behälter zurückgeführt und mit frischem Toner ergänzt ^o

Eine Einrichtung der vorstehend beschriebenen Art zum Ausführen einer Magnetbürstenentwicklung ist beispielsweise in der US-PS 42 28 518 von Miyamoto, der US-PS *2 40 375 von Terashiina und in der US-PS 42 6 ί 290 von Yamashita beschrieben.

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß man versucht elektronische Kopiermaschinen. Drucker und dergl, in denen eine Magnetbürstenentwicklungsverfahren der vorstehend erwähnten Art angewandt wird, mit e-ner höheren Geschwindigkeit bei so verbesserter Leistungsfähigkeit zu betreiben. Unter diesen Umständen ergibt sich bei einer Entwicklungseinrichtung, in der eine eiazige Magnetwalze verwendet wird, die Schwierigkeit, daß die Zufuhr von Entwickler zur Entwicklungszene ungenügend wird, was eventuell eine Verschlechterung der Qualität der Kopien zur Folge hat Um diese Schwierigkeit zu überwinden und das Erfordernis des Hochgeschwindigkeitsbetriebs zu erfüllen, wurde eine Entwicklungseinrichtung entwikkeii, in der mehrere zur Emwicklung dienende so Magnetwalzen gegenüber der Bildträgeroberflächa vorgesehen sind und synchron gedreht werden, so daß dadurch der Entwickler in einer bandartigen aneinandergrenzenden bzw. fortlaufenden Form über die Mehrzahl von Magnetwalzen transportiert wird, wodurch die Entwicklung entsprechend mehrere Male ausgeführt wird. Typische Beispiele dieser Art von Entwicklungseinrichtungen sind z. B. in der US-PS 36 97 050 von Stanley, in der US-PS 42 82 827 von Andrews und in der DE-OS 2800 510 beschrieben. Jedoch ergeben sich in dieser Art von Entwicklungseinrichtungen räch dem Stand der Technik Schwierigkeiten, Jen Entwickler in einem gleicharmigen Fluß zu fördern und den Entwickler von einer zur anderen Magnetwalze zu übertragen, und zwar wegen der magnetischen interferenz zwischen den Magnetwalzen and anderen Störungsfaktoren, die zu einem Ausfall und zur Ungleichmäßigkeit "leim Zuführen des Entwicklers zu den Entwicklungszonen oder -bereichen führen. Infolgedessen ergibt sich eine Ungleichförmigkeit in der Dichte des kopierten Bildes wie auch ein Schlupf, Abgleiten, Rutschen o. dgl. und ein Verspritzen des Entwicklers in den Übertragungsbereichen.

Weiter ist eine Entwicklungseinrichtung der eingangs genannten Art aus der DE-OS 24 24 854 bekannt Diese hat aufgrund der besonderen Anordnung der einander gegenüberliegenden und am nächsten benachbarten Magnetpole von benachbarten Mjgnetwalzen relativ zueinander die Nachteile, die unten ei'"' and der Fig.3 erläutert sind und die vor allem darin bestehen, daß der Entwickler im Bereich zwischen zwei gegenüberliegenden Magnetpolen benachbarter Entwicklungswalzen stationär wird und es zur Klumpenbildung kommt so daß die ertwicklende Magnetbürste rauh wird; darüber hinaus hat der Entwickler die Tendenz, in diesem Bereich zwischen einander gegenüberliegenden Magnetpoien benachbarter Eiitwicklungswalzen zu spritzen. Diese Nachteile ergeben sich aufgrund der Tatsache, daß diejenigen Magnetpole benachbarter Magnatwalzen, welche gegenüberliegend und am nächsten zueinander angeordnet sind sowie entgegengesetzte Polaritäten haben, bezüglich derjenigen Position, in der sich die benachbarten Magnetwalzen am nächsten kommen, jeweils in der Richtung nach dem zugehörigen Entwicklungsmagnetpoi hin versetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwicklungseinrichtung der in der DE-OS 24 24 854 beschrieb inen grundsätzlichen Art so auszubilden, daß der Obergang de* Entwicklers zwischen benachbarten Magnetwalzen auch im Bereich zwischen den einander gegenüberliegenden und einander am nächsten angeordneten Magnetpolen dieser Magnetwalzen ohne Klumpenbildung und ohne Tendenz zum Spritzen von einer Magnetwalze zur anderen derart erfolgt daß sich optimale Magnetbürsten in den Entwicklungsspalten ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der gegenüberliegend angeordneten Magnetpole auf der den magnetischen Entwickler aufnehmenden Entwicklungswalze in der zur Drehrichtung von c"ere.j Hülse entgegengesetzten Richtung bezüglich einer Pos'tion. die der Stelle der engsten Annäherung der Entwicklungsvalzen entspricht, versetzt ist. so daß eine magnetische Kopplung erzeugt wirr¹, dere.i Richtung zur Verbindungslinie der Drehpunkte der beiden Entwicklungswalzen entgegen der Drehrichtung der Entwicklungswalze geneigt ist

