DE102004036159A1

DE102004036159A1 - Anordnung und Verfahren zum Einfärben eines Applikatorelementes eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers

Info

Publication number: DE102004036159A1
Application number: DE102004036159A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Dipl.-Phys. Schleusener; Uwe Dipl.-Ing. Höllig
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-03-23
Also published as: WO2006010597A1; US20080260434A1; EP1787171A1; US7546070B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Einfärben eines Applikatorelementes (14) eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Die Anordnung umfasst eine Magnetwalze (28), die eine Magnetwalzenhülle (26) hat, auf deren äußeren Oberfläche ein Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen haftet. An der einzufärbenden Oberfläche des Applikatorelementes (14) ist das auf der Oberfläche der Magnetwalze (28) haftende Zweikomponentengemisch vorbeiführbar. Die Magnetwalze (28) hat einen Magnetrotor (30) mit Magnetelementen (32, 1 bis 7), der im Inneren der Magnetwalzenhülle (26) angeordnet ist. Die Magnetpole (N, S) der Magnetelemente (32, 1 bis 7) erstrecken sich entlang der Längsachse der Magnetwalzenhülle (26) und sind zur Oberfläche der Magnetwalzenhülle (26) hin ausgerichtet. Die Drehachse (M) des Magnetrotors (30) ist eine zur Längsachse (M) der Magnetwalzenhülle (26) im Wesentlichen parallele Achse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Einfärben eines Applikatorelementes eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Auf der äußeren Oberfläche einer Walze haftet ein Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen. Das auf der Oberfläche der Walze haftende Zweikomponentengemisch ist an einem Applikatorelement vorbeiführbar. Ferner betrifft die Erfindung eine Magnetanordnung und ein Verfahren zum Fördern von zumindest ferromagnetischen Trägerteilchen in einem elektrofotografischen Prozess.

Bei bekannten Hochleistungsdruckern und Hochleistungskopierern ist es üblich, eine gleichmäßige Tonerteilchenschicht auf einem Applikatorelement, insbesondere auf einer Applikatorwalze, zu erzeugen und mit Hilfe dieser Schicht ein auf einem Fotoleiter vorhandenes Ladungsbild mit Toner einzufärben. Ferner ist bekannt, die Tonerteilchenschicht auf der Oberfläche des Applikatorelementes mit Hilfe eines auf der Oberfläche einer Magnetwalze haftenden Teilchengemisches aus ferromagnetischen Trägerteilchen und elektrisch geladenen Tonerteilchen einzufärben. Dieses Teilchengemisch wird vorzugsweise in einer sogenannten Mischkammer gemischt, wobei durch den Mischvorgang die Tonerteilchen triboelektrisch aufgeladen werden.

Das Teilchengemisch wird vorzugsweise mit Hilfe eines Schaufelrades mit der Oberfläche der Magnetwalze in Verbindung gebracht, das das Teilchengemisch gegen die Oberfläche der Magnetwalze schleudert. Im Inneren der Magnetwalze sind Magnetelemente, vorzugsweise Permanentmagnete, ortsfest angeordnet, durch die die ferromagnetischen Trägerteilchen und die an den ferromagnetischen Trägerteilchen haftenden Tonerteilchen auf der Oberfläche der Magnetwalze gehalten werden.

Zumindest ein Teil der Pole der Magnetelemente ist in radialer Richtung zur Oberfläche der Magnetwalze hin ausgerichtet, wodurch sich im Bereich dieser Pole Ansammlungen des Zweikomponentengemisches bilden, die sich entlang der Feldlinien der durch das jeweilige Magnetelement ausgebildeten Magnetfeld bürstenförmig ausrichten. Diese Ansammlungen werden auch als Magnetbürste bezeichnet.

Vorzugsweise sind die ortsfesten Magnete im Inneren der Magnetwalze derart angeordnet, dass zumindest ein Magnetelement so angeordnet ist, dass die durch das Magnetelement erzeugte Magnetbürste die Oberfläche des Applikatorelementes berührt, wodurch einige der in der Magnetbürste enthaltenen elektrisch geladenen Tonerteilchen auf der Oberfläche des Applikatorelementes haften bleiben und dadurch auf das Applikatorelement übertragen werden. Das Lösen der elektrisch geladenen Tonerteilchen von den ferromagnetischen Trägerteilchen und das Anhaften der Tonerteilchen an der Oberfläche des Applikatorelementes wird üblicherweise durch eine Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche der Magnetwalze und des Applikatorelementes zumindest begünstigt, die eine Kraft die elektrisch geladenen Tonerteilchen in Richtung der Oberfläche des Applikatorelementes ausübt.

