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Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine elektrofotografische Druckmaschine
und insbesondere eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, das
auf einem fotoleitfähigen Element in einer Druckmaschine aufgezeichnet ist.
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Im allgemeinen wird beim elektrofotografischen Drucken ein fotoleitfähiges
Elements auf ein im wesentlichen gleichmäßiges Potential aufgeladen, um
dessen Oberfläche zu sensibilisieren. Der aufgeladene Teil der fotoleitfähigen
Oberfläche wird mit einem Lichtbild eines Originaldokuments belichtet, das
gerade vervielfältigt wird. Dadurch wird ein dem Original entsprechendes
latentes elektrostatisches Bild auf dem fotoleitfähigen Element aufgezeichnet.
Anschließend wird das aufgezeichnete latente elektrostatische Bild entwickelt,
indem es mit einem Entwicklerwerkstoff in Kontakt gebracht wird. Dadurch wird
ein Tonerpulverbild auf dem fotoleitfähigen Element ausgebildet, das
nachfolgend auf ein Blatt Kopierpapier übertragen wird. Schließlich wird das
Pulverbild erwärmt, um es dauerhaft in Bildform auf dem Blatt Kopierpapier zu
fixieren.
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Ein geeigneter Entwicklerwerkstoff kann eine Zweikomponentenmischung aus
Trägerkörnchen sein, an denen triboelektrisch Tonerteilchen haften. Die
Tonerteilchen werden zum latenten elektrostatischen Bild hingezogen und bleiben
daran haften, um ein Pulverbild auf der fotoleitfähigen Oberfläche auszubilden.
Bekannt sind auch Einkomponenten-Entwickler: sie weisen ausschließlich
Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung auf (beispielsweise eine
triboelektrische Ladung), so daß sie zum latenten Bild auf der fotoleitfähigen
Oberfläche hingezogen werden und daran haften bleiben.
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Es gibt verschiedene bekannte Formen von Entwicklungssystemen zum
Befördern von Tonerteilchen zu einem latenten Bild auf einer fotoleitfähigen
Oberfläche. Eine davon umfaßt eine Magnetbürstenwalze, die Entwickler durch
magnetische Anziehung aus einem Vorratsbehälter aufnimmt und ihn in die
Nähe des latenten Bildes trägt. Bei einer Abwandlung der
Magnetbürstenvorrichtung bringt die Magnetbürstenwalze den Toner nicht direkt zur
fotoleitfähigen Oberfläche, sondern überträgt ihn zu einer Zuführungswalze, die diesen
dann in die Nähe des latenten Bildes befördert. Bei der spülungsfreien
Einkomponenten-Entwicklung wird eine Zuführungswalze mit einer Vielzahl zu
ihr beabstandeter Elektrodendrähte in der Entwicklungszone verwendet. An die
Drähte wird eine Wechselspannung angelegt, um eine Tonerwolke in der
Entwicklungszone auszubilden, und die durch das latente Bild erzeugten
elektrostatischen Felder ziehen zur Entwicklung des latenten Bildes Toner aus
der Wolke an. Bei einer Einkomponenten-Entwicklung aufgrund von
Überspringen wird eine Wechselspannung an die Zuführungswalze angelegt,
wodurch der Toner von der Walze abgelöst und zur fotoleitfähigen Oberfläche
geschleudert wird. Der Toner wird durch die elektrostatischen Felder
angezogen, welche durch das latente Bild erzeugt wurden, und so wird das
latente Bild entwickelt.
