EP1102130A2 - Vorrichtung zum Abdichten von Wellenlagern in Entwicklerstationen in elektrographischen Reproduktionseinrichtungen - Google Patents

Vorrichtung zum Abdichten von Wellenlagern in Entwicklerstationen in elektrographischen Reproduktionseinrichtungen Download PDF

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EP1102130A2
EP1102130A2 EP00124298A EP00124298A EP1102130A2 EP 1102130 A2 EP1102130 A2 EP 1102130A2 EP 00124298 A EP00124298 A EP 00124298A EP 00124298 A EP00124298 A EP 00124298A EP 1102130 A2 EP1102130 A2 EP 1102130A2
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EP
European Patent Office
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developer
housing
sealing
developer material
bearing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00124298A
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English (en)
French (fr)
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EP1102130A3 (de
Inventor
Christopher S. Garcia
Kenneth M. Patterson
Paul E. Thompson
Blaise P. Pelligra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP1102130A2 publication Critical patent/EP1102130A2/de
Publication of EP1102130A3 publication Critical patent/EP1102130A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0896Arrangements or disposition of the complete developer unit or parts thereof not provided for by groups G03G15/08 - G03G15/0894
    • G03G15/0898Arrangements or disposition of the complete developer unit or parts thereof not provided for by groups G03G15/08 - G03G15/0894 for preventing toner scattering during operation, e.g. seals
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer

Definitions

  • the present invention relates generally to a device for sealing Shaft bearings of a developer station in electrographic reproduction facilities.
  • the dielectric carrier element In conventional, commercially available electrographic reproduction devices (e.g. Copiers, printers etc.) is a latent charge image on a uniformly charged, the charge image-storing photoconductor element with dielectric properties (in Hereinafter referred to as the dielectric carrier element).
  • This latent Charge image attracts pigmented marking particles, which the image on the develop dielectric carrier element.
  • a receiving element for. B. a sheet of paper, foil or other medium with the dielectric Carrier element brought into contact and an electric field applied so that by the marking particle developed image from the dielectric carrier element on the Receiving element is transmitted.
  • the illustrated Recording element moved away from the dielectric carrier element and the image by heat and pressure on the receiving element fixed (melted), so that a permanent Picture arises.
  • a widely used type of electrostatographic reproduction equipment Developer stations is the developer station with a magnetic brush, e.g. in the US 4,887,132.
  • This includes a housing that has a variety of elements contains and forms a reservoir for the developer material.
  • the Developer material can e.g. B. be designed as a two-component developer material, the magnetic carrier particle and smaller pigmented compared to this Contains marking particles.
  • the developer station includes one in the reservoir arranged mixing device, for. B. a paddle wheel, a screw mixer or a Belt mixer, by means of which the carrier particles and the marking particles are stirred to triboelectrically charge the particles so that the marking particles on the Stick surface of the carrier particles.
  • a transport device transports that Developer material from the reservoir into one generated by a variety of magnets Field, the magnets being arranged within a rotating sleeve.
  • the sleeve is usually referred to as a toner roller. It is possible that the magnets rotate while the sleeve remains stationary, or that the sleeve with another Angular velocity as the magnets rotate.
  • the rotating sleeve and the magnetic Fields cause the marking particles to come close to the latent charge image brought to the dielectric carrier element and applied to the charge image, so that this is developed.
  • the drive shafts of the mixing device and the transport device in the Developer station of the electrographic reproduction device run through the Developer station and are in, in the side walls of the housing of the developer station arranged, stored bearings.
  • the bearings are usually sealed protected. Due to the properties of the developer material, the well-known offer However, sealing arrangements do not provide complete protection for the bearings. Since the Particles of the developer material are tiny, the developer material can Seals penetrate into the bearings, causing premature wear of the Caused storage.
  • the object of the present invention is to provide a device for sealing Shaft bearings in developer stations in electrographic reproduction facilities create the unwanted intrusion of developer material into the bearings in the developer station essentially prevented.
  • a shaft has a plurality of Assigned sealing elements which in the direction of the longitudinal axis of the drive shaft Housing with the developer material increasingly towards the outside run and at least one of which is rotatable with the drive shaft, while the adjacent sealing elements are arranged stationary.
