DE4012535C2 - Tonerzuführvorrichtung für ein elektrophotographisches Gerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonerzufuhrvorrichtung für ein elektrophotographisches Gerät nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Elektrophotographische Geräte, z. B. Kopierer, Faksimilegeräte, Drucker oder ähnliche Geräte, bei welchen von elektrophotographischen Prozessen Gebrauch gemacht wird, werden zunehmend in großem Umfang verwendet. Bei dieser Art Geräte wird ein latentes Bild auf einem Bildträger erzeugt, welches dann mittels eines Entwicklers (Toners) entwickelt wird. Der Toner wird in einem Entwicklungsabschnitt nacheinander verbraucht und wird daher von einem Tonerbehälter aus in angemessener Weise zugeführt. Auch der Toner in dem Tonerbehälter muß immer wieder ergänzt werden, da der Toner in dem Behälter im Laufe der Zeit infolge des Verbrauchs in dem Entwicklungsabschnitt fortlaufend abnimmt.

Für die Zufuhr von Toner von dem Tonerbehälter zu dem Ent­ wicklungsabschnitt und für die Lieferung von Toner in den Tonerbehälter selbst sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. In einem Fall wird ein Tonerbehälter mit einer Größe verwendet, welche groß genug ist, um eine große Tonermenge unterzubringen. Eine Schwierigkeit bei dieser Lösung besteht darin, daß eine große Tonermenge, welche in dem Tonerbehälter aufbewahrt wird, sich infolge von Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen bzw. -schwankungen verfestigen kann. Sollte sich festgewordener Toner in dem Behälter sammeln, würde die Tonerzufuhrmenge zu dem Entwicklungsabschnitt ungleichmäßig und die Ladungseigenschaft des Toners verschlechtert werden. Wenn dagegen der Tonerbehälter in der Größe verkleinert wird, um die darin unterbringbare Tonermenge zu verringern und wenn er in Verbindung mit einer Tonerpatrone oder einem Tonerbehälter herkömmlicher Art betrieben wird, muß die Tonerpatrone oder der Tonerbehälter häufig ersetzt werden, wodurch dann die Belastung für das Bedienungspersonal größer wird.

Eine Tonerzufuhrvorrichtung ist beispielsweise aus der GB 2 208 274 A bekannt. Diese herkömmliche Tonerzufuhrvorrichtung weist ein Tonerreservoir auf, in welchem eine Tonerpatrone gehaltert ist. In der Tonerpatrone ist ein Rührwerk vorgesehen, um Toner, der im Entwicklungsabschnitt verbraucht wurde, dem Tonerbehälter zuzuführen. Wird durch eine Resttoner-Fühleinrichtung erkannt, daß die Tonermenge im Tonerbehälter graduell abgenommen hat und knapp wird, wird durch das Rührwerk Toner in den Tonerbehälter eingebracht.

Da das Rührwerk den Toner nicht kontinuierlich durchmischt, da nur bei Bedarf Toner in den Tonerbehälter zugeführt wird, und die Tonermenge nicht luftdicht abgeschlossen ist, kann auch infolge von Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen, die in der Tonerpatrone verbliebene Tonerrestmenge fest werden. Um eine konstante Ladungseigenschaft und eine gleichmäßige Tonerzufuhr zu dem Tonerbehälter und damit einhergehend zu dem Entwicklungsabschnitt zu gewährleisten, muß daher die Tonerpatrone ziemlich oft ausgewechselt werden, was zu einer erhöhten Belastung des Bedienungspersonals führt. Da das Bedienungspersonal die Tonerpatrone zudem manuell auswechseln muß, ist auch ein gleichmäßig exaktes Einbringen der Tonerpatrone nicht gewährleistet. Ferner können Geräteteile und insbesondere die Hände des Bedienungspersonals mit Toner verschmutzt werden.

