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Die
Erfindung betrifft ein nicht-interaktives Magnetbürstenentwicklungssystem
und eine Druckvorrichtung mit diesen, siehe Ansprüche 1 und
4.
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Allgemein
umfasst eine elektrophotographische Druckvorrichtung ein photoleitendes
Bauteil das bis zu einem im Wesentlichen gleichmäßigen Potential aufgeladen
wird, um dessen Oberfläche
zu sensibilisieren. Der geladene Bereich des photoleitenden Bauteils
wird einem optischen Lichtmuster ausgesetzt, das einem zu bildenden
Dokument entspricht. Dieses zeichnet ein elektrostatisches latentes
Bild auf dem photoleitenden Bauteil entsprechend zu Informationsflächen auf,
die in dem Dokument enthalten sind. Nach Bilden des elektrostatischen
latenten Bildes auf dem photoleitenden Bauteil, wird das Bild durch
Aufbringen eines Entwicklermaterials in engem Kontakt entwickelt.
Ein solches Entwicklermaterial enthält typischerweise Tonerteilchen,
die triboelektrisch an Trägerkörnchen haften.
Die Tonerpartikel werden von dem latenten Bild von den Trägerkörnchen angezogen
und bilden ein Pulverbild auf dem photoleitenden Bauteil, das anschließend auf
ein Kopierblatt übertragen
wird. Am Ende wird das Kopierblatt erhitzt oder in anderer Weise
bearbeitet, um das Pulverbild auf Dauer in der erwünschten
bildähnlichen
Konfiguration auf diesem zu fixieren.
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Sowohl
interaktive als auch nicht interaktive Entwicklung wurde durch Magnetbürsten bisher
in bekannter Weise erreicht. In typischen interaktiven Ausführungsbeispielen
weist die Magnetbürste
die Form einer festen zylindrischen Hülse auf, die um eine fixierte
Anordnung von Permanentmagneten rotiert. Bei diesem Typ von Entwicklungssyste men
wird die zylindrische Hülse
gewöhnlich
aus einem elektrisch leitfähigen,
nicht Eisenmaterial wie Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet,
wobei die Außenfläche texturiert
ist, um ein Haften des Entwicklers zu verbessern. Die Drehung der
Hülse transportiert
magnetisch haftenden Entwickler durch die Entwicklungszone, wo ein
direkter Kontakt zwischen Entwicklerbürste und Bildfläche vorhanden
ist, und Toner von den sich vorbeibewegenden magnetischen Bürstenfilamenten
durch elektrostatische Felder des Bildes abgestreift wird.
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Eine
nichtinteraktive Entwicklung ist besonders verwendbar in Farbsystemen,
bei denen ein vorgegebener Farbtoner auf einem elektrostatischen Bild
ohne Stören
von vorher aufgebrachten Tonern einer unterschiedlichen Farbe oder
einer Kontaminierung der Farbtonerzuführungen aufgebracht werden muss.
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Es
wurde beobachtet, dass die Magnetbürstenhöhe, die durch die Entwicklermasse
in den magnetischen Feldern auf der Hülsenoberfläche dieses Typs von Entwicklersystemen
gebildet wird, periodisch in ihrer Dicke und statistisch schwankt
als Resultat einer komplexen Trägeragglomeration
und wegen eines Filamentaustauschmechanismus, der während dieser
Operation auftritt. Als Ergebnis muss ein erheblicher Abstand in
der Entwicklungslücke vorgesehen
werden, um eine Interaktion der Fotorezeptoren durch direkten physikalischen
Kontakt zu vermeiden, so dass die Verwendung eines nah benachbarten
Entwicklerbettes, welche kritisch für hochqualitative Bildentwicklungen
ist, vermieden wird.
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Der
Magnetpolabstand kann nicht auf eine beliebig kleine Größe reduziert
werden, da Toleranzen der Dicke der Hülse und eines angemessenen mechanischen
Abstandes zwischen Hülse
und Drehmagnetkern einen minimalen Arbeitsbereich für die Magnetmultipolkräfte vorgibt,
die sowohl zum Halten als auch zum Umstürzen der Entwicklerdecke auf
der Hülse
ist. Da die interne Polgeometrie die räumliche Wellenlänge der
Umstürzkomponenten
bestimmt und ebenfalls die Größe der Haltekräfte der
Entwicklerdecke einem bestimmten Bereich bestimmen, gibt es nur
einen Entwicklungsfreiheitsgrad, um die den unterschiedlichen Systemanforderungen
einer kurzen räumlichen
Wellenlänge
und starker Haltekräfte zu
genügen.
