DE2509831A1

DE2509831A1 - Vorrichtung zum transportieren von elektrographischem toner

Info

Publication number: DE2509831A1
Application number: DE19752509831
Authority: DE
Inventors: Edward Andrew Geier; Walter Anthony Stryjewski
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1974-03-07
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2263542B1; JPS50117846U; FR2263542A1; JPS5423900Y2; CA1014912A; GB1489641A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. Wolff

2509831 H.Bartels

Dipl.-Chem. Dr. Brandes Dr.-Ing. Held
Dipl.-Phys. Wolff

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außer samstags

6. Febr. 1975 Unsere Ref.: 124 581/487333 kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York,
Vereinigte Staaten von Amerika

Vorrichtung zum Transportieren von elektrographischem

• Toner

r* *% η λ Telefonische Auskünfte und

509837/0862 Aufträge sind nur nach schriftlicher

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von elektrographischem Toner, der bei Raumtemperatur zur Klumpenbildung neigt, mit einer Transportbahn in Fom eines langgestreckten, einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Hohlraums, der zusammen mit einem koaxial im Innern des Kohlraums drehbar gelagerten, langgestreckten, antreibbarem Förderelement einen -Schraubenförderer bildet.

In elektrographischen Kopiergeräten wird üblicherweise pigmentiertes, teilchenförmiges Material, sogenannter Toner, in bildmäßiger Verteilung auf eine Papierunterlage aufgebracht, um ein Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird dann anschließend dadurch fixiert, daß die Temperatur des Toners auf einen oberhalb von dessen -.. .

Schmelzpunkt liegenden Wert erhöht wird. Wenn der Toner so weit aufgeheizt wird, dann zerfließen die einzelnen Teilchen und verkleben dadurch sowohl miteinander als auch mit der Papierunterlage. Um die elektrische Leistungsaufnahme des Kopiergeräts gering zu halten, ist es wünschenswert, einen Toner zu wählen, der einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt hat. Toner mit niedrigem Schmelzpunkt sind jedoch, je mehr sich der Schmelzpunkt der Umgebungstemperatur annähert, zunehmend schwieriger zu handhaben. Derartige Toner neigen dazu,, innerhalb ihres Behälters zusammenzubacken oder Klumpen zu bilden, wodurch es schwierig wird, den Toner in dosierten Mengen vom Vorratsbehälter zur Entwicklungsstation eines elektrographischen Kopiergeräts zu transportieren.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art, bei denen in einem zylindrischen Hohlraum als Förderelement eine Förderschnecke. aus Metall oder eine solche in Form einer Bürste vorgesehen ist, sind bereits bekannt (US-Patentschriften 3 659 556 und 3 598 286). Die bekannten Vorrichtungen eionen sich jedoch nur

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für den Transport von Toner, der nur eine geringe oder gar keine Neigung zur Klumpenbildung bei Raumtemperatur besitzt. Der Versuch, diese Vorrichtungen zum Transport von Toner in genau dosierten Mengen einzusetzen, führt, wenn Toner verhältnismäßig niedriger Schmelzpunkttemperatur verwendet wird, zu einer Klumpenbildung in dem zylindrischen Hohlraum, wobei Klumpen an der Förderschnecke hängenbleiben und sich mit dieser drehen. Soweit hierbei Toner überhaupt durch die Schnecke in Förderrichtung transportiert wird, ist ^es Toner in Form verhältnismäßig großer Brocken ungleicher Größe. Ein genau dosiertes Zumessen des Toners kann daher mit diesen Vorrichtungen nicht erreicht werden.

Um genau dosiertes Zumessen des Toners bei elektrographischen Kopiergeräten zu erreichen, wurde auch bereits so vorgegangen, daß der Nachfüllbehälter für den Toner unmittelbar oberhalb der Entwicklungseinrichtung oder oberhalb des Sumpfes derselben angeordnet wurde. Bei solcher Anordnung ergeben sich zwar Verbesserungen in Bezug auf die genaue Dosierung, da hierbei der Toner direkt vom Vorratsbehälter durch Schwerkraft oder irr " ⁴^aIs durch Schwerkrafteinfluß unterstützte Dosierwalzen zugeführt wird. In vielen Fällen verhindern jedoch die speziellen räumlichen Gegebenheiten, denen bei den betreffenden Kopiergeräten Rechnung getragen werden muß, daß der Vorratsbehälter für den Toner unmittelbar oberhalb der Entwicklungseinrichtung angeordnet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, mit der Toner, auch wenn er bei Raumtemperatur zur Klumpenbildung neigt, in genau dosierten Mengen betriebssicher und in beliebiger"Richtung transportiert werden kann.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Förderelement eine Bürste vorgesehen ist, die eine koaxial zum Hohlraum