  • This sealing arrangement according to the invention has proven to be very effective and Bearing life extended significantly.
  • the sealing elements are made of one Material made with a low coefficient of friction, so that when the Sealing elements with respect to each other the friction and heat generation is reduced.
  • the sealing elements are advantageously arranged like a labyrinth. Reduced here the developer material trapped in the labyrinthine seal assembly is the one of developer material entering the recess for the seal Pressure and thus forms another sealing element.
  • seal assembly doesn't just protect against Pollution of the bearings serves, but also prevents bearing grease in the Housing of the developer station penetrates and contaminates the developer material.
  • the developer station 10 with magnetic brush comprises a housing 12, the interconnected areas 12a-12c defines the chambers, including a lower region 12a, which as Storage container for developer material D is used.
  • the developer material is for example, a two-component material made of magnetic carrier particles mixed with compared to these smaller, pigmented marking particles.
  • the upper region 12b of the housing 12 comprises a toner roller 14 for applying the Marking particles on those formed on a dielectric carrier element 16 Charge pattern.
  • the carrier element 16 moves along a path P which is on a Opening O in the upper housing section 12b passes.
  • the toner roller 14 of the developer station 10 with a magnetic brush comprises a core 18 um a plurality of magnets 20 are arranged on the peripheral surface thereof.
  • the core 18 is of a non-magnetic, substantially cylindrical shell 22 surrounded, the longitudinal axis of which is offset with respect to the longitudinal axis of the core 18.
  • This offset arrangement causes a reduction in the field strength of the magnets 20 in that of the magnet 20 more distant area of the casing 22, so that Developer material in this area has a lower tendency to coat stick and get back into the reservoir instead.
  • the core and / or the Sheathing can be fixed or rotatable in a known manner; the respective Arrangement only needs to ensure that the developer material is in the from the magnet 20 generated field and comes into contact with the dielectric carrier element 16.
  • the toner roller 14 shown in FIG. 1 rotates the core 18 (with the magnet 20) in the Clockwise while the jacket 22 rotates counterclockwise.
  • the Marking particles in the developer material are separated from that on the dielectric Carrier element 16 formed latent charge pattern attracted and go Adhesion with the charge pattern, whereby the pattern is developed.
  • the developed pattern can then on an arcuate receiving element transferred and fixed by exposure to heat and / or pressure or else be fixed directly on the dielectric carrier element, so that the desired Reproduction of the picture arises.
  • the developer material D in that formed by the housing portion 12a Storage container is stirred by a mixing device 24.
  • the mixing arrangement 24 is z. B. formed as a band mixer, the spiral inner band 28a and spiral outer band 28b, which is connected via arms 30 to a shaft 32 are.
  • the shaft 32 is, as will be explained in more detail below, with respect to the housing 12 rotatably supported about the longitudinal axis of the shaft.
  • the slopes of bands 28a and 28b run in opposite directions so that when the belts rotate through the shaft 32 the developer material along the length of the mixer in opposite directions is moved and stirred. This creates a triboelectric charge, due to which adhesion of the marking particles to the carrier particles is brought about.
  • the present invention can also be used for other types of Mixing devices, e.g. B. paddle wheels or a screw mixer can be used.
  • the mixing device 24 also moves the developer material radially with respect to the Mixer, so that the material in the designated by reference numeral 12c Arrives housing section in which a transport device 34 is arranged.
  • the Device 34 comprises a plurality of driving elements 40, which are connected to a shaft 42 arranged and rotatable with this. As explained in more detail below, the shaft 42 rotatably supported about its longitudinal axis with respect to the housing 12.
  • the Driving elements 40 are used to transport the developer material into the Magnet 20 of the toner roller 14 generated field.
  • the driving elements 40 can, for. B. as Troughs are formed when the shaft 42 rotates through the developer material be moved while absorbing developer material.
  • Fig. 2 shows an actuating mechanism 50 which the drive shaft 32 of the band mixer of Mixer assembly 24 at a fixed horizontal distance from the inner wall of the Housing portion 12a of the housing 12 of the developer station and the shaft 32 in parallel to the shaft 42 of the transport device 34.
