DE2545494C2

DE2545494C2 - Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung

Info

Publication number: DE2545494C2
Application number: DE2545494A
Authority: DE
Inventors: Hidejiro Yokohama Kanagawa Kadowaki; Kimio Kawasaki Kanagawa Nakahata; Toru Tokyo Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1987-02-12
Also published as: DE2545494A1; JPS5143151A; US4030447A; JPS5843739B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 22 24 624 ist eine Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung dieser Art beschrieben, bei der der walzenartige Permanentmagnet derart angeordnet ist, daß ein Pol desselben der zu entwickelnden Fläche gegenüberliegt und diesem Entwicklungsmagnetpol benachbarte Magnetpole entgegengesetzte Polarität besitzen, während in dem Bereich, in dem der überschüssige Entwickler von dem rotierenden nichtmagnetischen Teil entfernt werden soll, zwei gleichnamige Magnetpole einander auf Abstand benachbart sind.

Bekannten Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtungen dieser Art ist ein Nachteil eigen, der darin liegt, daß die Dichte des Vorlagenbildes nicht hinreichend genau reproduziert werden kann. Wenn nämlich der Toner mit Hilfe der durch den Entwicklungsmagnetpol erzeugten Entwicklerbürste die zu entwickelnde Fläche mit einer oder zwei Schichten überdeckt hat, läßt sich die Dichte des Tonerbilds nicht mehr ändern und nimmt einen Sättigungszustand an, und zwar auch dann, wenn die Zahl der Tonerschichten erhöht wird. Daher sieht das Bild auf der Kopie härter aus als das Vorlagenbild. Um den optischen Eindruck des Bildes auf der Kopie weicher und das Kopiebild dem Vorlagenbild ähnlicher zu machen, muß die abgeschiedene Tonermenge generell herabgesetzt werden. Dadurch ergibt sich jedoch wieder eine schlechtere Reproduzierbarkeit bei der Abbildung von Zeichen, beispielsweise Schriftzeichen.

In der DE-OS 22 21 107 ist eine Vorrichtung zum elektrostatischen Entwickeln beschrieben, bei der das Entwicklergemisch in Form einer Magnetbürste auf dem beweglichen Entwicklerauftragsorgan von einem Entwicklervorrat zu der Entwicklungszone transportiert wird. In der eigentlichen Entwicklungszone vermag das Magnetfeld den Entwickler nicht in Form einer Bürste zu halten, sondern das Entwicklergemisch bildet eine im wesentlichen gleichmäßige, bürstenlose Schicht, die das Entwickleraufnahmeelement flächig berührt, wobei die Berührung zwischen dem Entwickleraufnahmeelement und der bürstenlosen Schicht nach der Entwicklung aufgehoben wird. Wegen des magnetisch unbeeinflußten Zustands des Entwicklers in der Entwicklungszone besteht keine Möglichkeit, für ein gleichmäßiges und weiches Antragen des Entwicklers an die zu entwickelnde Oberfläche zu sorgen, so daß Schleierbildung und Ungleichmäßigkeit der Entwicklung die Folge sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetbürsten-Entwicklungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die eine gleichmäßige und weiche Entwicklung begünstigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß die der zu entwickelnden Fläche gegenüberliegenden Entwicklungsmagnetpole dieselbe Polarität besitzen, stoßen sich die Magnetfelder gegenseitig ab, was eine die Magnetbürste aufrichtende Wirkung hat und dieselbe insgesamt verbreitert. Diese Verbreiterung für sich fördert bereits eine gleichmäßige und dadurch zugleich weiche Entwicklung. Hinzu kommt ein kleines Tal im Verlauf der magnetischen Kraft zwischen den gleichnamigen Polen, das ebenfalls eine weiche Entwicklung begünstigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun

anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. IA eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Menge der elektrischen Ladung und der Menge des abgeschiedenen Toners;

F i g. 1B eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte des Vorlagenbildes und der Dichte des Bildes auf der Kopie;

F i g. 2 eine Vorderansicht der wichtigsten Teile eines elektrophotographischen Kopiergeräts mit der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung;

F i g.JA einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Entwicklungseinrichtung;

F i g. 3B eine vergrößerte Darstellung eines Teils von Fig.3A;

F i g. 4A und 4B die Verteilung der Magnetfelder und ' der magnetischen Kräfte, die von einer Magnetwalze in der in Fig.3A gezeigten Einrichtung erzeugt werden;

Fig.5 eine perspektivische Darstellung der in den F i g. 3A und 3B gezeigten Einrichtung·.

