DE2851910B2

DE2851910B2 - Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2851910B2
Application number: DE2851910A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Tokio/Tokyo Shibusawa; Takashi Tokio/Tokyo Yano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1977-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1981-03-26
Also published as: JPS5946391B2; US4197813A; JPS5476237A; GB2008984B; DE2851910A1; GB2008984A; DE2851910C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung so mit magnetischer Bürste der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-AS 12 61 758 ist ein elektrofotografisches Kopiergerät mit einem Vorratsbehälter für eine Mischung aus pulverisiertem Tonermaterial und pulverisiertem Trägermaterial bekannt Diese Mischung wird- ständig umgerührt. Um das gewünschte, von verschiedenen Parametern abhängige Mischungsverhältnis zwischen Toner und Träger selbsttätig laufend zu prüfen und gegebenenfalls durch Zugabe von Tonermaterial konstant halten zu können, wird der Entwickler mittels einer Lichtquelle beleuchtet, so daß das von dem Entwickler reflektierte bzw. hindurchgelassene Licht auf einen lichtabhängigen Widerstand fallen und ein entsprechendes Signal erzeugen kann. Dadurch läßt sich die Mischung zwischen Toner und Träger in dem Vorratsbehälter laufend überwachen.

Eine Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer

Bürste geht aus der PE-OS 28 46 533 hervor, Pabej ist in der N5he des Auslasses eines trichterförmigen Behälters für den Entwickler und in der Nähe der Oberfläche der Bntwicklungshülse eine Entwicklerfühlefnrich.tu.ng für die Feststellung des Vorhandenseins des Entwicklers in dem n'chterförmigen Behälter angeordnet Diese Entwicklerfühleinrichtung besteht aus einer elektrischen Spule und einem Schwingungskreis, dessen Schwingungszustand aufrechterhalten wird| w^nn der Entwickler in dem Entwicklerbehälter zumindest einen vorgegebenen Pegel besitzt. Der Schwingungszustand wird nicht mehr aufrechterhalten, sobald die Füllhöhe des Entwicklers unter diesen Pegel absinkt Aus dem Vorhandensein oder dem NichtVorhandensein' des Schwingungs-Ausgangssignals des Schwingungskreises kann dann mittels eines Detektors ein Signal für die Menge des Entwicklers in dem Entwicklerbehälter abgeleitet werden.

Nachteilig ist bei der bekannten Entwicklerfühleinrichtung, daß eine relativ komplizierte und aufwendige Schaltungsanordnung benötigt wird, um aus dem Schwingungszustand des Schwingungskreises das entsprechende Signal abzuleiten.

Denn neben der elektrischen Spule und dem Schwingungskreis sind noch eine kostspielige Verstärkerschaltung, eine Vergleichsschaltung, eine Ausgleichsschaltung sowie weitere Schaltelemente erforderlich. Außerdem 1st die bekannte Entwicklerfühleinrichtung nicht betriebssicher, da die Wechselwirkung zwischen der Spule und dem Entwickler durch äußere Einflüsse verändert, werden kann, also eine Veränderung des Schwingungszustandes des Schwingkreises nicht immer auf einer Änderung des Entwicklerpegels beruht Und schließlich sind noch spezielle konstruktive Maßnahmen erforderlich, um die Wechselwirkung zwischen der außerhalb des Entwicklerbehälters angeordneten Spule und dem Entwickler zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste der angegebenen Gattung zu schafft .1, die bei einfachem schaltungstechnischen Aufbau das Vorhandensein des Entwicklers sicher und zuverlässig feststellt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß eine eine Lichtquelle und einen fotoelektrischen Wandler aufweisende Entwicklerfühleinrichtung nur wenige, einfache Bauelemente benötigt, um weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen ein Ansgangssignal zu erzeugen, welches das Vorhandensein des Entwicklers in dem trichterförmigen Behälter zuverlässig anzeigt. Auch konstruktiv ist kein großer Aufwand erforderlich, um eine solche Entwicklerfühleinrichtung an einer Entwicklungsvorrichtung anzubringen. Und schließlich ist die Genauigkeit einer solchen Entwicklerfühleinrichtung für die in der Praxis gestellten Anforderungen ausreichend hoch.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführumgsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. I eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste nach der Erfindung,

Fig.2 einen Teil einer perspektivischen Ansicht der

hinteren Platte eines trichterförmigen Behälters der Entwicklungsvorrichtung nach Fig, 1,

Pig_r3 eine perspektivische Ansieht einer weiteren Ausführungsform der hinteren Platte der Entwicklungsvorrichtung nach F i & 1 und s

Fig,4 ein Schaltbild der Entwicklerfühleinriehiung der Entwicklungsvorrichtung nach F i g, 1,

