DE69007768T2

DE69007768T2 - Entwicklungsgerät für elektrostatische latente Bilder.

Info

Publication number: DE69007768T2
Application number: DE69007768T
Authority: DE
Inventors: Robert Frans Janssens; Serge Martin Tavernier; Aken Luc Karel Van; Marcel Franciscus Verbeek; Jan Albert Zwijsen
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Agfa Gevaert NV
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: US5142333A; JPH04218078A; EP0437864B1; DE69007768D1; EP0437864A1

Description

Bereich der Erfindung.

Diese Erfindung betrifft die Elektrofotografie und insbesondere eine Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische latente Bilder zum Einsatz bei der Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern, die auf der Oberfläche eines elektrostatischen Bildträgerteils in einem elektrofotografischen Verfahren gebildet werden.

Beschreibung des Stands der Technik.

Bei Entwicklungsvorrichtungen für elektrostatische latente Bilder ist es bekannt, das in Form einer Magnetbrüste getragene Entwicklermaterial auf den Außenmantel eines Entwickelzylinders in einer Umfangsrichtung dieses Zylinders zu befördern und somit ein elektrostatisches latentes Bild, das auf einem Trägerteil für elektrostatische latente Bilder gebildet worden ist, dadurch zu entwickeln, daß man das Entwicklermaterial gegen die Oberfläche des Trägerteils in einem Entwicklerbereich reiben läßt, in dem sich der Entwickelzylinder und der Trägerteil für elektrostatische latente Bilder begegnen.
Das Entwicklermaterial wird auf die Rückseite des Entwickelzylinders und den damit verbundenen Entwicklerbereich befördert, und im Moment der Anlieferung soll das Entwicklermaterial (normalerweise eine Träger-Tonermischung) vollständig gemischt und verrührt worden sein, wobei die darin enthaltenen Tonerkörner in ausreichendem Maße tribo-elektrisch geladen und ausreichend gleichmäßig über die Länge des Zylinders verteilt sind.
Damit das Mischen und Rühren des Entwicklermaterials zufriedenstellend verläuft, ist es bekannt, angrenzende Einführdurchgänge zu benutzen, durch die das Entwicklermaterial mittels eines Zylinders mit einer darin angeordneten und bei jedem Einführdurchgang vorhandenen Magnetrolle in entgegengesetzten Richtungen eingeführt wird, um das Entwicklermaterial durch die Einführdurchgänge trennenden Endöffnungen in einer Trennwand umwälzen zu lassen. Diese Anordnung wird in der japanischen Patentschrift 1 068 753 von Kokkosho beschrieben.
Da die Einführdurchgänge parallel zueinander angeordnet sind und die Endteile der Einführdurchgänge in der zu stoppenden Einführrichtung geschlossen sind, hat das Entwicklermaterial die Neigung, stromabwärts der Einführrichtung bei jedem Einführdurchgang in viel zu großen Mengen und stromaufwärts davon in viel zu kleinen Mengen vorzukommen. Somit tritt in der Axialrichtung des Entwickelzylinders eine Abweichung der Entwicklermaterialmenge auf, und die Entwicklüng über die Breite des entwickelten Bildes wird ungleichmäßig.
In der Patentschrift US-A-4 721 982 von Minolta wird dieses Problem erkannt und ein Entwicklungsgerät für elektrostatische latente Bilder beschrieben, bei dem zwei angrenzende Einführdurchgänge nicht parallel zueinander angeordnet sind.
Diese Maßnahme erschwert den Bau einer Vorrichtung, da das sich drehende Einführmittel von mindestens einem Kanal schräg gestellt ist und somit Lager, deren Achse sich nicht in einer normalen Position zur Seitenwand des Geräts befindet, und ebenfalls geneigt zur Vertikale liegende Zahnräder angebracht werden müssen, die mit anderen in einer wirklich vertikalen Ebene gestellten Zahnrädern zusammenwirken müssen.
Weiterhin befinden sich die Kübel der Lieferwalze in dieser Vorrichtung außerhalb des schraubenartigen Flügels oder Flügelabschnitts, der die Axialbeförderung des Entwicklermaterials durch den Einführdurchgang sichert. Wir haben festgestellt, daß die Axialeinführfunktion bei einer derartigen Anordnung nicht mehr befriedigend werden kann, insbesondere wenn die Entwicklerzusammensetzung einen Ferritträger enthält und die Tonerkörner sehr fein sind, da eine derartige Entwicklermischung sich weniger einfach zur Axialbeförderung mit Schneckenmittel eignet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gegenstände der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische latente Bilder bereitzustellen, in der die Drehachsen der verschiedenen drehbaren Mittel zum Einführen, Rühren und Liefern des Entwicklermaterials zum Latentbildträger parallel zueinander verlaufen, wobei das Lagern und Antreiben der verschiedenen Rollmittel kein besonderes Problem darstellt, und zwar ohne daß das Entwicklermaterial nahe dem stromabwärts liegenden Ende der Einführdurchgänge stockt oder ungleichmäßig entlang des Entwickelzylinders aufgetragen wird und dies insbesondere. falls weniger einfach förderbares Entwicklermaterial benutzt wird.