Die Schichtdicke der auf der Oberfläche des Applikatorelementes erzeugten Tonerteilchenschicht ist vor allem von der im Teilchengemisch enthaltenen Menge Tonerteilchen und der Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche der Magnetwalze und der Oberfläche des Applikatorelementes abhängig. Mit Hilfe der auf dem Applikatorelement erzeugten Tonerteilchenschicht wird durch direkten Kontakt des Applikatorelements mit einem auf dem Fotoleiter enthaltenen Ladungsbild oder durch das Übertragen von Tonerteilchen über einen Luftspalt zwischen Applikatorelement und Fotoleiter hinweg das auf dem Fotoleiter befindliche Ladungsbild mit Toner eingefärbt und dadurch entwickelt. Solche Bildentwicklungsverfahren sind insbesondere aus dem US-Patent 4,383,497 bekannt. Die auf dem Applika torelement erzeugte Schichtdicke ist ausschlaggebend für die Einfärbung des Ladungsbildes auf dem Fotoleiter.

Bei hohen Prozessgeschwindigkeiten, insbesondere bei Hochleistungsdruckern mit Druckleistungen von größer 150 Blatt DIN A4 pro Minute, ist eine stabile und gleichmäßige Tonerladung und eine gleichmäßige Schichtdicke der auf dem Applikatorelement erzeugten Tonerteilchenschicht nicht in jedem Betriebszustand sicher gewährleistet. Auch bei sehr hohen Prozessgeschwindigkeiten steht beim Stand der Technik nur das Tonermaterial zum Einfärben des Applikatorelementes zur Verfügung, das im das Applikatorelement berührenden Teil der Magnetbürste vorhanden ist. Jedoch ist das Volumen der Magnetbürste insbesondere von den räumlichen Abmessungen der Entwicklerstation, in der das Applikatorelement und die Magnetwalze angeordnet sind, beschränkt.

Ferner kann das Mischungsverhältnis des Zweikomponentengemisches nicht beliebig zugunsten des Tonerteilchenanteils verändert werden, da bei einer Übersättigung des Zweikomponentengemisches mit Tonerteilchen diese nicht korrekt aufgeladen werden und die Trägerteilchen schneller altern. Somit können bei den bekannten Vorrichtungen die Prozessgeschwindigkeiten nicht beliebig erhöht werden. Das Vorsehen mehrerer Magnetwalzen zum Einfärben eines Applikatorelementes würde jedoch neben erhöhten Kosten zu einem erhöhten Platzbedarf der Entwicklereinheit führen. Weiterhin sind Anordnungen zum Einfärben und Reinigen des Applikatorelementes bekannt, bei denen zwei Magnetwalzen mit der Oberfläche des Applikatorelementes in Kontakt stehen. Eine solche Vorrichtung ist z.B. aus dem Dokument WO 03/036393 bekannt. Der Inhalt dieses Dokuments wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahrne zum Fördern von zumindest ferromagnetischen Trägerteilchen in einem elektrofotografischen Prozess anzugeben, bei denen zumindest diese Trägerteilchen auf einfache Art und Weise gefördert werden.

Diese Aufgabe wird für eine Magnetanordnung zum Fördern von zumindest ferromagnetischen Trägerteilchen in einem elektrofotografischen Prozess mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Durch die Magnetanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 können die ferromagnetischen Trägerteilchen bei einer Drehbewegung der Magnetpole auf der Oberfläche der zylinderförmigen Hülle gefördert werden. Ferner wird bei dieser Bewegung der Trägerteilchen auf der Oberfläche der Hülle eine Durchmischung der Trägerteilchen erreicht, wodurch insbesondere an den Trägerteilchen haftende Tonerteilchen triboelektrisch aufgeladen werden.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von ferromagnetischen Trägerteilchen in einem elektrofotografischen Prozess. Auf die äußere Umfangsfläche einer zylinderförmigen Hülle werden zumindest ferromagnetische Trägerteilchen aufgebracht. Mehrere im Inneren der Hülle angeordnete und zu dieser hin ausgerichtete Magnetpole werden mit Hilfe einer Antriebseinheit auf einer Bahn um eine Lenkachse der Hülle im Wesentlichen parallelen Achse gedreht.

