EP0653077B1 - Developer station for an electro-photographic printer or copier - Google Patents
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- EP0653077B1 EP0653077B1 EP93917588A EP93917588A EP0653077B1 EP 0653077 B1 EP0653077 B1 EP 0653077B1 EP 93917588 A EP93917588 A EP 93917588A EP 93917588 A EP93917588 A EP 93917588A EP 0653077 B1 EP0653077 B1 EP 0653077B1
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- mixture
- toner
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/09—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
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- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
Definitions
- an optical character generator e.g. can be an LED character generator, generates a latent charge image and then this charge image is colored with toner particles in a developer station.
- the black and colored toner particles are electrostatically charged and continuously brought up to the photoconductor in a developer gap.
- the positively charged toner for example, is attracted to the exposed areas of the charge image, and the unexposed positively charged areas repel it.
- the toner particles adhere to the charge image, they are charged triboelectrically.
- This triboelectric charging takes place primarily in a triboelectric manner by friction of the particles against one another in the developer station.
- the quality of the later typeface essentially depends on this interplay of electrostatic and Van der Waal forces. Therefore, the development process including toner supply and control with the toner materials used as well as the design of the developer station are among the most complex structures in an electrophotographic printing or copying machine.
- the most frequently used developer mixture is a two-component mixture of toner and ferromagnetic carrier particles.
- the two components are mixed in the developer station and brought to the photoconductor in the developer nip via a developer roller designed as a magnetic roller.
- the mixing process causes a charging of the toner caused by frictional electricity (triboelectricity).
- the development process can be supported by an additional preload in the area of the developer gap.
- developer stations which have a developer chamber with developer rollers arranged therein, via which developer mixture is fed to a developer nip in a pressure toner concentration.
- the developer stations also contain a mixing chamber, in which excess developer is mixed with fresh toner, and a developer station sump with a mixing roller arranged therein, via which emaciated developer mixture and enriched developer mixture are mixed to form a developer mixture in pressure toner concentration.
- a problem is, among other things, the inadequate long-term stability of the toner mixture and the fluctuating triboelectricity due to the strongly fluctuating toner consumption during the coloring.
- electrophotographic printing equipment For example, with the help of a test toner mark on the photoconductor, the degree of coloration of the charge image is determined and fresh toner is fed to the developer station as a function of the toner consumption.
- fresh toner worsens the triboelectric charging of the developer mixture.
- Another problem is the strongly fluctuating toner consumption, for example when large image areas suddenly have to be colored. This can lead to a sudden depletion of the toner concentration in the developer station before the toner concentration is increased and stabilized again by adding fresh toner.
- the object of the invention is to design a developer station for an electrophotographic printing or copying machine in such a way that the toner concentration in the developer zone is as constant as possible regardless of the operating load and the toner consumption.
- the developer station according to the invention has two developer circuits.
- a circuit is used to take up fresh toner in the developer station or to mix fresh toner into the developer mixture contained in the developer station.
- a second circuit is used to actually color the charge images in the developer zone on the photoconductor.
- the circuits are not completely separate from one another, but there are in principle two areas of contact in which the circuits merge into one another or are mixed with one another.
- a vortex is generated below the mixing chamber receiving the fresh toner, in which developer mixture is swirled essentially with a pressure toner concentration with developer mixture which has an excess of toner.
- 1 area of the paddle roller is a mixture of emaciated developer mixture from the developer gap with developer mixture of pressure toner concentration.
- the developer station essentially has two developer circuits, the developer mixture is more strongly activated and, as a result, the triboelectric charging is faster and higher.
- a long-term constancy of the triboelectric charge results, among other things, from the compensation of a possibly higher toner consumption from the vortex, in which the carrier particles and toner particles are already partially triboelectrically activated and which only partly contains fresh, non-activated toner.
- an electrically conductive two-component developer mixture of toner particles with ferromagnetic carrier particles with a predetermined breakdown field strength value can advantageously be used. This makes it possible to apply an electric field in the developer gap, the field strength of which exceeds the breakthrough field strength value of the developer mixture, with the result that the developer becomes conductive. This improves the coloring of large areas. This process is described in US-A-4,076,857.
- a photoconductor drum 10 is arranged as the charge image carrier in a printing device, which is not shown in detail here and works according to the electrophotographic principle.
- a charge image is applied to this photoconductor drum 10 in a known manner by means of an exposure device which is controlled as a function of the character, and this charge image is then colored using the developer station shown.
- the coloring takes place according to the reverse development principle, in which the areas of the charge image discharged by exposure are colored with the aid of a developer mixture 11 consisting of toner particles and carrier particles.
- the toner images produced by coloring the charge image are transferred to a recording medium in the usual way.
- the developer station essentially consists of a developer chamber 12, which is arranged in the region of the photoconductor 10, as well as a mixing chamber 13 adjoining the developer chamber 12 and a developer station sump 14 formed below the developer chamber and the mixing chamber.
- the developer chamber 12 contains two magnet rollers 15/1 and 15 which are arranged next to one another in the usual way 15/2. They contain a permanent magnet core 16 and a rotatable roller 17 surrounding the permanent magnetic core.
- a developer mixed brush is formed which, according to the selected direction of rotation of the magnetic rollers, has a tip between the magnetic rollers 15/1 and 15/2 and the photoconductor drum 10 located developer gap 18 passes.
- the tips of the brushes touch the photoconductor drum 10 and thus transfer the toner particles onto the surface of the photoconductor 10 in accordance with the charge image applied there.
- the developer chamber 12 is closed off from the mixing chamber 13 by a shielding plate 19 made of ferromagnetic material.
- the shielding plate 19 is arranged at a distance from the magnetic rollers 15/1 and 15/2 forming a feed channel 20.
- the feed channel 20 opens opposite the developer station sump 14 in an access area 21 for the developer mixture, which is fed via the access area 21 to the magnetic rollers 15/1 and 15/2.
- a metering device which defines the width and the thickness of the developer mixture supplied to the developer gap in the form of a mixed carpet.
- the metering device contains lateral wipers 22 arranged on both sides of the magnetic roller 15/2, which, with their wiping lips, determine the width of the mixed carpet along the circumference of the magnetic roller 15/2 and a metering roller 23 made of translucent plastic with internal red light source 24 (LED Stripes).
- the metering roller has two functions:
- the distance between the metering roller 23 and the magnetic roller 15/2 defines a metering gap 25 which defines the thickness of the mixed carpet
- the red light source 24 discharges the parts of the photoconductor drum 10 which have not been colored with toner and thus facilitates the transfer printing of the toner images onto the recording medium.
- the developer mixture which has become leaner due to the development from the developer gap 18 is fed to the developer station sump 14 via an outlet region 26 of the developer chamber 12.
