DE69806110T2

DE69806110T2 - Integriertes System zur Abgabe mehrerer Toner

Info

Publication number: DE69806110T2
Application number: DE69806110T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey J. Folkins
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2018-07-15
Also published as: JPH1173003A; EP0901048A2; EP0901048A3; DE69806110D1; EP0901048B1; US5826150A

Description

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abgeben von Toner in einer elektrofotografischen Maschine und betrifft insbesondere Probleme hinsichtlich der Funktion mehrerer Tonerabgabemechanismen, um die Teilezahl und die Komplexität der Tonerabgabemechanismen zu verringern.
Auf dem Gebiet der Tischdrucker bzw. Drucker mit geringer Baugröße, sind geringe Kosten, eine kleine Größe und Einfachheit des Designs kritische Anforderungen. Mit der Einführung von Farbdrucken sind mehrere Entwicklerstationen notwendig, wobei jede zu entwickelnde Farbe einer Entwicklerstation entspricht. Gegenwärtig umfasst jede Entwicklerstation getrennte Tonerabgabesysteme mit einem entsprechenden Rühr-, Misch- und Verschlussmechanismus, um die an die entsprechenden Entwicklereinheiten abgegebene Tonermenge zu steuern. Es ist jedoch äußerst wünschenswert, die Anzahl redundanter Steuermechanismen zu reduzieren, um die Kosten und die Komplexität von Farbdruckvorrichtungen zu verringern.
EP-A-0488146 offenbart ein Mehrfarbenentwicklungsgerät mit mehreren Entwicklungsmechanismen, um eine Entwicklung in einzelnen unterschiedlichen Farben durchzuführen. Eine mit der Anzahl der Entwicklermechanismen übereinstimmende Anzahl an Tonerbehältern ist in einer festen Manier angeordnet, wobei eine Tonerzuführeinrichtung zum Zuführen eines Toners in den entsprechenden Entwicklermechanismus vorgesehen ist.
EP-A-0712051 offenbart ein System zum Herstellen dreidimensionaler Objekte aus Computerdaten, wobei eine Fotoabbildungsstation verwendet wird. Das System umfasst einen Tonerabgabemechanismus, der als Ganzes relativ zu dem Druckmedium bewegbar ist.
US-A-5585899 offenbart eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Toner in einer Entwicklereinheit. Die Vorrichtung umfasst mehrere Tonerabgabeeinheiten, die selektiv aktivierbar sind, um Toner in eine Entwicklereinheit mittels eines gemeinsam verwendeten Rührelements abzugeben.
Die vorliegende Erfindung stellt darauf ab, die Anzahl der Tonerabgabesteuermechanismen in einer Farbdruckvorrichtung mit mehreren Tonerabgabeelementen zu verringern. Dies wird durch eine Vorrichtung zum Abgeben von Toner mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen erreicht. Erfindungsgemäß sind die Tonerabgabeelemente entlang einer relativ geraden Linie angeordnet, so dass ein einzelnes Tonerabgabeelement mit einem einzelnen Steuermechanismus Toner von der Tonerquelle zu den Entwicklereinheiten befördern kann. Diverse Tonerabgabeelemente, etwa ein Tonerförderelement, ein Tonermischelement und ein Tor- bzw. Verschlusselement können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um das Abgaben von Toner aus dem Tonerabgabeelement zu unterstützen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner Bahnen für die Bewegung des Verschlusselements, wobei die Tonerabgabesteuerung selektiv das Ausrichten der Tonerabgabeöffnungen und der Verschlusselementsöffnungen steuern kann. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren, das im Patentanspruch 9 definiert ist, zum Abgaben von Toner bereit gestellt, wobei das Verfahren umfasst:
Anordnen zumindest zweier Tonerabgabeelemente nahe aneinander, wobei jedes Tonerabgabeelement eine darin enthaltene Tonerquelle und eine Öffnung, durch die Toner aus dem Tonerabgabeelement hindurch tritt, aufweist;
Abgeben von Toner aus den zumindest zwei Tonerabgabesystemen mit einem Tonerabgabeelement mit zumindest zwei Tonerabgabebereichen, wobei jeder Tonerabgabebereich ein zugeordnetes Tonerabgabesystem aufweist; und
Steuern des Abgebens mit einer Tonerabgabeelementsteuerung, wobei die Tonerabgabeelementbereiche bewirken, dass der Toner gefördert wird, wenn die Tonerabgabeelementsteuerung betätigt wird.