Durch ein solches Verfahren ist es möglich, Trägerteilchen auf der äußeren Umfangsfläche der Hülle auf einfache Art und Weise zu fördern, wobei beim Fördern die auf der Oberfläche der Hülle befindlichen Trägerteilchen durchmischt werden.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einfärben eines Applikatorelementes eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Die Anordnung hat eine Magnetwalze, die eine Hülle hat, auf deren äußerer Oberfläche ein Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen haftet. Ferner hat die Anordnung ein Applikatorelement, an dessen einzufärbender Oberfläche das auf der Oberfläche der Magnetwalze haftende Zweikomponentengemisch vorbeiführbar ist. Die Magnetwalze enthält einen Magnetrotor mit Magnetelementen, der im Inneren der Magnetwalze angeordnet ist. Die Magnetpole erstrecken sich entlang der Längsachse der Magnetwalzenhülle und sind zur Oberfläche der Magnetwalzenhülle hin ausgerichtet. Die Drehachse des Magnetrotors ist eine zur Längsachse der Magnetwalzenhülle im Wesentlichen parallele Achse.

Durch diese Anordnung wird erreicht, dass insbesondere durch die Rotation des Magnetrotors ein Mischvorgang des Zweikomponentengemisches auf der Oberfläche der Magnetwalzenhülle erfolgt, wodurch die Tonerteilchen triboelektrisch aufgeladen werden. Ferner wird durch die Durchmischung erreicht, dass zum Einfärben des Applikatorelementes mehr im Bereich der Magnetbürste befindlichen Tonerteilchen zum Einfärben des Applikatorelementes genutzt werden können, da diese durch das Durchmischen auch in einen Bereich zumindest nahe der Oberfläche des Applikatorelementes gebracht werden. Somit werden zum Einfärben des Applikatorelementes nicht nur Tonerteilchen genutzt, die sich in einem äußeren Bereich der Magnetbürste befinden, sondern auch Tonerteilchen, die ursprünglich weiter unten in der Magnetbürste vorhanden sind. Somit kann mehr Tonermaterial von der Magnetwalze auf das Applikatorelement übertragen werden, ohne dass eine größere Menge des Zweikomponentengemischs mehr Tonermaterial enthalten muss und ohne dass eine größere Menge des Zweikomponentengemischs an der Oberfläche des Applikatorelementes vorbeigefördert werden muss.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfärben eines Applikatorelementes eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers, bei dem ein auf der äußeren Oberfläche einer Magnetwalzenhülle einer Magnetwalze haftendes Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Toner teilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen an einer einzufärbenden Oberfläche des Applikatorelementes vorbeigeführt wird. Beim Vorbeiführen des Zweikomponentengemisches wird zumindest ein Teil der im Zweikomponentengemisch enthaltenen Tonerteilchen auf die einzufärbende Oberfläche des Applikatorelementes übertragen. Die Magnetwalze enthält einen Magnetrotor mit mehreren Magnetpolen, der im Inneren der Magnetwalzenhülle angeordnet wird. Mindestens zwei Magnetpole werden in radialer Richtung hin zur Magnetwalzenhülle ausgerichtet. Der Magnetrotor wird um eine zur Längsachse der Magnetwalzenhülle im Wesentlichen parallelen Achse gedreht.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass das auf der Oberfläche der Magnetwalzenhülle befindliche Zweikomponentengemisch durchmischt wird, wobei durch das Mischen die elektrisch geladenen Tonerteilchen triboelektrisch aufgeladen werden. Ferner wird durch das Durchmischen erreicht, dass ein größerer Anteil der im Zweikomponentengemisch enthaltenen Tonerteilchen zum Einfärben der Applikatorelementoberfläche genutzt werden kann.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die an Hand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und den Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, nämlich:

1 eine Entwicklereinheit eines elektrofotografischen Hochleistungsdruckers mit einem Zweikomponentenge misch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen;

2 die Entwicklereinheit nach 1 ohne Zweikomponentengemisch; und

3 bis 6 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Magnetwalze nach 1 in einer Abfolge von vier aufeinanderfolgenden Positionen eines Magnetrotors einer Magnetwalze zum Darstellen des Mischprozesses des auf der Oberfläche der Magnetwalze befindlichen Zweikomponentengemisches.