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Ein Entwicklungssystem mit einer Magnetwalze und einer Zuführungswalze
wurde von Toshiba auf dem 2. Internationalen Kongreß über Neuerungen beim
nichtmechanischen Drucken vorgestellt, der vom 4.-8. November 1984 in
Washington D.C. stattfand, gefördert durch die Gesellschaft fotografischer
Wissenschaftler und Ingenieure. Dabei wurde an die Zuführungswalze und die
Magnetwalze eine elektrische Vorspannung angelegt, und die Magnetwalze
transportierte einen Zweikomponenten-Entwicklerwerkstoff zu einem durch die
zwei Walzen gebildeten Spalt, wo der Toner von der Magnetwalze zu der
Zuführungswalze hingezogen wurde. Die Zuführungswalze drehte sich synchron
zur fotoleitfähigen Trommel, wobei der dazwischenliegende Spalt etwa 0,20
Millimeter groß war. Durch den großen Spannungsunterschied zwischen der
Zuführungswalze und dem auf der fotoleitfähigen Trommel aufgezeichneten
latenten Bild sprang der Toner über den Spalt von der Zuführungswalze zum
latenten Bild, um dieses zu entwickeln.
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Das am 30. Dezember 1975 an Liebman erteilte Patent US-A-3,929,098
offenbart ebenfalls eine Vorrichtung, bei der eine Magnetbürstenwalze einen
Zweikomponenten-Entwickler zum Spalt zwischen der Magnet- und einer
Zuführungswalze transportiert. Anschließend werden die Tonerteilchen des
Entwicklers von der Magnetbürste zur Zuführungswalze übertragen, um ein
latentes Bild auf einem Fotorezeptor zu entwickeln. Dadurch wird der
Zuführungswalze in angemessener Menge Toner zugeführt, so daß das latente
Bild mit einer annehmbaren Dichte entwickelt wird.
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Unsere ebenfalls anhängige europäische Patentanmeldung Nr. 90 309 067.8,
veröffentlicht als EP-A-0 414455 am 2. Februar 1991, beschreibt gleichfalls
eine Vorrichtung, bei der eine Magnetwalze einen Zweikomponenten-Entwickler
zu einem Übertragungsbereich transportiert, in der Toner von der Magnetwalze
zu einer Zuführungswalze übertragen wird. Die Zuführungswalze befördert
Toner zu einem Bereich gegenüber von einer Oberfläche, auf der ein latentes
Bild aufgezeichnet ist. Mit einem Paar Elektrodendrähte, das in dem
Zwischenraum zwischen der Oberfläche und der Zuführungswalze angeordnet und
elektrisch vorgespannt ist, wird der Toner von der Zuführungswalze abgelöst
und eine Tonerwolke ausgebildet. Der von der Wolke getrennte Toner
entwickelt das latente Bild.
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US-A-4,876,575 beschreibt eine Vorrichtung, bei der Elektrodendrähte zwischen
einer elektrisch vorgespannten Zuführungswalze und einer fotoleitfähigen
Oberfläche angeordnet sind.
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Weitere Offenbarungen von Vorrichtungen mit zwei oder mehr Walzen zum
Bereitstellen von Toner zu einer fotoleitfähigen Oberfläche sind:
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US-A-4,083,326, erteilt an Kroll et al. am 11. April 1978, beschreibt eine
Entwicklungsvorrichtung, bei der zwei elektrisch Ieiffähige Bürsten zum
Übertragen eines Einkomponenten-Entwicklers aus einem Vorratsbehälter zu
einer einzigen Auftragungswalze verwendet werden, die den Entwickler zu
einem fotoleitfähigen Bildelement befördert.
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In US-A-4,266,868, erteilt an Bresina et al. am 12. Mai 1981, wird eine Entwick-
lungsvorrichtung beschrieben, bei der eine Magnetbürstenwalze einen
Einkomponenten-Entwickler direkt von einem Vorratsbehälter zu einer
fotoleitfähigen Oberfläche transportiert und desweiteren den Entwickler aus dem
Vorratsbehälter zu einer zweiten Magnetbürstenwalze überträgt.
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EP-A-0,166,544 beschreibt eine Entwicklungsvorrichtung, bei der zwei
elektrisch entgegengesetzt geladene Toner verschiedener Farbe mit Hilfe einer
Magnetwalze auf Entwicklerwalzen mit entgegengesetzter Vorspannung
aufgetragen werden.
