DE2261252C3 - Vorrichtung zum Abgeben von Tonerteilchen an eine Entwicklermischung für ein elektrosolografische« Reproduktionsgerät - Google Patents

Description

der Nabe wird gerade aus diesem besonders gleichmäßig durchmischten Anteil der Entwicklermischung Teile von dieser mitgenommen und z. B. über weitere Zuführungswalzen an die eigentliche Entwicklungszone gegeben.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichung näher erläutert Darin zeigt

F i g. 1 eine schematisierte Schrägansicht einer elektrofotografischen Kopiermaschine mit einer Vorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 e;ne Seitenschnittansicht einer Entwicklereinheit mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 3 eine Teil-Schrägansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 4 eine auseinandergezogene Schrägansicht einer Antriebsanordnung für einen Tonerbehälter der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung und

F i g. 5 eine Teil-Schrägansicht der Lageranordnung für einen Tonerbehälter der Vorrichtung von F i g. 3.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kopien,laschine, mit der Mehrfarbkopien eines farbigen Originals herstellbar sind. Die Kopiermaschine hat eine Trommel 10 mit einer Fotowiderstandsschicht 12, die in Richtung des Pfeils 14 drehbar ist, so daß die Fotowiderstandsschicht 12 der Reihe nach eine Anzahl von Bearbeitungsstationen A bis E durchläuft, die eine Ladestation A mit einem Koronagenerator 16, eine Belichtungsstation B mit einem Linsensystem 18 und einen Farbfilterrnechanismus 20, an der eine Vorlage 22 auf einer Sichtplatte 24 durch eine bewegliche Lampenanordnung 26 beleuchtet und auf die Fotowiderstandsschicht projiziert wird, eine Entwicklungsstation C mit drei individuellen Entwicklungseinheiten 28, 30, 32 für drei Farben, eine Übertragungsstation D, wo das Bild auf ein Kopieblatt 36 durch eine Übertragungswalze 34 übertragen wird, eine Fixierstation F, wo eine Aufschmelzeinrichtung 38 das Tonerbild auf dem mit einem endlosen Förderband 50 angeförderten Kopieblatt 36 befestigt, wonach endlose Förderbänder 52 und 54 das Blatt 36 in einen Auffangkorb 40 befördern, und eine Reinigungsstation E umfassen, in der eine Faserbürste 56 mit der Fotowiderstandsschicht 12 in Berührung kommt.

F i g. 2 zeigt eine der Entwicklereinheiten, nämlich die Einheit 28 im einzelnen. Diese hat ein Entwicklergehäuse 42, eine als Schaufelrad bzw. Zahnscheibe 44 ausgebildete Mischeinrichtung, eine Transportwalze 46, eine Entwicklerwalze 48 und eine mit 58 bezeichnete Tonerabgabeeinrichtung. Die Mischeinrichtung bzw. das Schaufelrad 44 hat eine umlaufend antreibbare Nabe 60 mit Schaufeln oder Förderelementen 62, welche mit im wesentlichen gleichen Umfangsabständen rund um die Nabe 60 angeordnet sind. Wenn sich das Schaufelrad 44 dreht, wird die Entwicklermischung 64 aus dem unteren Bereich des Entwicklergehäuses 42 in dessen oberen Bereich gefördert. Während des Umlaufs des Schaufelrades 44 steht das daran befestigte Zahnrad 45 mit einem Kupplungsritzel 43 im Eingriff, das in Pfeilrichtung 47 umläuft. Dementsprechend haben das Zahnrad 45 und das Schaufelrad 44 die Umlauf richtung 49.

Im oberen Bereich des Entwicklergehäuses 42 wird die Entwicklermischung 64 von den Förderelementen 62 des Schaufelrades 44 an die Transportrolle 46 abgegeben. Zwischen den Förderelementen 62 des Schaufelrades 44 sind jeweils Öffnungen vorgesehen, so 1,-, daß, wie man in Fig. 2 links erkennt, auf diesen Schaufelradteilen befindliche Entwicklermischung 64 in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 42 zurückfällt. Dabei fließt die herabfallende Entwicklermischung 64. über eine zylindrische Leitfläche 66, die allgemein rohrförmig ist und an ihrer Unterseite eine öffnung bzw. einen Schlitz 68 hat Auf diese Weise wird die Entwicklermischung 64 umgewälzt, so daß die Tragerteilchen ständig in Bewegung sind und mit immer neuen Tonerteilchen vermischt werden. Dadurch wird eine starke triboelektrische Ladung zwischen den Trägerteilchen und den Tonerteilchen aufgebaut