In 1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Entwicklereinheit 10 dargestellt, bei der eine geschlossene Tonerschicht 12 auf einer Applikatorwalze 14 erzeugt wird, um ein auf einem Fotoleiterband 16 befindliches Ladungsbild mit Toner einzufärben, so dass nach dem Einfärben des Fotoleiterbandes 16 auf diesem ein positives Tonerbild 18 entsteht und auf dem Applikatorelement ein negatives Tonerbild 20 zurückbleibt. Die Applikatorwalze 14 wird in Richtung des Pfeils P1 angetrieben.
Eine Mischtrommel 22 ist im unteren Bereich der Entwicklereinheit 10 angeordnet und wird in Richtung des Pfeils P2 angetrieben. Die Mischtrommel 22 ist ähnlich einem Schaufelrad aufgebaut und mischt das in dem unteren Bereich der Entwicklereinheit 10, dem sogenannten Gemischsumpf, befindliche Gemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen. Die Tonerteilchen haften elektrostatisch an den wesentlich größeren Trägerteilchen. Die Trägerteilchen mit den daran haftenden Tonerteilchen sind in 1 als punktförmige Elemente dargestellt. Durch die Drehbewegung der Mischtrommel 22 wird ein Teil des Zweikomponentengemisches im Bereich 24 gegen die Oberfläche einer nichtmagnetischen Hülle 26 einer Magnetwalze 28 geschleudert. Die Magnetwalzenhülle 26 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinheit in Richtung des Pfeils P3 um die Drehachse M angetrieben.
Ferner ist im Inneren der nicht-magnetischen Hülle 26 ein Magnetrotor 30 angeordnet, der in Richtung des Pfeils P4 angetrieben wird und dadurch um die Mittelachse M gedreht wird. Der Magnetrotor 30 enthält Magnetelemente, von denen ein Magnetelement mit 32 bezeichnet ist. Die Magnetelemente 32 sind Permanentmagnete, deren Pole S,N radial zur Oberfläche der nicht-magnetischen Hülle 26 bzw, in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind. Die der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülle 26 zugewandten Pole N,S benachbarter Magnetelemente 32 sind verschiedenartig, so dass von zwei benachbarten Magnetelementen 32 ein Nordpol und ein Südpol hin zur Oberfläche der Hülle 26 zeigt.
Die Magnetelemente 32, die im Bereich 24 im Inneren der Hülle 26 angeordnet sind, erzeugen Magnetfelder, die einen Teil der mit Hilfe der Mischtrommel 22 gegen die Oberfläche der Hülle 26 geschleuderten Trägerteilchen mit den daran haftenden Tonerteilchen auf der Oberfläche der Hülle 26 halten. Durch die Drehbewegung der nicht-magnetischen Hülle 26 in Richtung des Pfeils P3 wird das auf der Oberfläche der Hülle 26 haftende Zweikomponentengemisch in Richtung des Pfeils P3 gefördert. Mit Hilfe einer Rakel 34, die in einem Abstand zur Oberfläche der Hülle 26 angeordnet ist, wird die Schichtdicke der auf der Oberfläche der Hülle 26 geförderten Schicht des Zweikomponentengemisches begrenzt.
An jedem der Magnetelemente 32 bildet sich auf der nichtmagnetischen Hülle 26 eine sogenannte Magnetbürste aus, da durch das Magnetfeld der Magnetelemente 32 die Trägerteilchen des Zweikomponentengemisches an den Feldlinien des durch die Magnetelemente 32 erzeugten Magnetfeldes ausgerichtet werden und im Bereich großer Magnetfeldstärke nahe der Pole, N, S, gehalten werden. Mit Hilfe einer solchen Magnetbürste wird der Luftspalt zwischen der Oberfläche der Hülle 26 und der Oberfläche der Applikatorwalze 14 überbrückt, so dass Tonerteilchen mit der Oberfläche der Applikatorwalze 14 in Berührung kommen. Die Drehbewegung des Magnetrotors 30 in Richtung des Pfeils P4 führt selbst bei einem Stillstand der Hülle 26 zu einer Förderbewegung des Teilchengemisches in Richtung des Pfeils P3 auf der Oberfläche der Hülle 26, wie nachfolgend im Zusammenhang mit den 3 bis 6 noch näher erläutert wird. Beim Drehen des Magnetrotors 30 in Richtung des Pfeils P4 und der nicht-magnetischen Hülle 26 in Richtung des Pfeils P3 wird ferner das auf der Oberfläche der Hülle 26 befindliche Zweikomponentengemisch durchmischt.
