DE2910254C2 - - Google Patents

Description

Eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende Vorrichtung zum Zuführen von magnetischem Toner zur Bildentwicklungszone eines Kopiergeräts ist aus DE-A-25 34 478 bekannt.

Ein Problem derartiger Einrichtungen besteht darin, daß sie eine Zuführung von Toner mit im wesentlichen konstanter Menge vom Vorratsbehälter an die Manteloberfläche der Toner- Transportwalze bewirken. Diese konstant zugeführte Tonermenge muß dabei so gewählt werden, daß sie für Bilder mit einem hohen Anteil an Schwärzungen ausreicht. Werden jedoch Bilder entwickelt, die nur verhältnismäßig Toner benötigen, so führt der nicht verbrauchte Toner zu einer immer größeren Anhäufung auf der Manteloberfläche, wodurch die Bildqualität verschlechtert und benachbarte Teile des Kopiergeräts verschmutzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tonerzuführeinrichtung der bekannten Gattung so zu gestalten, daß die Menge an aus dem Tonervorratsbehälter zugeführtem Toner automatisch so gesteuert wird, daß die sich an der Austrittsöffnung bildende Toneransammlung eine vorgegebene Menge nicht überschreitet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das der erfindungsgemäßen Lösung zugrunde liegende Prinzip sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 und 3 eine schematische Darstellung bzw. ein Diagramm zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips, und

Fig. 4 bis 6 alternative Ausführungsformen der Erfindung.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 gelangt magnetischer Toner 12 aus einem Vorratsbehälter 10 durch dessen Austrittsöffnung 14 auf die Oberfläche eines nicht-magnetischen zylindrischen Mantels 18 einer Transportwalze 16, die eine innerhalb des Mantels 18 rotierende Magnetwalze 20 aufweist. Die Magnetwalze 20 ist an ihrer Oberfläche mit mehreren zur Walzenachse parallelen, langgestreckten Magnetpolen abwechselnder Polarität versehen.

Dreht sich die Magnetwalze 20, so führen die bipolaren Tonerteilchen auf der Oberfläche des Mantels 18 eine Drehbewegung aus und laufen auf dieser in zur Drehrichtung der Magnetwalze 20 entgegengesetzter Richtung. Dieser Vorgang ist als "Curl"-Bewegung bekannt.

Es wurde nun festgestellt, daß dann, wenn nichtmagnetische Platten P₁ . . . P₆ am Außenumfang der Magnetwalze 20 parallel zur Walzenachse angeordnet werden, ein anderes Phänomen auftritt. Wie in Fig. 2 dargestellt, werden auf den Magnettoner auf den nichtmagnetischen Platten entgegengesetzte Kräfte ausgeübt. Der Magnettoner, der sich der Magnetwalze 20 am nächsten befindet, wird zur Oberfläche der Walze hin angezogen. Der Toner, der sich auf den nichtmagnetischen Platten außerhalb eines vorgegebenen Abstandes A befindet, bewegt sich bzw. rollt jedoch von der Magnetwalze weg, da dort die Magnetflußdichte der Magnetwalze nicht groß genug ist, um den magnetischen Toner zur Magnetwalze hin zu ziehen, jedoch andererseits groß genug ist, um zu bewirken, daß sich der magnetische Toner dreht und daher rollt bzw. sich spiralförmig in seiner Lage verändert. Jenseits eines weiteren vorgegebenen Abstandes B von der Magnetwalze ist die Magnetflußdichte aufgrund der Magnetwalze so gering, daß der magnetische Toner sich nicht mehr dreht, sondern bewegungslos bleibt.

Es wurde festgestellt, daß die Abstandsgrenze A, innerhalb der der magnetische Toner zur Magnetwalze hin angezogen wird, der Abstand ist, bei dem der Magnet eine Magnetflußdichte von wenigstens 8 mT auf den magnetischen Toner ausübt. Über der Abstandsgrenze B hinaus, bei der der Magnet nur noch eine Kraft von 0,8 mT ausübt, wird der magnetische Toner jedoch nicht mehr durch die Magnetflußdichte der Magnetwalze beeinflußt.

Fig. 3 zeigt graphisch den Zusammenhang zwischen dem Abstand (in Millimetern) von der Oberfläche der Magnetwalze und der Magnetflußdichte (in mT) bei zwei herkömmlichen Magnetwalzen, wobei auf der Ordinate ein logarithmischer Maßstab aufgetragen ist. Die mit (E) bezeichnete Gerade zeigt eine solche Abhängigkeit für eine Magnetwalze, die aus anisotropem Bariumferrit hergestellt ist, und die mit (F) bezeichnete Gerade zeigt die Beziehung für eine Magnetwalze, die aus isotropem Bariumferrit hergestellt ist.

Bekanntermaßen weist die anisotrope magnetische Walze eine hohe magnetische Anziehung und die isotrope magnetische Walze eine geringere magnetische Anziehung auf. Die Magnetflußdichte (E) der anisotropen Magnetwalze wird mit der Gleichung Bx = 164 e ^-0,26x und die Magnetflußdichte (F) der isotropen Magnetwalze wird mit der Gleichung Bx = 108 e ^-0,26x berechnet. Hierbei ist Bx die Magnetflußdichte (in mT) im Abstand x (in mm) von der Magnetwalzenoberfläche und e die logarithmische Basis.

