DE2551985A1 - Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

PATEN-TAN WALTE A. ^RUNECKER

5 B1 9 8 5 ^^K1NKELDEY

IDR ING.

VV. STOCKMAiR

DR-ING - Αβ£ [CALTEO-f;

K. SCHUMANN

DR RSl KK!. - IMPL-PHVS

P. H. JAKOB

DTPL-ING

G. BEZOLD

DR FiSlMW.- DlPL-OEM.

MÜNCHEN E, K. WEIL

DK FER OEC. INCi

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 94-15

XEROX CORPORATION

Xerox Square

RoeheBter, New York 1464'4-

TJ.SoA.

Entwicklungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische Kopiergeräte und insbesondere einen Querbzw. Kreuzmischer für eine solche Vorrichtung.

Beim herkömmlichen elektrostatischen Kopiervorgang, wie er beispielsweise in der US-PS 2 297 691 beschrieben ist, wird ein gleichmäßig aufgeladener Fotoleiter einer■Abbildung ent-

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TELEFON (OBB) 22 28 62 TELEX OS-29 3BO TELEGRAMME MOMAPAT

sprechend örtlich unterschiedlich entladen, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt'wird, das dann entwickelt wird, indem ein feinkörniges, harziges Material aufgebracht wird, das als Toner bezeichnet wird. Wie bekannt ist, hat sich dieses Verfahren als wirtschaftlich ausgesprochen erfolgreich erwiesen, und zwar insbesondere bei Blattkopiergeräten und Vervielfältigern. Dennoch werden immer noch erhebliche Anstrenungen gemacht und Kosten aufgewendet, um dieses Verfahren zu perfektionieren. Diese Arbeiten betreffen auch den Entwicklungsschritt.

In der Regel ist der Toner bei elektrostatischen Kopiergeräten Bestandteil eines Mehrkomponentenentwicklers, der Tonerteilchen und verhältnismäßig grobe Trägerteilchen umfaßt. Die Tonerteilchen und die Trägerteilchen oder bisweilen der Trägerüberzug bestehen aus Materialien, die in der reibungselektrischen Spannungsreihe an voneinander entfernten Orten liegen, so daß ein reibungselektrischer Ladungsvorgang dazu benutzt werden kann, elektrische Ladungen mit entgegengesetzten Vorzeichen auf den Tonerteilchen und den Trägerteilchen zu erzeugen. Das Vorzeichen der Ladung der Tonerteilchen wird dabei so gewählt, daß es entgegengesetzt zum Vorzeichen der Ladung des latenten Bildes ist, so daß konkurrierende elektrostatische Kräfte auf diese Teilchen wirken. Dies heißt, daß die Tonerteilchen zumindest anfänglich von den Trägerteilchen angezogen werden; sie werden jedoch von diesen elektrostatisch abgestreift, sobald der Entwickler in die unmittelbare Nähe eines das Bild tragenden Fotoleiters oder in Berührung mit diesen gebracht wird.

Bei·bestehenden Entwicklungsvorrichtungen ist es in der Regel möglich, dem Entwickler von Zeit zu Zeit zusätzlichen

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Toner hinzuzufügen, so daß die Tonerkonzentration auf einem geeignet hohen Wert bleibt. Ferner gibt -es passive und aktive Quermischer, die für eine mehr oder weniger gleichmäßige Verteilung des Toners im gesamten Entwicklervorrat sorgen, so daß der Entwickler sehr oft benutzt und zurückgeführt werden kann, ohne daß die Qualität der erzeugten Kopien merkbar abnimmt.

Aktive Quermischer werden von außen angetrieben und hängen nicht ausschließlich von der Schwerkraftwirkung ab. Demzufolge haben sie einige Vorteile im Vergleich zu passiven Quermischern. Beispielsweise sind sie erstens besser für kompakte Entwicklungsvorrichtungen geeignet, zweitens . weniger empfindlich gegen Änderungen der Entwicklerladung und drittens zumindest prinzipiell wirksamer beim Vermengen der Tonerteilchen und der Trägerteilchen, beim Verhindern von Tonerzusammenballungen und hinsichtlich des reibungselektrischen Aufladens der Toner- und Trägerteilchen. Herkömmliche Quermischer dieser Art haben jedoch bisher keinen vollen Erfolg gehabt. Der Hauptgrund dafür liegt darin, daß das übliche Vorgehen, einen aktiven Quermischer dadurch zu bilden, daß eine oder mehrere Schnecken, die gedreht werden, vollständig in die Entwicklerwanne eingetaucht werden, dazu führt, daß erhebliche Leistung für den Antrieb des Quermischers benötigt wird, und außerdem die Gefahr mit sich bringt, daß beträchtliche Mengen Entwickler den Quermischer umgehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst wirksamen aktiven Quermischer für eine Entwicklungsvorrichtung eines elektrostatischen Kopiergerätes zu schaffen. Dabei besteht ein wesentliches Ziel darin, einen aktiven

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Quermischer zu schaffen, der wirksamer als die zur Zeit verfügbaren ist, und zwar sowohl im Hinblick auf die je Einheit der Antriebsleistung erzielte Vermengung und Quermischung als auch im Hinblick auf den Prozentsatz des umlaufenden Entwicklers/ der am Quermischer vorbeiläuft.