Aus der GB 2 064 482 A ist eine Tonerzufuhrvorrichtung bekannt, die einen unterteilten Tonerbehälter besitzt. In der zylindrischen Tonerpatrone ist hierzu ein drehbares Trennteil vorgesehen, welches durch radial angeordnete Arme eine Anzahl Kammern im Inneren festlegt. Toner, welcher in die einzelnen Kammern gefüllt ist, wird durch die Arme somit hermetisch abgeschlossen. Wenn die in dem Tonerbehälter verbliebene Tonermenge abnimmt, wird das Trennteil entsprechend gedreht, wodurch dann Toner in den darunterliegenden Tonerbehälter eingebracht wird.

Bei dieser Art der Tonerzufuhrvorrichtung wird durch das Trennteil mit Erfolg verhindert, daß der Toner, der in den einzelnen Kammern abgefüllt und hermetisch abgeschlossen ist, fest wird. Diese Ausführungsart einer Tonerzufuhrvorrichtung führt jedoch dann zu Schwierigkeiten, wenn sie in einem elektrophotographischen Gerät oben genannter Art untergebracht werden soll, bei welchem eine optische Einheit über den Tonerbehälter vorgesehen ist. Da die Tonerpatrone über dem Tonerbehälter angeordnet ist, ist auch die Größe der Tonerpatrone für Geräte der vorerwähnten Art begrenzt, und kann nicht mit einer beliebig großen Tonermenge geladen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Tonerzufuhrvorrichtung für ein elektrophotographisches Gerät weiterzuentwickeln und eine Tonerzufuhrvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher eine ungleichmäßige Tonerzufuhr und eine Verschlechterung der Ladungseigenschaften des Toners, was beides auf eine Verfestigung von Toner zurückzuführen ist, ausgeschlossen sind. Ferner soll gemäß der vorliegenden Erfindung das Auswechseln der Tonerpatronen weitgehend vereinfacht und die Auswechselhäufigkeit reduziert werden, wodurch das Bedienungspersonal signifikant entlastet wird.

Die Aufgabe wird bei einer Tonerzufuhrvorrichtung für ein elektrophotographisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnendem Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich­ nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt einer Tonerzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 im Schnitt eine Vorderansicht einer Tonerpa­ trone, welche in der dargestellten Ausführungs­ form vorgesehen ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Tonerpatrone, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, in welchem eine Schrittfolge dargestellt ist, um insbesondere in der darge­ stellten Ausführungsform Toner einem Tonerbe­ hälter zuzuführen.

In Fig. 1 bis 4 ist eine Tonerzufuhrvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche beispielsweise bei einem Kopiergerät verwendet wird. Die in ihrer Gesamtheit mit 50 bezeichnete Tonerzufuhrvorrichtung hat einen Tonerbehälter 52, um Toner einem Entwicklungsabschnitt 54 zuzuführen. Eine Resttonerfühleinrichtung 56 erzeugt ein Toner-Endsignal, wenn die in dem Tonerbehälter 52 verbliebene Tonermenge kleiner wird als eine vorherbestimmte Menge.

Ein Tonerbeschicker 58 grenzt an den Tonerbehälter 52 an und liefert Toner in den Tonerbehälter 52. Der Tonerbeschicker 58 weist ein Gehäuse 60, ein drehbares Teil 62, eine Anzahl Pa­ tronenträger 64, eine Anzahl Tonerpatronen 66, einen ersten Antriebsmotor 68, einen zweiten Antriebsmotor 70 und eine Steuereinheit 72 auf. Das Gehäuse 60 ist an einer Seitenplatte 74 des Kopierergehäuses angebracht, und in ihm sind das drehbare Teil 62, die Patronenträger 64 und die Tonerpatronen 66 untergebracht. Das drehbare Teil 62 ist in dem Gehäuse 60 gelagert und weist eine Anzahl in radialer Richtung verlaufender Verlängerungen 62a auf, wel­ che in im wesentlichen gleichen Abständen in der Umfangsrich­ tung angeordnet sind. An den Verlängerungen 62a ist jeweils einer der Patronenträger 64 an seinem äußersten Ende dreh­ bar gehaltert.