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Andere Offenbarungen von Entwicklungsvorrichtungen nach dem bisherigen
Stand der Technik sind:
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US-A-3,893,418, erteilt an Liebman et al. am 8. Juli 1975, offenbart eine
Vorrichtung mit einer Zuführungswalze zum Transportieren von Toner von
einem Trichter zu einer xerografischen Trommel sowie einem Impulsgenerator
zum Anlegen eines elektrischen Impulses über den Spalt zwischen der
Zuführungswalze und der Trommel.
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Die an Weiler erteilten Patente US-A-3,998,1 85 und 4,114,261 offenbaren
Mikrofeld-Zuführungswalzen zum Befördern von Tonerteilchen zu einer
Entwicklungsstation. Die Zuführungswalzen bestehen aus einer Vielzahl von
Segmenten, die wechselweise entgegengesetzt geladen sind. Die Polarität der
Aufladung kehrt sich beim Drehen der Walzen um, so daß der Toner auf der
Oberfläche bewegt wird und sich so ohne weiteres auf das latente Bild
übertragen läßt.
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EP-A-334,581 offenbart eine Vorrichtung zum Entwickeln latenter
elektrostatischer Bilder mit einer ersten Entwicklervorrichtung (32), die zwei
beabstandete Magnetbürstenwalzen (36, 38) zum Entwickeln farbiger (roter)
Bildfiächen aufweist, sowie einer zweiten Entwicklervorrichtung (34), bei der
eine Zuführungsanordnung (42) einen Einkomponenten-Entwickler (schwarz) zu
einer Entwicklungszone transportiert, in der Elektrodendrähte (48) eine
Tonerwolke ausbilden, wobei Teilchen aus der Wolke zur Bildentwicklung von der
Oberfläche des Fotoleiters angezogen werden.
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Scheinbar bieten Einkomponenten-Entwicklungssysteme Vorteile im Hinblick auf
niedrige Kosten und einen einfachen Aufbau, allerdings kann das Erreichen
einer hohen Zuverlässigkeit ein Problem darstellen. Demgegenüber sind
Zweikomponenten-Entwicklungssysteme in vielen verschiedenen Arten von
Druckmaschinen eingesetzt worden und haben sich gut bewährt, jedoch neigen sie
dazu, komplizierter zu sein und mehr Platz zu erfordern.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entwicklungsvorrichtung
zu schaffen, mit der qualitativ bessere Bilder bei einem hohen
Zuverlässigkeitsgrad erreicht werden können, allerdings ohne einen wesentlichen Anstieg des
Platzbedarfs und der Kosten der Vorrichtung.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer
beweglichen fotoleitfähigen Oberfläche aufgezeichneten latenten Bildes
geschaffen, die umfaßt: einen Vorratsbehälter zum Speichern einer
Zuführungsmenge an elektrisch leitfähigem Entwicklerwerkstoff, der zumindest
Trägerkörnchen und Tonerteilchen aufweist; eine Magnetbürstenwalze;
mindestens zwei Zuführungswalzen, wobei die Magnetbürstenwalze für den
Transport der Trägerkörnchen und der Tonerteilchen vom Vorratsbehälter
vorgesehen ist und die beiden Zuführungswalzen zum Aufnehmen der
Tonerteilchen von der Magnetbürstenwalze und zum Zuführen der Tonerteilchen zur
fotoleitfähigen Oberfläche in Bewegungsrichtung derselben voneinander
beabstandet angeordnet sind, wodurch das latente Bild darauf entwickelt wird;
mindestens ein Elektrodenelement zwischen jeder der Zuführungswalzen und
der fotoleitfähigen Oberfläche; sowie eine Einrichtung zum Anlegen einer
elektrischen Vorspannung an jedes Elektrodenelement, um Tonerteilchen von
jeder Zuführungswalze abzulösen und so eine Wolke aus Tonerteilchen in den
Bereichen zwischen jeder Zuführungswalze und der fotoleitfähigen Oberfläche
auszubilden.