Eine Verminderung der Entwicklerdeckenmasse durch Versorgungsverminderung
führt zu einer
geringen Bürstenstruktur
ohne wesentliche Reduzierung der Bürstenfilamentlänge oder
Verbesserung der ungleichmäßigen Längenverteilung.
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US-A-4357103
offenbart eine elektrophotografische Vorrichtung mit einer Entwicklerstation
und einem Entwicklervorrat. Teilweise in diesem Vorrat ist eine
Magnetbürstenanordnung
mit einer Gruppe von Magnetpolen angebracht. Die Oberfläche einer
drehbaren Hülse
der Magnetbürstenanordnung
wird zum Transport des Toners in eine Entwicklungszone verwendet.
Die Anordnung der Magnetpole ist auf einem Kupplungsteil vorgesehen,
welches auf einem stationären
Kern angeordnet ist, zu welchem sich die Hülse dreht. Die Entwicklungszone
ist Teil eines Photoleiters und ein weiteres Magnetbauteil ist gegenüberliegend
zum Donatorbauteil hinter der Bildfläche angeordnet, wobei durch
Zusammenwirken von Donatorbauteil und Magnetbauteil ein Magnetfeld
zur Reduzierung von Ketten von Trägerteilchen erzeugt wird, die
sich ähnlich
wie kleine Finger erstrecken, die nach außen von der Bürste weisen.
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Aufgabe
vorliegender Erfindung ist die Verbesserung eines nicht-interaktiven
Magnetbürstenentwicklungssystems
und einer Druckvorrichtung, die eine solche verwendet, wobei eine
Menge von Entwickler bereits vorproportioniert mit konstanter Menge
und einfacher Konstruktion transportiert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind durch die abhängigen
Ansprüche
offenbart.
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Es
zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht
eines beispielhaften elektrophotografischen Druck- oder Bildgebungsgerätes mit
einer Entwicklungsvorrichtung mit den Merkmalen vorliegender Erfindung;
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2A ein typisches Spannungsprofil
in der Bildfläche
in dem elektrophotografischen Druckgerät nach 1 nach Laden der Bildfläche;
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2B ein typisches Spannungsprofil
in der Bildfläche
nach Belichten;
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2C ein typisches Spannungsprofil
in der Bildfläche
nach Entwickeln;
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2D ein typisches Spannungsprofil
in der Bildfläche
nach Wiederladen durch eine erste Wiederladungseinrichtung;
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2E ein typisches Spannungsprofil
einer Bildfläche
nach Wiederladen durch eine zweite Wiederladeeinrichtung;
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2F ein typisches Spannungsprofil
einer Bildfläche
nach Belichten für
eine zweite Zeit;
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3 eine schematische Seitenansicht
zur Darstellung der Entwicklungsvorrichtung, die in dem Druckgerät nach 1 verwendet wird;
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4 Variationen in der Entwicklung
der Betthöhe,
und
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5 ein weiteres nicht-elektrisches
Beispiel.
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Da
elektrophotografisches Drucken gut bekannt ist, werden die verschiedenen
Verarbeitungsstationen, die in dem Druckgerät verwendet werden, nur hier
schematisch dargestellt und deren Tätigkeit kurz mit entsprechender
Bezugnahme beschrieben.
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In 1 ist eine beispielhafte
elektrophotografische Vorrichtung mit einem Entwicklungsgerät vorliegender
Erfindung dargestellt. Eine solche elektrophotografische Druckvorrichtung 8 erzeugt
ein Farbbild in einem einzelnen Durchgang durch die Vorrichtung
und umfasst die Merkmale vorliegender Erfindung. Die Druckvorrichtung 8 verwendet
eine Ladungszurückhaltungsoberfläche in Form
eines aktiven Matrix-Photorezeptorsgurtes 10 (AMAT), der sequentiell
verschiedene Bearbeitungsstationen in der durch den Pfeil 12 dargestellten
Richtung durchläuft.
Die Gurtbewegung ergibt sich durch Legen des Gurtes über eine
Antriebsrolle 14 und zwei Spannrollen 16 und 18 und
Drehen der Antriebsrolle 14 durch einen Antriebsmotor 20.
