DE69016545T2 - Entwicklungsgerät. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Entwicklungsgerätl das für ein elektrophotographisches Gerät, wie einen Laserstrahldrucker, verwendbar ist und den Entwicklungsprozeß in den elektrophotographischen Prozessen oder Vorgängen ausführt.
• Als Entwicklungsverfahren im Entwicklungsprozeß unter Verwendung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsgeräts gibt es ein Verfahren, nach dem magnetischer Toner im oder am Umfang einer Toner/Trägerrolle in einem magnetischen Toner und magnetischen Träger enthaltenden Fülltrichter gespeichert wird, um den magnetischen Toner mit dem magnetischen Träger an einer Stelle nahe der Toner/Trägerrolle miteinander zu vermischen.
• Bei jedem herkömmlichen Entwicklungsgerät sind die Toner/Trägerrolle und eine photoleitende Trommel bzw. Photoleitertrommel parallel zueinander eingebaut. Die Toner/- Trägerrolle besteht aus einer zylindrischen Hülse aus einem nichtmagnetischen Werkstoff und einem drehbaren Magneten, der innerhalb der Hülse koaxial (dazu) so eingebaut ist, daß sich Hülse und Magnet gegenläufig zueinander drehen können. Die Toner/Trägerrolle ist an der Ö fnung des Fülltrichters angeordnet, der seinerseits magnetischen Toner und magnetischen Träger speichert bzw. bevorratet. Anfänglich wird der Träger in der Nähe der Toner/Trägerrolle gespeichert, bevor er sich (selbst) an den Umfang der Toner/Trägerrolle anlagert. Bevor er von der Toner/Trägerrolle gehalten wird, vermischt sich der Toner fortlaufend mit dem Träger.
• Bei der beschriebenen herkömmlichen Konstruktion verlagert sich der Träger unter der Drehung der Hülse fortlaufend oder allmählich zur oberen Position des Fülltrichters, bevor er schließlich über den gesamten bzw. im gesamten Fülltrichter verteilt wird. Sobald der Träger vollständig am (im) Fülltrichter verteilt ist, variiert das Mischungsverhältnis (Tonerdichte) zwischen dem an der Toner/Trägerrolle gehaltenen Toner und dem Träger, bis letztlich eine ungleichmäßige Dichte des aufgezeichneten Bilds aufritt.
• Obgleich der magnetische Träger eine Funktion zum Reinigen der Oberfläche der Hülse aufweist, kann die Hülse, sobald der Träger sich verteilt hat, nicht gut gereinigt werden. Infolgedessen erfährt der Toner eine Verfestigung auf der Hülse, wodurch letztlich die Güte des aufgezeichneten Bilds herabgesetzt wird.
• Aus der US -A-4 676 192 ist ein Entwicklungsgerät mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Dieses Dokument offenbart speziell ein Trockenprozeß-Entwicklungsgerät, bei dem ein Fülltrichter zum Bevorraten von Toner vorgesehen und eine Übertragungsrolle in einer Öffnung des Fülltrichters angeordnet ist. Im wesentlichen lotrecht hinter der Übertragungsrolle ist eine Trennplatte positioniert, um den Fülltrichterraum in eine Tonerspeichersektion und einen neben der Übertragungsrolle befindlichen Raum zu unterteilen, in den der Träger geladen ist oder wird. Zwischen einem unteren Ende der Trennplatte und dem Fülltrichterboden ist ein Tonerzufuhrdurchgang, jedoch nicht in Form einer (füll)trichterartigen Struktur, geformt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Entwicklungsgeräts, welches durch konstantes Halten von Träger im Bereich der Toner/Trägerrolle die Tonerkonzentration und die Trägermenge auf der Toner/- Trägerrolle so aufrechterhält, daß das Auf zeichnen eines qualitativ guten Bilds stabil bzw. zuverlässig durchführbar ist.
• Gegenstand dieser Erfindung ist ein Entwicklungsgerät, umfassend: eine zum Speichern von Toner und Träger dienende Fülltrichtereinheit mit einer Frontwand, einer gegenüberliegenden schrägen Rückwand sowie einer Bodenwand, die von der schrägen Rückwand in Richtung auf die Frontwand abgeht und zwischen der Unterkante der Frontwand und der Bodenwand eine Öffnung bildet, eine zum überführen oder Fördern von Toner und Träger dienende Rolleneinheit, die in der Öffnung derart angeordnet ist, daß ein Teil der Rolleneinheit in die Fülltrichtereinheit hineinragt, wobei die Rolleneinheit eine drehbare, kreisrunde Hülse und einen koaxial in der kreisrunden Hülse vorgesehenen rotierenden Magneten aufweist, ein an der Innenseite der Frontwand