DE102008051745B4

DE102008051745B4 - Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner

Info

Publication number: DE102008051745B4
Application number: DE102008051745A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing.(FH) Zehentbauer
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: DE102008051745A1

Abstract

Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner in einer Entwicklerstation eines Druckers oder Kopierers,
bei der ein äußeres Dosierrohr (30, 50) in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine Öffnung (32) oder mehrere Öffnungen (46) hat, durch die hindurch Toner austreten kann,
innerhalb des äußeren Dosierrohrs (30, 50) ein inneres Dosierelement (70, 80) angeordnet ist,
– das in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine oder mehrere Öffnungen (76, 86) hat, durch die hindurch Toner in Richtung der Hülle des äußeren Dosierrohrs (30, 50) austreten kann und
– das einen Draht (72, 78) oder mehrere Drähte (72, 78) umfasst, wobei nebeneinander liegende Wendeln (74) des Drahtes (72, 78) oder der Drähte (72, 78) jeweils so voneinander beabstandet sind, dass sie einen Spalt (76) vorbestimmter Breite bilden, durch den hindurch Toner treten kann,
bei der ein Transportelement (70, 80) vorgesehen ist, welches Toner in axialer Richtung des inneren...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner in einer Entwicklerstation eines Druckers oder Kopierers, bei der ein äußeres Dosierrohr in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine oder mehrere Öffnungen hat, durch die hindurch Toner austreten kann. Innerhalb des Dosierrohrs ist ein Transportelement angeordnet, welches Toner in axialer Richtung des Dosierrohrs fördert.
In einer Entwicklerstation eines Druckers oder Kopierers wird Toner an einen Zwischenträger, beispielsweise an eine Fotoleitertrommel, herangeführt und das auf dem Zwischenträger vorhandene latente Bild wird mit Toner eingefärbt. Der Toner wird im Allgemeinen in einer Tonerbox bereitgestellt und muss von dieser in die Entwicklerstation transportiert und über die Länge der Entwicklerstation möglichst gleichmäßig beim Einfärben verteilt werden. Dieses Verteilen und Dosieren übernimmt die eingangs erwähnte Vorrichtung.
Zum Stand der Technik wird auf die US 2007/0065163 A1 derselben Anmelderin verwiesen.
Weiterhin ist aus der US 5,398,849 A eine Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner bekannt, bei der zwei Rohre jeweils entlang ihrer Hülle seitliche Öffnungen aufweisen, ineinander gesteckt und beweglich sind und die so zusammenwirken, dass durch die Öffnungen Toner in variabler Menge nach außen abgegeben werden kann.
In der US 5,235,389 A ist eine Toner-Dosiervorrichtung beschrieben, bei der Toner mittels einer Spule längs in einem Rohr transportiert wird und dabei Toner durch seitliche Öffnungen der Rohrhülle nach außen abgegeben wird.
Aus der JP 2008-033 171 A ist eine Tonerfördereinrichtung bekannt, bei der Toner mit einer Förderschnecke längs in einem Rohr transportieret wird und durch seitliche Öffnungen des Rohres nach außen abgegeben werden kann.
Aus der JP 05-047 958 U ist eine Einrichtung bekannt, bei der mit einer Förderschnecke Toner in einer Schiene transportiert werden kann, wobei die Höhe von einer der Seitenwände der Schiene entlang der Längsrichtung der Schiene zunimmt. Das Profil der Schiene verändert sich entlang ihrer Längsrichtung von einer U-Form zu einer Rechteckform.
Aus der JP 2005-031 123 A ist eine Einrichtung zum Dosieren von Entwicklermaterial bekannt, bei der das Material mit einer Spule in einem U-förmigen Halbrohr in Längsrichtung gefördert wird, wobei das Material über einen der U-Schenkel aus dem Halbrohr fällt. Die Höhe des Schenkels ändert sich entlang der Längsrichtung derart, dass unabhängig von der axialen Position im wesentlichen gleich viel Entwicklermaterial aus dem Halbrohr abgegeben wird.
Aus der US 5,345,298 A ist eine Einrichtung zum Dosieren von Entwicklermaterial bekannt, bei der das Entwicklermaterial mit einer Förderschnecke in einem Rohr mit einem Öffnungsmuster entlang der Rohrhülle transportiert wird. Um verschiedene Abgabemengen und Abgabeprofile entlang der Längsachse zu erreichen, sind verschiedene Rohre mit verschiedenen Öffnungsmustern vorgesehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner anzugeben, die einfach aufgebaut ist und über eine vorgegebene Länge der Vorrichtung gleichmäßig Toner abgibt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein äußeres Dosierrohr, welches in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine oder mehrere Öffnungen hat, durch die hindurch Toner austreten kann. Innerhalb des äußeren Dosierrohrs ist ein inneres Dosierelement angeordnet, das in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine oder mehrere Öffnungen hat, durch die hindurch Toner in Richtung der Hülle des äußeren Dosierrohrs austreten kann. Ein Transportelement fördert Toner in axialer Richtung des inneren Dosierelements. Das innere Dosierelement umfasst einen Draht oder mehrere Drähte, wobei nebeneinander liegende Wendeln des Drahtes oder der Drähte jeweils so voneinander beabstandet sind, dass sie einen Spalt vorbestimmter Breite bilden, durch den hindurch Toner treten kann. Der eine Draht oder die mehreren Drähte wirken gleichzeitig als Transportelement und als Dosierelement für den Toner.