Kennzeichnender Teil der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische latente Bilder bereitgestellt. die einen ersten Einführdurchgang zur Einführung von Entwicklermaterial in einer ersten Richtung, und einen zweiten, neben dem ersten angeordneten Einführdurchgang zur Einführung des Entwicklermaterials in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung umfaßt. wobei jeder dieser Einführdurchgänge ein stromaufwärts liegendes Endteil und ein stromabwärts liegendes Endteil sowie Durchgangsmittel zur Verbindung des ersten und des zweiten Einführdurchganges an deren gegenüberliegenden Endteilen, einen drehbaren Entwickelzylinder mit einer darin angeordneten Magnetrolle, der das Entwicklermaterial an dessen Mantel festhalten kann, eine Zufuhrwalze im ersten Einführdurchgang und eine Lieferwalze im zweiten Einführdurchgang zur Lieferung eines Teils des umgewälzten Entwicklermaterials auf den Entwickelzylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrwalze und die Lieferwalze parallel zueinander laufen und daß letztere eine Kombination einer schneckenförmigen Zufuhrwalze mit Kübeln ist, die im Umfangsbereich dieser Walze und der schraubenartigen Schaufel der Schnecke angeordnet sind, die sich vom Kern der Walze radial nach außen hin bis zur Hälfte der radialen Tiefe der Kübel erstreckt.
Die Bezeichnung "schneckenförmige Zufuhrwalze" deutet bei der vorliegenden Beschreibung auf einen drehbaren schraubenartigen Teil hin, der als schneckenförmige Fördereinrichtung zur axialen Verschiebung des dabei benutzten Entwicklermaterials dient. Die schneckenförmige Zufuhrwalze weist eine auf einem Zentralkern angebrachte schraubenartige Schneckenschaufel auf. Die schraubenartige Schaufel kann aus einem schraubenartigen Flügel bestehen. kann aber auch zum Bilden eines Spiralganzen aus mehreren axial zueinander angebrachten schraubenartigen Flügeln bestehen.
Die Bezeichnung "Kübel" deutet auf Entwicklermaterial auffangende Mittel hin, die auf dem Umfang der Lieferwalze angebracht sind und das Entwicklermaterial aufschaufeln, um es auf den Außenmantel des Entwickelzylinders zu befördern. Die Einführwirkung der Kübel ist also im wesentlichen tangential und damit verschieden von der im wesentlichen axialen Einführwirkung der schraubenartigen Schneckenschaufel.
Gemäß einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die schraubenartige Schaufel der Lieferwalze radial genauso weit wie das äußerste radiale Ende der Kübel.
Die verbesserte Axialeinführwirkung der Lieferwalze in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung folgt aus dem großen radialen Abstand zwischen dem Rollkern und den Umfangskübeln und aus der radialen Abmessung der schraubenartigen Schaufel, die sich vom Kern radial bis mindestens zur Hälfte der radialen Tiefe der Kübel ausstreckt.
Beide Maßnahmen ergeben eine hohe axiale Einführgeschwindigkeit. Außerdem gewährleistet die Umfangslage der Kübel eine hohe tangentiale Einführgeschwindigkeit. Die letztere Einführung ist nicht nur wichtig für die Lieferung von Entwicklermaterial zum Entwickelzylinder, sondern auch für die Einführung des Entwicklermaterials durch das Durchgangsmittel am stromabwärts liegenden Ende der Lieferwalze zum stromaufwärts liegenden Ende der Zufuhrwalze. Das erwähnte Durchgangsmittel ist meistens nach oben gerichtet, da die Zufuhrwalze meistens höher als die Lieferwalze liegt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Einführung des Entwicklermaterials durch das Durchgangsmittel am stromabwärts liegenden Ende der Zufuhrwalze zum stromaufwärts liegenden Ende der Lieferwalze nach unten erfolgt, so daß es weniger Stagnationsprobleme am stromabwärts liegenden Ende der Zufuhrwalze gibt und folglich eine nicht ausreichende Lieferung am stromaufwärts liegenden Ende der Lieferwalze entsteht.
Gemäß einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Kübel ununterbrochen über die ganze Länge der Lieferwalze. Auf diese Art und Weise kann man eine gleichmäßige Lieferung von Entwicklermateriäl über die Länge des Entwickelzylinders erhalten.
Gemäß einer weiteren besonderen Eigenschaft der Erfindung werden die zwei Einführdurchgänge in einem Gehäuse gebildet, das einen Zentralteil mit gleichförmigem Querschnitt über dessen ganzen Länge, eine die zwei Einführdurchgänge trennende Trennwand und zwei Endteile mit je einer Kammer umfaßt, die das Durchgangsmittel zur Verbindung des ersten und des zweiten Einführdurchganges abgrenzt.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich zur Verwendung in elektrografischen und elektrofotografischen Kopier- und Druckapparaten, um das elektrostatische Bild zu entwickeln, das auf einem Trägerteil für elektrostatische latente Bilder gebildet wurde, der normalerweise in Form einer fotoleitenden Trommel vorkommt.