Jede Tonerpatrone 66 ist mit Toner gefüllt und herausnehmbar an einem der Patronenträger 64 gehaltert. Der Tonerbeschicker 58 ist daher mit einer großen Tonermenge, beispielsweise in allen Tonerpatronen 66 mit insgesamt 2 kg Toner, geladen. Wenn dann in einer der Tonerpatronen 66 der Toner ausgeht, nimmt das Bedienungspersonal diese Patrone von dem Patronenträger 64 ab und bringt statt dessen eine neue Tonerpatrone an.

Der erste Motor 68 treibt den drehbaren Teil 62 in einer durch einen Pfeil A in Fig. 1 angegebenen Richtung an, wäh­ rend der zweite Motor 60 wahlweise die einzelnen Patronen­ träger 64 in entgegengesetzten Richtungen dreht, wie durch Pfeile B1 und B2 in Fig. 1 angezeigt ist. Die Steuereinheit 72 ist als ein Mikrocomputer ausgeführt und jeweils mit dem Tonerfühler 66 und den Motoren 68 und 70 verbunden. Die Steuereinheit 72 hat einen eingebauten Festwertspeicher (ROM), in welchem ein Programm gespeichert ist. Dieses Pro­ gramm wird nachstehend anhand von Fig. 4 beschrieben. Bei der Durchführung des Programms steuert die Steuereinheit 72 entsprechend dem Ausgangssignal des Tonerfühlers 56 u.ä. die Motore 68 und 70 an. Die Steuereinheit 72 dient folg­ lich als Steuereinheit, um entsprechend dem Ausgangssignal von der Resttoner-Fühleinrichtung die Motore 68 und 70 zu steuern.

Das drehbare Teil 62 soll nunmehr in die in Fig. 1 wieder­ gegebene Stellung gebracht und dann in dieser Stellung ge­ stoppt werden; dadurch ist dann der obere linke Patronenträ­ ger 64, wie in Fig. 1 dargestellt, in eine durch eine ausge­ zogene Linie in Fig. 1 wiedergegebene Position gebracht. Die obere linke Tonerpatrone 66 ist dann unmittelbar über dem Tonerbehälter 52 positioniert, um Toner in letzteren einzu­ bringen. Insbesondere ist, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, jede Tonerpatrone 66 durch einen Verschluß 66a hermetisch versiegelt und abgeschlossen. Wenn die Tonerpatrone 66 un­ mittelbar über dem Tonerbehälter 52 in die entsprechende Stellung gebracht ist, wird mittels einer Rolle 66b der Ver­ schluß 66a aufgerollt, mit dem Ergebnis, daß der Toner in den Tonerbehälter fällt. Die Steuereinrichtung 72 ist mit der Rolle 66b verbunden, um deren Betrieb zu steuern.

In Fig. 1 öffnet und schließt eine Klappe oder Tür 75, wenn der linke obere Patronenträger 64 so, wie in Fig. 1 darge­ stellt, gedreht wird. Eine Trommel 77 spielt die Rolle eines Bildträgers, welcher ein elektrostatisches, latentes Bild trägt, während eine Entwicklungshülse 76 als ein Entwickler­ träger zum Entwickeln des latenten Bildes dient. Durch ein Schaufelrad 78 wird ein Entwickler, welcher entweder Toner oder ein Toner-Trägergemisch ist, zu der Entwicklungshülse 76 befördert. Eine Rakelschneide 80 reguliert die Dicke ei­ ner Entwicklerschicht auf der Entwicklungshülse 76. Während die Rakelschneide 80 einen überschüssigen Teil des Entwick­ lers von der Hülse 76 entfernt, wird der entfernte Entwick­ ler mittels eines Separators oder Trenners 82, welcher Rippen aufweist, in einer zu der Blattoberfläche der Fig. 1 senk­ rechten Richtung umgerührt. Eine Schnecke 84 zieht einen Teil des an dem Trenner 82 vorhandenen Entwicklers hinein und rührt ihn in derselben Richtung wie der Trenner 82 um, wobei mit Hilfe der Rippen des Trenners 82 ein Gleichgewicht aufrechterhalten wird. Eine Zuführrolle 86 führt eine zu­ sätzliche Tonermenge von dem Tonerbehälter 52 aus zu. Mit­ tels einer Rührvorrichtung 88 wird der Toner in Richtung der Zuführrolle 86 befördert. Über der Entwicklungsrolle 76 ist eine Einlaßabdichtung vorgesehen, welche verhindert, daß Toner von der Entwicklungsrolle 76 nach außen verstreut wird.

