EP1156390B1 - Apparatus for developing an electrostatic image - Google Patents

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EP1156390B1
EP1156390B1 EP01110191A EP01110191A EP1156390B1 EP 1156390 B1 EP1156390 B1 EP 1156390B1 EP 01110191 A EP01110191 A EP 01110191A EP 01110191 A EP01110191 A EP 01110191A EP 1156390 B1 EP1156390 B1 EP 1156390B1
Authority
EP
European Patent Office
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shell
toner
magnetic
magnetic core
rotation
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01110191A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1156390A3 (en
EP1156390A2 (en
Inventor
Thomas Albrecht
Richard G. Allen
Timothy G. Armstrong
Christopher S. Garcia
Donald S. Hensel
Thomas K. Hilbert
Gary E. Nichols
John Thompson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/574,425 external-priority patent/US6263177B1/en
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of EP1156390A2 publication Critical patent/EP1156390A2/en
Publication of EP1156390A3 publication Critical patent/EP1156390A3/en
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Publication of EP1156390B1 publication Critical patent/EP1156390B1/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/75Details relating to xerographic drum, band or plate, e.g. replacing, testing
    • G03G15/751Details relating to xerographic drum, band or plate, e.g. replacing, testing relating to drum
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G13/00Electrographic processes using a charge pattern
    • G03G13/06Developing
    • G03G13/08Developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G13/09Developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
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    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
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    • G03G15/09Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
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    • G03G2221/00Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements and complete machine concepts
    • G03G2221/1606Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements and complete machine concepts for the photosensitive element