In 2 ist die Entwicklereinheit 10 nach 1 dargestellt, wobei in der in 2 dargestellten Entwicklereinheit 10 kein Zweikomponentengemisch vorhanden ist. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen.
In 3 ist ein Ausschnitt der Magnetwalze 28 nach den 1 und 2 dargestellt, wobei auf der Oberfläche der nichtmagnetischen Hülle 26 ein Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen vorhanden ist. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert, haften relativ kleine Tonerteilchen an relativ großen Trägerteilchen. Zur Verdeutlichung des Mischprozesses ist nachfolgend in den 3 bis 6 die Bewegung von zwei exemplarisch betrachteten Trägerteilchen auf der Oberfläche der Hülle 26 dargestellt. Diese Trägerteilchen sind mit A und B bezeichnet. Die in den 1, 3 bis 6 dargestellten Trägerteilchen sind stark vergrößert dargestellt, wobei insbesondere in den Darstellungen der 3 bis 6 die Trägerteilchen als Fläche mit einer Flächenfüllung mit kleinen Punkten dargestellt sind und die am Trägerteilchen haftenden Tonerteilchen als schwarzer Ring um diese gefüllte Fläche dargestellt sind. Somit sind die dargestellten Trägerteilchen mit den anhaftenden Tonerteilchen auch geschnitten dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung des Bewegungsablaufs des Magnetrotors 30 sind die für die Erläuterung relevanten Magnetelemente in den 3 bis 6 mit 1 bis 7 bezeichnet.
In 3 sind die Trägerteilchen A, B in der Mitte der durch das Magnetelement 2 erzeugten Magnetbürste dargestellt, wobei die Trägerteilchen A, B in radialer Richtung einen Abstand zueinander haben. Das Trägerteilchen A ist an der Oberfläche der Hülle 26 und das Trägerteilchen B an der mittleren Spitze angeordnet, d.h. an der mittleren Borste, der durch das Magnetelement 2 erzeugten Magnetbürste.
In 4 ist die Schnittdarstellung der Magnetwalze 28 nach 3 dargestellt. Im Unterschied zu 3 ist der Magnetrotor 30 in Richtung des Pfeils P4 gedreht worden, wobei, wie bereits erwähnt, die nicht-magnetische Hülle 26 in den 3 bis 6 zur Erläuterung des Mischprozesses ortsfest ist. Die Magnetelemente 1 bis 5 erzeugen weiterhin jeweils eine Magnetbürste auf der Oberfläche der Hülle 26. Die Trägerteilchen A und B befinden sich jedoch im Unterschied zur Darstellung nach 3 am rechten Rand der durch das Magnetelement 2 erzeugten Magnetbürste. Das Trägerteilchen B befindet sich an der Spitze der rechten Borste und das Trägerteilchen A befindet sich weiterhin am Fuß der Borste auf der Oberfläche der Hülle 26.
In 5 ist die Darstellung der Magnetwalze 28 nach den 3 und 4 dargestellt. Der Magnetrotor 30 ist weiter in Richtung des Pfeils P4 gedreht worden, wodurch das Trägerteilchen B insbesondere durch die durch die Magnetelemente 3 und 4 erzeugten Magnetfelder von der Spitze der Magnetbürste am Magnetelement 2 nach den 3 und 4 auf die Oberfläche der Hülle 26 gezogen, so dass sich bei der Anordnung nach 5 beide Trägerteilchen A, B auf der Oberfläche der Hülle 26 befinden.
In 6 ist eine weitere Schnittdarstellung der Magnetwalze 28 nach den 3 bis 5 dargestellt, wobei der Magnetrotor 30 weiter in Richtung des Pfeils P4 gedreht worden ist. Durch das Weiterdrehen des Magnetrotors 30 in Richtung des Pfeils P4 wird im Bereich des Magnetelements 5 auf der Oberfläche der Hülle 26 eine Magnetbürste ausgebildet, bei der das Trägerteilchen B, wie bereits in 5 gezeigt, auf der Oberfläche der Hülle 26 angeordnet bzw, verblieben ist und das Trägerteilchen A durch das vom Magnetelement 5 erzeugte Magnetfeld durch das Ausrichten der Trägerteilchen an den Magnetfeldlinien nach oben an die Spitze der mittleren Borste der Magnetbürste gelangt.