  • the adjusting mechanism 50 is such formed that in each case one end of the shafts in a at the rear end 12d of the Housing 12 of the developer station arranged gear box 52 is mounted and that other end of the shafts in a bearing closure device 54 at the front end 12e of the Housing is mounted so that the gear box 52 for positioning the belt mixer serves the mixing device 24 and the troughs of the transport device 34.
  • the bearing closure device 54 includes a Pair of bearing brackets 62a, 64a that support bearings 62 and 64, respectively. In camps 62 and 64, the ends of the shafts 32 and 42 are in turn supported.
  • a spacer e.g.
  • an arm 66 forms a stable connection of the bearing brackets 62a, 64a with each other.
  • the spacer arm 66 is designed such that between the bearing brackets 62a, 64a there is a predetermined distance.
  • the longitudinal axes of the shaft 32 are the Mixing device 24 and the shaft 42 of the transport device 34 in one predetermined distance from each other.
  • Both the horizontal and the vertical distance between the bearings 62, 64 corresponds to the distance between the Drive the mixing device and the drive of the transport device in the Gearbox 52 so that the parallel arrangement of the shaft 32 of the mixing device and the shaft 42 of the transport device is retained.
  • the present invention proposes a new seal assembly 70 in front.
  • the new seal arrangement more effectively prevents damage to the Bearings of the drive shafts in a developer station from
  • the seal assembly 70 includes a variety of cooperating sealing elements which are in a recess in the housing of the Developer station are arranged like a labyrinth, and between the bearings and Developer material in the housing.
  • the multitude of interacting Sealing elements form several arranged essentially in a row Sealing points and thus create a multiple seal. Some of the Sealing elements are arranged so that they rotate with the associated shaft, while other sealing elements are stationary.
  • the Sealing arrangement 70 four sealing elements 70a-70d in the recess 71. It can a different number of sealing elements can also be provided, provided it the desired labyrinthine arrangement is created.
  • the seal assembly 70 is in here Relation to that stored in the bearing 62 supported by the bearing bracket 62a Shaft 32 of the mixing device shown, but can of course also the other waves of Developer station 10 may be assigned, for. B. also the shaft 42 of the transport device.
  • the first sealing element 70a is in the direction of the longitudinal axis of the associated shaft 32 considered closest to the chambers of the developer material D. Housing 12 of the developer station for the developer material is arranged. The remaining Sealing elements of the sealing arrangement 70 are along the longitudinal axis of the shaft 32 arranged at an increasing distance from the chambers for the developer material and form a labyrinthine arrangement.
  • the first sealing element 70a has some clearance with respect to the shaft 32, so that it remains stationary in the bearing holder 62a when the shaft 32 rotates.
  • the second Sealing element 70b is fixedly arranged on the shaft 32, so that it is in contact with this turns.
  • the following third sealing element 70c again has a shaft 32 some leeway so that it remains stationary with respect to the bearing bracket 62a, and that fourth sealing element 70d is adjacent to the step on stepped portion 32a of FIG Shaft 32 and arranged on the bearing 62.
  • the sealing elements 70a-70d can be made from any suitable Material be made, e.g. B. from silicone filled PTFE or from graphite filled PTFE. At least the sealing elements 70a, 70b and 70c are furthermore preferably made of a material with a low coefficient of friction (e.g. between 0.15 and 0.35), so that when the sealing elements rotate with respect each other the friction and heat build-up are reduced.
  • the fourth sealing element 70d is provided to prevent it from possibly entering the first group of Sealing elements penetrated developer material in the vicinity of the inner Tread and the contact surface between the bearing 62 and the sealing element reached.
  • the contact surface between the bearing 62 and the sealing element 70d forms the Area in which material can possibly enter the warehouse. That in the However, labyrinthine seal assembly 70 traps developer material reduced the developer material entering the recess for the seal applied pressure and thus forms a further sealing element.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (70) zum Abdichten von Wellenlagern (62,64) in einer Entwicklerstation (10) einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung, mit einem Gehäuse (12) das Entwicklermaterial (D) enthält, mit mindestens einer Antriebswelle (32, 42), die in einem Lager (62,64) gelagert ist, das in dem Gehäuse (12) angeordneten ist und eine Vielzahl von der Antriebswelle (32) zugeordneten Dichtungselementen (70a-70d), die in Richtung der Längsachse der Antriebswelle (32) vom Gehäuse (12) mit dem Entwicklermaterial (D) in Richtung des Lagers (62) zunehmend nach außen verlaufen und von denen mindestens eines mit der Antriebswelle (32) drehbar ist, während die angrenzenden Dichtungselemente ortsfest angeordnet sind. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Abdichten von Wellenlagern einer Entwicklerstation in elektrographischen Reproduktionseinrichtungen.