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Beispielhaft wird nun eine Ausführungsform der Erfindung anhand der
beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
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Figur 1 eine schematische Vorderansicht einer elektrofotografischen
Druckmaschine ist, die die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung in sich
aufnimmt; und
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Figur 2 eine detaillierte schematische Vorderansicht der
Entwicklungsvorrichtung der Druckmaschine aus Figur 1 ist.
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In den Zeichnungen sind durchgehend die gleichen Bezugsziffern zur
Kennzeichnung identischer Elemente verwendet worden. Figur 1 stellt schematisch
die verschiedenen Bauteile einer elektrofotografischen Druckmaschine mit der
erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung dar. Aus der nachfolgenden
Erörterung wird deutlich werden, daß die Entwicklungsvorrichtung genauso gut
für den Einsatz bei den verschiedensten elektrostatografischen und bei iono
grafischen Druckmaschinen geeignet ist.
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Da die einzelnen Verarbeitungsstationen der Druckmaschine aus Figur 1
hinlänglich bekannt sind, werden sie schematisch dargestellt und ihre
Funktionsweise wird nur kurz beschrieben.
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In der Druckmaschine aus Figur 1 wird ein fotoleitfähiges Band 10 beliebiger
dafür geeigneter Art verwendet, das sich in Pfeilrichtung 12 bewegt, um
nachfolgende Abschnitte der fotoleitfähigen Oberfläche des Bandes über die
verschiedenen Stationen, die an dessen Bewegungsbahn angeordnet sind,
weiterzubewegen. Wie in der Darstellung wird das Band 10 zur
Vorwärtsbewegung in Pfeilrichtung 12 um Rollen 14 und 16, die frei drehend angebracht
sind, sowie um die Antriebsrolle 18 herum mitgeführt, die durch einen Motor 20
gedreht wird.
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Zu Beginn durchquert ein Abschnitt des Bandes 10 eine Aufladestation A. Dort
lädt eine Corona-Erzeugungseinrichtung, allgemein durch die Bezugsziffer 22
gekennzeichnet, einen Teil der fotoleitfähigen Oberfläche des Bandes 10 auf ein
relativ hohes, im wesentlichen gleichmäßiges Potential auf.
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Anschließend wird der aufgeladene Teil der fotoleitfähigen Oberfläche durch
eine Belichtungsstation B befördert. Dort wird ein Originaldokument 24 mit der
Vorderseite nach unten auf ein Vorlagenglas 26 gelegt. Lampen 28 werfen
blitzartig Licht auf das Dokument 24, und das refiektierte Licht wird durch die Linse
30 übertragen, welche ein Lichtabbild auf dem aufgeladenen Teil der
fotoleitfähigen Oberfläche bildet. Die Ladung auf der fotoleitfähigen Oberfläche wird
selektiv gestreut, wobei ein latentes elektrostatisches Bild auf der fotoleitfähigen
Oberfläche zurückbleibt, das dem Originaldokument 24 auf dem Vorlagenglas
26 entspricht. Anschließend transportiert das Band 10 das latente
elektrostatische Bild zur Entwicklungsstation C.
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An der Entwicklungsstation C befördert eine Entwicklungsvorrichtung, allgemein
mit 32 gekennzeichnet, Tonerteilchen zum Entwickeln des auf der
fotoleitfähigen Oberfläche aufgezeichneten latenten elektrostatischen Bildes. Die
Entwicklungsvorrichtung 32 wird nachfolgend anhand von Figur 2 genauer
beschrieben. Dabei werden Tonerteilchen von der Entwicklungsvorrichtung zum
latenten Bild auf dem Band übertragen, wobei ein Tonerpulverbild auf dem Band
entsteht, das zur Übertragungsstation D weitergeleitet wird.