Sobald sich die in den Förderelementen oder Schaufeln 62 befindliche Entwicklermischung 64 der Transportwalze 46 nähert, wird es von einem Magnetfeld angezogen, das von in der Transportwalze 46 fest angebrachten Magneten 51 ausgeht Infolge der Haftreibung zwischen der Walzoberfläche und der Entwicklermischung bewegt die Transportwalze 46 letzteres weiter nach oben. Da Entwicklermischung 64 im Überschuß herangefördert wird, ist ein Dosier-Abstreifer 70. vorgesehen, welcher die Menge von Entwicklermischung 64 regelt die auf der Oberseite der Transportwalze 46 mitgenommen wird. Durch den Abstreifer 70 wird überschüssige Entwicklermischung 64 von der Transportwalze 46 aufgestreift, so daß sie nach unten auf das Schaufelrad 44 fällt. Insbesondere bei größeren Mengen von überschüssiger Entwicklermischung gelangt diese durch die öffnungen im Schaufelrad 44 nach unten in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 42.

Die von dem Dosier-Abstreifer 70 nicht abgestreifte Entwicklermischung wird von der Transportwalze 46 mitgenommen und an der Entwicklerwalze 48 durch ein Magnetfeld angezogen, das von darin festangebrachten Magneten 53 ausgeht. Von der Entwicklerwalze 48 wird die Entwicklermischung 64 bis an das Ende der Entwicklerzone 72 bewegt die sich zwischen der Fotowiderstandsschicht 12 und der Entwicklerwalze 48 befindet. Das auf den Fotowiderstandsfläche aufgezeichnete Ladungsbild wird durch Berührung mit der Entwicklermischung 64 entwickelt, indem die aufgeladenen Flächenteile der Fotowiderstandsfläche 12 die Tonerteilchen von den Trägerteilchen elektrostatisch anziehen. Am Ende der Entwicklerzone 72 hält das allgemein in Tangentialrichtung zur Entwicklerwalze 48 verlaufende, starke Magnetfeld weiterhin verbleibende Entwicklermischung 64 und auch entblößte Trägerteilchen fest, das sind solche ohne Tonerteilchen. Beim Auslauf Entwicklerwalze der Entwicklerzone eine gelangt die restliche Entwicklermischung mit den entblößten Trägerteilchen in einen Bereich, der verhältnismäßig frei von Magnetfeldern ist. Sie fällt daher von der Entwicklerwalze 48 nach unten in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 42 ab. Bei diesem Herunterfallen der entblößten Trägerteilchen wird ein Prallmischer 74 durchströmt, der die Teilchen von den Enden bzw. Stirnseiten zur Mitte des Entwicklergehäuses 42 hinlenkt, um die Mischung in dieser Richtung zu bewirken.

Auch die zylindrische Leitfläche 66 trägt dazu bei, das Herabfallen der überschüssigen Entwicklermischung 64 und der entblößten Trägerteilchen so zu steuern, daß letztere sich mit den Tonerteilchen vermischen, anstatt einfach in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 42 zu fallen. Die zylindrische Leitfläche 66 trennt ferner \ on der Entwicklermischung 64 einen zylindrischen Innenkörper, der die Tonerabgabeeinrichtung 58 aufnimmt bzw. bildet (F i g. 2 und 3). Die Tonerabgabeeinrichtung 58 enthält einen Vorrat von Tonerteilchen 76, welche durch die öffnung bzw. den Schlitz 68 in der

zylindrischen Leitfläche 66 nach unten in dje Bewegungsbahn der Entwicklermischung 64 gelangen.

Dadurch, daß Tonerteilchen an dieser Stelle zugesetzt werden, ist gewährleistet, daß sie nicht an das Entwicklerzonen-Ende 72 gefördert werden können, ohne sicli zumindest in gewissem Maße mit entblößten Trägerteilchen zu vermischen. Der Zusatz von Tonerteilchen zur Entwicklermischung 64 erfolgt zu dem Zweck, den Tor.erverbrauch bei der Erzeugung von Tonerbildern zu ersetzen, so daß die Tonerkonzentration im wesentlichen konstant gehalten wird und eine gleichmäßige Farbbild-Entwickelbarkeit sichergestellt ist.