in der Nähe der Öffnung vorgesehenes Trägerstoppermittel und einen Raum zwischen dem Trägerstopper und der Rolleneinheit, wobei im Raum gespeicherter Toner und Träger durch die gemeinsame Wirkung der Drehung der kreisrunden Hülse und des rotierenden Magneten gemischt wird (bzw. werden), während der Trägerstopper ein Verstreuen des Trägers aus dem kaum heraus verhindert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Trägerstopper eine gekrümmte Fläche aufweist, die dem oberen Abschnitt des in die Fülltrichtereinheit hineinragenden Teils der Rolleneinheit konzentrisch gegenübersteht, daß die Bodenwand der Fülltrichtereinheit durch einen ersten, der schrägen Rückwand nahegelegenen und einen (bogenförmig) gekrümmten (arced) Querschnitt aufweisenden Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der sich von einer Spitze des ersten Abschnitts zur Öffnung erstreckt und eine Schrägfläche aufweist, geformt ist und daß das Trägerstoppermittel eine nahe an der Schrägfläche des zweiten Abschnitts der Bodenwand gelegene Spitze aufweist und damit einen Neben(füll)trichter zwischen der Schrägfläche des zweiten Abschnitts der Bodenwand und der Spitze des Trägerstoppermittels bildet, wobei die Spitze des Trägerstoppermittels in einer tieferen Position als die Spitze zwischen erstem und zweitem Abschnitt der Bodenwand liegt.
• Aufgrund der Anordnung der oben umrissenen Mittel bzw. Einrichtungen wird das durch Drehung der Toner/Trägerrolle verursachte Fließen des Trägers durch den Trägerstopper unterdrückt, so daß das Fließen des Trägers praktisch auf einen Raum zwischen der Toner/Trägerrolle und dem Trägerstopper begrenzt ist. Als Ergebnis kann ein Verstreuen von Träger über den gesamten Fülltrichter sicher minimiert sein.
• Da ferner das Volumen des zwischen dem Trägerstopper und der Toner/Trägerrolle gebildeten Raums sowie die in diesem Raum gespeicherte Trägermenge jeweils auf vorbestimmte Größen eingestellt sind, so daß das Mischungsverhältnis zwischen dem magnetischen Toner und dem magnetischen Träger auf der Toner/Trägerrolle in einem Bereich von 20% bis zu einem Höchstwert von 90% bleiben kann, kann aufgrund der Funktion des Trägerstoppers ein Verstreuen des Trägers über den gesamten Fülltrichter minimiert sein. Infolgedessen kann das Mischungsverhältnis zwischen dem magnetischen Toner und dem magnetischen Träger auf der Toner/Trägerrolle konstant in einem Bereich von 20 - 90% gehalten werden.
• Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgeräts gemäß einem verdeutlichenden Beispiel für die Erfindung,
• Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Zahl der verarbeiteten Papiere (Blätter) und der Tonerkonzentration,
• Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Tonerkonzentration am (im) Entwicklungsbereich auf der Toner/Trägerrolle und der Dichte des aufgezeichneten Bilds (bzw. der Kopie),
• Fig. 4 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgeräts gemäß einer Abwandlung des verdeutlichenden Beispiels nach Fig. 1,
• Fig. 5 eine Schnittansicht eines Entwicklungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
• Fig. 6 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Darstellung des Umfangsabschnitts der Toner/Trägerrolle nach Fig. 5,
• Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Rührers oder Rührwerks einer allgemeinen Konfiguration,
• Fig. 8 eine Schnittansicht des Entwicklungsgeräts gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 5,
• Fig. 9 eine perspektivische Darstellung des Rührwerks beim Entwicklungsgerät nach Fig. 8,
• Fig. 10 eine Schnittansicht des Entwicklungsgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform und
• Fig. 11 eine Schnittansicht des Entwicklungsgeräts gemäß einer weiteren Ausführungsform.
• Bei dem in Fig. 1 als verdeutlichendes Beispiel dargestellten Entwicklungsgerät ist parallel zu einer (nicht dargestellten) Photoleitertrommel eine Toner/Trägerrolle 1 eingebaut, die eine zylindrische Hülse 1a aus einem nichtmagnetischen Werkstoff und einen koaxial (dazu) im Inneren der Hülse 1a angeordneten rotierenden bzw. drehbaren Magneten 1b umfaßt. Die Hülse 1a dreht sich in Richtung eines Pfeils A, während sich der Magnet 1b in Richtung eines Pfeils B dreht. Die Toner/Trägerrolle 1 ist in der Öffnung eines Fülltrichters 2 angeordnet. Im vorliegenden Fall liegt ein Teil der Toner/Trägerrolle 1 innerhalb des Fülltrichters 2.
