DE3218801C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trocken-Entwicklungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 29 13 197 ist ein elektrostatisches Entwicklungs­ gerät mit einer Mischvorrichtung für das Entwicklerpulver be­ kannt. Das bekannte Gerät enthält eine Entwicklungswalze, eine Einrichtung zur Entfernung überflüssigen Toners von der Walze, um die Menge des Entwicklers bzw. Toners auf einer Entwickler­ trageeinrichtung auf eine gegebene Dicke zu steuern. Die Mi­ schungseinrichtung ist bei diesem bekannten Gerät stationär angeordnet und umfaßt eine zweiseitige Einrichtung zur Aufnah­ me des unter dem Einfluß der Schwerkraft fallenden überschüs­ sigen Toners unter Unterteilung des fallenden Toners in Teil­ mengen zu beiden Seiten der Axialmitte der Entwicklungswalze, wobei eine Kanaleinrichtung vorgesehen ist, um die fallenden Teilmengen des Toners in verschiedene Bahnen abzulenken, und zwar über die Axialmittellinie hinweg in entgegengesetzte Rich­ tungen.

Aus der US-PS 36 64 299 ist eine Trocken-Entwicklungseinheit mit einer Mischeinrichtung bekannt, wobei der in einen Ent­ wicklerbehälter eingeleitete Entwickler mit Hilfe von Schrau­ benanordnungen gemischt wird und dann anschließend zu einer Magnetbürstenwalze gefördert wird.

Da bei elektrophotographischen Geräten bei Verwendung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers nur der Toner während des Ent­ wicklungsvorganges verbraucht wird, ändert sich im Laufe des Betriebes des Gerätes das Verhältnis von Toner zu Träger an verschiedenen Stellen des Entwicklungsvorgangs und auch wäh­ rend jedes Entwicklungsvorgangs.

Wenn die relativen Anteile in solcher Weise variieren dürfen, verändert sich die Tonerkonzentration von Punkt zu Punkt des Entwicklungsvorgangs, was zu einer nicht einheitlichen Dich­ te des Bildes, das entwickelt wird, führt. Aus diesem Grund ist es ersichtlich, daß ein ausreichendes Mischen und Rühren des Entwicklers durchgeführt werden muß. Um eine einheitliche Tonerkonzentration zu erreichen, muß der durch die Entwick­ lungseinheit durchgeführte Rührvorgang in ausreichender Wei­ se durchgeführt werden, insbesondere in Querrichtung. Ein ge­ wöhnliches, auf dem Bildträger gebildetes, latentes Bild hat verschiedene Ladungsverteilungen in Quer- und Längsrichtung, was verschiedene Mengen von Tonerverbrauch in den jeweiligen Richtungen ergibt.

Das eingangs erläuterte bekannte elektrostatische Entwick­ lungsgerät ist zwar mit einer zusätzlichen Einrichtung ausge­ stattet, um einen Rührvorgang in gekreuzter Form oder in Quer­ richtung durchzuführen, es muß jedoch zur Erzielung eines wirk­ samen Rührvorgangs der Entwickler, der einmal durch eine der­ artige Einrichtung quer geführt worden ist, in die ursprüngli­ che Richtung zurückgebracht werden. Dies führt jedoch zu einem vergleichsweise komplexen Mechanismus und erfordert auch ein erhöhtes Drehmoment. Der Verwendung einer derartigen Rührein­ richtung erfordert das Vorsehen einer Mehrzahl von Ablenk­ platten, die in der Bahn des freien Falls oder Flusses des Entwicklers angeordnet sein müssen, was aber zu einer sperri­ gen Anordnung führt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Trocken-Entwicklungseinheit der angegebenen Gattung derart zu verbessern, daß jegliche Nichteinheitlichkeit des Tonerverbrauchs in Querrichtung und auch in Längsrichtung des Bildträgers mit Hilfe eines einfachen Mechanismus wirk­ sam beseitigt bzw. kompensiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schemtischen Querschnitt einer Trocken-Entwicklungsein­ heit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer in der Entwicklungseinheit der Fig. 1 verwendeten Entwicklerrührvorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung verschiedener Quer-Stellen in der in Fig. 2 gezeigten Rührvor­ richtung;

Fig. 4 graphisch eine Änderung in der Tonerkonzentration bei verschiedenen in Fig. 3 bezeichneten Quer-Stellen in Abhängigkeit von der Zeit.

