DE2900767A1

DE2900767A1 - Magnetbuerstenvorrichtung fuer ein elektrostatisches druck- oder kopiergeraet

Info

Publication number: DE2900767A1
Application number: DE19792900767
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Kubo; Toshihiko Oguchi; Yukio Suzuki; Tsutomu Uehara
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1979-01-10
Publication date: 1979-07-19
Also published as: US4233935A; DE2900767B2; JPS5496044A

Description

Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha

Kawasaki-shi, Japan ·υ. Juii.^,3

Magnetbürstenvorrichtung für ein elektrostatisches Druck- oder Kopiergerät

Die Erfindung betrifft eine Magnetbürstenvorrichtung für ein elektrostatisches Druck- oder Kopiergerät, insbesondere zur Bildung einer Magnetbürste aus einem sog. Einkomponenten-Entwickler.

Es sind zwei Arten von Magnetbürstenvorrichtungen bekannt. Bei der einen Art wird eine Magnetbürste aus einem als Zweikomponenten-Entwickler bezeichneten Entwicklergemisch in Form eines pulverförmigen Entwicklers bzw. Toners und eines magnetischen Trägers, wie Eisenpulver, ausgebildet. Bei der anderen Art erfolgt die Magnetbürstenbildung aus einem als Einkomponenten-Entwickler bezeichneten Entwicklerpulver, das aus einem pulverförmigen Toner besteht, der mit einem eingefärbten Kunstharz beschichtete magnetische Teilchen enthält. Eine solche Magnetbürstenvorrichtung umfaßt einen den Entwickler enthaltenden und zuführenden Zufuhrschacht bzw. -trichter, eine aus nicht-magnetischem Material bestehende, rohrförmige Hülse oder Trommel, auf deren Oberfläche der Entwickler aufgebracht wird, eine magnetische Rolle oder Walze, welche auf der Hülsenoberfläche ein Magnetfeld zur Ausbildung einer Magnetbürste erzeugt, und eine Abstreifklinge zur Bestimmung der Höhe der auf der Hülsenoberfläche geformten Magnet-

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bürste. Bei Drehung der magnetischen Rolle oder der Hülse wird die eine festgelegte Höhe besitzende Magnetbürste mit einer photo- bzw. lichtempfindlichen Schicht eines photoleitenden Papiers, auf dem ein latentes Ladungsbild hergestellt worden ist, kontaktiert und auf dieses Papier übertragen.

Die bisherigen Einkomponenten- und Zweikomponenten-Magnetbürstenvorrichtungen, welche jeweils etwa denselben Aufbau besitzen, sind mit den folgenden Nachteilen behaftet: Bei der Zweikomponenten-Magnetbürstenvorrichtung ist die Nutzlebensdauer des Entwicklers vergleichsweise kurz, so daß der verbrauchte Entwickler nach Herstellung einer vorgegebenen Zahl von Kopien durch neuen Entwickler ersetzt werden muß. Während die Einkomponenten-Vorrichtung nicht mit diesem Mangel behaftet ist, besitzt sie den Nachteil, daß die bei ihr entstehende Magnetbürste im Vergleich zu derjenigen der Zweikomponenten-Vorrichtung dünn und ungleichmäßig ist. "Aus diesem Grund muß der Abstand zwischen der Hülse und dem photoleitenden Papier klein eingestellt werden, und die zugeführte Entwicklermenge muß ständig auf einer optimalen Größe gehalten werden. Aus diesem Grund ist die Abstreifklinge bei der den Einkomponenten-Entwickler verwendenden Magnetbürstenvorrichtung wichtiger als bei der anderen Vorrichtung. Beim Zweikomponenten-Entwickler besitzen die Tonerteilchen jeweils einen Durchmesser von 3-20 μπι, während der Durchmesser der Trägerteilchen bei 50 - 150 μπι liegt. Die Magnetbürste kann aus vergleichsweise großen Teilchen gebildet werden; außerdem ist der Abstand zwischen der Kante der Abstreifklinge und der Hülse im allgemeinen ziemlich groß, d. h. er liegt bei z. B. 3-5 mm. Infolgedessen kann eine vorgegebene Höhe der Magnetbürste einfach dadurch eingestellt werden, daß die Magnetbürste durch den Spalt zwischen der Abstreifklinge und der Hülse

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geführt wird.