• Der Fülltrichter 2 weist eine lotrechte Vorderwand 2a, eine schräge Rückwand 2b und eine Bodenwand 2c auf. Zwischen dem unteren Ende der lotrechten Vorderwand 2a und der Spitze bzw. Kante der Bodenwand 2c ist eine Öffnung vorgesehen. Mit anderen Worten: die Öffnung ist an der Seitenfläche des Bodens des Fülltrichters 2 vorgesehen. Die Bodenwand 2c umfaßt einen halbkreisförmigen, vertieften Wandteil und einen mit letzterem verbundenen und sich längs der Rolle 1 erstreckenden Führungswandteil. Der Fülltrichter 2 speichert oder bevorratet magnetischen Toner (im folgenden einfach als Toner bezeichnet) 3 und magnetischen Träger (im folgenden einfach als Träger bezeichnet) 4.
• Am Tonerauslaß 2d des Fülltrichters 2 ist eine Streich-Klinge 5 angeordnet, die an der lotrechten Vorderwand 2a befestigt ist. Bei der Drehung der Toner/Trägerrolle 1 hält die Klinge 5 die Dicke der Schicht aus Toner 3 und Träger 4 konstant, während Toner und Träger unter Haftung an der Toner/Trägerrolle 1 aus dem Fülltrichter 2 herausgefördert werden. An der Innenwandfläche der lotrechten Vorderwand 2a ist in einer Position nahe dem Tonerauslaß 2d des Fülltrichters 2 ein Trägerstopper 10 befestigt. Eine der Toner/Trägerrolle 1 gegenüberliegende Fläche des Trägerstoppers 10 besitzt eine konzentrisch zur Toner/Trägerrolle 1 (bogenförmig) gekrümmte Form, während die von der gekrümmten Fläche abgewandte Fläche schräggestellt ist. Die Schrägfläche ist mit einem Ruhe- oder Böschungswinkel derart versehen, daß Toner 3 leicht herabfallen kann.
• Unterhalb des Trägerstoppers 10 ist ein Raum (Mischbereich) 11 geformt, welcher Raum 11 von der gekrümmten Fläche des Trägerstoppers 10, der Toner/Trägerrolle 1 und der Klinge 5 umgeben (bzw. begrenzt) ist. In diesem Raum 11 ist oder wird der Träger 4 gespeichert.
• Auf halber Länge des Fülltrichters 2 und am halbkreisförmigen vertieften Wandteil ist entweder ein Tonerübertragungselement oder ein Rührwerk 6 vorgesehen, um den Toner 3 vom halbkreisförmigen vertieften Wandteil zur Toner/Trägerrolle 1 zu überführen.
• Im Anfangszustand des Entwicklungsgeräts, wie in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt, wird oder ist der Träger 4 im Raum 11 in der Nähe der Toner/Trägerrolle 1 gespeichert, wobei er auch an der Umfangs- bzw. Mantelfläche der letzteren anhaftet. Toner 3 vermischt sich mit dem Träger 4 in kleinen Mengen, bevor er auf der Oberfläche der Toner/Trägerrolle 1 gehalten wird bzw. zum Anhaften kommt.
• Sobald im Betrieb des Entwicklungsgeräts mit dem beschriebenen Aufbau die Toner/Trägerrolle 1 sich zur Durchführung der Entwicklung zu drehen beginnt, wird im Raum 11 enthaltener Träger 4 durch die Drehung der Hülse 1a in Aufwärtsrichtung bewegt. Aufgrund des Vorhandenseins des Trägerstoppers 10 fließt jedoch der Träger 4 in einen Bereich des Raums 11 hinein, ohne sich auf andere Bereiche des Fülltrichters 2 zu verstreuen. Infolgedessen vermag das Entwicklungsgerät die Trägermenge im Raum 11 nahezu konstant zu halten.
• Fig. 2 veranschaulicht in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen der Kopienzahl und der Tonerdichte. Ausgezogene Linien stehen für die beim Entwicklungsgerät gemäß der Erfindung gewonnenen Daten, während gestrichelte Linien für die bei einem herkömmlichen Entwicklungsgerät gewonnenen Daten stehen. Eine Kurve A bezeichnet die Daten von Bereichen, die vom Raum 11 des Fülltrichters 2 verschieden sind.
• Eine Kurve B steht für die Daten an (von) der Toner/Trägerrolle 1. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, variiert im Vergleich zum herkömmlichen Entwicklungsgerät (gestrichelte Linie) beim erfindungsgemäßen Entwicklungsgerät (ausgezogene Linie) die Tonerdichte in sehr geringem Maße. Die Größe der Tonerdichte wird nach einer nachstehend angegebenen Formel bestimmt:
• Tonergewicht/Tonergewicht + Trägergewichtx100
