DE1095117B - Electrostatic image developing device - Google Patents

Description

Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische Bilder Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektrophotographie und bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entwickeln elektrostatischer Bilder.Electrostatic image developing device The invention is in the field of electrophotography and relates to an apparatus for developing electrostatic images.

Bekanntlich benutzt die Elektrophotographie die volle und teilweise Entladung elektrostatisch aufgeladener Halbleiterschichten (beispielsweise Aufnahme eines Bildes mittels Kamera), um ein elektrostatisches Bild zu erzeugen. Dieses auf der Halbleiterschicht bestehende unsichtbare latente elektrostatische Bild muß durch Entwicklung sichtbar gemacht werden. Für die Entwicklung des latenten Bildes wird ein Entwicklerpulver benutzt, welches vorzugsweise aus einem Tonerpuder aus Kunstharz oder Ruß und einem Trägerpulver, beispielsweise Eisenfeilspäne oder Eisenkörnchen, zusammengesetzt ist. Das in dieser Zusammensetzung gemischte Entwicklerpulver kann, beispielsweise mittels einer Magnetbürste, auf den mit dem latenten' elektrostatischen Bild behafteten Halbleiterschichtträger zum Zwecke der Entwicklung, d. h: zur Sichtbarmachung des latenten Bildes, aufgebracht werden. Hierbei wird der Tonerpuder infolge seiner entgegengesetzten Ladungspolarität von den das latente Bild auf der belichteten Halbleiferkh'icht -des Schichtträgers darstellenden verbliebenen Ladungssäulen angezogen, so daß ein sichtbares Bild auf dem Schichtträger entsteht. Um ein bleibendes, nicht verwi.schbares Bild zu erhalten, muß das so entstandene Puderbild auf dem Schichtträger oder nach erfolgter Übertragung auf ein anderes geeignetes Material, beispielsweise durch Einwirkung von Wärme, noch fixiert werden.It is well known that electrophotography uses full and partial Discharge of electrostatically charged semiconductor layers (e.g. recording of an image using a camera) to generate an electrostatic image. This Invisible electrostatic latent image existing on the semiconductor layer must be made visible through development. For the development of the latent image a developer powder is used, which preferably consists of a toner powder Synthetic resin or carbon black and a carrier powder, for example iron filings or iron granules, is composed. The developer powder mixed in this composition can, for example by means of a magnetic brush, on the one with the latent 'electrostatic Image-afflicted semiconductor substrate for the purpose of development, d. h: for visualization of the latent image. Here, the toner powder is due to its opposite charge polarity from that of the latent image on the exposed The remaining charge columns representing the layer support are attracted to the semi-conductor, so that a visible image is created on the substrate. To a permanent one, not In order to obtain a blurred image, the powder image created in this way must be placed on the substrate or after transfer to another suitable material, for example by the action of heat, can still be fixed.

Es sind Vorrichtungen zum Entwickeln elektrostatischer Bilder bekannt, mittels welcher ein mit einem elektrostatischen Bild behafteter Schichtträger mit dem Entwicklerpulver im Feld eines Magneten zur Berührung gebracht wird.Devices for developing electrostatic images are known, by means of which a substrate with an electrostatic image is associated with the developer powder is brought into contact in the field of a magnet.

Die einfachsten Ausführungsformen solcher Vorrichtungen sind die sogenannten Magnetbürsten, die als Stab- oder Hufeisenpermanentmagneten ausgebildet sind. Das Entwicklergemisch wird von den betreffenden Polen des Magneten durch magnetische Anziehung, eine Bürste bildend, festgehalten und durch Bestreichen des mit dem latenten elektrostatischen Bild behafteten Schichtträgers mittels einer solchen Magnetbürste der Tonerpuder auf diesen aufgetragen und das latente Bild sichtbar gemacht.The simplest embodiments of such devices are the so-called Magnetic brushes, which are designed as bar or horseshoe permanent magnets. That Developer mixture is from the respective poles of the magnet by magnetic Attraction, forming a brush, held and by brushing the with the latent electrostatic image afflicted substrate by means of such a magnetic brush the toner powder is applied to this and the latent image is made visible.