Fig.6A eine Vorderansicht eines anderen Ausführungsbeispieles der Entwicklungseinrichtung, die den Aufbau der Magnetwalze mit drei Polen und mit einem nichtmagnetischen, drehbaren Teil zur Darstellung des Erfindungsprinzips zeigt;

Fig.6B eine Vorderansicht, die zeigt, wie die Magnetbürste in der Entwicklungseinrichtung von F i g. 6A gebildet wird;

F i g. 7 und 8 perspektivische Darstellungen der Entwicklungseinrichtung von F i g. 6B mit Blickrichtung schräg von oben;

F i g. 9 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Entwicklungseinrichtung;

Fig. 1OA bis IOC schematische Darstellung, die weitere Polanordnungen der Magnetwalze zeigen, und

F i g. 11 die Art und Weise, wie eine dreipolige Magnetwalze, die in den F i g. 6 bis 8 gezeigt ist, magnetisiert wird.

Zunächst wird anhand der Fig. IA und IB die Beziehung zwischen dem Vorlagenbild und der Kopie während der Bildreproduktion beschrieben, die mit einer an sich bekannten Entwicklungseinrichtung mit Magnetbürste bewirkt wird. Die Beziehung zwischen der Menge der Ladung des elektrostatischen, latenten Bildes auf einer zu entwickelnden Fläche und der Menge des Entwicklungstoners, die auf der Fläche aufgetragen wird, ist durch die Linie a in Fig. IA für die an sich bekannte Einrichtung gezeigt. Es zeigt sich, daß die Menge der i-adung und die Menge des aufgetragenen Toners proportional zueinander sind. Wenn diese Beziehung durch eine Kurve dargestellt wird, die durch das Verhältnis der Dichte D₀ des Vorlagenbildes zu der Dichte Dc der Kopie definiert wird, wie in F i g. 1B gezeigt ist, ist ersichtlich, daß die Dichte Dc einen Sättigungswert bei einem vorbestimmten Wert der Dichte Do des Vorlagenbildes annimmt. Daher kann eine Bildtönung in dem Bereich eines Bildes nicht mehr festgestellt werden, der eine größere Dichte hat. Wenn der Toner in einer oder zwei Schichten auf die Bildträgerfläche aufgebracht ist, ändert sich daher die Dichte Dc der Kopie auch dann nicht mehr, wenn die Zahl der Tonerschichten weiter erhöht wird. Eine solche Kopie gibt den visuellen Eindruck eines sehr hart getönten Bildes. Um diesen Eindruck abzuschwächen, muß die Menge des aufgetragenen Toners beispielsweise eine Kennlinie haben, wie es durch die Linie b in F i g. 1A angedeutet ist, woraus sich jedoch der Nachteil ergibt, daß die Reproduzierbarkeit von Bildern mit Schriftzeichen vermindert wird.

F i g. 2 zeigt schematisch einBeispiel für die Entwicklungseinrichtung, durch die die genannten Nachteile vermieden werden. Die Einrichtung wird bei einem elektrophotographischen Kopiergerät mit Bildübertragung eingesetzt. In F i g. 2 m eine Trommel mit einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial als Bildträger gezeigt Die Trommel 1 hat eine Isolierschicht, eine photoleitfähige Schicht und eine leitende Trägerschicht Die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials wird zunächst durch eine primäre Koronaentladungseinrichtung 2 gleichförmig auf eine gewünschte Polarität aufgeladen. Sie wird dann gleichzeitig einer Gleichstrom-Koronaentladung, deren Polarität zu der Primärladung entgegengesetzt ist, oder einer Wechselstromkoronaentladung und dem Bildlicht ausgesetzt. Dazu dient eine Einrichtung 3, die die gleichzeitige Beaufschlagung des Aufzeichnungsmaterials mit der sekundären Koronaentladung und dem Bildlicht gestattet Gegebenenfalls kann als nächstes die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials einer Gesamtbelichtung durch eine Gesamtbeh'chtungseinrichtung 4 unterworfen werden, um auf diese Weise ein elektrostatisches, latentes Bild mit hohem Kontrast zu erzeugen. Das latente Bild wird dann durch die Entwicklungseinrichtung in ein sichtbares Bild entwickelt. Das sichtbare Bild wird unter der Wirkung eines Übertragungsfeldes, das von einer I Jbertragungskoronaladeeinrichtung 6 erzeugt wird, auf ein Bildempfangsmaterial P übertragen. Dieses wird dann von der Trommel abgelöst und danach durch eine Fixierwalze 7 erhitzt, um das übertragene Bild zu fixieren.

