DE69206965T2

DE69206965T2 - Entwicklungseinheit mit Mitteln zur Verhinderung des Zusammenbackens von Entwicklungspulver bei einer Entleerungsöffnung

Info

Publication number: DE69206965T2
Application number: DE69206965T
Authority: DE
Inventors: Toyoka Aimoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-12-02
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2012-07-28
Also published as: JPH05150639A; EP0544993A2; EP0544993B1; DE69206965D1; US5307123A; JP2729338B2; EP0544993A3

Description

1. Gegenstand der Effindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungseinheit in einer bild erzeugenden Vorrichtung nach dem Verfahren der Elektrophotographie und im speziellen auf eine Steuereinheit für rotierende Bestandteile zum Entleeren von Entwicklungspulver aus einem Entwicklungsbehälter in der Entwicklungseinheit.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Ein bekannter Mechanismus zur regelbaren Zuführung von Entwicklungspulver in eine Entwicklungseinheit beinhaltet einen Tonerdichtesensor und ist so aufgebaut, daß das Rotationssystem zur Rückgewinnung des Entwicklungspulvers abgestellt und die Zuführeinheit zur Zuführung einer benötigten Menge neuen Entwicklungspulvers in die Entwicklungeinheit angestellt wird, wenn der Sensor feststellt, daß in der Entwicklungseinheit kein Entwicklungspulver mehr zurückgewonnen wird. Dieser Mechanismus wurde in dem offengelegten japanischen Patent Nr.61-39 061 offenbart.
In dem bekannten Mechanismus wird das aus Walzen und Schrauben bestehende System der Entwicklungseinheit mit einer für den Entwicklungsprozeß benötigten konstanten Geschwindigkeit angetrieben. Dieselbe Geschwindigkeit wird bei der Zuführung neuen Entwicklungspulvers, bei der Entleerung verbrauchten Entwicklungspulvers und bei der Bildentwicklung aufrechterhalten.
Das Austauschen des Entwicklungspulvers als solches kann eine lange Zeit benötigen. Da eine bilderzeugende Vorrichtung während der Auswechselzeit nicht arbeiten kann, wird die lange verschwenderische Zeit beim Austauschen des Entwicklungspulvers verbraucht.
Als Stand der Technik hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung in der Japanischen Patentanmeldung Nr.3-28 45 58 zur Lösung des zuvor beschriebenen Problems vorgeschlagen, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen und der Schraube bei der Entleerung des Entwicklungspulvers größer als bei der Entwicklung eines Bildes ist.
Nach diesem Stand der Technik wird die Schraube in eine Richtung angetrieben. So wird das Entwicklungspulver konstant zu einer Entleerungsöffnung hin bewegt. Dadurch kann das Entwicklungspulver bei der Entleerungsöffnung zusammenbacken und ein Blockieren der Schraube in ihrem Lager verursachen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Entwicklungseinheit zu schaffen, die bei der Entwicklung eines Bildes das Zusammenbacken des Entwicklungspulvers bei einer Entleerungsöffnung verhindern kann.
Eine Entwicklungseinheit nach der vorliegenden Erfindung enthält einen Entwicklungsbehälter zur Aufnahme eines Entwicklungspulvers, eine Walze zur Bildentwicklung innerhalb des Entwicklungsbehälters, einen Rotationskörper im Entwicklungsbehälter. um das Entwicklungspulver durch eine Entleerungsöffnung aus dem Entwicklungsbehälter zu entleeren, und eine Antriebseinheit für den Rotationskörper, die ihn während der Bildentwicklung in die entgegengesetzte Richtung zu der bei Entleerung des Entwicklungspulvers rotieren läßt.
Vorzugsweise enthält die Entwicklungseinheit weiterhin eine Regeleinheit, die die Antriebsmittel so regelt, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationskörpers während der Bildentwicklung langsamer ist, als bei Entleerung des Entwicklungspulvers. Der Rotationskörper kann so gesteuert werden, daß er für eine vorbestimmte Zeit oder eine bestimmte Umdrehungsanzahl intermittierend rotiert.