Es sei noch bemerkt, daß die Grenze A, die den größten Abstand angibt, innerhalb der eine Magnetflußdichte von 8 mT oder mehr auf den magnetischen Toner ausgeübt wird, bei anisotropem Bariumferrit zwischen 9 und 10 mm und bei anisotropem Bariumferrit zwischen 11 und 12 mm liegt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist eine horizontale nichtmagnetische Platte 30 einstückig mit der Bodenwand 32 des Tonervorratsbehälters 10 ausgebildet. Die Platte 30 bildet eine Führung oder einen Zufuhrweg von der Auslaßöffnung 14 des Vorratsbehälters 10 zur Oberfläche des nichtmagnetischen Mantels 18 der Tonertransportwalze 16. Die Platte 30 liegt in tangentialer Richtung zur Oberfläche des Mantels 18. Die Austrittsöffnung 14 bildet einen Zuführungsspalt von etwa 2 mm und befindet sich im wesentlichen an der Begrenzungslinie A für die magnetische Anziehung durch die Magnetwalze 20.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann das Ende der Bodenwandung 32 des Vorratsbehälters 10, das von der Magnetwalze 20 am weitesten beabstandet ist, etwa auf der Grenzlinie B für die Spiralbewegung, d. h. an der Abstandsgrenze liegen, an der die Magnetwalze 20 keinen Einfluß mehr auf den Magnettoner 12 hat. Eine solche Anordnung des Tonerbehälters bzw. des Tonertrichters 10 muß, wie die Fig. 4 bis 6 zeigen, nicht notwendigerweise so gewählt werden.

Wenn sich die Magnetwalze 20 gegen den Uhrzeigersinn dreht, und der Zylindermantel 18 feststeht, bewegt sich der von der Platte 30 herunterfallende magnetische Toner 12 im Uhrzeigersinn auf dem Zylindermantel 18 zur Entwicklungszone. Dort entwickelt der Toner die elektrostatischen latenten Bilder, und der überschüssige magnetische Toner dreht sich weiter im Uhrzeigersinn um den Mantel 18 herum und kehrt wieder auf die nichtmagnetische Oberfläche der Platte 30 zurück. Infolgedessen beginnt sich der Toner auf der Platte 30 zur Austrittsöffnung 14 hin anzusammeln.

Wenn auf der Platte 30 sich immer mehr Toner ansammelt und der angesammelte Toner zur Austrittsöffnung 14 gelangt, übersteigt der obere Teil des angesammelten Toners die Abstandsgrenze A, d. h. der dort befindliche Toner wird nicht mehr zur Magnetwalze 20 hin angezogen; er rollt stattdessen zur Austrittsöffnung hin, so daß dadurch der Austritt von weiterem Toner aus der Austrittsöffnung 14 behindert wird.

In diesem Zustande dreht sich der magnetische Toner 12 auf der Platte 30, der der Magnetwalze 20 am nächsten liegt, aufgrund der abwechselnden Polarität der Magnetwalze 20, jedoch wird er dennoch auf die Oberfläche des Mantels 18 hin gezogen, so daß eine stetige Zuführung des Toners auf den Mantel aufrechterhalten bleibt. Diese Wirkung verringert die Ansammlung von magnetischem Toner 12 auf der Platte. Wenn das Austreten von Toner durch die Austrittsöffnung 14 durch die Verschiebung des Toners von der Magnetwalze weg behindert wird, wird auch die Ansammlung an Toner auf der Platte verringert, und der Toner wird wieder aus der Öffnung 14 auf die Platte abgegeben und durch die Magnetwalze 20 angezogen. Auf diese Weise wird eine automatische Steuerung der Magnettonermenge bewirkt.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, bei denen die Austrittsöffnung im wesentlichen an der Abstandsgrenze A angeordnet ist, um die Ansammlung an Toner mittels des Phänomens der Spiral- bzw. Curl-Bewegung zu steuern. Bei allen diesen Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Platte 30 im wesentlichen tangential zum Mantel 18.

In Fig. 4 ist die rückwärtige Wandung des Tonervorratsbehälters 10 geneigt, damit der Toner zur Austrittsöffnung 14 hin rutschen kann, und die nichtmagnetische Platte 30 steht etwas schräg nach oben.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Platte 30 vertikal angeordnet, und die Magnetwalze 20 dreht sich im Uhrzeigersinn.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist die Platte 30 horizontal jedoch tangential zur Unterseite des Mantels 18 hin angeordnet, und die Magnetwalze 20 dreht sich im Uhrzeigersinn. Der Toner 12 wird wiederum durch den durch die Platte 30 und die Oberfläche des Mantels 18 gebildeten Spalt zugeführt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Zuführen von magnetischem Toner (12) zur Bildentwicklungszone eines Kopiergeräts mit
einer in einem nicht-magnetischen zylindrischen Mantel (18) rotierenden Magnetwalze (20), die an ihrer Oberfläche mehrere zur Walzenachse parallele langgestreckte Magnetpole abwechselnder Polarität aufweist,
einem Toner-Vorratsbehälter (10) mit einer unteren Austrittsöffnung (14) und
einer nicht-magnetischen Platte (30), die Toner von der Austrittsöffnung (14) in die Nähe der Oberfläche des Mantels (18) führt und mit ihrem Endbereich eine Abstreifkante zur Begrenzung der Dicke der auf den Mantel (18) gelangenden Tonerschicht bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (30) im wesentlichen tangential zur Oberfläche des Mantels (18) verläuft, und
daß die Austrittsöffnung (14) im Bereich einer gedachten Zylinderfläche (A) angeordnet ist, die auf der Platte (30) die Zone, in der der Toner durch die Magnetkraft der Magnetwalze (20) in Richtung des Mantels (18) gezogen wird, von derjenigen Zone trennt, in der sich der Toner von der Magnetwalze (20) wegzuwälzen sucht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (30) einstückig mit einer Wand (32) des Vorratsbehälters (10) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (30) horizontal verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Induktion auf der Platte (30) an der Austrittsöffnung (14) im wesentlichen 8 mT beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung zwischen der Austrittsöffnung (14) und der Magnetwalze (20) längs der Platte (30) 9 bis 12 mm beträgt.