Die Bilderzeugung kann dadurch erfolgen, daß man die fotoleitende Trommel abtastmäßig belichtet mit dem Bild eines Originals, das mit einem optischen Projektionssystem hergestellt wurde. Die Trommelbelichtung kann aber auch mit einem bildmäßig modulierten Abtastlaserbündel oder bildmäßig aktivierten Lichtemittern wie LEDs erfolgen, die in einer parallel zu der fotoleitenden Trommel befindlichen Reihe angeordnet sind.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere zum Einsatz in elektrofotografischen Geräten für die Erzeugung von in der Grafikindustrie benutzten Offsetplatten entwickelt worden.
In einer bestimmten Form können diese Platten aus einem Polyethylenterephthalatträger mit einer geeigneten Haftschicht bestehen, auf den das Tonerbild von einer fotoleitenden Trommel übertragen und dann fixiert wird. Wegen der grafischen Anwendungen erfolgt die Entwicklung des elektrostatischen Bildes mit einem aus sehr feinen Tonerkörnern bestehenden Entwicklermaterial, damit eine hohe Bildresolution erhalten wird. Zu diesem Zweck kann die Entwicklung mit elektrostatischen Tonerkörnern erfolgen, die eine Korngrößenverteilung aufweisen, bei der mehr als 50 Volumenprozent der Tonerkörner die gleichen Korndurchmesser von weniger als 5 Mikron besitzen. Unsere zusammen mit diesem Dokument schwebende Patentanmeldung "Trockene elektrostatische Tonerzusammensetzung", die am 28. Juni 1989 vorgelegt wurde, beschreibt Tonerkörner mit dieser Eigenschaft.
Wir haben festgestellt, daß die erwähnte Größe zusammen mit einem Ferritträgerkorn eine Entwickelmischung bildet, die schwieriger in eine elektrostatische Entwicklungsvorrichtung einzuführen und zu befördern ist als die normalen Kompositträgermischungen, und wir haben festgestellt, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Entwicklung eines elektrostatischen Bildes mit dieser Art Entwicklermaterials eine sehr zufriedenstellende Wirkung aufweist. Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung treffen ebenfalls auf herkömmliche Tonermischungen zu.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Eigenschaften der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Beispielen beschrieben, wobei auf die dazugehörigen Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
Abb. 1 eine Horizontalprojektion einer Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Abb. 2 eine Querschnittansicht auf der Linie 2-2 von Abb. 1 ist,
Abb. 3 eine Vertikalprojektion des linken Endteils entsprechend Pfeil 3 von Abb. 1 ist,
Abb. 4 eine Horizontalprojektion des linken Endteils von Abb. 3 ist,
Abb. 5 eine Vertikalprojektion des rechten Endteils entsprechend Pfeil 5 von Abb. 1 ist,
Abb. 6 eine Horizontalprojektion des rechten Teils von Abb. 5 ist,
Abb. 7 eine Vertikalprojektion ist, die ein Segment einer aus mehreren identischen Segmenten bestehenden Lieferwalze illustriert,
Abb. 8 eine Axialansicht des Segments von Abb. 7 ist,
Abb. 9 eine Seitenansicht der Lage der Entwicklungsvorrichtung in einem elektrofotografischen Gerät ist und
Abb. 10 ein horizontaler Querschnitt auf der Linie 10'-10' von Abb. 9 ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Abb. 1 und 2 zeigen eine Entwicklungsvorrichtung für elektrostatische latente Bilder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die im allgemeinen folgendes umfaßt : ein Gehäuse 10 mit einem Abschnitt 11 zum Umwälzen und Einführen von Entwicklermaterial, der eine Zufuhrwalze 12 in Form einer schneckenförmigen Walze und eine Lieferwalze 13 enthält, und einen Entwickelabschnitt 14 mit einem Entwickelzylinder 15 und einer darin angeordneten Magnetrolle 16.
Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls einen Tonerhaltabschnitt vor dem Einführabschnitt 11 mit einem Fülltrichter, der zum Ersetzen des Toners in der Vorrichtung eine Tonerflasche oder Tonerpatrone enthalten kann. Dieser Abschnitt ist für die Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung nicht wichtig und wird folglich nachstehend nicht weiter behandelt.
Der Einführabschnitt 11 umfaßt einen Durchgang 17 zum Mischen, Rühren und Einführen von Entwicklermaterial und einen Einführdurchgang 18 zur Lieferung und Einführung von Entwicklermaterial durch die konkaven Krümmungen 19 bzw. 20 des Bodenteils von Gehäuse 10. Das Gehäuse an sich besteht aus einem Zentralteil 21 und zwei Endteilen 22 und 23. Zentralteil 21 hat einen gleichmäßigen Querschnitt über die gesamte Länge und eine senkrecht stehende Trennwand 24, die beiden Einführdurchgänge 17 und 18 voneinander trennt. Ein geeignetes Material zur Herstellung von Teil 21 ist Aluminium, z.B. mittels eines Spritzverfahrens.