Wie in den 3 bis 6 exemplarisch gezeigt, wird somit durch das Umwälzen der Trägerteilchen A, B das gesamte Zweikomponentengemisch durchmischt, wodurch die elektrisch geladenen Tonerteilchen weiter triboelektrisch aufgeladen werden und Tonermaterial, das an Trägerteilchen haftet, die auf der Oberfläche der Hülle 26 angeordnet sind, gelangt mit den Trägerteilchen, an denen sie haften, in Bereich der Bürstenspitzen, so dass auch diese an diesen Trägerteilchen haftenden Tonerteilchen mit zum Einfärben der Applikatorwalze 14 genutzt werden können.
Wie jedoch an Hand der 3 bis 6 erkennbar ist, wird das auf der Oberfläche der Hülle 26 befindliche Teilchengemisch bei einer Drehung des Magnetrotors 30 in Richtung des Pfeils P4 auch in entgegengesetzte Richtung des Pfeils P4 auf der Oberfläche der Hülle 26 um etwa 25° gefördert. Wird die Hülle 26 zusätzlich entgegen der Richtung des Pfeils P4 gedreht, so wird der Mischprozess weiter verstärkt und es wird mehr Tonermaterial an der Applikatorwalze 14 vorbeigeführt, wodurch auch bei sehr hohen Prozessgeschwindigkeiten von > 1 m/s ausreichend Tonermaterial zum Erzeugen der geschlossenen Tonerschicht mit einer konstanten voreingestellten Schichtdicke auf der Oberfläche der Applikatorwalze 14 zur Verfügung steht.
Die Magnetelemente 32, 1 bis 7 des Magnetrotors 30 erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Hülle 26 und haben vorzugsweise jeweils den gleichen Abstand zur Hülle 26 und erzeugen in etwa die gleiche magnetische Feldstärke. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können auch zwei nebeneinander angeordnete Magnetelemente 1, 2 gleichartig ausgerichtet sein, so dass die der Hülle 26 zugewandten Pole dieser benachbarten Magnetelemente 1, 2 gleichartige Pole sind. Ferner kann bei anderen Ausführungsformen die zylindrische Hülle auch einen ovalen Querschnitt oder den Querschnitt eines Vielecks haben. Die zylindrische Hülle enthält vorzugsweise einen nicht magnetischen Werkstoff, wobei insbesondere die Oberfläche der Hülle Aluminium, Chrom, Nickel, Kupfer, leitfähigen Kunststoff und/oder einen Kunststoff mit einer leitfähigen Schicht enthält. Die Rauhigkeit der Hülle der Oberfläche liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 5000 μm. Die Hülle 26 und der Magnetrotor 30 werden mit separaten Antriebseinheiten angetrieben. Alternativ können Hülle und Magnetrotor 30 mit Hilfe einer Antriebseinheit mit mindestens einer zwischengeschalteten Getriebestufe angetrieben werden. Wobei entweder die Hülle oder der Magnetrotor direkt von der Antriebseinheit und das jeweils andere Element über die zwischengeschaltete die Drehrichtung umkehrende Getriebestufe angetrieben wird.
Bei der in den 1 und 2 dargestellten Entwicklereinheit 10 ist die Drehrichtung der Mischtrommel 22 entgegengesetzt der Drehrichtung der Magnetwalzenhülle 26. Die Drehrichtung P1 der Applikatorwalze 14 ist ebenfalls entgegengesetzt der Drehrichtung P3 der Hülle 26. Bei anderen Ausführungsformen können die Drehrichtungen P2 und P3 der Mischtrommel 22 und der Hülle 26 und/oder die Drehrichtungen P3, P1 der Hülle 26 und der Applikatorwalze 14 gleich sein. Die Drehrichtung P1 stimmt in 1 mit der Laufrichtung des Fotoleiterbandes 16 überein. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Drehrichtung der Applikatorwalze 14 auch entgegengesetzt der Laufrichtung des Fotoleiterbandes 16 sein, wodurch mehr Tonermaterial zum Einfärben des Ladungsbildes auf dem Fotoleiterband 16 zur Verfügung steht. Die Drehrichtung P4 des Magnetrotors 30 ist entgegengesetzt der Drehrichtung P3 der Hülle 26 der Magnetwalze 28. Bei alternativen Ausführungsformen können die Drehrichtungen P3 und P4 des Magnetrotors 30 und der Hülle 26 auch gleich sein, wobei die Antriebsdrehzahlen des Magnetrotors 30 und der Hülle 26 dann vorzugsweise verschieden sind. Alternativ können der Magnetrotor 30 und die Hülle 26 auch verschiedene Drehachsen haben.
Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, sollte sie lediglich als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.