Vorzugsweise umfasst das Abgeben von Toner aus den zumindest zwei Tonerabgabesystemen das Fördern von Tonern in die Tonerabgabesysteme mit dem Tonerabgabeelement, das sich zwischen den beiden Tonerabgabesystemen erstreckt und das Toner in die Tonerabgabesysteme zu den Öffnungen hin befördert, durch die der Toner von dem Tonerabgabesystem heraus tritt.
Vorzugsweise umfasst das Anordnen der zumindest zwei Tonersysteme das integrale Ausbilden der Tonersysteme derart, dass jedes Tonerabgabesystem eine gemeinsame Wand mit weiteren Tonerabgabesystem aufweist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren das dichte Verschließen von Bereichen des Tonerabgabeelements, die sich durch die gemeinsamen Wände zwischen den Tonerabgabesystemen erstrecken, wobei die Tonerabgabesysteme zueinander abgedichtet sind.
Vorzugsweise umfasst das Abgaben von Toner das Mischen des Toners mit dem Tonerabgabeelement.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Ein- und Ausschalten des Tonerstromes aus den Tonerabgabeelementen mit einem Verschluss- bzw. Torelement, das jedem der zumindest zwei Tonerabgabesystemen zugeordnet ist, wobei sich das Verschlusselement von einer geöffneten in eine geschlossene Position bewegt; wobei die offene Position das Strömen des Toners durch die Öffnung ermöglicht und wobei die geschlossene Position den Tonerstrom durch die Öffnung blockiert.
Vorzugsweise umfasst das Abgeben des Toners ein Mischen des Toners mit dem Tonerabgabeelement oder ein Ein- und Ausschalten des Tonerstroms mit dem Tonerabgabeelement.
Vorzugsweise umfasst das Ein- und Ausschalten des Tonerstroms das Ausrichten der Öffnungen in dem Tonerabgabeelement zu den Öffnungen in den Tonerabgabesystemen, wenn Toner aus dem Tonerabgabesystem strömt, und ein Fehljustieren der Öffnungen in dem Tonerabgabeelement zu den Öffnungen in den Tonerabgabesystemen, wenn der Tonerstrom zu blockieren ist.
Vorzugsweise umfasst das Steuern der Abgabe das Bewegen des Tonerabgabeelements entlang einer Bahn, um die Öffnungen in dem Tonerabgabesystem selektiv zu den Öffnungen in dem Tonerabgabeelement auszurichten.
Im Folgenden wird die Erfindung für eine bevorzugte Ausführungsform mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer elektrofotografischen Druckvorrichtung;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht des integrierten Entwicklerabgabesystems der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines speziellen Verschlusselements;
Fig. 4 ist eine Ansicht des Verschlusselements in der vollkommen offenen Stellung; und
Fig. 5 ist eine Ansicht des Verschlusselements in der wahlweise offenen Stellung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist, ist es selbstverständlich, dass nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Ausführungsform einzuschränken. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, die im Schutzbereich der Erfindung, wie sie in den angefügten Patentansprüchen definiert ist, liegen, mit einzuschließen.
Die vorliegende Erfindung wird in einer elektrofotografischen oder Druckvorrichtung eingesetzt. Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform umfasst mehrere einzelne Teilsysteme, die so organisiert und angewendet sind, um ein Farbbild in fünf Zyklen oder Durchläufen eines fotoleitenden Elements zu erzeugen. Obwohl die fünf Zyklusfarbelektrofotografie- Architektur in einem 20%igen Verlust an Produktivität gegenüber einer vergleichbaren vier Zyklusfarbelektrofotografie-Architektur resultiert, ermöglicht der zusätzliche Zyklus eine deutliche Verringerung der Größe und der Kosten. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch in konventionelleren elektrofotografischen Architekturen, etwa einem Vierdurchlaufsystem, verwendet werden.