Nach der Bildübertragung werden die nicht übertragenen Tonerteilchen auf dem Aufzeichnungsmaterial auf der Trommel durch eine Reinigungsklinge 9 einer Reinigungseinrichtung 8 abgestreift, wonach die abgestreiften Tonerteilchen durch eine Förderschnecke 10 zu einem axialen Ende der Trommel gefördert und in eine Tonerrückführleitung 11 gegeben werden, die in Kontakt mit diesem Ende der Trommel steht. Der Toner wird der Entwicklungseinrichtung 5 zur erneuten Verwendung zugeführt. Um eine Brückenbildung des Toners in der Rückführleitung 11 zu verhindern, ist ein Klopfer 12 in der Leitung montiert, während ein Antriebszapfen 13 lür den Klopfer an der Stirnseite der Trommel befestigt ist, so daß der nicht übertragene Toner durch die Schwingungen, die von dem Antriebszapfen und dem Klopfer erzeugt werden, positiv in die Entwicklungseinrichtung zurückgeführt wird. Der Entwickler enthält magnetische Trägerteilchen, beispielsweise Eisenpulver, und durch Reibungselektrizität aufgeladene Tonerteilchen.

In der Entwicklungseinrichtung befindet sich ein Detektor für die Tonerkonzentration. Der Detektoi mißt die Änderung der Träger-Toner-Durchbruchsspannung, um die Entwicklungskraft des Entwicklers zu erfassen. Durch das Detektorsignal von dem Detektor wird in geeigneten Zeitpunkten von einer Nachfülleinrichtung 14 Entwicklerkonzentrat zugeführt Das Entwicklerkonzentrat enthält 40 bis 50 Gewichtsprozent Trägermaterial. Das Trägermaterial in der Entwicklungseinrichtung — vermehrt durch die Zufuhr des Entwicklerkonzentrats fließt aus der Entwicklungseinrichtung über, so daß es abgeführt werden kann. Bei diesem Verfahren sind das frische Trägermaterial in dem Entwicklerkonzentrat und das alte Trägermaterial in der Entwicklungseinrichtung immer gemischt, so daß die Bildreproduktion während langer Zeit stabil durchgeführt werden kann. Die Entwicklungseinrich-

tung, die hier beschrieben wird, ist ferner mit einer neuartigen Tonerabschirmungseinrichtung versehen, die ein Verstreuen des Toners verhindert und ein Sauggebläse und einen Tonerfilter überflüssig macht, die bisher unbedindt notwendig waren, um die verstreuten Tonerteilchen in dem Kopiergerät zurückzugewinnen. Dadurch wird es wiederum möglich, das Kopiergerät kompakter aufzubauen.

Im folgenden wird der Aufbau der Entwicklungseinrichtung im einzelnen beschrieben. F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Schnitt. In einem Entwicklungsbehälter 30 ist eine feste Magnetwalze 15 montiert. Ein drehbarer Hohlzylinder 16 aus nichtmagnetischem Material umgibt die Magnetwalze 15 und ist um diese drehbar gelagert. Die gezeigte Magnetwalze 15 hat eine Fünfpolanurdnung mit einem Entwicklerförderpo! ΛΊ, Entwicklerpumppolen Sj und Λ/2, um den Entwickler von der Nachschubeinrichtung nach oben zu pumpen, und Entwicklungspolen Si und S2, die der zu entwickelnden Fläche gegenüberliegen und direkt an der Entwicklung teilnehmen. Die Entwicklungspole Si und S₂, die die gleiche Polarität haben, haben einen Winkelabstand von θι bzw. Θ2 von einer Linie, die durch den Pol S3 und die Achse der Magnetwalze 15 hindurchtritt. Die Winkel θι und Θ2 können gleich groß sein.