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Entwickler zwischen den einander nächstliegenden Magnetpolen der Entwicklungswalzen nicht stationär bleibt sondern in eine Wirbelbewegung versetzt wird, deren Richtung entgegengesetzt dtr Drehrichtung der Hülsen dieser beiden benachbarten Entvvicklungswalzen ist Werden die Hülsen jeweils ims Uhrzeigersinn gedreht, dann verläuft die Wirbelbewegung im Gegenuhrzeigersinn. Auf diese Weise wird durch die Wirbelbewegungsstelle

von der Hülse ein zugeführ ter Entwickler kontinuierlich aufgenommen und an die andere Hülse abgegeben. Gleichzeitig erfolgt auch noch wesentlich enger benachbart zur Trommel ein Übergang von Entwickler von der einen Magnetwalze zur anderen Magnetwalze. Auf diese Weise wird der Enlwicklerfluß von der einen Magnetwalze zur anderen Magnetwalze in zwei Entwicklerströme! unterteilt, von denen der eine Emwickierstrom einem relativ kurzen Strömungsweg, wie er vorstehend zuletzt erwähnt worden ist. folgt, während der andere Eniwicklerstrom über die Wirbelsteile verläuft Beide Entwicklerströme vereinigen sich kurz vor dem Entwicklungsspalt an der anderen Magnetwalze.

Da die Entwicklerteilchen in den beiden F niwicklerströmen unterschiedliche Wege durchlaufen und von der Stelle, an der sich die beiden Entwickierströme wieder vereinigen, eine unterschiedliche Zeitdauer benötigen, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine gleichförmige Mischung der Entwicklerteilchen. nämlich des Toners und der Trägerteilchen. Im Gegensatz zu der Anordnung nach der DE-OS 24 24 854 erhält man eine ausgezeichnete gleichförmige und dichte sowie nicht rauhe Magnetbürste im Entwicklungsspalt der den Entwickler aufnehmenden Magnetwalze, wodurch Kopien von hoher Qualität erzeugt werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung sei nachfolgend in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert; es zeigt

F ι g. i eine Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er^rmdung;

Fig.2 einen Hauptteil der in Fig. 1 gezeigten Entwicklungseinrichtung in einer demgegenüber vergrößerten, teilweisen Schnittansicht; und

F ι g. 3 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung von Magnetpolen in einer bisher bekannten Entwicklungseinrichtung.

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, die eine Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, worin Entwickler 2. der aus einem magnetischen Träger und Toner besteht, in einem Entwicklerbehälter 3 enthalten ist. Über dem EntwicUerbehälter 3 sind Entwicklungswal/en 4 und 5 vorgesehen, weiche jeweils Entwicklungsbereiche Z und Z₂ zusammenwirkend mit einer lichtempfindlichen Trommel 1 als Bildträgerteil bilden, die ihrerseits gegenüber den beiden Entwicklungswalzen 4 und 5 angeordnet und in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung drehbar ist Die Entwicklungswalze 4 wird von einer drehbaren zylindrischen I lülse 41 gebildet, die aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet, und von einem Permanentmagnetteil das stationär innerhalb der Hülse 41 vorgesehen ist Das Permanentmagnetteil 42 besteht aus einem Schaft der koaxial zur Hülse 41 angeordnet ist, und einem zylindrischen Permanentmagneten 44, der fest auf und um den Schaft 43 angebracht ist sowie eine Mehrzahl von auf der Oberfläche verteilten Magnetpolen hat In entsprechender Weise wird die Entwicklungswalze 5 von einer drehbaren zylindrischen Hülse 51 und einem Permanentmagnetteil SZ gebildet, das stationär innerhalb der Hülse 51 vorgesehen ist Das Permanentmagnetteil 52 seinerseits besteht aus einem Schaft der koaxial innerhalb der Hülse 51 angeordnet ist, und einem zylindrischen Permanentmagneten 54. der fest auf dem Schaft 53 angebracht ist und eine Mehrzahl von auf der Oberfläche verteilten Magnetpolen hat In beiden Entwicklungswalzen 4 und 5 sind die Hülsen 41 und 51 um die jeweiligen Permanentmagnetteile 42 und 52 in der durch die Pfeile B angedeuteten Richtung drehbar.