Bei einer bekannten, weitgehend automatisierten Vorrichtung, bei welcher ein bandförmig ausgebildeter Schichtträger zwischen dem Abspulen von einer Vorratsrolle und Aufspulen auf eine Aufwickelspule alle Bearbeitungsvorgänge, nämlich Aufladung, Belichtung, Entwicklung und Fixierung, schrittweise durchläuft, wird der Schichtträger nach der Belichtung zum Zwecke der Entwicklung zwischen einem Polschuh eines Permanentmagneten und einem in einer mit- Entwicklerpulver gefüllten Wanne angeordneten und mit sogenannten Taumelscheiben versehenen rotierenden Drehpol m,it der Schichtseite zum Drehpol hindurchgeführt. Infolge des zwischen dem Polschuh und dem Drehpol bestehenden magnetischen Kraftfeldes werden an den umfänglichen Rändern der Taumelscheiben durch magnetisches Anziehen des Entwicklerpulvers Bürsten gebildet, welche die Fläche des vorbeigeführten Schichtträgers bestreichen und so ein sichtbares Bild erzeugen. Hierbei darf der Schichtträger während des Bestreichens mit Entwicklerpulver jedoch nur eine verhältnismä#ßiig kleine Vorschubgeschwindigkeit haben, da sonst einzelne Flächenteile beim Bestreichen mit Entwicklerpulver ausgelassen werden.In a known, largely automated device in which a tape-shaped layer carrier between the unwinding from a supply roll and winding on a take-up reel all processing operations, namely charging, Exposure, development and fixation, going through gradually, becomes the support after exposure for development between a pole piece of a permanent magnet and one arranged in a tub filled with developer powder and with so-called Swash plate provided rotating pivot pole with the layer side to the pivot pole passed through. As a result of the existing between the pole piece and the rotating pole magnetic Force field are at the circumferential edges of the swash plates by magnetic Attracting the developer powder formed brushes covering the area of the passing Coat the substrate and create a visible image. The However, only a relatively small amount of the support during the coating with developer powder have a low feed speed, otherwise individual parts of the surface when painting be left out with developer powder.

Erfahrungsgemäßwird während des Entwicklungsvorganges der am Trägerpulver haftende Tonerpuder schnell aufgebraucht. Es ist daher notwendig, 'den Entwickler immer wieder zu erneuern, d. h. die Körnchen des Trägerpulvers mit Tonerpuder zu behaften. Naturgemäß müssen bei den bekannten Vorrichtungen zum Zwecke einer einwandfreien Erneuerung des Entwicklers die Eisenfeilspäne bzw. Eisenkörnchen von den permanentmagnetischen Vorrichtungen gelöst werden, was umständlich, schmutzerzeugend und zeitraubend ist, weil sich die Eisenfeilspäne oder Eisenkörnchen nur schwer von dem Magneten abstreifen lassen.Experience has shown that during the development process, the carrier powder Adhering toner powder is quickly used up. It is therefore necessary to 'the developer to renew again and again, d. H. the granules of the carrier powder with toner powder to afflict. Naturally, in the case of the known devices, for the purpose of a flawless Renewal of the developer of the iron filings or iron granules from the permanent magnetic ones Devices are solved, which is cumbersome, polluting and time-consuming, because the iron filings or iron granules are difficult to wipe off the magnet permit.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Mängel bzw. Nachteile der permanentmagnetischen Vorrichtungen zu beheben. Diese Aufgabe ist erfindungsgemä B im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Mittel zum Auftragen des Entwicklerpulvers auf den mit dem latenten elektrostatischen Bild behafteten Träger eine um eine horizontale Achse drehbare, vorzugsweise motorisch antreibbare, in einer Wanne für Entwicklerpulvergemisch angeordnete Elektromagnetwalze ist, die so gestaltet ist, daß mehrere, z. B. sechs bis acht in Walzenlängsrichtung verlaufende Magnetpole über den Umfang verteilt sind. Die Elektromagneten werden dabei über eine Schleifringanordnung erregt.The object of the invention is to overcome the deficiencies and disadvantages described to fix the permanent magnetic devices. This task is according to the invention B. essentially solved in that the means for applying the developer powder on the carrier afflicted with the latent electrostatic image one by one horizontal Axis rotatable, preferably motor-driven, in a tub for developer powder mixture arranged electromagnetic roller, which is designed so that several, z. B. six up to eight magnetic poles running in the longitudinal direction of the roller distributed over the circumference are. The electromagnets are excited via a slip ring arrangement.

An einer solchen, aus mehreren T-Ankern bestehenden Elektromagnetwalze bilden sich zwischen den Polen zusammenhängende, in Achsrichtung verlaufende Büschel aus Entwicklerpulvergemisch, die einen darübergeführten elektrophotographischen Schichtträger auf seiner ganzen Oberfläche berühren. Die Drehrichtung der Elektromagnetwalze ist vorzugsweise der Bewegungsrichtung des Schichtträgers entgegengerichtet.On such an electromagnetic roller consisting of several T-anchors between the poles, cohesive tufts that run in the axial direction are formed from developer powder mixture, which has an electrophotographic Touch the entire surface of the substrate. The direction of rotation of the electromagnetic roller is preferably directed opposite to the direction of movement of the layer carrier.