\η F i g-1 ist «nematisch eine Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste dargestellt. Dabei ist in einer Entwicklungshülse 1 aus jo einem nichtmagnetischen Material ein Magnet 2 mit mehreren Magnetpolen angeordnet. Die Entwicklungshülse T befindet sich in einem solchen Abstand von einem Gehäuse 3, daß sie bei vorgegebenen Abstand von der fotoleitfähigen Oberfläche einer Trommel 4 in is Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann. Der Magnet 2 ist in der Entwicklungshülse 1 feststehend angeordnet. Eine Abteilplatte 3a stehend angeordnet Eine Abteilplatte 3a ist im mittleren Teil des Gehäuses 2 angeordnet und erstreckt sich von dem oberen Teil des Gehäuses 2 nach unten bis zur rechten Seite der Entwicklungshülse 1. Der unterste Teil der Abteilplatte 2 ist zu der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 hin abgebogen und weist einen vorbestimmten Abstand von dieser auf. Ein trichterförmiger Behälter 5 ist durch die Abteilplatte 3a und eine rückwärtige Platte 3b des Gehäuses 3 gebildet, und ein magnetischer Einkomponentenentwickler 6 ist in dem trichterförmigen Behälter 5 untergebracht Der magnetische Entwickler 6 in dem trichterförmigen Behälter 5 wird der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 über eine Öffnung 5a zugeführt, die durch den untersten Teil der Abteilplatte 3a und der rückwärtigen Platte 3b gebildet ist

Der Magnet 2 ist in der Entwicklungshülse 1 so angeordnet daß ein Magnetpol immer der öffnung 5a gegenüberliegt durch die der Entwickler zugeführt wird. In einem mittleren Teil der rückwärtigen Platte 3b, welcher sehr nahe bei dem Magnet liegt ist ein konkaver Teil 3c ausgebildet wie in F i g. 2 dargestellt ist Die gegenüberliegenden Seiten des konkaven Teils 3c sind parallel zueinander. Ein lichtemittierendes Element 8 und ein lichtaufnehmendes Elemen; 9, welche an einem Tragteil 7 angebracht sind, sind so angeordnet daß sie den konkaven Teil 3c halten und von den gegenüberliegenden, parallelen Seiten des konkaven Teils 3c aus aufeinander zu ausgerichtet sind. Beispielsweise ist das lichtemittierende Element 8 eine LED (Λ = 900 nm), und das lichtaufnehmende Element 9 ist ein Phototransistor. Als Materialien für die rückwärtige Platte 3b können solche Materialien verwendet werden, die bezüglich der Wellenlänge des Lichts von dem lichtemittierenden Element durchlässig sind. Beispielsweise können Glas, Styrolharz, Polykarbonatharz sowie Methacrylat-Harz verwendet werden. Hierbei muß nicht immer die ganze rückwärtige Platte 3b aus einem derartigen Material hergestellt sein; es ist jedoch notwendig, daß zumindest der konkave Teil 3c aus einem derartigen Material hergestellt ist.

Infolgedessen kann, wie in F i g. 3 dargestellt ist, die rückwärtige Platte 3b mit einem konkaven Teil auf folgende Weise hergestellt werden. In der rückwärtigen Platte 3b, die aus einem Material hergestellt ist, das sich von dem des konkaven Teils unterscheidet, ist eine öffnung 3d ausgebildet In die Öffnung 3d wird ein Teil 50 mit einem konkaven Teil 10a eingesetzt, der aus einem der vorerwähnten durchlässigen Materialien hergestellt ist und der Tei. 10 wird mittels Schrauben an der rückwärtigen Platte 3b befestigt In diesem Fall ist das Tragteil 10 verschwenkbar an einer Welle Ii gehaltert, demit das lichtemittierende Element 8 und das Ijcbtaufnehmende Element 9 leicht gewartet werden können.

Der Entwickler 6 in dem trichterförmigen Behälter 5 wird der Oberfläche der Entwiek'ungshülse 1 von der öffnung 5a aus zugeführt, die im unteren Teil des trichterförmigen Behälters 5 angeordnet ist und der Entwickler wird durch die magnetische Anziehung des Magneten 2 in der Hülse 1 zu der Oberfläche der sich drehenden Entwicklungshülse 1 hin angezogen; hierbei wird jedoch die Entwicklermenge, die zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen wird, durch die Kante der Abteilplatte 3a gesteuert Der Entwickler 6 auf der Entwicklungshülse 1 wird mit der Oberfläche der Photoleitertrommel 4 in Berührung gebracht wobei die Entwicklungshülse 1 sehr nahe bei der¹ Phctoleitertrommel 4 angeordnet ist so daß ein latentes, elektrostatisches Bild auf der Photoleitertrommel 4 entwickelt wird.