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verlaufende Welle und sich radial von dieser wegerstreckende flexible Borsten besitzt, und daß in der den Hohlraum begrenzenden Innenfläche der Wandung mindestens eine schraubenförmige Nut eingearbeitet ist, in deren Windungen die flexiblen Borsten eingreifen. Hierbei v/erden die Tiefe der schraubenförmigen Nut,, die Schraubensteigung derselben sowie die Länge der Borsten so gewählt, daß das Ende jeder Borste während der Drehbewegung der Bürste der schraubenförmigen Nut so weit folgt, daß die Borsten in zur Achse der Welle paralleler Richtung so weit ausgebogen werden, daß eine Rückstellkraft in den Borsten erzeugt wird. Dann-wird durch diese Rückstellkraft, wenn sie auf einen ausreichenden Wert angestiegen ist und wenn die Borste außer Eingriff mit der Nut kommt, ein Zurückschnellen der Borste in die vorangehende, durch die Nut gebildete Schraubenwindung verursacht. Dieses Zurückschnellen oder Zurückspringen der Borsten beaufschlagt den Toner in der Weise, daß gebildete Klumpen oder Agglomerationen zerschlagen werden. Durch dieses Schnappen oder Schnellen der Borsten wird erreicht, daß der teilchenförmige Toner in fein verteiltem Zustand transportiert wird, d.h.,daß der Toner in äußerst genau dosierten Mengen transportiert wird.

Es ist durch die US-Patentschrift 2 965 263 zwar an sich bekannt, für den Transnort größerer Werkstücke, wie Schraubenmuttern und dergleichen, also für ein Fördergut, das verglichen mit Toner völlig andersartige Schutt- und Transporteigenschaften besitzt, einen Schraubenförderer zu verwenden, bei dem eine Bürste mit radial von einer langgestreckten Welle verlaufenden Borsten innerhalb eines zylindrischen Hohlraums drehbar angeordnet ist, der an seiner Innenfläche schraubenförmig ausgestaltet ist. °ie Bürste weist jedoch verhältnismäßig kurze, nicht in die Schraubenqänge eingreifende Borsten auf, weshalb ein Tranport von

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Toner mit diesem Schraubenförderer nicht möglich ist und insbesondere die Borsten nicht periodisch infolge des Eingriffes in die Schraubengänge gespannt und vzieder freigegeben werden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Es zeigen: ·

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen abgebrochen gezeichneten Querschnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 Längsschnitte durch zwei andere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein Vorratsbehälter 16 für Tonerteilchen vorgesehen, der trichterförmig ausgebildet und an seinem unteren Ende mit einer Öffnung versehen ist, um den teilchenförmigen Toner unter Einfluß der Schwerkraft in einen Hohlraum 17 eintreten zu lassen, der von einer Wandung 11 umgrenzt wird. Der Hohlraum 17 ist von kreiszylindrischer Form mit einer Achse 8 und besitzt

eine Einlauföffnung 10 und eine Austrittsöffnung 9 , die, gemessen in Richtung der Achse 8, einen gegenseitigen Abstand aufweisen. In der Wandung 11 sind an der den Hohlraum 17 begrenzenden Innenfläche Schraubenwindungen oder schraubenförmige Nuten 12 ausgebildet. Eine kreiszvlinderförmige Bürste 6 mit flexiblen Borsten 7, die sich radial von einem Bürstenkern oder einer VJelle 5 wegerstrecken, ist drehbar so gelagert, daß sich die Welle 5 koaxial zur Achse 3 erstreckt und daß die Enden der Barsten 7 sich in die schraubenförmigen Nuten 12 hineinerstrecken. Ein Motor 15 ist über eine Kupplung 13 mit der Welle 5 der Bürste 6 verbunden, um diese

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für eine Drehbewegung um die Achse 8 anzutreiben.

Im Betrieb bewegt sich der in dem Vorratsbehälter befindliche, teilchenförmige Toner unter Schwerkrafteinfluß durch die Einlauföffnung 10 hindurch in den Hohlraum 17 hinein, wo der Toner mittels der Bürste 6 um die Achse 8 in Rotation versetzt wird. Die Drehung der Bürste und des teilchenförmigen Toners bewirkt zweierlei. Der teilchenförmige Toner wird durch die Nuten 12 zur Austrittsöffnung 9 geführt, wo der Toner abgegeben wird. Gleichzeitig 'bewegt sich jede Borste der Bürste 6 um einen Punkt der Achse 8. Bei dieser Drehbewegung um einen bestimmten Punkt laufen die äußeren Enden der Borsten in einer Nut 12 so lange, bis das betreffende Borstenende in Längsrichtung so weit verschoben ist, daß die betreffende Borste in eine, bezogen auf die Förderrichtung des Toners, weiter stromaufwärts liegende Stelle der Nut zurückschnellt, d.h. normalerweise in die nächsthintere Gewindewindung hinein zurückschnellt. Dieses Schnellen oder Flattern der Borsten hilft mit, den teilchenförmigen Toner aufzulockern und fein verteiltes Tonermaterial an der Austrittsöffnunc 9 abzugeben. Die Vorrichtung ermöglicht eine äußerst genau dosierte Zufuhr des Toners ohne jedwede Tendenz zur Agglomeration oder Klumpenbildung.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird keine Bürste benötigt, die schneckenförmig geformt ist. Es könnte eine Bürste in Form einer Schnecke Verwendung finden, deren Schneckensteigung normalerweise teilchenförmiges Material sogar in der entgegengesetzten Richtung fördern würde, wobei jedoch ein zur Agglomeration neigendes Material dem Verlauf der Nuten und nicht dem Verlauf der Schnecke folgen würde.