Die Endteile 22 und 23 haben eine allgemein rechteckige Form mit je einer Kammer 25 bzw. 26, die gegenüber dem Zentralteil 21 angeordnet sind und dabei eine L-förmige Fläche auf diesen Endteilen freilassen. Die Endteile werden auf eine geeignete Art und Weise mittels eines Spritzverfahrens aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt.
Die Endteile sind im Detail in den Abb. 3 bis 6 illustriert. Endteil 22 hat vorspringende Teile 100 und 101 auf dem Boden und der Rückseite, die den vorspringenden Teilen 27 und 28 des Zentralteils 21 entsprechen. Endteil 23 hat ein vorspringendes Teil 102, das kleiner als Teil 27 ist, so daß ein Schenkel 97 gebildet wird, und ein vorspringendes Teil 103, das der Vertiefung 28 von Zentralteil 21 entspricht. Die Vertiefungen 27, 100 und 102 leiten die Vorrichtung entlang eines nachstehend beschriebenen Stabs, und die Vertiefungen 101, 28 und 103 bilden eine vorspringende Fläche, die in Verbindung mit Blattfedern die Vorrichtung in die korrekte Lage in ein elektrofotografisches Gerät preßt.
Schließlich haben die Endteile einen vorderen Führungsschenkel 104 bzw. 105, die mit dem Führungsschenkel 106 des Zentralteils 21 übereinstimmen, um die Vorrichtung in das Gerät zu führen.
Die Verbindung der Einführdurchgänge 17 und 18 erfolgt durch Verbindungsdurchgangsmittel in Form von Öffnungen 30 und 31 zwischen den Enden der Trennwand 24 und der entsprechenden Wand der Endteile 22 und 23. Diese Öffnungen werden durch die Kammern 25 und 26 in den Teilen 22 und 23 gebildet.
Die Bodenoberfläche des Durchgangsmittels 30 hat eine gestufte Konfiguration, die den geneigten Abschnitt 34, den horizontalen Abschnitt 35 und den geneigten Abschnitt 36 umfaßt, siehe Abb. 3.
Die Bodenfläche des Durchgangsmittels 31 hat dagegen einen geraden, geneigten Abschnitt 37, der den Übergang zwischen den geneigten Abschnitten 38 und 39 bildet. siehe Abb. 5. Die Walzen 12 und 13 werden mit gestrichelten Linien in Abb. 3 und 5 illustriert.
Die schneckenförmige Zufuhrwalze 12 umfaßt einen zylindrischen Kern 40 und eine auf diesem Kern angebrachte schraubenartige Schaufel 41 und wird mittels eines Zahnradgetriebes 43 auf dem Ende der sich durch den Endteil 23 erstreckenden Achse 44 drehend in einer mit Pfeil 42 in Abb. 1 angedeuteten Richtung angetrieben. Die Walzenachse entspricht der Achse der konzentrisch geneigten Bodenoberfläche 19 von Einführdurchgang 17, siehe Abb. 2. Diese Walze mischt und rührt das Entwicklermaterial, während sie es aufgrund ihrer Drehung in der Richtung des Pfeils 42 in Richtung von Pfeil 45 zuführt. Die schraubenartige Schaufel 41 erstreckt sich von Kern 40 ununterbrochen bis zum Umfang der Walze und ebenfalls ununterbrochen vom stromaufwärts liegenden Ende der Walze bei Wand 22 bis zu der durch die strichpunktierte Linie 46 von Abb. 1 angedeuteten Position, wo das Durchgangsmittel 31 zur Lieferwalze anfängt.
Der Axialdruck des Entwicklermaterials auf der Seitenwand von Endteil 23 und folglich ebenfalls auf dem in diesem Teil angebrachten Walzenlager läßt sich dadurch verringern, daß man verhindert, daß das stromabwärts liegende Ende 80 der Walze mit der schraubenartigen Schaufel in Kontakt kommt. Das Risiko, daß Entwicklermaterial in das Walzenlager eindringt, kann man dadurch weiter einschränken, daß beim stromabwärts liegenden Ende von Kern 40 der schneckenförmigen Zufuhrwalze 12 eine das Lager abdeckende Scheibe 47 angebracht wird. Die schneckenförmige Zufuhrwalze, d.h. die Schaufel und der Kern, wird auf eine geeignete Art und Weise komplett aus Kunststoff hergestellt, während Achse 44 der Walze aus Stahl ist und deren Drehung mittels in entsprechenden Bohrungen in den Endwänden 22 und 23 gepreßter Walzenlager ermöglicht wird.
Zufuhrwalze 13 umfaßt einen zylindrischen Kern 48 und eine schraubenartige Schaufel 49 sowie sechs in einem 60º-Winkel mit der Schaufel verbundene Kübel 50. Die Walze wird mittels eines auf dem Ende der durch die Endwand 23 vorspringenden Walzenachse 56 angebrachten Zahnrads 52 drehend in einer durch Pfeil 51 in Abb. 1 angedeuteten Richtung angetrieben. Die Walzenachse entspricht der Achse der geneigten Bodenoberfläche 20 von Einführdurchgang 18.
Die Kübel 50 sind längliche, L-förmige Elemente, die sich ununterbrochen über die ganze Länge von Walze 13 erstrecken, ausgenommen an den Kreuzungsstellen mit der schraubenartigen Schaufel 49 der Walze.