Bei Bewegung des Transportelements kann Toner gleichmäßig über die eine Öffnung oder die mehreren Öffnungen ausgegeben werden und sich entlang des äußeren Dosierrohrs verteilen. Auf diese Weise kann die Schwankung der Tonerkonzentration innerhalb der Entwicklerstation verringert und die Qualität der Entwicklungsfunktion verbessert werden.
Das äußere Dosierrohr und das innere Dosierelement sind so gelagert, dass zwischen ihnen eine Relativdrehbewegung realisierbar ist. Bei einer kontinuierlichen Drehbewegung erfolgt so die gleichmäßige Ausgabe von Toner.
Bei einer Weiterbildung verteilen sich eine Vielzahl von Löchern entlang der Hülle des äußeren Dosierrohrs. Bei der Drehbewegung tritt Toner durch diese Vielzahl von Löchern hindurch, wodurch ein Dosierungseffekt erzielt wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bilden das innere Dosierelement und eine Förderschnecke oder eine Spiralfeder als jeweiliges Transportelement eine Baueinheit. Eine solche Baueinheit kann als Austauschteil bereitgehalten werden und lässt sich auf einfache Weise austauschen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der alleine oder in Kombination mit dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt werden kann, hat eine Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner ein äußeres Dosierelement, welches ein Überlaufelement umfasst, über das Toner abgegeben wird. Innerhalb des äußeren Dosierelements ist ein Transportelement angeordnet, welches Toner bei seiner Bewegung in axialer Richtung innerhalb des äußeren Dosierelements fördert. Der Toner erreicht bei der Förderung des Transportelements eine Füllhöhe, die über das Überlaufelement ragt. Das äußere Dosierelement (90) ist rohrförmig und weist mindestens ein zumindest annähernd in axialer Richtung verlaufendes Langloch auf, wobei das Überlaufelement durch eine am unteren Rand des Langlochs vorhandene Überlaufkante gebildet ist.
Die vertikale Höhe der Überlaufkante ist in Bezug auf einen Boden des äußeren Dosierelements einstellbar. Der Toneranteil oberhalb des Verlaufelements kann gleichmäßig über die Länge des äußeren Dosierelements abgegeben werden, so dass auch hier eine Verringerung der Tonerkonzentrationsschwankung in der E-Station erreichbar ist.
Ein Beispiel nach dem Stand der Technik, anhand dem zu vermeidende Nachteile diskutiert werden, sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Figuren beschrieben. Darin zeigt:
1 eine Vorrichtung, wie sie beim Stand der Technik eingesetzt ist,
2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem inneren Dosierrohr mit wendelförmiger Öffnung,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein inneres Dosierrohr mit über die Hülle verteilten Öffnungen,
4 ein äußeres Dosierrohr mit Variationen verschiedener Parameter,
5 ein inneres Dosierrohr mit veränderbaren Parametern,
6 ein inneres Dosierrohr mit unterschiedlichen Öffnungen, und
7 ein äußeres Dosierrohr und ein inneres Dosierrohr mit unterschiedlichen Öffnungsmustern,
8 eine Baueinheit umfassend ein inneres Dosierrohr mit Förderschnecke,
9 eine Kombination aus Dosierelement und Transportelement mit dicht gewickelten Drähten,
10 eine Kombination aus Dosierelement und Transportelement mit im Querschnitt vorbereiteten Drähten,
11 ein Ausführungsbeispiel eines Dosierelements mit einem Überlaufelement,
12 eine Variante der Ausführungsform nach 11 mit schräg verlaufendem Überlaufelement,
13 einen Querschnitt durch das Dosierelement,
14 Varianten der äußeren Hülle des Dosierelements,
15 eine Dosiervorrichtung mit einem inneren Dosierelement, welches mehrere Segmente umfasst, und
16 ein Ausführungsbeispiel mit einem inneren Dosierelement nach Art einer Rinne.
In 1 ist eine Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner in einer Entwicklerstation eines Druckers oder Kopierers in einer Prinzipskizze dargestellt, wie sie beim Stand der Technik (z. B. Drucker Océ Variostream 9000) verwendet wird. Ein drehfest angeordnetes Dosierrohr 10 hat an seiner Unterseite mehrere kreisförmige Öffnungen 12, 14, 16, 18, 20, durch die hindurch Toner 22 austreten kann. Innerhalb des Dosierrohrs 10 ist eine Förderschnecke 24 drehbar angeordnet. Beispielsweise ist die Förderschnecke 24 durch eine Spiralfeder 25 realisiert. Die Spiralfeder 25 ist an zwei Enden 27 (nur eines ist zu sehen) an einer Welle 26 fixiert, die eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils P1 ausführt.