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Bewegt
sich der Fotorezeptorgurt, tritt jedes seiner Teile durch jede der
im Folgenden beschriebenen Verarbeitungsstationen hindurch. Zur
Vereinfachung ist ein einzelner Abschnitt des Fotorezeptorgurtes,
der als Bildfläche
bezeichnet wird, identifiziert. Die Bildfläche ist der Teil des Fotorezeptorgurtes,
der die Tonerpulverbilder aufnimmt, welche nach Übertragung auf ein Substrat
das endgültige
Bild erzeugen. Auch wenn der Fotorezeptorgurt eine Vielzahl von
Bildflächen
aufweisen kann, wird, da jede Bildfläche in der gleichen Weise bearbeitet
wird, eine Beschreibung der Verarbeitung einer Bildfläche ausreichen,
um die Tätigkeit
der Druckvorrichtung vollständig
zu erläutern.
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Bewegt
sich der Fotorezeptorgurt 10, tritt die Bildfläche durch
eine Ladestation A hindurch. In der Ladestation A lädt eine
Glimmentladungserzeugungseinrichtung, allgemein durch Bezugszeichen 22 gekennzeichnet,
die Bildfläche
auf ein relativ hohes und im Wesentlichen gleichförmiges Potential. 2A zeigt ein typisches Spannungsprofil 68 einer Bildfläche nach
Verlassen der Ladestation A. Dabei weist die Bildfläche ein
gleichmäßiges Potential
von ungefähr –500 Volt
auf. In der Praxis wird dies erreicht durch Laden der Bildfläche auf
einen negativeren Wert als –500
Volt, so dass jegliche Dunkelentladung die Spannung auf die erwünschten –500 Volt
reduziert. In 2A ist
die Bildfläche
negativ geladen. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit,
dass sie positiv geladen ist, falls die Ladeniveaus und Polaritäten von
Toner, Wiederladungseinrichtung, Fotorezeptor und weiteren relevanten
Bereichen oder Einrichtungen entsprechend geändert werden.
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Nach
Durchtritt durch die Ladestation A tritt die nun geladene Bildfläche durch
die erste Belichtungsstation B hindurch. In dieser wird die geladene Bildfläche mit
Licht belichtet, das auf die Bildfläche mit einer Lichtrepräsentation
eines ersten Farbbildes, beispielsweise in schwarz, einstrahlt.
Die Lichtrepräsentation
entlädt
einige Teile der Bildfläche,
um ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Das dargestellte
Ausführungsbeispiel
verwendet eine Ausgabescanneinrichtung 24 mit einem Laser
als Lichtquelle. Allerdings sind auch andere Lichtquellen möglich, wie
beispielsweise ein LED-Druckbal ken, der ebenfalls mit der Erfindung
verwendbar ist. 2B zeigt typische
Spannungslevel, die Level 72 und 74, die nach
Belichten auf der Bildfläche
existieren können. Der
Spannungslevel 72, ungefähr –500 Volt, tritt in den Teilen
der Bildfläche
auf, die nicht bestrahlt wurden, während der Spannungslevel 74 von
ungefähr –50 Volt
in den Teilen auftritt, in die eingestrahlt wurde. Folglich hat
man nach dem Belichten eine Bildfläche mit einem Spannungsprofil,
das sowohl relativ hohe als auch niedrige Spannungen enthält.
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Nach
Hindurchtreten durch die erste Belichtungsstation B tritt die nun
belichtete Bildfläche
durch eine erste Entwicklungsstation C hindurch, die identisch in
ihrer Struktur mit den Entwicklungssystemen E, G und I ist. Die
erste Entwicklungsstation C trägt eine
erste Farbe, beispielsweise schwarz, eines negativ geladenen Toners 31 auf
die Bildfläche
auf. Der Toner wird von den weniger negativen Abschnitten der Bildfläche angezogen
und von den mehr negativen Abschnitten abgestoßen. Das Ergebnis ist ein erstes
Tonerpulverbild auf der Bildfläche.
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Für die erste
Entwicklungsstation C weist das Entwicklungssystem 34 eine
Donatorrolle 42 auf. Donatorrolle 42 ist zumindest
teilweise in der Kammer des Entwicklergehäuses 44 angeordnet.
Die Kammer des Entwicklergehäuses 44 speichert
einen Vorrat von Entwicklermaterial (Toner), das das Bild entwickelt.
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2C zeigt die Spannungen
auf der Bildfläche
nach Hindurchtreten dieser durch die erste Entwicklungsstation C.
Toner 76 (welcher im Allgemeinen jede Farbe eines Toners
repräsentiert)
haftet an der bestrahlten Bildfläche.