Die Kübel haben einen längeren Schenkel 60, der sich fast radial von der Walze aus erstreckt - siehe Abb. 2 -, und einen kürzeren Schenkel 61, dessen Lage in bezug auf den längeren Schenkel normal ist. Die Kübel können Metallelemente sein, die in die Walze gesteckt und danach in Schlitzöffnungen mit entsprechendem Winkel in der schraubenartigen Schaufel verklebt werden, Kübel und Schaufel nebst Kern können aber auch aus Kunststoff und mit mittels eines Integralspritzverfahrens hergestellt sein. Die nachstehend beschriebenen Abb. 7 und 8 sind Illustrationen eines derartigen Integralspritzverfahrens.
Um eine maximale tangentiale Geschwindigkeitskomponente für das Entwicklermaterial zu erhalten, entspricht das freie Ende des längeren Schenkels der Kübel dem Außendurchmesser von Lieferwalze 13.
Wie schon erwähnt, gewährleistet die Lieferwalze die axiale Einführung des Entwicklermaterials, schaufelt das Material mit Kübeln auf und führt es aufgrund der Drehung in Richtung von Pfeil 51 auf den Außenmantel des Entwickelzylinders. Da die Kübel sich ununterbrochen vom einen bis zum anderen Ende der Lieferwalze erstrecken und die schraubenartige Schaufel ebenfalls ein ununterbrochenes Element bildet, erhält man eine äußerst gleichmäßige Lieferung von Entwicklermaterial über die Länge des Entwickelzylinders, und folglich ergibt sich eine gleichförmige Lieferung von Entwicklermaterial in Form einer Magnetbrüste über die Länge der fotoleitenden Trommel 62, die ein elektrostatisches Bild auf ihrem Mantel trägt.
Man ordnet eine Scheibe 77 auf dem stromabwärts liegenden Ende der Lieferwalze an, um zu vermeiden, daß infolge des Axialdrucks des Entwicklermaterials dieses Material in das Walzenlager eindringt.
Bei der Wirkung der beiden beschriebenen Walzen wird Entwicklermaterial in Richtung von Pfeil 45 in den Einführdurchgang 17 und in Richtung von Pfeil 59 in den Einführdurchgang 18 geführt. wobei diese Zufuhr auf Basis der Drehung der schneckenförmigen Zufuhrwalze 12 in Richtung von Pfeil 42 und der Drehung der Lieferwalze 13 in Richtung von Pfeil 51 erfolgt.
Das in Richtung von Pfeil 45 zugeführte und am stromabwärts liegenden Endteil von Einführdurchgang 17 ankommende Entwicklermaterial wird durch Öffnung 31 auf die schräge Fläche 37 geführt und in Einführdurchgang 18 geschoben. Gleichzeitig wird das in Richtung von Pfeil 59 zugeführte und am stromabwärts liegenden Endteil von Einführdurchgang 18 ankommende Entwicklermaterial durch die Kübel 50 aufgeschaufelt und durch Öffnung 30 in den Einführdurchgang 17 geführt. Die zuletzt aufgeführte Beförderung wird in hohem Maße vereinfacht durch den plattformartigen Oberflächenabschnitt 35 der Bodenwand, der eine Menge des durch die Kübel durch die Öffnung 30 gelieferten Entwicklermaterials festhält, so daß die schraubenartige Schaufel von Zufuhrschnecke 12 an ihrem stromaufwärts liegenden Ende eine freie Lieferung von Entwicklermaterial erhält, das dann entlang der Walzenachse zum stromabwärts liegenden Ende verschoben wird.
Die beschriebene Eigenschaft erklärt, warum es keine Probleme mit stockendem Entwicklermaterial am stromabwärts liegenden Ende des Einführdurchganges 18 gibt, denn das Material wird an diesem Ende ja effizient entfernt.
Auch am stromabwärts liegenden Ende der schneckenförmigen Zufuhrwalze 12 tritt keine Stagnation von Entwicklermaterial auf, da der Einführdurchgang 17 höher liegt als der Einführdurchgang 18 und die Gravitation den Transport von Entwicklermaterial durch das Durchgangsmittel 31 somit fördert, wobei das Entwicklermaterial über die Gleitoberfläche 37 von Oberflächenabschnitt 38 zu 39 verschoben wird.
Gleichzeitig wird ein Teil des Entwicklermaterials, das in Richtung von Pfeil 59 durch den Einführdurchgang 18 transportiert wird, durch die Kübel 50 aufgeschaufelt und auf den Außenmantel von Zylinder 15 befördert.
Der Entwickelabschnitt 14 umfaßt den bereits erwähnten Entwickelzylinder 15, der durch ein auf einem Ende seiner Achse angebrachtes Zahnrad 68 angetrieben wird. Die Vorderkante einer senkrecht stehenden, höheneinschränkenden Schaufel 63 auf einem Träger 64. dessen Enden sich in die geneigten Rillen mit entsprechender Neigung 65 und 67 der Endplatten 22 und 23 einklemmen, befindet sich in einem bestimmten Abstand von dem Zylinder. Der Entwickelzylinder ist so angeordnet, daß er Kontakt mit der Fotoempfangsoberfläche einer in Richtung von Pfeil 70 angetriebenen. fotoleitenden Trommel 62 erhält. Beide Achsenenden des Entwickelzylinders 15 erstrecken sich durch die entsprechenden Endwände 22 und 23 des Antriebs und haben Zwischenwalzen 88 und 89, die als Steuerwalzen für die Spaltbreite arbeiten, da sie auf den entsprechenden außerhalb des Bildbereichs liegenden Abschnitten der fotoleitenden Trommel laufen.