Man ersieht aus Fig.2 bis 5 Einzelheiten des Aufbaues der Tonerabgabeeinrichtung 58. Aus F i g. 2 und 3 ist ersichtlich, daß ein rohrförmiger Körper 78 in Gestalt einer Tonerpatrone bzw. eines Rohrbehälters einen Tonerteilchenvorrat 76 aufnimmt, dessen Farbe derjenigen der zugehörigen Entwicklereinheit entspricht. Tonerteilchen in der Entwicklereinheit 28 können gelb, diejenigen in der Einheit 30 purpurn und diejenigen in der Entwicklereinheit 32 zyanfarbig sein. Die Tonerpatrone 78 hat einen Schlitz bzw. eine öffnung, die von einem Sieb 82 abgedeckt ist. Solange der rohrförmige Körper 78 unbewegt bleibt, bilden die Tonerteilchen 76 eine Brücke oder Sperre, welche die Löcher des Siebes 82 verschließt und keine Abgabe zuläßt Wird jedoch die Tonerpatrone 78 in Richtung 84 hin- und herbewegt, so wird diese Überbrückung oder Verstopfung durchbrochen, so daß nunmehr Tonerteilchen durch das Sieb 82 in den unteren Bereich des Entwicklergehäuses 42 abströmen können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Tonerpatrone 78 aus Kunststoff mit einem durchlöcherten oder perforierten Teil geformt sein, der eine Anzahl von in gleichen Abständen parallel verlaufenden Schützen anstelle des Siebs 82 aufweist. Die zylindrische Leitfläche 66 ist um die Tonerpatrone 78 herum im Abstand konzentrisch angeordnet. Die öffnung bzw. der Längsschlitz 68 in der zylindrischen Leitfläche 66 ist mit der Schlitzanordnung bzw. dem Sieb 82 des Rohrbehälters 78 fluchtend ausgerichtet, so daß aus dem Vorrat 76 abfließende Tonerteilchen nach unten geleitet werden. Rund um die zylindrische Leitfläche 66 ist im Abstand dazu die Nabe 64 des Schaufelrades 44 konzentrisch angeordnet; sie ist in Richtung 84 bewegbar. Diese Bewegungsrichtung 84 entspricht einer Drehpendelbewegung der Tonerpatrone 78 im wesentlichen um ihre Längsachse.

Die Lageranordnung für die Drehpendelbewegung der Tonerpatrone 78 geht aus F i g. 4 und 5 hervor. Ein im einzelnen nicht dargestellter Schwingmotor 86 hat eine Welle 88, die mit einem Mitnehmer 90 drehfest verbunden ist, welcher einerseits an einer Endkappe bzw. einem Lagerschild 95 des Rohrbehälters 78 an Vorsprüngen 92 bzw. 94 angreift. Bei laufendem Schwingmotor 86 vWrd die Tonerpatrone 78 iiii wesentlichen um ihre Längsachse in Bewegungsrichtung 84 hin- und hergedreht, wobei Tonerteilchen nach unten abgegeben werden. Die Welle 88 des Schwingmotors 76 durchsetzt auch eine schlüssellochartige Keilöffnung 91 in der Endkappe bzw. im Lagerschild 95. Dadurch ist gewährleistet, daß die Tonerpatrone 78

ίο beim Einsetzen in die Entwicklereinheit 28 richtig ausgerichtet wird. Während Fig.4 die Lagerung des einen Endes der Tonerpatrone 78 zeigt, ist die Lagerung am anderen, dem Schwingmotor 86 gegenüberliegenden Ende in Fig.5 dargestellt. Man erkennt, daß eine Lagerbuchse 96 an der Endkappe bzw. dem Lagerschild 97 der Tonerpatrone 78 angebracht ist und daß die Lagerbuchse 96 auf einem Lagerzapfen 98 läuft, so daß der Rohrbehälter 78 die Drehpendelbewegung um seine Längsachse ausführen kann.