Fig. 1 zeigt eine elektrofotografische Farbdruckvorrichtung 8, die zum Verwirklichen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Druckvorrichtung 8 umfasst einen Fotorezeptorriemen 10, der sich in der durch den Pfeil 12 gekennzeichneten Richtung bewegt. Die Riemenbewegung wird erreicht, indem der Riemen um eine Antriebsrolle 16 (die von einem nicht gezeigten Motor angetrieben wird) und eine Spannrolle 14 montiert wird.
Wenn der Fotorezeptorriemen sich bewegt, durchläuft jedes seiner Teile jede der nachfolgend beschriebenen Prozessstationen. Der Einfachheit halber wird ein einzelner Abschnitt des Fotorezeptorriemens, der als Bildbereich bezeichnet wird, gekennzeichnet. Der Bildbereich ist jener Teil des Fotorezeptorriemens, der die Tonerbilder empfangen soll, die, nachdem sie auf ein Substrat übertragen werden, das endgültige Farbbild erzeugen. Obwohl der Fotorezeptorriemen zahlreiche Bildbereiche aufweisen kann, genügt eine Beschreibung der Bearbeitung eines Bildbereichs, um die Betriebsweise der Druckvorrichtung vollständig zu erläutern, da jeder Bildbereich in der gleichen Weise bearbeitet wird.
Wie zuvor erwähnt ist, findet die Herstellung eines vollständigen Farbdruckes in fünf Durchläufen statt. Der erste Durchlauf beginnt damit, dass der Bildbereich durch eine Löschstation A läuft. In der Löschstation beleuchtet eine Löschlampe 18 den Bildbereich, um zu bewirken, dass restliche Ladung, die auf dem Bildbereich vorhanden ist, abgeführt wird. Derartige Löschlampen und ihre Verwendung in Löschstationen ist gut bekannt. Im Allgemeinen werden lichtemittierende Dioden als Löschlampen angewendet.
Wenn sich der Fotorezeptorriemen weiter bewegt, durchläuft der Bildbereich eine erste Aufladestation B. In der ersten Aufladestation B lädt eine Korona erzeugende Einrichtung 20 den Bildbereich auf ein relativ hohes und im Wesentlichen gleichförmiges Potential, beispielsweise ungefähr -700 Volt, auf. Nach dem Passieren der Korona erzeugenden Einrichtung 20 durchläuft der Bildbereich eine zweite Aufladestation C, die den Bildbereich auf ungefähr beispielsweise -500 Volt teilweise entlädt. Die zweite Aufladestation C umfasst ein AC-Scorotron 22.
Die Anwendung einer ersten Aufladestation zur Überladung des Bildbereichs und einer nachfolgenden zweiten Aufladestation, um die Überladung zu neutralisieren, wird als eine geteilte Aufladung bezeichnet. Da die geteilte Aufladung für das erneute Aufladen eines Fotorezeptors, der bereits eine entwickelte Tonerschicht aufweist, vorteilhaft ist, und da der Bildbereich während des ersten Durchlaufs keine derartige Tonerschicht besitzt, ist eine geteilte Aufladung während des ersten Durchlaufs nicht erforderlich. Wenn die geteilte Aufladung nicht angewendet wird, kann die Korona erzeugende Einrichtung 20 oder die Korona des Scorotrons 22 verwendet werden, um einfach den Bildbereich auf den gewünschten Pegel von -500 Volt aufzuladen.
Nach dem Durchlaufen der zweiten Aufladestation C durchläuft der nunmehr aufgeladene Bildbereich eine Belichtungsstation D. In der Belichtungsstation D wird der geladene Bildbereich mit dem Ausgangsstrahl 24 eines Laser basierten Ausgabeabtastelements 26, der von einem Spiegel 28 reflektiert wird, belichtet. Während des ersten Durchlaufs belichtet der Ausgangsstrahl 24 den Bildbereich mit einer Lichtdarstellung eines ersten (z. B. schwarzen) Farbbilds. Diese Lichtdarstellung entlädt einige Teile des Bildbereichs, um ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Beispielsweise können belichtete Abschnitte des Bildbereichs durch den Ausgangsstrahl 24 auf ungefähr -50 Volt entladen werden. Somit weist nach der Belichtung der Bildbereich ein Spannungsprofil auf, das sich aus relativ hohen Spannungen von ungefähr -500 Volt und aus relativ geringen Spannungen von ungefähr -50 Volt zusammensetzt.
Nach dem Durchlaufen der Belichtungsstation D durchläuft der belichtete Bildbereich eine erste Entwicklerstation E, die einen negativ geladenen Toner 32 einer ersten Farbe, vorzugsweise Schwarz, auf den Bildbereich abscheidet. Der auf dem Bildbereich haftende Toner wird aufgeladen. Dies bewirkt, dass die Spannung in dem beleuchteten Gebiet auf ungefähr -200 Volt ansteigt. Somit sind nach der Entwicklung die mit Toner beaufschlagten Teile des Bildbereichs auf ungefähr -250 Volt aufgeladen, während die Teile ohne Toner auf ungefähr -500 Volt aufgeladen sind.