Eine erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Zur Lösung der genannten und weiterer Aufgaben der Erfindung umfaßt ein aktiver Quermischer ein Paar Schnecken, die gedreht werden, sowie eine Leitplatte, die dafür sorgt, daß die Schnecken teilweise im Entwickler eingetaucht, bzw. versenkt sind. Dieser Quermischer ist in der Entwicklungsvorrichtung eines elektrostatischen Kopiergerätes oberhalb von dessen Vorratswanne so angeordnet, daß er den aus der Entwicklungszone zurückkehrenden Entwickler und allen zusätzlichen Toner auffängt, der hinzugefügt wird, um die Tonerkonzentration auf einem geeignet hohen Wert zu halten. Der Entwickler wird zwischen den Schnecken aufgeteilt, die ihrerseits den Entwickler in entgegengesetzten Richtungen seitwärts fördern. Vorzugsweise weist die Leitplatte öffnungen auf, so daß der Entwickler nicht nur über die Enden der Leitplatte sondern auch durch die Leitplatte abströmen kann und dadurch über die gesamte Breite der Vorratswanne verteilt wird.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines elektrostatischen Kopiergerätes mit

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einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung, die die wesentlichen Elemente der Entwicklungsvorrichtung zeigt;

Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung, die weitere Merkmale der Entwicklungsvorrichtung zeigt;

Fig. 4 eine ausschnittsweise Seitenansicht, die

die Merkmale der Entwicklungsvorrichtung zeigt, die für einen Ausgleich von Schwankungen des Radius der Trommel der Entwicklungsvorrichtung sorgen;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die das geteilte Gehäuse der Entwicklungsvorrichtung im geschlossenen Zustand bzw. Betriebszustand zeigt;

Fig. 6 eine weitere perspektivische Ansicht, die das geteilte Gehäuse im geöffneten Zustand, d.h. außer Betrieb, zeigt;

Fig. 7a bis 7c ausschnittsweise Ansichten eines Sicherheitsmechanismus zum lösbaren Verriegeln der Abschnitte des Gehäuses miteinander;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Leitplatte für den teilweise eingetauchten Schneckenquermischer der Entwicklungsvorrichtung; und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines geeigneten Tonerwiedergewinnungsmechanismus, wobei einige Teile weggebrochen sind.

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Die Erfindung wird zwar im folgenden ausführlich anhand eines bestimmten Ausführungsbeispiels erläutert; er versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt werden soll. Vielmehr sollen auch alle Abwandelungen, Änderungen und Äquivalente erfaßt werden, die in den Rahmen der Erfindung fallen.

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 eingegangen. Die Erfindung ist darin in Form einer Entwicklungsvorrichtung 11 dargestellt, die Bestandteil eines elektrostatischen Kopiergerätes 12 ist und dazu dient, latente elektrostatische Bilder, die ein Fotoleiter 13 trägt, während des Durchlaufs zu entwickeln, d.h. während sich der Fotoleiter 13 durch eine Entwicklungszone 14 bewegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fotoleiter 13 als Schicht auf der Oberfläche einer drehbaren Trommel 15 ausgebildet. Es versteht sich jedoch, daß es auch andere geeignete Ausbildungen des Kopiergerätes gibt, beispielsweise solche, bei denen ein biegsamer Fotoleiter von einem bandartigen Untergrund getragen wird.

Eine ausführliche Erläuterung des Kopiergerätes 12 dürfte sich erübrigen. Es handelt sich dabei einfach um ein Beispiel für eine Einbaumöglichkeit der Erfindung. Das Kopiergerät stimmt im wesentlichen mit dem im Handel erhältlichen Kopierer "4000" der Xerox Corporation überein und ist lediglich dahingehend abgewandelt, daß es die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung 1 1 aufweist. Sofern Interesse an bestimmten Einzelheiten dieses Kopiergerätes besteht, so können diese den im Handel erhältlichen Geräten und der veröffentlichten Literatur über dieses Kopiergerät, beispielsweise .der US-PS 3 724 019, entnommen werden. Eine kurze Funktionsbeschreibung dürfte jedoch nützlich sein.

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Im folgenden wird das Kopiergerät 12 unter diesem Gesichtspunkt weiter erläutert. Es ist erkennbar, daß die Trommel und die zugehörigen Komponenten sich in einem Gehäuse 16 befinden, zu dem eine transparente Platte 17 gehört, die ein Dokument oder einen anderen Gegenstand, d.h. das Original, mit der Bildseite nach unten in Kopierstellung tragen kann. Die Trommel 15 wird in Pfeilrichtung, d.h. in Fig. 1 im' Gegenuhrzeigersinn, gedreht, so daß der Fotoleiter 13 bei jedem Kopierzyklus nacheinander durch eine Ladestation 8, eine Belichtungsstation 9, die Entwicklungszone 14, eine Übertragungsstation 21 und eine Reinigungsstation 22 läuft.

Zu Beginn des Kopierzyklus wird der Fotoleiter 31 während seines Durchlaufs durch die Ladestation 18 gleichmäßig von einem Koronagenerator 23 aufgeladen und dann während seines Durchlaufs durch die Belichtungsstation 19 entsprechend dem vom Original reflektierten Licht örtlich unterschiedlich entladen. Wenn der Fotoleiter 13 die Entwicklungszone 14 erreicht, trägt er somit ein latentes elektrostatisches Bild des Originals.

Zur Durchführung der Belichtung weist dieses Kopiergerät eine Abtastlampe 24 auf, die bei jedem Kopierzyklus von einem Doppelspiralschneckenantrieb 25 von einer Seite der Platte 17 zur anderen Seite gefahren wird und dabei aufeinanderfolgende Zeilen bzw. Streifen des Originals von unten beleuchtet. Das vom Original reflektierte Licht, das entsprechend dem zu kopierenden Bild intensitätsmoduliert ist, wird von einer bewegbaren Linse 26, einem Paar stationärer Spiegel 27 und 28 sowie einem Belichtungsschlitz 29 auf dem Fotoleiter 13 fokussiert. Damit die Abbildung scharf bleibt, wird die bewegbare Linse 26 synchron zur Abtastlampe 24 in Querrichtung verschoben.Dies wird mittels eines Gestänges 31 durchgeführt, zu dem ein Kurvenabtaster 32 gehört, der auf

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einer Steuerkurve 33 läuft, die sich zusammen mit der Trommel 15 dreht.

