DE2027551C3

DE2027551C3 - Entwicklungsvorrichtung für eine ein Ladungsbild tragende Bildfläche

Info

Publication number: DE2027551C3
Application number: DE19702027551
Authority: DE
Inventors: William Burton Fairport N.Y. Nielander; Larry W. Columbus Ohio Nuzum
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1970-06-04
Publication date: 1979-09-20
Also published as: BE751486A; FR2049827A5; ES380378A1; CH509614A; NL166137C; NO133049B; CS168528B2; DE2027551A1; SU419061A3; NL166137B; DE2027551B2; NL7007881A; GB1251477A; SE359664B; NO133049C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungsvorrichtung für eine ein Ladungsbild tragende Bildfläche mit einer ein Magnetfeld erzeugenden ersten Rolle zum y, Transport eines magnetisierbaren Entwicklers bis zur Berührung mit der zu entwickelnden Bildfläche, mit einer ein Magnetfeld erzeugenden und mit Zwischenraum zur ersten angeordneten zweiten Rolle zum Entwickeln des Ladungsbildes und mit einer Zufüh- n> rungseinrichtung zur Förderung des eine Magnetbürste bildenden Entwicklers an die ersten und zweiten Rollen.

Bei einer solchen, aus der US-PS 30 81 737 bekannten Entwicklungsvorrichtung haben die beiden Rollen einen solchen Abstand voneinander, daß der auf der · , Oberfläche der einen Rolle vorhandene Entwickler nach der Berührung mit der Bildfläche wieder in den Entwicklervorrat zurückfällt. Beide Rollen stellen daher voneinander getrennte Entwicklungseinrichtungen dar, wobei die Zuführungseinrichtungen für den Entwickler an die Rollen jeweils eine abschaltbare Sperre haben, so daß die Entwicklerzufuhr an jede der Rollen individuell unterbunden werden kann. Vorzugsweise wird diese bekannte Entwicklungsvorrichtung so betrieben, daß immer nur eine der Rollen als Entwicklungsrolle wirksam ist Sind dagegen beide Rollen gleichzeitig als Entwicklungsrollen wirksam, so drehen sich diese in zueinander entgegengesetzter Richtung, wodurch von der ersten Rolle der Entwickler auf die relativ zu ihr bewegte Bildfläche in der einen Richtung und von der zweiten Rolle der Entwickler auf die relativ zu ihr bewegte Bildfläche in de/ anderen Richtung aufgetragen wird. Durch diese unterschiedliche Richtung bzw. unterschiedliche Relativgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche der Entwicklerrolle und der zu entwickelnden Bildfläche soll eine gleichmäßigere Aufbringung von Entwickler auf der Bildfläche erreicht werden.

Aus der US-PS 31 13 042 ist eine Entwicklungsvorrichtung bekannt, die mit einer Vielzahl von in einer Reihe hintereinander angeordneten Elektromagneten arbeitet, die an eine sich laufend ändernde Speisespannung angeschlossen sind, so daß sich ein über die Elektromagnete wanderndes Magnetfeld ergibt Mit Hilfe dieses wandernden Magnetfeldes kann ein magnetisierbarer Enf-vickler auch gegen die Schwerkraft über eine die Elektromagnete abdeckende oder einschließende Fläche bewegt werden. Diese Anordnung kann dabei sowohl als Fördervorrichtung für den Entwickler an eine oberhalb der zu entwickelnden Bildfläche liegenden Stelle benutzt werden, von der aus der Entwickler über die Bildfläche kaskadiert wird, oder aber die Anordnung dient zur Ausbildung von Fasern aus dem Entwickler, die über eine zu entwickelnde Bildfläche wandern. Gerade ein solches Wandern von Fasern unter Einwirkung eines wandernden Magnetfeldes auf einer feststehenden Fläche ist aber nur unvollkommen zu erreichen, da die eir-zelnen Fasern bei ihrer Wanderung immer wieder zusammenbrechen und neu aufgebaut werden müssen. Die klassische Magnetbürsten-Entwicklung, bei der ein feststehendes Magnetfeld zur Ausbildung der Fasern der Bürste und eine sich bewegende Oberfläche zum Drehen der Bürste benutzt werden, ist daher mit dieser bekannten Anordnung nicht durchzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwicklungsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein möglichst großer Flächenbereich der zu entwickelnden Bildfläche gleichzeitig mit gleichmäßig ausgebildeten Fasern einer Magnetbürste in Berührung gelangt.