Unter den Entwicklungswalzen 4 und 5 ist eine Föiderwalze 6 vorgesehen, welche dazu dient, den Entwickler 2 vom Bodenteil bzw. -bereich des ίο Entwicklungsbehälters 3 zu der Entwicklungswalze 4 zu fördern. Die Förderwalze 6 ist von einer drehbaren Hülse 61 gebildet die aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist und von einem Permanentmagnetteil €Z das stationär innerhalb der drehbaren Hülse ii 61 angebracht ist. Das Permanentmagnetteil 62 ist seinerseits aus einem Schaft 63. der koaxial innerhalb der Hülse 61 vorgesehen ist und einem zylindrischen Permanentmagneten 64, der fest auf dem Schaft 63 angebracht ist und eine Mehrzahl von Magnetpolen hat die auf der Oberfläche ausgebildet sind, zusammengesetzt

Stromaufwärts von dtm Entwicklungsbereich Z, und auf dem Entwicklungsbehälter 3 montiert ist ein Abstreifmesserteif 7 vorgesehen, das dazu dient, die 2> Schichtdicke des zum Entwicklungsbereich Z, geförderten Entwicklers 2 zu begrenzen. Andererseits ist ein Abstreicht esserteil 9 stromabwärts vom Entwicklungsbereicb Z₂ vorgesehen, und -"f?* so, daß die freie Kante desselben in dichter Nähe der Entwicklungswalze 5 jo angeordnet ist so da3 sie den Entwickler 2 nach der Entwicklung in den Entwicklerbehälter 3 hinein abstreicht bzw. -schabt Das Abstreichmesserteil 9 hat ein unteres Ende, das auf einem Träger 8 gehaltert ist der seinerseits auf der Innenseite des Entwicklerbehälters 3 montiert ist Ein Paar Schnecken 16 und 17 ist unterhalb des Abstreichmesserteils 9 in einer solchen Anordnung vorgesehen, daß Toner 25. der von einem Tonererfeänzungsbehälter 18 zugeführt wird, welcher oberhalb des Entwicklungsbehälters 3 vorgesehen ist mit dem Entwickler 2, der mittels des Abstreichmesserteils 9 abgeschabt worden ist durch die Wirkung der sich drehenden Schnecken 16 und 17 vermischt und verrührt sowie nachfolgend zu der Förderwalze 6 zugeführt wird, und zwar erfolgt letzte/es durch einen « Spaltdurchgang, der zwischen einer Zwischenwand 10 und dem Boden des Entwicklerbehälters 3 ausgebildet

ist

Der Tonerergänzungsbehälter 18 weist eine Tonerergänzungswalze 20 auf, die im offenen Bode" des

so Behältergehäuses 19 angeordnet ist das seinerseits mit einer verschwenkbar angebrachten Abdeckungsplatte 24 versehen ist Die Tonerergänzungswalze 20 besteht aus einem elastischen Teil 22, das aus einem porösen Material, wie beispielsweise Schwamm oder dergl.

ausgebildet und fest um eine Welle 21 herum befestigt ist Ein Plattenteil 23, das ein gebogenes unteres Ende hat ist fest auf der Innenseite des den Toner enthaltenden Tonerergänzungsbehälters 18 in einer solchen Position montiert, daß das freie Ende des

gebogenen Endteils des Plattenteils 23 leicht gegen die Oberfläche der Tonerergänzungswalze 20 drückt so daß der Toner 25 aus dem Tonerergänzungsbehälter unter der Wirkung der Drehung der Tonerergänzungswalze 20 entladen bzw. abgegeben wird.