In Fig. 1 ist ein Entwicklerbehälter 11 gezeigt, in dem in seinem unteren Teil ein Rührflügelrad 12 zur Drehung in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn angeord­ net ist. Eine Entwicklertrageinrichtung in Form einer Entwicklerhülse ist zur Drehung in Richtung entgegen dem Uhzeigersinn an einer Stelle, die aufwärts vom und links vom Rührflügelrad 12 verschoben ist, angeordnet. Die Entwicklerhülse 13 ist aus nicht-magntischem Material gebildet und trägt fest eine Mehrzahl von Magneten N und S an vorgege­ benen Stellen in ihrem Inneren. Der Entwicklerbehälter 11 weist eine Deckplatte 14 auf, von der sich eine Rakel 15 auf die Entwicklerhülse 13 zu erstreckt, was einen vorgegebenen Zwischenraum zwischen dem freien Ende des Vorsprungs und der Oberfläche der Hülse 13 abgrenzt. Die Rakel 15 dient zum Steuern der Entwicklermenge auf der Hülse 13 auf eine gegebene Dicke. Eine später zu beschreibende Ent­ wickler-Rührvorrichtung 16, die gemäß der Erfindung aufge­ baut ist, ist im Großen und Ganzen unterhalb der Rakel 15 angeordnet.

Der Entwickler-Behälter 11 enthält einen Zwei-Komponenten-Entwickler 17, der einen Harztoner und einen magnetischen Träger aufweist. Beide Komponenten werden mittels des Rührflügelrades 12 zu­ sammengeführt, um triboelektrisch geladen zu werden, und durch das Rad 12 aufwärts gepumpt. Der Entwickler 17 in einem Bereich nahe der Hülse 13 wird dann auf deren Oberfläche durch die magnetische Kraft der in der Hülse 13 angeordneten Magneten übertragen. Der übertragene Entwickler wird auf­ wärts gefördert, wenn sich die Hülse 13 dreht, um mittels der Rakel auf eine gegebene Stärke abgeschabt zu werden. Nach Vorbeigang an der Rakel 15 wird der Ent­ wickler auf der Hülse 13 mit einem auf einem photoempfind­ lichen Teil oder Trommel 18, das bzw. die nahe der Hülse 13 im Bereich einer im Behälter 11 ausgebildeten Öffnung 29 angeordnet ist, gebildeten latenten Bild in Berührung ge­ bracht. Es muß bemerkt werden, daß im Bereich der Öffnung 29 sich die Trommel 18 in der gleichen Richtung wie die Hülse 13 dreht, aber es muß bemerkt werden, daß sich die Hülse 13 mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr die dreifache der der Trommel 18 ist, dreht. Der Entwickler auf der Hülse 13 fällt frei herunter in einem Bereich, wo er frei vom Einfluß der Magnetkraft ist, wodurch er zum im Entwickler-Behälter 11 enthaltenen Entwicklerrest zurückgeführt wird. Andererseits wird eine überschüssige Menge von Entwickler, der durch die Rakel 15 abgeschabt worden ist, ganz oder im wesentlichen einem Quer-Rührvorgang durch die Rührvorrichtung 16 unter­ worfen, bevor er zum im Behälter 11 enthaltenen Rest des Entwicklers rückgeführt wird.

In Fig. 2 weist die Vorrichtung 16 eine Fließplatte 19, die in einer nach unten geneigten Lage zum Empfangen des ganzen Entwicklers oder eines wesentlichen Teiles davon, der durch die Rakel 15 abgeschabt worden ist, angeordnet ist, eine Mehrzahl von Ablenkplatten 20, die auf der Fließplatte 19 in einem Winkel bezüglich ihrer Länge und in paralleler Beziehung zueinander angebracht sind, um zu bewirken, daß der Entwickler, der entlang der Ablenkplatten 20 fließt, zu einer Seite verschoben wird, und eine Schraubenanordnung 21, die auf der Rückseite des Bodens der Fließplatte 19 zum Fördern des Ent­ wicklers in die entgegengesetzte Richtung angeordnet ist, auf. Die Schraubenanordnung 21 weist eine Schraube 22 mit einem schraubenförmig gewundenen Blatt bzw. Flügel und einer Abdeckung 24 auf, so daß ein Förderweg 23 gebildet wird. Die Teile der Schraubenanordnung 21 werden zwischen einem Paar von Seitenplatten 25, 26 des Behälters getragen. Eine Einwicklereinlaßöff­ nung 27 ist im unteren Bereich der Fließplatte 19 an dem Ende, gegen das der Entwickler verschoben wird, ausgebildet. Eine Entwicklerauslaßöffnung 28 ist im Boden der Ab­ deckung 24 am entgegengesetzten Ende ausgebildet.