Ein Abstreifmesser 18 ist fest in dem Entwicklungsbehälter angeordnet um die Dicke der nach oben transportierten Entwicklerschicht auf dem Hohlzylinder 16 zu steuern, die von den Pumppolen S₃ und N₂ zu der Entwicklungsstation nach oben gepumpt wird, so daß die Tonerschicht eine vorbestimmte Dicke, zum Beispiel 2 bis 3 mm, annimmt Die Lage und die Form des Abstreifmessers und die Intensität des Magnetflusses am Ort des Abstreifmessers bestimmen die stabile Kontrolle des Entwicklers am Außenumfang des Hohlzylinders und die Größe des Antriebdrehmoments für denselben. Die Steuerung des Entwicklers erfolgt also in der Nachbarschaft der Pumppole durch Verwendung des Abstreifmessers 18 mit Messerschneide, wobei die Oberfläche des Hohlzylinders 16 gerändelt ist, wie bei 16a in F i g. 3B angedeutet ist so daß die Intensität des Magnetflusses am Kontrollort begrenzt und ein stabiles Fördern und Hochpumpen des Entwicklers realisiert wird. Dadurch kann die Entwicklungseinrichtung mit geringem Antriebsdrehmoment ausgelegt werden, was für Hochgeschwindigkeitskopiermaschinen erforderlich ist

Hinter den Pumppolen S₃ und Nj liegen die Entwicklungspole Si und Sb, wobei die zwei nebeneinanderliegenden Pole mit gleicher Polarität einander abstoßende Magnetfelder erzeugen. Diese sich abstoßenden Magnetfelder und die von den daneber.üegenden Polen Ni und N₂ erzeugten Magnetfelder sind in Fig.4A gezeigt Die magnetische Kraft der sich abstoßenden Felder und die Kraft der von den anderen Polen erzeugten Felder sind in F i g. 4B gezeigt Wie aus F i g. 4B ersichtlich ist ist die Intensität der Magnetkraft nahe bei dem Mittelpunkt zwischen den Polen Si und S₂ im wesentlichen gleich Null (siehe ausgezogene Linie). Wenn die magnetische Kraft an dem Mittelpunkt zwischen den beiden Polen Si und Sj auf einen Wert in der Nähe von Null reduziert wird, wie durch die unterbrochene Linie angedeutet ist wird durch die sich abstoßenden Felder ein Effekt erzeugt der noch beschrieben wird. Es ist nicht unter allen Umständen erforderlich, daß die Magnetkraft null ist Mit anderen Worten, es ist erforderlich, daß die Magnetbürsten, die von den eine gleiche Polarität aufweisenden Polen Si und Sb erzeugt werden, in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial treten, während ein Zwischenraum zwischen den beiden Bürsten ausgebildet wird. Wenn die Entwicklungspole mit der gleichen Polarität in dem unteren Bereich des Hohlzylinders 16 bei Blickrichtung in Drehrichtung liegen, ergibt sich ein vorteilhaftes Zusammenwirken zwischen der Entwicklermenge und der Zentrifugalkraft an dem Entwickler und den sich abstoßenden Feldern. Die Entwicklungspole sind in

to dieser Position dargestellt.

In den F i g. 3A und 5 sind zwei Schnecken 19 und 20 gezeigt, die den Entwickler axial zum Hohlzylinder transportieren bzw. den Entwickler umrühren. Zwischen den Schnecken ist eine Trennplatte 21 angeordnet. Der Entwickler wird von der Schnecke 20 nach hinten {Blickrichtung wie in den Figuren) transportiert. An dem hinteren Ende wird der Entwickler durch eine sich in umgekehrter Richtung drehende Schnecke, die am hinteren Ende der Schnecke 20 vorgesehen ist, an die Schnecke 19 übergeben. Dazu ist eine Durchtrittsöffnung für den Entwickler in dem hinteren Teil der Trennplatte 21 vorgesehen. Daher wird der Entwickler durch die Schnecke 19 auf diese Seite transportiert. Wenn die gezeigte Anordnung der Förderschnecken 19 und 20 verwendet wird, kann der Entwickler sehr gleichförmig in axialer Richtung des Hohlzylinders dadurch verteilt werden, daß man die Förderkapazität der Schnecken 19 und 20 mit einem Verhältnis von 6:10 bis 8 :10 wählt.

