DE3535914C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Tonerzuführsystem für
eine Entwicklungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
In den letzten Jahren entstand ein steigender Bedarf an
Farbkopien. Dementsprechend werden zunehmend Kopiergeräte
eingesetzt, die allgemein als elektrofotografische Voll
farben-Kopiergeräte bezeichnet werden und bei denen elektro
fotografische Verfahren angewandt werden.
Bei Vollfarben-Kopiergeräten wird das an einem fotoem
pfindlichen Material erzeugte elektrostatische Latentbild in
mehreren Arbeitsgängen durch Aufbringen von Tonern bzw.
Entwicklern unterschiedlicher Farbe sichtbar gemacht. Die
die Toner auf das fotoempfindliche Material aufbringenden
Entwicklungseinheiten können im Gerät auf unterschiedliche
Weise angeordnet werden.
In der US-PS 39 87 756 ist ein System der eingangs genannten
Art beschrieben. Dabei sind die Entwicklungseinheiten für
die verschiedenen Farben in der Nähe des fotoempfindlichen
Materials um eine Drehachse herum angeordnet und werden von
einem Träger gehalten. Durch Drehen dieser sogenannten
Drehtrommel- bzw. Entwicklungsvorrichtung werden die
Entwicklungseinheiten nacheinander in eine Entwicklungs
stellung gebracht, in der sie den farbigen Toner auf das
fotoempfindliche Material aufbringen. Bedingt durch die
Tatsache, daß jede einzelne Entwicklungseinheit einen
Vorratsbehälter mit Toner aufweist, ergibt sich der
Nachteil, daß bei großem Vorratsbehälter die
Entwicklungseinheiten groß und schwer werden und somit
schlecht zu steuern sind oder bei kleinem Vorratsbehälter
häufig Toner nachgefüllt werden muß.
In der US-PS 41 42 655 ist eine aus einer einzigen
ortsfesten Entwicklungseinheit bestehende Entwicklungsein
richtung beschrieben, die über flexible Tonertransport
schläuche mit einem ortsfesten Tonervorratsbehälter
verbunden ist. Über eine Zuführleitung wird einem Toner
spender in der Entwicklungseinheit Toner aus dem Toner
vorratsbehälter zugeführt. Mittels einer Rückführleitung
wird überschüssiger Toner aus dem Tonerspender zum
Tonervorratsbehälter rückgeführt. An die Verwendung mehrerer
Entwicklungseinheiten ist nicht gedacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tonerzuführ
system gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart
weiterzubilden, daß zum ununterbrochenen Entwickeln einer
Vielzahl von Latentbildern die Bevorratung einer großen
Tonermenge möglich wird, und dennoch die Entwicklungsvor
richtung klein bemessen sein kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene separate Vorrats
batterie bedarf es keiner Bevorratung einer größeren Toner
menge in der einzelnen Entwicklungseinheit, so daß die
Entwicklungseinrichtung in ihren Abmessungen sehr klein
gehalten werden kann, was sich infolge des geringen
Trägheitsmoments insgesamt positiv auf den konstruktiven und
steuerungstechnischen Aufwand auswirkt. Wenn die einzelne
Entwicklungseinheit in eine Nachfüllposition gelangt, wird
erfindungsgemäß ein Durchlaß für den nachzufüllenden Toner
freigegeben, der wieder gesperrt wird, wenn die
Entwicklungseinheit die Nachfüllposition verläßt. Auf diese
Weise kann bei jedem Passieren der Nachfüllposition ein
Nachfüllen von Toner erfolgen, so daß kein Unterbrechen des
Betriebs der Entwicklungseinrichtung zum Zwecke der
Ergänzung des Tonervorrats erforderlich wird. Darüber hinaus
wird jegliche Gefahr eines Vermischens unterschiedlicher
Toner aus der Vorratsbatterie vermieden, da in der Nachfüll
position stets nur der der jeweiligen Entwicklungseinheit
zugehörige Toner durchgelassen wird. Auf diese Weise wird
eine hervorragende Qualität der entwickelten Bilder sicher
gestellt.
Das erfindungsgemäße Tonerzuführsystem kann nicht nur für
eine Dreh- bzw. Revolver-Entwicklungsvorrichtung zum
Befördern von Entwicklungseinheiten längs einer Kreisbahn,
sondern auch für eine Entwicklungsvorrichtung mit einer
andersartigen Zubringervorrichtung wie einem endlosen Band
verwendet werden, welches die Entwicklungseinheiten längs
einer nichtkreisförmigen Bahn, wie einer ovalen Bahn,
befördert.
Das erfindungsgemäße Tonerzuführsystem ist sowohl in
Trockenentwicklungsvorrichtungen als auch in Naßentwick
lungsvorrichtungen verwendbar und zum Zuführen von sowohl
Zweikomponenten-Entwicklern, die ein Trägermittel und Toner
enthalten, als auch Einkomponenten-Entwicklern geeignet, die
nur einen magnetischen Toner enthalten.
Die Entwicklungsvorrichtung kann entweder eine Vollfarben-
oder eine Mehrfarben-Vorrichtung sein, bei der zwei, drei
oder mehr einzelne Farben verwendet werden.
Das erfindungsgemäße System kann auf vorteilhafte Weise
nicht nur in Verbindung mit einem elektrofotografisch auf
nahmefähigen Material, sondern auch in Verbindung mit
verschiedenerlei andersartigen Latentbildträgern, wie z.B.
einem isolierenden Material eingesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran
sprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
des Tonerzuführsystems,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines elektro
photographischen Vollfarben-Kopiergeräts mit dem
Tonerzuführsystem, gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Revolver-
Entwicklungsvorrichtung, bei der das
Tonerzuführsystem gemäß Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Entwicklungs
einheit, die in die in Fig. 3 gezeigte Revolver-
Entwicklungsvorrichtung eingesetzt wird,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 3
gezeigten Revolver-Entwicklungsvorrichtung,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 3 ge
zeigten Revolver-Entwicklungsvorrichtung von der
gegenüberliegenden Seite her gesehen
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Behälter
vorrichtung und einer Tonerdurchlaßvorrichtung
des in Fig. 1 gezeigten Tonerzuführsystems,
Fig. 8 eine vergrößerte und zum Teil aufgeschnitten
dargestellte perspektivische Ansicht der Toner
durchlaßvorrichtung des Tonerzuführsystems nach
Fig. 7
Fig. 9 eine Axialschnittansicht einer anderen Toner
durchlaßvorrichtung
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Funk
tionsweise des Tonerzuführsystems,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels
einer in Verbindung mit dem Tonerzuführsystem
eingesetzten Tonerdichte-Meßvorrichtung,
Fig. 12 eine Blockdarstellung zur Erläuterung der
Funktionsweise der Revolver-Entwicklungsvorrich
tung und des Tonerzuführsystems nach Fig. 1,
Fig. 13 eine vergrößerte Teilschnittansicht, einer
Unterteilungs-Dichtungsvorrichtung, welche
in der Tonerdurchlaßvorrichtung nach Fig. 8 ver
wendet werden kann,
Fig. 14 eine vergrößerte
Teilschnittansicht
einer Unterteilungs-Dichtungsvorrichtung,
die in der Tonerdurchlaßvorrichtung nach Fig. 8
verwendet werden kann.
Fig. 15 eine Axialschnittan
sicht einer Tonerdurchlaßvor
richtung,
Fig. 16 eine Axialschnittan
sicht einer Tonerdurchlaßvor
richtung,
Fig. 17 eine schematische Querschnittsansicht einer
Revolver-Entwicklungsvorrichtung eines zweiten
Ausführungsbeispiel des Tonerzu
führsystems,
Fig. 18 eine Axialschnittansicht einer bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 verwendeten Tonerdurchlaß
vorrichtung,
Fig. 19 eine Unteransicht einer Hohlwelle und einer
Abdeckplattenanordnung, die bei der Tonerdurch
laßvorrichtung nach Fig. 17 verwendet werden.
Fig. 20 und 21 Teilansichten, die Verschlußplatten
und Entwicklungseinheiten der Tonerdurchlaßvor
richtung nach Fig. 17 zeigen,
Fig. 22 eine schematische Querschnittsansicht einer
Revolver-Entwicklungsvorrichtung und eines Toner
zuführsystems gemäß einem dritten Ausführungs
beispiel
Fig. 23 eine Explosionsdarstellung
eines bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 22 verwendeten Ver
schlusses,
Fig. 24 eine schematische Querschnittsansicht einer
Revolver-Entwicklungsvorrichtung und eines Toner
zuführsystems gemäß einem vierten Ausführungs
beispiel
Fig. 25 eine schematische
Querschnittsansicht, die veranschaulicht, wie der
Toner mittels des Tonerzuführsystem gemäß Fig. 24 zugeführt
wird.
Obgleich die Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit
Revolver-Trockenentwicklungs-Vorrichtungen für ein elektro
photographisches Vollfarben-Kopiergerät beschrieben sind,
ist es ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Tonerzuführ
system gleichermaßen auch bei
andersartigen Entwicklungsvorrichtungen verwendet werden
kann.
Zum Erzeugen von Ladungsbildern für die Vollfarben-
Elektrophotographie können verschiedenerlei Verfahren
angewandt werden. Hierzu zählt das NP-Verfahren, das
eine Primärladung, eine Sekundärladung mit Farbauszugsbe
lichtung und eine Totalbelichtung umfaßt. Zu diesen Ver
fahren zählt auch das Carlson-Verfahren, das eine Primär
ladung und eine Farbauszugsbelichtung umfaßt. Es sind
auch andere Verfahren anwendbar. In der folgenden Be
schreibung wird auf ein elektro
photographisches Kopiergerät Bezug genommen, bei dem das
Carlson-Verfahren angewandt wird.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2,
die eine schematische Schnittansicht eines elektrophoto
graphischen Vollfarben-Kopiergeräts zeigt der Aufbau
eines elektrophotographischen Vollfarben
Kopiergeräts erläutert, bei dem das erfindungsgemäße Toner
zuführsystem verwendet wird. Dieses Kopiergerät weist
ungefähr in der
Mitte des Geräts eine Trommel 1 mit einer
elektrophotographischen photo
empfindlichen Schicht an ihrer Oberfläche auf. Die photoempfindliche
Trommel 1 ist um eine horizontale Achse
in der Richtung eines Pfeils X, nämlich entgegen dem Uhr
zeigersinn gemäß Fig. 2 drehbar.
Oberhalb der photoempfindlichen Trom
mel 1 befindet sich ein Primärladerz. Eine Dreheinstellungs- bzw. Revolver-
Entwicklungsvorrichtung 100 ist gemäß Fig. 2 links neben
der photoempfindlichen Trommel 1 angeordnet. Diese Re
volver-Entwicklungsvorrichtung enthält ein erfindungsge
mäßes Tonerzuführsystem 200; unter
halb der photoempfindlichen Trommel 1 ist eine Übertra
gungsvorrichtung 5 angeordnet; eine Reinigungsvorrichtung
ist gemäß Fig. 2 rechts neben der photoempfindlichen Trom
mel 1 angebracht. Die Übertragungsvorrichtung 5 läuft
im Uhrzeigersinn ge
mäß Fig. 2 um.