Für die Betätigung des Schwingmotors 86 zur Drehpendelbewegung des Tonerbehälters 78 und zur Tonerabgabe daraus an den unteren Teil des Entwicklergehäuses 42 ist eine nicht gezeigte Steuereinrichtung vorgesehen, die eine geeignete elektrische Schaltungsanordnung aufweisen kann. Zur Erfassung der Tonerkonzentration innerhalb der Entwicklermischung 64, die bei Abgabe von Tonerteilchen aus der Patrone 78 ansteigt, ist eine geeignete Meßeinrichtung vorgesehen. Diese erzeugt ein Steuersignal, das der Abweichung der Ist-Konzentration an Tonerteilchen im Entwicklergemisch 64 von einer Soll- oder Bezugs-Konzentration entspricht. Dieses Steuersignal wirkt auf die elektrische Schaltungsanordnung so ein, daß der Schwingmotor 86 genau in dem Maße in Gang gesetzt wird, das für die Abgabe der richtigen Tonerteilchenmenge aus dem Rohrbehälter 78 an die Entwicklermischung 64 erforderlich ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann unmittelbar in der Entwicklermischung 64 eine drehbare Spiegelscheibe angeordnet und elektrisch so vorgespannt sein, daß Tonerteilchen angezogen werden. Die Menge der an der Oberfläche der Spiegelscheibe angezogenen Tonerteilchen entspricht der Tonerkonzentration in der Entwicklermischung 64. Ein auf die Spiegelscheibe auffallender Lichtstrahl wird zu einem fotoelektrischen Gerät reflektiert. Die Intensität des dort auftreffenden Lichtes hängt von der Tonerteilchenmenge ab, die an der Spiegelscheibe anhaftet. Das fotoelektrische Gerät ist so geeicht, daß bei einer Abweichung des von dem fotoelektrischen Gerät ausgehenden Signals gegenüber einem Bezugs- bzw. Soll-Pegel die Tonerabgabeeinrichtung 58 betätigt wird, so daß Tonerteilchen an die Entwicklermischung 64 abgegeben werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Abgeben von Tonerteilchen an eine Toner- und Trägerteilchen aufweisende Entwicklermischung für ein elektrostatografisches Reproduktionsgerät mit einen ersten Behälter zur Aufnahme eines Vorrats an Tonerteilchen, einem zweiten Behälter zur Aufnahme der Entwicklermischung und einem Antrieb zum Hin- und Herbewegen des ersten Behälters, um aus diesem durch eine perforierte Wand hindurch Tonerteilchen in den zweiten Behälter abzugeben, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Behälter (78) ein zylindrischer, rohrförmiger Körper ist, der um seine Längsachse von dem Antrieb (86) hin- und herdrehbar ist, daß der zylindrische Körper i78) von einem ortsfesten, mit Abstand zu diesem konzentrisch angeordneten zylindrischen Leitkörper (66) umgeben ist, der eine mit der perforierten Wand (82) im wesentlichen fluchtende Öffnung (68) aufweist, und daß im Abstand zu dem zylindrischen Leitkörper (66) konzentrisch eine drehbare Nabe (60) mit einer Anzahl in Umfangsabständen angeordneter Öffnungen vorgesehen ist, durch die von dem zylindrischen Körper (78) abgegebene Tonerteilchen hindurchtreten können, wobei die Nabe (60) eine Anzahl im wesentlichen äquidistanter, als Schaufeln Zähne od. dgl. ausgebildeter Förderelemente (62) in solcher Anordnung aufweist, daß jeweils wenigstens eine Öffnung zwischen den Förderelementen (62) liegt, mittels derer die Entwicklermischung (64) von einem ersten oder Misch-Bereich in einen zweiten oder Abgabe-Bereich (72) förderbar ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abgeben von Tonerteilchen an eine Toner- und Trägerteilchen aufweisende Entwicklermischung für ein elektrostatografisches Reproduktionsgerät mit einem ersten Behälter zur Aufnahme eines Vorrats an Tonerteilchen, einem zweiten Behälter zur Aufnahme der Entwicklermischung und einem Antrieb zum Hin- und Herbewegen des ersten Behälters, um aus diesem durch eine perforierte Wand hindurch Tonerteilchen in den zweiten Behälter abzugeben.