Wie noch ausführlicher beschrieben werden wird, bringt die Entwicklungsvorrichtung 11 Toner auf, durch den das vom Fotoleiter 13 getragene Bild entwickelt wird, während dieser durch die Entwicklungszone 14 läuft. Die Ladung des Toners wird dann von einem Vorübertragungskoronagenerator 30 teilweise neutralisiert, wodurch das Tonerbild so eingestellt wird, daß es unter der Einwirkung eines Übertragungskoronagenerators 34 in der Übertragungsstation 21 auf ein Kopierblatt übertragen werden kann. Von einem Blattzufuhr- und -registriermechanismus, der schematisch bei 37 gezeigt ist, wird das Kopierblatt wahlweise aus einem von zwei Vorratsbehältern 35 und 36 zugeführt und in Kontakt mit dem Fotoleiter 13 gebracht.

Nach der Bildübertragung läuft die Trommel 15 unter einem Koronagenerator 38, der die Haftung vermindert und zumindest teilweise die zuvor vom Übertragungskoronagenerator 34 aufgebrachte Ladung neutralisiert, und dann unter einem Absauger 39 durch. Der Absauger 39 hebt das Kopierblatt vom Fotoleiter 13 ab, und transportiert es in einen Spalt zwischen zwei beheizten Schmelzwalzen 41 und 42.

Die Schmelzwalzen 41 und 42 führen Wärme und Druck zu und fixieren das Tonerbild auf dem Kopieblatt, so daß die Kopie, die schließlich in eine Ausgabeschale 43 gefördert wird, recht dauerhaft ist. Um die Gefahr möglichst gering zu halten, daß Toner während des Anschmelzens abgetragen wird, ist ein Behälter 44 mit einem Saugkissen 45 vorgesehen, aus dem ein Trennmittel, beispielsweise Silikonöl, auf die untere Schmelzwalze 41 aufgebracht wird, die mit der Bildseite des

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Kopieräattes in Berührung steht. Während des Anschmelzens dreht sich der Fotoleiter 13 weiter in die-Reinigungsstation 22, wo sich ein Vorreinigungskoronagenerator 46 befindet, der zumindest teilweise die Ladung neutralisiert, die den restlichen Toner auf dem Fotoleiter 13 zu halten versucht. Dem Vorreinigungskoronagenerator 46 folgt ein elastisches Reinigungsmesser 47, das restlichen Toner von dem Fotoleiter 13 abstreift, wodurch der folgende Kopierzyklus vorbereitet wird. Der in der Reinigungsstation 22 wiedergewonnene Toner wird von einem Tonertransportmechanismus 48 zur Entwicklungsvorrichtung 11 zurückgeführt.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, handelt es sich bei der Entwicklungsvorrichtung 11 um eine sogenannte Magnetbürsteneinheit mit einer Gruppe aus vier Entwicklungswalzen 51, 52, 53 und 54, die parallel zueinander und mit Abstand voneinander entlang der Entwicklungszone 14 angeordnet sind und dazu dienen, Entwickler in Berührung mit dem Fotoleiter 13 zu bringen. Die Entwicklungswalzen 51 bis 54 sind in einem Gehäuse 55 montiert, das eine Wanne 56 zur Aufnahme eines Entwicklervorrates, eine Gruppe aus drei magnetischen Transportwalzen 57, 58 und 59 zum Transportieren von Entwickler aus der Wanne 56 zur ersten bzw. untersten Entwicklungswalze 51 sowie eine Gleitfläche 61 umfaßt, über die der Entwickler von der letzten bzw. obersten Entwicklungswalze 54 zu einem Quer- bzw. Kreuzmischer 62 gleiten kann. Wie noch ausführlicher erläutert werden wird, bereitet der Quermischer 62 den zulaufenden Entwickler so auf, daß er wiederverwendet werden kann, wonach er ihn in die Wanne 56 zurückleitet. Bei jeder Entwicklung eines Bildes wird selbstverständlich etwas Toner aus dem Entwickler herausgezogen. Daher ist auf dem Gehäuse 55 direkt über dem Queränischer 62 ein Tonerspender 63 montiert, aus dem dem Ent-

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wickler von Zeit zu Zeit frischer Toner hinzugefügt werden kann, so daß dessen Tonerkonzentration auf einem geeignet hohen Wert bleibt.

Diese Entwicklungsvorrichtung wird in herkömmlicher Weise mit einem Mehrkomponentenentwickler gespeist, der sehr kleine, harzige Tonerteilchen und verhältnismäßig grobe, ferromagnetische Trägerteilchen umfaßt. Die Materialien für den Toner und den Träger oder bisweilen den Trägerüberzug liegen in der reibungselektrischen Spannungsreihe entfernt voneinander, 'so daß ein reingungselektrischer Ladungsprozeß dazu benutzt werden kann, elektrische Ladungen mit entgegengesetzten Vorzeichen auf den Tonerteilchen und den Trägerteilchen zu induzieren. Ferner sind die Materialien so gewählt, daß die auf die Tonerteilchen aufgebrachte Ladung entgegengesetztes Vorzeichen zur Ladung des latenten, zu entwickelnden Bildes hat. Wähend des Betriebes wirken daher konkurrierende elektrostatische Kräfte auf die Tonerteilchen, so daß diese Tonerteilchen zumindest zu Beginn von den Trägerteilchen angezogen werden, jedoch von diesen elektrostatisch abgestreift werden, sobald der Entwickler in unmittelbare Nähe oder in Berührung mit dem Fotoleiter 13 gebracht wird.

