DE4028163C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für ein elektrofotografisches Gerät, wie Kopiergerät, Drucker od. dgl., von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine Entwicklungsvorrichtung dieser Art ist aus US-PS 48 64 349 bekannt. Durch die ständige Umwälzung des Entwicklergemisches in zwei miteinander gekoppelten Kreisläufen, von denen der erste Kreislauf keinen direkten Zugang zum eigentlichen Entwicklerteil, d. h. Entwicklerhülse od. dgl., hat, wird erreicht, daß das Entwicklergemisch durch Umwälzung in dem ersten Kreislauf ständig innig gemischt und die Tonerteilchen ausreichend aufgeladen werden, bevor sie in den zweiten Kreislauf und damit in den Einzugsbereich des Entwicklerteils gelangt. Andererseits weist diese bekannte Entwicklungsvorrichtung keine Mittel auf, um die durch das Entwickeln verursachte Verarmung des Gemisches an Tonerteilchen zu erfassen und entsprechend zu korrigieren. Es können deshalb Schwankungen der Tonerkonzentration auftreten, die zu ungenügender Bildqualität, z. B. Grauschleier, oder auch zu einem verstreuten überschüssigen Toner im Gerät führen können.

Aus US-PS 47 08 458 ist eine Entwicklungsvorrichtung bekannt, bei der das Tonergemisch nur in einem einzigen Kreislauf umgewälzt wird. Diese Vorrichtung hat einen Sensor zum Überwachen der Tonerkonzentration im Kreislauf und eine von dem Sensor gesteuerte Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen von Toner in den Kreislauf. Beim Ansprechen des Sensors und Betätigen der Nachfülleinrichtung tritt hierbei jedoch eine sprunghafte Änderung der Tonerkonzentration auf, und die frisch nachgefüllten Tonerteilchen erreichen schon nach kurzem Transportweg, der für eine gleichmäßige Durchmischung mit den Trägerteilchen und genügende Aufladung der Tonerteilchen möglicherweise nicht ausreicht, den Entwicklerteil. Dies kann sich auf den Kopien oder Drucken durch eine sprunghafte Änderung der Bildschwärzung sowie auch durch vermehrten Grauschleier bemerkbar machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklervorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine möglichst gleichmäßige, schwankungsfreie Konstanthaltung der Tonerkonzentration im Bereich des ersten Kreislaufs und damit im Bereich des Entwicklerteils ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch angegeben. Durch die Maßnahme, die Tonerkonzentration zwar im ersten Kreislauf zu erfassen, den Toner aber in den zweiten Kreislauf außerhalb des Bereiches der mit dem ersten Kreislauf gemeinsamen Transporteinrichtung nachzufüllen, wird erreicht, daß der nachgefüllte Toner oder jedenfalls der größte Teil desselben durch Umwälzung im zweiten Kreislauf genügend Zeit hat, mit den Trägerteilchen ausreichend vermischt und aufgeladen zu werden, bevor er in den ersten Kreislauf und damit in den Bereich des Entwicklerteils gelangt. Es wird deshalb vermieden, daß sprunghafte Änderungen der Tonerkonzentration im Bereich des Entwicklerteils auftreten und daß ein Gemisch mit ungenügend vermischten und/oder aufgeladenen Tonerteilchen in den Bereich des Entwicklerteils gelangt.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Entwicklungsvorrichtung gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung in perspek­ tivischer Darstellung;

Fig. 2 die Entwicklungsvorrichtung gemäß Fig. 1 im Längs­ schnitt;

Fig. 3a eine Ansicht zur Erläuterung des Entwicklerflus­ ses in der Entwicklungsvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3b eine Ansicht gemäß Fig. 3a zur Erläuterung einer Modifikation derselben,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1; und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Entwicklungsvorrichtung 1 mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Kasten 2 und einer Abdeckung 3. Der Entwicklungsabschnitt 4 ist an einem vorderen Teil der Entwicklungsvorrichtung 1 vorgesehen und umfaßt eine zylindrische Entwicklerhülse 5, die in der Pfeilrichtung a gedreht wird. In der Entwicklerhülse 5 ist ein magnetisches Element 6 mit mehreren axial sich erstreckenden Magnetpolen N1, S1, N2, N3 und S2 nicht drehbar montiert.