• Da die Menge an Träger 4 im Raum 11 konstant gehalten werden kann, variiert die Tonerdichte überhaupt nicht, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung einer Bilddichte vermieden wird. Da weiterhin die Menge an Träger 4 am Umfang der Toner/Trägerrolle 1 praktisch konstant bleibt, kann eine Reinigungsfunktion nicht verringert sein. Hierdurch wird wiederum eine Verschlechterung der Bildgüte durch das Auftreten von verfestigtem Toner verhindert.
• Wie sich aus einer in Fig. 3 gezeigten Beziehung zwischen Tonerdichte an der Rolle 1 und der Dichte des aufgezeichneten Bilds ergibt, kann eine praktisch (gleichmäßige) Kopiendichte erreicht werden, wenn der Toner auf der Toner/Trägerrolle 1 im Raum 11 eine Dichte von 20 bis 90% aufweist. Wenn nämlich die Tonerdichte niedriger ist als 20%, wird anstelle des Toners 3 der Träger 4 an das auf der (nicht dargestellten) Photoleitertrommel erzeugte elektrostatische Latentbild angetragen. Wenn aufgrund einer Übermenge an Toner 3 die Tonerdichte mehr als 90% beträgt, kann sich der Toner 3 verfestigen, oder er kann aufgrund ungenügender Reinigungsfunktion bzw. -wirkung des Trägers 4 in übermäßiger Menge an die Photoleitertrommel angetragen werden.
• Unter Berücksichtigung obiger Gegebenheiten sollten zweckmäßig die folgenden Bedingungen erfüllt sein: Es sei angenommen, daß der Raum 11 eine Oberfläche S besitzt, die von einer gedachten senkrechten Linie von der Spitze des Trägerstoppers 10 zum Zentrum der Toner/Trägerrolle 1, die Toner/Trägerrolle 1, die Klinge 5 und den Trägerstopper 10 umschlossen oder begrenzt ist, und die Toner/Trägerrolle 1 einen Radius "r" besitzt, wobei die Fläche des Raums 11 durch die Gleichung oder Formel 1r ≤ S ≤ 10r bestimmt ist. Zweckmäßig wird die Menge an Träger 4 am bzw. im Entwicklungsbereich auf der Toner/Trägerrolle 1 auf eine solche Größe festgelegt, daß die Tonerdichte im Entwicklungsbereich in einem Bereich von 20 bis 90% bleiben kann. Genauer gesagt wenn der Radius "r" der Toner/Trägerrolle 1 gleich 9 mm ist und die Anfangsgröße bzw. -menge des Trägers 4 etwa 20 g beträgt, kann die Tonerdichte auf 65% (und) bis zu einem Höchstwert von 80% eingestellt sein oder werden.
• Wenn die Tonerdichte im Entwicklungsbereich auf der Toner/Trägerrolle 1 auf 40% bis zu einem Höchstwert von 70% eingestellt ist oder wird, vermag das Entwicklungsgerät noch klarere Bilder zu liefern.
• Wie vorstehend beschrieben, vermag das Entwicklungsgerät gemäß obiger Ausführungsform bei Unterdrückung eines Verstreuens von Träger 4 die Tonerdichte konstant zu halten; als Ergebnis kann das erfindungsgemäße Entwicklungsgerät den Entwicklungsprozeß unter stets optimalen Bedingungen durchführen. Da ferner die Tonerdichte auf der Toner/Trägerrolle 1 konstant gehalten werden kann, nämlich durch Optimierung der Fläche des Raums 11 und der Menge des Trägers 4, kann die Tonerdichte auf der Toner/Trägerrolle 1 konstant bzw. ständig in einem Bereich von 20% bis zu einem Höchstwert von 90% gehalten werden, so daß das Entwicklungsgerät jederzeit stabil bzw. zuverlässig klare bzw. scharfe Bilder zu entwickeln vermag.
• Wenn bei der Realisierung obiger Ausführungsform, wie in Fig. 4 gezeigt, das Entwicklerübertragungselement 6 im Fülltrichter 2 nicht vorgesehen ist, kann die Schrägwand 2b des Fülltrichters 2 vom Boden längs der Unterseite der Toner/Trägerrolle 1 verlängert sein oder werden. In diesem Fall wird der Toner der Toner/Trägerrolle 1 unter seinem Eigengewicht zugeliefert. Der Trägerstopper 10 kann in einer etwas von der Vorderwand 2a des Fülltrichters 2 beabstandeten Position eingebaut sein.
• Im folgenden ist anhand der Fig. 5 und 6 eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
• Gemäß Fig. 5 weist ein Fülltrichter 20 zum Speichern von Toner eine Vorderwand 20a und eine dieser gegenüberliegende, schräggestellte Rückwand 20g auf. Die Vorderwand 20a weist oberhalb einer Hülse 1a einen Vorsprung oder Trägerstopper 20b auf, der einen bogenförmigen Boden längs der Umfangsfläche der Hülse 1a aufweist. Die Bodenwand des Fülltrichters 20 umfaßt ein erstes Wandteil 20c eines (bogenförmig) gekrümmten Querschnitts und ein zweites Wandteil 20d, das vom Vorderende des ersten Teils abgeht und den unteren Bereich der Hülse 1a bedeckt bzw. untergreift. Gemäß Fig. 5 weist somit der Verbindungsteil von erstem Wandteil 20c und zweitem Wandteil 20d einen umgekehrt V-förmigen Querschnitt auf. Das zweite Wandteil 20d besitzt an der Querseite (lateral side) der Hülse 1a einen Schrägabschnitt mit einem Winkel, der größer ist als der Winkel, bei dem der Toner unter seinem Eigengewicht leicht herabfallen oder -rutschen kann; mit anderen Worten: dieser Winkel ist größer als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel. Am Schrägabschnitt des zweiten Wandteils ist ein Vorsprung 20e mit einer flachen Oberseite vorgesehen.