In einem Zwischenteil bzw. einem mittleren Teil des Abstreichermesserteils 9 ist ein Schacht 11 vorgesehen, in dem ein Tonerkonzentrationssensor 12 angeordnet ist Bei dieser Anordnung fällt ein Teil des Entwicklers 3,

der auf das Abstreichmesserteil 9 gelangt, in und durch den Schacht 11, wodurch der Gehalt an Toner, der in dem herabfallenden Entwickler 2 enthalten ist, mittels des Tonerkonzentrationssensors 12 gemessen werden kann. Auf der Basis des Ergebnisses der Messung bzw. in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung kann die Drehzahl der tonerergänzungswalze 20 gesteuert werden ~£> daß dadurch die Konzentration des Toners

,reguliert wird. In diesem Zusammenhang sei darauf.

- hingewiesen, daß der Schacht 11 in einer im wesentlichen mittigen Position in der Längsrichtung der Entwicklungseinrichtung in einer Breite von z. B. in der Ctrößenördnung von 50 mm angeordnet sein kann. Weiter ist im Hinblick darauf, daß die Dichte des Entwicklers, der durch den Schacht 11 fällt, konstant gehalten werden soll, unterhalb des Schachts 11 eine Magnetwalze 13 angeordnet die von einem zylindrischen Permanentmagneten 15, der auf einer Welle 14 fest angebracht ist und sechs Magnetpole in einer symmetrischen regelmäßigen Anordnung hat, gebildet ist. Der auf die Oberfläche der Magnetwalze 13 angezogene Entwickler wird durch die Drehung derselben in der durch den daneben eingezeichneten Pfeil angedeuteten Richtung bewegt und mittels einer Regulierplatte 26 abgeschabt Die Länge der Magnetwalze 13 kann so gewählt sein, daß sie im wesentlichen gleich der Breite des Schachts 11 ist

In den meisten bisher bekannten Entwicklungseinrichtungen des oben beschriebenen Aufbaus ist eine Anordnung von Magnetpolen vorgesehen, wie sie in Fig.J gezeigt ist wobei die Entwicklung in der nachstehend beschriebenen Weise ausgeführt wird. Der Entwickler 3. der auf der Umfangsoberfläche der Hülse 41 der Entwicklungswalze 4 ab- bzw. angelagert ist wird durch die Drehung der Hülse 41 in der durch den Pfeil B angedeuteten Richtung unter der Förderwirkung derMagnetpoIe Si₃, Mz und Sn zum Entwicklungsbe^ reich Z\ gefördert nachdem seine Dicke mittels des Abstreifmesserteils 7 reguliert bzw. eingestellt worden ist In dem Entwicklungsbereich Z\ wird unter der Wirkung des der Entwicklung dienender Magnetpols Nn eine Magnetbürste ausgebildet Unter diesen Verhältnissen wird die zylindrische Oberfläche der Trommel 1 mittels der Magnetbürste innig bestrichen, was zur Folge hat daß ein Anhaften der in dem Entwickler 2 enthaltenen Tonerteilchen an der Trommeloberfläche in einem Muster bewirkt wird, welches dem Muster eines elektrostatischen Latentbilds entspricht das auf der Trommeloberfläche erzeugt worden ist so daß dadurch das Latentbild entwickelt wird. Da die Trommel 1 in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung gedreht wird, erfolgt ein erster Entwicklungsprozeß durch die Wirkung der Entwicklungswalze 5. Genauer gesagt wird die erste Entwicklung mittels der Magnetbürste ausgeführt die auf dem anderen der Entwicklung dienenden Magnetpol S21 ausgebildet ist während eine zweite Entwicklung mittels der Entwicklungswalze 4 ausgeführt, wird Es wird bewirkt daß der Entwickler 2, der durch den Entwicklungsbereich Z\ hindurchgegangen ist, einem bogenförmigen Weg in der Form einer Laminarströmung folgt, wie in Fig.3 angedeutet ist, und zwar unter der Wirkung der magnetischen Kopplung des Obertragungs- bzw.. Übergangsteil, d h. unter den Wirkungen der Magnetfelder, die mittels des Obertragungs- bzw. Übergangsteils erzeugt werden, der hauptsächlich durch die Magnetpole Su, Nn, Sn, Nn und Sn gebildet wird und dieser Entwickler wird auf die Entwicklungswalze 5 übertragen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die Magnetkraft des aufnehmenden Magnetpols Nn dadurch erhöht wird, daß zusätzlich ein hilfsweiser Magnetpols Sn vorgesehen ist, keine Maßnahme hinsichtlich das Magnetfelds des Übertragungs- bzw. Abgabeteils getroffen ist. Infolgedessen können sich viele Schwierigkeiten ergeben, wie sie nachstehend angegeben sind. An erster Stelle wird der Entwickler aufgrund der komplizierten Beziehung der Magnetkräfte zwischen den gegenüber vorgesehenen, der Übertragung bzw dem Übergang dienenden Magnetpolen Sn und N22 stationär bzw. klumpig, wie bei 2" angedeutet Die auf dem Magnetpol 521 ausgebildete Magnetbürste wird entsprechend gerauht bzw. rauh.