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An der Übertragungsstation D wird ein Trägermaterial 38 mit dem
Tonerpulverbild in Kontakt gebracht. Das Trägermaterial 38 wird durch eine
Blatteinzugsvorrichtung, allgemein mit 40 gekennzeichnet, zur Übertragungsstation
befördert. Vorzugsweise umfaßt die Blatteinzugsvorrichtung 40 eine
Einzugsrolle 42, die das oberste Blatt aus einem Blattstapel 44 berührt. Die Einzugsrolle
42 dreht sich, so daß das oberste Blatt aus dem Stapel 44 in die Blattführung 46
befördert wird. Die Blattführung bringt das sich vorwärtsbewegende Blatt des
Trägermaterials 38 in zeitlich gesteuerter Abfolge mit der fotoleitfähigen
Oberfläche des Bandes 10 in Kontakt, so daß das darauf entwickelte Tonerpulverbild
an der Übertragungsstation das sich bewegende Blatt des Trägermaterials
berührt.
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Die Übertragungsstation D umfaßt eine Corona-Erzeugungsvorrichtung 48, die
Ionen auf die Rückseite des Blattes 38 sprüht. Dadurch wird das
Tonerpulverbild von der fotoleitfähigen Oberfläche zum Blatt 38 angezogen. Nach der
Übertragung bewegt sich das Blatt weiter in Pfeilrichtung 50 zu einer
Fördereinrichtung (nicht dargestellt), die das Blatt zur Fixierstation E befördert.
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Die Fixierstation E weist eine Fixieranordnung auf, allgemein mit 52
gekennzeichnet, die das übertragene Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Blatt
38 fixiert. Vorzugsweise umfaßt sie eine beheizte Fixierwalze 54 und eine
Gegenwalze 56. Das Blatt 38 läuft zwischen der Fixierwalze 54 und der
Gegenwalze 56 hindurch, wobei das Tonerpulverbild die Fixierwalze 54 berührt.
Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Blatt 38 fixiert.
Nach dem Fixieren lenkt die Blattführung 58 das sich weiterbewegende Blatt
zum Auffang 60, aus dem es dann durch den Bediener entnommen wird.
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Unabänderlicherweise verbleiben nach dem Trennen des Trägermaterials von
der fotoleitfähigen Oberfläche des Bandes 10 einige Resttonerteilchen daran
haften. Diese werden an der Reinigungsstation F von der fotoleitfähigen
Oberfläche entfernt. Die Reinigungsstation F umfaßt eine
Corona-Erzeugungsvorrichtung (nicht dargestellt) und eine drehbar angebrachte Gewebebürste 62,
die die fotoleitfähige Oberfläche des Bandes 10 berührt. Die Vorreinigungs-
Corona-Erzeugungsvorrichtung neutralisiert die Ladung, welche die Teilchen zur
fotoleitfähigen Oberfläche hinzieht. Diese Teilchen werden durch Drehen der sie
berührenden Bürste 62 von der fotoleitfähigen Oberfläche entfernt. Nach dem
Reinigen überflutet eine Entladelampe (nicht dargestellt) die fotoleitfähige
Oberfläche mit Licht, um jegliche Restladung vor deren Aufladung für den
nächsten Abbildungszyklus zu zerstreuen.
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In Figur 2 sind die Details der Entwicklungsvorrichtung 32 dargestellt. Sie
umfaßt einen Vorratsbehälter 64 mit Entwicklerwerkstoff 66 darin. Der
Entwickler 66 besteht aus zwei Komponenten, d.h. er umfaßt Trägerkörnchen
und Tonerteilchen. Der Vorratsbehälter weist Schneckenförderer auf, als 68
gekennzeichnet, die drehbar in der Vorratskammer angebracht sind. Sie dienen
dem Transport und dem Rühren des Werkstoffs im Vorratsbehälter und regen
die triboelektrischen Haftung der Tonerteilchen an den Trägerkörnchen an. Eine
Magnetbürstenwalze 70 transportiert Entwickler aus dem Vorratsbehälter zu den
Aufladespalten 72, 74 der beiden Zuführungswalzen 76, 78.