Bei: einer Entwicklungsvorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Magnetfelder sich überschneiden, so daß zugeführter Entwickler sich rnagnetbürstenartig über den Zwischenraum hinweg und in Kontakt mit den geladenen Bereichen der Bildfläche erstreckt, während er sich über den Zwischenraum hinweg bewegt.

Durch das sich in dem Zwischenraum zwischen den beiden Rollen überschneidende Magnetfeld beider Rollen ergibt sich eine große Fläche, die von der vordersten Berührungslinie der ersten Magnetbürste bis zur hinteren Berührungslinie der zweiten Magnetbürste reicht, so daß sich ein Magnetbürstenkissen oder -teppich ergibt, der gleichmäßig ausgebildete Fasern aufweist, die gleichzeitig mit einem großen Bereich der zu entwickelnden Bildfläche in Berührung gelangen. Ein

solcher Faserteppich ermöglicht aber eine sehr gleichmäßige Entwicklung auch größerer zusammenhängender Bildbereiche selbst dann, wenn die zu entwickelnde Bildfläche mit hoher Geschwindigkeit an den Magnetbürsten vorbeibewegt wird.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Entwicklungsvorrichtung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Reproduktionsmaschine mit den verschiedenen Behandlungsstationen,

F i g. 2 eine vergrößertt Schnittdarstellung einer der Entwicklungsvorrichtungen parallel zur "Bewegungsrichtung der Bildfläche und

F i g. 3 eine Schnittdarstellung der Entwicklungsvor richtung längs einer Geraden senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bildfläche.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Reproduktionsmaschine wird ein Original D auf einen lichtdurchlässigen Objektträger gelegt, der gegenüber einer Beleuchtungsvorrichtung 10 angeordnet ist Eine Programmschaltung bewirkt eine aufeinanderfolgende Einschaltung der Beleuchtungsvorrichtung 10, wodurch Bildstrahlen erzeugt werden, die bei Einwirkung von Farbauszugsfil- tern der jeweiligen Farbinformation des Originals entsprechen. Die Bildstrahlen werden durch eine Optik 11 auf die Bildfläche in der Belichtungsstation A projiziert, so daß deren lichtempfindliche Fläche belichtet wird. Die Bildfläche hat die Form eines flexiblen, fotoleitfähigen Bandes 12, das auf einem Bandlaufwerk 13 gelagert ist und vor der Belichtung mit einer geeigneten Koronaladungseinrichtung 14 sensitiviert wird. Die Belichtung der Bildfläche erzeugt ein dem jeweiligen Lichtbild entsprechendes Ladungsbild, das in eine Entwicklungsstation B, in der eine Entwicklungsvorrichtung 15 angeordnet ist, gelangt Die Entwicklungsvorrichtung 15 weist mehrere Entwicklungseinheite.i 16, 17, 18 und 19 auf, von denen jede einen einer anderen Farbe zugeordneten Entwickler enthält, um eine individuelle Entwicklung des Ladungsbilds vorzunehmen.

Die entwickelten Ladungsbilder gelangen in eine Übertragungsstation C₁ in der ein Blatt Kopierpapier 5 von einer Ptpierfördervorrichtung 21 auf eine Übertragungstrommel 20 bewegt wird, von der es während der Übertragung gehalten wird. Nach dem Abziehen des Blattes von der Übertragungstrommel 20 wird es mit einem Transport 22 in eint Schmelzfixiervorrichtung 23 bewegt, wo es auf dem Blatt fixiert wird.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weist die Entwicklungseinheit Yl ein Gehäuse 35 auf, das einen rechteckigen Querschnitt und eine sich über die Breite des Bandes 12 erstreckenden Länge besitzt. In dem Gehäuse 35 ist ein dünnwandiger Entwicklerbehälier 36 befestigt, der an seinen Enden mit Stirnwänden 37 und

38 verschlossen ist Der Behälter 36 enthält Entwickler mit aus einem magnetischen Material hergestellten Trägerteilchen und elektrostatisch in großer Zahl an diesen gebundenen farbigen Tonerteilchen. Im Behälter 36 sind zwei als magnetische Bürsten wirksame Rollen

39 und 40 mit ihren Achsen parallel zueinander und unterhalb des Bands 12 drehbar gelagert.