Beim Einkomponenten-Entwickler ist andererseits die Größe der einzelnen Tonerteilchen ziemlich klein, d. h. sie liegt z. B. bei 5-25 μπι. Die Magnetbürste wird also aus ziemlich kleinen Teilchen gebildet. Dabei muß der Abstand zwischen der Kante der Abstreifklinge und der Hülse genau auf 0,3 - 0,5 mm eingestellt werden. Wenn die Magnetbürste ordnungsgemäß den Spalt zwischen der Abstreifklinge und der Hülse durchläuft und dabei ordnungsgemäß abgestreift wird, muß ihre Höhe auf die richtige Größe eingestellt werden. Da jedoch dieser Spalt eng ist, die Tonerteilchen klein sind und es sich außerdem um einen Einkomponenten-Entwickler handelt, klumpen die übertragenen Entwicklerteilchen unter Verfestigung zusammen, um im verfestigten Zustand zu verbleiben. Hierdurch wird der Spalt zwischen der Abstreifklinge undjder Hülse geschlossen bzw. blockiert. Außerdem ist dabei die Höhe der gebildeten Magnetbürste ungleichmäßig, oder die Menge der übertragenen Entwicklerteilchen variiert in instabiler Weise. Bei der Einkomponenten-Vorrichtung ist es daher sehr schwierig, durch Abstreifen der gebildeten Magnetbürste eine gleichmäßige Magnetbürstenhöhe zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Magnetbürstenvorrichtung, bei welcher die Höhe einer aus einem magnetischen Tonerpulver gebildeten Magnetbürste genau auf eine vorgegebene Höhe eingestellt werden kann, während eine Verfestigung oder Zusammenballung des magnetischen Tonerpulvers verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Magnetbürstenvorrichtung für ein elektrostatisches Druck- oder Kopiergerät erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur Zufuhr eines

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pulverförmigen Einkomponenten-Entwicklers in Form von Teilchen, die jeweils ein magnetisches Material enthalten, durch eine aus einem nicht-magnetischen Werkstoff bestehende, rohrförmige Hülse oder Trommel, auf deren Oberfläche der pulverförmige Entwickler von der Zufuhreinrichtung her auftragbar ist, durch eine innerhalb der Hülse angeordnete Magnetrolle mit einer Vielzahl von Magnetpolen und durch ein Magnetelement, dessen Vorderkante in einem vorgegebenen Abstand von der Hülsen-Oberfläche angeordnet ist.

Das Magnetelement dient dabei zur Änderung der Verteilung eines mittels der Magnetrolle auf der Hülse erzeugten Magnetfelds. Die aus magnetischem Tonerpulver bestehende, auf der Hülse ausgebildete Magnetbürste wird bei der Drehung der Magnetrolle oder der Hülse mitgenommen. Die Größe der jeweils übertragenen Magnetbürste wird in einem durch das Magnetelement gestörten Magnetfeldbereich gesteuert bzw. eingestellt. Infolgedessen stellt sich die Höhe der Magnetbürste selbsttätig durch Bewegung der sie bildenden magnetischen Tonerteilchen auf eine vorgegebene Größe ein, ohne daß die Magnetbürste mechanisch abgestreift zu werden braucht.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Schnittansicht einer Magnetbürstenvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung veranschaulicht.

Bei der dargestellten Magnetbürstenvorrichtung gemäß der Erfindung dient ein Fülltrichter 2 zur Aufnahme eines magnetischen Toners bzw. Entwicklers 4, dessen Teilchen jeweils einen Durchmesser von 5-25 um, eine magnetische Sättigung von 43 E.M.E./g, eine Restmagnetisierung von 8 E.M.E./g, eine Koerzitivkraft von 260 Oe und eine Leitfähigkeit von 10 mho/cm (S/cm) (bei einem anliegenden