Beim Drehen der Förderschnecke 24 wird Toner innerhalb des Dosierrohrs 10 in axialer Richtung verteilt. Abhängig von der Größe der Löcher 12 bis 20 tritt aus dem Dosierrohr 10 unterschiedlich viel Toner aus. An Stellen, an denen keine Öffnungen vorhanden sind, unterbleibt der Toneraustritt, so dass sich insgesamt eine nicht gleichförmige Verteilung von austretendem Toner entlang des Dosierrohrs 10 ergibt; vielmehr erfolgt eine punktuelle Tonerausgabe, welche zu einer ungleichmäßigen Einfärbung des latenten Bildes auf dem Zwischenträger führen kann und somit im Druckbild sichtbar werden kann. Würde man kleinere Lochdurchmesser wählen, um die Zahl an Löchern im Dosierrohr 10 zu erhöhen, so dass sich eine feinere Verteilung des austretenden Toners entlang der Länge ergibt, entsteht das Problem, dass kleine Löcher vom Toner zugeschmiert werden. Die Verwendung eines kontinuierlichen Langlochs anstelle von Löchern ist kaum möglich, da durch dieses Langloch mit entsprechender Breite zuviel Toner aus dem Dosierrohr 10 austreten würde. Ein schmales Langloch kann wiederum nicht verwendet werden, da die schmale Öffnung vom Toner zugeschmiert werden könnte.
Um über die gesamte Länge des Dosierrohrs 10 eine gleichmäßige Tonermenge in die Entwicklerstation zu werfen, sind die Löcher 12 bis 20 im Dosierrohr 10 unterschiedlich groß, wie dies in 1 überhöht dargestellt ist. Es kann vorteilhaft sein, die Löcher 12 bis 20 in Transportrichtung des Toners sukzessive größer auszugestalten. Das letzte Loch kann als Überlauf verwendet werden. Jedoch haben Toner unterschiedlicher Farbe unterschiedliche Fließeigenschaften, was dazu führt, dass für verschiedene Toner unterschiedliche Durchmesser der Löcher gewählt werden müssten, um eine gleichmäßige Ausschüttung an Toner unterschiedlicher Farben zu gewährleisten. Dies würde auch bedeuten, dass das Dosierrohr abhängig vom verwendeten Toner ausgetauscht werden müsste.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein äußeres Dosierrohr 30 hat an seiner Unterseite ein einziges Langloch 32. In das äußere Dosierrohr 30 ist, wie dies durch den Pfeil P2 angedeutet ist, ein inneres Dosierrohr 34 eingesetzt. Die Hülle des inneren Dosierrohrs 34 hat eine lang gestreckte, linienförmige schmale Öffnung nach Art mehrerer Wendeln 36. Innerhalb des inneren Dosierrohrs 34 ist eine Spiralfeder 38 angeordnet, wie dies durch den Pfeil P3 angedeutet ist. Diese als Transportelement dienende Spiralfeder 38 ist auf einer Welle 40 an zwei Enden 42 (nur eines ist zu sehen) befestigt und kann sich um die Achse in Richtung des Pfeils P4 drehen. Bei dieser Drehung P4 wird zugeführter Toner entlang des inneren Dosierrohrs 34 gefördert. Dabei tritt Toner infolge der Schwerkraft im unteren Bereich des inneren Dosierrohrs 34 über die Öffnung der Wendel 36 aus. In dem Bereich, in welchem die nach unten gerichtete Öffnung der Wendel 36 sich mit der Öffnung des Langlochs 32 deckt, fällt Toner infolge der Schwerkraft nach unten. Bei Drehung des inneren Dosierrohrs 34 und feststehendem äußerem Dosierrohr 30 wird Toner entlang der gesamten Länge des äußeren Dosierrohrs 30 gleichmäßig abgegeben.
In 3 ist eine weitere Variante eines inneren Dosierrohrs 44 gezeigt. Eine Vielzahl von Öffnungen 46 (nur eine ist bezeichnet) verteilt sich entlang der Hülle des inneren Dosierrohrs 44. Bei Drehung des inneren Dosierrohrs 44, wenn sich die Öffnungen 32, 46 des äußeren Dosierrohrs 30 und des inneren Dosierrohrs 44 überlappen, kann Toner nach unten fallen und in die Entwicklerstation gelangen. Wenn die Öffnungen 46 so angeordnet sind, dass bei einer Drehung des inneren Dosierrohrs 44 um 360° entlang der Länge des Langlochs 32 jeweils eine Öffnung 46 sich mit dem Langloch 32 überlappt, so wandert die Einwurfstelle für Toner kontinuierlich über die gesamte Länge des Langlochs 32, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Tonereinwurfs in die Entwicklerstation erreicht wird. Die Öffnungen 46 können unterschiedliche Formen haben und z. B. rechteckig, quadratisch, kreisförmig oder elliptisch sein.