Die Rolle 40 we^;st einen äußeren Zylinder 41 aus einem magnetisierbaren Material auf, der sich fast über die gesamte Länge de; Behälters 36 erstreckt und drehbar im Gehäuse 35 gelagert ist. Ein Ende des Zylinders 41 ist mit einer Kappe 42 verschlossen, die eine mit der Zylinderachse zusammenfallende Antriebswelle 43 trägt und in Lagern 44 an der Stirnwand 38 gebalten ist Das andere Ende des Zylinders ist mit einer

Kappe 45 versehen, die eine zentrische öffnung hat Innerhalb des Zylinders 41 ist ein länglicher Stabmagnet 46 angeordnet, der sich fast über die gesamte Länge des Zylinders erstreckt und mit einer Stommelwelle 47 drehbar in der Kappe 42 gehalten ist Eine Antriebswel- Ie 48 ist drehbar in Lagern gelagert, die innerhalb der zentrischen öffnung der Kappe 45 befestigt sind. Die Welle 48 durchstößt die Stirnseite 37, in der sie auch gelagert ist, so daß sie von einer äußeren Steuereinrichtung gedreht werden kann, die später näher beschrieben wird. Während eines Entwicklungsvorgangs wird der Zylinder 41 durch die Welle 43 gedreht während der Magnet 46 fest bleibt

Die Rolle 39 weist einen Zylinder 50 auf, der gleichen Durchmesser und gleiche Länge wie der Zylinder 41 hat Innerhalb des Zylinders 50 befindet sich ein Hauptstabmagnet 51. der gegenüber seinem drehbaren Zylinder fest angeordnet ist Dieses wird durch hier nicht gezeigte Wellen bewirkt die an beiden Enden des Stabmagneten 51 befestigt und hier ebenfalls nicht

gezeigte öffnungen in Kappen durchdringen, die zum Abschließen und Haltern des Zylinders 50 verwendet werden. Diese Kappen und Wellen sind ähnlich den Kappen 42 und der Welle 47 am einen Ende und der Kappe 45 und der Welle 48 am anderen Ende des ZyIi ldtrs 41 ausgebildet. Eine der Wellen muß befestigt werden, um bei der Drehung des Zylinders 50 den Stabmagneten 51 in einer feststehenden Stellung zu halten. Ein zweiter länglicher Stabmagnet 52 ist innerhalb des Zylinders 50 befestigt und an einer mit der unteren Fläche des Stabmagneten 51 befestigten Abstandsstange angebracht. Die Orientierung der Magnetpole der Magnet 46 und 51 ist in F i g. 2 gezeigt und so gewählt, daß die magnetischen Feldlinien sich durch die Wände der entsprechenden Zylinder 4i und 50 hindurch und über die Oberfläche des sich neben den Rol'en 39 und 40 bewegenden Bandes 12 erstrecken.

Wie in F i g. 2 gezeigt, befinden sich die Mantelflächen der Zylinder 41 und 50 relativ dicht nebeneinander. Während der Entwicklung, wenn sich beide Zylinder

v, gemeinsam drehen und die Magnet" 46 u;;d 51 stillstehen, werden sich infolge der magnetisierbaren Trägerteilchen im Entwickler auf dem oberen Teil des Zylinders 50 zwischen diesem und der Unterseite des Bandes 12 Bürstenfasern oder borsten aus den Teilchen

ν) bilden. Diese Fasern bleiben während des Entwicklungsvorgangs erhalten und entstehen durch das magnetische Feld des Magneten 51 kurz vor der kleinsten Entfernung zwischen Zylinder 50 und Band 12. Werden die Fasern aus dtrn Einflußbereich des Magneten 50 unterhalb der

-,·, kleinsten Entfernung zwischen Band und Zylinder herausbewegt, so werden sie vom magnetischen Feld des Magneten 46, das an dieser Stelle stärker ist als die geschwächte Feldstärke des Magneten 51, aufgenommen und mit der Drehung des Zylinders 41 mitgenommen, bis sie eine Stelle hinter der Entwicklungszone Z erreichen, an der die Trägerteilchen und Tonerteilchen vom Zylinder herunterfallen und zurück in der· Behälter 36 gelangen.

Während der Bewegung der Trägerteilchen und der Tonerteilchen durcl. die Fntwirklerzone bilden die magnetischen Fasern und damit der Entwickler einen »magnetischen Teppich«, der sich über die gesamte Breite der Entwicklerzone Z erstreckt, in der der

Entwicklerstoff zur Entwicklung abgegeben wird oder bereitsteht. Die Entwicklerzone Z ist größer als die Summe der durch die einzelnen Rollen 39 und 40 gegebenen Entwicklerzonen. Eine oder zwei zusätzliche Bürsten können in gleicher Anordnung hinzugefügt ^r> werden, um so die Abmessungen des »magnetischen Teppichs« und damit die der Entwitklungszonc auszudehnen, die immer größer ist als die Summe der Bürstenentwicklungszonen.