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elektrischen Feld von 100 V/cm) besitzen. Unter einer öffnung 6 des Fülltrichters 2 "für die Zufuhr des magnetischen Toners ist eine rohrförmige Hülse bzw. Trommel 8 aus einem nicht-magnetischen Material, wie Aluminium, angeordnet. Innerhalb der Hülse oder Trommel 8 befindet sich eine zylindrische Magnetrolle 10, die in Richtung des Pfeils drehbar und die mit acht Polen versehen ist, von denen jedes Paar, wie dargestellt, symmetrisch zu einer Achse 14 angeordnet ist. Die Magnetrolle 10 wird dabei durch einen Antrieb 11 mit einer Drehzahl von beispielsweise 600 U/min angetrieben. Anstelle der Magnetrolle 10 kann auch die Hülse 8 durch den Antrieb 11 angetrieben werden. Die Magnetrolle 10 braucht sich selbstverständlich nicht unbedingt in der angegebenen Richtung zu drehen, vielmehr kann sie auch in Gegenrichtung rotieren. Die Magnetflußdichte auf der Oberfläche jedes Pols der Magnetrolle 10 beträgt z. B. 800 Gauss. Ein durch die Magnetrolle 10 auf der Hülsenoberfläche erzeugtes Magnetfeld verteilt die magnetischen Tonerteilchen unter Ausbildung einer. Magnetbürste 15 entsprechend dem Magnetfeld über die Hülsenoberfläche. Der Fülltrichter 2 trägt an seiner einen Seite eine Abstreifklinge 16, deren Kante sich dicht an der Oberfläche der Hülse 8 befindet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Kante der Abstreifklinge 16 mit einem Magnetelement 18 versehen, welches die Höhe der Magnetbürste praktisch begrenzt, üblicherweise besteht die Abstreifklinge 16 selbst aus einem nicht-magnetischen Werkstoff, so daß sie das Magnetfeld an der Hülse nicht stört. Erfindungsgemäß ist dagegen über der Hülse das Magnetelement 18 vorgesehen, durch welches das Magnetfeld zwangsläufig gestört wird. Durch das an der Kante der Abstreifklinge, 16 angebrachte Magnet-'element 18 wird, genauer gesagt, das Magnetfeld im Bereich

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der Kante der Abstreifklinge 16 gestört. Wahlweise kann die Abstreifklinge 16 selbst aus einem magnetischen Material bestehen. Ebenso kann das Magnetelement 18 in der Nähe der Abstreifklingenkante angeordnet und nicht unmittelbar an ihr befestigt sein. Das Magnetelement 18 besteht vorzugsweise aus einem Material mit hoher Permeabilität sowie vergleichsweise geringer Koerzitivkraft und Restmagnetflußdichte, etwa aus Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen dieser Metalle, Legierungen dieser Metalle mit Silizium, Aluminium und anderen Metallen, oder Oxiden dieser Metalle und Legierungen. Der Abstand zwischen der Oberfläche der Hülse 8 und dem Magnetelement 18 wird auf 2 mm oder weniger eingestellt. Dieser Abstand entspricht etwa 1 mm, wenn die Höhe oder Dicke der Magnetbürste nach dem Durchlauf durch den Spalt zwischen dem Magnetelement 18 und der Hülse etwa 0,5 mm beträgt. Das Magnetelement 18 kommt zwar tatsächlich mit dem magnetischen Toner in Berührung, 'doch bewirkt diese Berührung kein Abstreifen des Toners. Die Einstellung der Magnetbürste aus dem Toner auf die vorgegebene Höhe erfolgt durch eine Verlagerung der Tonerteilchen aufgrund der Magnetfeldstörung durch das Magnetelement 18. Die Höhe der Magnetbürste besitzt eine vorgegebene Beziehung zum Abstand zwischen Magnetelement 18 und Hülse 8, wobei diese Höhe nicht notwendigerweise diesem Abstand zu entsprechen braucht. Bei der dargestellten Ausführungsform dient die Abstreifklinge zur Halterung des Magnetelements 18 und zur Verhinderung einer Verlagerung der Tonerteilchen über das Magnetelement 18 hinweg.

Ein Leitelement 20 erstreckt sich unter der Hülse 8 hindurch von deren einer Seite zur anderen. Das photoleitende Papier bzw. Kopierpapier 22 tritt von der einen Seite des Leitelements 20 her in den Spalt zwischen diesem und der Unterseite der Hülse 8 ein, um dabei mit der Magnetbürste 15 in Berührung zu gelangen und dann auf die dargestellte Weise aus dem Spalt auszutreten. Die Magnetbürste 15 kann

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auch anstelle des Kopierpapiers 22 mit einer Trommel in Berührung gelangen, die eine photoleitende Schicht trägt.

Der magnetische Toner, d„ h. die Magnetbürste aus dem Einkomponenten-Entwickler auf der Hülse 8 wird, wie durch den Pfeil 24 angedeutet, entgegengesetzt zur Drehrichtung (Pfeil 12) der Magnetrolle 10 gefördert. Nach dem Durchlauf durch den eine Größe von z. B. 1 mm besitzenden Spalt zwischen der Abstreifklinge 16 und der Hülse 8 ist die Magnetbürste 15 auf eine vorgegebene Höhe geformt, die kleiner ist als die Größe des Spalts und z. B. 0,5 mm beträgt. Sodann wird die Magnetbürste kontinuierlich zum Spalt zwischen der Hülse 8 und dem Leitelement 20 überführt. Der Grund für die Einstellung der Magnetbürstenhöhe von 0,5 mm durch einen Spalt von 1 mm Weite ist nachstehend erläutert.