Magnetrolle 16 ist eigentlich ein festes Element und weist - wie Fächleuten bekannt ist - auf ihrem Umfang in einem bestimmten Winkel und Abstand voneinander mehrere abwechselnd magnetisierte Polen auf.
Die Länge der Magnetrolle 16 entspricht der Länge der schneckenförmigen Zufuhrwalze und der Lieferwalze.
Zylinder 15 dagegen ist etwas länger als die Magnetrolle, so daß dessen beide Endteile 70 und 71 - siehe Abb. 1 - innerhalb von entsprechenden Kammern 72 und 73 der Endteile 22 und 23 liegen. Diese Kammern weisen am Umfang zwei halbkreisförmige Wandabschnitte auf, nämlich 74, 75 und 76, 77. Der Durchmesser der Abschnitte 74 und 76 ist kleiner als der Durchmesser der Abschnitte 75 und 77, so daß stufenartige Übergänge wie die Stufen 78 und 79 gebildet werden. Die beschriebene Konfiguration hat den Vorteil, daß ein ziemlich großer Spalt an der unteren Hälfte des Zylinderendes gebildet wird, so daß Entwicklermaterial, das trotz der Abwesenheit eines Magnetfeldes an dieser Stelle an diesem Ende haftet, keine übermäßige Reibung erzeugt. Der kleine Spalt an der oberen Hälfte des Zylinders beschränkt die Menge Entwicklermaterial, das an dieser Stelle aufgenommen wurde und das in einem Bereich, in dem das Zylinderende sich in freier Luft befindet, d.h. wo es die fotoleitende Trommel 62 berührt, vom Zylinder herunterfallen kann. Entwicklermaterial, das an diesen Zylinderenden festgehalten wird, kann einfach in die Zylinderlager eindringen. Die Stufen 78 und 79 arbeiten als Schaber und entfernen überflüssiges Entwicklermaterial am Übergang vom größeren zum kleineren Spalt. Es versteht sich, daß gelegentlich auf die Zylinderenden gleitende Schaber angeordnet werden können, um die Anwesenheit von Entwicklermaterial an diesen Stellen weiter einzuschränken.
Da der Antriebsmechanismus für die verschiedenen oben beschriebenen Walzen in verschiedenen Formen vorkommen kann, wird er in dieser Beschreibung nicht weiter behandelt. Wie Fachleuten bekannt ist, kann er Zahnräder und Synchronriemen umfassen. Bei der vorliegenden für die Herstellung von Offsetplatten mit hoher Bildqualität bestimmten Vorrichtung können die Zahnräder eine schräge Verzahnung aufweisen, und die Riemenübertragungen umfassen flache Kevlar-Riemen (eingetragene Schutzmarke), um die Schwankung der Nenndrehgeschwindigkeit aller Elemente auf das absolute Minimum zu beschränken.
Die folgenden Daten illustrieren die oben beschriebene Vorrichtung.
Schneckenförmige Zufuhrwalze 12 :
Walzenlänge : 423 mm
Abschnittslänge : 10 mm
Walzendurchmesser : 20 mm
Kerndurchmesser : 10 mm
Ganghöhe der schraubenartigen Schaufel : 24 mm
Umdrehungen : 122 Upm
Lieferwalze 13 :
Walzenlänge : 423,3 mm
Walzendurchmesser : 35 mm
Kerndurchmesser : 13 mm
Ganghöhe der schraubenartigen Schaufel : 24 mm
Umdrehungen : 198 Upm
Kübel : 6x3 mm
Wandstärke (Aluminium) : 1 mm
Entwickelzylinder :
Länge : 435,5 mm
Durchmesser : 31,4 mm
Umdrehungen : 122 Upm
Magnetrolle:
Länge: 417,5 mm
Durchmesser: 29,3 mm
Durch die Schaufel 63 bestimmte Spaltbreite : 0,65 mm
Fotoempfangstrommel :
Länge : 470 mm
Durchmesser : 80 mm
Umfangsgeschwindigkeit : 5 cm/Sek.
(Systemgeschwindigkeit)
Oberflächenladungspotential 850 V
(Elektrostatisches Bildpotential)
Entwicklermaterial : eine Zweikomponentmischung aus Ferritträgerkörnern mit einer Durchschnittsgröße von 70 um und Tonerkörnern mit einer Korngrößenverteilung, bei der über 90 Volumenprozent der Tonerkörner die gleichen Korndurchmesser größer 5 um und kleiner 7 um und über 50 Volumenprozent der Tonerkörner die gleichen Korndurchmesser kleiner 5 um aufweisen, wobei das Verhältnis der scheinbaren Dichte zur Schüttdichte der Tonerkörner folgender Gleichung entspricht :
sch
- > 0,2
schütt
Weitere Einzelheiten über geeignete Zweikomponentmischungen zum Gebrauch als Entwicklermaterial mit einer hervorragenden Leistung, d.h. Gesamtleistung im elektrofotografischen Verfahren, sind unserer zusammen mit diesem Dokument schwebenden Patentanmeldung "Trockene elektrostatische Tonerzusammensetzung", die am 28. Juni 1989 vorgelegt wurde, zu entnehmen.
Eine geeignete Konstruktion einer Lieferwalze in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird illustriert durch die Vertikalprojektion von Abb. 7, die ein Segment einer aus mehreren identischen Segmenten bestehenden Lieferwalze zeigt, und in Abb. 8, die eine Axialsicht entsprechend Pfeil 8 von Abb. 7 ist.
Der Lieferwalzenabschnitt 81 umfaßt einen Zylinderkernabschnitt 82 mit einer Sechskantbohrung 83 und eine schraubenartige Schaufel 84 mit sechs Kübeln 85, die parallel zu deren Kernachse vorstehen. Die Kübel haben eine L-Form und weisen an ihrem freien Ende eine zylindrische Stiftschraube 86 auf, die in eine entsprechende Öffnung 87 des nächsten Abschnitts eingreifen kann.