• Zwischen der Bodenfläche bzw. Unterseite des Trägerstoppers 20b und der Hülse 1a ist ein gewisser Abstand vorgesehen, so daß der Raum 11 gebildet ist. Wenn die Hülse 1a einen Radius "r" aufweist, liegt die Querschnittsfläche S des Raums 11 zweckmäßig in einem spezifischen Bereich, der sich durch eine Formel 1,0r ≤ S ≤ 10,0r ausdrücken läßt. Der spezifische Abstand ist zwischen der Spitze (Punkt S in Fig. 5) des Trägerstoppers 20b und der Unterseite (Ebene des Vorsprungs 20e) des Fülltrichters 20 vorgesehen. Das Spitzenende (Punkt S) des Vorsprungs 20b liegt in einer Position, die unterhalb des Scheitels (Punkt P) des Verbindungspunkts (conjunctional point) von erstem und zweitem Wandteil 20c bzw. 20d des Fülltrichters 20 liegt.
• Im folgenden ist die Arbeitsweise des Entwicklungsgeräts gemäß Fig. 5 beschrieben.
• Aus der vergrößerten Darstellung der Umfangsabschnitte der Toner/Trägerrolle 1 gemäß Fig. 6 geht folgendes hervor: In einem Anfangszustand werden die vorbestimmte Menge des Trägers 4 und die vorbestimmte Menge des Toners 3 miteinander vermischt, so daß die Tonerdichte im Raum 11 die vorbestimmte Größe erreichen kann. Das im Raum 11 gespeicherte Gemisch aus Toner 3 und Träger 4 ist im folgenden als Mischungsschicht bezeichnet.
• Für die Aufzeichnung eines deutlichen bzw. klaren Bilds ist es wünschenswert, das Volumen des Raums 11 und die Menge an Träger zu optimieren und die Tonerdichte auf 20 bis 90%, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 40 bis 70% einzustellen. Im Fülltrichter 20 ist zusätzlicher Toner 3 gespeichert. Wenn diese (obige) Bedingung gegeben ist, ist oder wird der Raum 11 mit Toner und Träger gefüllt. Infolgedessen kann der aus dem Fülltrichter 20 in den Raum 1 zuzuführende Toner 3 nicht in den Raum 11 fließen, so daß er vorläufig in einem (im folgenden auch als Neben(füll)trichter bezeichneten) Raum 12 gespeichert wird, der zwischen dem Trägerstopper 20b und dem zweiten Wandteil 20d am Boden des Fülltrichters 20 gebildet ist. Mit anderen Worten: der Nebentrichter 12 dient als Hilfsbereich (provisional pool) zum Speichern bzw. Bevorraten des Toners. Der Schrägabschnitt des zweiten Wandteils 20d an der Querseite der Hülse 1a bildet den Boden des Nebentrichters 12. Da das zweite Wandteil 20d einen Schrägabschnitt mit einem Winkel, der größer ist als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel für den Toner 3, aufweist, bildet der Boden des Neben(füll)trichters 12 eine Schrägfläche mit einem Winkel, der größer ist als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel für den Toner 3.
• Wenn das Entwicklungsgerät eine Bildentwicklung durchführt, wird der im Raum 11 befindliche Toner verbraucht, so daß der im Nebentrichter 12 befindliche Toner 3 auf die Planfläche des Vorsprungs 20e herabfällt. Wenn nämlich der Toner im Raum 11 verbraucht wird oder ist, wird der im Nebentrichter 12 befindliche zusätzliche Toner auf die Planfläche des Vorsprungs 20e zugeführt. Dabei drehen sich die Hülse 1a in der Richtung A und die magnetische Rolle 3b in der Richtung B, so daß aufgrund der kombinierten Wirkung der Drehung der Hülse 1a und der Magnetkraft der magnetischen Rolle 1b der zum Vorsprung 20e gelieferte Toner 3 in den Raum 11 eingeführt und mit dem Träger 4 vermischt wird. Genauer gesagt der zusätzliche Toner 3 und der Träger 4 werden von der Stromauf seite zur Stromabseite im Raum verlagert und miteinander vermischt, so daß das Mischungsverhältnis im Bereich der Toner/Trägerrolle eine vorbestiimnte (optimale) Größe besitzt.
• Die Mischungsschicht wird über den Zwischenraum zwischen der Hülse 1a und der Klinge 5 nach außen geliefert.