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for electrostatic image development, and more particularly to an apparatus in which a magnetic brush cooperates with a photoconductor drum.
  • Development devices and methods that use a magnetic brush to place toner on the photoconductor have been known for years.
  • Development apparatuses and methods using a magnetic brush having hard magnetic carrier particles are disclosed in U.S. Patent Nos. 5,496,074 and 4,802,866 US 4,473,029 and the US 4,546,060 described.
  • the devices disclosed in these patents include a rotating housing coated with a mixture of hard magnetic carrier particles and toner, a rotating magnetic core having a plurality of magnetic poles disposed within the housing, and a thin, planar, photoconductive one Movie on.
  • the rotating magnetic core brings the hard magnetic carrier particles onto the surface of the housing, which provides for increased movement and contact of the toner with the photoconductive film.
  • the disclosed two-component dry developer composition comprises charged toner particles and opposite charge magnetic carrier particles comprising (a) a magnetic material having hard magnetic properties characterized by a coercivity of at least 30 mT and (b) an induced magnetic moment of at least 200 mC / kg when in a field of 100 mT Gauss.
  • the developer is used in conjunction with a magnetic applicator comprising a rotatable magnetic core and an outer non-magnetizable housing for developing electrostatic images.
  • a magnetic applicator comprising a rotatable magnetic core and an outer non-magnetizable housing for developing electrostatic images.
  • Photoconductive drums are state of the art but have not yet been used with magnetic brushes having hard magnetic carrier particles. The reason photoconductors were not used is largely because they are much stronger than film photoconductors and the increasing thickness of the magnetic brush can damage the surface of the drum. Conversely, a decreasing thickness of the magnetic brush may cause inadequate contact with the photoconductor and thus result in poor image development.
  • the invention is accordingly based on the object to provide a improved device for developing an electrostatic image.
  • an apparatus for developing an electrostatic image comprises a photoconductive drum and a magnetic brush which contacts the photoconductor and comprises a mixture of toner and hard magnetic carrier particles.
  • a toner unit comprises a support rail, a slide rail located in the support rail, the slide rail being adapted to receive the toner unit, a pair of dowel pins, the slide rail positioning the toner unit relative to the dowel pins, and a servomotor, which aligns the toner unit in register with the dowel pins.
  • FIGS. 1-12 show a toner unit 10 according to the invention, comprising a photoconductive drum 12 and a magnetic brush 14 which brings a mixture of toner and hard magnetic carrier particles into contact with the outer surface of the photoconductor drum 12.
  • Magnetic brush 14 includes a housing 16, preferably of non-magnetizable material, and a core 18 having a rotating plurality of magnetic poles.
  • the photoconductive drum 12 rotates in the direction indicated by the arrow 20, the sleeve 16 rotates in the direction indicated by the arrow 22, and the core 18 rotates in the direction indicated by the arrow 24.
  • the toner unit 10 and the photoconductor drum 12 are attached to the frame 28, which is configured as needed for a specific copying machine or a printer application / printer.
  • the toner unit 10 comprises a sleeve 16, a catch basin 30, four augers 32 rotatably mounted in the catch basin 30, a transport roller 34 disposed over the augers 32 adjacent to the sleeve 16, and a refill unit 36 which perforates a stationary one Tube 38 and a Auf Schollbürste 40 within the tube 38, which rotates in the direction indicated by the arrow 42 comprises.
  • the refill unit 36 directs toner into the toner / carrier particle mixture according to the Information from a toner concentration monitor 44 to maintain the weight ratio of toner and carrier particles, eg 1/10. Some of these parts may be added or removed depending on the particular application.
  • the additional mixing by the four-screw system improves mixing and even toner distribution over the entire image width.
  • the toner concentration gradients are preferably minimized and represent only a few percent
  • the mixture of hard magnetic carrier particles and toner covers the screws 32 to a level approximately equal to the level of the bottom of the transport roller 34.
  • the worms 32 include a plurality of angled paddles 46 mounted on the shafts 48.
  • the mixers mix the carrier particles and the toners to provide frictional charging and homogeneity and to provide a generally similar level of toner / carrier particle mixture in the sump 30.
  • the transport roller 34 rotates in the direction indicated by the arrow 50 and raises the mixture from the catch basin 30 to the sleeve 16.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the nip portion of FIG. 1, showing where the toner / carrier particle mixture 52 surrounding the sleeve 16 contacts the photoconductive drum.
  • the flow of the toner / carrier particle mixture 52 has a thickness T and contacts the drum 12 over a length L.
  • the flow shown in Fig. 2 is highly desirable.
  • Fig. 3 an unwanted flow of the toner / carrier particle mixture 52 is shown, with a scrubstau Geneva 54 has arisen. It is believed that a back pressure region 54 is formed when the flow of the toner / carrier particle mixture 52 is greater than the amount that can flow through the gap between the sleeve 16 and the roller 12. The backpressure area may cause disturbances in image development on the drum 12 and also damage the surface of the drum 12. The back-up area 54 is not passive because the rotating core 18 tends to drive the mass of material in the back-pressure area 54 into the gap with active force.
  • the development of a scrubstau Kunststoffes is bypassed.
  • FIG. 1 it can be seen how the register-containing position of the housing 16 is controlled to the drum 12 by mounting a pair of dowel pins 56 on each side of the drum 12.
  • the drum 12 includes a shaft 58 which is mounted in a pair of bearings 60, which in turn are secured to the frame 28.
  • the toner unit 10 includes a pair of registration fittings 62 on each end into which the pins 56 fit.
  • the toner unit 10 is secured in register with the pins 56, thereby rendering it immobile during operation of the drum 12 and the magnetic brush 14.
  • the registration fitting 62 shown in FIG. 1 is for the most part hidden behind the toner unit 10. A better reproduction can be found in FIG. 12.
  • the centers of rotation of the core 18 and the sleeve 16 are not superimposed, but the centers of rotation of the core 18 relative to the center of rotation of the sleeve 16 on the drum 12 to (eccentric), wherein a region 64 is formed in the inner surface of the sleeve 16 is closest to the outer surface of the core 18 (slightly below the point where the drum 14 and the sleeve 16 are closest to each other.)
  • a metering element 66 is disposed opposite the region 64 in which the sleeve 16 farthest from the core 18. The metering element 66 meters a predetermined thickness of the toner / carrier particle mixture on the sleeve 16.
  • an imaginary line extends horizontally from region 64 to metering element 66 and the two elements are at 180 ° to each other (one element at the 9 o'clock position and the other at the 3 o'clock position).
  • Figures 4 and 5 show exploded views of the toner unit 10 from opposite ends to illustrate additional detail and the relationship between the components.
  • the rotating magnetic core 18 may cause eddy current losses in the photoconductive drum 12.
  • a combination of relatively fine magnetic pole frequency (e.g., a 14-pin array of about 4 cm [1.6 inch] diameter) and a relatively thin wall of 4 to 8 mm for the photoconductor drum 12 reduces the resulting eddy current losses.
  • the choice of materials for a relatively hard aluminum (T3 or T6) for the drum wall minimizes the conductivity of the wall and thus the eddy current losses.
  • the metering element 66 is provided at both ends with vanes 67 which reduce the flow of the toner / carrier particle mixture in the vicinity of the ends of the photoconductive drum 12. Reducing the flow in this way prevents damage that can occur at the ends of the development zone due to the edge effects that locally increase the flow. Further reductions in the formation of backpressure regions at the ends of the development zone are achieved by placing small permanent magnets on the metering element 66 at the position of the wings 67.
  • a DC bias is applied to the sleeve 16 to create an electric field that brings the toner onto the surface of the photoconductor drum 12.
  • An AC bias can also be used to improve the rate of development, and thus the level and consistency of image quality.
  • an electrical bias is applied between the base layer of the photoconductor and the sleeve of the developer unit. When a high frequency, or high voltage (eg, 1000 to 2000 hertz and 500 to 1500 volt effective voltage) signal is added to the constant bias voltage, the rate of development is significantly increased.
  • FIGS. 6-12 illustrate a carrier assembly 100 according to one embodiment of the invention that may be used with the toner unit 10 (FIGS. 1 and 10) to precisely register the toner cartridge with the photoconductor drum 12 (FIGS ).
  • the carrier assembly 100 compensates for displacements of the photoconductor drum 12.
  • the carrier unit comprises a support rail 102 and a slide rail 104 which is held and guided by the three rods 106, 108 and 110.
  • the support rail is fixed to a structure, e.g. connected to the frame 28 of FIG.
  • the slide rail 104 includes two horizontally elongated holes 132 which receive the outer rods 106 and 110 and a slightly oversized hole 134.
  • the center rod 108 limits movement of the slide rail 104 in the longitudinal direction while allowing lateral movement of the slide along the rod 108.
  • the two outer rods 106 and 110 serve to maintain the planarity of the slide rail 104.
  • the slide rail 104 is attached to the side plate 116.
  • An eccentric shaft 112 is driven by an electric servomotor 114, is mounted between two parts of the side plate 116, and provides the means for positioning the slide rail 104 relative to the photoconductor drum 12.
  • the electric actuator 114 is fixedly attached to the same support structure as the support rail 102.
  • the eccentric shaft 112 includes an eccentric bearing 113.
  • a load arm 122 is also attached to the side plate 116 and pivoted about a vertical axis about a load arm pivot point 124. The position of the eccentric shaft 112 is controlled by the use of two solid state microswitches 126 and one eccentric positioning clutch 118.
  • the eccentric shaft 112 When the eccentric shaft 112 is rotated from a parked position to a deployed position, it pushes against a detected eccentric securing plate 120 which is secured to the side plate 116. The movement pushes the slide 104 into its adjusted position (see Fig. 6) as indicated by arrow 142. While the slide rail 104 is brought into its set position, the load arm 122, which abuts against the side plate 116 attached to the toner unit 10 ( Figures 1 and 10) and deflected to provide a spring force which aligns the toner cartridge 10 with the registration pins 56 ( Figures 1 and 10). The detected eccentric securing plate 120 causes a force such that the eccentric shaft 112 is not rotated away when the device is in the engaged position.
  • a positive vertical lifting force is achieved through the use of two angled pressing blocks 128 mounted on the load arm 122 and a mating angled wedge 130 attached to the toner unit 10 (see Figures 1 and 10). is attached.
  • the pressing blocks 128 pass through a pair of windows provided in the side plate 116.
  • an angled pressing block 136 is fixed to the bottom of the toner unit 10
  • a mating presser plate 138 is attached to the frame of the machine such as the machine. the frame 28 of FIG. 1, attached.
  • the angled pressure block 136 and the mating pressure block 138 provide additional vertical lifting force.
  • the net force is directed toward the drum 12 upwards, as the arrow 140 in Fig. 1 indicates.
  • the registration fittings 62 attached to each end of the toner unit 10 preferably include pointed notches 63, and the registration pins 56 are received in the notches 63 as the toner unit moves in the direction of arrow 140 becomes.
  • the force that holds the toner unit 10 in position may exceed about 450 N and in one particular embodiment is about 700 N.
  • the slide rail 104 includes a track 105 in which the toner unit 10, as it is inserted into the apparatus, lies and is guided until all the electrical and mechanical interfaces are connected.
  • the slide rail 104 and the track 105 serve to accurately position the toner unit 10 relative to the pins 56, so that when the eccentric shaft 12 is activated, the dowel pins 56 are received in the notches 63.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrostatischen Bildentwicklung und insbesondere eine Vorrichtung, in der eine Magnetbürste mit einer Fotoleitertrommel zusammenwirkt.The present invention relates to an apparatus for electrostatic image development, and more particularly to an apparatus in which a magnetic brush cooperates with a photoconductor drum.