Hinter dem Entwicklungsabschnitt 4 sind eine erste und zweite Trennwand 7 und 8 vorgesehen, die am Boden des Kastens nach oben ragen, um eine erste, zweite und dritte Transportpas­ sage 13, 14 und 15 zu bilden. Die Bodenabschnitte der ersten und dritten Transportpassage 13 und 15 erstrec­ ken sich horizontal parallel zur Achse der Entwicklerhülse 5. Dagegen ist, wie aus den Fig. 4 und 5 zu erse­ hen, der Bodenteil der zweiten Transportpassage 14 zur Horizontalebene so geneigt, daß er an dem einen Ende des Entwicklungsapparates 1, d.h. an der in der Fig. 1 gezeigten vorderen Seite, tiefer und am anderen Ende höher als die Bodenabschnitte der ersten und dritten Transportpassage 13 und 15 liegt. Wei­ terhin sind die Endabschnitte der er­ sten Trennwand 7 so ausgeschnitten, daß sie eine erste und zweite Öffnung 9 und 11 jeweils am vorne bzw. hinten liegenden Ende in Fig. 1 bilden. Entsprechend sind die Endteile der zweiten Trennwand 8 so ausge­ schnitten, daß sie eine dritte und vierte Öffnung 10 und 12 am vorne und hinten liegenden Ende (siehe Fig. 1) bilden.

In der ersten, zweiten und dritten Transportpassage 13, 14 und 15 sind eine erste, zweite bzw. dritte Förderschnecke 16, 17 und 18 so angeordnet, daß sie in die Pfeilrichtungen b, c und d (siehe Fig. 1) drehend angetrieben werden und Entwickler, welcher in den ersten, zweiten und dritten Transportpassagen 13, 14 und 15 enthalten ist, jeweils in Pfeilrichtung X1, X4 und X6 fördern können.

Ein Tonernachfüllrohr 20 mit einer Bodenauslaßöffnung 21, welche an einen Tonerbehälter (nicht dargestellt) ange­ schlossen ist, ist so angeordnet, daß die Bodenauslaßöffnung 21 in der dritten Transportpassage 15 liegt. Eine Schnecke 22 ist in dem Toner­ nachfüllrohr 20 vorgesehen und kann durch einen Tonernachfüllmotor M1 angetrieben wer­ den, um Toner in Pfeilrichtung X9 zuzuführen.

Im vorderen (Fig. 1) Endbereich des Bodenteils der ersten Transport­ passage 13 ist ein Tonerkonzentrationssensor AT zum Messen der Induktanz des Entwicklers vorgesehen.

Bei der beschriebenen Anordnung der Entwick­ lungsvorrichtung 1 ist ein Entwickler, bestehend aus Toner- und Trägerteilchen, die miteinander vermischt sind, in den ersten, zweiten und dritten Transportpassagen 13, 14 und 15 aufgenommen.

Der Entwickler in der dritten Transportpassage 15 wird in Pfeilrichtung X6 mittels der dritten Schnecke 18 so trans­ portiert, daß er zu dem vorderen (Fig. 1) Ende der zweiten Transportpassage 14 in Pfeilrichtung X7 durch die vierte Öffnung 12 transportiert wird.

Der Entwickler in der zweiten Transportpassage 14 wird in Pfeilrichtung X4 mittels der zweiten Schnecke 17 so trans­ portiert, daß er am hinteren Ende der zweiten Transportpassage 14 durch die erste und dritte Öffnung 9 und 10 in die erste und dritte Transportpas­ sage 13 und 15 in der Pfeilrichtung X5 und X8 verteilt wird.

Der Entwickler in der ersten Transportpassage 13 wird in Pfeilrichtung X1 durch die erste Schnecke 16 so transpor­ tiert, daß er durch die zweite Öffnung 11 zu dem vorderen Ende der zweiten Transportpassage 14 in Pfeilrichtung X3 zurückgeführt wird. Der Entwickler in der ersten Trans­ portpassage 13 wird, während er in Pfeilrichtung X1 transportiert wird, der Entwicklerhülse 5 zugeführt.