jo F i g. 5 ist eine perspektivische Darstellung entsprechend Fig. 3A, wobei jedoch der Entwickler weggelassen ist, um die Konstruktion der magnetischen Walze klar zu zeigen.
Im folgenden wird die Betriebsweise der in den Figuren gezeigten Entwicklungseinrichtung erläutert Nachdem der Entwickler in den Entwicklungsbehälter 30 aufgegeben ist, wird der nichtmagnetische Hohlzylinder 16 in Richtung des Pfeiles aus der in Fig.3A gezeigten Position herausgedreht Das Aufzeichnungsmaterial auf der Trommel 1, wird dann in Richtung des Pfeiles gedreht Wenn sich der Hohlzylinder dreht wird der Entwickler nach oben gepumpt und entlang der Außenfläche des Hohlzylinders dadurch gefördert, daß die Entwicklerpumppole S3 und Afc zusammenwirken.

Der Entwickler erreicht dann die Position des einen Si der Entwicklungspole. An der Stelle des Poles Si ist ein abstoßendes magnetisches Feld vorhanden, wie in Fig.4A gezeigt ist so daß durch die Wirkung des abstoßendes Feldes und der Zentrifugalkraft die sich aus der Drehung des Hohlzylinders ergibt der Entwickler in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Hohlzylinders 16 abgestoßen wird und auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auf der Trommel 1 auftrifft wodurch das elektrostatische, latente Bild auf dieser Oberfläche entwickelt wird.

Bei dieser Art der Entwicklung wird, wie im Falle des Kaskadenentwicklungsverfahrens der Entwickler über die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials bewegt
Da die Trommel 1 bereits in Richtung des Pfeiles in Fig.3A bewegt worden ist, wird der Entwickler, der auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterial getroffen ist zu der Oberfläche des nichtmagnetischen Hohlzylinders zurück angezogen, während der Pol S2 näherkommt und es findet dann wieder eine Bewegung des

« Entwicklers statt, um eine Magnetbürste auf dem nichtmagnetischen Hohlzyfinder zu bilden.
■ Im Zuge der Bewegung des Entwicklers von dem Pol Si zu dem Pol Si wird die gegenseitige Anziehung

zwischen den Trägerteilchen geschwächt, weil in dem Zwischenbereich zwischen den beiden Polen die Intensität der magnetischen Kraft zwischen dem nichtmagnetischen Hohlzylinder und dem Aufzeichnungsmaterial nahe bei null ist, so daß eine Phase mit Pulverwolkenbildung durch die Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung des Hohlzylinders und das Zusammenwirken zwischen den sich abstoßenden Feldern der zwei Pole Si und 52 gebildet wird. Die zu entwickelnde Bildträgerfläche wird durch den Entwickler in dieser Phase weich entwickelt, so daß eine harmonische Bildreproduktion mit hoher Güte erreicht wird. An den beiden entgegengesetzten Enden der Pulverwolke stehen die Magnetbürsten in Reibungskontakt mit der zu entwickelnden Bildträgerfläche, so daß der Entwickler, der sich in der Phase der Puiverwolke befindet, nicht nach außen verstreut werden kann, wo er die Umgebungsluft verunreinigen würde. Während der Pulverwolkenphase wird selbst dann, wenn sich das Eisenpulver als Trägermaterial überhaupt auf der zu 2« entwickelnden Oberfläche absetzt, dieses wieder von der Oberfläche getrennt und zur Oberfläche des Hohlzylinders durch die Magnetbürste zurückgeholt, die sich dann unterhalb der Fläche an der Stelle des Pols S₂ erhebt. -¹¹·

In der Entwicklungszone wird daher die Entwicklung sowohl nach Art einer Kaskadenentwicklung durch die Magnetbürsten auf den Entwicklungspolen mit der selben Polarität als auch nach Art einer Pulverwolkenentwicklung in dem Bereich zwischen den beiden ω Magnetbürsten durchgeführt, so daß eine Kopie mit einer Dichte erzeugt werden kann, die eine genaue Wiedergabe der Dichte der Vorlage ist.