Wenn die Entwicklermenge 6 in fern trichterförmigen Behälter 5 abnimmt wenn der Enrvicklungsvorgang wiederholt wird, wird der Entwickler 6 in dem konkaven Teil 3c der rückwärtigen Platte 3b durch die magnetische Anziehung des Magneten sehr nahe bei dem kor-kaven Teil 3c zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen, so daß die Lichtmenge von dem lichtemittierenden Element 8, die von dem lichtaufnehmenden Element 9 aufgenommen wird, zunimmt wodurch es zu einer Änderung des elektrischen Stroms des lichtaufnehmenden Elements 9 kommt Auf diese Weise wird die Menge des in dem trichterförmigen Behälter 5 zurückbleibenden Entwicklers gefühlt

Das lichtemittierende Element 8 und das lichtaufnehmende Element 9 sind nahe bei der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 sowie der Entwicklerzuführöffnung 5a des trichterförmigen Behälters 5 angeordnet Infolgedessen wird der Entwickler in der Nähe des lichtemittierenden Elements und des lichtaufi:ehm;nden Elements 9 durch die magnetische Anziehung des in der Hülse 1 angeordneten Magneten immer zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen, so daß ein Abnehmen des Fühlwirkungsgrads und eine Störung bzw. ein Versagen des lichtemittierenden Clements 8 und des lichtaufnehmenden Elements 9 verhindert werden können. Wenn der Entwickler von der Außenseite des konkaven Teils 3c in der rückwärtigen Platte 3b aus gefühlt wird, wie in F i g. 2 dargestellt ist, wild der Entwickler in dem konkaven Teil 3c immer zu der Entwicklungshülse 1 hin angezogen, so daß das Abnehmen des Fühlwirkungsgrads und ein Versagen bzw. eine Störung der Elemente 8 und 9 nicht durch eine Adhäsion des Entwicklers in dem Fühlbereich des fconka"ca Teils 3c hervorgerufen werden. Wenn die Entwicklungshülse 1 und der Magnet 2 so eingestellt werden, daß die magnetische Flußdichte an der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 nahe bei dem Magnetpol des Magneten 2 1200 Gauß beträgt und ein nach dem folgenden Verfahren aufbereiteter Entwickler verwendet wird, reicnt die Anziehung der Entwicklungshülse 1 bezüglich des Entwicklers etwa 24 mm weit von der Oberfläche der Entwicklungshülse i weg. Hierbei sind 35 Gewichtsteile Styrolharz (D 125), CO Gewichtsteile Eisen (II, Ill)-Oxid (0,5 μιη), 5 Gewichtsteile Ruß (44) und bei etwa 150°C eine Stunde lang in einem wärmezuführenden Kneter feemischt, und die Mischung wird gewalzt gekühlt, gemahlen und klassiert und der Entwickler, dessen Pariikeleröße im Bereich von 10 bis

25 μιτ» liegt, wird verwendet, Wenn der vorstehend beschriebene Entwickler unter der oben angegebenen Bedingung verwendet wird, werden das lichtemittierende Element 8 und das lichtaufnehmende Element 9 24 mm weg von der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 angeordnet.

Unter der vorstehend erwähnten Bedingung und bei Verwendung der oben beschriebenen Entwicklungseinrichtung wurde ein Entwicklungsversuch durchgeführt, wobei das lichtemittierende Element 8 und lichtaufnehiTiende Element 9 in einem Abstand von 10 mm von der Oberfläche der Entwicklungshülse 1 eingestellt wurden. Es kam zu keiner Abnahme des Fühlwirkungsgrad und /u keiner Störung, wenn der konkave Teil 3c verwendet wurde, ohne daß er über eine längere Zeitperiode gereinigt wurde. Nachdem aufgrund der Tatsache, daß kein Entwickler in dem konkaven Teil 3c zurückgeblieben war. beurteilt und festgestellt wurde, daß kein Entwickler in dem trichterförmigen Behälter zurückgeblieben war. war es möglich noch weitere 70 Kopien von einer Vorlage der Größe A3 mit einem normalen Abbildungsschwärzungsgrad herzustellen.

Dies zeigt, daß im Fall der obigen Konstruktion, selbst wenn kein Entwickler in dem konkaven Teil 3c übrig gelassen wird, doch noch eine gewisse Menge an der Zuführöffnung 5a des Behälters 5 übrig bleibt. In diesem Sinn ist dann eine entsprechende zeitliche Einteilung zum Fühlen des restlichen Toners angemessen.