Magnetbürstenwalzen sind hinlänglich bekannt, so daß der Aufbau der Walze 70 nicht
detailliert beschrieben zu werden braucht. Sie umfaßt ein drehbares
rohrförmiges Gehäuse, in dem sich ein feststehender Magnetzylinder mit einer
Vielzahl von Magnetpolen befindet, die ringsherum auf dessen Oberfläche
eingedrückt sind. Die Trägerkörnchen des Entwicklerwerkstoffs sind magnetisch,
und beim Drehen des rohrförmigen Gehäuse der Walze 70 werden die
Körnchen (mit triboelektrisch an ihnen haftenden Tonerteilchen) zur Walze 70
hingezogen und zu den Aufladungsspalten 72, 74 der Zuführungswalzen
befördert. Ein Dosiermesser 80 entfernt überschüssigen Entwickler von der
Magnetbürstenwalze und stellt sicher, daß sie vor dem Erreichen des
Aufladespalts 72 der ersten Zuführungswalze 72 gleichmäßig mit Entwickler
bedeckt ist.
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An jedem Aufladespalt 72, 74 der Zuführungswalzen werden Tonerteilchen von
der Magnetbürstenwalze 70 zur entsprechenden Zuführungswalze 76, 78
übertragen. Jede Zuführungswalze transportiert den Toner zu einer
dazugehörigen Entwicklungszone 82, 84, durch die das fotoleitfähige Band 10
gelangt. Die Tonerübertragung von der Magnetbürstenwalze 70 zu den
Zuführungswalzen 76, 78 kann beispielsweise durch Anlegen einer geeigneten
elektrischen Gleichstrom-Vorspannung an die Magnetbürsten- und/oder die
Zuführungswalzen gefördert werden. Die Gleichstrom-Vorspannung (z. B. etwa
100 V an der Magnetwalze) stellt ein elektrostatisches Feld zwischen den
Zuführungswalzen und der Magnetbürstenwalze her, welches dazu führt, daß
Tonerteilchen von den Trägerkörnchen auf der Magnetwalze zur
Zuführungswalze hingezogen werden. Die Trägerkörnchen und jegliche Tonerteilchen, die
auf der Magnetbürstenwalze 70 verbleiben, werden beim Weiterdrehen der
Magnetbürstenwalze zum Vorratsbehälter zurückgeführt.
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Die relativen Tonermengen, die von der Magnetwalze 70 zu den
Zuführungswalzen 76, 78 übertragen werden, lassen sich z.B. einstellen durch: Anlegen
verschiedener Vorspannungen an die Zuführungswalzen; Einstellen des
Abstandes zwischen Magnet- und Zuführungswalzen; Einstellen der Stärke und
Form des Magnetfeldes an den Aufladespalten undloder Einstellen der
Geschwindigkeit der Zuführungswalzen.
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An jeder Entwicklungszone 82, 84 wird Toner von der jeweiligen
Zuführungswalze 76, 78 zum latenten Bild auf dem Band 10 zur Ausbildung eines
Tonerpulverbildes auf diesem übertragen. Es sind mehrere Verfahren bekannt, mit
denen eine angemessene Tonerübertragung von einer Zuführungswalze zu
einer fotoleitfähigen Oberfläche erreicht wird, die an den Entwicklungszonen 82,
84 angewendet werden können. In figur 2 sind die Entwicklungszonen 82, 84
mit der in der zuvor erwähnten europäischen Patentanmeldung Nr. 90 309 067.8
beschriebenen Form dargestellt, d.h. zwischen jeder Zuführungswalze 76, 78
und dem Band 10 sind Elektrodendrähte vorgesehen. Figur 2 zeigt für jede
Zuführungswalze 76, 78 ein dazugehöriges Paar Elektrodendrähte 86, 88, das
sich im wesentlichen parallel zur Längsachse der Zuführungswalze erstreckt.
