DE2507618C2 - Trockenentwicklungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trockenentwickiungseinrichtung der im Oberbegriff des Palentanspruchs 1 genannten Art.

In der Regel erfolgt bei elektrofotografischen Kopiergeräten, die nach dem Trockenentwicklungsverfahren arbeiten, die Entwicklung mittels eines Entwicklerpulvers, nachdem elektrostatische, latente Bilder auf einem lichtempfindlichen Medium erzeugt worden sind. Es sind verschiedene Trockenentwicklungsgeräte bekannt, beispielsweise solche, die nach dem Magnetbürstenverl'ahren, dem Kaskadenverfahren, dem Haarbürstenverfahren oder dem Pulverwolkenvcrfahren arbeiten; bei jedem dieser Verfahren wird das Entwicklerpulver aus einem trichterförmigen Entwicklerbehälter nach Bedarf in die Entwicklungsstation gebracht bzw. nachgefüllt. Ferner kann auch für die Entwicklerbehäl-• ter, die bei diesen Trockenentwicklungsmechanismen benutzt werden, je nach den Anforderungen eines von zahlreichen verschiedenen Systemen benutzt werden. Beispielsweise kann ein System benutzt werden, bei dem der Entwickler zugeführt wird, indem man ihn aus <> einer Bodenöffnung des Entwicklerbehälters auslaufen läßt, während sich eine Walze mit rauher Oberfläche, die in der öffnung vorgesehen ist, dreht. Bei einem anderen Zufuhrsystem wird das Entwicklerpulver von einer sich drehenden Schneckenwalze, die am Boden des Behäl- > ters vorgesehen ist, in Axialrichtung gefördert. Ferner gibt es ein System, bei dem das Pulver entsprechend einer Hin- und Herbewegung eines Bodenelementes, das in der Bodenöffnung des Behälters vorgesehen ist, abgegeben wird.

Damit dauernd gleichmäßig gute Kopien erzeugt werden, ist es wichtig, eine Einrichtung vorzusehen, die dann, wenn während der Benutzung des Entwicklers im Entwicklerbehälter kein oder zuwenig Entwickler ist, diesen Zustand feststellt und den Betrieb der Vorrich-■ tung unterbricht, so daß ein Zwang zum Nachfüllen von Entwickler besteht. Mit der Erfindung wird die Schaffung einer Vorrichtung angestrebt, die genau und zwangsläufig diesen Zustand des Fehlens von Entwickler immer dann feststellt, wenn dieser Zustand während des Betriebs des Kopiergerätes eintritt.

Bei elektrofotografischen Kopiergeräten, die nach dem Flüssigentwicklungsverfahren arbeiten, kann die verbliebene Menge der Entwicklerlösung einfach und genau festgestellt werden, indem beispielsweise eine Schwimmereinrichtung benutzt wird, die die Flüssigkeitshöhe im Behälter feststellen kann, oder indem ein transparenter Flüssigkeitsbehälter benutzt wird, so daß der Unterschied in der Intensität durchgeleiteten Lichtes festgestellt werden kann. Bei Systemen, die mit Entwicklerpulver arbeiten, können diese Verfahren jedoch ,licht zur korrekten Bestimmung der restlichen Entwicklermenge im Entwicklerbehälter benutzt werden, da das Pulver an der Oberfläche der Behälterwand haften würde und das durchgestrahlte Licht abfangen würde oder weil das Enlwicklerpulver im Behälter nicht immer gleichmäßig abnimmt, da es nämlich häufig geschieht, daß die an der Oberfläche der Behälterwand befindlichen Tonerteilchen daran haften bleiben und nicht benutzt werden. Es gibt bisher keine befriedigende Vorrichtung, die billig ist und korrekt und zuverlässig die verbliebene Menge des Entwicklerpulvers bei elektrofotografischen Kopiergeräten mit Trockenentwicklung feststellen kann.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Einrichtung der eingangs genannten Art, die zur genauen und zwangsläufigen Feststellung des Unterschreitens einer im Entwicklerpulverbehälter verbliebenen Restmenge des Entwicklerpulvers geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale.