Im oberen Teil des elektrophotographischen Kopiergeräts
ist ein optisches System 10 angeordnet, das zum Proji
zieren des Bilds einer auf eine Auflage 7 aufgelegten
Vorlage 0 auf denjenigen Bereich der photoempfindlichen
Trommel 1 ausgebildet ist, der in einem zwischen dem Pri
märlader 2 und der Revolver-Entwicklungsvorrichtung 10 0
begrenzten Belichtungsabschnitt 3 liegt. Als optisches
System 10 kann irgendein geeignetes optisches System ein
gesetzt werden. Bei dem beschriebenen Beispiel enthält
das optische System 10 einen ersten Spiegel 11 zur Ab
tastung, einen zweiten und einen dritten Spiegel 12 bzw.
13 zur Abtastung, die in der gleichen Richtung wie der
erste Spiegel, jedoch mit der halben Geschwindigkeit des
selben bewegbar sind, ein Abbildungsobjektiv 14 und einen
vierten Spiegel 15, der ortsfest ist. Das optische System
dieser Art ist als "optisches System zur Schlitzbelich
tung" bekannt, so daß daher hier keine nähere Erläuterung
dieses optischen Systems erforderlich ist. Eine Vorlagen
beleuchtungs-Lichtquelle 16 ist zusammen mit dem ersten
Spiegel 11 zum Abtasten bewegbar, während zwischen dem
feststehenden vierten Spiegel 15 und dem Belichtungsab
schnitt 3 ein Farbauszugsfilter 17 angeordnet ist.
Während des Abtastvorgangs wird das von der Vorlage
0 reflektierte Licht von dem ersten, dem zweiten und dem
dritten Spiegel 11, 12 bzw. 13 reflektiert
und durch das Abbildungsobjektiv 14 geleitet. Dann
erfolgt nach der Reflexion an dem feststehenden vierten
Spiegel 15 eine Farbfilterung des Lichts mittels des
Farbauszugsfilters 17, und die Erzeugung eines Farbauszugbildes an dem in dem Belichtungsab
schnitt 3 gelegenen Bereich der photoempfindlichen Trom
mel 1.
An der gemäß Fig. 2 rechten Seite des elektrophotographi
schen Vollfarben-Kopiergeräts sind eine Fixiervorrich
tung 20 und eine Papierzuführvorrichtung 30 angeordnet.
Zwischen der Übertragungsvorrichtung 5 und der Fixier
vorrichtung 20 bzw. zwischen der Übertragungsvorrichtung
5 und der Papierzuführvorrichtung 30 sind Transport
systeme 25 und 35 für das Übertragungs- bzw. Bildempfangs
papier angeordnet.
Im Betrieb wird aufeinanderfolgend für jede der mittels
des Farbauszugsfilters 17 herausgefilterten Farbenmittels
des Primärladers 2, des optischen Systems 10, der Revol
ver-Entwicklungsvorrichtung 100, der Übertragungsvor
richtung 5 und der Reinigungsvorrichtung 6 eine Reihe
von Schritten wie das Laden, Belichten, Entwickeln, über
tragen und Reinigen ausgeführt.
Gemäß der nachfolgenden ausführlichen Erläuterung weist
die Revelver-Entwicklungsvorrichtung 100 eine als Gelb-
Entwicklungseinheit bezeichnete Entwicklungseinheit 101 Y
für "Gelb", eine als Magenta-Entwicklungseinheit bezeich
nete Entwicklungseinheit 101 M für "Magenta", eine als
Cyan-Entwicklungseinheit bezeichnete Entwicklungseinheit
101 C für "Cyan" und eine als Schwarz-Entwicklungseinheit
bezeichnete Entwicklungseinheit 101 B für "Schwarz" auf.
Mit diesen Entwicklungseinheiten werden Toner unter
schiedlicher Farben auf das Latentbild bzw. Ladungsbild
an der photoempfindlichen Trommel 1 aufgebracht, um das
Ladungsbild in den mittels des Farbauszugsfilters heraus
gefilterten jeweiligen Farben sichtbar zu machen.
Die Übertragungsvorrichtung 5 weist typischerweise eine
Übertragungstrommel 5 b auf, die an ihrem Umfang mit einer
Greifvorrichtung 5 a für das Ergreifen von Bildempfangs
papier P versehen ist. Der Vorderrand des Bildempfangs
papiers P, das durch das Transportsystem 35 aus einer
Kassette 31 oder 32 der Papierzuführvorrichtung 30 zuge
führt worden ist, wird mittels der Greifvorrichtung 5 a
der Übertragungsvorrichtung 5 erfaßt und an die photo
empfindliche Trommel 1 derart herangeführt, daß
in den jeweiligen Farben sichtbar gemachten Bilder
auf das Bildempfangspapier P übertragen werden. Die Übertragung der
Bilder erfolgt innerhalb eines Übertragungsbereichs,
der durch einen innerhalb der Übertragungstrommel
5 b angeordneten Übertragungslader 5 c bestimmt ist.
Das Bildempfangspapier P, auf das die Bilder in den je
weiligen Farben aufeinanderfolgend übertragen worden
sind, wird von der Greifvorrichtung 5 a freigegeben,
mittels einer Ablöseklinke 8 von der Übertragungstrommel
5 b gelöst und mittels des Transportsystems 25 zu der
Fixiervorrichtung 20 befördert. Durch die Fixiervor
richtung 20 wird das Tonerbild an dem Bildempfangspapier
P fixiert, wonach das Bildempfangspapier in ein Aus
tragsfach 23 ausgestoßen wird.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Revolver-Ent
wicklungsvorrichtung 100 erläutert.
Gemäß den Fig. 1 sowie 3 bis 5 hat die Revolver-Ent
wicklungsvorrichtung 100 mehrere Entwicklungseinheiten
101. Bei dem dargestellten Fall sind vier Entwicklungs
einheiten vorgesehen, nämlich die Gelb-Entwicklungsein
heit 101 Y, die Magenta-Entwicklungseinheit 101 M, die
Cyan-Entwicklungseinheit 101 C und die Schwarz-Ent
wicklungseinheit 101 B. Die Entwicklungsvorrichtung 100
hat ferner einen als Träger dienenden Rotor bzw. Drehkörper 300, der die
Entwicklungseinheiten 101 Y, 101 M, 101 C und 101 B abnehm
bar aufnimmt.
Alle Entwicklungseinheiten 101 sind identisch
aufgebaut und geformt. Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel für
die Gestaltung der Magenta-Entwicklungseinheit 101 M,
während die Fig. 5 einen Schnitt durch die Entwicklungs
vorrichtung 100 zeigt, wobei die vier Entwicklungsein
heiten 101 an der Entwicklungsvorrichtung angebracht sind.
Die Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Drehkör
pers 300 der Entwicklungsvorrichtung 100, wobei die Ent
wicklungseinheiten außer der Magenta-Entwicklungseinheit
101 M weggelassen sind.
Der Aufbau der Entwicklungseinheit 101 wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Magenta-Entwicklungs
einheit 101 M erläutert. Gemäß Fig. 5, die
die Entwicklungsvorrichtung 100 im Schnitt zeigt, hat die
Magenta-Entwicklungseinheit 101 M ein Entwicklergehäuse,
das durch eine Vorderwand 102, eine obere Wand 103, eine
Rückwand 104, einen Boden 105 und Seitenwände 106 und 107 gebildet wird
(siehe auch Fig. 4).
Gemäß Fig. 5 enthält eine Entwicklerkammer 111 M im Ge
häuse der Entwicklungseinheit 101 M einen Entwickler D.
Die Entwicklerkammer 111 M ist durch eine Trennwand 108
in eine erste Entwicklerkammer 111 a und eine zweite Ent
wicklerkammer 111 b abgeteilt, in welchen jeweils eine
Rührschnecke 112 bzw. 113 angebracht sind. Obzwar dies
nicht dargestellt ist, sind in dem an die beiden Seiten
wände 106 und 107 angrenzenden Bereich der Trennwand 108
Verbindungsöffnungen ausgebildet. Die Anordnung ist derart
getroffen, daß der Entwickler durch die Wirkung der
Rührschnecken 112 und 113 zwischen der ersten und der
zweiten Entwicklerkammer 111 a und 111 b umgewälzt wird.
Oberhalb der zweiten Entwicklerkammer 111 b ist eine Ent
wicklungswalze 110 angeordnet. Ein Teilabschnitt der Ent
wicklungswalze 110 ragt durch ein in der Vorderwand 102
ausgebildetes Fenster 114 hindurch- Die Entwicklungs
walze 110 ist aus einer den Kernteil bildenden Magnet
walze und einer die Magnetwalze umgebenden Zylinderwalze
aufgebaut. Die Zylinderwalze besteht aus einem nicht
magnetischen Material wie Messing, Edelstahl oder der
gleichen. Die Magnetwalze und die Zylinderwalze drehen sich in
einander entgegengesetzten Richtungen.
Der Bereich der photoempfindlichen Trommel 1, an dem die
Entwicklungswalze 110 einwirkt, ist durch das in der Vor
derwand 102 der Entwicklungseinheit gebildete Fenster 114
begrenzt.
Wenn der Spalt zwischen dem Fenster 114 und der Ent
wicklungswalze 110 nach unten gerichtet ist, wird das
Herausfallen des Entwicklers durch den Spalt durch die
gegenseitige Beeinflussung zwischen einem Magnetfeld und
dem Entwickler verhindert, wie es in der JP-OS 20 579/1980
beschrieben ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß
der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Entwickler
ein Zweikomponenten-Entwickler ist, der aus einem Toner
und einem Trägermittel zusammengesetzt ist, wobei der
Toner einen in einem Polyesterharz-Grundstoff verteilten
Farbstoff bzw. Pigmentstoff enthält, während das Träger
mittel durch ein magnetisches Pulver gebildet ist.
Oberhalb der ersten Entwicklerkammer 111 a ist eine Ent
wicklungsvorbereitungskammer 111 c gebildet. Die Ent
wicklungsvorbereitungskammer 111 c ist von der Ent
wicklungswalze 110 durch eine an die Trennwand 108 ange
schlossene obere Trennwand 108 a abgesondert. Die die Ent
wicklungsvorbereitungskammer 111 c begrenzende Rückwand
104 hat eine Tonerzuführ- bzw. Toneraufnahmeöffnung 120 M
für das Aufnehmen des aus dem Tonerzuführsystem 200 (Fig.
2) zugeführten Toners. An der Aufnahmeöffnung 120 M ist
ein Verschluß 125 zum Verhindern eines Rückfließens ange
bracht, der zum Öffnen und Schließen durch die Schwerkraft
derart ausgebildet ist, daß das Zurückfließen des Toners
verhindert wird. Das heißt, der Verschluß 125 ist längs
einer Kante mittels einer Anlenkachse 126 am
Rand der Aufnahmeöffnung 120 angebracht. Die
gegenüberliegende Kante des Verschlusses liegt auf einem
Anschlagsims 127 auf, der entlang dem der Anlenkachse gegenüberliegenden
Rand der Aufnahmeöffnung gebildet ist. Daher kann zum
Öffnen der Aufnahmeöffnung 120 der Verschluß 125 automa
tisch durch die Schwerkraft in die Entwicklungseinheit 101
hinein schwenken, wenn die Entwicklungseinheit 101 in der
unteren bzw. Füllstellung steht, die in Fig. 5 von der
Gelb-Entwicklungseinheit 101 Y eingenommen wird. Durch den An
schlagsims 127 entlang dem Rand der Aufnahmeöffnung 120
wird das Herausschwenken des Verschlusses 125 nach außen ver
hindert und dadurch wird zur Verhinderung des Zurückfließens des
Toners aus der Entwicklungseinheit die Aufnahme
öffnung 120 durch den Verschluß geschlossen gehalten, wenn
die Entwicklungseinheit in der oberen Stellung steht, die
in Fig. 5 von der Cyan-Entwicklungseinheit 101 C einge
nommen wird.