In dem Entwicklerbehälter 36 ist unterhalb der Bürste 39 ein Flügelrad 54 vorgesehen, das mehrere radial abstehende Blätter 55 aufweist und deren eines Ende in der Stirnwand 37 drehbar gelagert ist, während das andere Ende in einer Antriebswelle 56 endet, die wiederum drehbar in der Stirnwand 38 gelagert ist und r> diese durchdringt. Während eines Entwicklungsvorgangs dreht sich das Flügelrad 54 in der in F i g. 2 durch At*n Pr*»i1 αησΑσρΙνηρη Rir^htnncr iinrl frtrrtprt HnH wirft « — ·■ - ·--· —*·ο-β-~ ------ ο ....

Entwickler gegen die untere Fläche der magnetischen Bürste 39. Dieser Entwickler wird durch den Aufnahmemagneten 52 angezogen, der die Bildung der Fasern auf dem Zylinder 50 einleitet. Bei der Drehung dieses Zylinders gelangen die so gebildeten Fasern unter den Einfluß des Hauptmagneten 5t.

Eine Abstreichfläche 57 ist an der oberen Wand des Behälters 36 befestigt und erstreckt sich radial zum Zylinder 41 und hat von dessen Mantelfläche nur eine geringe Entfernung, die der gewünschten Länge der magnetischen Fasern entspricht. Bei Drehung des Zylinders 50, um die Fasern in die Entwicklungszone Z zu bringen, schneidet die Fläche 57 die Spitzen der Fasern ab, um dem Band 12 Fasern mit einer optimalen Länge zur Verfügung zu stellen. Ein gebogenes Leitblech 58 ist innerhalb des Behälters 36 befestigt und erstreckt sich über eine der Breite des Flügelrads 54 J5 entsprechende Strecke, wobei der Mittelpunkt des Krümmungsradius mit dem des Flügelrads zusammenfällt. Das Leitblech unterstützt die Schaufelblätter des Flügelrades, damit große Teilmengen Entwickler aus dem unteren Teil des Behälters 36 in die Nähe des ⁴ⁿ Aufnahmemagneten 52 gebracht werden, wo ein Teil des Entwicklers in magnetische Fasern umgewandelt wird.

Ein Paar Schneckenbohrer 60 und 61 sind im unteren Teil des Behälters 36 angeordnet, um eine kontinuierli- -¹"' ehe Durchmischung der Teilchen des Entwicklers sicherzustellen und jederzeit eine geeignete Menge Entwickler zur Verfügung zu stellen. Jeder der Schneckenbohrer mit seinem einen Ende in der Stirnwand 37 gelagert, während sein anderes Ende in >⁽¹ einer Antriebswelle 62 endet, die die Stirnwand 38 durchdringt und in dieser geeignet gelagert ist. Ein hier nicht gezeigter geeigneter Antrieb kann mit der Welle 62 verbunden werden und bei Inbetriebnahme eingeschaltet werden. ⁵">

Die Entwicklungseinheit 17 ist außerdem mit Einrichtungen versehen, die den Entwicklungsvorgang steuern und zwar so, daß sie so schnell wie möglich in und auch außer Betrieb gesetzt werden kann. Da die Entwicklungszone Z reiativ breit ist und mehr als eine *·" magnetische Bürste gesteuert werden muß, wird die zum Unwirksamwerden des magnetischen Teppichs erforderliche Zeit durch eine getrennte Steuerung beider Bürsten verkürzt. Aus disem Grund ist die erste Rolle 39 mit einer Sperre 64 versehen, die zu ihrer Drehung auf einer Weile 65 befestigt ist. Die Sperre 64 ist mit einer Kante 66 versehen, die sich radial zum Zylinder 50 erstreckt und bei einer Drehung der Welle 65 die benachbarte Mantelfläche dieses Zylinders berührt. Durch diese Wirkung werden sofort alle Fasern auf dem Zylinder 50 abgekratzt, wodurch der Transport von Entwickler unter der Kante 66 hindurch unterbunden wird, so daß die Entwicklung durch die Bürste 39 beendet wird mit Ausnahme des bereits vor Betätigung der Sperre auf der Bürste vorhandenen Entwicklers. Diese Steuerung der Welle 65 wird von der zentralen Maschinensteuerung bzw. einem Programmgeber veranlaßt.