Dies führt
zu einem Ansteigen der Spannung in der bestrahlten Fläche auf beispielsweise –200 Volt,
wie durch die durchgezogene Linie 78 dargestellt ist. Die
unbestrahlten Teile der Bildfläche
bleiben auf dem Niveau 72.
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Nach
Hindurchtreten durch die erste Entwicklungsstation C wird die nun
belichtete und mit Toner versehene Bildfläche einer ersten Wiederladungsstation
D zugeführt.
Die Wiederladungsstation D weist zwei Glimmentladungsaufladeeinrichtungen, eine
erste Wiederaufladungseinrichtung 36 und eine zweite Wiederaufladungseinrichtung 37 auf,
die zusammen zum Wiederaufladen der Spannungsniveaus sowohl der
mit Toner und auch ohne Toner versehenen Teile der Bildfläche auf
ein im Wesentlichen gleichmäßiges Niveau
dienen. Spannungsversorgungen sind mit der ersten und zweiten Wiederladungseinrichtung 36 und 37 verbunden
und mit jeder Gitter- oder anderem Spannungssteueroberfläche, die
zugeordnet ist, je nach Erfordernis, so dass die notwendigen elektrischen
Eingänge
für die
Wiederladungseinrichtung zur Durchführung ihrer Aufgabe vorgesehen
sind.
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2D zeigt die Spannungen
auf der Bildfläche
nach Hindurchtreten durch die erste Wiederladungseinrichtung 36.
Die erste Wiederladungseinrichtung überlädt die Bildfläche auf
stärker
negative Niveaus, als die, die die Bildfläche hatte, als sie die Wiederladungsstation
D verließ.
Beispielsweise, siehe 2D,
erreichen die mit Toner und ohne Toner versehenen Teile der Bildfläche ein
Spannungsniveau 80 von ungefähr –700 Volt. Die erste Wiederladungseinrichtung 36 ist
vorzugsweise ein DC-Scorotron.
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Nach
Wiederladen durch die erste Wiederladungseinrichtung 36 bewegt
sich die Bildfläche
zur zweiten Wiederladungseinrichtung 37. Nach 2E reduziert die zweite
Wiederladungseinrichtung 37 die Spannung der Bildfläche sowohl
in den mit Toner als auch ohne Toner versehenen Teilen auf ein Niveau 84,
welches das erwünschte
Potential von –500
Volt ist, wobei die mit Toner versehenen Teile durch Toner 76 gekennzeichnet
sind.
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Nach
Wiederladen in der ersten Wiederladungsstation D, tritt die nun
im Wesentlichen gleichmäßig geladene
Bildfläche
mit ihrem ersten Tonerpulverbild in eine zweite Belichtungsstation 38 ein. Außer dem
Unterschied, dass die zweite Belichtungsstation die Bildfläche mit
einer Lichtrepräsentation
eines zweiten Lichtbildes, beispielsweise gelb, bestrahlt, um ein
zweites elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ist die zweite
Belichtungsstation 38 gleich der ersten Belichtungsstation
B. 2F zeigt die Potentiale
auf der Bildfläche
nach Hindurchtreten durch die zweite Belichtungsstation. Wie dargestellt, haben
die nicht bestrahlten Bereiche ein Potential von ungefähr –500 Volt
wie durch 84 gekennzeichnet ist. Allerdings sind die bestrahlten
Flächen,
sowohl die vorher mit Toner versehenen Flächen, siehe Toner 76,
und die nicht mit Toner versehenen Flächen jetzt ein auf Niveau von –50 Volt
entladen, siehe Niveau 88.
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Die
Bildfläche
bewegt sich dann zu einer zweiten Entwicklungsstation E. Außer dem
Unterschied, dass die zweite Entwicklungsstation E einen Toner 40 enthält, der
eine andere Farbe (gelb) als der Toner 31 (schwarz) in
der ersten Entwicklungsstation C aufweist, ist die Entwicklungsstation
im Wesentlichen die Gleiche, wie die erste Entwicklungsstation. Da
der Toner 40 von den weniger negativen Teilen der Bildfläche angezogen
und von den mehr negativen Teilen abgestoßen wird, hat nach Hindurchtreten durch
die zweite Entwicklungsstation E die Bildfläche ein erstes und zweites
Tonerpulverbild, welche einander überlappen können.
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Die
Bildfläche
bewegt sich dann zu einer zweiten Wiederladungsstation F. Die zweite
Wiederladungsstation F weist erste und zweite Wiederladungseinrichtungen 51 und 52 auf,
die entsprechend ähnlich
zu den Wiederladungseinrichtungen 36 und 37 arbeiten.