Wie Fig. 3 am deutlichsten zeigt, wird durch eine öffnung am Boden der Wanne 56 fließender Entwickler von den Transportwalzen 57 bis 59 entlang einem im wesentlichen S-förmigen Weg transportiert und dann zwischen dem Fotoleiter 13 und den aufeinanderfolgenden Entwicklungswalzen 51 bis 54 nach oben gefördert. In diesem Teil der Vorrichtung wird der Entwickler magnetisch gebunden. Die Entwicklungswalzen 51 bis 54 und die Transportwalzen 57 bis 60 weisen nämlich jeweils eine Dauermagnetbaugruppe 64 bis 70 auf, wobei sich

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jede Dauermagnetbaugruppe in einer getrennten, nichtmagnetischen, zylindrischen Hülse 71 bis 77 befindet und ein stationäres Magnetfeld erzeugt. Diese Magnetfelder halten den Entwickler auf den Hülsen 71 bis 77, die ihrerseits in Pfeilrichtung gedreht werden, so daß der Entwickler von Walze zu Walze weitertransportiert wird, wie dies bereits erwähnt wurde.

In typischer Weise sind die von den Magnetbaugruppen 64 bis der Entwicklungswalzen 51 bis 54 erzeugten Magnetfelder so ausgebildet, daß der Entwickler während des Durchgangs zwischen den Entwicklungswalzen und dem Fotoleiter 13 gebündelt wird, so daß dadurch borstenartige Entwicklerhaufen entstehen, die über den Fotoleiter 13 bürsten. Damit die auf diese Weise erzeugten "magnetischen Bürsten" ein weitgehend gleichmäßiges Profil über die Breite der Entwicklungszone 14 haben, ist bei der beschriebenen Ausführungsform eine Abgleichschiene 78 an der Außenseite einer vorderen Seitenwand 79 der Wanne 56 vorgesehen, die die Dicke der auf der ersten Transportwalze 57 magnetisch mitgeführten Entwicklerschicht abgleicht.

Im folgenden wird auf Fig. 4 eingegangen.Eines der wesentlichen Merkmale der Entwicklungsvorrichtung 11 besteht darin, daß dafür gesorgt wird, daß Unrundheiten der Trommel 15, d.h. Schwankungen ihres Radius, ausgeglichen werden. Es ist festgestellt worden, daß solche Schwankungen gewöhnlich über den Umfang der Trommel 15 verteilt auftreten und bisweilen so stark sind, daß dadurch der Entwicklungsvorgang beeinträchtigt wird. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache ist dafür gesorgt, daß automatisch zumindest die letzte bzw. oberste Entwicklungswalze 54 entsprechen den Schwankungen des Radius '' zur Achse der Trommel 15 und von dieser weg bewegt wird, so

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daß dadurch ein im wesentlichen konstanter Abstand bzw. Spalt zwischen dieser Walze und dem Fotoleiter 13 beibehalten wird. Es liegt auf der Hand,daß die oberste Entwicklungswalze 54 dabei die kritischste ist, da sie als letzte jedes vom Fotoleiter 13 getragene latente Bild überstreicht.

Zum Ausgleich von Schwankungen des Trommelradius sind die entgegengesetzten Enden von Wellen 81 bis 84 der Entwicklungswalzen 51 bis 54 über Lager in zwei Lagerarme 85 und 86 gelagert, die ihrerseits um die Achse der ersten bzw. untersten Entwicklungswalze 51 schwenkbar montiert sind. An den Lagerarmen 85 und 86 ist jeweils eine Folgerolle 87 bzw. (siehe auch Fig. 5 und 6) dicht bei der obersten Entwicklungswalze 54 angebracht, und die Lagerarme 85 und 86 werden von getrennten Druckfedern 89, von denen lediglich eine dargestellt ist, gegen die Trommel 15 gedrückt, so daß die Folgerollen 87 und 88 beispielsweise auf der Oberfläche der Trommel 15 seitlich außerhalb des Fotoleiter^ laufen. Dies hat zur Folge, daß die Lagerarme 85 und 86 in Abhängigkeit von den Schwankungen des Radius der Trommel verschwenkt werden und dabei die Entwicklungswalzen 52 bis zur Trommel 15 bzw. von dieser weg bewegen. Es ist erkennbar, daß diese Maßnahme nicht nur für einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen der obersten Entwicklungswalze und dem Fotoleiter 13 sorgt, sondern auch die Schwankungen der Abstände zwischen den mittleren Entwicklungswalzen 52 und 54 einerseits und dem Fotoleiter 13 andererseits vermindert.

Vorzugsweise sind die Folgerollen 87 und 88 scheibenartig ausgebildet und frei drehbar, so daß sie der Drehung der

'Trommel 15 - wenn überhaupt - nur geringen Widerstand ent-

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gegensetzten. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, können die Folgerollen 87 und 88 zur Versteifung des Gehäuses 55 über eine Stange 90 verbunden sein.