Darüber hinaus hat der Entwickler 2 die Tendenz, im Übertragungs- bzw. Übergangs'eil zu spritzen.

Durch viele experimentelle Untersuchungen wurde festgestellt daß das Vorsehen einer solchen Magnetpolanordnung biv/. einer solchen regelmäßigen Anordnung von Magnetpolen, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist, zufriedenstellende Ergebnisse erbringt Es sei nun auf F i g. 2 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist daß der der Übertragung dienende Magnetpol Sn der Entwicklungswalze 4, welcher dem Magnetpol Λ/22 der anderen Entwicklungswalze 5 am nächsten gegenüberliegt nach aufwärts nach der Seite stromaufwärts von dem Magnetpol Λ/22 versetzt ist und zwar gesehen in der Drehrichtung der Hülse 41. so daß der der Übertragung bzw. Abgabe dienende Magnetpol Si 1 etwas nahe bzw.

ein wenig näher an dem Magnetpol /Vi 1 angeordnet ist, wodurch die magnetische Kopplung in einer entsprechend geneigten Richtung zwischen dem Magnetpol Sn und dem Magnetpol Nn erzeugt wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung der Magnetpole wird erreicht daß der Entwickler daran gehindert wird, zwischen dem Magnetpol Sn und dem Magnetpol Nn stationär zu werden, wie das bei 2" in Fig.3 angedeutet ist und daß dem Entwickler eine wirbelartige Bewegung verliehen wird, deren Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung der Hülse 41 ist und die in F i g. 2 bei 2' angedeutet ist Infolgedessen wird der Fluß des Entwicklers 2, der von der Entwicklungswalze 4 zur Entwicklungswalze 5 übertragen wird, in zwei Ströme unterteilt nachdem er über den Magnetpol Nn hinweggegangen ist Und zwar folgt der erste der Entwicklerströme einem kurzen Strömungsweg, der oberhalb des Entwicklers 2', welcher der in der vorstehend erwähnten Weise in eine Wirbelbewegung versetzt wird, verläuft so daß dieser erste Entwicklerstrom dadurch zur Entwicklungswalze 5 übertragen bzw. transportiert wird, während der andere oder zweite Entwicklerstrom die Wirbelbewegung bei 2' durchläuft und dann auf die Entwicklungswalze 5 übertragen wird Schließlich treffen sich die beiden Entwicklerströme in einem Bereich vor dem Magnetpol S21, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist Auf diese Weise ist die zum Übertragen des Entwicklers 2 auf die Entwicklungswalze 5 erforderliche Zeit beim ersten EntwickJerstrom eine andere als beim zweiten Entwicklerstrom, und dieser Unterschied der genannten erforderlichen Zeiten ist sehr vorteilhaft zum Erzielen einer gleicbför-

. migen Mischung des Toners und der Trägerteilchen. Im Vergleich mit der Anordnung, in der nur ein einziger Strömungsweg des Entwicklers erzeugt wird wie das bei der in Fig.3 gezeigten Anordnung der Fall ist ist der erste Entwicklerstrom, welcher dem kurzen Strömungsweg folgt, eine stabile laminare Strömung, die kaum ein Verspritzen erfährt bzw. kaum spntzt.

Weiter ist die von der Entwicklungswalze 5 ausgebildete Magnetbürste so gleichförmig und dicht wie die von der Entwicklungswalze 4 ausgebildete Magnetbürste.