Die Sperrung der anderen Rolle 40 wird durch eine schnelle Drehung des Magneten 46 um etwa 90° aus der gezeigten Stellung erreicht. Wie bereits beschrieben, verfügt der Magnet 46 über eine Welle 48, die sich nach außen aus dem Behälter 36 erstreckt Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist die Welle 48 drehbar mit einem Wipphebel 67 verbunden, der einen Stift 68 auf weist, der sich nach der einen Seite so erstreckt, daß er von einem weiteren Wipphebel 69 beeinflußt wird, der in beide Richtungen bei Einschaltung eines Drehmagneten SOL-X gekippt werden kann. Der Drehmagnet SOL-X ist an der Stirnwand 37 befestigt und elektrisch mit der Maschinensteuerung verbunden. Bei Einschaltung des Magneten SOL-I, wenn also die Entwicklungseinheit 17 abgeschaltet werden soll, wird der Wipphebel 69 in die eine Richtung gekippt, wodurch auch der Wipphebel 67 mit einer entsprechenden Drehung der Welle 47 gekippt wird. Diese Betätigung erfordert nur eine sehr kurze Zeit. Die Drehung des Magneten 46 beseitigt seinen magnetischen Einfluß auf die Trägerperlen des Entwicklers, die versuchen den Zwischenraum zwischen den beiden Rollen 39 und 40 zu überbrücken. Eine Steuerung kann die Betätigung der Welle 65 und der Welle 48 gleichzeitig veranlassen, um ein nahezu gleichzeitiges Sperren der beiden Rollen zu erzielen. In diesem Fall wird nur der unterhalb der *.anie w> auf der Roiie enthaltene Entwickler für eine weitere Entwicklung benutzt, bevor der meiste Entwickler durch den Zwischenraum zwischen den Zylindern 41 und 50 hindurchfällt. Bei der Rolle 40 wird nur der gerade kurz vorm Sperren von der Rolle 39 übertragene Entwickler für eine Weiterentwicklung benutzt Auf diese Weise kann die erforderliche Zeit zur Entfernung alles vorhandenen Entwicklers des magnetischen Tf:pichs auf und zwischen den Rollen 39 und 40 bei einer Sperrung auf die Zeit herabgesetzt werden, die zur Sperrung nur einer Rolle benötigt wird. Im Gegensatz zu einem magnetischen Förderband zwischen zwei Roiien. das in einer ausreichend kurzen Zeit nicht wirksam abgeschaltet werden kann, ist mit dem »magnetischen Teppich« besonders bei Verwendung vieler einzelner Rollen der Vorteil zu erzielen, daß die Abschaltzeit für den gesamten Teppich gleich der zur Abschaltung nur einer der benutzten Rollen oder Bürsten erforderlichen Zeit ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entwicklungsvorrichtung für eine ein Ladungsbild tragende Bildfläche mit einer ein Magnetfeld erzeugenden ersten Rolle zum Transport eines magnetisierbarer. Entwicklers bis zur Berührung mit der zu entwickelnden Bildfläche, mit einer ein Magnetfeld erzeugenden und mit Zwischenraum zur ersten angeordneten zweiten Rolle zum Entwickeln des Ladungsbildes und mit einer Zuführungseinrichtung zur Förderung des eine Magnetbürste bildenden Entwicklers an die ersten und zweiten Rollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnet felder sich überschneiden, so daß zugeführter Entwickler sich magnetbüstenartig über den Zwischenraum hinweg und in Kontakt mit den geladenen Bereichen der Bildfläche (12) erstreckt, während er sich über den Zwischenraum hinweg bewegt

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daö die Zuführungseinrichtung (64,65,66. SOL-X, 47,48) eine Sperre (64,65,66) aufweist, die sich im eingeschalteten Zustand zur ersten Rolle (39) hin erstreckt und die Bildung von Entwicklerfasern auf dieser verhindert.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die Zuführungseinrichtung (64, 65, 66, SOL-I, 47, 48) eine mit der zweiten Rolle (40) zusammenwirkende Einrichtung (SOL-X, 47, 48) aufweist, bei deren Einschaltung die Bildung von Fif.vicklerfasern auf der zweiten Rolle (40) verhinderbar ist.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, üaU die Sperre (64, 65, 66) und die Einrichtung (SOLi, V, 48) zusammen einschaltbar sind.

5. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Rolle (39, 40) drehbare, längliche Zylinder (50, 41) aufweisen, die achsparallel zueinander und tangential mit Abstand zur Bildfläche (12) angeordnet sind.

6. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (SOL-X, 47, 48) einen innerhalb der zweiten Rolle (40) angeordneten Magneten (46) aufweist, der so orientierbar ist, daß er für die Erzeugung von Entwicklerfasern unwirksam ist.