Entwicklungsvorrichtungen und -verfahren, bei denen eine Magnetbürste verwendet wird, um Toner auf dem Fotoleiter zu platzieren sind schon seit Jahren bekannt. Entwicklungsvorrichtungen und -verfahren, bei denen eine Magnetbürste verwendet wird, die hartmagnetische Trägerpartikel aufweist, sind in der US 4,473,029 und der US 4,546,060 beschrieben. Die Vorrichtungen, die in diesen Patentschriften offenbart sind, weisen ein rotierendes Gehäuse, das mit einer Mischung aus hartmagnetischen Trägerpartikeln und Toner überzogen ist, einen rotierenden Magnetkern mit einer Vielzahl von Magnetpolen, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, und einen dünnen, flächigen, fotoleitenden Film auf. Der rotierende Magnetkern bringt die hartmagnetischen Trägerpartikel auf die Oberfläche des Gehäuses, was für erhöhte Bewegung und erhöhten Kontakt des Toners mit dem fotoleitenden Film sorgt.Development devices and methods that use a magnetic brush to place toner on the photoconductor have been known for years. Development apparatuses and methods using a magnetic brush having hard magnetic carrier particles are disclosed in U.S. Patent Nos. 5,496,074 and 4,802,866 US 4,473,029 and the US 4,546,060 described. The devices disclosed in these patents include a rotating housing coated with a mixture of hard magnetic carrier particles and toner, a rotating magnetic core having a plurality of magnetic poles disposed within the housing, and a thin, planar, photoconductive one Movie on. The rotating magnetic core brings the hard magnetic carrier particles onto the surface of the housing, which provides for increased movement and contact of the toner with the photoconductive film.

Die in der US 4,546,060 offenbarte Zwei-Komponenten-Trockenentwickler-Zusammensetzung umfasst geladene Tonerpartikel und magnetische Trägerpartikel entgegengesetzter Ladung, die (a) ein magnetisches Material umfassen, welches hartmagnetische Eigenschaften aufweist, wie sie von einer Koerzitivität von mindestens 30 mT gekennzeichnet sind und (b) ein induziertes magnetisches Moment von mindestens 200 mC/kg aufweisen, wenn sie sich in einem Feld von 100 mT Gauss befinden. Wie in dieser Patentschrift beschrieben, wird der Entwickler in Verbindung mit einem magnetischen Auftrageelement verwandt, das einen drehbaren Magnetkern und ein äußeres nicht magnetisierbares Gehäuse zum Entwickeln elektrostatischer Bilder umfasst. Wenn hartmagnetische Trägerpartikel verwandt werden und diese einer Reihe von Magnetfeldern, die von dem rotierenden Kernauftrageelement ausgehen, ausgesetzt werden, drehen und überschlagen sich die Partikel in jedem neuen Feld und werden so jeweils in magnetische Ausrichtung bewegt. Jedes Überschlagen wird darüber hinaus als eine Konsequenz sowohl des magnetischen Moments der Partikel als auch der Koerzitivität des magnetischen Materials von einem schnellen Sprung jedes Partikels in Umfangrichtung entgegen der Bewegungsrichtung des rotierenden Kerns begleitet. Das beobachtete Ergebnis ist, dass die Entwickler der US 4,546,060 ohne Probleme und mit einer schnellen Flussrate um das Gehäuse fließen, während sich der Kern in die entgegengesetzte Richtung dreht und somit schnell frischen Toner an den Fotoleiter weitergibt und Hochleistungskopier- und - druckanwendungen ermöglicht.The in the US 4,546,060 The disclosed two-component dry developer composition comprises charged toner particles and opposite charge magnetic carrier particles comprising (a) a magnetic material having hard magnetic properties characterized by a coercivity of at least 30 mT and (b) an induced magnetic moment of at least 200 mC / kg when in a field of 100 mT Gauss. As described in this patent, the developer is used in conjunction with a magnetic applicator comprising a rotatable magnetic core and an outer non-magnetizable housing for developing electrostatic images. When hard magnetic carrier particles are used and exposed to a series of magnetic fields emanating from the rotating core applicator element, the particles rotate and roll over in each new field and are thus each moved into magnetic alignment. Any overturning will moreover as a consequence both the magnetic moment of the particles as well as the coercivity of the magnetic material accompanied by a rapid jump of each particle in the circumferential direction against the direction of movement of the rotating core. The observed result is that the developers of the US 4,546,060 flow around the housing with no problems and at a fast flow rate as the core rotates in the opposite direction, rapidly transferring fresh toner to the photoconductor for high-performance copying and printing applications.

Frühere Verwendungsarten für hartmagnetische Trägerpartikel sahen einen flexiblen Fotoleiter in der Form eines dünnen, flächigen Films vor. Flexible Fotoleiter oder Fotoleiterfilme haben mehrere wichtige Vorteile für Schnellfotokopierer. In einer typischen Vorrichtung ist der Fotoleiterfilm unter leichter Spannung mit einer Reihe von Walzen positioniert. Der Film weist eine inhärente Nachgiebigkeit auf, welche ihm erlaubt auf Veränderungen in der Dicke der Magnetbürste zu reagieren.Previous uses for hard magnetic carrier particles provided a flexible photoconductor in the form of a thin, sheet-like film. Flexible photoconductors or photoconductor films have several important advantages for high-speed photocopiers. In a typical device, the photoconductor film is positioned under light tension with a series of rollers. The film has an inherent compliance which allows it to respond to changes in the thickness of the magnetic brush.

Fotoleitertrommeln gehören zum Stand der Technik, sind allerdings noch nicht mit Magnetbürsten, die hartmagnetische Trägerpartikel aufweisen verwandt worden. Der Grund, aus dem Fotoleiter nicht verwandt wurden, liegt zum großem Teil darin, dass sie viel fester als Filmfotoleiter sind und die zunehmende Dicke der Magnetbürste die Oberfläche der Trommel beschädigen kann. Umgekehrt kann eine abnehmende Dicke der Magnetbürste unzureichenden Kontakt mit dem Fotoleiter verursachen und somit zu schlechter Bildentwicklung führen.Photoconductive drums are state of the art but have not yet been used with magnetic brushes having hard magnetic carrier particles. The reason photoconductors were not used is largely because they are much stronger than film photoconductors and the increasing thickness of the magnetic brush can damage the surface of the drum. Conversely, a decreasing thickness of the magnetic brush may cause inadequate contact with the photoconductor and thus result in poor image development.

Das Dokument US 5,484,680 zeigt eine Magnetbürste mit hartmagnetischen Trägerpartikeln die gegenüber einer Fototrommel angeordnet ist. Die Rotationsmittelpunkte der nicht-magnetischen Hülse und des Magnetkerns liegen übereinander.The document US 5,484,680 shows a magnetic brush with hard magnetic carrier particles which is arranged opposite a photo drum. The centers of rotation of the non-magnetic sleeve and the magnetic core are superimposed.

Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zu Grunde, eine verbesseerte Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes zu schaffen.The invention is accordingly based on the object to provide a improved device for developing an electrostatic image.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Entwickelneines elektrostatischen Bildes gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes gemäß Anspruch 6 gelöst.This object is achieved according to the invention by an apparatus for developing an electrostatic image according to claim 1 and by a method for developing an electrostatic image according to claim 6.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes eine Fotoleitertrommel und eine Magnetbürste, die den Fotoleiter berührt und eine Mischung aus Toner und hartmagnetischen Trägerpartikeln aufweist.In one embodiment of the invention, an apparatus for developing an electrostatic image comprises a photoconductive drum and a magnetic brush which contacts the photoconductor and comprises a mixture of toner and hard magnetic carrier particles.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Tonereinheit eine Stützschiene, eine Gleitschiene, die in der Stützschiene liegt, wobei die Gleitschiene so angepasst ist, dass sie die Tonereinheit aufnimmt, ein Paar Passstifte, wobei die Gleitschiene die Tonereinheit im Verhältnis zu den Passstiften positioniert und einen Stellmotor, der die Tonereinheit registerhaltig mit den Passstiften ausrichtet.According to another embodiment of the invention, a toner unit comprises a support rail, a slide rail located in the support rail, the slide rail being adapted to receive the toner unit, a pair of dowel pins, the slide rail positioning the toner unit relative to the dowel pins, and a servomotor, which aligns the toner unit in register with the dowel pins.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.The invention will be described below with reference to the drawings based on preferred embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entwicklervorrichtung einschließlich einer Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Tonereinheit,
Fig. 2
eine vergrößerte Ansicht einer erfindungsgemäßen Entwicklungszone,
Fig. 3
eine vergrößerte Ansicht einer Entwicklungszone mit einem Rückstaubereich,
Fig. 4
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Tonereinheit aus Fig. 1,
Fig. 5
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Tonereinheit aus Fig. 1 von deren entgegengesetztem Ende aus gesehen,
Fig. 6
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tonereinheitträgeranordnung,
Fig. 7
eine perspektivische Ansicht der Trägeranordnung aus Fig. 6,
Fig. 8
eine Ansicht einer seitlichen Draufsicht auf eine Gleitschiene, die in der Trägeranordnung aus Fig. 6 angeordnet ist,
Fig. 9
eine perspektivische Ansicht der Trägeranordnung aus Fig. 6 von dem entgegengesetzten Ende, zu dem in Fig. 7 dargestellten Ende,
Fig. 10
eine Seitenansicht der Trägeranordnung aus Fig. 6 mit der Tonereinheit aus Fig. 1 registerhaltig mit einer Fotoleitertrommel ausgerichtet,
Fig. 11
eine vergrößerte Ansicht eines Passlaufreifens und eines Passstiftes in einem nicht-registerhaltigen Zustand, und
Fig. 12
eine vergrößerte Ansicht eines Passlaufreifens und eines Passstiftes in einem registerhaltigen Zustand.
In the drawings show:
Fig. 1
a side view of a developer device according to the invention including a cross-sectional view of a toner unit according to the invention,
Fig. 2
an enlarged view of a development zone according to the invention,
Fig. 3
an enlarged view of a development zone with a Rückstaubereich,
Fig. 4
an exploded perspective view of the toner unit of Fig. 1,
Fig. 5
an exploded perspective view of the toner unit of Figure 1 seen from the opposite end,
Fig. 6
a side view of the toner unit carrier assembly according to the invention,
Fig. 7
a perspective view of the carrier assembly of Fig. 6,
Fig. 8
4 is a side elevational view of a slide rail disposed in the carrier assembly of FIG. 6;
Fig. 9
6 is a perspective view of the carrier assembly of FIG. 6 from the opposite end to the end shown in FIG. 7;
Fig. 10
1 in register with a photoconductor drum, FIG. 3 shows a side view of the carrier arrangement from FIG. 6 with the toner unit from FIG.
Fig. 11
an enlarged view of a registration race and a dowel pin in a non-registered condition, and
Fig. 12
an enlarged view of a registration race and a dowel pin in a registered condition.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren 1-12 dargestellt, die nicht maßstabsgetreu dargestellt sind, und in denen die Teile in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen tragen. In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Tonereinheit 10 dargestellt, die eine Fotoleitertrommel 12 und eine Magnetbürste 14 umfasst, welche eine Mischung aus Toner und hartmagnetischen Trägerpartikeln in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 bringt. Die Magnetbürste 14 umfasst ein Gehäuse 16, vorzugsweise aus nicht magnetisierbarem Material und einen Kern 18, der eine rotierende Vielzahl von magnetischen Polen aufweist. Die Fotoleitertrommel 12 rotiert in die vom Pfeil 20 angezeigte Richtung, die Hülse 16 rotiert in die vom Pfeil 22 angezeigte Richtung, und der Kern 18 rotiert in die vom Pfeil 24 angezeigte Richtung.Various embodiments of the invention are illustrated in FIGS. 1-12, which are not drawn to scale, and in which the parts in the several views are numbered alike. 1 shows a toner unit 10 according to the invention, comprising a photoconductive drum 12 and a magnetic brush 14 which brings a mixture of toner and hard magnetic carrier particles into contact with the outer surface of the photoconductor drum 12. Magnetic brush 14 includes a housing 16, preferably of non-magnetizable material, and a core 18 having a rotating plurality of magnetic poles. The photoconductive drum 12 rotates in the direction indicated by the arrow 20, the sleeve 16 rotates in the direction indicated by the arrow 22, and the core 18 rotates in the direction indicated by the arrow 24.