Die Einrichtung zum Abführen des Pulverentwicklers aus einem trichterförmigen Entwicklerbehälter, beispielsweise eine Schneckenwalze oder ein drehbarer Flügel, ist im unteren Abschnitt des Entwicklerbehälters angeordnet. Wenn sich noch Entwicklerpulver in größerer Menge im Behälter befindet, erfährt diese Fördereinrichtung, die unter einer Gewichtsbelastung

durch den Entwickler steht, einen beträchtlichen Bewegungswiderstand bzw. eine Reaktionskraft beim Fördern bzw. Abführen des Entwicklers. Wenn diese Fördereinrichtung von Lagerelementen verschiebbar getragen wird, wird sie von dieser Reaktionskraft in einer Richtung bewegt, die entgegengesetzt zur Richtung ist, in der das Entwicklerpulver gefordert wird. Im Hinblick auf diesen Sachverhalt wird beispielsweise ein leichter Mikroschalter vorgeschlagen, der sich an einer solchen Stelle befindet, daß er entsprechend dem Ausmaß der Bewegung der Fördereinrichtung entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Wenn Entwickler noch in großer Menge im Behälter vorhanden ist, bedeutet dies, daß der Schalter durch die Reaktionskraft ein- oder ausgeschaltet wird, wogegen dann, wenn der Entwickler abnimmt und der Belastungswiderstand auf die Fördereinrichfung vermindert wird, diese von einer Schraubenfeder oder ähnlichen Einrichtung aufgrund ihrer Spannung in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht wird und der Mikroschalter entsprechend ein- oder ausgeschaltet wird, wodurch die Restmenge Entwickler bzw. die Tatsache, daß nur noch ein Entwicklerrest vorhanden ist, festgestellt wird.

Ein Ausführungsbeispiel eines e.-findungsgemäßen Trockenentwicklungsmechanismus wird im folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockenentwicklungsmechanismus gemäß A-A 'in Fig. 2;

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Trockenentwicklungsmechanismus; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus des Mechanismus.

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 eingegangen. Darin ist ein Entwicklerbehälter dargestellt, der allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist und in dem eine Schneckenwalze 2, die in der Behälterwand gelagert ist, sowie eine Walze 3 mit Rührblättern angeordnet sind. Beide Walzen sind im wesentlichen parallel ausgerichtet und befinden sich dicht an der Seitenwand des Entwicklerbehälters. Entwicklerpulver P wird in den Entwicklerbehälter 1 von dessen Öffnung auf der Oberseite eingeführt, die normalerweise von einem Deckel 4 verschlossen wird. Der zugeführte Entwickler P wird von der Rührwalze 3 durchgerührt, dann in Richtung eines Pfeiles B von der Schneckenwalze 2 transportiert und schließlich aus einer Auslaßöffnung 5 für Entwickler in eine Entwicklungseinheit 6 eingespeist (siehe auch Fig. 3). Bei dem in der Entwicklungseinheit angewendeten Entwicklungsverfahren kann es sich um ein beliebiges der oben erwähnten, bekannten Verfahren handeln, beispielsweise um das Kaskadenverfahren, das Magnetbürstenverfahren, das Haarbürstenverfahren, das Pulverwolken- ^ verfahren usw.

Die konstruktive Gestaltung der Vorrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 2(a) und 2(b) beschrieben.

Die Schneckenwalze 2 ist mit Hilfe von zwei Lagern 7 ^h und 7' drehbar in der Behälterwand gelagert. An einem Ende der Schneckenwalze ist eine Schraubenfeder 8 vorgesehen, die zwischen diesem Ende der Schneckenwalze und dem Lager 7 eingesetzl ist, so daß sie die Schneckenwalzi.· in Richtung eines Pfeiles Cdrückt. wie ■ dies in Fig. 2(b) gezeigt ist. Hin Antriebsmotor 9 .-.urn Drehen der Schneckenwalzc 2 und der Riihrwal/.c 3 ist an der Wand des Entwieklcrbchiilters 1 befestigt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn dieser Motor arbeitet, wird die Antriebskraft von einer auf der Antriebswelle des Motors angebrachten Schnecke 10 zu einem Schneckenrad 11 und dann auf ein Stirnrad 12

"■ übertragen, das koaxial mit dem Schneckenrad angebracht ist. Von dort wird die Antriebskraft zu einem weiteren Stirnrad 13 übertragen, das an der Schneckenwalzi 2 angebracht ist. Vom Stirnrad 13 wird Antriebskraft zu einem weiteren Stirnrad 14 übertragen,

» das auf der Welle der Rührwalze angebracht ist und auf diese Weise die Rührwalze drehen kann. Diese Stirnräder stehen über ausreichende Breite miteinander in Eingriff, so daß die Antriebskraft auch dann noch vollständig übertragen werden kann, wenn das Stirnrad