- a doctor blade 27 with a doctor blade which wipes off the developer mixture adhering to the magnetic roller 15/1 and a front mixing device 28 consisting of baffles which ensures transverse mixing of the developer mixture by inclined baffles.
- the mixing chamber 13 adjacent to the developer chamber 12 is delimited on the one hand by a housing wall 29 of the developer station and on the other hand by the shielding plate 19. It is coupled in its upper part to the developer chamber 12 via an overflow channel 30 and furthermore also has an inlet opening 31 for fresh toner in the upper part on. Compared to the metering roller 23, it is closed off by an elastic sealing lip 32.
- the mixing chamber contains a rear mixing device 33 in the form of transverse or inclined mixing plates 34 and guide plates 35 coupled to the mixing plates 34 for the developer mixture.
- the mixing device 33 of the mixing chamber mixes, via the overflow channel 30, developer mixture taken over from the developer chamber 12 in pressure toner concentration with fresh toner taken over via the feed opening 31 and feeds the resulting mixture to the developer station sump 14, with the Mixing chamber 13 to developer station sump 14, a mixture vortex 36 is formed, the function of which will be explained later.
- a paddle roller 37 is arranged within the developer station sump.
- This paddle roller 37 is driven by an electric motor and extends over the entire width of the developer station and essentially consists of two lateral web wheels 38 with plate-like blade elements 39 arranged thereon.
- the direction of inclination of the transport helix 40 serving as conveying elements is selected such that the developer mixture penetrating between the blade elements 39 and laterally via the land wheels 38 is transported to the center of the developer station, where it emerges again from the blade roller 37 between the blade elements 39.
- the developer mixture is mixed transversely in the area of the developer sump 14.
- the developer station creates two developer mixture circuits, namely a first developer circuit, which is used to absorb fresh toner into the developer mixture, and a second developer circuit, in which the actual development of the solution image takes place.
- this results in three developer mixtures, namely a first developer mixture, which is identified by chain lines, with pressure toner concentration, and a second developer mixture, characterized by a thin continuous line consisting of fresh toner and a third developer mixture, characterized by a thick line consisting of a slightly emaciated developer mixture.
- the majority of the developer mixture is located in the developer station sump 14, which consists of a trough-shaped shape of the housing. There it is mixed by the paddle roller 37.
- Sixteen paddle elements 39 (strips) of the paddle roller 37 transport it via the access area 21 into the feed channel 20 of the developer chamber 12. This takes up part of the developer mixture with the aid of the magnetic rollers 15/1 and 15/2, while the excess developer mixture onto the transport helix 40
- the bucket roller falls and is conveyed to the center of the developer station. Due to the rotary movement of the roller of the magnetic roller 15/1, the developer mixture is transported to the magnetic roller 15/2 and taken over by it.
- the rotor (roller) of the magnetic roller 15/2 conveys the developer mixture to the side wipers 22.
- the width of the mixture carpet is determined, which then flows into the developer gap (developer zone) 18.
- the thickness of the mixed carpet is determined via the metering roller (23).
- the developer mixture is pressed through the metering gap 25 and reaches the developer gap (18) (development zone) as a mixture carpet that is precisely defined in width and thickness, while the excess, separated developer mixture reaches the mixing device 33 via the shielding plate 19 and the guide plates 35.
- Fresh toner is fed through the overlying feed opening 31 via a corresponding conveying device as a function of the determined toner concentration in the developer mixture of the mixing chamber 13 and through the mixing device 33 mixed with their mixing plates 34 with the stripped excess developer mixture.
- the developer mixture mixed in this way reaches the area of the paddle roller 37; on the one hand, the mixing vortex 36 arises from the feed direction of the developer mixture from the mixing chamber into the developer sump and through the movement of the paddle roller 37.
- the shielding plate 19 is arranged as a separating element between the developer chamber 12 and the mixing chamber 13 so that the developer mixture stream can trickle freely in the mixing device 33.
- the field lines of the magnetic rollers 15/1 and 15/2 close via the ferromagnetic shielding plate 19 and thus no longer influence the developer behind it.
- developer mixture with a pressure toner concentration is removed from the mixture vortex 36 via the paddle roller 37 and fed to the magnetic rollers 15/1 and 15/2 as described.
- the developer mixture is stripped off via the doctor blade 37 and the developer mixture trickles into the front mixing device 28, where it is mixed transversely in order to compensate for possible uneven consumption of toner along the width of the developer station .
- a constant toner concentration in the developer gap 18 is achieved via the two developer mixing circuits and joints, both geometrically viewed over the width of the developer station and over time.
- the first developer mixture circuit which essentially serves to hold fresh toner, also serves for the additional triboelectric activation of the developer mixture. This results in a triboelectric charging of the developer mixture that is almost independent of toner consumption.
- the developer station above the metering roller in the exit region of the photoconductor drum 10 from the developer station contains a carrier catching roller 41 which has a permanent magnet with a rotating roller jacket.
- the carrier capture roller 41 may detach carrier particles adhering to the photoconductor drum 10 and throw them back into the developer station.
- the constant movement and mixing of the developer mixture creates toner dust inside the developer station.
- Protective devices are provided in the developer station so that it does not pollute the environment as it emerges. These essentially consist of the sealing lip 32, which seals off the fresh toner supply area against the photoconductor drum 10. Furthermore, there is a suction opening 42 in the upper area of the developer station, which sucks off the toner dust that has arisen in the upper area of the developer station with the aid of a suction device.
- a similar suction device is arranged in the area of the front mixing device 28. It sucks off the toner dust that arises in the area of the mixing device 28.
- two magnetic rollers are provided as developer rollers.
- a paddle roller is provided in the developer sump as a vortex-generating agent.
- the paddle roller can optionally be replaced by a magnetic roller or by other mechanical swirling and transport means, e.g. in the form of a pin roller or other rollers with a rough surface that transports the developer mixture.
- the photoconductor it is designed as a photoconductor drum in the exemplary embodiment.
- a photoconductor tape can also be used as the photoconductor.
- one-component developer mixture can also be used.
- the developer station is particularly suitable for the use of two-component developer mixture of high conductivity with a low resistance of about 10 8 to 10 9 ohms, has aas a predetermined breakdown field strength value.