Die Lieferwalze besteht aus mehreren illustrierten Segmenten, die sich über eine Stahlachse mit Sechskantquerschnitt und Zylinderenden schieben lassen. Die Stiftschrauben 86 eines Segments greifen in die entsprechenden Öffnungen 87 des nächsten Segments ein usw. Ein Walzenende hat ein anderes Segment, das nicht mit den vorstehenden Kübeln 85 in Kontakt steht. Die Segmente können fest mit der Achse verklebt werden, können aber auch zwischen zwei Endmuttern, die auf einen Gewindeabschnitt der Achse passen, geklemmt werden. Die illustrierte Konfiguration eines Lieferwalzenabschnitts ermöglicht das Integralspritzgießen mit einem geeigneten Kunststoff. Eine Endscheibe wie die in Abb. 7 gezeigte 77 kann zum Schutz des stromabwärts liegenden Lagers der Lieferwalze als separates Element auf der Walzenachse angeordnet werden.
Die korrekte Lage der illustrierten Entwicklungsvorrichtung in einem elektrofotografischen Gerät wird nachstehend beschrieben, wobei auf Abb. 9 und 10 verwiesen wird.
Abb. 9 zeigt einen Abschnitt 90 einer Seitenwand 9 eines elektrofotografischen Geräts mit einer Öffnung 100, durch die das Entwicklungsgerät 10 sich seitlich in das Gerät einschieben und wieder herausnehmen läßt. Die gestrichelten Linien zeigen die Lage der fotoleitenden Trommel 62 im Gerät.
Eine Bodenplatte 92 liegt in der Öffnung 100, auf der ein Führungstab 93 mit rechteckigem Querschnitt und ein Führungselement 94 angeordnet sind.
Abb. 10 zeigt einen horizontalen Abschnitt auf der Linie 10'-10' von Abb. 9 und gibt weitere Einzelheiten über diese Führungen. Der Abschnitt von Abb. 10 illustriert eigentlich zwei Lagen der Entwicklungsvorrichtung, nämlich eine erste Lage in wirklichem Abschnitt (illustriert durch die rechte Schraffierung) die Vorrichtung direkt nach ihrem Einführen in Öffnung 100 zeigt, und eine zweite Lage in gestrichelten Linien 99, die Endlage der Vorrichtung in Kontakt mit der fotoleitenden Trommel 62 zeigt.
Der Führungsstab 93 endet direkt vor der gegenüberliegenden Seitenwand 95 des Geräts und weist eine schräge Endfläche 96 auf. Das Führungselement 94 hat eine dreieckige Form wie gezeigt.
Das Gerät umfaßt weiter zwei Blattfedern 98 und 98', die auf einer Seitenwand der Öffnung 100 angeordnet sind und durch gestrichelte Linien im Abschnitt der Abb. 10 illustriert werden, obwohl sie genaugenommen in diesem Abschnitt nicht sichtbar sind.
Die Wirkungsweise beim Einführen der Entwicklungsvorrichtung in das Gerät ist folgende:
Das Gerät nimmt eine Anfangslage ein wie in Abb. 9 und 10 gezeigt. Die durch die Elemente 104, 105 und 106 gebildete Führung und der Führungschenkel 97 der Vorrichtung gleiten entlang des Führungselementes 94 bzw. des Stabs 93. Dieses Gleiten wird dadurch ermöglicht, daß die Blattfedern, deren freie Enden in dem durch die Vertiefungen 101, 103 und 28 gebildeten vorspringenden Kanal der Vorrichtung liegen, einen seitlichen Druck auf die Vorrichtung ausüben. Die Federn pressen die Vorrichtung zur rechten Seite, wie durch Pfeil 107 in Abb. 9 angedeutet wird. Deutlichkeitshalber ist zwischen dem Führungsschenkel 97 und dem Stab 93 ein kleiner Raum freigelassen worden.
Die Entwicklungsvorrichtung wird - wie durch Pfeil 108 in Abb. 10 gezeigt - weiter in das Gerät geschoben, bis Führungsschenkel 97 unter Einfluß der Vorspannkraft der Blattfedern entlang der schrägen Fläche 96 und Führungsschenkel 104 auf der Vorderseite der Vorrichtung entlang der schrägen Fläche des Führungselementes 94 gleiten. Die Vorrichtung nimmt - wie durch das Rechteck 99 in gestrichelten Linien gezeigt - eine Endlage ein, die durch den Kontakt der Zwischenwalzen 88 und 89 mit der fotoleitenden Trommel 62 bestimmt wird.
Der beschriebene Positionsmechanismus hat eine sehr einfache Konstruktion, umfaßt keine wie im Bereich gewöhnlich benutzten Drehkomponente und ermöglicht trotzdem eine sehr präzise und wiederholbare Lagerung der Entwicklungsvorrichtung in dem elektrofotografischen Gerät, ohne daß unkontrollierte Bewegungen der Entwicklungsvorrichtung die fotoleitende Trommel beschädigen können.
Die Entwicklungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschränkt sich nicht auf die illustrierte Ausführungsform.
Es kann mehr als eine schraubenartige Schaufel auf der Lieferwalze angeordnet werden. Die Anzahl der Kübel der Lieferwalze kann über sechs liegen. Die schraubenartige Schaufel der Lieferwalze kann sich über mehr als die Hälfte der radialen Tiefe der Kübel ausstrecken. wie schematisch durch das Kreissegment 109 in gestrichelten Linien in Abb. 2 illustriert.