Zwecks möglicher Erneuerung des an den Schichtträger leerangeführten Entwicklers ist die Elektromagnetwalze im oberen Teil einer mit Entwicklerpulver gefüllten Wanne angeordnet, in welcher ein Rührwerk vorgesehen ist, welches das Entwicklerpulver dauernd umwälzt. Die Ausbildung der Magnetwalze als Elektromagnetwalze gestattet durch Unterbrechen des Stromes ein rasches und müheloses Wechseln des Entwicklerpulvers auf der Walze, weil sich dieses dabei von der Walze löst und .bei erneutem Stromschluß von der Walze wieder angezogen wird.For the purpose of possible renewal of the empty one on the layer carrier Developer is the electromagnetic roller in the upper part of one with developer powder Filled tub arranged in which an agitator is provided, which the Constantly circulating developer powder. The formation of the magnetic roller as an electromagnetic roller allows quick and easy changing of the Developer powder on the roller, because it detaches from the roller and renewed current is attracted to the roller again.

Die Erregung der T-Ankermagneten kann mittels eines Schleifringes erfolgen und nach einer gewissen Betriebszeit zum Zwecke der Erneuerung des Entwicklerpulvers auf der Magnetwalze durch Aufhebung des Kontaktes unterbrochen werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich das Auswechseln :des an der Elektromagnetwalze haftenden Entwicklerpulvergemisches dadurch automatisieren, derart, daß in der Stromzuleitung zur Magnetwalze ein periodisch selbsttätig wirkendes Schaltglied angeordnet ist, das den Stromzufluß durch die Magnetwicklungen kurzzeitig unterbricht und wieder schließt.The excitation of the T-armature magnets can be achieved by means of a slip ring take place and after a certain operating time for the purpose of renewing the developer powder interrupted on the magnetic roller by breaking the contact. According to a advantageous embodiment of the device according to the invention can be exchanged : automate the developer powder mixture adhering to the electromagnetic roller, in such a way that a periodically automatically acting in the power supply to the magnet roller Switching element is arranged, which briefly the flow of current through the magnet windings interrupts and closes again.

Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, daß unter der vorzugsweise motorisch antreibharen Elektromagnetwalze eine Wanne für das Entwicklerpulver zweckmäßigerweise höhenverstellbar angeordnet ist. Durch die wannenförmige Ausgestaltung des Entwicklerpulverreservoirs und dessen Höhenverstellbarkeit wird erreicht, daß die auf der ganzen Länge in das Gemisch eintauchende Elektromagnetwalze während ihrer Drehung gleichmäßig rnit Entwicklerpulver behängt wird und das Sinken des Entwicklerpulverspiegels infolge Tonerpuderverbrau,ches sich durch entsprechendes Anheben der Wanne ausgleichen läßt.Finally, it is within the scope of the invention that under the preferably Motor-driven electromagnetic roller, expediently a tub for the developer powder Is arranged adjustable in height. Due to the tub-shaped design of the developer powder reservoir and its height adjustability is achieved that the entire length in the Electromagnetic roller immersing the mixture uniformly with developer powder during its rotation is hung and the sinking of the developer powder level as a result of toner powder consumption, ches can be compensated for by lifting the tub accordingly.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in drei Abbildungen dargestellt. Von diesen zeigt .im einzelnen Abb. 1 die Vorrichtung im Aufriß, Abb. 2 die gleiche Vorrichtung .im Grundriß und Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Abb. 1. Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus der Elektromagnetwalze 1, die, um ihre horizontale Achse 2 drehbar, in den Spitzenlagern 3 und 4 gehaltert ist. Die Elektromagnetwalze 1 weist auf ihrer Außenseite z. B. sechs in Längsrichtung verlaufende Pole 5 auf, die durch in dazwischenliegende Nuten 6 eingebettete Wicklungen 7 mit abwechselnder Polarität magnetisiert werden, wenn Strom durch die Wicklungen fließt. Der zum Magnetisieren erforderliche elektrische Strom wird den Wicklungen 7 im Ausführungsbeispiel von einer nicht dargestellten Gleichstromquelle z. B. in Form eines Trockengleichrichters über einen isoliert angeordneten Schleifkontakt 8 mit Schleifring 9 und das an Masse liegende Spitzenlager 3 zugeführt. Durch einen über die Scheibe 10 laufenden Riemen 11 läßt sich die Elektromagnetwalze 1 z. B. durch einen Elektromotor 12 )in gleichförmige Drehung versetzen. Ein in Abb. 1 dargestellter Schneckentrieb 13, 14 dient zum periodischen Verschwenken des Schleifkontaktes 8 um seinen Lagerzapfen 15 durch einen Nocken 16 entgegen der Kraft einer Rückführfeder 17.In the drawing is an embodiment of the invention in three Illustrations shown. Of these, Fig. 1 shows in detail the device in Elevation, Fig. 2 shows the same device in plan and Fig. 3 shows a cross-section according to the line III-III in Fig. 1. The device illustrated in the drawing consists essentially of the electromagnetic roller 1, which, around its horizontal axis 2 is rotatable, held in the top bearings 3 and 4. The electromagnetic roller 1 has on its outside z. B. six longitudinal poles 5, through the windings 7 embedded in the intervening grooves 6 with alternating Polarity become magnetized when current flows through the windings. The one to magnetize required electrical current is the windings 7 in the embodiment of a direct current source, not shown, for. B. in the form of a dry rectifier via an insulated sliding contact 8 with slip ring 9 and that to ground horizontal toe bearing 3 supplied. By a belt running over the pulley 10 11 can the electromagnetic roller 1 z. B. by an electric motor 12) in uniform Offset rotation. A worm drive 13, 14 shown in Fig. 1 is used for periodic Pivoting the sliding contact 8 about its bearing pin 15 by a cam 16 against the force of a return spring 17.