Gemäß Fig. 3 wird die Entwicklungseinheit 101 in einem
entsprechenden Entwicklungseinheit-Abteil 301 aufgenommen,
das in dem Drehkörper 300 gebildet ist. Aus Fig. 3 ist
ersichtlich, daß in das Abteil 301 des Drehkörpers 300
die Magenta-Entwicklungseinheit 101 M eingesetzt ist.
In der Fig. 3 ist auch gezeigt, daß der Drehkörper 300
aus einem Teil besteht und mit mehreren Entwicklungseinheit-
Abteilen 301 versehen ist, die in gleichen Abständen am
Umfang angeordnet sind. Nach Fig. 1 erstreckt sich axial
zum Drehkörper 300 eine runde durchgehende Öffnung 302.
Gemäß Fig. 1 sind an den beiden axialen Enden der runden
Öffnung 302 äußere Laufringe von Lagern 303 und 304
eingesetzt. Innere Laufringe der Lager 303 und 304
sind auf eine hohle Achswelle bzw. Hohlwelle 310 aufge
setzt. Damit ist der Drehkörper 300 mittels der Lager 303
und 304 drehbar an der Hohlwelle 310 gelagert. Die Achse
der Hohlwelle 310 erstreckt sich horizontal, wobei die
Hohlwelle an ihren beiden Enden über Halter 52 und 53 an
Seitenwänden 50 bzw. 51 des Kopiergeräts befestigt ist.
Der Drehkörper 300 dreht daher um eine horizontale Achse,
die zur Achse der Hohlwelle 310 koaxial ist, und trägt
die Entwicklungseinheiten 101 in der Weise, daß sich diese
jeweils horizontal erstrecken. Der Drehkörper 300 ist an
seinem inneren Rand, nämlich dem gemäß Fig. 1 gesehen
linken Rand mit einem Zahnkranz 320 versehen, so daß der
Drehkörper 300 mittels einer Stellvorrichtung 400 (gemäß
Fig. 6) die einen Stellmotor die einen Stellmotor M 1 und ein
mit dem Zahnkranz 320 kämmendes Getriebe 401 enthält, verstellt wird. Das
Fortschalten des Drehkörpers 300 erfolgt mittels einer
Fortschaltvorrichtung 420, die einen an einer Drehachse
421 a angebrachten Winkelhebel 423 aufweist. Ein Arm des
Winkelhebels 423 wird durch eine Feder 424 zum Vorspannen
so angezogen, daß ein Stift 421
an dem anderen Ende des Winkelhebels gegen einen Teilungs
ring 330 an einem Ende des Drehkörpers 300 gedrückt wird.
An dem Teilungsring 330 sind an vorbestimmten Stellen am
Umfang desselben Schlitze 331 ausgebildet. Wenn der Dreh
körper 300 derart gedreht ist, daß einer der Schlitze 331
mit dem Fortschaltungs-Stift 421 ausgerichtet ist, wird
von der Feder 424 der Winkelhebel 423 geschwenkt, wodurch
der Stift 421 in den Schlitz 331 gedrückt wird, um eine
weitere Drehung des Drehkörpers zu verhindern.
Der Drehkörper 300 nach dem Betätigen eines Solenoids 422
weitergedreht werden, da das Solenoid so mit dem Winkelhebel 423
verbunden ist,
daß durch Betätigen des Solenoids der Stift 421 aus dem Schlitz 331 heraus
gezogen und der Drehkörper 300 für das Weiterdrehen frei
gegeben wird.
Das Tonerzuführsystem 200 wird nun ausführlich beschrie
ben. Das Tonerzuführsystem 200 weist folgende Hauptteile
auf: eine Tonervorrats- bzw. Behältervorrichtung, die den
zuzuführenden Toner enthält, eine Tonertransport- bzw.
Tonerzubringervorrichtung, die zwischen der Behältervor
richtung und dem Inneren des Drehkörpers, nämlich der
Hohlwelle 310 angebracht ist und zum Befördern des Toners
in die Hohlwelle ausgebildet ist, und eine Tonerdurchlaß
vorrichtung, die die Hohlwelle derart mit den Entwicklungs
einheiten verbindet, daß der Toner in die Entwicklungs
einheiten eingeleitet werden kann.
Gemäß den Fig. 1, 2 und 7 hat das Tonerzuführsystem 200
groß bemessene Vorratsbehälter 201, die jeweils den zuzu
führenden Toner enthalten. Diese Vorratsbehälter 201 wer
den vereinfacht als Behälter 201 bezeichnet. Zu den Be
hältern 201 zählen eine Gelbtoner-Behältereinheit 201 Y,
eine Magentatoner-Behältereinheit 201 M, eine Cyantoner-
Behältereinheit 201 C und eine Schwarztoner-Behältereinheit
201 B, die jeweils den Entwicklungseinheiten 101 Y, 101 M,
101 C bzw. 101 B zugeordnet sind. Die Behälter 201 sind
oberhalb der Revolver-Entwicklungsvorrichtung
100 angeordnet.
Gemäß Fig. 7 sind Zuführrohre in Form einer Gelbtoner-Förderröhre 202 Y, einer
Magentatoner-Förderröhre 202 M, einer Cyantoner-Förderröhre
200 C und einer Schwarztoner-Förderröhre 202 B jeweils mit
einem Ende an den entsprechenden Behälter 201 Y, 201 M, 201 C
bzw. 201 B angeschlossen. Die anderen Enden dieser Röhren
führen gemäß Fig. 1 in die Hohlwelle 310 hinein.
Wie am besten in der Fig. 1 zu sehen ist, ist zwischen
dem Außenumfang der Hohlwelle 310 und der Wandung der
runden Öffnung 302 in dem Drehkörper 300 eine weitere Hohlwelle bzw. ein Zwischenrohr
350 angeordnet. Das Zwischenrohr 350 ist drehbar an seinen
beiden Enden über an den beiden axialen Enden der Hohl
welle 310 angebrachte Gleitlager 352 und 353 an der Hohl
welle 310 gelagert. Infolgedessen ist zwischen der Hohl
welle 310 und dem Zwischenrohr 350 eine Ringkammer bzw. ringförmige Kammer
351 gebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Dicke bzw. Radialabmessung der ringförmigen Kammer
351 zu ungefähr 8 mm gewählt, obgleich dies bei dem er
findungsgemäßen System nicht zwingend erforderlich ist.
Zwischen der Hohlwelle 310 und dem Zwischenrohr 350 sind
in gegenseitigen Abständen in der Axialrichtung der ring
förmigen Kammer 351 Unterteilungs-Dichtungsvorrichtungen
354, 355 und 356 angeordnet, so daß der Raum in der ring
förmigen Kammer 351 in ringförmige Teilkammern 351 Y,
351 M, 351 C und 351 B aufgeteilt wird. Die Unterteilungs
Dichtungsvorrichtungen 354 bis 356 können mit Gleitlagern
versehen sein.
Die Unterteilungs-Dichtungsvorrichtungen 354 bis 356 wer
den nun ausführlich beschrieben. Da die Dichtungsvor
richtungen 354 bis 356 identisch aufgebaut sind, wird
hier nur die Dichtungsvorrichtung 354 beschrieben. Gemäß
Fig. 13, die die Dichtungsvorrichtung in einem größeren
Maßstab zeigt, weist die Dichtungsvorrichtung 354 ein
Wandelement 354 a, das an der inneren Wandungsfläche
des Zwischenrohrs 350 angebracht ist, und ein Wandelement
354 b auf, das an der Außenfläche der Hohlwelle 310 ange
bracht ist. Das Wandelement 354 a hat einen kreisring
förmigen zylindrischen Abschnitt 354 a′ und eine mit dem
Abschnitt 354 a′ einstückige flanschförmige Berührungs
fläche 354 a″. Gleichermaßen hat das Wandelement 354 b einen
ringförmigen runden zylindrischen Abschnitt 354 b′ und eine
mit dem Abschnitt 354 b′ einstückige flanschförmige Be
rührungsfläche 354 b″. Die Berührungsfläche 354 a″ liegt an
der Berührungsfläche 354 b″ an. Im einzelnen wird das Wand
element 354 a mittels einer zwischen das Wandelement 354 a
und das benachbarte Lager 352 (Fig. 1) gesetzten Druckfeder
370 a zu dem Wandelement 354 b hin gedrückt, während das
Wandelement 354 b mittels einer zwischen das Wandelement
354 b und die benachbarte Unterteilungs-Dichtungsvorrichtung
355 (Fig. 1) gesetzten Druckfeder 370 b zu dem Wandelement
354 a hin gedrückt wird, so daß die Berührungsflächen 354 a″
und 354 b″ einander gemäß der Darstellung bei T berühren.
Eine an dem zylindrischen Abschnitt 354 a′ angebrachte
abgestufte Schraube 374 a steht in Eingriff mit einem in
dem Zwischenrohr 350 ausgebildeten axial langgestreckten
Loch 375 a, so daß das Wandelement 354 a zusammen mit dem
Zwischenrohr 350 dreht, aber längs dem Zwischenrohr in einem
begrenzten Ausmaß axial bewegbar ist. Gleichermaßen steht
eine an dem zylindrischen Abschnitt 354 b′ angebrachte
abgestufte bzw. Absatzschraube 374 b mit einem in der Hohl
welle 310 ausgebildeten axial langgestreckten Loch 375 b
in Eingriff, so daß durch die Hohlwelle 310 eine Drehung
des Wandelements 354 b verhindert wird, aber in einem be
grenzten Ausmaß eine axiale Bewegung an der Hohlwelle er
möglicht ist.
Mit dieser Gestaltung der mit den Wandelementen 354 a und
354 b aufgebauten Unterteilungs-Dichtungsvorrichtung wird
verhindert, daß die Toner aus den ringförmigen Teilkammern
351 Y und 351 M über den Berührungsbereich T zwischen den
beiden Wandelementen 354 a und 354 b in die anderen ring
förmigen Teilkammern gelangen, da an diesem Berührungsbe
reich kein Spalt besteht. Gemäß der Darstellung werden
vvorzugsweise die Innenkante der ringförmigen Berührungs
fläche 354 a″ und die Außenkante der ringförmigen Be
rührungsfläche 354 b″ der beiden Wandelemente 354 a bzw.
354 b abgeschrägt, um das Eindringen der Toner in den ring
förmigen Berührungsbereich T zu verhindern. Die Gesamtan
ordnung der vorstehend beschriebenen Unterteilungs-Dich
tungsvorrichtungen ist in der Fig. 15 gezeigt.
Die Fig. 14 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Unter
teilungs-Dichtungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Systems.
