DE2528864C2

DE2528864C2 - Tonerzuführeinrichtung für ein Kopiergerät

Info

Publication number: DE2528864C2
Application number: DE2528864A
Authority: DE
Inventors: Minoru Yokohama Kanagawa Suzuki; Shigeru Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1974-06-28
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE2528864A1; JPS513636A; US3964648A; JPS5848901B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonerzuführeinrichtung for ein Kopiergerät.

In elektronischen Kopiergeräte* wird ein elektrostatisches, latentes Bild dadrrch gebildet, daß eine photoleitfähige Oberfläche bildmäßig mit einer zu kopierenden Vorlage belichtet und dann mittels eines Entwicklers, welcher eine Mischung aus Tonerpulver und Trägerteilchen ist. in ein sichtbares Bild entwickelt wird. Damit ein sichtbares Bild mit einer gleichförmigen Dichte hergestellt wird, muß das Verhältnis des Toners zu den Trägerteilchen in einem vorbestimmten Bereich gehalten werden. Da der Toner bei der Entwicklung durch Anhaften an dem elektrostatischen, latenten Bild verbraucht wird, muß eine Einrichtung vorgesehen sein, um den Toner der Entwicklungseinrichtung während der Entwicklung zuzuführen.

In F i g. 1 ist eine bekannte Tonerzuführeinrichtung dargestellt, welche zur Zeit allgemein verwendet wird. Diese Einrichtung weist eine Art Trichter 101. in welchem Toner 102 aufbewahrt ist, sowie eine mit Nuten oder Einschnitten versehene Walze oder Walzenbürste 103 auf, welche am Boden des Trichters 101 drehbar gehaltert ist. so daß der Toner langsam in eine Kammer mit Entwickler fällt Bei der vorbeschriebenen Tonerzuführeinrichtung muß jedoch die Tonermenge gleichmäßig über der gesamten Länge der Walze 103 zugeführt werden. Ferner muß eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Walze und der zugeführten Tonermenge eingehalten werden; ferner sollte der Toner in dem Trichter gleichmäßig nachgefüllt werden, und es sollte ein Ansammeln des Toners in dem Trichter zu festen kompakten Klumpen verhindert werden.

Wenn der Tonerfluß nicht gleichmäßig erfolgt, wird nur der sich unmittelbar über der Walze 103 befindliche Teil des Toners zugeführt und der Teil des Toners, welcher entlang der Wandung des Trichters 101 angeordnet ist, verbleibt in diesem und es bilden sich kompakte, feste Klumpen, welche in dem Trichter stecken bleiben. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bisher üblich gewesen, eine Rühreinrichtung in dem Trichter vorzusehen oder den Trichter zu rütteln, bzw. in eine schwingende Bewegung zu versetzen. Hierdurch wird dann jedoch der Aufbau der Tonerzuführeinrichtung ziemlich kompliziert

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tonerzuföhreinrichtung zu schaffen, welche im Aufbau einfach fct und bei welcher ein Anhäufen von Tonerpulver zu festen, dichten Klumpen verhindert ist

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst

Die Tonerzuführeinrichtung für ein Kopiergerät weist einen Tonerbehälter, ein drahtförmiges Schaufeloder Schöpfteil, ein federndes Teil, um die Drehbewegung einer Antriebswelle an eine Förderwelle zu übertragen, sowie ein Betätigungsteil auf. Hierbei weist der Bodenteil des Tonerbehälters einen Teil einer zylindrischen Innenfläche auf. Das Schaufel- oder Schöpiteil bewegt sich bei seiner Drehbewegung entlang der Innenfläche des Tonerbehälters und wird über das federnde Teil durch die Antriebswelle angetrieben. Die Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle wird durch das Betätigungsteil unterbrochen, um einen Stoß oder Schlag zu erteilen. Die Übertragungswirkung des federnden Teils wird hierbei durch das Betätigungsteil unterbrochen und es wird dem Schaufel- oder Schöpfteil ein Stoß oder Schlag erteilt, damit es den Toner üügibt und ausstößt

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 zur Erläuterung eine bekannte Tonerzuführeinrichtung;

F i g. 2 ebenfalls zur Erläuterung eine Darstellung, aus der zu ersehen ist in welcher Weise der Toner dazu neigt, sich zu festen, kompakten Klumpen in der bekannten in F i g. I dargestellten Einrichtung zu sammeln:

F i g. 3 eine vertikale Schnittansicnt der Tonerzuführeinrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 4 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung der in F i g. 3 dargestellten Tonerzuführeinrichtung, aus welcher der Mechanismus zu ersehen ist;

F i g. 5 einen Teil einer vertikalen Schnittansicht der in F i g. 3 dargestellten Tonerzuführeinrichtung;
Fig.6a und 6b eine Darstellung, aus welcher zu

so ersehen ist, wie der Toner durch das Schaufel- oder Schöpfteil auf- und mitgenommen wird;

F i g. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Blattfeder der in F i g. 3 dargestellten Tonerzuführeinrichtung; und

F i g. 8 eine Kurve, in welcher die Geschwindigkeitsänderungen des Schaufel- oder Schöpfteils bei dessen Drehbewegung dargestellt sind.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großer Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen Bezug genommen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der F i g. 3 bis 8 beschrieben.