Kurz gesagt, überlädt die erste Glimmentladungswiederladungseinrichtung 51 die Bildflächen auf
ein größeres absolutes
Potential, beispielsweise –700
Volt, als dass am Ende gewünschte,
und die zweite Glimmentladungswiederladungseinrichtung mit Anschlüssen AC
Potential neutralisiert das Potential auf das letztendlich erwünschte.
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Die
nun wiedergeladene Bildfläche
wird dann einer dritten Belichtungsstation 53 zugeführt. Außer dem
Unterschied, dass die dritte Belichtungsstation die Bildfläche mit
einer Lichtrepräsentation
eines dritten Farbbildes, beispielsweise Magenta, bestrahlt, um
ein drittes elektrostatisches elektrostatisches latentes Bild zu
erzeugen, ist die dritte Belichtungsstation 38 gleich der
ersten und zweiten Belichtungsstation B und 38. Das dritte
elektrostatische latente Bild wird dann durch Verwendung eines Toners 55 mit
einer dritten Farbe (Magenta) entwickelt, welcher Toner in einer
dritten Entwicklungsstation G enthalten ist.
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Die
nun wiedergeladene Bildfläche
tritt dann durch eine dritte Wiederladestation H hindurch. Diese
weist ein Paar von im Glimmentladungswiederladeeinrichtungen 61 und 62 auf,
die den Spannungswert sowohl der mit Toner als ohne Toner versehenen Teile
der Bildfläche
auf ein im Wesentlichen gleichmäßiges Niveau
in gleicher Weise wie die Glimmentladungswiederladeeinrichtung 36 und 37 und 51 und 52 justiert.
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Nach
Hindurchtreten durch die dritte Wiederladestation nähern sich
die nun der wiedergeladenen Bildbereich einer vierten Belichtungsstation 63.
Bis auf den Unterschied, dass die vierte Belichtungsstation die
Bildfläche
mit einer Lichtrepräsentation
eines vierten Farbbildes, beispielsweise Zyan, bestrahlt, um ein
viertes elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ist die vierte
Belichtungsstation 63 gleich der ersten, zweiten und dritten
Belichtungsstation, das heißt
in Belichtungsstation B, 38 und 53. Das vierte elektrostatische
latente Bild wird dann unter Verwendung eines vierten Farbtoners 65 (Zyan)
entwickelt, der in einer vierten Entwicklungsstation 1 enthalten ist.
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Um
den Toner für
einen effektiven Übertrag auf
ein Substrat zu konditionieren, tritt die Bildfläche dann durch ein vor Übertragungscorotronbauteil 50 hindurch,
welches eine Glimmentladung bereitstellt, durch die sichergestellt
wird, dass die Tonerteilchen das erforderliche Ladungsniveau aufweisen,
das anschließend
einen angemessenen Übertrag
ermöglicht.
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Nach
Verlassen des Corotronbauteils 50 werden die vier Tonerpulverbilder
von der Bildfläche auf
ein Tragblatt 52 in einer Übertragungsstation J übertragen.
Es sei angemerkt, dass das Tragblatt der Übertragungsstation in Richtung 58 durch
eine an sich bekannte Blattzuführeinrichtung
zugeführt
wird, die nicht dargestellt ist. Die Übertragungsstation J weist
eine Übertragungsglimmentladungseinrichtung 54 auf,
die positive Ionen auf die Rückseite
des Blattes 45 sprüht.
Dies veranlasst die negativ geladenen Tonerpulverbilder sich zum
Tragblatt 52 zu bewegen. Die Übertragungsstation J weist
ebenfalls eine Löseglimmentladungseinrichtung 56 auf,
die ein Entfernen des Tragblattes 52 von der Druckvorrichtung 8 unterstüzt.
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Nach Übertrag
bewegt sich das Tragblatt 52 auf einem Förderer (nicht
dargestellt) zu einer Fixierstation K. Die Fixierstation K weist
eine Fixiereranordnung auf, siehe Bezugszeichen 60, die
permanent das übertragene
Pulverbild an dem Tragblatt 52 fixiert. Vorzugsweise weist
die Fixieranordnung 60 eine erwärmte Fixierrolle 70 und
eine Druckrolle 64 auf. Wenn das Tragblatt 52 zwischen
der Fixierrolle 70 und der Druckrolle 64 hindurchtritt,
wird das Tonerpulver permanent an dem Tragblatt 52 fixiert. Nach
Fixierung führt
eine Rutsche, nicht dargestellt, die Tragblätter 52 zu einer Sammelablage,
ebenfalls nicht dargestellt, zur Entnahme durch einen Benutzer.