Bei diesem Beispiel hat die Dichtungsvorrichtung ein an
dem Zwischenrohr 350 befestigtes Wandelement 364 a und ein
an der Hohlwelle 310 befestigtes Wandelement 364 b. Die bei
den Wandelemente 364 a und 364 b sind derart gestaltet, daß
die Innenkante des Wandelements 364 a und die Außen
kante des Wandelements 364 b einander berühren.
Das Wandelement 364 a hat in axialer Richtung eine größere
Dicke als das Wandelement 364 b. Ferner werden ringförmige
Andruckberührungselemente 376 a und 376 b mittels Federn
370 a und 370 b in Andruckberührung zu den beiden ring
förmigen Seitenflächen des Wandelements 354 a gehalten.
Nach Fig. 1 ist der untere Bereich der Wandung der Hohl
welle 310 mit Toneraustritts- bzw. Tonerzuführöffnungen 361 Y, 361 M, 361 C und
361 B versehen, die jeweils mit den ringförmigen Teilkammern
351 Y, 351 M, 351 C bzw. 351 B in Verbindung stehen. Die Toner
zuführöffnungen 361 Y, 361 M, 361 C und 361 B sind jeweils
an die Enden der Gelbtoner-Förderröhre 202 Y, der Magenta
toner-Förderröhre 202 M, der Cyantoner-Förderröhre 202 C
bzw. der Schwarztoner-Förderröhre 202 B angeschlossen.
Andererseits sind in den die ringförmigen Teilkammern 351 Y,
351 M, 351 C und 351 B begrenzenden Wandungsbereichen des
Zwischenrohrs 350 unter Ausrichtung mit den Aufnahme
öffnungen 120 der jeweiligen Entwicklungseinheiten und
mit jeweiligen Öffnungen 305 in dem Drehkörper 300
Ringkammer bzw. Durchlaßöffnungen 362 Y, 362 M, 362 C bzw.
362 B ausgebildet. Wie aus den Fig. 1 und 8 zu ersehen ist,
sind daher die Durchlaßöffnungen 362 Y, 362 M, 362 C und
362 B jeweils in Abständen von 90° ausgebildet. Das
Zwischenrohr 350 ist mittels einer nicht gezeigten geeigne
ten Vorrichtung an dem Drehkörper 300 festgelegt. Daher
wird das Zwischenrohr 350 zusammen mit dem Drehkörper
300 derart gedreht, daß bei jeder 90°-Drehung des Dreh
körpers 300 eine der Ringkammer bzw. Durchlaßöffnung
in die unterste Lage gebracht wird. An jeder Seite einer
jeden Öffnung 305 in dem Drehkörper 300 ist zwischen dem
Zwischenrohr 350 und dem Drehkörper 300 ein ringförmiges
Dichtungselement 306 aus einem geeigneten Material wie z.B.
Urethanschaum angebracht.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zwar das
Zwischenrohr 350 ein einstückiges Rohr, jedoch ist dies
für das erfindungsgemäße Tonerzuführsystem nicht zwingend
erforderlich, so daß statt dessen gemäß Fig. 9 das Zwi
schenrohr 350 aus mehreren Rohrsegmenten zusammengesetzt
sein kann, wie z.B. aus vier Rohrsegmenten 350 a, 350 b,
350 c und 350 d. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die
Unterteilungs-Dichtungsvorrichtungen 354, 355 und 356 zu
gleich auch als Lager dienen. Die Verwendung eines aufge
teilten Zwischenrohrs erlaubt größere Abweichungen hin
sichtlich der Ausrichtung der Unterteilungs-Dichtungs
vorrichtungen als bei der Verwendung eines einstückigen
Zwischenrohrs. Die Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel,
bei dem wie im Falle des in Fig. 15 gezeigten Ausführungs
beispiels das Zwischenrohr 350 aus den vier Rohrsegmenten
350 a, 350 b, 350 c und 350 d zusammengesetzt ist. Das Aus
führungsbeispiel nach Fig. 16 unterscheidet sich jedoch
von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 durch die Ge
staltung der Unterteilungs-Dichtungsvorrichtungen. Bei dem
in Fig. 16 gezeigten Ausführungsbeispiel sind nämlich die
Rohrsegmente 350 a, 350 b, 350 c und 350 d über Lagerringe
380 a bis 380 e drehbar an der Hohlwelle 310 gelagert. Im
einzelnen ist das Rohrsegment 350 a des Zwischenrohrs an
seinen beiden Enden an der Hohlwelle 310 drehbar über die
Lagerringe 380 a und 380 b gelagert, die an ihren äußeren
Umfangsflächen mit den beiden Enden dieses Rohrsegments
350 a in Eingriff stehen. Auf gleichartige Weise sind die
Rohrsegmente 350 b, 350 c und 350 d über die Lagerringe 380 b
und 380 c, 380 c und 380 d bzw. 380 d und 380 e gelagert. Zur
Verringerung der Berührungsfläche mit der Hohlwelle 310
sind die jeweiligen Lagerringe 380 a bis 380 e mit einer
Die äußersten Lagerringe 380 a und 380 e stehen in Gleit
berührung zu seitlichen Haltern 382 a und 382 b, die an der
Hohlwelle 310 befestigt sind, so daß eine axiale Bewegung
der Lagerringe 380 a bis 380 e längs der Hohlwelle 310 ver
hindert wird. Daher bilden die Hohlwelle 310 und die Rohr
segmente 350 a bis 350 d des Zwischenrohrs in Zusammenwir
kung die ringförmigen Teilkammern 351 Y, 351 M, 351 C und
351 B.
Um zu verhindern, daß die Toner aus den jeweiligen Teil
kammern 351 Y, 351 M, 351 C und 351 B in die benachbarten
Teilkammern gelangen, sind in den jeweiligen ringförmigen
Teilkammern angrenzend an die Lagerringe 380 a bis 380 e
Dichtungselemente 384 a bis 384 h angebracht. Die Dichtungs
elemente 384 a bis 384 h sind ringförmige Dichtungselemente
aus einem elastischen Material wie Kautschuk
und an ihren äußeren Umfangsflächen an dem Zwischenrohr
350 befestigt, während sie unter federnder Gleitberührung an
der Außenumfangsfläche der Hohlwelle 310 anliegen.
Im Innenraum einer jeden Röhre 202, welche die Behälter
einheit bzw. den Behälter 201 mit der entsprechenden ring
förmigen Teilkammer 351 verbindet, erstreckt sich eine
Tonerförderschnecke 203. Eine jede Schnecke 203 ist so
lang, daß ihr eines Ende in der Nähe der entsprechenden
Tonerzuführöffnung 361 liegt, während das andere Ende an
einen Antriebsmotor M 2 für den Antrieb der betreffenden
Tonerförderschnecke 203 angeschlossen ist. Durch das
Betreiben der Tonerförderschnecke 203 wird der Toner aus
dem Behälter 201 durch die Röhre 202 hindurch zu der Toner
zuführöffnung 361 vorwärts befördert. Danach tritt der
Toner durch die Durchlaßöffnung 361 in die ringförmige
Teilkammer 351. Da die ringförmigen Teilkammern 351 von
einander durch die Lager 352 und 353 und die Unter
teilungs-Dichtungsvorrichtungen 354 bis 356 gesondert
sind, besteht keine Gefahr, daß die Toner für die ver
schiedenen Farben sich miteinander vermischen oder aus
der Hohlwelle 310 heraus verstreut werden.
Es ist ferner anzumerken, daß wegen des Bildens der
ringförmigen Teilkammern 351 durch das koaxiale Anordnen
der feststehenden Hohlwelle 310 und des drehbaren Zwi
schenrohrs 350 mit einem radialen Zwischenabstand S von
beispielsweise 8 mm keine Gefahr einer Blockierung des
Zwischenrohrs 350 oder einer Erhöhung der Belastung bei
dem Antrieb des Drehkörpers besteht, die ansonsten durch
das Zusammenballen des Toners hervorgerufen werden könnte.
Es wird nun die Betriebsweise des vorstehend beschriebenen
Tonerzuführsystems 200 und der Revolver-Entwicklungsvor
richtung 100 beschrieben.
In der Fig. 5 ist die Gelb-Entwicklungseinheit 101 Y in
der Tonerzuführstellung bzw. an der Füllstelle gezeigt.
Der Drehkörper 300 wird im Uhrzeigersinn gemäß der Dar
stellung in Fig. 5 gedreht. Nach
einem Entwicklungsvorgang wird die Entwicklungseinheit
101 Y um 90° zu der Tonerzuführ- bzw. Füllstelle gedreht,
wo sie horizontal im unteren Bereich des Drehkörpers 300
liegt. Es wird dargelegt, daß bei diesem Zustand ein
Austreten und Verstreuen des Toners vermieden werden
kann.
Bei der Drehung der Drehkörpers 300 in die in Fig. 5 gezeigt Stellung
wird der Verschluß 125 Y
allmählich um seine Anlenkachse 126 so ge
schwenkt, daß die Toneraufnahmemöffnung 120 Y voll ge
öffnet wird. Danach wird der Motor M 2 für den Antrieb der
Tonerförderschnecke 203 Y (Fig. 1) eingeschaltet, so daß
der Toner aus dem Gelb-Behälter 201 Y aus diesem über die
Tonerzuführöffnung 361 Y, die ringförmige Teilkammer 351 Y
und die Durchlaßöffnung 362 Y in die Entwicklungsvorbe
reitungskammer 111 c der Entwicklungseinheit 101 Y befördert
wird.
Nach dem Abschluß der Tonerzufuhr wird die Gelb-Ent
wicklungseinheit 101 Y durch die Drehung des Drehkörpers
300 um weitere 90° geschwenkt und in eine Vertikalstellung
gebracht, die in Fig. 5 von der Schwarz-Entwicklungsein
heit 101 B eingenommen wird. Der in der Entwicklerkammer
111 und insbesondere in der ersten Entwicklerkammer 111 a
enthaltene Entwickler wird zusammen mit dem aus dem Gelb
behälter 201 Y zugeführten Toner in die Entwicklungsvor
bereitungskammer 111 c befördert. Während dieser Beförde
rung werden der Entwickler und der Toner in einem ge
wissen Ausmaß miteinander vermischt. Währenddessen wird
der Verschluß 125 Y derart gegen den Anschlagsims 127 ge
schwenkt, daß die Aufnahmeöffnung 120 Y geschlossen wird.
Eine weitere Drehung des Drehkörpers 300 bringt die Gelb-
Entwicklungseinheit 101 Y in eine Stellung an der
Oberseite des Drehkörpers 300, die nach Fig. 5 von der
Cyan-Entwicklungseinheit 101 C eingenommen wird. Bei die
sem Zustand wird von dem Verschluß 125 Y die Toneraufnahme
öffnung 120 Y vollständig geschlossen, so daß keine Mög
lichkeit für das Austreten des Toners aus der Entwick
lungseinheit besteht.