Es ist anzunehmen, daß die Erzeugung der wirbelartigen Bewegung des Entwicklers, wie sie bei 2' in der in Fi g.2 gezeigten Magnetpolanordnung angedeutet ist, durch die Tatsache erklärt v/erden kann, daß der Stromlinienverlauf des magnetischen Flusses in dem Übertragungs·! bzw! Übergangsteil zwischen, den Entwicklungswalzen 4 und 5. die einander gegenüberliegend vorgesehen sind, nicht symmetrisch bezüglich des kürzesten Abstands zwischen diesen Walzen 4 und 5. sondern vielmehr relativ zur Achse des kürzesten Abstands oder Spalts geneigt ist. und daß der Abstand oder Spalt zwischen dem Übertragenden bzw. abgebenden Magnetpol Sn der Entwicklungswalze 4 und dem empfangenden bzw. aufnehmenden Magnetpol Nj? der Entwicklungswalze 5 nach aufwärts vergrößert oder sich erweiternd bzw. ausbauchend ist. so daß die gegenseitige magnetische Interferenz zwischen diesen Magnetpolen Sm und N& geschwächt ist. In dem Fall der bisher bekannten Magnetpolanordnung, die in F i g. 3 gezeigt ist wird eine große Menge an Entwickler zum Übertragungs- bzw. Übergangsteil zugeführt, wodurch ein Schlupf zwischen der Masse des Entwicklers und den Hülsen auftritt, der zu dem stationären Zustand des Entwicklers, wie er bei 2" in F i g. 3 angedeutet ist, Anlaß gibt Im Gegensatz hierzu wirkt in dem Fall der Magneipolanordnun^ gemäß der Fig.2 ein Drehmoment das aufgrund der Reibung zwischen dem Entwickler und den Hülsen unter dem Einfluß des geneigten Magnetfelds erzeugt wird, effektiv dahingehend auf den sich zwischen den Hülsen befindenden Entwickler, daß dadurch der Entwickler in der Richtung, in der er auf die Entwicklungswalze 5 übertragen werden soll, bewegt wird. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das oben erwähnte Drehmoment dann, wenn der Magnetpol Sn der übertragenden bzw. abgebenden Entwicklungswalze 4 seitlich stromabwärts von dem zugehörigen aufnehmenden Magnetpol Λ/22 der Entwicklungswege 5 angeordnet ist d. h. in einer Position, in der er von dem Magnetpol Nr, entfernt bzw. weiter entfernt ist so daß das Magnetfeld in der Richtung geneigt ist die entgegengese'zt zu derjenigen des Magnetfelds ist, welches in der i.i F i g. 2 gezeigten Magnetpolanordnung erzeugt wird, überhaupt kein Phänomen erzeugt bzw. überhaupt nicht auftritt was dazu führt, daß der Entwickler im Übertragungsteii stationär wird, wobei die auf der Entwicklungswalze 5 ausgebildete Magnetbürste rauh wird, wie das in der Fig.3 gezeigten Magnetpolanordnung der Fall is*. Weiter v/urde beobachtet daß bei der Anordnung, in welcher der den Entwickler aufnehmende Magnetpol N₂₂ der Entwicklungswalze 5 auf der stromabwärtigen Seite von dem den Entwickler übertragenden bzw. abgebenden Magnetpol Sn angeordnet ist d. h. in einer Position iij der Nähe des Entwicklungsmagnetpols bzw. näher am Entwicklungsmagnetpol, die Magnetbürste rauh wird.

Durch Untersuchungen wurde weiterhin gefunden, daß die Magnetbürste in der in Fig.2 gezeigten Magnetpolanordnung in einer zufriedenstellenderen Weise ausgebildet werden kann, indem die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 51 der den Entwickler aufnehmenden bzw. empfangenden Entwicklungswalze 5 bis zu etwa der zweifachen Höhe der Umfangsgeschwindigkeit der Hülse 'der auf der Übertragungs- bzw. Abgabeseite angeordneten Entwicklungswalze 4 erhöht wird.