In F i g. 3 ist eine Tonerzuführeinrichtung 2 lösbar an einem Rahmengestell 3 einer Entwicklungseinrichtung so angebracht, daß die Tonerzuführeinrichtung 2 angrenzend an eine Entwicklungskammer 1 angeordnet ist. Die Tonerzuführeinrichtung 2 weist einen Behälter 6, welcher innen in Form einer zylindrischen Kammer 5

for Toner ausgebildet ist, und eine Zuführeinrichtung 7 auf. Die Toner kammer 5 kann so ausgeführt sein, daß ihr Bodenteil, in welchem der Toner aufbewahrt ist, die Form eines Zylinders bzw. Halbzylinders hat, und ihr oberer Teil einschließlich einer oben vorgesehenen Öffnung eine erforderliche Form aufwebt.

Die Zuführeinrichtung 7, an welcher eine Blattfeder 8 an einem Ende befestigt ist, wie in Fig.4 und 5 dargestellt, weist eine an einer Antriebswelle 10 befestigte Scheibe 18 und eine Förderwelle 12 auf, an welcher ein aus Draht hergestelltes, drahtförmiges Schaufel- oder Schöpfteil 11 befestigt ist An der Förderwelle 12 ist ferner eine Verbindungsplatte 19 befestigt, welche über «inen Bolzen 20 mit einer Mitnehmerplatte 21 verbunden ist (siehe Fig.5). Die Verbindungsplatte 19 und der Bolzen 20 können weggelassen werden, wenn die Mitnehmerplatte 21 unmittelbar mit der Förderwelle 12 verbunden ist

An der Mitnehmerplatte 21, welche drehbar an der Antriebswelle 10 gehaltert ist ist ein Stift 13 angebracht auf welchen die Blattfeder 8 einwirkt Die Antriebswelle

10 und die Förderwelle 12 sind koaxial zu der Mittenachse des zylinderförmigen Teils der Tonerkammer 5 angeordnet und drehbar in einem Rahmengestell 4 des Kopiergeräts gehaltert Der Stift 13 erstreckt sich durch eine in der Scheibe 18 ausgebildete Öffnung 18a und befindet sich in einer Lage, in welcher er an der Blattfeder 8 anliegt Wenn sich die Antriebswelle 10 dreht dreht sich die Blattfeder 8 zusammen mit der Scheibe 18 und verschiebt den Antriebsstift 13, wodurch dann die Mitnehmerplatte 21 gedreht wird. Die Drehbewegung der Mitnehmerplatte 21 wird an die Förderwelle 12 übertragen (siehe F i g. 7a). Das Schöpfoder Schaufelteil Il ist so ausgelegt daß es in einem bestimmten Abstand bezüglich der Innenfläche der Tonerkammer 5 so angeordnet ist daß ein sehr kleiner Zwischenraum zwischen dem Teil 11 und der Innenwandung der Kammer 5 gebildet ist. Das Schaufel- oder Schöpf teil 11 verläuft somit parallel zu der Förderwelle 12.

Bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 10 dreht sich auch die Förderwelle 12. Dies hat zur Folge, daß das Schöpf- oder Schaufelteil 11 entlang der Innenfläche der Tonerkammer 5 so bewegt wird, daß Toner 15 in der Kammer S bewegt und aufgerührt wird, und daß dichte, feste Tonerklumpen durch das Schöp/ oder Schaufelteil

11 in kle.ne Teilchen zerbrochen werden. Es bleibt nur eine geringe Menge Toner, welcher sich zwischen dem Schöpf- oder Schaufelteil 11 und der Innenfläche der Kammer 5 befindet, üb-ig, da der Rest des Toners insgesamt nach und nach durch das Schöpf- oder Schaufelteil aufgrund von Zentrifugalkräften aus der Kammer 5 herausgeschleudert wird.