- an electric field is applied in the developer gap 18 via a bias voltage, the field strength of which exceeds the breakthrough field strength value of the developer mixture. This phenomenon is described in detail in US-A-4,076,857.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
Bei elektrofotografischen Druck- oder Kopiergeräten wird im allgemeinen auf einem Fotoleiter mit Hilfe eines optischen Zeichengenerators, der z.B. ein LED-Zeichengenerator sein kann, ein latentes Ladungsbild erzeugt und dieses Ladungsbild dann in einer Entwicklerstation mit Tonerpartikeln eingefärbt. Die schwarzen und auch farbigen Tonerpartikel werden elektrostatisch aufgeladen und kontinuierlich in einem Entwicklerspalt an den Fotoleiter herangebracht. Der beispielsweise positiv geladene Toner wird von den belichteten Stellen des Ladungsbildes angezogen, die nicht belichteten positiv geladenen Flächen stoßen ihn ab.In electrophotographic printing or copying machines, an optical character generator, e.g. can be an LED character generator, generates a latent charge image and then this charge image is colored with toner particles in a developer station. The black and colored toner particles are electrostatically charged and continuously brought up to the photoconductor in a developer gap. The positively charged toner, for example, is attracted to the exposed areas of the charge image, and the unexposed positively charged areas repel it.
Bei Verwendung von "negativem Toner" wird die Fotoleiterschicht ebenfalls negativ geladen und mit den zu entwickelnden Schriftzeichen belichtet. Beide Anwendungen bezeichnet man als Umkehrentwicklung.If "negative toner" is used, the photoconductor layer is also negatively charged and exposed with the characters to be developed. Both applications are called reverse development.
Damit die Tonerpartikel am Ladungsbild haften, werden sie triboelektrisch aufgeladen. Diese triboelektrische Aufladung erfolgt in erster Linie auf triboelektrische Weise durch Reibung der Teilchen aneinander in der Entwicklerstation. Die Qualität des späteren Schriftbildes hängt im wesentlichen von diesem Wechselspiel der elektrostatischen und Van der Waal'schen Kräfte ab. Deshalb gehört der Entwicklungsprozeß inklusive Tonerzuführung und Regelung mit den verwendeten Tonermaterialien sowie der konstruktive Aufbau der Entwicklerstation zu den komplexesten Gebilden in einem elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerät.So that the toner particles adhere to the charge image, they are charged triboelectrically. This triboelectric charging takes place primarily in a triboelectric manner by friction of the particles against one another in the developer station. The quality of the later typeface essentially depends on this interplay of electrostatic and Van der Waal forces. Therefore, the development process including toner supply and control with the toner materials used as well as the design of the developer station are among the most complex structures in an electrophotographic printing or copying machine.
Am häufigsten eingesetzt wird als Entwicklergemisch ein Zweikomponentengemisch aus Toner und ferromagnetischen Trägerteilchen. Die beiden Komponenten werden in der Entwicklerstation durchmischt und über eine als Magnetwalze ausgebildete Entwicklerwalze im Entwicklerspalt an den Fotoleiter herangeführt. Der Mischvorgang bewirkt bei den speziellen Eigenschaften des Toners und des Trägermaterials eine durch Reibungselektrizität (Triboelektrizität) verursachte Aufladung des Toners. Durch eine zusätzlich angelegte Vorspannung im Bereich des Entwicklerspaltes kann der Entwicklungsvorgang unterstützt werden.The most frequently used developer mixture is a two-component mixture of toner and ferromagnetic carrier particles. The two components are mixed in the developer station and brought to the photoconductor in the developer nip via a developer roller designed as a magnetic roller. With the special properties of the toner and the carrier material, the mixing process causes a charging of the toner caused by frictional electricity (triboelectricity). The development process can be supported by an additional preload in the area of the developer gap.
Entwicklerstationen der genannten Art sind z.B. aus der US-A-5 023 664 oder der US-A-4 952 279 bekannt.Developer stations of the type mentioned are e.g. known from US-A-5 023 664 or US-A-4 952 279.
Es sind weiterhin in der EP-A-0 430 098 und der GB-A-2 226 156 Entwicklerstationen beschrieben, die eine Entwicklerkammer mit darin angeordneten Entwicklerwalzen aufweisen, über die Entwicklergemisch in Drucktonerkonzentration einem Entwicklerspalt zugeführt wird. Die Entwicklerstationen enthalten weiterhin eine Mischkammer, in der Überschußentwickler mit Frischtoner gemischt wird sowie einen Entwicklerstationssumpf mit darin angeordneter Mischwalze, über die abgemagertes Entwicklergemisch und angereichertes Entwicklergemisch zu einem Entwicklergemisch in Drucktonerkonzentration vermischt wird.There are also described in EP-A-0 430 098 and GB-A-2 226 156 developer stations which have a developer chamber with developer rollers arranged therein, via which developer mixture is fed to a developer nip in a pressure toner concentration. The developer stations also contain a mixing chamber, in which excess developer is mixed with fresh toner, and a developer station sump with a mixing roller arranged therein, via which emaciated developer mixture and enriched developer mixture are mixed to form a developer mixture in pressure toner concentration.
Werden derartige Entwicklerstationen in elektrofotografischen Druckeinrichtungen verwendet, bei denen in beliebiger Folge Bilder unterschiedlichster Bilddichte und Zusammensetzung eingefärbt werden müssen, ist unter anderem wegen des stark schwankenden Tonerverbrauchs bei der Einfärbung ein Problem die unzureichende Langzeitstabilität der Tonereinmischung und die schwankende Triboelektrizität. Bei elektrofotografischen Druckeinrichtungen wird beispielsweise mit Hilfe einer Test-Tonermarke auf dem Fotoleiter der Einfärbungsgrad des Ladungsbildes ermittelt und in Abhängigkeit von dem Tonerverbrauch Frischtoner der Entwicklerstation zugeführt. Die Einmischung von Frischtoner verschlechtert jedoch die triboelektrische Aufladung des Entwicklergemisches. Ein weiteres Problem ist der stark schwankende Tonerverbrauch, wenn z.B. plötzlich große Bildflächen eingefärbt werden müssen. Dies kann zu einer plötzlichen Verarmung der Tonerkonzentration in der Entwicklerstation führen, ehe dann durch Zufuhr von Frischtoner die Tonerkonzentration wieder erhöht und stabilisiert wird.If such developer stations are used in electrophotographic printing devices, in which images of different image density and composition have to be colored in any sequence, a problem is, among other things, the inadequate long-term stability of the toner mixture and the fluctuating triboelectricity due to the strongly fluctuating toner consumption during the coloring. In electrophotographic printing equipment For example, with the help of a test toner mark on the photoconductor, the degree of coloration of the charge image is determined and fresh toner is fed to the developer station as a function of the toner consumption. However, the addition of fresh toner worsens the triboelectric charging of the developer mixture. Another problem is the strongly fluctuating toner consumption, for example when large image areas suddenly have to be colored. This can lead to a sudden depletion of the toner concentration in the developer station before the toner concentration is increased and stabilized again by adding fresh toner.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwicklerstation für ein elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät so auszugestalten, daß sich unabhängig von der Betriebsbelastung und dem Tonerverbrauch eine möglichst konstante Tonerkonzentration in der Entwicklerzone einstellt.The object of the invention is to design a developer station for an electrophotographic printing or copying machine in such a way that the toner concentration in the developer zone is as constant as possible regardless of the operating load and the toner consumption.