Die Entwicklerstationen könnten Entwicklerstationen mit magnetischen Bürsten sein, sind jedoch vorzugsweise reinigerfreie Entwickler. Ein Vorteil der reinigerfreien Entwicklung liegt darin, dass zuvor entwickelte Tonerschichten nicht beeinflusst werden.
Nach dem Durchlaufen der ersten Entwicklerstation E bewegt sich der Bildbereich weiter, um zu der ersten Aufladestation B zurück zu kehren. Der zweite Durchlauf beginnt. In der ersten Aufladestation B wird deren Korona erzeugende Einrichtung 20 verwendet, um den Bildbereich und dessen erste Tonerschicht auf stärker negative Spannungspegel zu überladen im Vergleich dazu, wenn der Bildbereich und seine erste Tonerschicht belichtet werden. Beispielsweise können die Teile ohne Toner auf dem Bildbereich auf ein Potential von ungefähr -700 Volt aufgeladen werden.
Die Spannungsdifferenzen zwischen den Teilen mit und ohne Toner des Bildbereichs werden in der zweiten Aufladestation C deutlich verringert. Dort reduziert das AC- Scorotron 22 die negative Ladung auf dem Bildbereich durch Aufbringen positiver Ionen, so dass der Bildbereich auf ungefähr -500 Volt geladen wird.
Nach dem Durchlaufen der zweiten Aufladestation C wird der nunmehr im Wesentlichen gleichförmig geladene Bildbereich mit seiner ersten Tonerschicht zu der Belichtungsstation D weiter transportiert. In der Belichtungsstation D wird der erneut geladene Bildbereich wieder mit dem Ausgangsstrahl 24 des Laser basierten Abgabeabtastelements 26 belichtet. Während dieses Durchlaufs belichtet das Abtastelement 26 den Bildbereich mit einer Lichtdarstellung eines zweiten (beispielsweise gelben) Farbbildes. Diese Lichtdarstellung entlädt einige Teile des Bildbereichs, um damit ein zweites elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Die Potentiale auf dem Bildbereich nach dem zweiten Durchlaufen der Belichtungsstation D besitzen eine Größe von ungefähr -500 Volt. Die belichteten Bereiche, sowohl die vorhergehenden mit Toner belegten Bereiche und die Bereiche ohne Toner, werden auf ungefähr -50 Volt entladen.
Nach dem Durchlaufen der Belichtungsstation D durchläuft der nunmehr belichtete Bildbereich eine zweite Entwicklerstation F, die einen Toner 34 einer zweiten Farbe - Gelb - auf den Bildbereich abscheidet. Die zweite Entwicklerstation F ist vorzugsweise eine berührungslose Entwicklerstation.
Nach dem Durchlaufen der zweiten Entwicklerstation F kehrt der Bildbereich und seine zwei Tonerschichten zu der ersten Aufladestation B zurück. Der dritte Durchlauf beginnt. Wiederum wird in der ersten Aufladestation B die Korona erzeugende Einrichtung 20 dazu verwendet, um den Bildbereich und dessen zwei Tonerschichten auf stärker negative Spannungspegel aufzuladen, im Vergleich zu der Spannung, die der Bildbereich und seine zwei Tonerschichten aufweisen müssen, wenn diese belichtet werden. Die zweite Aufladestation C verringert wiederum die Potentiale auf dem Bildbereich auf ungefahr -500 Volt. Der im Wesentlichen gleichförmig aufgeladene Bildbereich mit seinen beiden Tonerschichten wird anschließend wiederum zur Belichtungsstation D transportiert. In der Belichtungsstation D wird der Bildbereich erneut durch den Ausgangsstrahl 24 des Laser basierten Ausgabeabtastelements 26 belichtet. Während dieses Durchlaufs belichtet das Abtastelement 26 den Bildbereich mit einer Lichtdarstellung eines dritten (beispielsweise Magenta) Farbbildes. Diese Lichtdarstellung entlädt einige Teile des Bildbereichs, um ein drittes elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen.
Nach dem dritten Durchlaufen der Belichtungsstation D durchläuft der Bildbereich eine dritte Entwicklerstation G. Die dritte Entwicklerstation G - vorzugsweise eine reinigerfreie Entwicklerstation - scheidet einen Toner 36 einer dritten Farbe - Magenta - auf den Bildbereich ab. Das Ergebnis ist eine dritte Tonerschicht auf dem Bildbereich.