Die Elektrodendrähte sind dünne Wolframdrähte (d.h. 50 bis 100 um
Durchmesser), die zur dazugehörigen Zuführungswalze dicht beabstandet sind. Der
Abstand zwischen jedem Draht und der dazugehörigen Zuführungswalze beträgt
in etwa 10-0 um (im typischen Fall ungefähr 25 um) bzw. die Dicke der
Tonerschicht auf der Zuführungswalze. Die Drähte sind durch die Dicke des Toners
auf den Zuführungswalzen zu letzteren selbstbeabstandet. Dazu werden die
äußeren Enden der Drähte durch die Oberseiten der Endlagerblöcke gestützt,
mit denen auch die Zuführungswalzen drehbar gelagert werden. Die Drahtenden
sind geringfügig unterhalb einer Tangente in bezug auf die Oberfläche (mit
Tonerschicht) der Zuführungswalzenanordnung angeordnet.
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Eine elektrische Wechselspannung wird mittels einer Wechselspannungsquelle
(nicht dargestellt) an die Elektrodendrähte angelegt. Dadurch entsteht ein
elektrostatisches Wechselspannungsfeld zwischen jedem Drahtpaar und der
dazugehörigen Zuführungswalze, welches zur Ablösung des Toners von der
Oberfläche der Zuführungswalze und zur Ausbildung einer Tonerwolke über den
Drähten führt, wobei die Wolke so hoch ist, daß sie im wesentlichen nicht das
Band 10 berührt. Die Wechselspannung ist hierbei relativ gering, z.B. in der
Größenordnung von 200 bis 500 Volt Spitzenspannung bei einer Frequenz von
etwa 3 bis 10 kHz. Eine an jede Zuführungswalze 76, 78 angelegte
Gleichspannung aus einer Gleichspannungsquelle (nicht dargestellt) erzeugt
elektrostatische Felder zwischen dem Band 10 und den Zuführungswalzen, durch die
die abgelösten Tonerteilchen aus den die Drähte umgebenden Wolken zum
latenten, auf der fotoleitfähigen Oberfläche des Bandes aufgezeichneten Bild
hingezogen werden. Bei einem Abstand zwischen 10 und 40 um zwischen den
Elektrodendrähten und den Zuführungswalzen erzeugt eine angelegte
Spannung von 200 bis 500 Volt ein relativ großes elektrostatisches Feld ohne
das Risiko eines Luftdurchschlags. Die Verwendung einer dielektrischen
Beschichtung entweder auf den Elektrodendrähten oder der Zuführungswalze
trägt dazu bei, einen Kurzschluß der angelegten Wechselspannung zu
verhindern.
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Nach dem Entwickeln kann der Toner durch dazugehörige Reinigungsmesser
(nicht dargestellt) von den Zuführungswalzen 76, 78 abgestreift werden, so daß
die Magnetwalze 70 frischen Toner zu sauberen Zuführungswalzen überträgt.
Beim Entwickeln aufeinanderfolgender latenter elektrostatischer Bilder werden
die Tonerteilchen im Entwicklerwerkstoff 66 aufgebraucht. Ein Tonerspender
(nicht dargestellt) speichert eine Zuführungsmenge an Tonerteilchen. Dabei ist
der Tonerspender mit dem Vorratsbehälter 64 verbunden, und bei Abnahme der
Konzentration an Tonerteilchen im Entwickler werden frische Tonerteilchen in
den Entwickler im Vorratsbehälter eingeleitet. Die Schneckenförderer 68 in der
Vorratskammer vermischen die frischen Tonerteilchen mit dem restlichen
Entwickler, so daß der entstehende Entwicklerwerkstoff im wesentlichen
gleichmäßig ist, wobei die Konzentration an Tonerteilchen optimiert wird. Somit
befindet sich eine im wesentlichen konstante Menge an Tonerteilchen mit einer
konstanten Ladung im Vorratsbehälter.