In herkömmlichen, handelsüblichen elektrographischen Reproduktionseinrichtungen (z. B. Kopierern, Druckern etc.) wird ein latentes Ladungsbild auf einem gleichmäßig geladenen, das Ladungsbild speichernden Photoleitelement mit dielektrischen Eigenschaften (im Folgenden bezeichnet als dielektrisches Trägerelement) erzeugt. Dieses latente Ladungsbild zieht pigmentierte Markierungspartikel an, die das Bild auf dem dielektrischen Trägerelement entwickeln. Anschließend wird ein Aufnahmeelement, z. B. ein Papierbogen, eine Folie oder ein anderes Medium, mit dem dielektrischen Trägerelement in Kontakt gebracht und ein elektrisches Feld angelegt, so dass das durch die Markierungspartikel entwickelte Bild vom dielektrischen Trägerelement auf das Aufnahmeelement übertragen wird. Nach der Übertragung wird das bebilderte Aufnahmeelement vom dielektrischen Trägerelement weg bewegt und das Bild durch Hitze und Druck auf dem Aufnahmeelement fixiert (aufgeschmolzen), so dass ein dauerhaftes Bild entsteht.
Eine in elektrostatographischen Reproduktionseinrichtungen weit verbreitete Art von Entwicklerstationen ist die Entwicklerstation mit Magnetbürste, wie sie z.B. in der US 4,887,132 offenbart ist. Diese umfasst ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Elementen enthält und einen Vorratsbehälter für das Entwicklermaterial bildet. Das Entwicklermaterial kann z. B. als Zweikomponenten-Entwicklermaterial ausgebildet sein, das magnetische Trägerpartikel und im Vergleich zu diesen kleinere pigmentierte Markierungspartikel enthält. Die Entwicklerstation umfasst eine in dem Vorratsbehälter angeordnete Mischvorrichtung, z. B. ein Schaufelrad, einen Schneckenmischer oder einen Bandmischer, mittels welcher die Trägerpartikel und die Markierungspartikel gerührt werden, um die Partikel triboelektrisch aufzuladen, damit die Markierungspartikel an der Oberfläche der Trägerpartikel haften. Eine Transportvorrichtung transportiert das Entwicklermaterial vom Vorratsbehälter in ein von einer Vielzahl von Magneten erzeugtes Feld, wobei die Magneten innerhalb einer rotierenden Hülse angeordnet sind. Die Hülse wird in der Regel als Tonerwalze bezeichnet. Hierbei ist es möglich, dass die Magnete rotieren, während die Hülse ortsfest bleibt, oder dass die Hülse mit einer anderen Winkelgeschwindigkeit als die Magnete rotiert. Die rotierende Hülse und die magnetischen Felder bewirken, dass die Markierungspartikel in die Nähe des latenten Ladungsbilds auf dem dielektrischen Trägerelement gebracht und auf das Ladungsbild aufgebracht werden, so dass dieses entwickelt wird.
Die Antriebswellen der Mischvorrichtung und der Transportvorrichtung in der Entwicklerstation der elektrographischen Reproduktionseinrichtung verlaufen durch die Entwicklerstation und sind in, in den Seitenwänden des Gehäuses der Entwicklerstation angeordneten, Lagerungen gelagert. Die Lagerungen sind in der Regel durch Dichtungen geschützt. Aufgrund der Eigenschaften des Entwicklermaterials bieten die bekannten Dichtungsanordnungen jedoch keinen vollständigen Schutz für die Lagerungen. Da die Partikel des Entwicklermaterials winzig klein sind, kann das Entwicklermaterial durch die Dichtungen in die Lagerungen eindringen, was einen vorzeitigen Verschleiß der Lagerungen verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abdichten von Wellenlagern in Entwicklerstationen in elektrographischen Reproduktionseinrichtungen zu schaffen, die das unerwünschte Eindringen von Entwicklermaterial in die Lagerungen in der Entwicklerstation im Wesentlichen verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind einer Welle eine Vielzahl von Dichtungselementen zugeordnet, die in Richtung der Längsachse der Antriebswelle vom Gehäuse mit dem Entwicklermaterial in Richtung des Lagers zunehmend nach außen verlaufen und von denen mindestens eines mit der Antriebswelle drehbar ist, während die angrenzenden Dichtungselemente ortsfest angeordnet sind.