4 zeigt das äußere Dosierrohr 30 mit weiteren Details. So ist das Langloch 32 in seiner Länge L und in seiner Breite B variierbar, so dass ein optimaler Tonereinwurf erreicht werden kann. Ferner ist die Drehrichtung des inneren Dosierrohrs 34 umkehrbar, angedeutet durch die Pfeile P5, P6. Auch ist die Drehgeschwindigkeit des inneren Dosierrohrs 34 veränderbar. Auf diese Weise kann die abgegebene Tonermenge variiert werden. Durch Umschalten der Drehrichtung kann ein Verklumpen und Verbacken des Toners vermieden werden.
5 zeigt das innere Dosierrohr 34 mit weiteren Details. Durch Änderung der Steigung der Wendel 36 und die Breite der Öffnung kann die ausgeworfene Menge an Toner festgelegt werden. Auch über die Drehzahl des inneren Dosierrohres 34 kann die Zeit, in der sich die Öffnungen des äußeren Dosierrohrs 30 und des inneren Dosierrohrs 34 überlappen, variiert und damit die Auswurfmenge variiert werden. Damit kann auf unterschiedliche Tonertypen mit entsprechend unterschiedlichen Eigenschaften reagiert werden, ohne dass für jeden Tonertyp die Dosierrohre 30, 34 ausgetauscht werden müssen.
6 zeigt Details zum inneren Dosierrohr 44. Es kann die Lochgröße und die Lochform variiert werden. Ferner kann über die Verteilung und die Häufigkeit der Löcher 46 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung die Mengenabgabe an Toner eingestellt werden. Die Löcher 46 können spiralförmig angeordnet sein. Die Steigung der Spirale kann ebenfalls variiert werden, um die Mengenabgabe einzustellen.
Die genannten Beispiele können miteinander auf unterschiedliche Art und Weise kombiniert werden. Beispielsweise ist es auch möglich, das Dosierrohr 34 außen anzuordnen und das Dosierrohr 30 innerhalb des Dosierrohrs 34. Die Spiralfeder 38 ist dann innerhalb des Dosierrohrs 30 angeordnet und fördert Toner entlang des Langlochs 32. Bei Drehung des Dosierrohrs 34 und bei ortsfestem Dosierrohr 30 wird kontinuierlich Toner ausgegeben, wenn sich die Öffnungen beider Dosierrohre 30, 34 überlappen. Gleiches ist möglich mit Dosierrohr 44 und Dosierrohr 30. Als weitere Variante können auch die Dosierrohre 34 und 44 miteinander kombiniert werden, wobei einmal das Dosierrohr 34 innerhalb des Dosierrohrs 44 angeordnet und ein andermal das Dosierrohr 44 innerhalb des Dosierrohrs 34 angeordnet ist. Weiterhin ist es möglich, dass sich beide Dosierrohre 34, 44 drehen. Anstelle des einzigen in 2 dargestellten Langlochs 32 können auch mehrere Langlöcher angeordnet sein, die sich in ihrer Länge überlappen können.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen werden verschiedene technische Vorteile erreicht. Durch die Verwendung zweier Dosierrohre mit Löchern und Öffnungen ist es möglich, die hinausgeförderte Tonermenge präzise einzustellen. Entlang einer festgelegten Länge des äußeren Dosierrohrs wird kontinuierlich eine Menge an Toner ausgegeben, wodurch sich eine gleichmäßige Verteilung des in die Entwicklerstation fallenden Toners ergibt. Demgemäß gibt es im Druckbild keine Auffälligkeiten, wie dies bei einer punktuellen Tonerförderung geschehen kann. Über die Drehgeschwindigkeit des inneren Dosierrohrs und/oder des äußeren Dosierrohrs können unterschiedliche Eigenschaften der verschiedenen Tonerarten berücksichtigt werden. Die Öffnungen in den Dosierrohren können relativ groß gewählt werden, da über die Drehgeschwindigkeit die geförderte Tonermenge festgelegt ist. Die Verwendung größer Öffnungen hat den Vorteil, dass diese nicht mit Toner zugeschmiert werden können.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem Dosierrohre 50, 52 jeweils komplexe Öffnungsmuster zeigen. Beim Dosierrohr 50 sind entlang dem Umfang unterschiedliche Öffnungsmuster A1 bis A4 zu sehen, die sich jeweils in axialer Richtung der Hülle erstrecken. Das Öffnungsmuster A1 ist ein Langloch. Das Öffnungsmuster A2 umfasst eine Vielzahl von rechteckigen Öffnungen mit Stegen zwischen jeweils zwei Öffnungen. Das Öffnungsmuster A3 ist ähnlich aufgebaut, hat jedoch eine größere Zahl von Öffnungen und dazwischen liegende Stege. Beim Öffnungsmuster A4 verteilen sich in axialer Richtung Öffnungen und Stege mit noch höherer Ortsfrequenz. Entlang dem Umfang können in Achsrichtung noch weitere (nicht dargestellte) Öffnungsmuster vorhanden sein. Wie zu erkennen ist, nimmt bei annähernd homogener Verteilung von Öffnungen und Stegen die Öffnungsfläche beginnend mit Öffnungsmuster A1 bis Öffnungsmuster A4 ab. Das Dosierrohr 52 hat einen gleichartigen Aufbau wie das Dosierrohr 50.