Mit einer weiteren 90°-Drehung des Drehkörpers 300 wird
die Gelb-Entwicklungseinheit 101 Y in die Entwicklungs
stellung gebracht, die gemäß der Darstellung in Fig. 5
von der Entwicklungseinheit 101 M eingenommen wird. Während
dieser Bewegung fließt der Entwickler aus der Entwick
lungsvorbereitungskammer 111 c durch die Schwerkraft zur
ersten Entwicklerkammer 111 a. Zum "statischen" Rühren des
Entwicklers ist es vorteilhaft, an der Rückwand 104 einer
jeden Entwicklungseinheit 101 einen Rührvorsprung 109 an
zubringen. Es ist ersichtlich, daß infolge des Fließens
und Rührens während der Drehung des Drehkörpers 300 der
Entwickler und der Toner in einem im wesentlichen gleich
förmigen Ausmaß miteinander vermischt werden.
Durch die Wirkung der Rührschnecken 112 und 113 wird in der
ersten Entwicklerkammer 111 a eine gleichförmige Dichte des
Entwicklers erzielt. Im Hinblick auf die Tonerdichte des
Entwicklers ist es vorteilhaft, wenn in der Förder- und
Rührrichtung des Entwicklers die Tonerzuführöffnung mög
lichst nahe an dem stromaufwärts gelegenen Ende der Rühr
schnecke 112 ausgebildet wird, so daß ein Maximum des Auf
nahmevermögens bzw. Raums für das Zuführen des Toners
sowie eine maximale Durchlauflänge bei dem Befördern und
Rühren des Entwicklers durch die Rührschnecke 112 erreicht
wird.
Eine andere Form der Tonerdurchlaßvorrichtung wird nun
anhand der Fig. 17 bis 21 beschrieben. Die Fig. 17 ist ein
der Fig. 5 ähnelnder Querschnitt, zeigt aber andere
Entwicklungseinheiten 401. In der Fig. 17 sind zur Ver
deutlichung einige der Bauteile schematisch oder gar nicht
dargestellt. Die Fig. 18 zeigt ein dem in Fig. 1 gezeigten
ähnelndes Tonerzuführsystem 200. Auch in der Fig. 18
sind die für die Erläuterung nicht wesentlichen Teile weg
gelassen. In den Fig. 17 bis 21 sind diejenigen
Elemente, die gleich den entsprechenden Elementen in den
vorangehenden Figuren sind oder gleichartig sind, mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie es am besten aus den Fig. 17 bis 19 ersichtlich ist,
wird die Tonerzuführöffnung 361 Y der Hohlwelle 310 nor
malerweise mittels einem bewegbaren Verschluß in Form einer Abdeckplatte 450 Y geschlossen
die unterhalb der Tonerzuführöffnung 361 Y angeordnet ist.
Die Abdeckplatte 450 Y hat gemäß der Darstellung eine all
gemein rechteckige Form. An zwei äußeren Enden der Abdeck
platte 450 Y sind Langlöcher 451 Y ausgebildet, in die ver
schiebbar Stifte 452 Y greifen, die an der Hohlwelle 310
angebracht sind. Die Langlöcher 451 Y sind in der Richtung
der Bewegung der Platte zwischen einer Öffnungs- und einer
Schließstellung langgestreckt, bei welchen die Tonerzu
führöffnung abgedeckt bzw. bedeckt wird. An den einem der
Längsenden der Langlöcher 451 Y benachbarten Rändern der
Abdeckplatte 450 Y sind Stifte 453 Y angebracht. Zwischen
den Stiften 453 Y und den zugeordneten Stiften 452 Y sind
Zugfedern 454 Y gespannt. Mit dieser Gestaltung wird die
Abdeckplatte 450 Y in einer Richtung zu einer Stellung
450 Y′ hin vorgespannt, die in die Fig. 19 durch die ge
strichelten Umrißlinien dargestellt ist; dabei wird die
Tonerzuführöffnung 361 Y durch die Abdeckplatte 450 Y ge
schlossen. Wenn jedoch die Abdeckplatte 450 Y in der zur
Achse der Hohlwelle 310 senkrechten Richtung mittels einer
nachfolgend erläuterten geeigneten Vorrichtung in die
in Fig. 19 durch die ausgezogenen Linien dargestellte
Stellung bewegt wird, wie es durch einen Pfeil darge
stellt ist, kommt eine in der Abdeckplatte 450 Y ausge
bildete Öffnung 455 Y mit der Tonerzuführöffnung 361 Y in
der Hohlwelle 310 in Deckung, wodurch die Tonerzuführ
öffnung 361 Y geöffnet wird. Auf gleichartige Weise sind
den anderen Tonerzuführöffnungen 361 M, 361 C und 361 B wei
tere Abdeckplatten 450 M, 450 C bzw. 450 B zugeordnet. Die
Abdeckplatten 450 M, 450 C und 450 B haben die gleiche Ge
staltung wie die Abdeckplatte 450 Y und wirken auf die
gleiche Weise wie diese.
Die Toneraufnahmeöffnung 120 Y der Entwicklungseinheit 401 Y
ist normalerweise durch einen bewegbaren Verschluß in Form einer Verschlußplatte 225 Y ge
schlossen. Die Verschlußplatte 225 Y hat Rechteckform und
ist an ihren beiden Rändern mit Langlöchern 121 Y versehen,
in die gemäß Fig. 20 verschiebbar Stifte 122 Y an einem
vertikalen Rückwandabschnitt 404 a der Entwicklungseinheit
401 Y greifen. Die Langlöcher 121 Y sind in der Richtung der
Bewegung der Verschlußplatte zwischen einer Öffnungs
stellung und einer Schließstellung zum Abdecken bzw. Auf
decken der Toneraufnahmeöffnung 120 Y verlängert. An den
einem Ende der jeweiligen Langlöcher 121 Y benachbarten
Bereichen der Verschlußplatte 225 Y sind Stifte 123 Y ange
bracht. Zwischen den Stiften 123 Y und 122 Y sind Zugfedern
124 Y gespannt, so daß die Verschlußplatte 225 Y normaler
weise in eine in Fig. 20 durch gestrichelte Umrißlinien
dargestellte Stellung 225 Y′ vorgespannt ist. Bei diesem
Zustand ist die Toneraufnahmeöffnung 120 Y durch die Ver
schlußplatte 225 Y verschlossen. Wenn jedoch die Verschluß
platte 225 Y durch die Wirkung eines an einem geeigneten
Teil der Verschlußplatte 225 Y angebrachten Nockenstifts
226 Y in der Richtung senkrecht zur Längsachse der Ent
wicklungseinheit 401 Y bewegt wird, wird eine in der Ver
schlußplatte 225 Y ausgebildete Öffnung 128 Y mit der Toner
aufnahmeöffnung 120 Y ausgefluchtet, wodurch die letztere
geöffnet wird.
Den Toneraufnahmeöffnungen 120 M, 120 C und 120 B der anderen
Entwicklungseinheiten 401 M, 401 C und 401 B sind jeweils
entsprechende, der Verschlußplatte 225 Y gleichartige Ver
schlußplatten zugeordnet. Diese Verschlußplatten sind in
ihrer Lage in der Längsrichtung ihrer jeweiligen Ent
wicklungseinheiten derart versetzt, daß sie jeweils der
Lage der Abdeckplatten 450 Y, 450 M, 450 C und 450 B ent
sprechen, die an der Hohlwelle 310 gemäß Fig. 19 ange
bracht sind.
Es wird nun die Funktionsweise der Tonerdurchlaßvorrich
tung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erläutert.
In Fig. 17 ist die Entwicklungseinheit 401 Y in der Toner
zuführstellung gezeigt, während die Entwicklungseinheit
401 M in der Entwicklungsstellung gezeigt ist. Die Ver
schlußplatte 225 M der an der Entwicklungsstelle stehenden
Entwicklungseinheit 401 M ist durch ihre Federn 124 M so
vorgespannt, daß die zugeordnete Toneraufnahmeöffnung 120 M
geschlossen ist.
Wenn der Drehkörper 300 derart gedreht wird, daß die Ent
wicklungseinheit 401 M von der Entwicklungsstelle zu der
Tonerzuführungs- bzw. Füllstelle gebracht wird, stößt
ein Nockenstift 226 M an der Verschlußplatte 225 M dieser
Entwicklungseinheit gegen die Randfläche der Abdeckplatte
450 M, bevor die Entwicklungseinheit 401 M die Tonerzuführ
stellung bzw. Füllstelle erreicht. Der Anstoß zwischen
dem Nockenstift 226 M und der Randfläche der Abdeckplatte
450 M verhindert eine weitere Bewegung der Verschlußplatte
225 M, so daß eine Relativbewegung zwischen der Verschluß
platte 225 M an der Entwicklungseinheit 401 M und der Ent
wicklungseinheit selbst hervorgerufen wird. Infolgedessen
wird die Öffnung 128 M in der Verschlußplatte 225 M all
mählich mit der Toneraufnahmeöffnung 120 M der Entwick
lungseinheit 401 M ausgerichtet. Danach kommen die Enden
der Langlöcher 121 M der Verschlußplatte 225 M mit den ent
sprechenden Stiften 122 M in Berührung, so daß sich zu
sammen mit der Entwicklungseinheit die Verschlußplatte
225 M wieder zu bewegen beginnt. In diesem Zustand sind
die Toneraufnahmeöffnung 120 M und die Öffnung 128 M in der
Verschlußplatte 225 M vollständig miteinander ausgefluchtet,
so daß die Toneraufnahmeöffnung 120 M geöffnet ist.
Die vorstehend beschriebene Bewegung des Drehkörpers 300
und damit der Verschlußplatte 225 M bewirkt, daß durch den
Nockenstift 226 M die Abdeckplatte 450 M gegen die Kraft
ihrer (nicht gezeigten) Federn 454 M derart bewegt wird,
daß die Öffnung 455 M in der Abdeckplatte 450 M mit der
Tonerzuführöffnung 361 M in der Hohlwelle 310 ausgefluchtet
wird, wodurch die Tonerzuführöffnung 361 M geöffnet ist,
wenn die Entwicklungseinheit in die Tonerzuführstellung
bzw. zur Füllstelle gebracht worden ist.
Auf diese Weise werden während des Bewegens der Ent
wicklungseinheit aus der Entwicklungsstellung zu der Toner
zuführstellung die Tonerzuführöffnung 361 M in der Hohl
welle 310 und die Toneraufnahmeöffnung 120 M in der Ent
wicklungseinheit 401 M ausgefluchtet und miteinander in
Verbindung gebracht. Wenn die Tonerdichte in der an der
Tonerzuführstelle stehenden Entwicklungseinheit unterhalb
eines vorbestimmten Werts liegt, wird der dieser Ent
wicklungseinheit entsprechende Antriebsmotor M 2 in dem Be
hälter eingeschaltet, um den Toner zu der Tonerzuführ
öffnung 361 der Hohlwelle zu befördern. Danach fällt der
Toner durch Schwerkraft durch die nunmehr offene Toner
aufnahmeöffnung in die Entwicklungseinheit.
Eine weitere Drehung der Entwicklungsvorrichtung bewirkt,
daß der Nockenstift 226 M an der Entwicklungseinheit von der
Randfläche der Abdeckplatte 450 M an der Hohlwelle 310 ge
löst wird, so daß die Abdeckplatte 450 M und die Verschluß
platte 225 M mittels ihrer jeweiligen Federn 454 M und 124 M
in ihre Anfangsstellungen zurückgebracht werden, wodurch
die Tonerzuführöffnung 361 M und die Toneraufnahmeöffnung
120 M geschlossen werden. Selbst wenn daher die Entwick
lungseinheit in aufeinanderfolgende Stellungen, die in
Fig. 5 und 17 von der Schwarz- bzw. Cyan-Entwicklungsein
heit eingenommen sind, zur Seite geschwenkt und danach
auf den Kopf gestellt wird, wird das Verstreuen des Ent
wicklers nach außen verhindert.