Während der Bildentwicklung rotiert der Rotationskörper mit einer kleineren Geschwindigkeit und in die entgegengesetzte Richtung zu der der Walzen als bei der Entleerung des Entwicklungspulvers. Das Entwicklungspulver wird durch den Rotationskörper von der Entleerungsöffnung weg zur Seitenwand des Entwicklungsbehälters bewegt. Danach wird es hochgepreßt und von der Mischwalze gemischt.
Das Entwicklungspulver als solches wird während der Bildentwicklung nicht an der Entleerungsöffnung angesammelt, so daß es dort nicht zusammenbacken kann. Weiterhin wird die Schubkraft des Pulvers in Richtung auf die Welle des Rotationskörpers durch das intermetierende Rotieren oder das Rotieren mit einer gegenüber der Rotationsgeschwindigkeit bei Entleerung des Entwicklungspulvers verringerten Rotationsgeschwindigkeit verkleinert. Dadurch wird eine nur lokale Verschiebung des Entwicklungspulvers verhindert und so die Mischwirkung erhöht.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungen der Erfindung verdeutlicht.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Schnittdarstellung einer Entwicklungseinheit nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 ist eine Schnittdarstellung der Seitenansicht der Entwicklungseinheit aus Figur 1;
Figur 3 ist eine Schnittdarstellung eines in der Entwicklungseinheit enthaltenen Rührers;
Figur 4 ist ein Blockdiagramm. das eine in der Entwicklungseinheit enthaltene Steuereinheit zeigt; und
Figur 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Entwicklungseinheit nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Die Beschreibung ist auf eine Entwicklungseinheit nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen gerichtet.
Figur 1 ist eine Schnittdarstellung der Entwicklungseinheit. Die Bezugszeichen bedeuten:
1 eine photoempfindliche Trommel,
2 ein Entwicklungsbehälter,
3 ein Tonertrichter,
4 eine magnetische Walze,
5 eine Mischwalze
7 eine Strömungsplatte,
8 ein Tonerdichtesensor,
9 ein Rakel,
10 eine Tonerzufuhrwalze, und
11 eine Tonertransportschraube.
Figur 2 zeigt die Seitenansicht der Entwicklungseinheit, hier bedeuten die Bezugszeichen 20 ein Zufuhrbehälter zur Zufuhr von Entwicklungspulver D in den Entwicklungsbehälter und 21 ein Beförderungsmechanismus zum Transport des Entwicklungspulvers D in den Entwicklungsbehälter 2. Der Beförderungsmechanismus 21 beinhaltet eine Beförderungsschraube 22 und ein Mischglied 23. Die Beförderungsschraube 22 dient zur Beförderung des Entwicklungspulvers D von einer Seite zur anderen Seite des Entwicklungsbehälters 2 der Länge nach. Das Mischglied 23 dient zum Mischen des Entwicklungspulvers D an der anderen Seite dem Umfang nach.
Wie in Figur 1 gezeigt, befindet sich der Beförderungsmechanismus direkt unter einer Öffnung 2a des Entwicklungsbehälters 2 und schräg über der Mischwalze 5. Wie in Figur 2 gezeigt, ist die Beförderungsschraube 22 innerhalb eines an den Entwicklungsbehälter 2 angeflauschten Zylinders 24 befestigt. Die Beförderungsschraube 22 weist eine mit einer spiralförmigen Lamelle versehene rotierende Welle 25 auf. Das Mischglied 23 besteht aus einem Rührwerk mit der in Figur 3 gezeigten Profilform. Es ist an der anderen Seite der rotierenden Welle 25 angebracht. Die beiden Enden der rotierenden Welle 25 sind Jeweils an dem Entwicklungsbehälter 2 und dem Zylinder 24 drehbar gelagert.