Hinsichtlich triboelektrischer Aufladung des Entwicklergemisches soll unabhängig vom Tonerverbrauch eine möglichst hohe Langzeitstabilität gewährleistet sein.With regard to triboelectric charging of the developer mixture, the long-term stability should be guaranteed, regardless of the toner consumption.
Diese Aufgabe wird bei einer Entwicklerstation der genannten Art gemäß den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst.This object is achieved in a developer station of the type mentioned in accordance with the features of the main claims.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Entwicklerstation weist im Prinzip zwei Entwicklerkreisläufe auf. Ein Kreislauf dient zur Aufnahme von Frischtoner in die Entwicklerstation bzw. der Untermischung von Frischtoner in das in der Entwicklerstation enthaltene Entwicklergemisch. Ein zweiter Kreislauf dient der eigentlichen Einfärbung der Ladungsbilder in der Entwicklerzone am Fotoleiter. Die Kreisläufe sind nicht völlig voneinander getrennt, sondern es gibt im Prinzip zwei Berührungsbereiche, in denen die Kreisläufe ineinander übergehen bzw. miteinander vermischt werden. So wird im Bereich des Entwicklerstationssumpfes unterhalb der den Frischtoner aufnehmenden Mischkammer ein Wirbel erzeugt, in dem Entwicklergemisch im wesentlichen mit Drucktonerkonzentration mit Entwicklergemisch, das einen Tonerüberschuß aufweist, verwirbelt wird. 1 Bereich der Schaufelwalze erfolgt eine Vermischung von abgemagertem Entwicklergemisch aus dem Entwicklerspalt mit Entwicklergemisch von Drucktonerkonzentration.In principle, the developer station according to the invention has two developer circuits. A circuit is used to take up fresh toner in the developer station or to mix fresh toner into the developer mixture contained in the developer station. A second circuit is used to actually color the charge images in the developer zone on the photoconductor. The circuits are not completely separate from one another, but there are in principle two areas of contact in which the circuits merge into one another or are mixed with one another. In the area of the developer station sump, a vortex is generated below the mixing chamber receiving the fresh toner, in which developer mixture is swirled essentially with a pressure toner concentration with developer mixture which has an excess of toner. 1 area of the paddle roller is a mixture of emaciated developer mixture from the developer gap with developer mixture of pressure toner concentration.
Eventuell hohe Tonerverbräuche werden kurzfristig durch den Tonerüberschuß im Wirbel ausgeglichen, der unter anderem die Funktion eines Pufferspeichers hat.Any high toner consumption is compensated for in the short term by the excess toner in the vortex, which has the function of a buffer memory, among other things.
Dadurch, daß die Entwicklerstation im wesentlichen zwei Entwicklerkreisläufe aufweist, kommt es zu einer stärkeren Aktivierung des Entwicklergemisches und dadurch zu einer schnelleren und höheren triboelektrischen Aufladung.Because the developer station essentially has two developer circuits, the developer mixture is more strongly activated and, as a result, the triboelectric charging is faster and higher.
Eine Langzeitkonstanz der triboelektrischen Aufladung resultiert unter anderem aus dem Ausgleich eines evtl. anfallenden höheren Tonerverbrauches aus dem Wirbel, in aem die Trägerteilchen und Tonerteilchen schon teilweise triboelektrisch aktiviert sind und der nur zum Teil frischen nichtaktivierten Toner enthält.A long-term constancy of the triboelectric charge results, among other things, from the compensation of a possibly higher toner consumption from the vortex, in which the carrier particles and toner particles are already partially triboelectrically activated and which only partly contains fresh, non-activated toner.
Plötzliche Tonerverbräuche werden durch den Verbrauch des überschüssigen Toners in dem Wirbel unter der Mischkammer ausgeglichen. Dadurch wird das Tonerfördersystem nicht kurzfristig überlastet.Sudden toner consumption is compensated for by the consumption of the excess toner in the vortex below the mixing chamber. As a result, the toner delivery system is not overloaded for a short time.
In der Entwicklerstation läßt sich in vorteilhafter weise elektrisch leitfähiges Zweikomponentenentwicklergemisch aus Tonerteilchen mit ferromagnetischen Trägerteilchen mit einem vorgegebenen Durchbruchfeldstärkewert verwenden. Damit ist es möglich, im Entwicklerspalt ein elektrisches Feld anzulegen, dessen Feldstärke den Durchbruchfeldstärkewert des Entwicklergemisches übersteigt, was zur Folge hat, daß der Entwickler leitfähig wird. Dies verbessert die Großflächeneinfärbung. Beschrieben ist dieser Vorgang in der US-A-4 076 857.In the developer station, an electrically conductive two-component developer mixture of toner particles with ferromagnetic carrier particles with a predetermined breakdown field strength value can advantageously be used. This makes it possible to apply an electric field in the developer gap, the field strength of which exceeds the breakthrough field strength value of the developer mixture, with the result that the developer becomes conductive. This improves the coloring of large areas. This process is described in US-A-4,076,857.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
- Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Entwicklerstation in einer elektrofotografischen Druckeinrichtung und
- Figur 2 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, einer in der Entwicklerstation verwendeten Schaufelwalze.
- Figure 1 is a schematic sectional view of the developer station according to the invention in an electrophotographic printing device and
- Figure 2 is a schematic illustration, partly in section, of a paddle roller used in the developer station.