Die Fig. 22 und 23 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Entwicklungsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen
Tonerzuführsystem.
Gemäß Fig. 22 sind Entwicklungseinheiten 601 Y, 601 M, 601 C
und 601 B vorgesehen, die mittels (nicht gezeigter) geeig
neter Vorrichtungen in einem Drehkörper 300 gehalten sind.
Der Drehkörper 300 ist mittels der bei den vorangehenden
Ausführungsbeispielen beschriebenen Stellvorrichtung in
der Richtung eines Pfeils E drehbar. In der Drehmitte des
Drehkörpers 300 ist an dem Gehäuse der Entwicklungsvor
richtung eine Hohlwelle 310 befestigt. In der Hohlwelle
310 sind mehrere Tonerförderröhren 202 Y, 202 M, 202 C und
202 B angebracht. Der Drehkörper 300 ist auch mit einer
weiteren Hohlwelle in Form eines zylindrischen Rohres 650 versehen, das mit der Hohlwelle 310
konzentrisch ist. Durch diese Gestaltung wird zwischen der
Hohlwelle 310 und dem zylindrischen Rohr 650 eine Ringkammer bzw. ein ring
förmiger Raum 651 gebildet. An der Hohlwelle 310 ist ein
Nocken 65 Y angebracht. Der Nocken 65 Y kommt in Eingriff
mit einem Verschluß der Entwicklungseinheit 601 Y, was
nachfolgend ausführlicher erläutert wird. Gleichartige
Nocken sind in axialen Abständen längs der Hohlwelle 310
derart angebracht, daß sie mit den Verschlüssen der jeweils
zugeordneten Entwicklungseinheiten 601 M, 601 C und 601 B
in Eingriff kommen.
Es wird nun die Gestaltung des Verschlusses für die Ent
wicklungseinheit 601 Y beschrieben. Gemäß Fig. 22 ist in der
Entwicklungseinheit 601 Y an einem Entwickleraufnahmebe
reich 611 a eines Entwicklerbehälters 611 Y der Einheit eine
Entwicklerzuführöffnung 630 Y ausgebildet. Der Entwickler
aufnahmebereich 611 a, an dem die Entwicklerzuführöffnung
630 Y ausgebildet ist, steht mit einer in dem zylindrischen
Rohr 650 ausgebildeten Öffnung 621 in Verbindung. Ein Ver
schluß 631 Y ist derart angeordnet, daß die Entwicklerzu
führöffnung 630 Y geöffnet oder geschlossen wird, wobei ein
Verschlußhebel 631 a mit dem Nocken 65 Y in Eingriff kommt.
In dem inneren Bereich des Entwicklerbehälters 611 Y ist
eine Öffnung 632 Y gebildet, die mit einer Klappe 633 Y ge
öffnet oder geschlossen wird. Wenn sich die Entwicklungs
einheit 601 Y aus der in Fig. 22 gezeigten Stellung der
Entwicklungseinheit 601 C zu der Stellung der Entwicklungs
einheit 601 M bewegt, wird durch die Kraft des Entwicklers
die Klappe 633 Y in der Richtung zum Schließen der Öffnung
632 Y geschwenkt. Auf diese Weise wird das Ausfließen des
Entwicklers aus dem Entwicklerbehälter 611 Y bei dem Um
kehren des Entwicklerbehälters verhindert (wie z. B. in die
Ausrichtung der Entwicklungseinheit 601 M gemäß Fig. 22).
Die Klappe 633 Y schwenkt durch ihr Eigengewicht und öffnet
dadurch die Öffnung 632 Y, wenn sich die Entwicklungseinheit
601 Y aus der in der Fig. 22 gezeigten Stellung in die Ent
wicklungsstellung bewegt (nämlich in die in Fig. 22 ge
zeigte Stellung der Entwicklungseinheit 601 B).
Der Verschluß 631 Y ist normalerweise durch eine Schrauben
feder 59 zu der in Fig. 22 durch eine strichpunktierte
Linie dargestellten Lage hin vorgespannt, bei der der Ver
schluß die Entwicklerzufuhröffnung 630 Y schließt. Gemäß
Fig. 23 ragt der Verschlußhebel 631 a unter einem Winkel von
dem Verschluß 631 Y weg. Wenn sich die Entwicklungseinheit
601 Y von der Stelle der Entwicklungseinheit 601 M nach
Fig. 22 zu der Stelle der Entwicklungseinheit 601 Y nach
Fig. 22 bewegt, stößt der Verschlußhebel 631 a des Ver
schlusses 631 Y gegen den an der Hohlwelle 310 angebrachten
Nocken 65 Y. Sobald sich die Entwicklungseinheit in der
Richtung des Pfeils E bewegt, wird durch den Nocken 65 Y
der Verschlußhebel 631 a gegen die Vorspannungskraft der
Schraubenfeder geschwenkt. Auf diese Weise wird der die
Entwicklerzuführöffnung 630 Y verschließende Verschluß
631 Y in die in Fig. 22 mit ausgezogenen Linien darge
stellte Lage verstellt, wodurch die Entwicklerzuführ
öffnung 630 Y abgesenkt wird. In diesem Zustand
wird der Entwickler der Entwicklungseinheit 601 Y zugeführt.
Infolgedessen ist die in Fig. 22 dargestellte Stellung der
Entwicklungseinheit 601 Y die Entwicklerzuführstellung bzw.
Füllstelle für jede der Entwicklungseinheiten. Die Fig. 22
zeigt den Zustand, bei dem der Entwickler in die Ent
wicklungseinheit 601 Y eingeführt wird. Der Entwickler
fällt aus der in der Hohlwelle 310 enthaltenen Röhre 202 Y
und gelangt durch die Schwerkraft über die Entwicklerzu
führöffnung 630 Y in den Entwicklerbehälter 611 Y. Der dem
Entwicklerbehälter 611 Y zugeführte Entwickler ist in Fig.
22 mit V bezeichnet.
Wenn sich die Entwicklungseinheit 601 Y in der Richtung des
Pfeils E über die gezeigte Stelle hinaus bewegt wird,
an der der Entwickler zugeführt wird, wird der Eingriff
zwischen dem Verschlußhebel 631 a und dem Nocken 65 Y ge
löst, so daß der Verschluß 631 Y durch die Vorspannungs
kraft der Schraubenfeder die Entwicklerzuführöffnung 630 Y
schließt. Während der Bewegung der Entwicklungseinheit
601 Y zu der Entwicklungsstelle wird die Klappe 633 Y durch
ihr Eigengewicht geschwenkt, so daß sie die Öffnung 632 Y
freigibt. Danach wird der dem Entwickleraufnahmebereich
611 a zugeführte Entwickler mit dem schon im Entwicklungs
behälter 611 Y befindlichen Entwickler gemischt.
Die Einzelheiten des Verschlusses 631 Y, der die Ent
wicklerzuführöffnung 630 Y öffnet und schließt, sind am
besten in der auseinandergezogen dargestellten perspekti
vischen Ansicht in Fig. 23 zu sehen. Der Verschluß 631 Y
ist eine einstückige Einheit, die eine Verschlußplatte
631 b, eine Anlenkachse 631 c zum Anlenken der Verschluß
platte 631 b an dem Entwickleraufnahmebereich 611 a des
Entwicklerbehälters und den Verschlußhebel 631 a für das
Öffnen und Schließen der Verschlußplatte 631 b durch den
Angriff an dem an der Hohlwelle 310 angebrachten Nocken
65 Y aufweist.
Die Anlenkachse 631 c ist an einem Ende in eine Lager
öffnung 611 a′ eingesetzt, die an dem Randbereich der Entwickler
zuführöffnung 630 Y des Entwickleraufnahmebereichs 611 a
ausgebildet ist. Das andere Ende der Anlenkachse 631 c ist
in eine Lageröffnung 115 a einer Platte 115 eingesetzt.
Die Platte 115 ist ihrerseits mittels Schrauben 57 und 58
an einem Seitenteil des Entwickleraufnahmebereichs 611 a
angebracht. Ferner ist die Schraubenfeder 59 an dem Ver
schluß 631 Y in der Weise angebracht, daß der Schraubenteil
der Feder um die Anlenkachse 631 b gewickelt ist und ein
Ende 59 a der Feder an dem Verschlußhebel 631 a angehängt ist.
Infolgedessen wird durch die Schraubenfeder 59 der Ver
schluß 631 Y ständig in der Richtung zum Schließen der
Entwicklerzuführöffnung 630 Y vorgespannt, d. h. nach Fig. 22
in der Uhrzeigerrichtung um die Anlenkachse 631 c herum.
In jeder Entwicklungseinheit ist ein Verschluß gemäß der
vorstehenden Beschreibung angebracht, so daß den jeweili
gen Entwicklungseinheiten der Entwickler dadurch zugeführt
wird, daß der zugeordnete Verschluß geöffnet wird, wenn
die jeweilige Entwicklungseinheit in ihre Entwicklerzu
fuhrstellung gebracht wird.
Das Zuführen des Entwicklers und die Steuerung der Ver
schlußbewegung sind für jede der Entwicklungseinheiten
die gleichen wie die vorstehend für die Entwicklungsein
heit 601 Y beschriebenen.
Eine jeweilige Entwicklungszuführöffnung 630 des zylin
drischen Rohrs 650, an die eine jeweilige Entwicklungs
einheit angeschlossen ist, ist an dem Rohr in bezug auf
die als nächste benachbarte Öffnung an dem Umfang um
90° und axial derart versetzt, daß sie der Lage eines
der an dem Boden der Hohlwelle 310 angebrachten Nocken
entspricht. Infolgedessen wird der Entwickleraufnahme
bereich 611 a einer jeweiligen Entwicklungseinheit, die
an die zugeordnete Entwicklerzuführöffnung 630 des
zylindrischen Rohrs 650 angeschlossen ist, in der Längs
richtung der Entwicklungseinheit an einer Umfangsstelle
angeordnet, die sich von derjenigen der anderen Ent
wickleraufnahmebereiche unterscheidet.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß jeweils eine
vorbestimmte Menge an Entwickler der jeweiligen Ent
wicklungseinheit zugeführt wird, wenn der Nocken 65 die
ser Einheit mit deren entsprechendem Verschluß in Ein
griff kommt, nämlich wenn der Nocken 65 M mit dem Ver
schluß 631 M der Entwicklungseinheit 601 M, der Nocken 65 C
mit dem Verschluß 631 C der Entwicklungseinheit 601 C,
der Nocken 65 B mit dem Verschluß 631 B der Entwicklungs
einheit 601 B bzw. der Nocken 65 Y mit dem Verschluß 631 Y
der Entwicklungseinheit 601 Y in Eingriff kommt.