In den Fig. 1 und 2 ist auch eine geneigte Ebene 19 gezeigt, auf der der teilchenförmige Toner unter Schwerkrafteinfluß nach abwärts in einen Tonerbehälter 22 rutscht, der, wie es darge-

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ist, einen Teil einer elektrographischen Entwicklungseinrichtung bildet . Um das Abfließen des Toners nach unten über die Ebene 19 zu begünstigen, ist an deren Unterseite ein Vibrator 20 angeordnet. Im Betrieb v/erden der Vibrator 20 und der Motor 15 zusammen eingeschaltet, wenn Toner dem Tonerbehälter 22 zugeführt v/erden soll.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem teilchenföriniger Toner unmittelbar gegen die Schwerkraft von einem unteren Tonerbehälter 23 zu einem höher gelegenen Tonerbehälter transportiert wird. Bei diesem Anwendungsfall ist es wünschenswert, wenn sich die Borsten der Bürste 6 etwas aus einer Austrittsöffnung 25 herauserstrecken. Um teilchenförmigen Toner von dem oberen Tonerbehälter 24 zu dem unteren Tonerbehälter 23 zu transportieren, wäre es wünschenswert, wenn die Borsten der Bürste etwas unterhalb der Austrittsöffnung 25 begännen, so daß der teilchenförmige Toner in die Nuten 12 eintreten könnte.

Bei diesem Anwendungsfall ist bemerkensv/ert, daß die Vorrichtung ununterbrochen den teilchenförmigen Toner direkt gegen die Schwerkraft fördern kann, wohingegen beim gleichen Anwendungsfall, wenn eine Schnecke in bekannter Weise in einer Bohrung mit glatten Wänden betrieben wird, die Neigung dazu besteht, den teilchenförmigen Toner lediglich um die gleiche Stelle zu rotieren, ohne den Toner in Richtung der Längsachse zu verschieben.

Die Bürste 6 und die den Hohlraum begrenzende Wandung 11 können aus flexiblem Werkstoff gefertigt und abgebogen werden, um die Vorrichtung an die verschiedensten örtlichen Gegebenheiten anzupassen.

In Fig. 4 ist eine doppelt fördernde Vorrichtung gezeigt, bei der ein Tonerbehälter 26 oberhalb einer Einlauföffnung

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angeordnet ist, die am zentralen Bereich einer einen Hohlraum umgebenden Wandung 28 angeordnet ist. Die Wandung 28 bildet außerdem zu einer Seite der Einlauföffnung 27 im Sinne eines Rechtsgewindes verlaufende, schraubenförmige Nuten und auf der anderen Seite der Einlauföffnung 27 im Sinne eines Linksgewindes verlaufender schraubenförmige Nuten. Wenn daher der Motor 15 die Bürste 6 dreht, wird der durch die Einlauföffnung 27 erhaltene teilchenförmige Toner in entgegengesetzten Richtungen durch die Nuten zu Austrittsöffnungen 29 und 30 hin transportiert.

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Claims

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Patentansprüche

f Iy Vorrichtung zum Transportieren von elektrographischem Toner, der bei Raumtemperatur zur Klumpenbildung neigt, mit einer Transportbahn in Form eines langgestreckten, einen kreisrunden Querschnitt aufv/eisenden Hohlraums, der zusammen mit einem koaxial im Innern des Hohlraums drehbar gelagerten, langgestreckten, antreibbaren Förderelement einen Schraubenförderer bildet, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderelement eine Bürste(6)vorgesehen ist, die eine koaxial zum Hohlraum(17)verlaufende Welle (5) und sich radial von dieser wegerstreckende flexible Borsten (7) besitzt, und daß in der den Hohlraum (17) begrenzenden Innenfläche der Wandung (11) mindestens eine schraubenförmige Nut (12) eingearbeitet ist, in deren Windungen die flexiblen Borsten (7) eingreifen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (17) und die Bürste (6) zylinderförmig ausgebildet sind.

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