Der Entwickler, der der Entwicklerhülse 5 zugeführt worden ist, wird durch Regelung der Transportmenge des Entwicklers mittels eines die Magnetbürstenhöhe regulierenden Elementes 19 zu einem Entwicklungsbereich P in Pfeilrichtung a (siehe Fig. 1, Pfeilrichtung X2 in Fig. 2, 3a und 3b) gefördert, wenn die Entwicklerhülse 5 gedreht wird, wobei der Entwick­ ler in Folge der Magnetkraft des Magnetelementes 6 auf der Oberfläche der Entwicklerhülse 5 gehalten wird. Der zu dem Entwicklungsbereich P transportierte Entwickler wird mit der Umfangsfläche eines fotoempfindlichen Elementes 100 in Kontakt gebracht, welches in Pfeilrichtung e dreht, um einem auf dem fotoempfindlichen Element 100 ausgebilde­ ten elektrostatisch latenten Bild Toner zuzuführen.

Der Entwickler, welcher den Entwicklungsbereich P passiert hat, wird in Pfeilrichtung a (Pfeil X2′ in Fig. 3a und 3b) mittels Umdrehung der Entwicklerhülse 5 transportiert und in einem Bereich gegenüber einem Überbrückungsteil des Ma­ gnetelementes 6 zwischen den Magnetpolen N2 und N3 mit der gleichen Polarität an der Umfangsfläche der Entwick­ lerhülse 5 freigegeben, um wieder in den Entwickler eingemischt zu werden, der in der ersten Transportpassage 13 transportiert wird.

Im folgenden wird die Steuerung des Nachlieferns von Toner beschrieben. Ein Signal vom Tonerkonzentrationssensor AT wird in eine Steuereinheit CPU eingegeben, und die To­ nerkonzentration des Entwicklers am Tonerkonzentrationssen­ sor AT wird aus der Spannung des Signals detektiert. Die Tonerkonzentration, die von dem Tonerkonzentrationssensor AT detektiert worden ist, wird mit einem einzuhaltenden Sollwert, bei­ spielsweise 6%, verglichen. Wenn die Tonerkonzentration unter dem Sollwert liegt, wird der Tonernachfüllmotor M1 gedreht, und damit wird Toner in Pfeilrichtung X9 als Nachfüllung für die dritte Transport­ passage 15 durch den Tropfzuführauslaß 21 transportiert. Der nachgefüllte Toner in der dritten Transportpassage 15 wird in Pfeilrichtung X6 mittels der dritten Schnecke 18 zusammen mit dem Entwickler, welcher in der dritten Trans­ portpassage 15 transportiert wird, weitergegeben. Dabei wird der Toner mit dem Entwickler vermischt und elektrisch durch seinen Kontakt mit den Trägerteilchen ge­ laden, so daß die Menge der elektrischen Ladung der Toner­ teilchen erhöht wird. Der Toner, der dem vorne liegenden Ende der dritten Transportpassage 15 zugeführt wird, wird durch die vierte Öffnung 12 in die zweite Transportpassage 14 geleitet und in Pfeilrichtung X4 mittels der zweiten Schnecke 17 zusammen mit dem Entwickler, der von der ersten Transportpassage 13 zur zweiten Transportpassage 14 über die zweite Öffnung 11 transportiert wird, geleitet und wei­ ter mit dem Entwickler in der zweiten Transportpassage 14 vermischt, so daß seine elektrische Ladungsmenge erhöht wird.

Wenn der Entwickler in der ersten Transportpassage 13 transportiert wird, wird die Tonerkonzentration des Ent­ wicklers durch den Tonerkonzentrationssensor AT detektiert. Wenn der Tonerkonzentrationssensor AT detektiert, daß die Tonermenge unzureichend ist, wird der Tonernachfüllmotor M1 weiter angetrieben, um Toner in die dritte Transportpassage 15 nachzufüllen.