10: Entwicklereinheit
12: Geschlossene Tonerschicht
14: Applikatorwalze
16: Fotoleiterband
18: Positives Bild
20: Negatives Bild
22: Mischtrommel
24: Bereich
26: Nicht-magnetische Hülle
28: Magnetwalze
30: Magnetrotor
32: Magnetelement
34: Rakel
1 bis 7: Magnetelemente
P1 bis P4: Richtungspfeile
M: Mittelachse
A, B: Trägerteilchen

Claims

Magnetanordnung zum Fördern von zumindest ferromagnetischen Trägerteilchen in einem elektrofotografischen Prozess, mit einer zylinderförmigen Hülle (26), deren äußere Umfangsfläche eine äußere Oberfläche der Anordnung bildet, mit mehreren Magnetpolen (N, S), die im Inneren der Hülle (26) angeordnet sind und die in radialer Richtung hin zur Hülle (26) ausgerichtet sind, mit einer Antriebseinheit, die die Magnetpole (N, S) auf einer Bahn um eine zur Längsachse (M) der Hülle (26) im wesentlichen parallelen Achse (M) dreht.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung einen Magnetrotor (30) mit mindestens einem Magnetelement (32) enthält.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (32) mindestens einen der Magnetpole (N, S) bildet.
Anordndung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (32) sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Hülle (26) erstreckt, wobei die Magnetpole (N, S) über die gesamte Länge im wesentlichen den gleichen Abstand zur Oberfläche der Hülle (26) haben.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Magnetelemente (1 bis 7) im Inneren der Hülle (26) angeordnet sind, deren Magnetpole (N, S) jeweils radial zur Hülle (26) ausgerichtet sind.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens acht Magnetpole (N, S) zur Oberfläche der Hülle (26) hin ausgerichtet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen benachbarte Magnetpolen (N, S) einen Abstand vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (1 bis 7) an deren der Oberfläche der Hülle (26) zugewandten Magnetpole (N, S) einen Abstand benachbarter Kanten im Bereich von 0,01 bis 10 mm in Drehrichtung gesehen zueinander haben.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der der Oberfläche der Hülle (26) zugewandten benachbarten Magnetpole (1 bis 7) verschiedenartig sind und in Drehrichtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Hülle (26) einen kreisrunden Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt hat.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Hülle (26) einen nicht magnetischen Werkstoff enthält und dass die Hülle (26) zumindest im Bereich der Magnetpole (N, S) eine konstante Materialstärke in Umfangsrichtung hat.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche der Hülle (26) eine Rauhigkeit im Bereich von 1 bis 5000 μm hat.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Hülle (26) Aluminium, Chrom, Nickel, Kupfer, leitfähigen Kunststoff und/oder einen Kunststoff mit einer leitfähigen Schicht enthält.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (32, 1 bis 7) ein Permanentmagnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit oder eine zweite Antriebseinheit die Hülle (26) um deren Längsachse (M) dreht.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetrotor (30) und die Hülle (26) in dieselbe Richtung gedreht werden, wobei der Magnetrotor (30) und die Hülle (26) vorzugsweise mit verschiedenen Drehzahlen angetrieben werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (26) und der Magnetrotor (30) in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden.