Anschließend kehrt der Bildbereich mit den drei Tonerschichten zu der Aufladestation B zurück. Der vierte Durchlauf beginnt. In der ersten Aufladestation B wird erneut die Korona erzeugende Einrichtung 20 verwendet, um den Bildbereich (und dessen drei Tonerschichten) auf stärker negative Spannungspegel zu überladen im Vergleich zu den Pegeln, die der Bildbereich aufweisen muss, wenn dieser belichtet wird (z. B. ungefähr -500 Volt). Wiederum werden in der zweiten Aufladestation C die Potentiale des Bildbereichs auf ungefähr -500 Volt verringert. Der im Wesentlichen gleichförmig geladene Bildbereich mit seinen drei Tonerschichten wird anschließend wiederum zu der Belichtungsstation D transportiert. In der Belichtungsstation D wird der erneut geladene Bildbereich wieder mit dem Ausgangsstrahl 24 des Laser basierten Ausgangsabtastelements 26 belichtet. Während dieses Durchlaufs belichtet das Abtastelement 26 den Bildbereich mit einer Lichtdarstellung eines vierten (z. B. Cyan) Farbbildes. Diese Lichtdarstellung entlädt einige Teile des Bildbereichs, um ein viertes elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen.
Nach dem vierten Durchlaufen der Belichtungsstation D durchläuft der Bildbereich eine vierte Entwicklerstation H. Die vierte Entwicklerstation - ebenso eine reinigerfreie Station - scheidet Toner 38 einer vierten Farbe - Cyan - auf den Bildbereich ab. Dies markiert das Ende des vierten Durchlaufs.
Nach Abschluss des vierten Durchlaufs besitzt der Bildbereich vier Tonerpulverbilder, die ein zusammengesetztes Farbpulverbild bilden. Der fünfte Durchlauf beginnt damit, dass der Bildbereich die Löschstation A durchläuft. In der Löschstation A entlädt die Löschlampe 18 den Bildbereich auf einen relativ geringen Spannungspegel. Anschließend durchläuft der Bildbereich mit seinem zusammengesetzten Farbpulverbild die Aufladestation B. Während des fünften Durchlaufs wirkt die Aufladestation B wie ein Ladeelement vor dem Transfer, in dem der Bildbereich mit negativen Ionen besprüht wird. Beim weiteren Transport des Bildbereichs wird ein Substrat 38 über dem Bildbereich unter Verwendung eines Blattzufuhrelements (das nicht gezeigt ist) in Position gebracht. Bei der weiteren Bewegung des Bildbereichs und des Substrats durchlaufen diese die Station C.
In der Station C werden positive Ionen mittels Scorotrons 22 auf eine Seite des Substrats 38 aufgebracht. Dies zieht die geladenen Tonerpartikel aus dem Bildbereich auf das Substrat. Wenn das Substrat weiter bewegt wird, durchläuft das Substrat eine Vorspannungstransferrolle 40, die beim Abtrennen des Substrats und des zusammengesetzten Farbpulverbildes von dem Fotorezeptorriemen 10 unterstützend wirkt. Anschließend wird das Substrat in eine Fixiererstation I gelenkt, wo eine erwärmte Fixierrolle 42 und eine erwärmte Andruckrolle 44 einen Spalt bilden, durch den das Substrat hindurch läuft. Die Kombination von Druck und Wärme in dem Spalt bewirkt, dass das zusammengesetzte Farbtonerbild auf dem Substrat 38 fixiert wird. Nach dem Fixieren führt ein Führungselement - nicht gezeigt - die Substratblätter 38 in einen Auffangbehälter, ebenfalls nicht gezeigt, so dass diese von einem Bediener entfernt werden können.
Nachdem das Substrat von dem Fotorezeptorriemen 10 durch die Vorspannungstransferrolle 40 abgezogen worden ist, läuft der Bildbereich weiter und betritt schließlich eine Reinigungsstation J. In der Reinigungsstation J wird eine Reinigungsklinge 48 mit dem Bildbereich in Berührung gebracht. Die Reinigungsklinge wischt restliche Tonerpartikel von dem Bildbereich ab. Der Bildbereich läuft dann erneut zu der Löschstation A weiter und der Fünfdurchlaufdruckvorgang beginnt von vorne.
Die diversen, zuvor beschriebenen Maschinenfunktionen werden im Wesentlichen gelenkt und gesteuert mittels eines Kontrollers, der elektrische Steuersignale zum Steuern der oben beschriebenen Vorgänge bereitstellt. Der Kontroller muss Informationen von den Druckvorgangparametern besitzen, um den Druckvorgang genau steuern zu können.