• 13 in seiner Axialrichtung verschoben worden ist. Ein Mikroschalter MSnimmt auf einer Halteplatte 15, die an der Wand des Entwicklerbehälters 1 befestigt ist, eine solche Stellung ein, daß dieser Mikroschalter ein- oder ausgeschaltet wird, wenn die Schneckenwalze 2 hin- und

' hergeht.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau erläutert.
Wenn der Entwicklerbehälter mit einer erforderli-

' chen Menge Entwickler gefüllt ist und der Antriebsmotor 9 arbeitet, wird Antriebskraft über die aufeinanderfolgenden Zahnräder zur Schneckenwalze 2 übertragen, so daß diese sich dreht und Entwickler Pin Richtung des Pfeiles B fordert und aus der Auslaßöffnung 5 in die

' Entwicklungseinheit 6 einspeist. Während dieses Vorgangs erfährt die Schneckenwalze 2 einen Belastungswiderstand, beispielsweise einen Reibwiderstand, aufgrund des Vorhandenseins des schweren Entwicklers im Entwicklerbehälter I. Demzufolge wirkt entsprechend

■ dem Prinzip von Aktion und Reaktion auf die Schneckenwalze eine Schubkraft in zur Förderrichtung des Entwicklers entgegengesetzter Richtung. Das dabei erzeugte Drehmoment wird durch die Größe des Entwicklerbehälters und die Höhe über der Förderschnecke der Schneckenwalze bestimmt; es war leicht möglich, eine Kraft von ungefähr 20 g bis 500 g zu erreichen. Aufgrund dieser Schubkraft wird die Schraubenfeder 8 zusammengedrückt und der sich drehende Wellenabschnitt der Schneckenwalze im

■ Lager gleitend verschoben, so daß ein ebener Drehklotz 16 auf die Mikroschaltereinheit drückt, damit diese mechanische Verschiebung in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, während die Drehung des Motors anhält. Fig. 2(b) zeigt die Lage der arbeitenden Teile, wenn der Entwickler im Entwicklerbehälter unter das erforderliche Maß abgenommen hat. Wenn der Entwickler im Entwicklerbehälter abnimmt, wird die Last auf die Schneckenwalze schnell vermindert, so daß sich die Schraubenfeder 8 entspannen kann und die Schneckenwalze aufgrund ihrer Rückstellkraft in Richtung des Pfeiles Cdrückt, so daß sich der Drehklolz bzw. die drehende Kontaktfläche 16 vom Mikroschalter löst, damit entweder der Motor 9 durch ein elektrisches Signal angehalten wird oder eine Anzeigelampe ein- oder ausgeschaltet wird, wodurch die Bedienperson darüber informiert wird, daß es notwendig ist. Entwickler in den Entwicklerhehälter nachzufüllen. Wenn das Nachfüllen von Entwickler in den Entwicklerbehälter ausgeführt ist, hat die drehbare Kontaktfläche 16 zwar noch Abstand vom Mikroschalter; wenn der Lntwicklungsvorgang erneut begonnen wird, wird jedoch der Beginn dieses Vorgangs unabhängig vom Schaltzustand des Mikroschalters von einem getrennien

Kreis gesteuert.

Bei der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform wird die Talsache, daß nur noch eine Restmenge Entwickler vorhanden ist, dadurch erfaßt, daß die axiale Verschiebung der Schneckenwalze mittels eines Mikroschalters festgestellt wird. Das Konzept der Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt, sondern kann ebensogut durch andere Maßnahmen realisiert werden, die eine Verschiebung bei der Entwicklerzufuhreinrichtung ausnutzen, die in Abhängigkeit davon erfolgt, ob Entwickler im Entwicklerbehälter in bestimmter Menge vorhanden ist oder nicht. Beispielsweise kann der in F i g. 2 dargestellte Mechanismus so abgewandelt bzw. ausgebildet sein, daß die Stirnräder 12 und 13 miteinander kämmen, wenn Entwickler in erforderlicher Menge vorhanden ist, und daß sie voneinander getrennt sind, wenn der Entwickler unter die erforderliche Menge abgenommen hat, damit dann der Betrieb des Entwicklungsmechanismus unterbrochen wird. Dieses Einrücken und Ausrücken der Stirnräder erfolgt dabei entsprechend der Verschiebung der Schneckenwalze. Dies kann durch Verminderung der Eingriffsbreite des Stirnrades 12 erreicht werden. Die Stirnräder 12 und 13 kämmen nicht miteinander, wenn der Entwicklungsvorgang nach Beendigung des Nachfüllens von Entwickler wieder aufgenommen wird; es ist jedoch möglich, diese Zahnräder vor Wiederbeginn des Entwicklungsvorgangs zum Eingriff miteinander zu bringen, indem beispielsweise ein Drücker 17 mittels eines Hebels 18 verschoben wird.