In einer hier nicht im einzelnen dargestellten, nach dem elektrofotografischen Prinzip arbeitenden Druckeinrichtung ist als Ladungsbildträger eine Fotoleitertrommel 10 angeordnet. Auf dieser Fotoleitertrommel 10 wird in bekannter Weise über eine zeichenabhängig gesteuerte Belichtungseinrichtung ein Ladungsbild aufgebracht und dieses Ladungsbild dann mit Hilfe der dargestellten Entwicklerstation eingefärbt. Die Einfärbung erfolgt dabei nach dem Umkehrentwicklungsprinzip, bei dem die durch Belichtung entladenen Bereiche des Ladungsbildes mit Hilfe eines aus Tonerteilchen und Trägerteilchen bestehenden Entwicklergemisches 11 eingefärbt werden. Nach Durchlauf durch die Entwicklerstation werden die durch Einfärbung des Ladungsbildes entstehenden Tonerbilder in üblicher Weise auf einen Aufzeichnungsträger übertragen. Die Entwicklerstation besteht dabei im wesentlichen aus einer Entwicklerkammer 12, die im Bereich des Fotoleiters 10 angeordnet ist sowie aus einer an die Entwicklerkammer 12 angrenzenden Mischkammer 13 und einem unterhalb von Entwicklerkammer und Mischkammer ausgebildeten Entwicklerstationssumpf 14.A
Die Entwicklerkammer 12 enthält zwei nebeneinander angeordnete in üblicher Weise aufgebaute Magnetwalzen 15/1 und 15/2. Sie enthalten einen Dauermagnetkern 16 und eine den Dauermagnetkern umschließende drehbare Walze 17. Durch die Ausrichtung der ferromagnetischen Trägerteilchen des Entwicklergemisches 11 entlang der Feldlinien der Magnetwalzen entsteht eine Entwicklergemischbürste, die entsprechend der gewählten Drehrichtung der Magnetwalzen mit ihren Spitzen einen zwischen den Magnetwalzen 15/1 und 15/2 und der Fotoleitertrommel 10 befindlichen Entwicklerspalt 18 durchläuft. Die Spitzen der Bürsten berühren die Fotoleitertrommel 10 und übertragen so die Tonerteilchen auf die Oberfläche des Fotoleiters 10 entsprechend dem dort aufgetragenen Ladungsbild. Da die Bewegungsrichtung der Magnetwalzen 15/1 und 15/2 entgegen der Bewegungsrichtung der Fotoleitertrommel 10 (Pfeile Figur 1) gewählt ist, wird diese Art der Entwicklung als Gegenlaufentwicklung bezeichnet. Die Entwicklerkammer 12 ist gegenüber der Mischkammer 13 durch ein Abschirmblech 19 aus ferromagnetischem Material abgeschlossen. Dabei ist das Abschirmblech 19 in einem einen Zuführkanal 20 bildenen Abstand zu den Magnetwalzen 15/1 und 15/2 angeordnet. Der Zuführkanal 20 öffnet sich gegenüber dem Entwicklerstationssumpf 14 in einem Zugangsbereich 21 für das Entwicklergemisch, das über den Zugangsbereich 21 den Magnetwalzen 15/1 und 15/2 zugeführt wird. Im Eintrittsbereich zum Entwicklerspalt 18 zwischen Magnetwalze 15/2 und Fotoleitertrommel 10 befindet sich eine Dosiereinrichtung, die die Breite und die Dicke des dem Entwicklerspalt in Form eines Gemischteppichs zugeführten Entwicklergemisches festlegt. Die Dosiereinrichtung enthält beidseitig der Magnetwalze 15/2 angeordnete seitliche Abstreifer 22, die mit ihren Abstreiflippen die Breite des Gemischteppichs entlang dem Umfang der Magnetwalze 15/2 festlegen sowie eine in Laufrichtung der Fotoleitertrommel 10 bewegte Dosierwalze 23 aus lichtdurchlässigem Kunststoff mit innenliegender Rotlichtauelle 24 (LED-Streifen). Die Dosierwalze hat dabei zwei Funktionen:The
Einerseits wird durch den Abstand zwischen Dosierwalze 23 und Magnetwalze 15/2 ein die Dicke des Gemischteppichs definierender Dosierspalt 25 festgelegt, andererseits entlädt die Rotlichtquelle 24 die nicht mit Toner eingefärbten Teile der Fotoleitertrommel 10 und erleichtert damit den Umdruck der Tonerbilder auf den Aufzeichnungsträger.On the one hand, the distance between the
Das durch die Entwicklung abgemagerte Entwicklergemisch aus dem Entwicklerspalt 18 wird dem Entwicklerstationssumpf 14 über einen Austrittsbereich 26 der Entwicklerkammer 12 zugeführt. In dem Austrittsbereich 26 befindet sich ein Abstreifrakel 27 mit einer Abstreifklinge, die das an der Magnetwalze 15/1 haftende Entwicklergemisch abstreift sowie eine aus Leitblechen bestehende vordere Mischeinrichtung 28, die durch schräggestellte Leitbleche für eine Querdurchmischung des Entwicklergemisches sorgt.The developer mixture which has become leaner due to the development from the
Die der Entwicklerkammer 12 benachbarte Mischkammer 13 wird einerseits begrenzt durch eine Gehäusewand 29 der Entwicklerstation andererseits durch das Abschirmblech 19. Sie ist in ihrem oberen Teil über einen Überlaufkanal 30 mit der Entwicklerkammer 12 gekoppelt und weist weiterhin ebenfalls in dem oberen Teil eine Einspeiseöffnung 31 für Frischtoner auf. Gegenüber der Dosierwalze 23 ist sie über eine elastische Dichtlippe 32 abgeschlossen. Die Mischkammer enthält eine hintere Mischeinrichtung 33 in Form von quer bzw. schräggestellten Mischblechen 34 und mit den Mischblechen 34 gekoppelten Leitblechen 35 für das Entwicklergemisch. Die Mischeinrichtung 33 der Mischkammer vermischt über den Überlaufkanal 30 aus der Entwicklerkammer 12 übernommenes Entwicklergemisch in Drucktonerkonzentration mit über die Einspeiseöffnung 31 übernommenem Frischtoner und führt das so entstehende Gemisch dem Entwicklerstationssumpf 14 zu, wobei im Austrittsbereich der Mischkammer 13 zum Entwicklerstationssumpf 14 ein Gemischwirbel 36 entsteht, dessen Funktion später erläutert wird.The mixing
Zur Erzeugung des Gemischwirbels 36 und zur Förderung des Entwicklergemisches 11 zum Zugangsbereich 21 der Entwicklerkammer 12 ist innerhalb des Entwicklerstationssumpfes eine Schaufelwalze 37 angeordnet. Diese Schaufelwalze 37 wird über einen Elektromotor angetrieben und sie erstreckt sich über die gesamte Breite der Entwicklerstation und besteht im wesentlichen aus zwei seitlichen Stegrädern 38 mit darauf angeordneten plattenartigen Schaufelelementen 39. Innerhalb der am Umfang der Schaufelwalze 37 angeordneten Schaufelelementen 39 befindet sich eine mit den Stegrädern 38 gekoppelte Transportwendel 40 in Form einer Transportschraube. Die Steigungsrichtung der als Förderelemente dienenden Transportwendel 40 ist so gewählt, daß das zwischen den Schaufelelementen 39 und seitlich über die Stegräder 38 eindringende Entwicklergemisch zur Mitte der Entwicklerstation hin transportiert wird, wo es zwischen den Schaufelelementen 39 wieder aus der Schaufelwalze 37 austritt. Dadurch wird das Entwicklergemisch im Bereich des Entwicklersumpfes 14 quer durchmischt.To generate the
Mit der Entwicklerstation werden im Prinzip zwei Entwicklergemischkreisläufe erzeugt, nämlich ein erster Entwicklerkreislauf, der zur Aufnahme von Frischtoner in das Entwicklergemisch dient und ein zweiter Entwicklerkreislauf, in dem die eigentliche Entwicklung des Laoungsbildes stattfindet. Dabei entstehen im Prinzip drei Entwicklergemische, nämlich ein erstes Entwicklergemisch, das durch Strichpunktlinien gekennzeichnet ist, mit Drucktonerkonzentration, ein zweites Entwicklergemisch, gekennzeichnet durch eine dünne durchgehende Linie, bestehend aus frischem Toner und ein drittes Entwicklergemisch, gekennzeichnet durch eine dicke Strichstärke bestehend aus leicht abgemagertem Entwicklergemisch.In principle, the developer station creates two developer mixture circuits, namely a first developer circuit, which is used to absorb fresh toner into the developer mixture, and a second developer circuit, in which the actual development of the solution image takes place. In principle, this results in three developer mixtures, namely a first developer mixture, which is identified by chain lines, with pressure toner concentration, and a second developer mixture, characterized by a thin continuous line consisting of fresh toner and a third developer mixture, characterized by a thick line consisting of a slightly emaciated developer mixture.