Das vom Zufuhrbehälter 20 zugeführte Entwicklungspulver D wird stetig von der in der Längsrichtung des Entwicklungsbehälters nahe am Zufuhrbehälter 20 liegenden Pulvereintrittsseite des Entwicklungsbehälters 2 (wie rechts in Figur 2 gezeigt) zur inneren Seite des Behälters geführt. Da nicht das ganze Entwicklungspulver D bis zum Ende geführt wird, befindet sich um den Eintrittsbereich mehr Entwicklungspulver D als im restlichen Bereich. D.h., daß die Verteilung des Entwicklungspulvers im Entwicklungsbehälter 2 bergförmig aussieht, wobei die Spitze zur Eintrittsseite verschoben wurde. Dadurch ist die Dichte des Entwicklungspulvers D um den Eintrittsbereich größer und wird dann stetig zu der gegenüberliegenden inneren Seite hin kleiner.
Die unregelmäßige Dichte des Entwicklungspulvers D kann zu einem nicht gleichmäßig gefärbten Bild führen. Um ein gleichmäßig gefärbtes Bild zu erhalten ist es notwendig, das Entwicklungspulver D noch einmal zu mischen. Die Beförderungsschraube 22 allein kann diese effiziente Nachmischung nicht erreichen.
Damit effizient nachgemischt werden kann, gibt es einen Beförderungsweg für den Toner zwischen der Beförderungsschraube 22 und einem Kanalrohr 26, wie in Figur 1 gezeigt. Das Kanalrohr 26 hat eine sich von der Pulvereintrittsseite zur entgegengesetzten Seite des Entwicklungsbehälters zunehmend vergrößernde Öffnung 26a (siehe Figur 2). Das Kanalrohr 26 ist in einer U-Form mit nach oben gerichteter Öffnung 26a um die Beförderungsschraube 22 gebildet. Die sich entgegengesetzt zur Drehrichtung der Beförderungsschraube 22 befindende Wand des Beförderungswegs 26 wird von der Eintrittsseite zur gegenüberliegenden Seite stetig niedriger.
Unter der Mischwalze 5 befindet sich die Entleerschraube 27 zur Entleerung des Abfallentwicklungspulvers D aus dem Entwicklungsbehälter 2. Wie der Beförderungsmechanismus 21 ist die Entleerschraube 27 in einem an der Entleerseite des Entwicklungsbehälters 2 vorspringenden Zylinder 28 angebracht. Die beiden Enden der Entleerschraube 27 sind jeweils am Entwicklungsbehälter 2 und am Zylinder 28 drehbar gelagert.
Der Zufuhrbehälter 20 ist über einen Verschluß (nicht gezeigt) an den Zylinder 24 angeschlossen. Der Behälter 20 kann bei Bedarf durch den Verschluß mit dem Zylinder 24 verbunden werden.
Der Zylinder 28 ist mit einer Entleerungsöffnung 29 versehen. Die Entleerungsöffnung 29 ist über ein Abfallrohr 30 an einen Abfallbehälter 31 angeschlossen. Im Abfallrohr 30 ist ein rotierbar gelagerter Verschluß 32 angebracht. Der Verschluß 32 ist so gesteuert, daß er die Entleerungsöffnung 29 beim Entwickeln eines Bildes schließt und beim Entleeren des Abfallentwicklungspulvers öffnet.
Der Abfallbehälter 31 ist in der Entwicklungseinheit an derselben Seite wie der Zufuhrbehälter 20 angeordnet und kann leicht von der bilderzeugenden Vorrichtung entfernt werden.
Die magnetische Walze 4. die Mischwalze 5, die Beförderungsschraube 22 und die Entleerschraube 27 werden von Antriebseinheiten 33 und 34, die Jeweils Motoren sein können, über Getriebe und Gänge angetrieben. Die Antriebseinheiten sind an der der Entwicklungseinheit gegenüberliegenden Seite der bilderzeugenden Vorrichtung angeordnet.
Eine Steuereinheit 35 mit einem Mikrocomputer ist zur Steuerung der Antriebseinheiten 33, 34 im Hauptkörper der bilderzeugenden Vorrichtung angebracht.
Wie in Figur 4 gezeigt, weist die Steuereinheit 35 einen Entwicklungszeit-Treiber 37 und einen Entleerungszeit-Treiber 38 auf. Der Entwicklungszeit-Treiber 37 dient zum Antreiben der Walzen 4, 5 und der Beförderungsschraube 22 sowie zum Antreiben der Entleerschraube 27 in die entgegengesetzte Richtung zu der bei Entleerung des Entwicklungspulvers und wird mit der Starttaste 36 aktiviert. Der Entleerungszeit-Treiber 38 dient zum Antreiben der Walzen 4, 5 und der Beförderungsschraube 22, sowie zum Antreiben der Entleerschraube 27 bei der Entleerung des Abfallentwicklungspulvers D mit einer höheren Geschwindigkeit als bei der Entwicklung eines Bildes.