Die Tonereinheit 10 und die Fotoleitertrommel 12 sind an dem Rahmen 28 befestigt, der je nach Bedarf für einen speziellen Kopierapparat oder eine Druckeranwendung/einen Drucker ausgestaltet ist. Die Tonereinheit 10 umfasst ein Hülse 16, ein Auffangbecken 30, vier Schnecken 32, die drehbar in dem Auffangbecken 30 befestigt sind, eine Transportwalze 34, die über den Schnecken 32 neben der Hülse 16 angeordnet ist, und eine Auffülleinheit 36, die eine ortsfeste perforierte Röhre 38 und eine Auffüllbürste 40 innerhalb der Röhre 38, die sich in die vom Pfeil 42 angezeigte Richtung dreht, umfasst. Die Auffülleinheit 36 leitet Toner in die Toner- /Trägerpartikelmischung gemäß der Information von einem Tonerkonzentrationsmonitor 44, um das Gewichtsverhältnis von Toner und Trägerpartikeln, z.B. 1/10 aufrechtzuerhalten. Einige dieser Teile können je nach der speziellen Anwendung hinzugefügt oder entfernt werden. Das zusätzliche Mischen durch das Vier-Schnecken-System verbessert das Mischen und die gleichmäßige Tonerverteilung über die gesamte Bildbreite. Die Tonerkonzentrationsgradienten werden vorzugsweise minimiert und stellen lediglich ein paar Prozent dar.The toner unit 10 and the photoconductor drum 12 are attached to the frame 28, which is configured as needed for a specific copying machine or a printer application / printer. The toner unit 10 comprises a sleeve 16, a catch basin 30, four augers 32 rotatably mounted in the catch basin 30, a transport roller 34 disposed over the augers 32 adjacent to the sleeve 16, and a refill unit 36 which perforates a stationary one Tube 38 and a Auffüllbürste 40 within the tube 38, which rotates in the direction indicated by the arrow 42 comprises. The refill unit 36 directs toner into the toner / carrier particle mixture according to the Information from a toner concentration monitor 44 to maintain the weight ratio of toner and carrier particles, eg 1/10. Some of these parts may be added or removed depending on the particular application. The additional mixing by the four-screw system improves mixing and even toner distribution over the entire image width. The toner concentration gradients are preferably minimized and represent only a few percent.

Beim Gebrauch bedeckt die Mischung aus harten Magnetträgerpartikeln und Toner die Schnecken 32 bis zu einem Niveau, das ungefähr dem Niveau des Bodens der Transportwalze 34 entspricht. Die Schnecken 32 umfassen eine Vielzahl von angewinkelten Paddeln 46, die auf den Wellen 48 befestigt sind. Die Mischer mischen die Trägerpartikel und die Toner, um Reibungsladung und Homogenität zu schaffen und um ein im allgemeinen gleiches Niveau von Toner-/Trägerpartikelmischung in dem Auffangbecken 30 zu schaffen. Die Transportwalze 34 rotiert in die vom Pfeil 50 angezeigte Richtung und hebt die Mischung aus dem Auffangbecken 30 zur Hülse 16.In use, the mixture of hard magnetic carrier particles and toner covers the screws 32 to a level approximately equal to the level of the bottom of the transport roller 34. The worms 32 include a plurality of angled paddles 46 mounted on the shafts 48. The mixers mix the carrier particles and the toners to provide frictional charging and homogeneity and to provide a generally similar level of toner / carrier particle mixture in the sump 30. The transport roller 34 rotates in the direction indicated by the arrow 50 and raises the mixture from the catch basin 30 to the sleeve 16.

In Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Spaltbereichs aus Fig. 1 dargestellt, der zeigt, wo die Toner-/Trägerpartikelmischung 52, die das Hülse 16 umgibt, die Fotoleitertrommel berührt. Der Fluss der Toner-/Trägerpartikelmischung 52 weist eine Dicke T auf und berührt die Trommel 12 über eine Länge L. Der in Fig. 2 dargestellte Fluss ist sehr wünschenswert.FIG. 2 is an enlarged view of the nip portion of FIG. 1, showing where the toner / carrier particle mixture 52 surrounding the sleeve 16 contacts the photoconductive drum. The flow of the toner / carrier particle mixture 52 has a thickness T and contacts the drum 12 over a length L. The flow shown in Fig. 2 is highly desirable.

In Fig. 3 ist ein nicht gewünschter Fluss der Toner-/Trägerpartikelmischung 52 dargestellt, wobei ein Rückstaubereich 54 entstanden ist. Es wird angenommen, dass ein Rückstaubereich 54 entsteht, wenn der Fluss der Toner-/Trägerpartikelmischung 52 größer ist als die Menge, die durch den Spalt zwischen der Hülse 16 und der Walze 12 fließen kann. Der Rückstaubereich kann Störungen bei der Bildentwicklung auf der Trommel 12 verursachen und auch die Oberfläche der Trommel 12 beschädigen. Der Rückstaubereich 54 ist nicht passiv, weil der rotierende Kern 18 dazu neigt, die Materialmasse in dem Rückstaubereich 54 mit aktiver Kraft in den Spalt zu treiben.In Fig. 3, an unwanted flow of the toner / carrier particle mixture 52 is shown, with a Rückstaubereich 54 has arisen. It is believed that a back pressure region 54 is formed when the flow of the toner / carrier particle mixture 52 is greater than the amount that can flow through the gap between the sleeve 16 and the roller 12. The backpressure area may cause disturbances in image development on the drum 12 and also damage the surface of the drum 12. The back-up area 54 is not passive because the rotating core 18 tends to drive the mass of material in the back-pressure area 54 into the gap with active force.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Entwicklung eines Rückstaubereiches umgangen. In Fig. 1 ist zu sehen, wie die registerhaltige Lage des Gehäuses 16 zu der Trommel 12 gesteuert wird, indem ein Paar Passstifte 56 auf jeder Seite der Trommel 12 angebracht werden. Die Trommel 12 umfasst eine Welle 58, die in einem Paar Lager 60 befestigt ist, die wiederum an dem Rahmen 28 befestigt sind. Die Tonereinheit 10 umfasst ein Paar Registrierungsbeschläge 62 auf jedem Ende, in die die Stifte 56 passen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Tonereinheit 10 registerhaltig mit den Stiften 56 befestigt, wodurch sie während des Betriebs der Trommel 12 und der Magnetbürste 14 unbeweglich gemacht wird. Der in Fig. 1 dargestellte Registrierungsbeschlag 62 liegt zum größten Teil hinter der Tonereinheit 10 versteckt. Eine bessere Wiedergabe ist in Fig. 12 zu finden.According to one embodiment of the invention, the development of a Rückstaubereiches is bypassed. Referring to Figure 1, it can be seen how the register-containing position of the housing 16 is controlled to the drum 12 by mounting a pair of dowel pins 56 on each side of the drum 12. The drum 12 includes a shaft 58 which is mounted in a pair of bearings 60, which in turn are secured to the frame 28. The toner unit 10 includes a pair of registration fittings 62 on each end into which the pins 56 fit. According to a preferred embodiment of the invention, the toner unit 10 is secured in register with the pins 56, thereby rendering it immobile during operation of the drum 12 and the magnetic brush 14. The registration fitting 62 shown in FIG. 1 is for the most part hidden behind the toner unit 10. A better reproduction can be found in FIG. 12.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen die Rotationsmittelpunkte des Kerns 18 und der Hülse 16 nicht übereinander, vielmehr liegen die Rotationsmittelpunkte des Kerns 18 Verhältnis zu dem Rotationsmittelpunkt der Hülse 16 auf die Trommel 12 zu (exzentrisch), wobei ein Bereich 64 gebildet wird, in dem die Innenfläche der Hülse 16 am nächsten an der Außenfläche des Kerns 18 liegt (etwas unter dem Punkt, an dem sich die Trommel 14 und die Hülse 16 am nächsten sind. Ein Dosierelement 66 ist gegenüber dem Bereich 64 angeordnet, in dem die Hülse 16 am weitesten von dem Kern 18 entfernt ist. Das Dosierelement 66 dosiert eine vorbestimmte Dicke der Toner-/Trägerpartikelmischung auf der Hülse 16. Das Magnetfeld, das auf die Toner-/Trägerpartikelmischung aufgebracht wird, ist in diesem Punkt am schwächsten, so dass es nicht vollständig komprimiert ist. Die Dicke der Mischung nimmt ab, während sie um das Gehäuse zur Trommel 12 geführt wird. Daher nimmt jede Veränderung in der Dicke mit der Dicke der Mischung ab, wobei eine präzisere Dicke T geschaffen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, verläuft eine gedachte Linie von dem Bereich 64 zu dem Dosierelement 66 horizontal, und die beiden Elemente liegen in einem 180°-Winkel zueinander (ein Element auf der 9 Uhr Stellung und das andere auf der 3 Uhr Stellung).According to a further embodiment of the invention, the centers of rotation of the core 18 and the sleeve 16 are not superimposed, but the centers of rotation of the core 18 relative to the center of rotation of the sleeve 16 on the drum 12 to (eccentric), wherein a region 64 is formed in the inner surface of the sleeve 16 is closest to the outer surface of the core 18 (slightly below the point where the drum 14 and the sleeve 16 are closest to each other.) A metering element 66 is disposed opposite the region 64 in which the sleeve 16 farthest from the core 18. The metering element 66 meters a predetermined thickness of the toner / carrier particle mixture on the sleeve 16. The magnetic field applied to the toner / carrier particle mixture is weakest in that point, so it will not The thickness of the mixture decreases as it passes around the housing to the drum 12. Thus, j Any change in thickness with the thickness of the mixture, with a more precise thickness T is created. According to a preferred embodiment, an imaginary line extends horizontally from region 64 to metering element 66 and the two elements are at 180 ° to each other (one element at the 9 o'clock position and the other at the 3 o'clock position).