Im Falle der in F i g. 2 gezeigten Entwicklungseinrichtung wird der Entwickler nach der Entwicklung primär unter der Wirkung der Schwerkraft mittels des Abstreichmesserteils von der Hülse 51 abgestrichen bzw. -geschabt

Beispiel

In der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 wurde jede der Hülsen 41 und 5ΐ mittel^ eines Zylinders aus rostfreiem Stahl ausgebildet der einen Außendurchmesser von 40 mm hatte. Der Spalt zwischen den Hülsen 4t Und 51 an der engsten Stelle wurde so ausgewählt daß er 6 mm betrug. Jeder der Permanentmagneten 44 und 54 wurde von einem Bariumferritmagneten gebildet der einen Außendurchmesser von 36 mm hatte. Die Stärke des Magnetpols Nu (der Werte wurde auf der Hülse gemessen-, das gleiche gilt für die Stärken der unter· erwähnten Magnetpole) wurde so gewählt daß sie 0,09 Tesla betrug. Die Stärke des Magnetpols Sn war 0,065 Tesla. Der zwischen den Magnetpolen Nu und S12 gebildete bzw eingeschlossene Winkel betrug 60". In der Entwicklungswalze 5 hatte die Stärke des Magnetpols S21 dei. Wert von 0.085 Tesla, während die Stärke des Magnetpols Nn den Wert von 0,065 Tesla hatte, der zwischen den Magnetpolen 3zi und N22 gebildete bzw. eingeschlossene Winkel wurde so gewählt daß er 90° betrug. Die Hülsen 41 und 5t wurden mit einer Geschwindigkeit von 200 Umdrehun-

M gen/Minute gedreht Der Abstreifspalt d(siehe Fig. 1) wurde auf 4 mm eingestellt wobei beide Entwicklungsspalten Oi und D₂ ebenfalls auf 4 mm eingestellt wurden. Die Tonerkonzentration des Entwicklers wurde so gesteuert daß sie 4Vr betrug. Unter diesen Bedingungen

J5 wurde die Entwicklung ausgeführt

Es wurde beobachtet daß ein Wirbel des Entwicklers, der sich mit einer hohen Geschwindigkeit drehte, an der Übertragungs- Lzw. Übergangsstelle 2' erzeugt wurde, was zur Folge hatte, daß etwa ein Drittel des Entwicklers 2. der von der Hülse 41 übertragen bzw. abgegeben wurde, in den Wirbel strömte, während dec übrige Teil (etwa zwei Drittel) des Entwicklers 2 längs des gekrümmten Wegs übertragen wurde, der sich oberhalb des Wirbels berindet wodurch die Übertragung des Entwicklers in einer stabilisierten Weise bewirkt wurde, und es wurden im wesentlichen identische Magnetbürsten von verbesserter Qualität auf beiden Entwicklungswaizen 4 und 5 ausgebildet In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die lichtempfindliche Trommel 1, die aus Selen hergestellt war und einen Durchmesser yon 120 mm hatte, mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 500 mm/sec gedreht wurde, und daß 50 000 Blätter Kopien aufeinanderfolgend erzeugt wurden. Die Bilder wurden mit einer Kopierdichte reproduziert die höher als 1,2 war, sowie mit einer Auflösung von 83 Linien pro mm.

Wenn die Hülsest der Entwicklungswalze5 mit einer Geschwindigkeit irn Bereich von 220 bis 260 Umdrehungen/Minute gedreht wurde, während die Drehgeschwindigkeit der Hülse 4t der Entwicklungswalze 4 auf dem oben erwähnten Wert festgehalten wurde, wurde eine Magnetbürste höherer Qualität auf der Entwicklungswalze 5 ausgebildet was es ermöglichte, Halbtonbildelemente sehr zufriedenstellend zu reproduzieren. Daneben sei erwähnt daß die Schleierdichte merklich vermindert werden konnte.

Der in diesem Beispiel verwendete Entwickler war eine Mischung aus Eisenpulver, das eine mittlere

Teilchengröße von 100 μπι hatte, und aus Toner, der eine mittlere Teilchengröße von 15 μπα hätte.