Der Großteil des Entwicklergemisches befindet sich im Entwicklerstationssumpf 14, der aus einer wannenförmigen Ausformung des Gehäuses besteht. Dort wird er von der Schaufelwalze 37 durchmischt. Sechzehn Schaufelelemente 39 (Leisten) der Schaufelwalze 37 transportieren ihn über den Zugangsbereich 21 in den Zuführkanal 20 der Entwicklerkammer 12. Dieser nimmt einen Teil des Entwicklergemisches mit Hilfe der Magnetwalzen 15/1 und 15/2 auf, während das überschüssige Entwicklergemisch auf die Transportwendel 40 aer Schaufelwalze fällt una von dieser zur Mitte der Entwicklerstation gefördert wird. Durch die Drehbewegung der Walze der Magnetwalze 15/1 wird das Entwicklergemisch zur Magnetwalze 15/2 transportiert und von dieser übernommen. Der Rotor (Walze) der Magnetwalze 15/2 fördert das Entwicklergemisch zu den seitlichen Abstreifern 22. Durch Abstreifen des überflüssigen Entwicklergemisches wird die Breite ces Gemischteppichs festgelegt, der dann in den Entwicklerspalt (Entwicklerzone) 18 einfließt. Die Dicke des Gemischteppichs wird über die Dosierwalze (23) bestimmt. Das Entwicklergemisch wird durch den Dosierspalt 25 gepreßt und gelangt als in Breite und Dicke genau definierter Gemischteppich in den Entwicklerspalt (18) (Entwickelzone), während das überschüssige, abgeteilte Entwicklergemisch über das Abschirmblech 19 und die Leitbleche 35 in die Mischeinrichtung 33 gelangt. Durch die darüberliegende Einspeiseöffnung 31 wird frischer Toner über eine entsprechende Fördereinrichtung in Abhängigkeit von der festgestellten Tonerkonzentration im Entwicklergemisch der Mischkammer 13 zugeführt und durch die Mischeinrichtung 33 mit ihren Mischblechen 34 mit dem abgestreiften Überschußentwicklergemisch quer durchmischt. Das so durchmischte Entwicklergemisch gelangt in den Bereich der Schaufelwalze 37, dabei entsteht einerseits durch die Zuführungsrichtung des Entwicklergemisches aus der Mischkammer in den Entwicklersumpf und durch die Bewegung der Schaufelwalze 37 der Gemischwirbel 36.The majority of the developer mixture is located in the
Damit der Entwicklergemischstrom in der Mischeinrichtung 33 frei rieseln kann, ist als Trennelement zwischen Entwicklerkammer 12 und Mischkammer 13 das Abschirmblech 19 angeordnet. Die Feldlinien der Magnetwalzen 15/1 und 15/2 schließen sich über das ferromagnetische Abschirmblech 19 und beeinflussen so nicht mehr den dahinter befindlichen Entwickler.The shielding
Im zweiten Entwicklergemischkreislauf wird Entwicklergemisch mit Drucktonerkonzentration über die Schaufelwalze 37 aus dem Gemischwirbel 36 entnommen und wie beschrieben den Magnetwalzen 15/1 und 15/2 zugeführt. Nach der Dosierung über die Dosiereinrichtung und dem Durchlauf durch den Entwicklerspalt 18 wird das Entwicklergemisch über den Abstreifrakel 37 abgestreift und das Entwicklergemisch rieselt in die vordere Mischeinrichtung 28, wo es quer durchmischt wird, um einen möglichen ungleichen Verbrauch von Toner entlang der Breite der Entwicklerstation auszugleichen. Das durch den Durchlauf durch den EntwicklersPalt 18 abgemagerte Entwicklergemisch rieselt aus der vorderen Mischeinrichtung 28 in aen Bereich der Schaufelwalze 37, wird von dieser erfaßt und in der beschriebenen Weise mit dem im Entwicklerstationssumpf 14 befindlichen Entwickler vermischt.In the second developer mixture circuit, developer mixture with a pressure toner concentration is removed from the
Wie bereits beschrieben, entstehen in der Entwicklerstation Entwicklergemische mit drei verschiedenen Tonerkonzentrationen:
- Ein Entwicklergemisch mit geringfügig hoher Konzentration im Bereich der hinteren Mischeinrichtung 33
bis zur Schaufelwalze 37; - ein Entwicklergemisch in Drucktonerkonzentration
im Bereich Schaufelwalze 37, Magnetwalzen 15/1, 15/2,Dosierwalze 23 bzw.hinterer Mischeinrichtung 33; - weiterhin ein Entwicklergemisch mit geringerer Tonerkonzentration im Ausgangsbereich der Magnetwalzen 15/1, 15/2 im Bereich der vorderen Mischeinrichtung 28 und der
Schaufelwalze 37.
- A developer mixture with a slightly high concentration in the area of the
rear mixing device 33 up to thepaddle roller 37; - a developer mixture in pressure toner concentration in the area of the
paddle roller 37, magnetic rollers 15/1, 15/2,metering roller 23 orrear mixing device 33; - furthermore a developer mixture with a lower toner concentration in the output region of the magnetic rollers 15/1, 15/2 in the region of the
front mixing device 28 and thepaddle roller 37.