Die einzelnen magnetischen Tonerteilchen der Magnetbürste 15 werden aufgrund der Änderung des Magnetfelds auf der Hülse 8 umgesetzt (rolled) und verlagert. Solange sich das Magnetfeld periodisch ändert, wird jeweils eine gleich große Menge an magnetischen Tonerteilchen verlagert bzw. übertragen. Da das Magnetelement 18 an der Kante der Abstreifklinge 16 montiert ist, weicht das Magnetfeld im Bereich der Abstreifklinge 16 merklich vom Magnetfeld im anderen Spalt ab. Infolgedessen verringert sich die Verlagerungs- oder Übertragungsgeschwindigkeit der Magnetbürste unter Verringerung der mitgeführten Tonerteilchenmenge. In der Nähe des Magnetelements 18 werden einige Tonerteilchen ständig in Schwingung versetzt und umgewälzt. Aus diesem Grund tritt im Bereich der Abstreifklinge 1 6 das normalerweise vorkommende Zusammenklumpen von Tonerteilchen nicht auf.

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Wenn die Hülse 8 bei feststehender Magnetrolle 10 in Drehung versetzt wird, wird die Magnetbürste aus ähnlichen Gründen in Drehrichtung der Hülse 8 mitgenommen und dabei auf eine kleinere Höhe als eine solche entsprechend dem Spalt zwischen Abstreifklinge 16 und Hülse 8 gebracht. Dabei wird zudem vermieden, daß sich die magnetischen Tonerteilchen zusammenballen und an der Abstreifklinge 16 anhaften. Vorzugsweise ist die Abstreifklinge 16 zur Einstellung des Abstands zwischen ihrer Kante und der Hülse 8 verschiebbar. Wie erwähnt, entspricht der Abstand zwischen Abstreifklinge 16 und Hülse 8 nicht der Höhe der Magnetbürste 15. Durch Veränderung dieses Abstands wird jedoch das Hagnetfeld verändert und damit die Höhe der Magnetbürste eingestellt.

Die vorstehend nicht erläuterten Vorgänge des Aufladens des magnetischen Toners und seiner übertragung auf das photoleitende bzw. Kopierpapier 22 sind beispielsweise in der US-PS 3 909 258 im einzelnen beschrieben.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann also die Höhe der Magnetbürste genau auf eine vorgegebene oder gewünschte Größe eingestellt werden. Da hierbei die magnetischen Tonerteilchen in der Nähe des Magnetelements in Schwingung versetzt werden, wird ein Zusammenballen und Absetzen des Tonerpulvers an dieser S.telle verhindert.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Harze! Patentanwälte

Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha D-SS?Kdien

Kawasaki-shi, Japan Tel, 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkld

Telegramme: ellipsoid

1 0. Jan.

Patentansprüche

\\ ., Magnetbürstenvorrichtung für ein elektrostatisches Druck- oder Kopiergerät, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (2) zur Zufuhr eines pulverförmigen Einkomponenten-Entwicklers (4) in Form von Teilchen, die jeweils ein magnetisches Material enthalten, durch eine aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehende, rohrförmige Hülse oder Trommel (8),auf deren Oberfläche der pulverförmige Entwickler von der Zufuhreinrichtung (2) her auftragbar ist, durch eine innerhalb der Hülse (8) angeordnete Magnetrolle (12) mit einer Vielzahl von Magnetpolen und durch ein Magnetelement (18), dessen Vorderkante in einem vorgegebenen Abstand von der Hülsen-Oberfläche angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1„ dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Magnetelement (18) und der Hülsen-Oberfläche nicht größer ist als 2 mm-
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material ein ferromagnetisches Material ist.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstreifklinge (16) vorgesehen ist, deren Vorderkante von der Hülsen-Oberfläche entfernt angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifklinge (16) das Magnetelement (18) trägt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb (11) zum Drehen der Hülse (8) oder der Magnetrolle (12) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb zum Drehen sowohl der Hülse als auch der Magnetrolle vorgesehen ist.

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