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Nach
Trennen des Tragblattes 52 vom Photorezeptorgurt 10 werden
verbleibende Tonerteilchen auf der Bildfläche an einer Säuberungsstation
L durch eine Säuberungsbürste in
einem Gehäuse 66 entfernt.
Die Bildfläche
ist dann bereit, einen neuen Zyklus zu durchlaufen.
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Die
verschiedenen Vorrichtungsfunktionen, die im Vorangehenden beschrieben
wurden, werden im allgemeinen geleitet und gesteuert durch eine Steuereinrichtung,
die elektrische Befehlssignale zur Steuerung der oben beschriebenen
Tätigkeit
bereitstellt.
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In 3 ist das Entwicklersystem 34 mit
Gehäuse 44,
welches eine Kammer 76 zur Speicherung eines Vorrats von
Entwicklermaterial bestimmt, im Detail dargestellt. Donatorrolle 42 weist
eine innere, drehbare, harmonische Multipolmagnetanordnung 43 und
eine äußere Hülse 41 auf.
Die Hülse
kann sowohl in Richtung der Bewegungsrichtung des Photorezeptorgurtes 10 als
auch in Gegenrichtung bewegt werden. In ähnlicher Weise kann der Magnetkern
sowohl in als auch entgegengesetzt zur Drehrichtung der Hülse 41 gedreht
werden. In 3 dreht die
Hülse in
Richtung des Pfeils 68, das heißt in Richtung des Gurtes,
und die Magnetanordnung wird in Richtung des Pfeils 69 gedreht.
Eine Lamelle 38 ist in engem Kontakt mit der drehenden
Donatorrolle 42 um die Höhe des Entwicklerbettes zu
beeinflussen. Lamelle 36 ist in Kontakt mit der drehenden
Donatorrolle 42, um stetig Entwickler von der Rolle zu
entfernen und zur Entwicklerkammer 76 zurückzuführen.
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Magnetrolle 46 transportiert
eine konstante Menge von Entwickler auf die Donatorrolle 42.
Dadurch ist gesichert, dass die Donatorrolle 42 eine konstante
Menge von Entwickler mit entsprechender Tonerkonzentration in die
Entwicklungszone transportiert. Magnetrolle 76 weist ein
nichtmagnetisches Rohrteil 86 (nicht dargestellt) auf,
welches vorzugsweise aus Aluminium gebildet ist und eine aufgerauhte äußere Umfangsfläche aufweist.
Ein langgestreckter Magnet 84 ist innerhalb und beabstandet
zum Rohrteil positioniert. Der Magnet ist stationär montiert und
weist magnetisierte Bereiche auf, die passend zur magnetischen Aufnahme
des Entwicklermaterials von der Entwicklerkammer 86 sind,
und eine nichtmagnetische Zone zum Fallenlassen des Entwicklermaterials.
Das Rohrteil dreht in Richtung des Pfeils 92, um haftendes
Entwicklermaterial in eine Ladezone zwischen der Magnetrolle 76 und
der Donatorrolle 42 zu transportieren. In der Ladezone
wird Entwicklermaterial bevorzugt magnetisch von der Magnetrolle
auf die Donatorrolle gezogen. Schnecken 82 und 90 sind
drehbar in der Kammer 76 zum Mischen und transportieren
von Entwicklermaterial angeordnet. Die Schnecken weisen spiralförmig nach
außen
um eine Welle gewundene Lamellen auf. Die Lamellen dienen zum Transport
des Entwicklermaterials in einer Richtung im Wesentlichen parallel
zur Längsachse
der Welle.
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Eine
Magnetfeldzurechtschneideinheit 400 ist gegenüberliegend
zur Rolle 42 mit dem zwischen diesen angeordneten Photorezeptorgurt 10 angeordnet.