Claims

1. Entwicklungsvorrichtung (10) für elektrostatische latente Bilder, welche einen ersten Einführdurchgang (17) zur Einführung von Entwicklermaterial in eine erste Richtung (45). einen zweiten, neben dem ersten angeordneten Einführdurchgang (18) zur Einführung des Entwicklermaterials in eine der ersten Richtung gegenüberliegende Richtung (59). wobei jeder dieser Einführdurchgänge ein stromaufwärts 1iegendes Endteil und ein stromabwärts liegendes Endteil aufweist, Durchgangsmittel (30, 31) zur Verbindung des ersten und des zweiten Einführdurchganges an deren Endteile, einen drehbaren Entwickelzylinder (15), der eine darin angeordnete Magnetrolle aufweist und das Entwicklermaterial an dessen Mantel festzuhalten vermag, eine Zufuhrwalze (12) im ersten Einführdurchgang und eine Lieferwalze (13) im zweiten Einführdurchgang zur Lieferung eines Teils des umgewälzten Entwicklermaterials auf den Entwickelzylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrwalze (12) und die Lieferwalze (13) parallel zueinander laufen und daß letztere eine Kombination einer schneckenförmigen Zufuhrwalze mit Kübeln (50) ist, welche im Umfangsbereich dieser Walze und der schraubenartigen Schaufel (49) der Schnecke angeordnet sind, die sich vom Kern (48) der Walze radial nach außen hin bis mindestens zur Hälfte der radialen Tiefe der Kübel ausstreckt.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenartige Schaufel (49) der Schnecke der Lieferwalze (13) sich radial ebensoweit wie das radial äußerste Ende der Kübel (50) ausstreckt.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kübel (50) einen L-artigen Querschnitt aufweisen, dessen längerer Schenkel (60) und kürzerer Schenkel (61) sich radial bzw. tangential in Bezug auf die Lieferwalze (13) ausstrecken.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet. daß die Kübel (50) sich ununterbrochen über die ganze Länge der Lieferwalze ausstrecken, ausgenommen an den Kreuzungsstellen mit der schraubenartigen Schaufel (49) der Lieferwalze (13).

5. Entwicklungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführdurchgänge (17, 18) gebildet werden in einem Gehäuse (10), das ein längliches Zentralteil (21) mit gleichförmigem Querschnitt über dessen ganze Länge, sowie zwei Endteile (22, 23) aufweist, welche eine Kammer (25, 26) besitzen, welche das Durchgangsmittel (30, 31) zur Verbindung des ersten und des zweiten Einführdurchganges abgrenzen.

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralteil (21) über seine ganze Länge eine Trennwand (24) aufweist, welche sich vom Bodenteil aufwärts ausstreckt und die beiden Einführdurchgänge (17, 18) voneinander trennt.

7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einführdurchgang (17) höher liegt als der zweite Einführdurchgang (18) und daß das Verbindungsdurchgangsmittel (30) zwischen dem stromabwärts liegenden Ende des zweiten Einführdurchganges und des anliegenden stromaufwärts liegenden Ende des ersten Einführdurchganges eine gestufte Bodenoberfläche aufweist mit einem horizontalen Abschnitt (35), welcher sich teilweise unter dem stromaufwärts liegenden Ende der Zufuhrwalze (12) des ersten Einführdurchganges befindet.

8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einführdurchgang (17) höher liegt als der zweite Einführdurchgang (18) und daß das Verbindungsdurchgangsmittel (31) zwischen dem stromabwärts liegenden Ende des ersten Einführdurchganges (17) und des anliegenden stromaufwärts liegenden Ende des zweiten Einführdurchganges (18) eine geneigte, gerade Bodenoberfläche (37) aufweist.

9. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (70, 71) des Entwickelzylinders (15) sich in entsprechende Kammern (72, 73) der Endteile (22, 23) ausstrecken, wobei diese Kammern einen Abschnitt (75, 77) mit größerem Radius in ihrem unteren Teil bzw. einen Abschnitt (74, 76) mit kleinerem Radius in ihrem oberen Teil und einen stufenartigen Übergang (78, 79) von dem größeren nach dem kleineren Abschnitt aufweisen, um Entwicklermaterial aufzufangen, das vom Endabschnitt des Entwickelzylinders hinaufgeführt wird.

10. Entwicklungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet. daß die schraubenartige Schaufel (41) der Zufuhrwalze (12) im ersten Einführdurchgang einen reduzierten Durchmesser (80) beim stromabwärts liegenden Durchgangsmittel dieses Einführdurchgangs aufweist.

11. Entwicklungsvortichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der schraubenartigen Schaufel (41) auf den Durchmesser des des Kernes (40) der Walze (12) am Durchgangsmittel beschränkt ist.

12. Entwicklungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-11, welche zur Einführung in ein elektrophotographisches Gerät parallel mit, aber getrennt von einer photoleitenden Trommel, und zur Verschiebung nach dieser Trommel am Ende der Einführung dieser Vorrichtung in das Gerät eingerichtet ist.

13. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 12, welche ein Führungselement (94) mit einer schrägen Führungsfläche am Eingangsende der Öffnung für die Einrichtung in das elektrophotographische Gerät und einen länglichen Stab (93) mit einer schrägen Endfläche (96) nahe dem Ende der Öffnung, sowie zusammenwirkende Führungselemente (97, 104, 105, 106) enthält.