Die Fig. 4 und 5 zeigen auseinandergezogene Ansichten der Tonereinheit 10 von entgegengesetzten Enden, um ein zusätzliche Detail und die Beziehung zwischen den Komponenten darzustellen.Figures 4 and 5 show exploded views of the toner unit 10 from opposite ends to illustrate additional detail and the relationship between the components.

Der rotierende Magnetkern 18 kann Wirbelstromverluste in der Fotoleitertrommel 12 verursachen. Eine Kombination von relativ feiner Magnetpolfrequenz (z.B. eine 14-polige Anordnung mit ca. 4 cm [1,6 inch] Durchmesser) und relativ dünner Wand von 4 bis 8 mm für die Fotoleitertrommel 12 verringert die entstehenden Wirbelstromverluste. Darüber hinaus minimiert die Materialwahl eines relativ harten Aluminiums (T3 oder T6) für die Trommelwand die Leitfähigkeit der Wand und somit die Wirbelstromverluste.The rotating magnetic core 18 may cause eddy current losses in the photoconductive drum 12. A combination of relatively fine magnetic pole frequency (e.g., a 14-pin array of about 4 cm [1.6 inch] diameter) and a relatively thin wall of 4 to 8 mm for the photoconductor drum 12 reduces the resulting eddy current losses. In addition, the choice of materials for a relatively hard aluminum (T3 or T6) for the drum wall minimizes the conductivity of the wall and thus the eddy current losses.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Dosierelement 66 an beiden Enden mit Flügeln 67 versehen, die den Fluss der Toner-/Trägerpartikelmischung in der Nähe der Enden der Fotoleitertrommel 12 reduzieren. Den Fluss auf diese Weise zu reduzieren, beugt einer Beschädigung vor, die an den Enden der Entwicklungszone aufgrund der Randeffekte auftreten kann, welche lokal den Fluss erhöhen. Weitere Reduzierungen der Bildung von Rückstaubereichen an den Enden der Entwicklungszone werden erreicht, indem kleine Permanentmagneten auf dem Dosierelementen 66 an der Position der Flügel 67 angeordnet werden.According to a further embodiment of the invention, the metering element 66 is provided at both ends with vanes 67 which reduce the flow of the toner / carrier particle mixture in the vicinity of the ends of the photoconductive drum 12. Reducing the flow in this way prevents damage that can occur at the ends of the development zone due to the edge effects that locally increase the flow. Further reductions in the formation of backpressure regions at the ends of the development zone are achieved by placing small permanent magnets on the metering element 66 at the position of the wings 67.

Eine Gleichstromvorspannung wird an die Hülse 16 angelegt, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das den Toner auf die Oberfläche der Fotoleitertrommel 12 bringt. Eine Wechselstromvorspannung kann auch verwandt werden, um die Entwicklungsrate und somit auch das Niveau und die Konsistenz der Bildqualität zu verbessern. In Vollflächenentwicklungssystemen wird eine elektrische Vorspannung zwischen der Grundschicht des Fotoleiters und der Hülse der Entwicklereinheit aufgebracht. Wird ein Hochfrequenz-, oder Hochspannungs- (z.B. 1000 bis 2000 Hertz und 500 bis 1500 Volt effektive Spannung) Signal der konstanten Vorspannung hinzugefügt, wird die Entwicklungsrate wesentlich gesteigert.A DC bias is applied to the sleeve 16 to create an electric field that brings the toner onto the surface of the photoconductor drum 12. An AC bias can also be used to improve the rate of development, and thus the level and consistency of image quality. In solid surface development systems, an electrical bias is applied between the base layer of the photoconductor and the sleeve of the developer unit. When a high frequency, or high voltage (eg, 1000 to 2000 hertz and 500 to 1500 volt effective voltage) signal is added to the constant bias voltage, the rate of development is significantly increased.