In Fig. 4 beginnt das Steuerprogramm mit einem Schritt P1, bei welchem der Tonerfühler 76 die in dem Tonerbehälter 52 verbliebene Tonermenge fühlt. Beim Schritt P2 wird dann be­ stimmt, ob die Resttonerfühleinrichtung 56 ein Toner-Endsignal abgegeben hat oder nicht. Wenn die Antwort beim Schritt P2 nein ist, kehrt das Programm auf den Schritt P1 zurück. Wenn die Ant­ wort beim Schritt P2 ja ist, wird bei einem Schritt P3 ein Ansteuersignal an den zweiten Antriebsmotor 70 angelegt. Dem­ entsprechend dreht dann der Motor 70 den oberen linken Pa­ tronenträger 64 (Fig. 1) aus der ausgezogen wiedergegebenen Stellung in der Richtung B2 in die strichpunktiert wieder­ gegebene Stellung. Sobald der Patronenträger 64 und folg­ lich die an ihm angebrachte leere Tonerpatrone 66 vollstän­ dig in dem Gehäuse 60 aufgenommen ist, führt das Programm einen Schritt P4 aus.

Beim Schritt P4 wird bestimmt, ob das drehbare Teil 62 eine volle Umdrehung ausgeführt hat oder nicht, nachdem das Be­ dienungspersonal alle Tonerpatronen 66 durch neue ersetzt hat. Wenn die Antwort beim Schritt P4 ja ist, wird eine Lampe oder eine ähnliche Anzeigeeinrichtung erregt, um das Bedienungspersonal auf die Tatsache aufmerksam zu machen, daß alle Patronen 66 leer sind (Schritt P5). Wenn das Pro­ gramm feststellt, daß das Bedienungspersonal alle Patronen 66 in dem Tonerbeschicker 58 durch neue ersetzt hat (Schritt P6), rückt das Programm auf einen Schritt P8 vor. Wenn die Antwort beim Schritt P4 nein ist, wird ein Steuersignal an den ersten Motor 68 angelegt, wodurch das drehbare Teil 62 um eine Viertelumdrehung gedreht wird (Schritt P7), worauf dann der Schritt P8 folgt.

Beim Schritt P8 wird ein Ansteuersignal an den zweiten Motor 70 angelegt, worauf der Patronenträger 64 in der Richtung B1 um einen entsprechenden Winkel aus der strichpunktiert wie­ dergegebenen Stellung in die ausgezogenen wiedergegebene Stellung gedreht wird, wodurch dann die an dem Patronenträ­ ger 64 gehalterte Tonerpatrone 66 in die Position unmittel­ bar über dem Tonerbehälter 52 gebracht ist. In diesem Zu­ stand wird dann ein Ansteuersignal an die Rolle 66b angelegt, wodurch dann der Verschluß 66A aufgerollt wird (Schritt P9). Folglich fällt dann der Toner aus der Tonerpatrone 66 in den Tonerbehälter 52 (Schritt P10).