Im folgenden wird auf die Fig. 5 und 6 eingegangen. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Entwicklungsvorrichtung 11 besteht darin, daß das Gehäuse 55 geteilt ist, so daß der größte Teil der Wartungsarbeiten, die von Zeit zu Zeit erforderlich sein können, um die Vorrichtung voll betriebsbereit zu halten, ausgeführt werden kann, ohne daß die lage- bzw. stellungsempfindlichen Komponenten wie beispielsweise die Entwicklungswalzen 51 bis 54 bewegt zu werden brauchen. Um dies zu erreichen, weist das Gehäuse 55 einen stationären Gehäuseabschnitt 91 für die Entwicklungswalzen 51 bis 54, die Transportwalzen 57 bis 59 und die Gleitfläche 61 sowie einen bewegbaren Gehäuseabschnitt-92 für die Wanne 56, den Quermischer 62 und den Tonerspender 63 auf. Der bewegbare Abschnitt 92 ist über geeignete Lagerklötze 93, von denen lediglich einer erkennbar ist, auf zwei im wesentlichen waagerechten, parallelen Schienen 94 und 95 abgestützt, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Trommel 15 verlaufen. Wenn Wartungsarbeiten ausgeführt werden müssen, wird daher der bewegliche Abschnitt 92 des Gehäuses 55 vom stationären Abschnitt 91 weggezogen, wodurch praktisch der gesamte Bereich, der Aufmerksamkeit erfordert, frei zugänglich wird. Daraus ergibt sich, daß das zeitraubende Wiedereinstellen des Sollabstands zwischen den Entwicklungswalzen 51 bis 54 einerseits und dem Fotoleiter 13 andererseits bei der Wartung die Ausnahme und nicht die Regel ist.

Zur weiteren Vereinfachung der Wartungsarbeiten ist für den bewegbaren Abschnitt 92 des Gehäuses 55 der Entwicklungs-

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vorrichtung ein indirekter Antrieb 96 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Antrieb zum Abschnitt 92 über ein Kettenrad 97 übertragen, das bei einer Verschiebung des bewegbaren Abschnitts 92 des Gehäuses 55 zum stationären Abschnitt 91 in Eingriff mit einer Antriebskette 98 tritt und sich von dieser löst, wenn der bewegbare Abschnitt 92 vom stationären Abschnitt 91 wegbewegt wird. Die Antriebskette 98 ist über eine Reihe von Kettenrädern 101 bis 108 geführt, die vom stationären Abschnitt 92 getragen werden, wobei das Kettenrad 101 mit einer Antriebswelle 111 verstiftet ist, die ihrerseits über ein Untersetzungsgetriebe 113 sowie einen Riementrieb 114 mit einem Motor 112 verbunden ist.

Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die erste bzw. unterste Entwicklungswalze 51 und die Tranportwalzen 57 bis 59 jeweils von einem der Kettenräder 103 bis 106 direkt angetrieben werden. Die übrigen Entwicklungswalzen 52 bis 54 werden jedoch vom Kettenrad 103 aus indirekt über ein Räderwerk aus Zahnrädern 121 bis 127 angetrieben, so daß der Lagerarm 85 bei Schwankungen des Radius der Trommel 15 frei schwenken kann, ohne daß dadurch die Spannung der Kette 98 beeinflußt wird.

Im folgenden wird auf die Fig. 7a bis 7c eingegangen. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Entwicklungsvorrichtung besteht darin, daß die zwei Abschnitt 91 und 92 des Gehäuses von einem Verriegelungsmechanismus 131 lösbar zusammengehalten werden, der mit einer Fließsperre 132 so gekoppelt ist, daß das Gehäuse 55 nur dann geöffnet v/erden kann, wenn die Fließsperre 132 zuvor geschlossen wurde und den Entwicklerstrom aus der Wanne 56 gesperrt hat. Diese Vorsichtsmaßnahme ist vorgesehen, da jedes nennenswerte Risiko eines unbeab-

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sichtigten Verstreuens oder Austretens von Entwickler aus dem Gehäuse 55 trotz all seiner Vorteile* ein schwerwiegendes Argument gegen seine Verwendung wäre.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die Fließsperre 132 ähnlich der Entwicklerabsperrvorrichtung, die in der US-Patentanmeldung Nr. 464 862 vom 29. April 1974 beschrieben ist. Die Fließsperre umfaßt nämlich eine drehbare Welle 133, die im bewegbaren Abschnitt 92 des Gehäuses 55 so gelagert ist, daß sie einen am unteren Ende eines Haltearms 135 angebrachten Dauermagneten 134 zur und von der Wanne 56 schwenken kann, wobei diese Bewegung von einem von Hand betätigbaren Hebelarm 136 gesteuert wird. Dafür reicht eine einfache Verbindung. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise das untere Ende des Hebelarmes 136 auf die Welle 133 gesteckt, die ihrerseits über eine Schweißung oder dergleichen mit dem oberen Ende des Haltearms 135 verbunden ist.