Magnetzurechtschneideinheit weist eine Anordnung von Elektromagneten,
einen oder mehrere, auf, die entsprechend zum durch die Donatorrolle 42 in der
Entwicklungszone erzeugten Magnetfeld betrieben werden können. In 3 sind zwei Elektromagneteinheiten 404 und 402 zum
Zweck der Magnetfeldbeeinflussung dargestellt. Die Spannung wird
jedem Elektromagneten durch den Magnetsteuerprozessor 410 zugeführt, um
einen bekannten Magnetfeldwert in dem Entwicklungszonenbereich zu
erzeugen. Magnetsteuerprozessor weist einen Hall-Effect-Sensor 412,
welcher Einrichtungen zum Erfassen der gegenwärtigen Magnetfeldkonfiguration
im Entwicklungsspalt der Rolle bereitstellt. Die Sensorausgabe wird
einer Signaleingabe des Magnetsteuerprozessors zugeführt, um
die Elektromagnetarbeitsspannungen eines jeden Elektromagneten Va und Vb zu justieren,
um ein erwünschtes
Magnetfeld in der Entwicklungszone zu erhalten. Entwicklermaterial,
welches aus permanentmagnetisierten Trägerteilchen und Toner gebildet
ist, wird magnetisch in Richtung der Magnetanordnung der Donatorrolle 42, die
Bürstenfilamente
entsprechend zu den Magnetfeldlinien auf der Oberfläche der
Hülse 41 bildet,
angezogen. Die Trägerteilchen
tendieren zur Anordnung in Ketten, die sich senkrecht zur Entwickleroberfläche über die
Polflächen
erstrecken und parallel zur Rollenoberfläche zwischen den Polflächen liegen,
wo die Magnetfeldrichtung tangential zur Rollenoberfläche ist.
Das Ergebnis ist, dass die effektive Entwicklerbetthöhe zwischen
einem Maximum oberhalb der Polflächen
und einem Minimum in den Polübergangsflächen variiert.
Dieser Effekt ist in 4 dargestellt.
Eine Drehung der Magnetanordnung veranlasst das Entwicklermaterial
kollektiv zu taumeln und zu fließen aufgrund der permanentmagnetischen Trägerteilchen
entsprechend zu Änderungen
in der Magnetfeld richtung und -größe verursacht durch die innere
drehende Magnetrolle. Dieser Fluss in Richtung mit dem Photorezeptorgurt 10 ist
in der Anordnung dargestellt. Eine magnetische Agitation des Trägers, die
das Haften der Tonerteilchen an den Trägerperlen reduziert, wird durch
diese drehende, harmonische Multipolmagnetrolle innerhalb der Entwicklerrollenoberfläche verursacht,
auf dem das Entwicklermaterial sich bewegt.
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Bei
dem erwünschten,
nicht interaktiven Entwicklungsmodus werden die Trägerperlchen
daran gehindert, die Photorezeptoroberfläche oder jegliche vorher aufgetragene
Tonerschichten auf dem Photorezeptor zu berühren. Dies dient dazu, vorher
entwickelte Tonerbildmuster nicht zu stören, die auf der Photorezeptoroberfläche unter
Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildes kombiniert werden. Die
Variation in der Entwicklerbetthöhe
nach 4 dient dazu, den
Minimalabstand zwischen dem Photorezeptor und der Entwicklerbettoberfläche entsprechend
durch die Betthöhe
in den Polbereichen, wo die Betthöhe Dp am
Größten ist,
um eine Wechselwirkung zu verhindern, zu bestimmen. Der Durchschnittsabstand,
der auf diese Weise erzielt wird, wird dann durch die durchschnittliche
Betthöhe
bestimmt, die größer als
die minimale Betthöhe
ist, das heißt
(Dp + Dt)/2 < Dt.
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Vorliegende
Erfindung minimiert Spitzenentwicklerbetthöhen Dp und
reduziert Variationen in der Entwicklerbetthöhe, die innerhalb des Entwicklungsspaltes
auftreten, um dadurch eine Reduktion in dem effektiven Entwicklerelektrodenabstand
zu ermöglichen,
wodurch die Bildqualität
verbessert wird.