Dieser Mechanismus dient dazu, die Elektromagnetwalze in gewissen Zeitabständen durch seitliches Ablaufen des Schleifkontaktes 8 von dem Schleifring 9 selbsttätig von der Stromzufuhr ab-und wieder an diese anzuschalten, um einen Wechsel des Entwicklerpulvers auf der Elektromagnetwalze durchzuführen.This mechanism is used to make the electromagnetic roller in certain Time intervals due to the sliding contact 8 running off the side of the slip ring 9 automatically from the power supply off and back on again to a Change the developer powder on the electromagnetic roller.

Wie am besten aus der Schnittdarstellung in Abb.3 zu erkennen ist, befindet sich unter der Elektromagnetwalze 1 eine Wanne 18 als Sammelbehälter für das Entwicklerpulver 19. Zur Veränderung der Eintauchtiefe der Elektromagnetwalze 1 in die Wanne 18 läßt sich die Höhe der Wanne 18 über der Grundplatte 20 z. B. durch Schraubfüße 21 verstellen bzw. einstellen.As can best be seen from the sectional view in Figure 3, is located under the electromagnetic roller 1, a tub 18 as a collecting container for the developer powder 19. To change the immersion depth of the electromagnetic roller 1 in the tub 18, the height of the tub 18 above the base plate 20 z. B. Adjust or set with screw feet 21.

Claims (3)

PATENTANSPROCHE: 1. Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische Bilder, bei denen die Schichtseite eines mit einem latenten elektrostatischen Ladungsbild behafteten Schichtträgers in einem Magnetfeld mit dem Entwicklerpulvergemisch zur Berührung gebracht wird, gekennzeichnet durch eine um eine horizontale Achse drehbare, vorzugsweise motorisch antreibbare Elektromagnetwalze (1) mit mehreren über den Walzenumfang verteilten, in Walzenlängsrichtung verlaufenden Magnetpolen (5), die in einer Wanne (18) für Entwicklerpulvergemisch (19) angeordnet ist und über eine Schleifringanordnung erregt wird. PATENT CLAIM: 1. Electrostatic image developing device, where the layer side is one with a latent electrostatic charge image affixed support in a magnetic field with the developer powder mixture Is brought into contact, characterized by a rotatable about a horizontal axis, preferably motor-driven electromagnetic roller (1) with several over the The roller circumference distributed magnetic poles (5) extending in the longitudinal direction of the roller is arranged in a tub (18) for developer powder mixture (19) and via a Slip ring assembly is excited. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -daß ,in der Stromzuleitung zu den Magnetwicklungen (7) ein periodisch selbsttätig wirkender Unterbrecher angeordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that -that, in the power supply to the magnet windings (7) a periodically automatic acting interrupter is arranged. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Wanne (18) für das Entwicklerpu.lvergemisch (19) höhenverstellbar angeordnet ist. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1024 988.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the trough (18) for the developer powder mixture (19) is arranged to be adjustable in height. Older patents considered: German Patent No. 1 024 988.