• Wie oben erwähnt, wird bei dieser Ausführungsform der Toner 3 vom Fülltrichter 20 über den Neben(füll)trichter 12 indirekt der Toner/Trägerrolle 1 zugeführt. Da ferner der Toner 3 der Toner/Trägerrolle 1 aus dem Fülltrichter 20 nicht unmittelbar zugeführt wird, sondern die Toner/Trägerrolle 1 den Toner 3 unter der Magnetkraft der magnetischen Rolle abnimmt, kann der Toner 3 jederzeit stabil bzw. zuverlässig der Toner/Trägerrolle 1 zugespeist werden.
• Das Vermischen des Toners 3 mit dem Träger 4 und die Überführung der Mischungsschicht erfolgen im Raum 11, der von dem anderen, den zusätzlichen Toner 3 speichernden Raum des Fülltrichters 20 getrennt ist, so daß der Träger 4 daran gehindert wird, sich aus dem Raum 11 zum anderen Raum im Inneren des Fülltrichters 20 zu verlagern. Mit anderen 5Worten: der Träger 4 kann nicht verstreut werden.
• Da weiterhin bei der Ausführungsform der Erfindung das Spitzenende (Punkt S gemäß Fig. 5) des Vorsprungs 20b in einer Position unterhalb des Scheitels (Punkt P) des Verbindungsabschnitts von erstem und zweitem Wandteil 20c bzw. 20d des Fülltrichters 20 liegt und der den Boden des Neben(füll)trichters 12 bildende Abschnitt des zweiten Wandteils 20d des Fülltrichters 20 einen Neigungswinkel aufweist, der größer ist als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel für den Toner 3, kann der Toner 3 durch das Rührwerk 6 nicht zwangsweise in den Nebentrichter 12 eingeführt werden, vielmehr wird der Toner unter seinem Eigengewicht in den Nebentrichter 12 eingeleitet. Infolgedessen kann der Toner 3 dem Raum 11 in stabiler bzw. zuverlässiger Weise zugespeist werden.
• Das Entwicklungsgerät ist mit dem Vorsprung 20e versehen. Da der auf die Oberseite dieses Vorsprungs 20e zugeführte Toner 3 unter der Wirkung der Drehung der Hülse 1a und der Magnetkraft der magnetischen Rolle 1b mit dem Träger 4 vermischt wird, kann der Toner 3 sicher in den Raum 11 eingeleitet werden. Der Vorsprung 20e verhindert eine Umkehr der Fließrichtung der Mischungsschicht.
• Aufgrund der oben erwähnten Funktionen können die Menge an Toner 3 und die Menge an Träger 4 auf der Toner/Trägerrolle 1 jeweils konstant gehalten werden, so daß demzufolge die Tonerdichte auf der Toner/Trägerrolle 1 stets konstant bleiben kann. Infolgedessen bleibt die Bilddichte stabil bzw. gleich, so daß stets ein Bild unter optimalen Bedingungen aufgezeichnet werden kann und dann mit letztlich sehr klare Bilder geliefert werden.
• Unter Verwendung des Entwicklungsgeräts mit einem Durchmesser der Hülse 1a von 18 mm und einer Entwicklungsbreite von 260 mm führten die Erfinder Versuche mit 23 g an Träger 4 durch. Dabei blieb die Tonerdichte konstant bei 65%.
• Das Rührwerk 6 weist die in Fig. 7 gezeigte Konstruktion auf. Insbesondere umfaßt das Rührwerk 6 zwei rechteckige Tonerförderglieder 6a und 6b, die jeweils an beiden Enden lotrecht abgebogen und einander gegenüberstehend bzw. entgegengesetzt an einer zylindrischen Welle 6c befestigt sind. Wenn das Rührwerk 6 gemäß Fig. 5 im Inneren des Fülltrichters 20 in Richtung des Pfeils C rotiert, wird der im Fülltrichter 20 befindliche Toner 3 gerührt bzw. umgewälzt und dann zum Neben(füll)trichter 12 geliefert.
• Bei einer anderen, in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform sind zwei elastische Elemente 21 und 22 jeweils einer solchen Länge, daß sie mit dem ersten Wandteil 20c (der Bodenfläche des Fülltrichters 20) des Fülltrichters 20 in Berührung zu gelangen vermögen, jeweils an den betreffenden Tonerfördergliedern 6a bzw. 6b befestigt. Diese elastischen Elemente 21 und 22 bestehen z.B. aus mit Gummi imprägniertem Nylon und sind mit Hilfe eines geeigneten starken Klebmittels an den betreffenden Flächen der Tonerförderglieder 6a und 6b befestigt (vgl. Fig. 9).
• Die am Rührwerk 6 befestigten elastischen Elemente 21 und 22 "schaufeln" den Toner 3 vom Boden des Fülltrichters 20 zum Neben(füll)trichter 12 aufwärts, so daß auch die geringste, im Fülltrichter 20 verbleibende Menge an Toner 3 sicher zum Nebentrichter 12 überführt werden kann. Infolgedessen kann der Toner 3 stabil bzw. zuverlässig aus dem Nebentrichter 12 in den Raum 11 überführt werden, wodurch eine Schwankung der Dichte des Toners 3 vermieden wird.
• Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist die Länge zwischen der Achse der Welle 6c des Rührwerks 6 und den Spitzen- bzw. Außenenden der elastischen Elemente 21 und 22 größer als die Länge zwischen der Achse der Welle 6c und dem ersten Wandteil 20c des Fülltrichters 20. Infolgedessen drehen sich die Außenenden der elastischen Elemente 21 und 22 mit Vorstand (projectively) oberhalb des Nebentrichters 12, um damit den Toner 3 über dem Nebentrichter 12 umzuwälzen. Hierdurch wird ein Agglomerieren bzw. Verklumpen des Toners 3 oberhalb des Nebentrichters 12 verhindert. Beispielsweise liegt dabei eine Differenz (ein Vorstand) von 3 mm in der Länge zwischen der Achse der Welle 6c und den Außenenden der elastischen Elemente 21 und 22 sowie der Länge zwischen der Achse der Welle 6c und dem ersten Wandteil 20c des Fülltrichters 20 vor. Die optimale Größe dieser Differenz variiert jedoch in Abhängigkeit von Form, Größe und Umdrehungszahl des Rührwerks 6.
• Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ein Vorsprung 20b mit einer Schrägfläche an der Vorderwand 20a vorgesehen. Andererseits kann gemäß Fig. 10 die Vorderwand 20a auch aus einem dicken Plattenelement 20f mit einer lotrechten Fläche geformt sein. Da in diesem Fall die mechanische Festigkeit der Vorderwand 20a erhöht ist, ist die Stabilität der an der Vorderwand 20a befestigten Klinge 5 verbessert; infolgedessen kann die aus Entwickler (bzw. Toner) und Träger bestehende Mischungsschicht der Toner/Trägerrolle 1 gleichmäßig zugeliefert werden.
• Wenn bei den Entwicklungsgeräten gemäß den Fig. 5 und 8 das Rührwerk 6 nicht vorgesehen ist, kann der Fülltrichter 20 eine für die Ausführungsform gemäß Fig. 4 dargestellte Konstruktion aufweisen. Zweckmäßig besitzt der Boden des Neben(füll)trichters 12 eine Schrägfläche mit einem Winkel, der größer ist als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel des Toners 3. Dennoch ist es bei dieser Ausführungsform nicht in jedem Fall nötig, eine Schrägfläche vorzusehen, deren Schrägung den Ruhe- bzw. Böschungswinkel des Toners 3 übersteigt. Beispielsweise kann auch entweder eine waagerechte Fläche oder eine Schrägfläche mit einem Winkel, der kleiner ist als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel des Toners 3, vorgesehen sein. Ferner ist es auch zulässig, eine Schrägfläche mit einem den Ruhe- bzw. Böschungswinkel des Toners 3 übersteigenden Winkel, eine andere Schrägfläche, deren Winkel kleiner ist als der Ruhe- bzw. Böschungswinkel des Toners 3, und eine waagerechte Fläche miteinander zu kombinieren. Ferner kann das Spitzenende S des Vorsprungs 20b dem Scheitel P des Verbindungsabschnitts von erstem und zweitem Wandteil 20c bzw. 20d gegenüberliegen (vgl. Fig. 11).
• Erfindungsgemäß ist ein Trägerstopper vorgesehen, der von der Innenseite des Fülltrichters in der Nähe des Tonerauslasses desselben absteht und der Toner/Trägerrolle zugewandt ist. Da magnetischer Träger in dem zwischen dem Trägerstopper und der Toner/Trägerrolle geformten Raum gespeichert ist, wird der Träger ständig in der Nähe der Toner/Trägerrolle gehalten. Infolgedessen können die Tonerdichte und die Trägermenge an der Toner/Trägerrolle konstant gehalten werden. Als Ergebnis kann stabil bzw. zuverlässig ein Bild hoher Güte aufgezeichnet werden.
• Ferner werden bzw. sind beim erfindungsgemäßen Gerät das Volumen des zwischen Trägerstopper und Toner/Trägerrolle geformten Raums und die Menge des in diesem Raum gespeicherten magnetischen Trägers einwandfrei eingestellt, so daß das Mischungsverhältnis von Toner und Träger auf der Toner/Trägerrolle im Bereich von 20% bis zu einem Höchstwert von 90% bleiben kann. Aufgrund der Anordnung des Trägerstoppers kann infolgedessen ein Verstreuen des Trägers über die gesamte Fülltrichteroberfläche minimiert werden; das Mischungsverhältnis von Toner und Träger auf der Toner/Trägerrolle kann dennoch konstant in einem Bereich von 20% bis zu einem Höchstwert von 90% gehalten werden, so daß das System bzw. Gerät durch stabile bzw. gleichbleibende Entwicklung jederzeit klare Bilder zu liefern vermag.