Das Dosierrohr 50 kann entsprechend dem Pfeil P7 verdreht werden, so dass eines der Öffnungsmuster A1 bis A4 (oder eines der nicht dargestellten weiteren Öffnungsmuster) auf der Hülle des Dosierrohrs 50 in eine untere Position gebracht wird, welche der in der 7 gezeigten Position des Öffnungsmusters A1 entspricht. In dieser Position verharrt dann das Dosierrohr 50. Ein inneres Dosierrohr, beispielsweise das Dosierrohr 34 nach 2, mit einem Transportelement zum Fördern des Toners in Längsachse, z. B. die Spiralfeder 38 nach 2, ergänzt dann die Anordnung. Wenn sich das innere Dosierrohr 34 dreht, so werden über das auf die vertikale Position eingestellte Öffnungsmuster A1 bis A4 (oder weitere Öffnungsmuster) eine gewünschte Menge an Toner ausgeworfen.
Die Dosierrohre 50 und 52 können auch miteinander kombiniert werden. Mit Hilfe des Dosierrohrs 50 wird ein bestimmtes erstes Öffnungsmuster A1 bis A4 in die vertikale Position eingestellt. Mit Hilfe des außerhalb oder innerhalb des Dosierrohrs 50 angeordneten Dosierrohrs 52 wird ebenfalls eines der Öffnungsmuster A1 bis A4 in die vertikale Position gebracht. Die sich in der vertikalen Position überlappenden Öffnungen der eingestellten Öffnungsmuster A1 bis A4 des Dosierrohrs 50 bzw. A1 bis A4 des Dosierrohrs 52 bilden dann die effektive Öffnung der kombinierten Dosierrohre 50, 52. Durch Verändern der jeweiligen Position des Dosierrohrs 50 und/oder Dosierrohrs 52 kann eine Vielzahl von kombinierten Öffnungsmustern eingestellt werden, wodurch auf verschiedene Tonereigenschaften reagiert werden kann. Beispielsweise kann so eine optimale Verteilung des Toners entsprechend den Fließeigenschaften des verwendeten Toners erreicht werden. Ebenso kann die abgegebene Tonermenge über die Einstellung der Öffnungsmuster A1 bis A4 des Dosierrohrs 50 bzw. des Dosierrohrs 52 in die jeweils unterste Position variiert werden.
Das Verdrehen des Dosierrohrs 50 und/oder des Dosierrohrs 52 auf die gewünschte Position kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann bereits bei der Montage des Druckers oder der Entwicklerstation die erforderliche Einstellung vorgenommen werden, die nach Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt geändert werden kann. Das Einstellen des jeweiligen Dosierrohrs 50 bzw. 52 auf die gewünschte Position kann manuell oder mit Hilfe elektrischer Motoren erfolgen. Eine Bedienperson kann bei Einsatz eines bestimmten Toners die zugehörigen Positionen des Dosierrohrs 50 und/oder des Dosierrohrs 52 über ein Terminal in eine Steuerung eingeben, woraufhin die Positionen eingestellt werden. Weiterhin kann eine Steuerung abhängig vom verwendeten Toner, beispielsweise mit Hilfe einer Tonererkennung, die zugehörigen optimalen Positionen für das Dosierrohr 50 und/oder Dosierrohr 52 einstellen.
8 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein sich drehendes inneres Dosierrohr 60 und eine Förderschnecke 62 als eine Baueinheit ausgeführt sind. Die Förderschnecke 62, beispielsweise eine Spiralfeder oder eine Wendel mit mehreren Windungen, ist mit der Hülle des Dosierrohrs 60 verschweißt oder verklebt oder ist einstückig mit der Hülle ausgeführt, und dreht sich mit dieser.