Eine überschüssige Menge an Entwickler, die von der Rakel 15 abgeschabt worden ist, wird veranlaßt, sich in eine Richtung gegen eine der Seitenplatten, 25, zu verschieben, mittels der einzelnen Ablenkplatten 20, während sie frei ent­ lang der Fließplatte 19 fließt. Der Teil des Entwicklers, der durch eine der Ablenkplatten 20 a, die der Öffnung 27 nächstliegend angeordnet ist, abgelenkt wird, geht durch die Öffnung 27 hindurch, um in die Schraubenanordnung 21 ein­ zutreten, während der Rest des Entwicklers frei von der Fließ­ platte 19 herunterfällt, um mit dem im Behälter enthaltenen Entwickler vermischt zu werden. Eine derartige Funktion der Ablenkplatten 20 führt zu einer Quer-Rührwirkung des Entwicklers.

Angenommen, die Schraubenanordnung sei nicht vorhanden; dann wird der verschobene Entwickler gegen die Seitenplatte 25 angehäuft, während er bei der Seitenplatte 26 fehlen wird. Aus diesem Grund ist die Schraubenanordnungs 21 vorgesehen, um einen Teil des Entwicklers, der bei der Seitenplatte 25 angehäuft worden ist, in Richtung auf die Seitenplatte 26 zurückzuführen, um eine einheitliche Dichte des Entwicklers, in Quer-Richtung gesehen, zu erzielen. Auf diese Weise wird eine weitere Quer-Rührwirkung gefördert.

Wenn der Entwickler seinen Weg durch die Öffnung 27 in die Schraubenan­ ordnung 21 findet, wird der Entwickler durch die Drehschraube 22 entlang dem Förderweg 23 in eine durch einen Pfeil ange­ zeigte Richtung gefördert. Er wird letztlich in den im Behäl­ ter enthaltenen restlichen Entwickler durch die Entladeöffnung 28, die in der Abdeckung 24 an dem an die Seitenplatte 26 angrenzenden Ende ausgebildet ist, entladen. Der abgeladene Entwickler wird erneut durch die Entwicklereinheit geführt und wird wiederum durch die Rakel 15 abgeschabt, um durch eine andere der Ablenkplatten 20 b, abgelenkt zu werden, die an der der Ablenkplatte 20 a gegenüberliegenden Seite ange­ ordnet ist. Während des nächsten Umlaufs wird der Entwickler durch die nächste Platte 20 c abgelenkt. Auf diese Weise wird der Entwickler aufeinanderfolgend abgelenkt, um eine quer­ gerichtete Zirkulation im Inneren der Entwicklereinheit zu erzielen. Folglich ist erkennbar, daß ein sehr wirksamer Rührvorgang des Entwicklers in der Querrichtung auftritt.

Fig. 3 erläutert schematisch die Teilung des wirksamen Be­ reiches der Fließplatte 19 in vier gleiche Abschnitte in einer Richtung von der Seitenplatte 25 zur Seitenplatte 26 gesehen. Fünf Punkte, die die Grenze zwischen den angrenzen­ den Bereichen darstellen, werden durch die Buchstaben a, b, c, d und e angezeigt. In einem Probelauf wird ein Entwickler mit einer verhältnismäßig hohen Tonerkonzentration von 4,39 Gew.-% in einen Bereich A, der sich von der Seitenplatte 25 bis zum Punkt c erstreckt, geladen, und ein Entwickler mit einer verhältnismäßig niedrigen Tonerkonzentration von 2,63 Gew.-% wird in einen Bereich B, der sich vom Punkt c bis zur Seitenplatte 26 erstreckt, geladen, woraufhin die in Fig. 1 gezeigte Entwicklungseinheit in Betrieb genommen wurde. Fig. 4 er­ läutert graphisch das Ergebnis des Versuchsablaufs. Es ist ersichtlich, daß nach dem Betreiben der Entwicklungseinheit für einen Zeitraum von 4 bis 5 min die Tonerkonzentration bei quer beabstandeten Punkten a, b, c, d und e sich einem im wesentlichen einheitlichen Wert nähert. Dieses Ergebnis ist bemerkenswert, da praktischen Zwecken Genüge getan werden kann, wenn die Tonerkonzentration nach Betreiben einer Ent­ wicklungseinheit während einer Zeit in der Größenordnung von 8 min einheitlich gemacht werden kann. Bei der in Fig. 1 gezeigten Einheit wird der Toner durch eine Öffnung 30 im wesentlichen gleichmäßig in Querrichtung zu­ geführt und daher stellt der beschriebene wirksame Rührvor­ gang der in der Querrichtung erzielt wurde, eine einheitliche Tonerkonzentration im Entwickler 17, der im Behälter 11 ent­ halten ist, in einem kurzen Zeitraum sicher und stellt auch eine zufriedenstellende Ladewirkung sicher.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine einzelne Ablenkplatte ebenso verwendet werden kann. In diesem Fall wird der ganze Entwickler auf der Fließplatte einmal zu einer Seite durch die einzelnen Ablenkplatten ver­ schoben, um in die Schraubenanordnung geführt zu werden. Wenn der Entwickler in die entgegengesetzte Richtung durch die Schraubenanordnung gefördert wird, kann der Entwickler aufeinanderfolgend durch eine in der Abdeckung der Anordnung ausgebildete Entladeöffnung in kontinuierlicher Weise ent­ laden werden, und demzufolge wird eine im wesentlichen ein­ heitliche Entwicklerdichte, in Querrichtung des Behälters gesehen, erzielt.