Verfahren zum Fördern von ferromagnetischen Trägerteilchen in einem elektrofotografischen Prozess, bei dem auf die äußere Umfangsfläche einer zylinderförmigen Hülle (26) zumindest ferromagnetische Trägerteilchen aufgebracht werden, und bei dem mehrere im Inneren der Hülle (26) angeordnete in radialer Richtung zur Hülle (26) hin ausgerichtete Magnetpole (N, S) mit Hilfe einer Antriebseinheit auf einer Bahn um eine zur Längsachse (M) der Hülle (26) im wesentlichen parallelen Achse (M) gedreht werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer in einem Abstand zur Oberfläche der Hülle (26) angeordneten Rakel (34) die Schichtdicke der ferromagnetischen Trägerteilchen, vorzugsweise die Schichtdicke eines Zweikomponentengemischs aus ferromagnetischen Trägerteilchen und elektrisch geladenen Tonerteilchen, eingestellt wird.
Anordnung zum Einfärben eines Applikatorelementes eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers, mit einer Magnetwalze (28), die eine Magnetwalzenhülle (26) hat, auf deren äußeren Oberfläche ein Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen haftet, mit einem Applikatorelement (14), an dessen einzufärbender Oberfläche das auf der Oberfläche der Magnetwalze (28) haftende Zweikomponentengemisch vorbeiführbar ist, wobei die Magnetwalze (28) einen Magnetrotor (30) mit Magnetelementen (32, 1 bis 7) enthält, der im inneren der Magnetwalzenhülle (26) angeordnet ist, Magnetpole (N, S) der Magnetelemente (32, 1 bis 7) entlang der Längsachse (M) der Magnetwalzenhülle (26) angeordnet und zur Oberfläche der Magnetwalzenhülle (26) hin ausgerichtet sind, und wobei die Drehachse (M) des Magnetrotors (30) eine zur Längsachse (M) der Magnetwalzenhülle (26) im wesentlichen parallele Achse ist.
Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung des Magnetwalzenrotors (30) entgegengesetzt der Drehrichtung der Magnetwalzenhülle (26) ist.
Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der Magnetwalzenhülle (26) in gleicher oder in entgegengesetzter Drehrichtung des Applikatorelementes (14) ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteilchen einen weichmagnetischen oder hartmagnetischen Werkstoff enthalten.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetwalze (28) eine Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 enthält.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (32, 1 bis 7) auf einer Kreisbahn um die Längsachse des Magnetwalzenrotors (30) angeordnet sind.
Verfahren zum Einfärben eines Applikatorelementes eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers, bei dem ein auf der äußeren Oberfläche einer Magnetwalzenhülle (26) einer Magnetwalze (28) haftendes Zweikomponentengemisch aus elektrisch geladenen Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen an einer einzufärbenden Oberfläche des Applikatorelementes (14) vorbeigeführt wird, beim Vorbeiführen des Zweikomponentengemisch zumindest ein Teil der im Zweikomponentengemisch enthaltenen Tonerteilchen auf die einzufärbende Oberfläche des Applikatorelementes (14) übertragen wird, wobei die Magnetwalze (28) einen Magnetrotor (30) mit mehreren Magnetpolen (N, S) enthält, der im Inneren der Magnetwalzenhülle (26) angeordnet wird, mindestens zwei Magnetpole (N, S) in radialer Richtung hin zur Magnetwalzenhülle (26) ausgerichtet werden, und wobei und wobei der Magnetrotor (30) um eine zur Längsachse (M) der Magnetwalzenhülle (26) im wesentlichen parallelen Achse (M) gedreht wird.