In den Fig. 6 bis 12 ist eine Trägeranordnung 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die zusammen mit der Tonereinheit 10 (Fig. 1 und 10) verwendet werden kann, um die Tonereinheit präzise registerhaltig mit der Fotoleitertrommel 12 (Fig. 1 und 10) auszurichten. Die Trägeranordnung 100 gleicht Verschiebungen der Fotoleitertrommel 12 aus. Wie in den Fig. 6 bis 9 dargestellt, umfasst die Trägereinheit eine Stützschiene 102 und eine Gleitschiene 104, die von den drei Stangen 106, 108 und 110 gehalten und geführt wird. Die Stützschiene ist fest mit einer Struktur, z.B. dem Rahmen 28 aus Fig. 1 verbunden. Wie am besten in Fig. 8 zu erkennen ist, umfasst die Gleitschiene 104 zwei in horizontaler Richtung langgestreckte Löcher 132, die die äußeren Stangen 106 und 110 und ein etwas übergroßes Loch 134 aufnehmen. Die mittlere Stange 108 schränkt die Bewegung der Gleitschiene 104 in die Längsrichtung ein, während sie eine seitliche Bewegung der Gleitschiene entlang der Stange 108 zulässt. Die zwei außen liegenden Stangen 106 und 110 dienen zur Aufrechterhaltung der Ebenheit der Gleitschiene 104.FIGS. 6-12 illustrate a carrier assembly 100 according to one embodiment of the invention that may be used with the toner unit 10 (FIGS. 1 and 10) to precisely register the toner cartridge with the photoconductor drum 12 (FIGS ). The carrier assembly 100 compensates for displacements of the photoconductor drum 12. As shown in FIGS. 6 to 9, the carrier unit comprises a support rail 102 and a slide rail 104 which is held and guided by the three rods 106, 108 and 110. The support rail is fixed to a structure, e.g. connected to the frame 28 of FIG. As best seen in FIG. 8, the slide rail 104 includes two horizontally elongated holes 132 which receive the outer rods 106 and 110 and a slightly oversized hole 134. The center rod 108 limits movement of the slide rail 104 in the longitudinal direction while allowing lateral movement of the slide along the rod 108. The two outer rods 106 and 110 serve to maintain the planarity of the slide rail 104.

In den Fig. 6 bis 9 ist die Gleitschiene 104 an der Seitenplatte 116 angebracht. Eine Exzenterwelle 112 wird von einem elektrischen Stellmotor 114 angetrieben, ist zwischen zwei Teilen der Seitenplatte 116 befestigt und stellt die Vorrichtung zur Positionierung der Gleitschiene 104 im Verhältnis zu der Fotoleitertrommel 12 bereit. Der elektrische Stellmotor 114 ist fest an derselben Stützstruktur angebracht wie die Stützschiene 102. Die Exzenterwelle 112 umfasst ein Exzenterlager 113. Ein Lastarm 122 ist ebenfalls an der Seitenplatte 116 angebracht und wird um eine senkrechte Achse um einen Lastarmschwenkpunkt 124 geschwenkt. Die Position der Exzenterwelle 112 wird durch die Verwendung von zwei Festkörpermikroschaltern 126 und einer Exzenterpositionierkupplung 118 gesteuert.In Figs. 6 to 9, the slide rail 104 is attached to the side plate 116. An eccentric shaft 112 is driven by an electric servomotor 114, is mounted between two parts of the side plate 116, and provides the means for positioning the slide rail 104 relative to the photoconductor drum 12. The electric actuator 114 is fixedly attached to the same support structure as the support rail 102. The eccentric shaft 112 includes an eccentric bearing 113. A load arm 122 is also attached to the side plate 116 and pivoted about a vertical axis about a load arm pivot point 124. The position of the eccentric shaft 112 is controlled by the use of two solid state microswitches 126 and one eccentric positioning clutch 118.

Wird die Exzenterwelle 112 von einer abgestellten Position in eine angestellte Position gedreht, drückt sie gegen eine festgestellte Exzentersicherungsplatte 120, die an der Seitenplatte 116 befestigt ist. Die Bewegung drückt die Gleitschiene 104 in ihre angestellte Position (s. Fig. 6), wie von Pfeil 142 angezeigt wird. Während die Gleitschiene 104 in ihre angestellte Position gebracht wird, trifft der Lastarm 122, der an der Seitenplatte 116 befestigt ist auf die Tonereinheit 10 (Fig. 1 und 10) und wird abgelenkt, wobei eine Federkraft geschaffen wird, die die Tonereinheit 10 registerhaltig mit den Passstiften 56 ausrichtet (Fig. 1 und 10). Das festgestellte Exzentersicherungsblech 120 bewirkt eine Kraft, so dass die Exzenterwelle 112 nicht weggedreht wird, wenn die Vorrichtung in der angestellten Position ist.When the eccentric shaft 112 is rotated from a parked position to a deployed position, it pushes against a detected eccentric securing plate 120 which is secured to the side plate 116. The movement pushes the slide 104 into its adjusted position (see Fig. 6) as indicated by arrow 142. While the slide rail 104 is brought into its set position, the load arm 122, which abuts against the side plate 116 attached to the toner unit 10 (Figures 1 and 10) and deflected to provide a spring force which aligns the toner cartridge 10 with the registration pins 56 (Figures 1 and 10). The detected eccentric securing plate 120 causes a force such that the eccentric shaft 112 is not rotated away when the device is in the engaged position.

In den Fig. 6 bis 9 wird eine positive senkrechte Hebekraft durch die Verwendung von zwei angewinkelten Andrückblöcken 128 erreicht, die auf dem Lastarm 122 befestigt sind und einem dazupassenden angewinkelten Keil 130, der an der Tonereinheit 10 (s. Fig. 1 und 10) befestigt ist. Die Andrückblöcke 128 passen durch ein Paar Fenster, die in der Seitenplatte 116 vorgesehen sind. In Fig. 10 ist ein angewinkelter Andrückblock 136 am Boden der Tonereinheit 10 befestigt und eine dazupassende Andrückplatte 138 ist am Rahmen der Maschine, wie z.B. dem Rahmen 28 aus Fig. 1, befestigt. Der abgewinkelte Andrückblock 136 und der dazupassende Andrückblock 138 schaffen eine zusätzliche senkrechte Hebekraft. Die Nettokraft ist auf die Trommel 12 hin und aufwärts ausgerichtet, wie der Pfeil 140 in Fig. 1 es anzeigt. Wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt, umfassen die Registrierungsbeschläge 62, die an jedem Ende der Tonereinheit 10 angebracht sind, vorzugsweise Spitzkerben 63, und die Passstifte 56 werden in den Kerben 63 aufgenommen, wenn die Tonereinheit in die Richtung von Pfeil 140 bewegt wird. Die Kraft, die die Tonereinheit 10 in ihrer Position hält, kann ca. 450 N übersteigen und liegt nach einer bestimmten Ausführungsform bei ungefähr 700 N.6 to 9, a positive vertical lifting force is achieved through the use of two angled pressing blocks 128 mounted on the load arm 122 and a mating angled wedge 130 attached to the toner unit 10 (see Figures 1 and 10). is attached. The pressing blocks 128 pass through a pair of windows provided in the side plate 116. In Fig. 10, an angled pressing block 136 is fixed to the bottom of the toner unit 10, and a mating presser plate 138 is attached to the frame of the machine such as the machine. the frame 28 of FIG. 1, attached. The angled pressure block 136 and the mating pressure block 138 provide additional vertical lifting force. The net force is directed toward the drum 12 upwards, as the arrow 140 in Fig. 1 indicates. As shown in FIGS. 11 and 12, the registration fittings 62 attached to each end of the toner unit 10 preferably include pointed notches 63, and the registration pins 56 are received in the notches 63 as the toner unit moves in the direction of arrow 140 becomes. The force that holds the toner unit 10 in position may exceed about 450 N and in one particular embodiment is about 700 N.