Der Entleerungszeit-Treiber 38 wird durch die Betätigung einer Funktionstaste 39 zum Wechsel des Entwicklungspulvers D aktiviert und hat eine Bedienfunktion des Verschlusses 32 der Entleerungsöffnung 29.
In der zuvor beschriebenen Ausführung wird im Fall der Entleerung des Entwicklungspulvers D und der Zuführung neuen Entwicklungspulvers D der Verschluß 32 geöffnet, so daß die Entleerschraube 27 mittels der Antriebseinheit 34 in der durch den Pfeil a angezeigten Richtung gedreht wird, wie in Figur 1 gezeigt. Als Ergebnis bewegt sich durch die Entleerschraube 27 das Abfallentwicklungspulver D im Entwicklungsbehälter 2 in die durch die Pfeile A und A' angezeigte Richtung (siehe Figur 2) und fällt dann aus der Entleerungsöffnung 29 des Zylinders 28, durch den das Abfallentwicklungspulver D geführt wird, in den Abfallbehälter 31.
Danach wird zur Zufuhr des neuen Entwicklungspulvers D der Verschluß 32 der Entleerungsöffnung geschlossen und der Verschluß des Zufuhrbehälters geöffnet, damit neues Entwicklungspulver D vom Zufuhrbehälter 20 in den Beförderungszylinder 24 fließt.
Durch den Antrieb der Walzen 4, 5 und der Beförderungsschraube 22 mit einer Rotationsgeschwindigkeit Vb, wie in Figur 2 gezeigt, bewegt sich das Entwicklungspulver mittels der Beförderungsschraube 22 von der Eintrittsseite zur inneren Seite.
Das aus der Öffnung 26a ausfließende Entwicklungspulver D ist von der Eintrittsseite zur inneren Seite stetig zunehmend. Dadurch ist die Verteilung des Entwicklungspulvers D nicht zur Eintrittsseite verschoben. Das bedeutet, daß zu gleichmäßigen Zufuhr des Entwicklungspulvers kein spezielles Mischverfahren benötigt wird. Die Mischwalze 5 dient zur Aufladung des Entwicklungspulvers D im Entwicklungsbehälter 2.
Die Beförderungsschraube 22 wird zur Beförderung des Entwicklungspulvers D von der Eintrittsseite zur inneren Seite benutzt und hat einen exzellenten Wirkungsgrad. Wenn sich die Beförderungsschraube 22 bis zur Spitze der rotierenden Welle 25 fortsetzt, bewegt sich das Entwicklungspulver D stetig in die durch den Pfeil B angezeigte Richtung und verursacht dadurch eine unregelmäßige Höhe des Entwicklungspulvers D im Entwicklungsbehälter 2, was zu einerveränderbaren Tonerdichte führt. Dadurch kann das entstehende Kopierbild verschlechtert werden.
Um dieses unvorteilhafte Phänomen zu unterdrücken, ist das Mischglied 23 an der zur Eintrittsseite gegenüberliegenden Seite auf der rotierenden Welle 25 angebracht, wie in Figur 2 gezeigt. Dieses Mischglied 23 bewegt das Entwicklungspulver nicht in Längsrichtung, aber es mischt das Entwicklungspulver radial wesentlich besser als die Beförderungsschraube 22. So wird das Entwicklungspulver D durch die Beförderungsschraube 22 zur inneren Seite bewegt und mittels des Mischglieds 23 radial verteilt, um eine gleichmäßige Dichte des Entwicklungspulvers D im Entwicklungsbehälter 2 zu erzeugen.
Bei der Entwicklung eines Bildes drehen sich die Walzen 4,5 und die Beförderungsschraube 22. Die Entleerschraube 27 dreht sich mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die zu der bei der Entleerung des Entwicklungspulvers gleich ist, in die durch den Pfeils b aufgezeigte Richtung, wie in Figur 1 gezeigt.