9 zeigt ein Beispiel, bei dem das innere Dosierelement und das Transportelement ebenfalls eine Baueinheit bilden. Das Dosierelement 70 umfasst mehrere nebeneinander liegende Drähte 72, die so dicht nebeneinander liegen, dass zwischen ihnen kein Zwischenraum besteht und Toner nicht hindurchtreten kann. Diese nebeneinander liegenden Drähte 72 bilden eine oder mehrere Wendeln 74 mit einem Spalt 76 vorbestimmter Breite, durch den Toner hindurchtreten kann. Insoweit wird eine Funktion realisiert, wie sie auch von dem in 2 dargestellten Dosierrohr 34 erfüllt wird. Beim Drehen der Wendel 74 wird Toner in axialer Richtung transportiert, der durch den wendelförmigen Spalt 76 hindurchtreten kann. Das Dosierelement 70 kann anstelle des Dosierrohrs 34 verwendet werden und erfüllt in einer einzigen Baueinheit die Funktion der Verteilung des Toners und dessen Transport in axialer Richtung.
Bei einer anderen Ausführungsform nach 10 haben die Drähte 78 des Dosierelements 80 einen bestimmten, verbreiterten Querschnitt. Im gezeigten Beispiel ist der Draht 78 im Querschnitt mittig und kugelförmig verdickt und hat längliche Enden 82. Die Verdickung bewirkt bei der Drehung der Wendel 84 den Vorwärtstransport des Toners, während die länglichen Enden 82 nebeneinander liegender Drähte 78 einen tonerdichten Verschluss bilden. Toner kann durch den wendelförmigen Spalt 86 austreten. Bei der gezeigten Ausführungsform für das kombinierte Dosierelement 80 und Transportelement in einer einzigen Baueinheit ist die Anzahl der benötigten Drähte 78 verringert. Das Dosierelement 80 kann ebenfalls anstelle des inneren Dosierrohrs 34 oder als Transportelement oder für beide jeweiligen Funktionen gleichzeitig verwendet werden.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei ein äußeres Dosierelement 90 in Form eines Rohres mindestens ein Überlaufelement 92 umfasst, über das Toner abgegeben wird. Im Inneren des Dosierelements 90 ist ein Transportelement 94, beispielsweise in Form einer Spiralfeder wie bei den vorherigen Beispielen, angeordnet, welches Toner in Richtung des Pfeils P8 fördert. Als Transportelement 94 können die auch nach den 9 und 10 beschriebenen Transportelemente verwendet werden. Das Überlaufelement 92 ist beim Beispiel nach 11 ein etwa parallel in Richtung der Achse 96 verlaufendes Langloch, wobei die Überlauffunktion durch eine am unteren Rand des Langlochs vorhandene Überlaufkante 98 realisiert ist. Die Überlaufkante 98 hat in Bezug auf den Boden 100 des äußeren Dosierelements 90 eine vorbestimmte vertikale Höhe h. Diese vertikale Höhe h kann bei einer Ausbildung des Dosierelements 90 als um seine Achse 96 drehbares Rohr durch Verdrehen verändert und somit eingestellt werden.
Der obere Rand 102 des Langlochs kann ebenfalls Bedeutung haben für die Dosierung des Toners. Beispielsweise kann die Breite des Langlochs entsprechend den Fließeigenschaften des Toners ausgelegt sein, so dass der obere Rand 102 verhindert, dass eine zu große Tonermenge austritt. Demgemäß kann das Langloch, insbesondere die Breite des Langlochs, abhängig vom verwendeten Toner gewählt werden.
12 zeigt eine Variante des Langlochs. Die Überlaufkante 98 verläuft in Bezug auf die Achse 96 des äußeren Dosierelements 90 schräg, wobei in Förderrichtung des Toners gesehen die vertikale Höhe h variiert, hier abnimmt. Vorzugsweise kann ein gekrümmter Verlauf der Höhe h entlang der Länge des Dosierelements 90 oder ein exponentieller Verlauf in Form einer e-Funktion vorgesehen sein. Auch der obere Rand 102 des Langlochs kann einen vorbestimmten Verlauf seiner vertikalen Höhe in Bezug auf den Boden 100 haben, um eine optimale Dosierung abhängig vom verwendeten Toner zu erreichen.
13 zeigt einen Querschnitt durch das äußere Dosierelement 90. Das Transportelement 94 fördert Toner 104, wobei sich das Innere des Dosierelements 90 mit Toner 104 anfüllt. Wenn die Überlaufkante 98 in der vertikalen Höhe h erreicht wird, so tritt über die Überlaufkante 98 weiter zugeförderter Toner 106 aus. Die Breite b des Langlochs kann so bemessen sein, dass der obere Rand 102 verhindert, dass eine zu große Tonermenge austritt. In 13 ist nur links im Bild ein Langloch erkennbar. Ebenso kann ein entsprechendes Langloch auf der rechten Seite des Dosierelements 90 angeordnet sein, so dass auch bei Förderung des Transportelements 94 Toner aus diesem Langloch und damit beidseitig austreten könnte.