Fig. 2 zeigt mehrere Farbtonerabgabe- und Entwicklereinheiten, die in einem integrierten Prozesslinieninternen Entwicklermodul 100 eingebaut sind. Die Entwicklerstationen E, F, G und H sind Teil des Entwicklermoduls 100 und sind so dargestellt, als dass diese eine integrierte Einheit bilden, jedoch können die Entwicklerstationen E, F, G und H getrennte benachbarte Einheiten sein. Jede Entwicklerstation besitzt ein Tonerabgabesystem bzw. Einheit 102, 104, 106 und 108. Die Tonerabgabesysteme 102, 104, 106 und 108 sind jeweils den Entwicklereinheiten 112, 114, 116 und 118 zugeordnet. Gemeinsame Wände 122, 124 und 126 trennen die Tonerabgabesysteme voneinander. Jede Tonerabgabe- und Entwicklereinheit enthält Toner unterschiedlicher Farbe, wobei 132 ein schwarzer Toner, 134 ein Cyantoner, 136 ein Toner der Farbe Magenta und 138 ein gelber Toner ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Tonerabgabesysteme 102, 104, 106 und 108 unmittelbar über den Entwicklereinheiten 112, 114, 116 und 118 angeordnet. Wie leicht zu erkennen ist, können die Tonerabgabesysteme an einer beliebigen Stelle innerhalb der elektrofotografischen Vorrichtung angeordnet sein, wobei allerdings zusätzliche Tonerfördermechanismen notwendig sind, um den Toner von den Tonerabgabesystemen zu den Entwicklereinheiten zu befördern. In der gezeigten Ausführungsform wird der Toner aus den Tonerabgabesystemen im Wesentlichen durch Schwerkraft zu den Entwicklereinheiten gefördert. Lediglich ein Mischen und/oder ein einfaches Rühren ist an der Unterseite der Tonerzufuhrquelle erforderlich.
Die Funktion der Tonerabgabesysteme besteht darin, Toner zu den Entwicklereinheiten zu liefern und sicher zu stellen, dass das Tonermaterial geeignet gemischt ist. Es werden unterschiedliche Arten von Tonerabgabeelementen erläutert, einschließlich der Tonerförder-, Misch- und Verschlusselemente. Das Tonerförderelement 140, das hier in Form eines Schnecken- bzw. Rührwerks gezeigt ist, wird durch den Tonerfördersteuermechanismus 141 gelenkt. Die Ausrichtung des Gehäuses im Wesentlichen entlang einer Linie erlaubt es, dass mehr als zwei Gehäuse Abgabemechanismen gemeinsam aufweisen. Das Tonerförderelement läuft durch die Wände 122, 124, 126 und 128 der Tonerabgabesysteme. Das Tonerförderelement 140 weist Tonerförderabschnitte 142, 144, 146 und 148 in jedem der Tonerabgabesysteme auf, wobei alle Tonerförderabschnitte rotieren, wenn das Tonerförderelement 140 betätigt wird.
Abgabewandkanäle mit Dichtungen 162, 164, 166 und 168 ermöglichen es, dass das Tonerförderelement 140 sich durch die Abgabewände 122, 124, 126128 erstreckt. Die Dichtungen, die das Tonerförderelement 140 umschließen, können eine beliebige Art von Dichtung sein, die in der Lage ist, den Toner innerhalb eines Tonerabgabesystems zu halten, etwa mechanische Wischer oder magnetische Dichtungen. Das Tonerförderelement 140 kann so gestaltet sein, den Toner zu mischen, sowie diesen zu fördern. Die Tonerförderelementabschnitte 142, 144, 146 und 148 fördern den Toner in den Tonerabgabesystemen zu den Abgabeöffnungen 172, 174, 176 und 178. Dies wird durch Drehen des Rührwerks 140 in der durch den Pfeil gezeigten Richtung erreicht. Der Mischabschnitt des Rührwerks könnte "eindringend" oder "betätigend" gestaltet sein, so dass damit eine mischende Wirkung erreicht wird. Selbstverständlich können die Tonermisch- und Förderfunktionen durch zwei unterschiedliche Elemente anstelle des gezeigten kombinierten Misch/Förderelements ausgeführt werden.