Die Feststellung der Tatsache, daß nur noch eine Restmenge Entwickler vorhanden ist, kann nicht nu dadurch erfolgen, daß die Schneckenwalze zur Förde rung des Entwicklers eine Doppelfunktion ausübi sondern auch dadurch, daß getrennt eine Schneckenwal ze vorgesehen ist, die allein die Aufgabe eines Detektor: hat. Ferner ist eine Schneckenwalze nicht das einzige Mittel, das zur Durchführung der erwähnten Feststel lung brauchbar ist. Es ist möglich, ein beliebiges andere: Element dafür zu benutzen, das so ausgebildet unc angeordnet werden kann, daß es dem Belastungswider stand ausgesetzt werden kann, der durch das Vorhan densein von Entwickler entsteht, und daß es eiru Verschiebung erfährt, wenn es diesem Belastungswider stand ausgesetzt ist. Ferner braucht die Restmengende tektoreinrichtung nicht unbedingt im Entwicklerbehäl ter vorgesehen zu sein, sondern kann zur Erzielung dei gleichen Wirkung im Entwicklungsmechanismus vorge sehen sein.

Wie sich aus obiger ausführlicher Beschreibung ergibt, kann das erfindungsgemäße Entwicklungsgerä genau und zwangsläufig das Unterschreiten einei Restmenge Entwickler im Entwicklerbehälter feststel len. Ferner kann das System dadurch vereinfacht unc verkleinert werden, daß die Entwicklerzufuhreinrich tung so ausgebildet wird, daß sie gleichzeitig zui Feststellung dient. Ferner ist es bei Verwendung de; erfindungsgemäßen Gerätes möglich, fehlerhafte Ko pien. die sich aus einem Entwicklermangel ergeben, zi vermeiden, so daß dadurch keine Kopien vergeude werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Trockenentwicklungseinrichtung in einem elektrofotografischen Kopiergerät, mit einem Entwick-Ierteilchenbehälter mit einer Öffnung, über die Entwickler einer Entwicklereinrichtung zuführbar ist, wobei das Unterschreiten einer Restmenge von im Entwicklerteilchenbehälter vorhandenem Entwickler ermittelt wird, gekennzeichnet durch ein im Entwicklerteilchenbehälter (1) angeordnetes, zwischen zwei Endlagen axial verschiebbar gelagertes Drehteil (2), das den Entwickler (P) in axialer Richtung fördert und durch die beim Fördervorgang auftretende axiale Schubkraft in der einen Endlage gehalten wird, eine Vorspanneinrichtung (8), die das Drehteil in axialer Richtung derart belastet, daß es sich bei Verringerung der Schubkraft aufgrund einer Abnahme der Entwickiermenge unter eine vorgegebene Restmenge in die andere Endlage verschiebt, und eine Schalteinrichtung (16, MS), die durch eine axiale Verschiebung des Drehteils (2) von der einen in die andere Endlage betätigt wird.

2. Trockenentwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil eine Schneckenwalze (2) ist.

3. Trockenentwicklungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung zur Belastung des Drehteils eine Feder (8) ist.

4. Trockenentwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinricntung (16, MS) einen Mikroschalter (MS) aufweist und daß in Abhängigkeit vom Signal des Mikroschalters der Betrieb des Drehteils (2) s unterbrochen und/oder eine Anzeigelampe ein- oder ausgeschaltet wird.

5. Trockenentwickiungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein drehbares Antriebselement (12) zum Übertragen t von Antriebsleistung von einer Antriebsquelle (9) und ein drehbares angetriebenes Element (13), das koaxial zum Drehteil (2) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß es mit dem drehbaren Antriebselement (12) in Eingriff steht, wenn sich das Drehteil ί (2) in der einen Endlage befindet, und vom drehbaren Antriebselemerit getrennt wird, wenn das Drehteil (2) sich in die andere Endlage verschiebt.

6. Trockenentwickiungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare > Antriebselement (12) und das drehbare angetriebene Element (13) Zahnräder sind.