In der vorstehenden Beschreibung ist davon ausgegangen worden, daß die Anzahl der verwendeten Entwicklungswegen zwei beträgt Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anzahl beschränkt, sJndern sie kann auch bei einer Entwicklungseinrichtung angewandt werden; in der drei oder mehr Entwicklungswalzen verwendet werden. Weiter ist die Anzahl der Mangetpole eine wahlfreie Angelegenheit, und diese Anzahl kenn unter Berücksichtigung der Abmessung und der Position der Entwicklungswalze wie auch der Entwicklungsbedingungen bestimmt werden. Weiterhin ist die Form des Permanentrnagneten nicht auf eine zylindrische Form beschränkt, sondern der Permanent-

magnet ksnn im Querschnitt auch die Form eineo Blocks, insbesondere eines Quadrats oder Vierecks, oder eines Sektors bzw. Abschnitts haben. Schließlich ist der Entwickler nicht auf einen solchen aus der Reihe der Zwfiikomponentenentwickler beschränkt Es kann in gleicher Weise auch ein magnetischer T^ner aus der Einkomponentenreihe angewandt werden.

Wie ersichtlich ist, wird mit der Erfindung eine Entwicklungseinrichtung vorgeschlagen, in der di?

ίο. Übertragung bzw. der Transport des Entwicklungsmittels oder des Entv/icklers zwischel, benachbarten iviagnetwalzen in einer wünschenswerten Weise stattfinden kann und durch die eine Reproduktion von Bildern hoher Qualität bzw. eine hochqüalitative Bildreproduktion sichergestellt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entwicklungseinrichtung, umfassend ein Bildträgerteil, auf dessen Oberfläche eine elektrostatisches Latentbild erzeugbar ist, eine Mehrzahl von Entwickhingswalzen, die gegenüber dem Bildträgerteil vorgesehen sind, wobei Entwicklungsspalte zwischen denselben und dem Bildträgerteil gebildet sind; wobei jede der Entwicklungswalzen aus einer drehbaren zylindrischen Hülse, die aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, und einem Permanentmagnetteil zusammengesetzt ist, das stationär innerhalb der Hülse vorgesehen ist und in dessen Umfangsoberfläche eine Mehrzahl von Magnetpolen ausgebildet ist; wobei ferner wenigstens einer dieser Magnetpole von jedem der Permanentmagnetteiie gegenüber dein zugehörigen einen der Entwicklungsspalte angeordnet ist, so daß in den Entwicklungsir^al^ten Magnetbürsten auf den Obe^rflächen der Hülsen ausgebildet werden, wenn l
magnetischer Entwickler bei Drehung der Hülsen in der gleichen Richtung zwischen den benachbarten Hülsen übertragen wird, und wobei das Bildträgerteil mittels der Magnetbürsten reibend bestrichen wird; wobei ferner jede der benachbarten Entwicklungswalzen Magnetpole von bezüglich ihrem dem Entwicklungsspalt gegenüberliegenden Magnetpol entgegengesetzter Polarität hat und diejenigen Magnetpole der benachbarten Entwicklungswalzen, die einander gegenüberliegen und einander am nächsten sind, entgegengesetzt zueinander polarisiert sind; einen EntwicUerbeh^'.er zum Zuführen des magnetischen Entwickler?- ? ι den Entwicklungswalzen; ein Abstreifmesserteil jüin Steuern der Menge des zu den Eptwicklunggsspalten zugeführten magnetischen Entwicklers; und ein Abstreichmesserteil zum Abstreichen bzw. -schaben des magnetischen Entwicklers, nachdem dieser durch die Entwicklungsspalte hindurchgelaufen ist, d a durch gekennzeichnet, daß einer (TVh) der gegenüberliegend angeordneten Magnetpole (Su, N22) auf der den magnetischen Entwickler aufnehmenden Entwicklungswalze (5) in der zur Drehrichtung von deren Hülse (51) entgegengesetzten Richtung bezüglich einer Position, die der Stelle der engsten Annäherung der Entwicklungswalzen (4, 5) entspricht, versetzt ist, so daß eine magnetische Kopplung erzeugt wird, deren Richtung zur Verbindungslinie ehr Drehpunkte dei beiden Entwicklungswaizen (4, 5) entgegen der Drehrich'ung der Entwicklungswalze geneigt ist

2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Hui«» (si), die den magnetischen Entwickler empfängt bzw. zugeführt erhält, sj gewählt ist, daß ihr Wert bis zu zweimal so hoch wie die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse (41) ist. welche den magnetischen Entwickler (2) überträgt bzw. zuführt.