Als eine Alternative kann ein endloses Band an die Stelle der Entwicklungshülse verwendet werden, um als Entwickler­ trageinrichtung zu dienen. Zusätzlich kann ein anderes glei­ ches oder ähnliches Rührflügelrad unterhalb und rechts vom Rührflügelrad 12 vorgesehen sein. Ein Ein-Komponenten-Ent­ wickler kann verschiedene Arten von Toner aufweisen und kann einen Zusatz enthalten und ebenso verwendet werden.

Claims (7)

1. Trocken-Entwicklungseinheit mit einer Entwicklertrageinrichtung (13) zum Tragen eines Entwicklers (17) auf ihrer umlaufenden Oberfläche aus einem Entwicklerbehälter (11) zu einem Träger (18) eines latenten Bildes und einer vor dem Entwicklungsbereich angeordneten Rakel (15) zum Steuern der Menge des Entwicklers auf der Etwicklertrageinrichtung auf eine ge­ gebene Dicke, gekennzeichnet durch eine geneigte Fließplatte (19), von der zumindest ein Teil des durch die Rakel (15) ab­ geschabten Entwicklers aufgefangen wird, so daß er auf ihr herabfließen kann, ein oder mehrere Ablenkplatten (20, 20 a,-20 c), die auf der Fließ­ platte (19) angebracht sind, um den Fluß des Entwicklers nach einer Seite hin zu verschieben, und eine Schraubenanordnung (21), die zumindest einen Teil des zu besagter Seite verschobenen Entwicklers empfängt, um ihn auf die andere Seite zu fördern, so daß er in den Entwicklerbehälter (11) zu­ rückfällt.

2. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatten (20, 20 a, 20 c) in einem Winkel in Bezug auf die Fließplatte (19) angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen, daß im un­ teren Bereich der Fließplatte eine Entwicklereinlaßöffnung (27) ausgebildet ist, die mit der Schraubenanordnung (21) in einem Bereich außerhalb der Ablenkplattenanordnung in Verbindung steht und die in der Richtung, in der der Ent­ wickler verschoben wird, am äußersten Ende der Ablenkplat­ tenanordnung angebracht ist, und daß die Schraubenanordnung mit einer Entwicklerentladeöffnung (28) an einem Ende ge­ genüber der Entwicklereinlaßöffnung (27) zum Rückführen des Entwicklers in den Behälter (11) in Verbindung steht.

3. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Ablenk­ platte vorgesehen ist, die die ganze Fließplatte (19) un­ ter einem Winkel quert, wobei der untere Bereich der Fließ­ platte mit einer Entwicklereinlaßöffnungen ausgebildet ist, die mit der Schraubenanordnung in einem Bereich außerhalb des äußersten der Verschieberichtung entsprechenden Endes der einzelnen Ablenkplatte in Verbindung steht, und daß der un­ tere Bereich der Schraubenanordnung mit Entwicklerentlade­ öffnungen, die den Entwickler im wesentlichen in einheitli­ cher Weise entlang ihres Förderweges in den Behälter zurück­ führen, ausgestattet ist.

4. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß die Entwicklertragein­ richtung eine Entwicklungshülse (13) aufweist.

5. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklertragein­ richtung ein endloses Band aufweist.

6. Entwicklungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent­ wickler aus einem Zwei-Komponenten-Entwickler (17) mit einem Toner und einem Träger besteht.

7. Entwicklungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent­ wickler aus einem Ein-Komponenten-Entwickler, der eine un­ terschiedliche Art von Toner enthält, besteht.