Nach der Entwicklung wird die Magnetbürste in dem Zwischenbereich zwischen den Polen S₂ und M i"¹ flachgelegt, um die Nachschubposition herzustellen, worauf der Entwickler dadurch durchgerührt wird, daß er von dem Pol /V, zu dem nachfolgenden Pol S3 und weiter zu der Entwicklerpumpeinrichtung verschoben wird, wobei er zur erneuten Verwendung vorbereitet ⁴" wird.

Durch Ausnutzung der sich abstoßenden Felder, die von den zwei Magnetpolen mit der gleichen Polarität erzeugt werden, die sich in der Entwicklungszone gegenüberliegen, und ferner durch die Ausnutzung der ⁴ⁱ Relativbewegung des nichtmagnetischen Hohlzylinders und des Aufzeichnungsmaterials wird eine Bildentwicklung erzielt, deren Reproduktionsvermögen für Schriftzeichen oder für Vorlagen mit Grautonabstufung außerordentlich gut ist. Daher sind nicht nur die Vorteile ^5(l einer herkömmlichen Einrichtung mit Magnetbürste, sondern auch die Vorteile der genannten Kaskadenentwicklung und der Pulverwolkenentwicklung in Kombination verwirklicht. Gemäß der vorhergehenden Beschreibung werden der nichtmagnetische Hohlzylinder und die Aufzeichnungstrommel in den Richtungen bewegt, die sich aufgrund von Experimenten als die besten Drehrichtungen erwiesen haben. Die Bewegungsrichtungen und die Drehzahlverhältnisse von Hohlzylinder und Trommel sind jedoch verhältnismäßig M) beliebig. Andere Beziehungen zwischen diesen Bewegungen können ebenfalls zu einem guten Ergebnis führen, was auch von den Bedingungen abhängt, unter denen die Entwicklungseinrichtung verwendet wird.

Ferner sind die Magnetpole mit der gleichen w Polarität die in der Entwicklungszone angeordnet sind, nicht auf Südpole beschränkt vielmehr können auch Nordpole verwendet werden.

Im folgenden wird auf die Fig.6 bis 8 Bezug genommen und eine dreipolige Magnetwalze beschrieben. Die Polanordnung ist im Prinzip einfacher und leichter zu verstehen. Die Elemente, die auch in den F i g. 3A und 5 vorgesehen sind, haben dieselben Bezugszeichen.

F i g. 6A zeigt eine Anordnung, die Pole S\ und S2 gleicher Polarität aufweist, die in der Entwicklungszone in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Eine feststehende Magnetwalze 15' mit einem weiteren Magnetpol N in der Entwicklerzufuhrstation ist von einem nichtmagnetischen Hohlzylinder 16 umgeben, der um die Magnetwalze 15' drehbar angeordnet ist. Die Flußlinien zeigen schematisch die magnetischen Kraftlinien zwischen den Polen N und Si bzw. A'und S2, und die magnetischen Kraftlinien der sich abstoßenden Felder, die durch die Pole S\ und S₂ erzeugt werden.

F i g. 6B ist ein Schnitt durch die Entwicklungseinrichtung, die die Magnetwalze 15' und den drehbaren Hohlzylinder 16 (F i g. 6A) aufweist. Die Position der zu entwickelnden Fläche ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet, um zu zeigen, wie die Magnetbürsten auf der Oberfläche der Buchse ausgebildet werden.

Die F i g. 7 und 8 sind perspektivische Darstellungen der in F i g. 6B gezeigten Einrichtung unter verschiedenen Blickwinkeln. Sie zeigen, wie die Magnetbürsten anwachsen. Wie aus den Fig. 7 und 8 zu ersehen ist, führt die Verwendung der Magnetwalze 15', die zwei identische Pole (als Südpole gezeigt) hat, die in der Entwicklungszone unter Abstand angeordnet sind, zum völligen Fehlen der Magnetbürsten an der Oberfläche des Hohlzylinders zwischen den zwei Polen, was mit Hilfe der sich abstoßenden Felder geschieht. Diese Figuren zeigen das Ergebnis empirischer Beobachtungen.