Die Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktions
weise des erfindungsgemäßen Tonerzuführsystems veran
schaulicht. Bei dem Betreiben des Systems wird bei einem
Schritt 1 die Dichte des Toners in dem die Entwicklungs
walze der Entwicklungseinheit bedeckenden Entwickler ge
messen. Die Messung der Tonerdichte erfolgt an der
Entwicklungseinheit, die zu der Entwicklungsstelle ge
bracht ist, welche nach Fig. 5 von der Magenta-Ent
wicklungseinheit 101 M eingenommen ist. Die Messung der
Tonerdichte kann auf verschiedenerlei Weise vorgenommen
werden, wie beispielsweise gemäß Fig. 11. Nach Fig. 11
hat eine Tonerdichte-Meßvorrichtung P eine Lichtquelle P₁
und ein Lichtempfangselement P₂ und ist an der Hohlwelle
310 befestigt. Ferner ist an dem Drehkörper 300 oder an
der jeweiligen Entwicklungseinheit eine Meßstrecke 50
aus optischen bzw. Lichtführungen 51 und 52 befestigt.
Die Lichtführungen 51 und 52 sind mit jeweils einem Ende
nahe der Oberfläche der Entwicklungswalze 110 der ent
sprechenden Entwicklungseinheit angeordnet, während die
anderen Enden der jeweiligen Lichtführungen derart ange
ordnet sind, daß sie in die Nähe der Lichtquelle P₁ bzw.
des Lichtempfangselements P₂ gebracht werden, wenn die
entsprechende Entwicklungseinheit in die Entwicklungs
stellung gelangt. Wenn eine der Entwicklungseinheiten in
der Entwicklungsstellung steht, wird das Licht aus der
Lichtquelle P₁ über die Lichtführung 52 auf die Ober
fläche der Entwicklungswalze projiziert, während das von
der Oberfläche der Entwicklungswalze reflektierte Licht
von dem Lichtempfangselement P₂ aufgenommen wird. Aus der
von der Entwicklungswalze reflektierten Lichtmenge kann
die Menge und damit die Dichte bzw. Konzentration des
Toners in dem Entwickler ermittelt werden. Diese An
ordnung vereinfacht das Zuführen von elektrischem Strom
zu der Meßvorrichtung P, da diese fest angebracht ist.
Ferner ist die Anordnung der Meßvorrichtung P und der
Meßstrecke 50 erleichtert, da die Meßvorrichtung nahe der
Drehachse der Entwicklungseinheit angebracht werden kann.
Wenn bei dem Schritt 1 gemäß Fig. 10 die Messung anzeigt,
daß die Tonerdichte in der Entwicklungseinheit ausreichend
ist, erfolgt für das Herstellen der Farbkopie eine nor
male Steuerung. Wenn jedoch die Messung anzeigt, daß die
Tonerdichte zu gering ist, wird nur noch der Kopiervor
gang an dem Kopierpapier zugelassen, auf das gerade
kopiert wird. Diese Entscheidung und Betriebssteuerung
erfolgt bei Schritten 2 und 3.
Wenn die Tonerdichte zu gering war, wird bei einem
Schritt 4 ermittelt, ob das gerade ablaufende Farbkopie
ren an dem letzten Kopierpapier abgeschlossen worden ist.
Falls der Farbkopiervorgang abgeschlossen worden ist,
wird bei einem Schritt 5 das Kopieren für das nächste
Blatt Papier nicht begonnen, sondern statt dessen die
Entwicklungseinheit, an der die zu geringe Tonerdichte
ermittelt wurde, in die in Fig. 5 gezeigte Tonerzuführ
stellung bzw. zu der Füllstelle gebracht. Bei einem
Schritt 6 wird ermittelt, ob die Entwicklungseinheit
zu der gewünschten Stelle gebracht worden ist. Bei einem
Schritt 7 wird die Tonerzufuhr-Fördervorrichtung für den
dieser Entwicklungseinheit entsprechenden Toner einge
schaltet. Danach wird bei einem Schritt 8 nach der Be
stätigung des Abschlusses des Tonerzufuhrvorgangs wieder
die normale Kopierablauffolge eingeschaltet. Auf diese
Weise wird das fortlaufende Kopieren, das unterbrochen
worden ist, wieder aufgenommen, um eine erwünschte Ko
pienanzahl herzustellen. Die Folge der Schritte kann
derart gewählt werden, daß die Tonerdichte nicht nur an
der gerade für das Entwickeln benutzten Entwicklungs
einheit ermittelt wird, sondern auch an einer Entwick
lungseinheit, die an der Meßstelle vorbeiläuft. In Anbe
tracht dessen, daß bei dem Entwickeln der Toner ver
braucht wird, ist jedoch die Ermittlung der Tonerdichte
an einer nicht für das Entwickeln eingesetzten Ent
wicklungseinheit weniger sinnvoll.
Falls eine Entwicklungseinheit bei der nächsten Ent
wicklung nicht benutzt wird, muß sie nicht an der Ent
wicklungsstelle, nämlich der Meßstelle angehalten werden.
Vielmehr kann diese Entwicklungseinheit mit hoher Ge
schwindigkeit an der Meßstelle vorbeilaufen. Bei der
Messung der Tonerdichte an der mit der hohen Geschwindig
keit vorbeilaufenden Entwicklungseinheit wird unvermeid
bar die Meßgenauigkeit verschlechtert, so daß eine Beur
teilungsvorrichtung mit einer hochgradigen Beurteilungs
funktion erforderlich ist. Im Hinblick darauf ist es
praktisch und vorteilhaft, die Ermittlung der Tonerdichte
nur an der Entwicklungseinheit vorzunehmen, die an der
Entwicklungs- bzw. Meßstelle für den Entwicklungsvorgang
steht.
Zum Feststellen der Art bzw. Farbe und der Lage der der
Tonerdichtemessung unterzogenen Entwicklungseinheit ist
es möglich, einen bekannten Detektor S (Fig. 1) für das
Ermitteln der Art und der Lage der Entwicklungseinheit
einzusetzen. Der Detektor S kann wie die Tonerdichte-
Meßvorrichtung P an der Hohlwelle 310 derart befestigt
werden, daß er über eine Lichtführung ein die Art bzw.
Farbe des Entwicklers darstellendes Signal sowie ein die
Lage der Entwicklungseinheit darstellendes Signal auf
nimmt.
Die Tonerdichte-Meßvorrichtung P und der Farben/Lagen-
Detektor S können statt an der Hohlwelle 310 an dem fest
stehenden Hauptteil des Kopiergeräts befestigt werden.
Die Fig. 12 ist eine Blockdarstellung, die die Steuerung
des Tonerzuführsystems und der zugehörigen Teile veran
schaulicht. Die Steuerung des ganzen Kopiergeräts erfolgt
mittels einer Ablaufsteuereinheit bzw. Zentraleinheit
(CPU) 60.
Es sei hier angenommen, daß gerade mit der Gelb-Ent
wicklungseinheit 101 Y entwickelt wird. Bei diesem Zustand
wird von der Zentraleinheit 60 aus dem Signal des Farben/
Lagen-Detektors S erkannt, daß die Gelb-Entwicklungsein
heit 101 Y in der Entwicklungsstellung steht. Falls die
Tonerdichte-Meßvorrichtung P die Tonerdichte in dieser
Entwicklungseinheit als zu gering ermittelt, gibt die
Meßvorrichtung P ein Ausgangssignal ab, das über eine
Eingangsschnittstelle 61 und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit
62 der Zentraleinheit 60 zugeführt wird. Auf den Empfang
dieses Signals hin gibt die Zentraleinheit an einen Pro
grammspeicher 63 ein Signal ab, mit dem die Entwicklung
nur für dasjenige Kopierpapier fortgesetzt wird, das ge
rade einem Entwicklungsvorgang unterzogen wird. Nach dem
Abschluß des Kopiervorgangs an diesem Kopierpapier wird
mittels einer Treiberschaltung MD der Stellmotor M 1 zur
Drehung des Drehkörpers 300 in der Weise angetrieben, daß
die Entwicklungseinheit 101 Y zu der Tonerzuführstelle
bzw. Füllstelle gebracht wird. Wenn die Entwicklungsein
heit 101 Y die Füllstelle erreicht hat, erzeugt der
Detektor S ein Signal für das Anhalten des Drehkörpers
300, während der Antriebsmotor M 2 für die Tonerförderung
eingeschaltet wird, wodurch der Gelbtoner zugeführt
wird.
Es ist offensichtlich, daß die vorstehend beschriebene
Folge von Tonerzuführvorgängen für die Gelb-Entwicklungs
einheit 101 Y gleichermaßen auch für die anderen Ent
wicklungseinheiten, nämlich die Magenta-Entwicklungsein
heit, die Cyan-Entwicklungseinheit und die Schwarz-Ent
wicklungseinheit gilt.
Obzwar das erfindungsgemäße Tonerzuführsystem bei einer
Entwicklungsvorrichtung verwendet werden kann, bei der
Zweikomponenten-Entwickler benutzt wird, stellt dies
nicht den einzigen Anwendungsfall dar; vielmehr kann das
erfindungsgemäße Tonerzuführsystem gleichermaßen bei
einer Entwicklungsvorrichtung angewendet werden, bei der
ein Einkomponenten-Entwickler benutzt wird.
In diesem Fall wird die Zeitsteuerung des Zuführens des
Entwicklers statt durch die Ermittlung einer Dichte
änderung durch das Ermitteln der in der Entwicklungsein
heit verbliebenen Menge an Entwickler bestimmt.
Die Fig. 24 und 25 zeigen ein weiteres Ausführungsbei
spiel des erfindungsgemäßen Tonerzuführsystems. Bei die
sem Ausführungsbeispiel sind abweichend von den voran
gehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Behälter
vorrichtung und die Entwicklungsvorrichtung zu einer ge
meinsamen Drehung ausgebildet.
In diesem Fall hat eine Entwicklungsvorrichtung 500 vier
Entwicklungseinheiten 501 Y, 501 M, 501 C und 501 B, die ge
mäß der Darstellung durch einen Pfeil 503 im Uhrzeiger
sinn um eine Achse 502 schwenkbar ausgebildet sind.
Die Entwicklungseinheiten 501 sind mit jeweiligen Ver
schlüssen 504 Y, 504 M, 504 C und 504 B versehen, die zum
Aufrechterhalten des Schließzustands durch Federwirkung
ausgebildet sind, welche grundlegend die gleiche wie die
im Zusammenhang mit der Fig. 20 vorangehend beschriebene
ist, obgleich in den Fig. 24 und 25 die Führungsstifte
und die Federn nicht gezeigt sind.
Um Öffnungen in den jeweiligen Verschlußplatten bzw.
Verschlüssen 504 herum sind jeweils Bahnführungselemente
505 Y, 505 M, 505 C und 505 B aus elastischem Material wie
Moltopren angebracht, um dadurch eine störungsfreie Ab
gabe des Entwicklers sicherzustellen.
Bei der in Fig. 24 dargestellten Lage sind Eintrittsöffnungen bzw. Öffnungen 506 Y,
506 M, 506 C und 506 B der Entwicklungseinheiten 501 alle
durch die jeweiligen Verschlüsse 504 Y, 504 M, 504 C bzw.
504 B verschlossen.
Eine Behältervorrichtung 507 weist Behälter 508 Y, 508 M,
508 C und 508 B für die vier verschiedenen Farben der vier
Entwicklungseinheiten der Entwicklungsvorrichtung auf.