In Fig.4 sind Entwicklerfühlschaltungen dargestellt, die bei einer Entwicklungseinrichtung mit magnetischer Bürste verwendet werden. In den Schaltungen sind eine lichtemittierende Diode 21, ein Widerstand 22 und eine Energiequelle 23 in Reihe geschaltet, wodurch eine Schaltung gebildet ist. Licht von der lichtemittierenden Diode 21 wird mittels eines Phototransistors 24 der anderen Schaltung gefühlt. Der Kollektor des Phototransistors 24 ist mit dem positiven Pol einer Energiequelle 25 und sein Emitter ist über einen veränderlichen Widerstand 26 mit dem negativen Pol der F.nergiequelle 25 verbunden. Zwischen den Emitter des Phototransistors 24 und eine Basis eines Verstärkertransistors 24 ist eine Zenerdiode 28 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 27 ist über einen Widerstand 29 mit dem positiven Pol und sein Emitter ist über einen Widerstand 30 mit dem negativen Pol der Energiequelle 25 verbunden. Zwischen die Basis des Transistors 27 und den negativen Pol der Energiequelle 23 ist ein

Widerstand 31 geschaltet.

Der Ausgang des Transistors 27 wird zusammen mit dem Ausgang einer Abtastschaltung 32 an eine NAND-Schaltung 33 angelegt, und es wird ein Ausgang von einer Steuerschaltung 34 erzeugt Als endgültiger

ίο Ausgang kann eine Anzeige zum Nachfüllen des Entwicklers, zur Beendigung der Kopierfolge der Kopiereinrichtung oder für einen Schaltvorgang zum Austauschen eines Entwicklerbehälters verwendet werden.

Die Abtastschaltung 32 hat die folgende Funktion: Es ist manchmal nicht zweckmäßig, die Steuerschaltung 34 zu betätigen, sobald die Entwicklerfühleinrichtung mit dem Fototransistor 24 geschaltet wird. Wenn beispielsweise die Entwicklerfühleinrichtung bei der kontinuierliehen Herstellung von zehn Kopien, beispielsweise einer Vorlage, geschaltet wird, sollte die Steuerschaltung 34 außer Betrieb bleiben, bis die zehnte Kopie hergestellt worden ist. In einem solchen Fall verhindert die Abtastschaltung 32 die Betätigung der Steuerschaltung 34 durch den Transistor 27, bis alle zehn Kopien hergestellt sind.

In öcr vorbeschriebenen Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bürste wird die Entv,»cklungshülse 1 gedreht, während der in der Hülse 1 angeordnete Magnet 2 stillsteht. Die Erfindung kann jedoch auch bei einer Entwicklungseinrichtung, bei welcher die Entwickiungshülse 1 stillsteht, und bei einer Entwicklungseinrichtung angewendet werden, bei welcher sowohl die Entwicklungshülse 1 als auch der Magnet 2 gedreht werden.

Ferner ist in der vorbeschriebenen Ausführungsform eine Entwicklungsrolle verwendet. Die Erfindung kann jedoch auch bei einer Entwicklungseinrichtung mit zwei Entwicklungsrollen angewendet werden, wobei eine erste Rolle zum Laden des Entwicklers und eine zweite Rolle zur Durchführung der Entwicklung verwendet wird, wobei die Erfindung an der ersten Rolle angewendet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Entwicklungsvorrichtung mit magnetischer Bqrste, in welcher ein elektrostatisches Ladungsbild auf einem fotoleitfähigen Bildträger mittels einer an einer Entwicklungshülse mit einem Magneten ausgebildeten, magnetischen Bürste entwickelt wird, wobei aus einem Auslaß eines trichterförmigen Behälters, der in der Nähe der Oberfläche der to Entwicklungshülse angeordnet ist, ein magnetischer Linkomponenten-Entwickler der Entwicklungshülse zugeführt wird und eine Entwicklerfühleinrichtung zum Fühlen des Vorhandenseins des Entwicklers in dem trichterförmigen Behälter in der Nähe des is Auslasses des trichterförmigen Behälters und der Oberfläche der Entwicklungshülse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerfühleinrichtung eine Lichtquelle (8) und einen fotoelektrischen Wandler (9) aufweist

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die EntwickJerfühleinrichtung einen Behälter (3c, Wa) aus einem lichtdurchlässigen Material aufweist, durch weichen Entwickler (6) hindurchlaufen kann, und daß die Lichtquelle (8) und der fotoelektrische Wandler (9) jeweils so an dem Behälter (3c iOa) angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter der Entwicklerfühleinrichtung in einem Teil (3c) einer Wandung (31;) des trichterförmigen Behälters (5) ausgebildet ist

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dip Lichtquelle (8) und der fotoelektrische Wandler \4) schwenkbar an einem Tragteil (7) gehaltert sind.

5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) von der Wandung (3b) des trichterförmigen Behälters (5) abnehmbar ist

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3c) fes· mit der Wandung (3b) des trichterförmigen Behälters (5) verbunden ist.