Damit die Strömung des Entwicklers wahlweise eingeschaltet und ausgeschaltet werden kann, verläuft der Dauermagnet 134 praktisch über die gesamte Breite der Wanne 56. Er ist so gepolt, daß er die ferromagnetische Trägerkomponente des Entwicklers anzieht.Darüber hinaus sind die Stärke des Dauermagneten 134 und die Länge des Haltearms 135 so gewählt, daß die Wirkung des vom Dauermagneten 134 erzeugten.magnetischen Feldes auf den Entwickler in Abhängigkeit von der Stellung des Hebelarmes 136 zwischen einem vollständig beherrschenden Einfluß und einem vernachlässigbaren Einfluß schwankt. Wie Fig. 7a am deutlichsten zeigt, hat das magnetische Feld seine stärkste Wirkung, wenn der Hebelarm 136 beispielsweise im Uhrzeigersinn gegen einen Anschlag geschwenkt ist, da der .Dauermagnet 134 dann an der Wanne 56 ungefähr in Höhe der Austrittsöffnung 60 anliegt, was mit ausgezogenen Linien dar-

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gestellt ist. Dies führt dazu, daß der Entwickler die öffnung 60 "überbrückt"., wodurch jeglicher Durchfluß des Entwicklers gesperrt wird. Wenn dagegen der Hebelarm 136 in seine andere» in Gegenuhrzeigerrichtung liegende End-* stellung bewegt worden ist, die strichpunktiert dargestellt ist, ist der Dauermagnet 134 so weit von der Wanne 56 entfernt, daß sein Feld - wenn überhaupt - nur sehr geringen Einfluß auf die Entwicklerströmung hat. Selbstverständlich nimmt die Anziehungskraft zwischen dem Dauermagneten 134 und der ferr«magnetischen Komponente des Entwicklers bei Annäherung des Magneten 134 an die Wanne 56 zu, so daß eine den Magneten 134 zur Wanne 56 ziehende Zugkraft auch dann wirkt, wenn der Magnet 134 noch nicht die Wanne 56" erreicht hat. Diese Zugkraft muß daher überwunden werden, wenn die Vorrichtung wieder in Betriebszustand gebracht werden soll.

Der Verriegelungsmechanismus 131 umfaßt ein Glied 137 mit einem Haken 138 an seinem äußeren Ende, der wahlweise in und außer Eingriff mit einem Stift 139 gebracht werden kann, wodurch die zwei Abschnitt 91 und 92 des Gehäuses 55 miteinander verriegelt bzw.entriegelt werden. Diese Bewegung wird von einem weiteren von Hand betätigbaren Hebelarm 141 gesteuert. Vorzugsweise ist auf der entgegengesetzten Seite des Gehäuses 55 (siehe Fig. 5 und 6) ein zweiter Verriegelungsmechanismus 142 vorgesehen. Der in den Fig. 7a bis 7c dargestellte Verriegelungsmechanismus ist jedoch auch dafür ein Beispiel und dient als Grundlage zur Erläuterung der oben erwähnten Kopplung.

Im folgenden wird daher ausführlicher der Verriegelungsmechanismus 131 erläutert. Es ist erkennbar, daß der Stift 139 am stationären Abschnitt 91 des Gehäuses 55 befestigt

ist, und daß das Glied 137 über einen festen'Lagerzapfen 143 für den Hebelarm 141 am anderen bzw. bewegbaren Abschnitt

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92 befestigt ist. Der Hebelarm 141 kann auf dem Lagerzapfen 143 schwenken; das Glied 137 folgt dagegen vorzugsweise einer ausreichend geradlinien Bahn, damit die Gefahr möglichst gering ist, daß es während des Verriegeins und Entriegeins zum Festklemmen kommt. Das Glied 137 ist aus diesem Grunde mit dem Hebelarm 141 über einen frei beweglichen Lagerzapfen 144 verbunden und weist einen Führungsschlitz 145 auf, der auf einem am bewegbaren Abschnitt 92 des Gehäuses 55 befestigten Stift 146 läuft. Die Orte des feststehenden Lagerzapfens 143 und des frei beweglichen Lagerzapfens 144 sind relativ zueinander so gewählt, daß der Führungsschlitz 145 bei einer Drehung des Hebelarmes 141 im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn auf dem Stift 146 nach oben bzw. nach unten verschoben wird. Dabei wird das Glied 137 nacheinander in im wesentlichen waagerechter lind im wesentlichen senkrechter Richtung verschoben. Zum Entriegeln wird der Hebelarm 141 beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch das Glied 137 zuerst nach vorne verschoben wird, so daß der Haken 138 vom Stift 139 gelöst wird, und dann nach unten verschoben wird, damit zwischen dem Glied 137 und dem Stift 139 ein senkrechter Abstand besteht (siehe Fig. 7b). Beim Verriegeln wird dagegen der Hebelarm 141 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wodurch das Glied 137 zunächst nach oben und dann nach hinten verschoben wird, so daß der Haken 138 auf dem Stift 139 zu sitzen kommt (siehe Fig. 7a). Am stationären Abschnit 91 und am beweglichen Abschnitt 92 des Gehäuses 55 sind zueinander passende Flansche 118 und 119 vorgesehen, und zumindest einer dieser Flansche trägt eine Dichtung 150 oder dergleichen, die für eine Abdichtung zwischen den zwei Abschnitten 91 und 92 des Gehäuses 55 sorgt, wenn die Verriegelungsmechanismen 131 und 142 in Schließstellung sind.