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Gemäß vorliegender
Erfindung werden Magnetfelder in dem Entwicklungsspalt so beeinflusst, dass Änderungen
in der Entwicklerbetthöhe
vermieden werden, die außerhalb
des Spaltes auftreten. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass innerhalb des
Entwicklerspaltbereichs Magnetfeldkomponenten senkrecht zur Oberfläche der
Donatorrolle 42 eliminiert oder wenigstens reduziert werden
und nur tangentiale Magnetfelder zugelassen werden. Da die Bildung
von Perlenketten, die eine größere Entwicklerbetthöhe Dp verursachen, sich durch ein linienhaftes
Anordnen von Trägerteilchen
mit der senkrechten Komponente des Magnetfelds ergibt, wird eine
Eliminierung der senkrechten Komponenten die Betthöhe bei oder
nahe bei ihrem Minimalwert Dt halten. 3 zeigt
einen Ansatz um einen solchen Magnetfeldbeeinflussungseffekt zu
erreichen. Bei diesem Ansatz sind Elektromagneteinheiten 404 und 402 hinter
der Photorezeptorfläche
angeordnet und werden entsprechend mit Energie versorgt, um den
erwünschten
Magnetfeldbeeinflussungseffekt zu erzeugen. Diese Elektromagnete
können
in einem Stützträger enthalten
sein, im Falle eines Gurtphotorezeptors, oder können einfach mit dem Kern einer
Trommelphotorezeptoranordnung positioniert sein. 3 zeigt ein geschlossenes Kreissystem
mit Magnetfeldbeeinflussungssteuereinheit, um die Elektromagnetaktivitäten mit
der Bewegung der drehenden Magnetrolle 43 zu synchronisieren.
Zwei Elektromagnete sind mit einem Magnetschild zwischen ihnen angeordnet,
um Bewegungsmagnetfeld aufgrund der drehenden Magnetrolle 43 durch
entsprechend Variieren der Elektromagnetströme zu emulieren. Genauer gesagt,
erfordert eine Normalfeldneutralisierung ein Entgegenwirken gegen
das Donatorrollenbewegungsmagnetfeld mit einem identisch entgegenwirkenden
Normalmagnetfeld. Dies ermöglicht
die erwünschte
Reduktion in der Entwicklerbetthöhe
und ebenfalls die Reduktion in der Betthöhenvariation im Entwicklerspalt,
was notwendig ist zur Reduzierung der Lücke zwischen der Donatorrolle 42 und
der Oberfläche
des Photorezeptors, wodurch verbesserte Bildqualität ohne störende interaktive
Effekte ermöglicht
wird.
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5 ist eine, nicht erfindungsgemäße Alternative
zum elektronischen geschlossenen Kreis nach 3 mit einem zweiten Drehmagnetteil, welches
eine mechanische Option zur Erzielung desselben Ergebnisses darstellt.
Nach 5 liegt die Entwicklungsrolle 42 einem
Photorezeptortragelement (Druckrolle 500) gegenüber, welche
eine ähnliche Drehmagnetrolle
enthält,
mit dem Photorezeptorgurt zwischen den beiden Rollenflächen. Im
Falle eines Trommelphotorezeptors wird die Drehmagnetrolle 500 einfach
mit dem Kern der Photorezeptortrommel positioniert oder er kann
tatsächlich
ein Teil der Photorezeptortrommelstruktur sein. Relative Polpositionen
zwischen Rolle 500 und 42 erfolgen so, dass gleiche
Pole einander gegenüber
liegen. Die gleichen Hardwarekomponenten können für die Donatorrolle 42 und
die Magnetfeldbeeinflussungsrolle 500 verwendet werden.
Es ist nicht notwendig, die Hülse
der Druckrolle 500 zu drehen. Eine Vereinfachung wäre die Reduzierung
der Größe und Anzahl der
Pole des Druckrollenmagnets. Eine kleine Zwei-Polvorrichtung beispielsweise,
die mit höheren Geschwindigkeiten
dreht, so dass die Anzahl der Magnetpolübergänge pro Sekunde die gleiche
wie bei dem Magnetkern der Entwicklerrolle sind, würde eine vorteilhafte
Lösung
zur Minimierung der Raumerfordernisse darstellen.
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Erfindungsgemäß wird eine
Einrichtung bereitgestellt, die einen geringeren Abstand von Photorezeptor
und Donatorrolle ermöglicht,
in dem die Spitzenentwicklerbürstenfilamentlängen minimiert
und Variationen in der Entwicklerbetthöhe in der Entwicklerzone reduziert
werden, um eine verbesserte Kopierqualität zu erreichen. Zusätzlich zur
Ermöglichung
eines geringeren Abstandes zum Entwicklerbett (und dadurch näher zur
effektiven Entwicklerelektrode) erhält man eine Eliminierung oder
wenigstens Reduzierung der Normalmagnetfeldkomponenten im Entwicklerspalt,
wodurch sich die Tendenz für die
Trägerperlchen
zum Auftragen auf der Photorezeptoroberfläche vermindert wird. Reduzierte
Perlchen oder Perlchenfragmenteaustragung ist ein zusätzlicher
Vorteil dieses Ansatzes.