Um diese drei entsprechend ihrer Tonerkonzentration definierten Entwicklergemischarten zu durchmischen, gibt es im Prinzip zwei Stoßstellen: Nämlich den Gemischwirbel 36 unter dem Abschirmblech 19 - hier wird Entwicklergemisch mit Drucktonerkonzentration mit jenem mit höherer Tonerkonzentration vermischt - und eine Stoßstelle im Bereich der Schaufelwalze 37. Hier wird Entwicklergemisch mit Drucktonerkonzentration mit einem leicht durch den Entwicklungsprozeß abgemagerten Entwicklergemisch vermischt.In order to mix these three types of developer mixture defined according to their toner concentration, there are in principle two joints: namely the
Über die beiden Entwicklergemischkreisläufe und Stoßstellen erreicht man eine konstante Tonerkonzentration im Entwicklerspalt 18 sowohl geometrisch über die Breite der Entwicklerstation betrachtet als auch über die Zeit.A constant toner concentration in the
Evtl. plötzlich hohe Tonerverbräuche durch plötzlich auftretende Großflächeneinfärbung werden durch den Verbrauch des überschüssigen Toners in dem Gemischwirbel 36 unter aer hinteren Mischeinrichtung 33 ausgeglichen. Dadurch wird das Tonerfördersystem nicht kurzfristig überlastet. Bei geringem Tonerverbrauch wird nur wenig Toner in die Entwicklerstation eingespeist und die Tonerkonzentration gleicht sich so allmählich aus.Possibly. Suddenly high toner consumption due to sudden large-area coloring is compensated for by the consumption of the excess toner in the
Der im wesentlichen zur Aufnahme von Frischtoner dienende erste Entwicklergemischkreislauf dient noch der zusätzlichen triboelektrischen Aktivierung des Entwicklergemisches. Dadurch erhält man eine nahezu tonerverbrauchsunabhängige triboelektrische Aufladung des Entwicklergemisches.The first developer mixture circuit, which essentially serves to hold fresh toner, also serves for the additional triboelectric activation of the developer mixture. This results in a triboelectric charging of the developer mixture that is almost independent of toner consumption.
Zusätzlich enthält die Entwicklerstation oberhalb der Dosierwalze im Austrittsbereich der Fotoleitertrommel 10 aus der Entwicklerstation eine Trägerfangwaize 41, die einen Dauermagneten mit umlaufenden Walzenmantel aufweist. Die Trägerfangwalze 41 löst evtl. an der Fotoleitertrommel 10 haftende Trägerteilchen ab und wirft sie in die Entwicklerstation zurück.In addition, the developer station above the metering roller in the exit region of the
Durch die stetige Bewegung und Durchmischung des Entwicklergemisches entsteht Tonerstaub im Innern der Entwicklerstation. Damit dieser nicht die Umgebung durch sein Austreten verschmutzt, sind entsprechende Schutzeinrichtungen in der Entwicklerstation vorgesehen. Diese bestehen im wesentlichen aus der Dichtlippe 32, die den Frischtonerzuführbereich gegen die Fotoleitertrommel 10 abschottet. Weiterhin befindet sich im oberen Bereich der Entwicklerstation eine Absaugöffnung 42, die den im oberen Bereich der Entwicklerstation entstandenen Tonerstaub mit Hilfe einer Absaugeinrichtung absaugt. Eine ähnliche Absaugeinrichtung ist im Bereich aer vorderen Mischeinrichtung 28 angeordnet. Sie saugt den im Bereich der Mischeinrichtung 28 entstehenden Tonerstaub ab.The constant movement and mixing of the developer mixture creates toner dust inside the developer station. Protective devices are provided in the developer station so that it does not pollute the environment as it emerges. These essentially consist of the sealing
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Entwicklerstation sind als Entwicklerwalzen zwei Magnetwalzen vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, eine einzelne größere Magnetwalze oder mehrere nebeneinander angeordnete Magnetwalzen zu verwenden. Weiterhin ist es vorstellbar, die Magnetwalzen durch andere mechanische Antragsmittel, z.B. Schaufelelemente oder Kurzflorbürsten, zu ersetzen. Als wirbelerzeugendes Mittel ist im Entwicklersumpf eine Schaufelwalze vorgesehen. Die Schaufelwalze kann gegebenenfalls durch eine Magnetwalze ersetzt werden oder durch andere mechanische Verwirbelungs- und Transportmittel, z.B. in Form von einer Stiftenwalze oder anderen Walzen mit einer rauhen, das Entwicklergemisch transportierenden Oberfläche. Was den Fotoleiter betrifft, so ist dieser beim Ausführungsbeispiel als Fotoleitertrommel ausgebildet. Als Fotoleiter läßt sich jedoch auch ein Fotoleiterband verwenden. Anstelle des Zweikomponenten-Entwicklergemisches ist auch Einkomponenten-Entwicklergemisch einsetzbar.In the embodiment of the developer station described above, two magnetic rollers are provided as developer rollers. However, it is also possible to use a single larger magnetic roller or a plurality of magnetic rollers arranged next to one another. It is also conceivable to use other mechanical means of application, e.g. Blade elements or short pile brushes to be replaced. A paddle roller is provided in the developer sump as a vortex-generating agent. The paddle roller can optionally be replaced by a magnetic roller or by other mechanical swirling and transport means, e.g. in the form of a pin roller or other rollers with a rough surface that transports the developer mixture. As far as the photoconductor is concerned, it is designed as a photoconductor drum in the exemplary embodiment. However, a photoconductor tape can also be used as the photoconductor. Instead of the two-component developer mixture, one-component developer mixture can also be used.