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Einer der besonderen Vorteile der Maßnahmen, die dafür sorgen, daß der Verriegelungsmechanismus 131 nicht gelöst werden kann, solange die Fließsperre 132 geöffnet ist, besteht darin, daß die Fließsperre 132 beliebig geöffnet und geschlossen v/erden kann, während der Verriegelungsmechanismus 131 das Gehäuse geschlossen hält. Dies bedeutet praktisch, daß der stationäre Abschnitt 91 des Gehäuses 55 von Entwickler gereinigt werden kann, ohne die erwähnte Dichtung aufzugeben, und zwar einfach, indem die Fließsperre 132 geschlossen wird und dadurch das Auslaufen von Entwickler aus der Wanne 56 unterbrochen wird, wonach die Vorrichtung während eines kurzen Zeitraumes weiterbetrieben wird, der ausreicht, um den zuvor in den stationären Abschnitt 91 eingeführten Entwickler von den Transportwalzen 57 bis 59, den Entwicklungswalzen 51 bis 54 und der Gleitfläche 61 (siehe Fig. 3) zum bewegbaren Abschnitt 92 zurücktransportieren zu lassen.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei mehr oder weniger unabhängige Sperren vorgesehen, die jeden Versuch vereiteln, den Verriegelungsmechanismus 131 zu lösen, während die Fließsperre 132 noch offen ist. Zunächst ist ein vom Hebelarm 136 nach hinten vorspringender Ansatz 147 zusammen mit einer komplementären Ausnehmung 148 an der inneren Schulter des Gliedes 137 vorgesehen. Wenn der Verriegelungsmechanismus 131 in Schließstellung ist und die Fließsperre 132 geöffnet ist, sitzt der Ansatz 147 in der Ausnehmung 148, und zwar vorzugsweise unterstützt von einer Sicherungsfeder 149. Unter diesen Bedingungen kann der Verriegelungsmechanismus 131 nicht geöffnet werden, da zwischen der Ausnehmung 148 und dem Lagerzapfen 144 ein Abstand besteht. Sollte diese Hauptsperre aus irgendeinem Grunde versagen, dann besteht noch eine zweite Sperre, die verhindert, daß der Verriegelungsmechanismus 131 zu

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früii gelöst wird- Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird für zusätzliche Sicherheit dadurch -gesorgt, daß öle Hebelanne 141 und 136 des Verriegelungsmechanismus 131 bzw. der Fließsperre 132 mit getrennten Griffen 151 mad 152 versehen sind, die so geformt sind, daß der Griff 152 eine Bewegung des Griffs 151 verhindert, falls versucht werden sollte, den Verriegelungsmechanismus 131 bei noch geöffneter Fließsperre 132 zu lösen.

Im folgenden wird auf die Fig. 2, 3, 6 und 8 eingegangen. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Entwicklungsvorrichtung 11 besteht darin, daß es sich bei dem Ouermischer 62 um eine teilweise versenkte, aktive Quermischvorrichtung handelt, die über der Wanne 56 so angeordnet ist, daß sie nicht nur den von der Entwicklungszone 14 über die Gleitfläche 61 zurückkehrenden Entwickler sondern auch allen vom Tonerspender 63 zusätzlich gelieferten Toner auffängt. Besondere Beachtung verdient der Quermischer 62, weil er verhältnismäßig wenig Antriebsleistung erfordert und dennoch für eine wirksame Quermischung und Vermengung sorgt, da er nur teilweise in den sich kontinuierlich ändernden, räumlich umschlossenen Entwicklerstrom eingetaucht ist. Die zeitweilige und räumliche Umschließung des Entwicklers ist ein besonders wesentliches Prinzip, da dadurch die Gefahr vermindert wird, daß Entwickler den Quermischvorgang umgeht.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist,umfaßt der Quermischer 62 ein Paar Spiralschnecken 155 und 156, die von im wesentlichen parallelen, drehbar gelagerten Wellen 157 und 158 über einer Leitplatte 159 getragen werden, die in ihrer Mitte einen Strömungsteilenden Bereich 171 aufweist, der zwischen zwei im wesentlichen U-förmigen Rinnen 172 und 173 liegt. Die Spiralschnecken 155 und 156 sowie die

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Leitplatte 159 erstrecken sich praktisch über die gesamte Breite des bewegbaren Abschnitts 92 des-Gehäuses 55; sie haben jedoch einen geringen Abstand von dessen Seiten. Die Rinnen 172 und 173 der Leitplatte 159 umschließen die Spiralschnecken 155 und' 156 teilweise, haben jedoch zu diesen einen geringen Abstand. Der Strömungsteilende Bereich 171 der Leitplatte 159 liegt in senkrechter Richtung unter dem Tonerspender .63 und ungefähr in der Mitte der Strömungsbahn des Entwicklers von der Gleitfläche 1, so daß dieser Bereich den Entwickler und frischen Toner mehr oder weniger gleichmäßig zwischen den Rinnen 172 und 173 aufteilt.Vorzugsweise sind mehrere durch die Rinnen 172 und 173 hindurchgehende, kleine Löcher 163 mit Abstand voneinander über die Länge der Rinnen verteilt, die dazu beitragen, für eine ungefähr gleichmäßige Höhe des Entwicklers in der Wanne 56 zu sorgen.

Während des Betriebes werden die Spiralschnecken 155 und so gedreht, daß sie den Entwickler und Toner in den Rinnen 172 und 173 in entgegengesetzten Richtungen in Querrichtung fördern. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Spiralschnecken 155 und 156 gleiche Gangrichtung, beispielsweise sind beide rechtsgängig, und sie werden daher von zwei kämmenden Zahnrädern 161 in entgegengesetzten Richtungen gedreht. Von den kämmenden Zahnrädern 161 ist lediglich eines in Fig. 6 erkennbar. Diese Zahnräder stehen in Verbindung mit dem Kettenrad 97.

Das gleiche Ergebnis kann jedoch auch erreicht werden, indem die Spiralschnecken in gleicher Richtung gedreht werden, falls eine rechtsgängig und die andere linksgängig ist. Auf jeden Fall bleiben der Toner und Entwickler, die in einer der beiden Rinnen 172 und 173 gelangt

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sind, darin dem direkten Einfluß der Spiralschnecke 155 bzw. 156 ausgesetzt, bis das Entwicklergemisch durch eines der Löcher 163 oder über die Außenränder der Leitplatte hinausgelangt. Während des Betriebes stehen der Zustrom zum Quermischer 62 und der Abstrom aus dem Quermischer selbstverständlich ungefähr im Gleichgewicht.