Die Gleitschiene 104 umfasst eine Spur 105, in der die Tonereinheit 10, während sie in den Apparat eingeführt wird, liegt und geführt wird, bis alle elektrischen und mechanischen Schnittstellen verbunden sind. Die Gleitschiene 104 und die Spur 105 dienen dazu, die Tonereinheit 10 im Verhältnis zu den Stiften 56 genau zu platzieren, so dass, wenn die Exzenterwelle 12 aktiviert wird, die Passstifte 56 in den Kerben 63 aufgenommen werden.The slide rail 104 includes a track 105 in which the toner unit 10, as it is inserted into the apparatus, lies and is guided until all the electrical and mechanical interfaces are connected. The slide rail 104 and the track 105 serve to accurately position the toner unit 10 relative to the pins 56, so that when the eccentric shaft 12 is activated, the dowel pins 56 are received in the notches 63.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

1010
Tonereinheittoner unit
1212
FotoleitertrommelPhotoconductor drum
1414
Magnetbürstemagnetic brush
1616
Hülseshell
1818
Kerncore
2020
Pfeilarrow
2222
Pfeilarrow
2424
Pfeilarrow
2828
Rahmenframe
3030
Auffangbeckencatch basin
3232
Schneckensnails
3434
Transportwalzetransport roller
3636
Auffülleinheitrestocking
3838
perforierte Röhreperforated tube
4040
AuffüllbürsteAuffüllbürste
4242
Pfeilarrow
4444
TonerkonzentrationsmonitorToner concentration monitor
4646
abgewinkelte Paddelangled paddles
4848
Wellewave
5050
Pfeilarrow
5252
Toner-/TrägerpartikelmischungToner / carrier particle mixture
5454
Rückstaubereichbackwater area
5656
Passstiftedowels
5858
Wellewave
6060
Lagerpaarbearing pair
6262
RegistrierungsbeschlagRegistration fitting
6363
SpitzkerbeV-notch
6464
BereichArea
6666
Dosierelementmetering
6767
Flügelwing
100100
Trägeranordnungcarrier assembly
102102
Stützschienesupport rail
104104
Gleitschieneslide
105105
Spurtrack
106, 108, 110106, 108, 110
Stangenrods
112112
Exzenterwelleeccentric shaft
113113
Exzenterlagereccentric
114114
Stellmotorservomotor
116116
Seitenplatteside plate
118118
ExzenterpositionierkupplungExzenterpositionierkupplung
120120
ExzentersicherungsplatteExzentersicherungsplatte
122122
Lastarmload arm
124124
LastarmschwenkpunktLastarmschwenkpunkt
126126
FestkörpermikroschalterSolid microswitch
128128
Andrückblockpressing block
130130
abgewinkelter Keilangled wedge
132132
langgestreckte Löcherelongated holes
134134
übergroße Löcheroversized holes
136136
AndrückkonsoleAndrückkonsole
138138
Andrückplattepressure plate
140140
Pfeilarrow
142142
Pfeilarrow

Claims (9)

  1. Apparatus for developing an electrostatic image, comprising the following:
    a drum photoconductor (12);
    a magnetic brush (14) contacting said drum photoconductor (12), said magnetic brush (14) comprising a mixture of toner and hard magnetic carriers, wherein said magnetic brush (14) comprises a magnetic core (18) within a shell (16) having a center of rotation, and said magnetic core (18) is offset relative to said center of rotation toward said drum photoconductor (12); and,
    located adjacent said shell, a metering element (66) for metering the mixture, said metering element being located in an area where said shell (16) is furthest from said magnetic core (18).
  2. The apparatus as set forth in Claim 1, wherein said shell (16) is closest to said magnetic core (18) in an area (64), said drum photoconductor (12) can be rotated in one direction of rotation, and wherein the drum photoconductor (12) is closest to said shell (16) at a location upstream of said area (64) in which said shell (16) is closest to said magnetic core (18) with respect to said direction of rotation.
  3. The apparatus as set forth in Claim 1 or 2, wherein said metering element (66) and said area (64) in which said shell (16) is closest to said magnetic core (18) are 180° apart with respect to the circumference of said shell (16).
  4. The apparatus as set forth in Claim 1, 2 or 3, wherein an imaginary line drawn from said metering element (66) to said area (64) in which said shell (16) is closest to said magnetic core (18) is horizontal.
  5. The apparatus as set forth in any one of the preceding Claims, wherein a carriage assembly (100) is provided, said carriage assembly (100) comprising:
    a support rail (102);
    a sliding rail (104) received within said support rail (102), said sliding rail (104) being adapted to receive a toning station (10) of said apparatus;
    a pair of registration pins (56), said sliding rail (102) positioning said toning station (10) relative to said registration pins (56); and,
    an actuator (114) that forces said toning station (10) into registration with said registration pins (56).
  6. Method for developing an electrostatic image, comprising the following steps:
    applying a mixture of toner and hard magnetic carrier particles to a drum photoconductor (12) with a magnetic brush (14) comprising a magnetic core (18) within a shell (16) having a center of rotation, and whereby said magnetic core (18) is offset relative to said center of rotation toward said drum photoconductor (12), and
    metering said mixture of toner and hard magnetic carrier particles with a metering element (66) located adjacent said shell (16) in an area where said shell (16) is furthest from said magnetic core (18).
  7. The method as set forth in Claim 6, wherein said drum photoconductor (12) is rotated in one direction of rotation and wherein said mixture of toner and hard magnetic carrier particles are applied to said drum photoconductor (12) at a location upstream of said area (64) in which said shell (16) is closest to said magnetic core (18) with respect to said direction of rotation.
  8. The method as set forth in any one of Claims 6 through 7, further comprising the step of:
    reducing a flow of said mixture of toner and hard magnetic carrier particles to prevent the formation of roll-back.
  9. The method as set forth in Claim 8, wherein said flow is reduced by said metering element (66).
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