   Bei einer solchen, aus der US-PS 29 56 487 bekannten Vorrichtung wird der Tonerteilchen enthaltende erste Behälter von einem Vibrationsantrieb geschüttelt, damit dieser Tonerteilchen an einen zweiten Behälter abgibt, in dem sich die Entwicklermischung befindet. In dem zweiten Behälter befindet sich eine drehbare Walze, an deren Mantelfläche die Entwicklermischung in Form einer sogenannten magnetischen Bürste anhaftet. Diese magnetische Bürste wird dann in Berührung mit einem zu entwickelnden Ladungsbild auf einem bandförmigen Bildträger gebracht. Außerdem weist die bekannte Vorrichtung eine Steuereinrichtung zur Ausgabe der Tonerteilchen aus dem ersten Behälter auf, die eine Fühleinrichtung umfaßt, die die Tonerkonzentration in der auf dem bandförmigen Bildträger aufgebrachten Entwicklermischung feststellt. Ist die erfaßte Tonerkonzentration zu gering, so wird der Vibrationsantrieb für den ersten Behälter gespeist, so daß dieser Tonerteilchen an die in dem zweiten Behälter befindliche Entwicklermischung nachfüllt.

   Aus der US-PS 36 08 522 ist eine Entwicklungsvorrichtung bekannt, bei der in einem Gehäuse eine erste Misch- und Zuführungswalze relativ großer. Durchmessers und mehrere hintereinander angeordnete Zuführungswalzen relativ kleinen Durchmessers angeordnet sind, wobei die Zuführungswalzen kleinen Durchmessers mit Magneteinrichtungen versehen sind, die ein Anhaften der Entwicklermischung an ihren Mantelflächen und eine Übergabe der Entwicklermischung von

   ίο Zuführungswalze zu Zuführungswalze bewirken. Außerdem ist mit dem Gehäuse ein erster Behälter verbunden, der Tonerteilchen enthält, die bei einem Absinken der Tonerkonzentration in der Entwicklermischung in dem Gehäuse nachgefüllt werden können.

   Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß diese in besonders kompakter und auch funktionell integrierter Weise in einer Entwicklungsvorrichtung anzuordnen ist, wie sie z. B. bei modernen Mehrfarben-Reproduktionsgeräten Verwendung finden.

   Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der erste Behälter, ein zylindrischer, rohrförmiger Körper ist, der um seine Längsachse von dem Antrieb hin- und herdrehbar ist, daß der zylindrische Körper von einem ortsfesten, mit Abstand zu diesem konzentrisch angeordneten zylindrischen Leitkörper umgeben ist, der eine mit der perforierten Wand im wesentlichen fluchtende Öffnung aufweist, und daß im Abstand zu dem zylindrischen Leitkörper konzentrisch eine drehbare Nabe mit einer Anzahl in Umfangsabständen angeordneter Öffnungen vorgesehen ist, durch die von dem zylindrischen Körper abgegebene Tonerteilchen hindurchtreten können, wobei die Nabe eine Anzahl im wesentlichen äquidistanter, als Schaufeln, Zähne oder dergl. ausgebildeter Förderelemente in solcher Anordnung aufweist, daß jeweils wenigstens eine Öffnung zwischen den Förderelementen liegt, mittels derer die Entwicklermischung von einem ersten oder Misch-Bereich in einen zweiten oder Abgabe-Bereich förderbar ist.

   Bei der neuen Vorrichtung ist also der die Tonerteilchen enthaltende erste Behälter innerhalb einer die Mischung und Weitergabe der Entwicklermischung in dem zweiten Behälter vornehmenden drehbaren Nabe angeordnet, die mit der bei der bekannter. Entwicklungsvorrichtung vorgesehenen Misch- und Zuführwalze relativ großen Durchmessers vergleichbar ist. Der zylindrische, rohrförmige erste Behälter für die Tonerteilchen ist dabei mit Hilfe eines Antriebs um seine Rotationsachse hin- und herdrehbar, wobei er nur bei einer solchen Drehung Tonerteilchen an die Entwicklermischung abgibt. Befindet sich der erste Behälter dagegen im Stillstand, so werden keine Tonerteilchen an die Entwicklermischung abgegeben. Dieses wird im wesentlichen durch den den ersten Behälter konzentrisch umfassenden zylindrischen Leitkörper bewirkt, der eine mit der perforierten Wand des ersten Behälters im wesentlichen fluchtenden Öffnung aufweist. Die mit Förderelementen versehene Nabe weist jeweils zwischen den Förderelementen Öffnungen auf, durch die sowohl Tonerteilchen als auch Trägerteilchen der Entwicklermischung hindurchtreten können, so daß im unteren Teil des zweiten Behälters, durch die

   ^h5 Drehung der Nabe eine sehr gleichmäßige Durchmischung der Entwicklermischung stattfindet. Mit Hilfe der die im unteren Teil des Behälters befindliche Entwicklermischung durchziehenden Förderelemente