Die F i g. 7 und 8 zeigen den Hohlzylinder 16 in stationärem Zustand. Es ist aus F i g. 6B zu ersehen, die den Hohlzylinder 16 in Drehung zeigt, daß die bürstenfreie Zone zwischen den Polen Si und S₂ in diesem Zustand mit Entwickler P in Form einer Puiverwoike bedeckt ist. Die talsächliche Entwicklung wird daher von der als Pulverwolke vorliegenden Entwicklungsphase und den Magnetbürsten an den entgegengesetzten Enden dieser Phase durchgeführt, wobei die letzteren eine kaskadenartige Entwicklung bewirken. Wie bei der oben beschriebenen Anordnung mit fünf Polen kann daher die zu entwickelnde Fläche einer Entwicklung unterworfen werden, die harmonisch in der Grautönung ist und die sich auch für die Reproduktion von Linienvorlagen eignet.

F i g 9 7Pigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Entwicklungseinrichtung. Teile, die auch in F i g. 3A zu sehen sind, tragen die gleichen Bezugszeichen. In F i g. 9 ist unter dem eine Magnetbürste tragenden, sich drehenden Entwicklungsteil (Fig. 3A) eine sich drehende Rühr- bzw. Rückgewinnnungseinrichtung für den Entwickler vorgesehen, die eine ortsfeste Magnetwalze 22, einen nichtmagnetischen Hohlzylinder 23, der die Magnetwalze 22 umgibt und drehbar in Richtung des Pfeiles auf ihr gelagert ist und eine Abstreifklinge 24 aufweist die unter Reibungskontakt auf der äußeren Umfangsfläche des nichtmagnetischen Hohlzylinders 23 gleitet Die Polanordnung der ortsfesten Magnetwalze 15 ist ähnlich wie die in F i g. 3A gezeigte Anordnung, das heißt die Entwicklung wird von dem eine Magnetbürste aufweisenden, sich drehenden Hohlzylinder durchgeführt und der Teil des Entwicklers (der

mehr oder weniger Trägermaterial enthält), der auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials liegt, und der Teil des Entwicklers, der auf der Oberfläche des Hohlzylinders nach der Entwicklung mitgeht, werden von der magnetischen Kraft der drehbaren Entwickler-Rückgewinnungseinrichtung auf den nichtmagnetischen Zylinder 23 gezogen. Danach werden diese Teile des Entwicklers durch die Schneide 24 abgestreift, die unter Reibungskontakt auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Hohlzylinders gleitet. Der Entwickler wird dann zur Wiederverwendung bei der Entwicklung zurückgeführt. Die Verwendung einer solchen Rückgewinnungseinrichtung ermöglicht das Entfernen von überschüssigem Toner und unnötigem Trägermaterial, die auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials liegen, wodurch sich wiederum die Vorteile ergeben, daß zum Beispiel die Eintrübung der Hintergrundfläche der Kopie verhindert, die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auf der Trommel gegen eine Beschädigung durch das Trägermaterial geschützt, und die Wirtschaftlichkeit des Entwickeins verbessert wird.

Die Fig. 1OA, 1OB und IOC zeigen verschiedene Polanordnungen in der ortsfesten Magnetwalze innerhalb des die Magnetbürste tragenden, sich drehenden Hohlzylinders. Es können jedoch auch andere Polanordnungen eingesetzt werden, bei denen das in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel von F i g. 2 beschriebene Phänomen ausgenutzt wird, um in der Entwicklungszone das latente Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu entwickeln.