14 zeigt als Skizze verschiedene Varianten der äußeren Hülle des Dosierelements 90 mit unterschiedlichen Öffnungen. Links im Bild ist die Überlaufkante 98 so gewählt, dass ihre vertikale Höhe geringfügig höher ist als die Mittelachse M des Dosierelements 90. Die daneben angeordnete Variante des Dosierelements 90 zeigt ein relativ weit geöffnetes Langloch, wobei die Überlaufkante 98 unterhalb der Mittelachse M des Dosierelements 90 angeordnet ist. Daneben ist eine Variante dargestellt, bei der das Dosierelement 90 im Querschnitt halbkreisförmig ist und nach Art einer Rinne auf beiden Seiten Toner über die jeweilige Überlaufkante 98 austreten kann. Rechts im Bild hat das Dosierelement 90 im Querschnitt eine Öffnung größer als 180° und ist als relativ flache Rinne ausgebildet.
15 zeigt als Skizze eine weiter Variante einer Dosiervorrichtung, wobei das äußere Dosierelement 90 eine Langloch-Öffnung zwischen der Überlaufkante 98 und dem oberen Rand 102 hat. Innerhalb des rohrförmigen äußeren Dosierelements 90 ist konzentrisch ein ebenfalls rohrförmiges inneres Dosierelement 110 angeordnet, welches mehrere Segmente, in diesem Besipiel Segmente 112, 116, 120, 124 enthält, zwischen denen jeweils Öffnungen 114, 118, 122, 126 in Form von Langlöchern vorhanden sind. Das innere Dosierelement 110 ist relativ zum äußeren Dosierelement 90 verdrehbar. In der gezeigten Stellung steht die Öffnung 126 der Öffnung zwischen Überlaufkante 98 und oberen Rand 102 einander gegenüber, so dass durch die beiden Öffnungen hindurch Toner austreten kann. Die Öffnungen 114, 118, 122, 126 haben unterschiedliche Breiten. Durch Verdrehen des inneren Dosierelements 110 in Richtung des Doppelpfeils 29 kann eine der Öffnungen 114 bis 126 in Deckung zur Öffnung zwischen der Überlaufkante 98 und oberen Rand 102 des äußeren Dosierelements 90 gebracht werden, um über die zueinander ausgerichteten Öffnungen von innerem Dosierelement 110 und äußerem Dosierelement 90 Toner austreten zu lassen. Auf diese Weise kann das Herausfördern von Toner an die Tonereigenschaften und an das gewünschte Tonervolumenen je Zeiteinheit angepasst werden. Es ist noch darauf hinzuweisen, dass auch das äußere Dosierelement 90 bei einer weiteren Variante verdrehbar ausgeführt sein kann, so dass wie beim Beispiel nach 13 die vertikale Höhe h eingestellt werden kann.
16 zeigt in einer Skizze ein ähnliches Ausführungsbeispiel, bei dem das innere Dosierelement 110 eine relativ flache Rinne bildet und eine innere Überlaufkante 128 umfasst. Durch Verdrehen des inneren Dosierelements 110 in Richtung des Doppelpfeils P10 kann ein Teil der Öffnung zwischen der Überlaufkante 98 und dem oberen Rand 102 des äußeren Dosierelements 90 abgedeckt werden, so dass Toner nur über den nicht abgedeckten Teil der Öffnung austreten kann. Auf diese Weise kann einerseits die vertikale Höhe eingestellt werden, oberhalb der Toner herausgefördert wird, und andererseits die effektive Öffnung der Dosiervorrichtung verändert werden. Auch hier kann bei einer weiteren Variante die Hülle des äußeren Dosierelements 90 verdrehbar ausgeführt sein, um die vertikale Höhe h der Überlaufkante 98 zu variieren. Wenn nur die Breite der Öffnung zwischen Überlaufkante 98 und oberer Rand 102 des äußeren Dosierelements 90 verändert werden soll, so ist das innere Dosierelement 110 im Gegenuhrzeigersinn zu verdrehen, bis der Rand 130 in diese Öffnung eintaucht und sie teilweise abdeckt.