Die Behältervorrichtung 507 ist zur Drehung um eine Achse
509 in der Richtung eines Pfeils 510 ausgebildet.
Die Behälter 508 weisen jeweils zugeordnete Verschlüsse
511 Y, 511 M, 511 C bzw. 511 B sowie zugeordnete Bahnführungs
elemente 512 Y, 512 M, 512 C bzw. 512 B auf, die den Ver
schlüssen 504 bzw. den Bahnführungselementen 505 der Ent
wicklungseinheiten 501 gleichartig sind.
Bei der in Fig. 24 dargestellten Stellung sind Austritts- bzw. Behälter
öffnungen 513 Y, 513 M, 513 C und 513 B alle verschlossen.
Zwischen der Entwicklungsvorrichtung 500 und der Behälter
vorrichtung 507 ist eine ortsfeste Bahnführungsvorrichtung
530 angebracht, welche eine Verbindung zwischen den Bahn
führungselementen 505 an den jeweiligen Entwicklungsein
heiten 501 und den Bahnführungselementen 512 der jeweili
gen Behälter 508 bildet.
Die Verschlüsse 504 der Entwicklungseinheiten 501 und die
Verschlüsse 511 der Behälter sind derart ausgebildet, daß
sie durch Verschlußbetätigungseinrichtungen in Form von Tauchkernmechanismen 514 bzw. 515 geöffnet und
geschlossen werden, die in der Nähe der ortsfesten Bahn
führungsvorrichtung 530 angeordnet sind.
Der Tauchkernmechanismus 514 ist mit einem Schieber 516
versehen, der unter Führung durch feststehende Führungs
stifte 517 und 518 vor- und zurückschiebbar ist. Der
Schieber 516 wird mittels einer Feder 519 nach links gemäß
Fig. 24 vorgespannt und durch die Betätigung mittels
eines solenoidbetriebenen Tauchkerns 520 nach rechts,
nämlich zu dem Verschluß 504 der Entwicklungseinheit 501
hin verschoben.
Der Tauchkernmechanismus 515 hat den gleichen Aufbau wie
der vorstehend erläuterte Tauchkernmechanismus 514. Der
Tauchkernmechanismus 515 weist einen Schieber 520,
Führungsstifte 521 und 522, eine Feder 523 und einen
durch ein Solenoid betätigten Tauchkern 524 auf, die
um eine Horizontallinie gespiegelt zu den entsprechenden
Gegenstücken in dem Tauchkernmechanismus 514 symmetrisch
sind. Der Tauchkernmechanismus 515 wirkt an den Ver
schlüssen 511 der Behälter 508.
Bei der in Fig. 25 gezeigten Stellung sind die Solenoide
für die beiden Tauchkerne 520 und 524 erregt, so daß die
Schieber 516 und 520 und damit der Verschluß 504 C der
Entwicklungseinheit 501 C sowie der Verschluß 511 C des
Behälters 508 C nach rechts gedrückt sind, wodurch die
Bahnführungselemente 505 C und 512 C miteinander über die
feststehende Bahnführungsvorrichtung 530 in Verbindung
stehen.
Vorzugsweise werden die Erregungen für die Tauchkerne
520 und 524 und damit für die Betätigungen der Schieber
516 und 520 in der folgenden Aufeinanderfolge vorgenom
men: Zuerst wird der Tauchkern 520 für die Entwicklungs
einheit 501 C betätigt, so daß durch den Schieber 516 der
Verschluß 504 C geöffnet wird. Danach wird das Solenoid
des Tauchkerns 524 für den Behälter 508 C erregt, so daß
der Schieber 520 den Verschluß 511 C öffnet. Nach der
Beendigung des Zuführens des Toners wird das Solenoid
des Tauchkerns 524 abgeschaltet, um den Verschluß 511 C
zu schließen, wonach dann das Solenoid des Tauchkerns
520 abgeschaltet wird, um den Verschluß 504 C zu schließen.
Es ist ersichtlich, daß bei der vorstehend erläuterten
Ablauffolge der Betätigungsvorgänge das Zuführen des
Toners aus der Behältervorrichtung zu den Entwicklungs
einheiten ohne irgendeine Verstreuung des Toners nach
außen ermöglicht ist. Das heißt, da das Entwicklungs
mittel aus den Behältern zu den entsprechenden Ent
wicklungseinheiten durch die Schwerkraft befördert wird
und da durch die vorstehend erläuterte Ablauffolge ge
währleistet ist, daß der Verschluß 504 C geöffnet ist,
sobald der Verschluß 511 C geöffnet wird, kann das Ent
wicklungsmittel ohne Verstreuung in die Entwicklungsein
heit 501 C fließen.
Einige Vorteile des erfindungsgemäßen Tonerzuführsystems
sind folgende:
- 1) Da der Tonervorratsbehälter außerhalb der Entwicklungs vorrichtung angeordnet ist, können die Abmessungen des Vorratsbehälters frei gewählt werden, so daß eine große Tonermenge gespeichert werden kann, was aufein anderfolgende ununterbrochene Kopierzyklen für das Er zeugen einer großen Kopienanzahl ermöglicht.
- 2) Die bisher für das Zuführen des Toners erforderliche Handarbeit kann beträchtlich verringert werden.
- 3) Die Entwicklungseinheiten selbst müssen keine großen Tonermengen enthalten, so daß die Abmessungen der Ein heiten und damit der Drehradius der Entwicklungsvor richtung als ganze verringert werden. Hierdurch wird wiederum die Steuerung des Geräts erleichtert.
- 4) Durch den völlig dichten Aufbau der Tonerdurchlaßvor richtungen ist es möglich, ein Verstreuen des Toners nach außen sowie ein Mischen von Tonern unterschied licher Farben zu vermeiden, das ansonsten durch das Bewegen der Entwicklungseinheiten oder durch Vibra tionen und Schläge bei dem Anlaufen und Anhalten der Entwicklungsvorrichtung verursacht werden könnte.
- 5) Es ist die Gefahr ausgeschaltet, daß durch Zusammen ballen von Tonerteilchen in der Tonerdurchlaßvor richtung das Zwischenrohr 350 bei den Ausführungs beispielen gemäß den Fig. 1 bis 9 und 13 bis 16 blockiert wird oder die Belastung bei dem Verstellen des Drehkörpers gesteigert wird.
Claims (10)
1. Tonerzuführsystem für eine Entwicklungseinrichtung,
bei der mehrere Entwicklungseinheiten mit Toner
unterschiedlicher Farbe mittels eines Trägers auf einer
umlaufenden Bahn bewegbar und aufeinanderfolgend jeweils in
eine Entwicklungsstellung zur Entwicklung eines Latentbildes
auf einem Bildträger verbringbar sind, dadurch gekennzeich
net, daß eine von dem Träger (300) der Entwicklungseinheiten
(101; 401; 501; 601) beabstandete Vorratsbatterie mit
Behältern (201; 508) für Entwickler jeweils einer Farbe
sowie eine Tonerzuführeinrichtung (202; 505, 512) zur Zufuhr
von Toner von der Vorratsbatterie zu jeder einzelnen
Entwicklungseinheit vorgesehen sind, und daß die Tonerzufuhr
zur einzelnen Entwicklungseinheit in einer allen
Entwicklungseinheiten gemeinsamen Nachfüllposition derselben
vorgesehen ist, in der ein Tonerdurchlaß zwischen der
Tonerzufuhreinrichtung und der Entwicklungseinheit gebildet
ist, der unterbrochen wird, wenn die Entwicklungseinheit die
Nachfüllposition verläßt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Toner vom Zentrum der Umlaufbahn aus zuführbar ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Toner von der Perpherie der Umlaufbahn her zuführbar
ist.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb der umlaufenden Bahn eine feststehende Hohlwelle
(310) angeordnet ist, die nach unten weisende, in axialer
Richtung versetzte Austrittsöffnungen (361) aufweist, in die
Zuführrohre (202) von den Behältern (201;) der
Vorratsbatterie münden, daß koaxial auf der feststehendenden
Hohlwelle (310) eine mit dem Träger (300) für die
Entwicklungseinheiten (101; 601) drehbare weitere Hohlwelle
(350; 650) unter Bildung eines Ringspalts gelagert ist, und
der Ringspalt entsprechend den Austrittsöffnungen (361) in
Ringkammern (351; 651) unterteilt ist, und daß in der
weiteren Hohlwelle (350; 650) in jeder Ringkammer (351; 651)
eine Öffnung (362) für die jeweils zugeordnete
Entwicklungseinheit angeordnet ist, durch die in der unten
liegenden Nachfüllposition der Entwicklungseinheit Toner in
die Entwicklungseinheit eintritt.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Entwicklungseinheit (101; 601) in ihrem Entwicklerge
häuse eine der Ringkammeröffnung (362) zugeordnete
verschließbare Zuführöffnung (120; 630) aufweist, die sich
in der Nachfüllposition der Entwicklungseinheit automatisch
öffnet.
6. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb der umlaufenden Bahn eine feststehende Hohlwelle
(310) angeordnet ist, die nach unten weisende, in axialer
Richtung versetzte Austrittsöffnungen (361) aufweist, in die
Zuführrohre (202) von den Behältern (201; 508) der
Vorratsbatterie münden und die jeweils mit einem bewegbaren
Verschluß (450) versehen sind, daß jede Entwicklungseinheit
(401) in ihrem Entwicklergehäuse eine mit einem bewegbaren
Verschluß (225) versehene Zuführöffnung (120) aufweist, die
einer der Austrittsöffnungen (361) in der Hohlwelle (310)
zugeordnet ist, und daß sich die Verschlüsse (450; 225) bei
Einlauf einer Entwicklungseinheit in die unten liegende
Nachfüllposition gegenseitig öffnen.
7. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorratsbatterie (507) in Form mehrerer, auf einer
umlaufenden Bahn bewegbarer Vorratsbehälter (508) ausge
bildet ist, die in die allen Vorratsbehältern gemeinsame
Nachfüllposition verbringbar sind, in der sie oberhalb der
in der Nachfüllposition befindlichen zugehörigen
Entwicklungseinheit (501) liegen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
eine mit einem bewegbaren Verschluß (511, 512) versehene
Austrittsöffnung (513) jedes Vorratsbehälters (508) in der
Nachfüllposition nach unten weist und oberhalb der ebenfalls
mit einem bewegbaren Verschluß (504, 505) versehenen
Eintrittsöffnung (506) der in der Nachfüllposition
befindlichen zugehörigen Entwicklungseinheit (501) liegt,
und daß beide Verschlüsse in der Nachfüllposition als
Tonerzufuhreinrichtung mittels einer Verschlußbetätigungs
einrichtung (514, 515) zu öffnen sind.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der Tonerdichte in
den Entwicklungseinheiten (101; 401; 501; 601) eine
Meßvorrichtung (P, 50) vorgesehen ist, die beim Erfassen
eines niedrigen Tonderdichtewerts in einer der Entwicklungs
einheit ein Signal erzeugt, auf das hin diese
Entwicklungseinheit in die Toner-Nachfüllposition gebracht
wird.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßvorrichtung (P, 50) zum Messen der Tonerdichte derart
angeordnet und ausgebildet ist, daß die Tonerdichte in den
Entwicklungseinheiten (101; 401; 501; 601) während des
Entwicklungsvorgangs gemessen wird.
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