Das Entwicklungpulver wird mittels der Entleerschraube 27 in die zur Entleerungsöffnung 29 entgegengesetzte durch den Pfeil B aufgezeigte Richtung bewegt. Erreicht das Entwicklungspulver die Seitenwand des Entwicklungsbehälters 2, so wird es hochgedrückt und von der Mischwalze 5 gemischt. Dadurch wird das Entwicklungspulver während der Entwicklung eines Bildes nicht innerhalb des Zylinders 28 angesammelt. So kann kein Entwicklungpulver bei der Entleerungs öffnung 29 zusammenbacken und die Welle der Schraube 27 nicht in ihrem Lager 27a blockieren. Die Rotationsgeschwindigkeit der Entleerschraube 27 ist bei der Entleerung des Abfallentwicklungspulvers geringer als bei der Entwicklung eines Bildes. So wird die Bewegungskraft des Entwicklungspulvers auf die Welle der Schraube 27 verringert und damit eine lokale Verschiebung des Entwicklungs pulvers verhindert. Das trägt zu einer guten Mischwirkung bei, die eine verschlechterte Qualität des kopierten Bildes wegen einer schlechten Vermischung des Entwicklungspulvers verhindert.
Folgend wird eine Entwicklungseinheit nach einer zweiten Ausführung der Erfindung beschrieben, wie sie in Figur 5 dargestellt ist. Der Aufbau und der Betrieb dieser Ausführung ist mit Ausnahme der Steuereinheit im wesentlichen gleich wie in der ersten Ausführung. Deshalb wird die folgende Beschreibung auf die Steuereinheit eingeschränkt.
Wie in Figur 5 gezeigt, weist die Steuereinheit 40 einen Entwicklungszeit-Treiber 41 und einen Intermittierungs-Treiber 42 auf. Der Entwicklungszeit-Treiber 41 dient zum Antreiben der Walzen 4,5 und der Beförderungsschraube 22 bei der Entwicklung eines Bildes. Der Intermittierungs-Treiber 42 dient zum Antreiben der Entleerschraube 27 bei der Entwicklung eines Bildes eine bestimmte Zeit lang um einen bestimmten Betrag. Die Drehrichtung ist entgegengesetzt zu der bei der Entleerung des Entwicklungpulvers.
Der Intermittierungs-Treiber 42 bewirkt ein Antreiben der Entleerschraube 27 einige Umdrehungen oder einige Minuten und stoppt dies, wenn er ein Einschalten der bilderzeugenden Vorrichtung, das Kopieren einer vorbestimmten Anzahl von Seiten, das Rotieren der Walzen, oder das Kopieren eines Bildes in einer vorbestimmten Anzahl feststellt.
Durch den Antrieb der Entleerschraube 27 mittels der Steuerung des Intermittlerungs-Treibers 42 ist es möglich, dieselbe Wirkung wie bei dem langsameren Antreiben der Entleerschraube 27 während der Entwicklung eines Bildes nach der ersten Ausführung zu erhalten.
Der Rotationskörper ist nicht auf die Schraube eingeschränkt.
Viele andere Ausführungen der vorliegenden Erfindung können konstruiert werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es wird klargestellt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungen in der Beschreibung eingeschränkt wird, sondern nur durch die beigefügten Ansprüche.

Claims

1. Entwicklungseinheit. enthaltend:

einen Entwicklungsbehälter (2) zur Aufnahme eines Entwicklungspulvers;

eine Walze (4) zur Bildentwicklung innerhalb des Entwicklungsbehälters;

einen Rotationskörper (27) im Entwicklungsbehälter, um das Entwicklungspulver durch eine Entleerungsöffnung (29) aus dem Entwicklungsbehälter zu entleeren, gekennzeichnet durch

Antriebsmittel (38) für den Rotationskörper, die ihn während der Bildentwicklung in die entgegengesetzte Richtung zu der bei Entleerung des Entwicklungspulvers rotieren lassen.

2. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regeleinheit, die die Antriebsmittel so regelt, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationskörpers (27) während der Bildentwicklung langsamer ist, als bei Entleerung des Entwicklungspulvers.

3. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuermittel (42), die die Antriebsmittel so steuern, daß der Rotationskörper (27) für eine vorbestimmte Zeit intermittierend rotiert.

4. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuermittel (42), die die Antriebsmittel so steuern, daß der Rotationskörper (27) eine bestimmte Umdrehungsanzahl intermittierend rotiert.