Wie in F i g. 3 dargestellt wird das Schöpf- oder Schaufelteil 11 im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils gedreht. Wenn sich das Teil 11 durch den Tonervorrtt 15 hindurchbewegt hat und aus diesem an einer Stelle A wieder auftaucht und austritt befindet sich eine ziemlich große Menge von Toner 15 auf dem Schaufel- oder Schöpfteil U, wie in Fig.6a dargestellt ist. Aus dieser Figur ist jedoch auch zu ersehen, daß in Längsrichtung des Schöpf- oder Schaufelteils 11 die Tonermenge in einem bestimmten Maß unterschiedlich verteilt ist. Jedoch fällt nach und nach mehr Toner, als erforderlich ist, herunter, solange sich das Teil 11 bewegt und die Tonermenge gleicht sich aus. Wenn das Teil 11 eine Stelle B in F i g. 3 erreich», in welcher es genau senkrecht über der Welle 12 liegt, dann wird die Oberfläche der Tonermenge auf dem Teil 11 weitgehend eben und ausgeglichen, wie in F i g, 6b dargestellt ist

Der durrh das Schaufelteil 11 aufgenommene Toner 15 kommt durch die Zentrifugalkräfte aufgrund der Drehbewegung des Teils 11 frei und wird an der Stelle der Drehbewegung des Teils 11 nach außen geschleudert wenn das Teil eine Stelle C in F i g. 3 erreicht Der Tonerbehälter 6 weist eine Öffnung 16 an einer Stelle auf, durch welche der von dem Schaufelteil 11 freigekommene Toner austritt so daß der Toner frei in die Entwicklungskammer 1 eintreten kann.

Eine Überprüfung der Tonermenge, welche aus der Tonerkammer 5 jedesmal dann ausgestoßen wird, wenn das Schaufelteil eine vollständige Umdrehung um die Förderwelle 12 ausführt, zeigt daß, obwohl in Abhängigkeit von der Stelle, an welcher der Toner von dem Schaufelteil 11 freikommt die der Entwicklungskammer zugeführte Tonermenge unterschiedlich ist die Mengen mehr oder weniger einen Durchschnittswert erreichen, v/enn die Überprüfungen wiederholt durchgeführt werden. Hierbei hat sich d - η herausgestellt daß der Unterschied in der Tonermenge in Abhängigkeit von der Stelle, an welcher sie freigekommen ist ±20% beträgt

Die Drehbewegung des Schaufelteils 11 bewirkt daß der Torcrvorrat bewegt und umgerührt wird und daß der Toner, welcher sich zu festen, dichten Klumpen angehäuft hat in einzelne Teilchen zerbricht Infolgedessen ist der der Entwicklungskammer 1 zugeführte Toner gleichmäßig in Teilchenform verteilt

Die Blattfeder 8 ist dazu verwendet den Toner von dem Schaufelteil U ganz sicher freizubekommen und denselben der Entwicklungskammer 1 zuzuführen. Insbesondere ist die Blattfeder 8 so angeordnet daß ihr vorderes Ende an dem an dem Rahmengestell 4 der Kopiermaschine befestigten Stift 17 anliegt wenn die Blattfeder 8 eine Lage erreicht welche etwas von der Stelle liegt in welcher das Schaufelteil 11 den Toner freigibt (die Stelle Cin F i g. 3). Die Durchbiegungs oder Auslenkungsenergie ist in der Blattfeder 8 gespeichert, da sie durch die Drehbewegung der sich drehenden Ant.iebsplatte 18 und durch die Wirkung des Stiftes 17 gebogen wird, wie in Fig. 7c dargestellt ist. Wenn die Antriebswelle 10 ein wenig weiter gedieht wird und das Ende der Blattfeder 8 außer Eingriff von dem Stift 17 kommt wird dem Antriebsstift 13 der Mitnehmerplatte 21 ein Stoß oder Schlag erteilt welcher dann aufgrund ihrer Trägheit aus einer Lage 13a in eine Lage 136 bewegt wird, wie in Fig. 7c dargestellt. Durch diesen so Schlag wird dann der Toner ganz sicher abgegeben und wird in Richtung zu der Entwicklungskammer 1 bewegt, wenn das Schaufelteil 11 die Stelle Cerreicht.

Insbesondere «vird. wie in F i g. 8 dargestellt ist, das Schai/el:eil U, welches sich mit einer konstanten Geschwindigkeit v, dreht, langsam verzögert da die ausgeübte Antriebskraft an einer Stelle Θ, aufhört an welcher das vordere Ende der Blattfeder 8 an dem Stift 17 anliegt und kommt schließlich an einer Stelle P zum Stillstand, welcher der Stelle C in F i g. 3 entspricht. Etwas bevor oder nachdem das Schaufelteil Il stillsteht bzw. zum Stillstand gebracht worden ist, kommt die Blattfeder 8 außer Anlage von dem Stift 17 und die durch die Durchbiegung in der Blattfeder 8 gespeicherte Energie kommt augenblicklich frei, so daß die Blattfeder 8 auf den Antriebsstift 13 aufprallt. Durch diesrn Stoß oder Schlag wird dann das Schaufelteil 11 plötzlich beschleunigt, was an der Stelle P₁ angezeigt ist, und der Antriebsstift 13 trifft auf eine Kante einer Öffnung in der