Fig. 11 zeigt die Art, wie die dreipolige Magnetwalze 15', die in den F i g. 6 bis 8 gezeigt ist, magnetisiert wird. In F i g. 11 ist ein elektromagnetischer Weichei

-ίο

senteil 40 mit ausgeprägten Pollen 40/4, 40ß und 4OC entsprechend der dreipoligen Anordnung vorgesehen, der die Magnetwalze 15' umschließt. Spulen 41 und 42 sind um den Weicheisenteil gewickelt, so daß Pole Si. S> und N an der Magnetwalze ausgebildet werden, die den ausgeprägten Polen 40/4, 40ß bzw. 4OC gegenüber liegen. Die Spulen 41 und 42 sind durch einen Schalter 43 mit der Stromquelle 44 verbunden. Die Magnetwalze 15' besteht vorzugsweise aus Ferrit oder einem ähnlichen Material.

Die Positionen der Magnetisierung der Walze 15' können geändert werden, indem man die Positionen der ausgeprägten Pole 4OA, 40ß bzw. 4OC ändert. Die Zahl der Magnetpole kann erhöht werden, indem man die Zahl der ausgeprägten Pole erhöht. Auch Magnetpole mit anderen Feidverteüungen können dadurch erzeugt werden, daß man die Breite der ausgeprägten Pole ändert. Durch das beschriebene Magnetisierungsverfahren ist es möglich, nicht nur die Magnetwalze mit der in den F i g. 6 bis 8 gezeigten Polanordnung sondern auch die Magnetwalze mit einer fünfpoligen Anordnung, wie sie in Fig.3A gezeigt ist, oder Walzen mit anderen erwünschten Polanordnungen herzustellen, wie sie z. B. in F i g. 10 gezeigt sind.

Mit der Entwicklungseinrichtung, die in Zusammenhang mitdenFig.2bislO beschrieben worden ist, kann man eine ideale Entwicklung erreichen, bei der nicht nur eine ausgezeichnete Grautonabstimmung des Bildes wie bei der herkömmlichen Magnetbürstenentwicklung, sondern auch eine ausgezeichnete Reproduktion von Schriftzeichen erreicht wird, wie sie nur bei dem Kaskadenverfahren oder Pulverwolkenverfahren erreichbar war.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetbürsten- Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung latenter Bilder auf einer Bildträgerfläche, mit einem Behälter für den Entwickler, einer ortsfest in dem Behälter untergebrachten Magnetfelderzeugungseinrichtung in Form eines walzenartigen Permanentmagneten und mit einem bewegbaren nichtmagnetischen Teil, das die Magnetfelderzeugungseinrichtung umschließt, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die Magnetfelderzeugungseinrichtung (15; 15') Entwicklungsmagnetpole (S₁, S₂; S, S, S) derselben Polarität besitzt, die an der Oberfläche der Magnetfelderzeugungseinrichtung in Richtung der Bewegung des nichtmagnetischen Teils (16; 16') zueinander benachbart und derart angeordnet sind, daß sie der zu entwickelnden Fläche gegenüberliegen.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des nichtmagnetischen Teils (16; 16') und das abstoßende Magnetfeld der Entwicklungsmagnetpole (Su S2; S, S, S) derselben Polarität derart zusammenwirken, daß sich der Entwickler von der Oberfläche des nichtmagnetischen Teils zur zu entwickelnden Bildträgerfläche bewegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsmagnetpole (Su S₂; S, S, S) derselben Polarität an Stellen angeordnet sind, an denen sich das nichtmagnetische Teil (16; 16') abwärtsbewegt, so daß sich der Entwickler durch das Zusammenwirken der Schwerkraft, der Bewegung des nichtmagnetischen Teils und des abstoßenden Magnetfelds der Entwicklungsmagnetpole von der Oberfläche des nichtmagnetischen Teils zur zu entwickelnden Bildträgerfläche bewegt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der durch die Entwicklungsmagnetpolc (Su S₂; S, S, S) -to begründeten magnetischen Flußdichte derart ist, daß sie zwischen den Eintwicklungsmagnetpolen Null oder nahezu Null ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeu- «5 gungseinrichtung (15; 15') zwei Entwicklungsmagnetpole (Si, 52) derselben Polarität, besitzt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeugungseinrichtung (15) drei Entwicklungsmagnetpole (S, 5, S;derselben Polarität besitzt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche des nichtmagnetischen Teils (16) ein Abstreifmesser (18) vorgesehen ist, das die Menge des Entwicklers auf dem nichtmagnetischen Teil begrenzt.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Teil (16) eine rauhe Oberfläche (16a; aufweist.