Wie vorstehend ausgeführt, ist in der dargestellten Ausfüh­ rungsform eine große Tonermenge in dem Gehäuse 60 in entsprechenden Mengen jeweils in einer der Anzahl Toner­ patronen 66 untergebracht und aufgenommen und ist durch die Verschlüsse 66a hermetisch abgeschlossen. Folglich ist ver­ hindert, daß der Toner selbst bei Temperatur- und Feuchtig­ keitsänderungen oder -schwankungen fest wird. Hierdurch ist ständig die Zufuhr einer konstanten Tonermenge sichergestellt und eine Verschlechterung der Ladungseigenschaft ist ausge­ schlossen. Die vier Tonerpatronen 66 können somit auf einmal ausgetauscht werden, d.h. das Auswechseln braucht nicht auf vier aufeinanderfolgende Zeitpunkte verteilt zu werden, so daß auch dadurch das Bedienungspersonal weniger beansprucht wird. Ferner ist es nicht notwendig, daß das Bedienungsper­ sonal die Verschlüsse 66a von Hand entfernt, so daß sich das Bedienungspersonal auch nicht beschmutzt und gleichzeitig eine ungenaue Tonerzufuhr infolge von manuellen Operationen ausgeschlossen ist.

Gemäß der Erfindung weist somit ein Tonerbeschicker eine Anzahl Tonerpatronen auf und ersetzt die Tonerpatronen eine Anzahl Mal automatisch. Mit Hilfe des Tonerbeschickers kann somit eine insgesamt große Tonermenge in kleinen Mengen ge­ speichert werden, ohne daß es zu einer Verfestigung des To­ ners kommt, was wiederum eine ungleichmäßige Tonerzufuhr und eine Verschlechterung der Toner-Ladungseigenschaften zur Fol­ ge hätte.

Ferner werden eine Anzahl Tonerpatronen-Austauschvorgänge, die bisher erforderlich waren, auf einmal durchgeführt. Hier­ durch ist dann die Häufigkeit des Austauschens der Tonerpa­ trone und folglich die Belastung für das Bedienungspersonal gemindert.

Claims (5)

1. Tonerzufuhrvorrichtung für ein elektrophotographisches Gerät, um Toner dessen Entwicklungsabschnitt zuzuführen, die einen Tonerbehälter (52), um Toner unterzubringen, welcher dem Entwicklungsabschnitt zuzuführen ist, eine Resttoner-Fühleinrichtung (56), um eine in dem Tonerbehälter (52) verbliebene Tonermenge zu fühlen, und einen Tonerbeschicker (58) umfaßt, welcher an den Tonerbehälter (52) angrenzt, um bei durch die Resttoner-Fühleinrichtung gefühltem Tonermangel, Toner dem Tonerbehälter (52) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß er Tonerbeschicker (58) aufweist:

• (a) ein Gehäuse (60);
• (b) ein drehbares Teil (62), das drehbar in dem Gehäuse (60) gehaltert ist und eine Anzahl sich in radialer Richtung erstreckender Verlängerungen (62a) aufweist, welche in im wesentlichen gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind;
• (c) eine Anzahl Patronenträger (64), welche jeweils schwenkbar an den einzelnen Verlängerungen (62a) gehaltert sind, und
• (d) eine Anzahl Tonerpatronen (66), welche jeweils herausnehmbar an den einzelnen Patronenträgern (64) gehaltert sind, und in denen Toner untergebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (68, 70) mit einem ersten Antriebsmotor (68) zum Drehen des drehbaren Teils (62) und mit einem zweiten Antriebsmotor (70), um die Patronenträger (64) jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt zu drehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (72), welche die Antriebseinrichtung (68, 70) so steuert, daß, wenn das drehbare Teil (62) und die Patronenträger (64) in eine vorherbestimmte Position gedreht sind, eine der Tonerpatronen (66) unmittelbar über dem Tonerbehälter (52) angeordnet ist, um Toner in den Tonerbehälter (52) einzubringen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Teil (62) vier sich in radialer Richtung erstreckende Verlängerungen (62a) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (60) an einer Seitenplatte (74) des elektrophotographischen Geräts angebracht ist.