Ein Verschlusselement 180 steuert den Tonerstrom aus den Tonerabgabesystemen zu den Entwicklereinheiten. Das Verschlusselement 180 wird durch einen Verschlusselementkontroller 181 gesteuert. Die einzelnen Ein/Aus-Funktionen des Tonerabgabesystems können mit mechanischen Mitteln mit von weniger Freiheitsgraden als die Anzahl von zu steuernden Verschlusselementen erreicht werden. Wenn beispielsweise n Entwicklereinheiten vorhanden sind, gibt es n-1 oder weniger Verschlusselementkontroller. Das Verschlusselement 180 ist in Form einer Platte mit Verschlusselementsöffnungen 182, 186 und 188 dargestellt, es könnte jedoch ein beliebiges gleichwertiges Verschlusselement verwendet werden. Wenn die Verschlusselementöffnungen zu den Tonerabgabeöffnungen 172, 174, 176 und 178 ausgerichtet sind, fällt der Toner aus den Tonerabgabeeinheiten in die Entwicklereinheiten. Das Verschlusselement 180 bewegt sich vor und zurück, abhängig von der Betätigung der Entwicklereinheiten. Wenn das Verschlusselement 180 betätigt wird, ist das Verschlusselement bzw. das Tor in der offenen Position und wenn das Verschlusselement 180 deaktiviert ist, bewegt sich das Tor in die geschlossene Position, um das Fördern von Toner von den Tonerabgabesystemen zu den Entwicklereinheiten zu blockieren. Es ist auch möglich, das Verschlusselement und Misch/Transportmechanismen zu kombinieren, da die gleiche Bewegung, die die Tore öffnet, auch eine gewisse Mischung/Störung und/oder Bewegung/Rühraktivität bereit stellen könnte.
Fig. 3 zeigt ein geringfügig komplexeres Verschlusselement 190, das ermöglicht, dass gewisse Farben übersprungen werden, abhängig von der Tonerfarbe, die von den Entwicklereinheiten zur Entwicklung der latenten Bilder verwendet wird. Dieses Verschlusssystem steuert die zu den Entwicklereinheiten gelieferte Tonermenge genauer. Die Steuerung des Tonerkanals kann dadurch durchgeführt werden, dass das Verschlusselement 190 sich entlang einer Bahn 200 bewegt, wobei eine Verschlusselementsteuerung in Form eines einzelnen linearen Antriebssteuermechanismus und ein fixierter Torstift 214 verwendet werden. Das Verschlusselement 190 wird in der Richtung des Pfeils 210 für eine Zeit/Distanz bewegt, die der ein- bzw. auszuschaltenden Tonerfarbe entspricht. Ein Umkehren der Richtung, wie dies durch den Pfeil 220 gezeigt ist, ermöglicht es, dass die Platte sich auf einer geringfügig seitlicheren Bahn bewegt, so dass die Verschlusselementöffnungen 192, 194, 196 und 198 selektiv zu der entsprechenden Tonabgabeöffnung ausgerichtet sind, wobei die Bahn 202 der Verschlusselemeritöffnungen 192, die Bahn 204 der Verschlusselementöffnung 194, die Bahn 206 der Verschlusselementöffnung 196 und die Bahn 208 der Verschlusselementöffnung 198 entspricht. Eine anhaltende Bewegung in Richtung des Pfeils 220 führt die Platte zur Nullposition zurück. Somit kann eine einfache zeitgesteuerte Vorwärts- und Rückwärtsbewegung in selektiver Weise das Abgeben von Vierfarben in dem Entwicklungsprozess steuern. Ein Beispiel des Steuermechanismus ist eine zeitgesteuerte Drehschraube, die alternativ eine von vier Positionen auswählen kann, wobei sich eine zweite mechanische Bewegung zur Öffnung des Tores anschließt.
Ein Orthogonalbahnelement 212 ermöglicht, dass sich das Verschlusselement 190 in einer zusätzlichen Richtung bewegt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Das Bewegen entlang des Orthogonalbahnelements 212, weg von der Bahn 200, ermöglicht es, dass alle Tonerabgabeöffnungen 172, 174, 176 und 178 geöffnet werden.
Fig. 5 zeigt die Ausrichtung der Tonerabgabeöffnung 178 und der Verschlusselementöffnung 198 so, dass Toner von dem Tonerabgabesystem 108 abgegeben wird. Die Tonerabgabeöffnungen 172, 174 und 176 sind dabei von dem Verschlusselement 190 blockiert.
Ein weiterer Vorteil des integrierten Moduls besteht darin, dass, wenn die gesamte Tonerzufuhr enthalten ist, eine wiederverwendbare, vom Anwender austauschbare Einheit (RCRU) in einfacher Weise erhalten wird. Integrieren der Tonerzuführungen in die xerografische RCRU würde äußerst vorteilhafte Herstellungskosten zur Folge haben. Des Weiteren könnte die Tonerabgabeeinheit von den Entwicklereinheiten lösbar ausgebildet sein und lediglich das Abgabemodul könnte zur erneuten Befüllung eingeschickt werden. Jedes dieser Tonerabgabesysteme weist wenige Steuermechanismen zum Lösen von der Vorrichtung auf, wodurch diese Systeme einfacher zu entfernen sind als herkömmliche entfernbare Systeme.