Im folgenden wird auf Fig. 9 eingegangen, die Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels eines Tonertransportmechanismus bzw. Tonerwiedergewinnungsmechanismus 48 zeigt. Es ist erkennbar, daß dieser Mechanismus eine lange Schraubenfeder 166 umfaßt, die gedreht wird und in eine biegsame Hülle 167 eingeschlossen ist und dazu dient, Toner von einem Auffangtrichter 165 zu einer läng'-ichen Austrittsöffnung 175 zu transportieren. Der Auffangtrichter 165 ist mit Hilfe nicht dargestellter Mittel so montiert, daß er in der Reinigungsstation 22 (siehe Fig. 1) wiedergewonnenen Toner aufnehmen kann, und die Austrittsöffnung 171 ist so angeordnet, daß der wiedergewonnene Toner auf die Gleitfläche 61 im stationären Abschnitt 91 des Gehäuses 55 der Entwicklungsvorrichtung ausgeworfen wircH Vorzugsweise wird die Feder 166 an ihrem stromab gelegenen Ende so angetrieben,daß sie sich unter Belastung ausdehnt bzw. aufwickelt. Zu diesem Zweck umfaßt der Antrieb für das Gehäuse 55 der Entwicklungsvorrichtung eine Kupplung 177 sowie zwei kämmende Zahnräder 163 und 169, die die Feder 166 vom Kettenrad 108 aus antreiben.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtung mehrere vorteilhafte Merkmale aufweist.Von besonderem Interesse ist hier allerdings der Quermischer.

Patentansprüche:

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Claims (11)

? B .S 1 9 8 Patentansprüche . '"

1. Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, die von einem Substrat getragen v/erden, mittels eines Entwicklers, der reibungselektrisch geladene Tonerteilchen und Trägerteilchen enthält, gekennzeichnet durch eine Wanne (56) zur Aufnahme eines Entwicklervorrats, eine Einrichtung (51, 52, 53, 54, 57, 58, 59, 61) zum Transport des Entwicklers entlang einer bestimmten Bahn, die von der Wanne über das Substrat (13) und zurück zur Wanne führt, und einen teilweise eingetauchten, aktiven Quermischer (62) , der in der Bahn über der Wanne angeordnet ist und dazu dient, den zur Wanne zurücklaufenden Entwickler zu mischen und zu vermengen.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tonerspender (63), der oberhalb des Quermischers (62) angeordnet ist und dazu dient, dem Entwickler von Zeit zu Zeit zusätzlichen Toner hinzuzufügen.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Quermischer (62) eine Leitplatte (159), die außerhalb der Wanne (56) in der Bahn angeordnet ist und dazu dient, die sich kontinuierlich ändernde Entwicklerzufuhr räumlich einzugrenzen, sowie eine Schnecke (55, 56) umfaßt, die gedreht wird und oberhalb der Leitplatte angeordnet ist sowie teilweise von dieser umschlossen wird und dazu dient, die räumlich umgrenzte Entwicklerzufuhr in Querrichtung zu fördern.

4. .Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quermischer (62) zwei Schnecken (155, 156)

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sowie eine unterhalb der Schnecken montierte Leitplatte (159) umfaßt, daß die Leitplatte getrennte Rinnen (172, 173), die jeweils eine der Schnecken teilweise umschließen, sowie einen zentralen Strömungsteilenden Bereich (171) umfaßt, der den zur Wanne (56) zurückströmenden Entwickler zwischen den Rinnen aufteilt, und daß eine Einrichtung (97, 161) vorgesehen ist, die die Schnecken so dreht, daß der Entwickler in einer der Rinnen quer in einer Richtung gefördert wird und daß der Entwickler in der anderen Rinne quer in entgegengesetzter Richtung gefördert wird.

5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplatte (159) in Längsrichtung der Rinnen (172, 173) mit Abstand voneinander aufweisenden Löchern (163) versehen ist, die dazu beitragen, eine im wesentlichen gleichmäßige Höhe des Entwicklers in der Wanne (56) beizubehalten.

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Tonerspender (63), der oberhalb des Quermischers (62) in senkrechter Richtung mit dem strömungsteilenden Bereich (171) der Leitplatte (159) ausgerichtet angeordnet ist und dazu dient, dem Entwickler von Zeit zu Zeit zusätzlichen Toner hinzuzufügen.

7. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken (255, 156) gleiche Gangrichtungen haben und in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, so daß der Entwickler in den Rinnen (172, 173) in entgegengesetzten Richtungen gefördert wird.

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8. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder eine Schnecke (155, 156) oder die Leitplatte (159) ein elektrisch leitendes, geerdetes Element ist, so daß zu hohe Ladung von den Trägerteilchen abgezogen wird, während der Entwickler gemischt und vermengt wird.

9. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder eine Schnecke (155, 156) oder die Leitpla.tte (159) mit einem Material beschichtet ist, das so ausgewählt ist, daß es die Aufladung der Tonerteilchen durch Reibung unterstützt.

10. Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder eine Schnecke (155, 156) oder die Leitplatte (159) mit einem Trennmittel beschichtet ist, das so gewählt ist, daß es verhindert, daß Toner daran haftet.

11. Entv/icklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 1 0, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder eine Schnecke (155, 156) oder die Leitplatte (159) eine aufgerauhte Oberfläche hat, so daß an den Entwicklerteilchen während des Mischens und Vermengens mechanisch gerieben wird und dadurch verhindert wird, daß Tonerteilchen auf den Trägerteilchen mechanisch verfestigt werden.

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