Bezugszeichenliste

10: Dosierrohr
12 bis 20: kreisförmige Öffnungen
22: Toner
24: Förderschnecke
25: Spiralfeder
26: Welle
27: Enden
P1 bis P10: Richtungspfeile
30: äußeres Dosierrohr
32: Langloch
34: inneres Dosierrohr
36: Wendeln
38: Spiralfeder
40: Welle
44: inneres Dosierrohr
46: Vielzahl von Öffnungen
50, 52: Dosierrohre
A1 bis A4: Öffnungsmuster
60: inneres Dosierrohr
62: Förderschnecke
70: Dosierelement
72: Drähte
74: Wendeln
76: Spalt
78: Drähte
80: Dosierelement
82: längliche Enden
84: Wendel
86: Spalt
90: äußeres Dosierelement
92: Überlaufelement
94: Transportelement
96: Achse
98: Überlaufkante
100: Boden
h: vertikale Höhe
102: oberer Rand des Langlochs
104: Toner
106: übertretender Toner
110: inneres Dosierelement
112, 116,
120, 124: Segmente
114, 118,
122, 126: Öffnungen
128, 130: Rand des inneren Dosierelements 110

Claims

Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner in einer Entwicklerstation eines Druckers oder Kopierers, bei der ein äußeres Dosierrohr (30, 50) in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine Öffnung (32) oder mehrere Öffnungen (46) hat, durch die hindurch Toner austreten kann, innerhalb des äußeren Dosierrohrs (30, 50) ein inneres Dosierelement (70, 80) angeordnet ist, – das in axialer Richtung entlang seiner Hülle eine oder mehrere Öffnungen (76, 86) hat, durch die hindurch Toner in Richtung der Hülle des äußeren Dosierrohrs (30, 50) austreten kann und – das einen Draht (72, 78) oder mehrere Drähte (72, 78) umfasst, wobei nebeneinander liegende Wendeln (74) des Drahtes (72, 78) oder der Drähte (72, 78) jeweils so voneinander beabstandet sind, dass sie einen Spalt (76) vorbestimmter Breite bilden, durch den hindurch Toner treten kann, bei der ein Transportelement (70, 80) vorgesehen ist, welches Toner in axialer Richtung des inneren Dosierelements (70, 80) fördert, und wobei der eine Draht (72, 78) oder die mehreren Drähte (72, 78) gleichzeitig als Transportelement und als Dosierelement für den Toner wirken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hülle des äußeren Dosierrohrs (30, 50) eine oder mehrere Öffnungen in Form einer oder mehrerer Wendeln (36) hat.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Hülle des äußeren Dosierrohrs (30, 50) in axialer Richtung ein Langloch (32) oder mehrere Langlöcher enthalten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das äußere Dosierrohr (30, 50) und/oder das innere Dosierelement (70, 80) eine Drehbewegung ausführen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das äußere Dosierrohr (50) in Umfangsrichtung mehrere Öffnungsmuster (A1, A2, A3, A4) mit unterschiedlicher gesamter Öffnungsfläche aufweist, wobei sich die Öffnungsmuster (A1 bis A4) in axialer Richtung der Hülle des äußeren Dosierrohrs (50) erstrecken und abwechselnd Öffnungen und Stege umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das äußere Dosierrohr (50) so verdrehbar ist, dass eines der Öffnungsmuster (A1 bis A4) eine vertikale unterste Position einnimmt und in dieser Position arretierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, bei der ein weiteres Dosierrohr (52) in Umfangsrichtung mehrere Öffnungsmuster (A1, A2, A3, A4) mit unterschiedlicher gesamter Öffnungsfläche aufweist, wobei sich die Öffnungsmuster (A1, A2, A3, A4) in axialer Richtung der Hülle des Dosierrohrs (52) erstrecken und abwechselnd Öffnungen und Stege umfassen, wobei das weitere Dosierrohr (52) so verdrehbar ist, dass eines der Öffnungsmuster (A1, A2, A3, A4) eine vertikale unterste Position einnimmt und in dieser Position arretierbar ist, und wobei das Öffnungsmuster (A1, A2, A3, A4) des äußeren Dosierrohrs (50) und das Öffnungsmuster (A1 bis A4) des weiteren Dosierrohrs (52) sich in der jeweils untersten vertikalen Position überdecken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das innere Dosierelement (70, 80) mehrere, dicht nebeneinander liegende Drähte (72, 78) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Draht (78) oder die Drähte (78) einen bestimmten, verbreiterten Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der verbreiterte Querschnitt durch mittige und kugelförmige Verdickungen des Drahts (78) oder der Drähte (78) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Draht (78) oder die Drähte (78) längliche Enden (82) aufweisen.
Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Toner in einer Entwicklerstation eines Druckers oder Kopierers, bei der ein äußeres Dosierelement (90) in zumindest annähernd axialer Richtung verlaufend mindestens ein Überlaufelement (92) umfasst, über das Toner (106) abgegeben wird, bei der ein Transportelement (94) vorgesehen ist, welches Toner in axialer Richtung innerhalb des äußeren Dosierelements (90) fördert, bei der das äußere Dosierelement (90) rohrförmig ist und mindestens ein zumindest annähernd in axialer Richtung verlaufendes Langloch aufweist, wobei das Überlaufelement (92) durch eine am unteren Rand des Langlochs vorhandene Überlaufkante (98) gebildet ist und bei der die vertikale Höhe (h) der Überlaufkante (98) in Bezug auf einen Boden (100) des äußeren Dosierelements (90) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das Dosierelement (90) um seine Achse (96) verdrehbar angeordnet ist und die vertikale Höhe (h) der Überlaufkante (98) durch Verdrehen einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei der die Überlaufkante (98) in Bezug auf die Achse (96) des äußeren Dosierelements (90) schräg verläuft, wobei vorzugsweise ein gekrümmter oder exponentieller Verlauf vorgesehen ist.