Claims

1. Vorrichtung zum Abgeben von Toner mit:

zumindest zwei Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108), wobei jede Tonerabgabeeinheit eine darin enthaltene Tonerzufuhr (132, 134, 136, 138) und eine Öffnung (172, 174, 176, 178), durch die Toner von der Tonerabgabeeinheit strömt, aufweist;

einer Tonerabgabeeinrichtung (140, 180, 190), die den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) zugeordnet sind, und

einer Tonerabgabeeinrichtungssteuerung (141, 181, 214) zum Steuern der Bewegung der Tonerabgabeeinrichtungen (140, 180, 190),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Tonerabgabeeinrichtung ein Verschlusselement (180, 190) umfasst.

2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tonerabgabeeinrichtung ein Tonerförderelement (142, 144, 146, 148) umfasst, das sich zwischen den Tonerabgabeeinheiten erstreckt und das Toner in jeder Tonerabgabeeinheit in Richtung der Öffnung fördert, durch die Toner von der Tonerabgabeeinheit strömt.

3. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) integral ausgebildet sind, derart, dass jede Tonerabgabeeinheit eine gemeinsame Wand (122, 124, 126) mit einer weiteren Tonerabgabeeinheit teilt.

4. Die Vorrichtung nach Anspruch 3, die ferner umfasst:

Tonerabgabedichtungen (162, 164, 166, 168), die Teile der Tonerabgabeeinheit (140; 180; 190) umschließen und die sich durch die gemeinsamen Wände (122, 124, 126) zwischen den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) erstrecken, wobei die Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) zueinander abgedichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Tonerabgabeeinrichtung (140) ferner ein Tonermischelement ist, das den Toner in den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) mischt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verschlusselement zumindest zwei Tonertorabschnitte aufweist, wobei jeder Torabschnitt eine zugeordnete Tonerabgabeeinheit (102, 104, 106, 108) aufweist, wobei das Verschlusselement von einer offenen zu einer geschlossenen Position bewegbar ist, wobei die offene Position es ermöglicht, dass Toner durch die Öffnung (172, 174, 176, 178) strömt, und wobei in der geschlossenen Position der Tonerstrom durch die Öffnung (172, 174, 176, 178) blockiert wird; und

wobei die Vorrichtung ferner einen Torkontroller (181) zum Steuern des Verschlusselements (180; 190) umfasst.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tonerabgabeeinrichtung ein Tonermischelement umfasst, das sich zwischen den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) erstreckt und das den Toner in den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) mischt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verschlusselement ferner umfasst:

Verschlusselementöffnungen (192, 194, 196, 198), die, wenn diese zu den Öffnungen (172, 174, 176, 178) in den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) ausgerichtet sind, es ermöglichen, dass Toner aus den Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) strömt.

9. Verfahren zum Abgeben von Toner mit:

Anordnen zumindest zweier Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108) nahe aneinander, wobei jede Tonerabgabeeinheit eine darin enthaltene Tonerzufuhr (132, 134, 136, 138) und eine Öffnung (172, 174, 176, 178), durch die Toner aus der Tonerabgabeeinheit strömt, aufweist;

Abgeben von Toner aus den zumindest zwei Tonerabgabeeinheiten (102, 104, 106, 108),

gekennzeichnet durch

Steuern der Bewegung eines Verschlusselements (180, 190), um den Tonerstrom aus den zumindest Zweitonerabgabeeinheiten einzustellen.