Scheibe 18 und prallt in eine stationäre Lage zurück. Während dieser Zeit kommt der Toner aufgrund der Zentrifugalkraft von dem Schaufelteil 11 frei. Danach wird der Antriebsstift 13 von der Blattfeder 8 wieder verschoben und seine Drehbewegung nimmt langsam wieder zu, bis sie die konstante Geschwindigkeit v\ erreicht. Das Schaufelteil 11 wird dann mit der konstanten Geschwindigkeit κι weiter bewegt, bis die Blattfeder 8 wieder an dem Stift 17 anliegt oder die Antriebswelle 10 aufhört, sich zu drehen. In F i g. 8 ist die Winkelstellung des Schaufelteils 11 während der Drehbewegung auf der Abszisse und dessen Drehgeschwindigkeit auf der Ordinate aufgetragen.

Die Antriebswelle 10 wird durch eine in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung bei einer Anzahl Umdrehungen intermittierend angetrieben, welche proportional zu der Anzahl der herzustellenden Kopien oder der Fläche der zu kopierenden Vorlage gesteuert wird. Das heißt. das Schanfelteil 11 wird ebenfalls intermittierend gedreht. Durch das Steuern der Anzahl Umdrehungen des Schaufelteils 11 ist es möglich, dasselbe ständig mit niedriger Drehzahl zu drehen, ohne daß eine Kupplungseinrichtung verwendet wird, wenn ein Kopiervorgang durchgeführt wird, oder ihre Drehbewegung entsprechend einem Signal von einer die Tonerkonzentration fühlenden Einrichtung zu steuern. Somit ist es möglich, irgendein Steuerverfahren zu wählen, welches für optimal gehalten wird, um die Tonerkonzentration in einem Entwickler konstant zu halten.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, kann ohne weiteres ein Tonervorrat in der Tonerkammer 5 nachgefüllt werden.

indem dieser durch die öffnung 16 eingefüllt wird, wobei der Tonerbehälter 6 in axialer Richtung von dem Antriebsabschnitt abgezogen wird oder die obere Abdeckung des Rahmengestells geöffnet wird. Wenn ein Tonervorrat in die Kammer 5 nachgefüllt ist, wird dieser bezüglich der Achse der Kammer 5 gleichförmig verteilt. Da das Schaufelteil 11 der Einrichtung eine Rührwirkung hat, kann der Toner in die Kammer 5 in beliebiger Weise eingegeben werden, da sich angehäufter Toner bei der Drehbewegung des Schaufelteils 11 längs der Achse ausgleicht, selbst wenn der Toner den verschiedenen Teilen der Kammer ungleichmäßig zugeführt wird. Somit braucht keine besondere Einrichtung vorgesehen sein, um den Toner in der Vorratskammer 5 gleichmäßig zu verteilen.

Mit der Einrichtung gemäß der Erfindung ist es somit möglich, den Toner einer Entwicklungskammer zuzuführen, welche seitlich neben der Tonerzuführeinrich tung und nicht unter dieser angeordnet ist, wie es bisher der Fall gewesen ist. Hierdurch ergibt sich ein größerer Spielraum bei der Auslegung eines Kopiergerätes und es kann ein insgesamt kompaktes Kopiergerät erhalten werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Tonerzuführeinrichtung für ein Kopiergerät, g e kennzeichnet durch einen Tonerbehälter (6), der einen Bodenteil mit einer zylindrischen Innenfläche und in seinem oberen Teil seitlich eine Auswurföffnung (16) aufweist, durch ein drahtförmiges Schaufel- oder Schöpfteil (It), das entlang der Innenfläche des Tonerbehälters (6) eine Drehbewegung ausführt, durch ein federndes Teil (8), mittels welchem die Drehbewegung einer Antriebswelle (10) an eine das drahtförmige Schaufel- oder Schöpfteil tragende Förderwelle (12) übertragen wird, durch ein Mitnahmeteil (13) der Förderwelle (12), an dem das federnde Teil (8) einseitig anliegt, und durch eine im Rotationsbereich des federnden Teils ortsfest angeordnete Schnippkante (17) an der das federnde Teil bei Drehung der Antriebswelle (10) so lange hängenbleibt und sich verspannt, bis es unter Abgabe eines Stoßes auf das Mitnahmeteil (13) der Förderrolle (12) abgleitet, wodurch das Schaufel- oder Schöpfteil (11) und der von ihm geförderte Toner im Bereich der Auswurföffnung (16) eine derartige Drehbeschleunigung erfährt, daß der Toner durch die Auswurföffnung hinausgeschleudert wird.