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Die Verwendung von mehr als einer Entwicklungszone, z.B. zwei Zonen, wie 82,
84 in Figur 2, ist für das zufriedenstellende Entwickeln eines latenten Bildes,
speziell bei höheren Prozeßgeschwindigkeiten, wünschenswert. Gegebenenfalls
können die Entwicklungszonen verschiedene Eigenschaften aufweisen, z.B.
durch Anlegen unterschiedlicher elektrischer Vorspannungen an die
Zuführungswalzen. Folglich können die Merkmale einer Zone zur Erlangung
einer optimalen Zeilenentwicklung ausgewählt werden, während die
Übertragungseigenschaften der anderen Zone im Hinblick auf eine optimale
Entwicklung der räumlichen Bereiche ausgewählt werden. Bei der Vorrichtung
aus Figur 2 wird der Vorteil der zwei Entwicklungsspalte mit dem bewährten
Vorteil verbunden, der sich aus der Magnetbürstentechnologie mit
Zweikomponenten-Entwickler ergibt, nämlich die hohe Volumenzuverlässigkeit.
Allerdings werden diese kombinierten Vorteile mit nur einer einzigen
Magnetbürstenwalze 70 erreicht, was zu einer beachtlichen Kostensenkung und
Platzersparnis im Vergleich zu der Vorrichtung führt, bei der für jede
Zuführungswalze eine dazugehörige Magnetbürstenwalze vorhanden ist.
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Bei Verwendung von mehr als zwei Zuführungswalzen kann es je nach der
Ausgestaltung des Systems auch möglich sein, daß eine einzige
Magnetbürstenwalze Toner für mehr als zwei Zuführungswalzen bereitstellt.
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Bei der Anordnung aus Figur 2 lassen sich die Zuführungswalzen 76, 78 und die
Magnetbürstenwalze 70 entweder "in" oder "entgegengesetzt zur"
Bewegungsrichtung des Bandes 10 drehen.
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Als Zweikomponenten-Entwickler 66 für die Vorrichtung aus Figur 2 kann jede
beliebige Art eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch ein elektrisch leitfähiger
Entwickler, da dieser die Möglichkeit eines Ladungsaufbaus im
Entwicklerwerkstoff auf der Magnetbürstenwalze ausschaltet, der wiederum die
Entwicklung an der zweiten Zuführungswalze beeinträchtigen könnte.
Beispielsweise können die Trägerkörnchen des Entwicklerwerkstoffs einen
ferromagnetischen Kern mit einer dünnen Magnetitschicht umfassen, die mit
einer nichtkontiniuerlichen Harzschicht überzogen ist. Die Tonerteilchen können
aus einem harzhaltigen Werkstoff hergestellt sein, z.B. einem Vinylpolymer,
vermischt mit einem Farbstoff, wie Chromogenschwarz. Der Entwicklerwerkstoff
kann zu etwa 95-99% aus Trägermaterial und zu 5-1 % der Gesamtmasse aus
Toner bestehen.
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Somit ist offensichtlich, daß erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Entwickeln
eines latenten Bildes geschaffen wurde, die die vorstehend angeführten Ziele
und Vorteile vollständig erfüllt. Wenngleich die Erfindung im Zusammenhang mit
einer spezifischen Ausführungsform beschrieben wurde, so ist allerdings klar,
daß sich für Fachleute auf dem Gebiet viele andere Varianten, Modifizierungen
und Abwandlungen ergeben. Dementsprechend sollen alle derartigen Varianten,
Modifizierungen und Abwandlungen mit einbezogen werden, die in den
Geltungsbereich der nachstehenden Ansprüche fallen.