Claims (10)

1. Entwicklungsgerät, umfassend:

eine zum Speichern von Toner (3) und Träger (4) dienende Fülltrichtereinheit (20) mit einer Frontwand (20a), einer gegenüberliegenden schrägen Rückwand (20g) sowie einer Bodenwand (20c, 20d), die von der schrägen Rückwand (20g) in Richtung auf die Frontwand (20a) abgeht und zwischen der Unterkante der Frontwand (20a) und der Bodenwand (20c, 20d) eine Öffnung bildet,

eine zum Überführen oder Fördern von Toner (3) und Träger (4) dienende Rolleneinheit (1), die in der Öffnung derart angeordnet ist, daß ein Teil der Rolleneinheit (1) in die Fülltrichtereinheit (20) hineinragt, wobei die Rolleneinheit (1) eine drehbare, kreisrunde Hülse (1a) und einen koaxial in der kreisrunden Hülse (1a) vorgesehenen rotierenden Magneten (1b) aufweist,

ein an der Innenseite der Frontwand (20a) in der Nähe der Öffnung vorgesehenes Trägerstoppermittel (20b) und

einen Raum (11) zwischen dem Trägerstopper (20b) und der Rolleneinheit (1), wobei im Raum (11) gespeicherter Toner (3) und Träger (4) durch die gemeinsame Wirkung der Drehung der kreisrunden Hülse (1a) und des rotierenden Magneten (1b) gemischt wird (bzw. werden), während der Trägerstopper (20b) ein Verstreuen des Trägers (4) aus dem Raum (11) heraus verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß

der Trägerstopper (20b) eine gekrümmte Fläche aufweist, die dem oberen Abschnitt des in die Fülltrichtereinheit (20) hineinragenden Teils der Rolleneinheit (1) konzentrisch gegenübersteht, daß

die Bodenwand (20c, 20d) der Fülltrichtereinheit (20) durch einen ersten, der schrägen Rückwand (20g) nahegelegenen und einen (bogenförmig) gekrümmten (arced) Querschnitt aufweisenden Abschnitt (20c) und einen zweiten Abschnitt (20d), der sich von einer Spitze (P) des ersten Abschnitts (20c) zur Öffnung erstreckt und eine Schrägfläche aufweist, geformt ist und daß

das Trägerstoppermittel (20b) eine nahe an der Schrägfläche des zweiten Abschnitts (20d) der Bodenwand gelegene Spitze (S) aufweist und damit einen Neben(füll)trichter (12) zwischen der Schrägfläche des zweiten Abschnitts (20d) der Bodenwand und der Spitze (S) des Trägerstopperamittels (20b) bildet, wobei die Spitze (S) des Trägerstoppermittels (20b) in einer tieferen Position als die Spitze (P) zwischen erstem und zweitem Abschnitt der Bodenwand (20c, 20d) liegt.

2. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerstoppermittel (20b) eine Schrägfläche mit einem Winkel aufweist, der größer ist als ein Ruhewinkel bzw. Böschungswinkel an der der gekrümmten Fläche gegenüberliegenden bzw. davon abgewandten Seite.

3. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (20d) der Bodenwand einem unteren Abschnitt des Teils der Rolleneinheit (1) konzentrisch gegenübersteht.

4. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (20d) der Bodenwand einen Vorsprung (20e) aufweist, der an der Schrägfläche vorgesehen ist und eine Planfläche aufweist.

5. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche des zweiten Abschnitts (20d) der Bodenwand einen Winkel aufweist, der größer ist als ein Ruhewinkel bzw. Böschungswinkel.

6. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerstoppermittel (20b) aus einem dicken Plattenelement (20f) mit einer senkrecht von der Spitze (S) abgehenden lotrechten Fläche geformt ist.

7. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine in der Fülltrichtereinheit (20) vorgesehene Überführungseinheit (6) zum Überführen oder Fördern von Toner (3) zur Rolleneinheit (1).

8. Entwicklungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungseinheit ein in der Fülltrichtereinheit (20) drehbar angeordnetes Rührwerk (6) ist.

9. Entwicklungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (6) eine zylindrische Welle (6c) und zwei an der Welle (6c) einander gegenüberliegend befestigte rechteckige Elemente (6a, 6b) umfaßt.

10. Entwicklungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (6) zwei elastische Elemente (21, 22) aufweist, die jeweils von den rechteckigen Elementen (6a, 6b) abstehen und an den rechteckigen Elementen (6a, 6b) befestigt sind.