Der Entwickler, welcher dem hinteren Ende der zwei­ ten Transportpassage 14 zugeführt wird, wird auf die erste und dritte Öffnung 9 und 10 verteilt und in die erste und dritte Transportpassage 13 und 15 eingeleitet, wobei der Entwickler, welcher in die erste Transportpassage 13 geführt wird, für den Entwicklungsvorgang verwendet wird, während er in Pfeilrichtung X1 transportiert wird. Die in die dritte Transportpassage 15 nachgefüllte Tonermenge wird durch den Transport in der dritten und zweiten Transportpassage 15 und 14 ausreichend mit dem Ent­ wickler vermischt und gleichförmig verteilt und dadurch elektrisch geladen. Es kann daher nicht vorkommen, daß Toner, der zum Entwicklungsbereich P trans­ portiert wird, von den Trägerteilchen weggestreut wird und an einem bildlosen Teil des fotoempfindlichen Elementes 100 anhaftet. Vielmehr haftet der Toner gleichmäßig nur an den elektrosta­ tischen Bildbereichen des foto­ empfindlichen Elementes 100.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der Toner­ konzentrationssensor AT an dem vorderen Ende der er­ sten Transportpassage 13 angeordnet. Die Anordnung kann je­ doch auch so wie in der Fig. 3b modifiziert dargestellt, so sein, daß der Tonerkonzentrationssensor AT in der zweiten Transportpassage 14 vorgesehen ist, und zwar in Richtung des Pfeils X4 stromaufwärts der Stelle, an der der Toner, welcher in der dritten Transportpassage 15 nachgefüllt wor­ den ist, mit dem Entwickler in der zweiten Transportpassage 14 vermischt wird.

Claims (2)

1. Entwicklungsapparat (1) mit einer Entwicklereinrichtung (5), die ein Gemisch aus Toner- und Trägerteilchen zum Kontakt mit einem ein elektrostatisches Bild tragenden Bildträger (100) bringt, einer ersten Transporteinrichtung (16), die neben der Entwicklereinrichtung (5) angeordnet ist und dieser das Gemisch zuführt; einer zweiten Transporteinrichtung (17), die neben der ersten Transporteinrichtung (16) angeordnet ist und dieser das Gemisch zuführt; wobei ein Teil des durch die erste Transporteinrichtung (16) transportierten Gemisches zur zweiten Transporteinrichtung zurücktransportiert und dadurch ein erster Kreislauf des Gemisches zwischen der ersten und zweiten Transporteinrichtung (16, 17) erzeugt wird; und einer dritten Transporteinrichtung (18), die neben der zweiten Transporteinrichtung (17) angeordnet ist und dieser das Gemisch zuführt; wobei ein Teil des von der zweiten Transporteinrichtung (17) transportierten Gemisches zur dritten Transporteinrichtung (18) zurücktransportiert wird und ein zweiter Kreislauf des Gemisches zwischen der zweiten und dritten Transporteinrichtung (17, 18) erzeugt wird, und einer Nachfülleinrichtung (20 bis 22, M1) zum Nachfüllen von Toner in den zweiten Kreislauf des Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (AT) zum Erzeugen eines Konzentrationssignals mit einem Wert, der den Toneranteil im Gemisch des ersten Kreislaufs anzeigt, in dem ersten Kreislauf des Gemisches angeordnet ist, und daß die Nachfülleinrichtung (20 bis 22, M1) in Abhängigkeit von dem Konzentrationssignal arbeitet und so angeordnet ist, daß der Toner in dem zweiten Kreislauf des Gemisches in einem Bereich außerhalb der zweiten Transporteinrichtung (17) nachgefüllt wird.

2. Entwicklungsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung (CPU) zum Vergleichen des Wertes des Konzentrationssignals mit einem vorbestimmten Wert und zum Steuern der Einrichtung (20 bis 22, M1) zum Nachfüllen von Toner entsprechend dem Vergleichsergebnis vorgesehen ist, so daß der Toner in den zweiten Kreislauf nachgefüllt wird, wenn der Wert des Konzentrationssignals niedriger als der vorbestimmte Wert ist.