Die Entwicklerstation ist besonders geeignet zum Einsatz von Zweikomponenten-Entwicklergemisch hoher Leitfähigkeit mit niederem Widerstand von etwa 108 - 109 Ohm, aas einen vorgegebenen Durchbruchfeldstärkewert aufweist. Dabei wird im Entwicklerspalt 18 über eine Vorspannung ein elektrisches Feld angelegt, dessen Feldstärke den Durchbruchfeldstärkewert des Entwicklergemisches übersteigt. Dieses Phänomen ist in der US-A-4 076 857 ausführlich beschrieben.The developer station is particularly suitable for the use of two-component developer mixture of high conductivity with a low resistance of about 10 8 to 10 9 ohms, has aas a predetermined breakdown field strength value. In this case, an electric field is applied in the
- 10 =10 =
- Fotoleiter, FotoleitertrommelPhotoconductor, photoconductor drum
- 11 =11 =
- Entwicklergemisch, Zweikomponentenentwicklergemisch, EntwicklerDeveloper mix, two component developer mix, developer
- 12 =12 =
- EntwicklerkammerDeveloper chamber
- 13 =13 =
- MischkammerMixing chamber
- 14 =14 =
- Entwicklerstationssumpf, EntwicklerwanneDeveloper station sump, developer tray
- 15/1, =15/1, =
- MagnetwalzeMagnetic roller
- 15/2 =15/2 =
- MagnetwalzeMagnetic roller
- 16 =16 =
- Dauermagnetkern, DauermagnetanordnungPermanent magnet core, permanent magnet arrangement
- 17 =17 =
- drehbare Walze, Magnetwalzenhüllerotatable roller, magnetic roller cover
- 18 =18 =
- Entwicklerspalt, EntwicklerzoneDeveloper gap, developer zone
- 19 =19 =
- AbschirmblechShielding plate
- 20 =20 =
- ZuführkanalFeed channel
- 21 =21 =
- ZugangsbereichAccess area
- 22 =22 =
- seitliche Abstreifelemente, die Gemischteppichbreite bestimmende Elementelateral scraper elements, elements determining the width of the mixed carpet
- 23 =23 =
- DosierwalzeDosing roller
- 24 =24 =
- Rotlichtquelle, LED-LeisteRed light source, LED bar
- 25 =25 =
- DosierspaltDosing gap
- 26 =26 =
- Austrittsbereich der EntwicklerkammerExit area of the developer chamber
- 27 =27 =
- Abstreifrakel, AbstreifelementDoctor blade, doctor element
- 28 =28 =
- vordere Mischeinrichtungfront mixing device
- 29 =29 =
- Gehäusewand der EntwicklerstationHousing wall of the developer station
- 30 =30 =
- Überlaufkanal, VerbindungskanalOverflow channel, connecting channel
- 31 =31 =
- Einspeiseöffnung für FrischtonerFeed opening for fresh toner
- 32 =32 =
- DichtlippeSealing lip
- 33 =33 =
- hintere Mischeinrichtungrear mixing device
- 34 =34 =
- MischblecheMixing plates
- 35 =35 =
- LeitblecheBaffles
- 36 =36 =
- GemischwirbelMixture vortex
- 37 =37 =
- SchaufelwalzePaddle roller
- 38 =38 =
- Stegrad, SpeichenradStegrad, spoke wheel
- 39 =39 =
- Schaufelelemente, LeistenBlade elements, strips
- 40 =40 =
- Transportwendel, TransportschraubeTransport helix, transport screw
- 41 =41 =
- TrägerfangwalzeCarrier capture roller
- 42 =42 =
- Absaugöffnungen für TonerstaubExtraction openings for toner dust
Claims (13)
- Developer station for an electrophotographic printing or copying machine for the development of charge images generated on a photoconductor (10), with- a developer chamber (12) which is arranged in the region of the photoconductor (10),
the developer chamber (12) having:- at least one developer roller (15/1, 15/2) with a clearance relative to the photoconductor (12), said clearance forming a developer gap (18);- an access region (21) receiving developer mixture (11) having the printing-toner concentration;- metering means (22, 23) for the developer mixture (11), the metered developer mixture being fed to the developer gap (18) via at least one of the developer rollers (15/1, 15/2) and excess developer divided off during metering being diverted out of the developer chamber (12) via an overflow channel (30);- an outlet region (26) for diverting the developer mixture depleted as a result of the development out of the developer chamber (12),- a mixing chamber (13) which is coupled to the overflow channel (30) and which has an access region (31) for fresh toner, the mixing chamber (13) containing means (33) which mix the excess developer with fresh toner and which thus produce an enriched developer mixture,- a developer-station sump (14) which receives the enriched developer mixture from the mixing chamber (13) and which is coupled to the access region (21) and to the outlet region (26) of the developer chamber (12) and contains vortex-generating means (33, 37) via which a vortex swirling the depleted developer mixture together with the enriched developer mixture and intermediately storing it is generated in a space which is not occupied by the means (33, 37) and from which developer mixture having the printing-toner concentration is extracted and is fed to the developer chamber. - Developer station according to Claim 1, with developer rollers which are designed as magnetic rollers (15/1, 15/2) having a direction of run in the developer gap (18) which is opposite to the direction of movement of the photoconductor (10).
- Developer station according to one of Claims 1 or 2, with a shielding plate (19) separating the developer chamber (12) from the mixing chamber (13) and consisting of ferromagnetic material.
- Developer station according to one of Claims 1 to 3, with lateral stripping elements (22) and a metering roller (23) which are arranged as metering means in a region of feed of the developer mixture to the developer gap (18).
- Developer station according to one of Claims 1 to 4, with guide elements (34, 35) arranged in the mixing chamber (13) for the transverse intermixing of excess developer and fresh toner.
- Developer station according to one of Claims 1 to 5, with guide elements (28), arranged in the outlet region (26) of the developer chamber (12), for the transverse intermixing of the depleted developer mixture, and with a stripping element (27) for the associated developer roller (15/1).
- Developer station according to one of Claims 1 to 6, with a paddle roller (37), arranged in the developer-station sump (14), as a vortex and transport means, with paddle elements (39) arranged on its circumference.
- Developer station according to Claim 7, with a paddle roller (37) having an internal transport helix, which is designed in such a way that the developer mixture in the paddle roller (37) is moved in the axial direction relative to the paddle-roller middle.
- Developer station according to one of Claims 1 to 8, with a device (32) sealing off the mixing chamber (13) relative to the photoconductor (10).
- Developer station according to one of Claims 1 to 9, with a suck-off device (42) for toner dust.
- Developer station according to one of Claims 1 to 10, with an electrically conductive two-component developer mixture (11) of toner particles with ferromagnetic carrier particles, which has a predetermined breakdown field-strength value.
- Developer station according to Claim 11, with means for generating in the developer gap (18) an electrical field, the field strength of which exceeds the breakdown field-strength value of the developer mixture.
- Process for the development of charge images generated on a photoconductor in an electrophotographic printing or copying machine, having the following features:- in a developer-station sump (14), a mixture vortex (36) serving as a developer-mixture buffer store is generated by vortex-generating means (33, 37), in a space not occupied by the means (33, 37), from a developer mixture enriched with fresh toner and from a developer mixture depleted as a result of the development process,- developer mixture is extracted continuously from the mixture vortex (36),- the extracted developer mixture is transformed by metering (22, 23) into a mixture carpet of predetermined width and thickness,- the mixture carpet is guided through a developer gap (18) adjacent to the photoconductor (10) and is introduced as a depleted developer mixture into the developer-station sump (14),- if appropriate, the excess developer mixture separated during the metering (22, 23) is enriched with fresh toner in dependence on the toner consumption and is fed to the developer-station sump (14).
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