Diese erfindungsgemäße Dichtungsanordnung hat sich als sehr effektiv erwiesen und die Lebensdauer von Lagern bedeutend verlängert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Dichtungselemente aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizient gefertigt, so dass bei Rotation der Dichtungselemente bezüglich einander die Reibung und Wärmebildung reduziert wird.
Vorteilhafterweise sind die Dichtungselemente labyrinthartig angeordnet. Hierbei reduziert das in der labyrinthartigen Dichtungsanordnung gefangene Entwicklermaterial den von weiterem in die Ausnehmung für die Dichtung eintretenden Entwicklermaterial ausgeübten Druck und bildet so ein weiteres Dichtungselement.
Ein weiterer Vorteil der Dichtungsanordnung liegt darin, dass sie nicht nur als Schutz vor Verschmutzung der Lager dient, sondern zusätzlich verhindert, dass Lagerschmiere in das Gehäuse der Entwicklerstation eindringt und des Entwicklermaterial kontaminiert.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht bzw. teilweise Querschnittsansicht einer Entwicklerstation in einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung mit Magnetbürste, bei der einige Abschnitte zur besseren Darstellung entfernt wurden;
Fig. 2
eine perspektivische Darstellung einer Entwicklerstation in einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung mit Magnetbürste mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung, bei der ebenfalls einige Abschnitte zur besseren Darstellung entfernt wurden;
Fig. 3
eine perspektivische, vergrößerte Darstellung der Entwicklerstation in einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung mit Magnetbürste und eines Abschnitts der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung; und
Fig. 4
eine vergrößerte Draufsicht bzw. Querschnittsansicht eines Abschnitts der Entwicklerstation in einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung mit Magnetbürste, die eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfasst.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Entwicklungsstation 10 in einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung mit Magnetbürste. Die nachfolgend beschriebene Erfindung kann in einer derartigen Entwicklerstation eingesetzt werden, ist jedoch auch für Entwicklerstationen anderer Konstruktion geeignet. Die Entwicklerstation 10 mit Magnetbürste umfasst ein Gehäuse 12, das miteinander verbundene Bereiche 12a-12c definiert, die Kammern bilden, darunter einen unteren Bereich 12a, der als Vorratsbehälter für Entwicklermaterial D dient. Bei dem Entwicklermaterial handelt es sich beispielsweise um ein Zweikomponenten-Material aus magnetischen Trägerpartikeln gemischt mit im Vergleich zu diesen kleineren, pigmentierten Markierungspartikeln. Der obere Bereich 12b des Gehäuses 12 umfasst eine Tonerwalze 14 zum Auftragen der Markierungspartikel auf die auf einem dielektrischen Trägerelement 16 gebildeten Ladungsmuster. Das Trägerelement 16 bewegt sich entlang einem Pfad P, der an einer Öffnung O im oberen Gehäuseabschnitt 12b vorbei verläuft.
Die Tonerwalze 14 der Entwicklerstation 10 mit Magnetbürste umfasst einen Kern 18, um dessen Umfangsoberfläche eine Vielzahl von Magneten 20 angeordnet sind. Der Kern 18 ist von einer nicht-magnetischen, im Wesentlichen zylindrischen Ummantelung 22 umgeben, deren Längsachse bezüglich der Längsachse des Kerns 18 versetzt ist. Diese versetzte Anordnung bewirkt eine Reduzierung der Feldstärke der Magneten 20 in dem von den Magneten 20 weiter entfernten Bereich der Ummantelung 22, so dass das Entwicklermaterial in diesem Bereich eine geringere Neigung hat, an der Ummantelung zu haften und stattdessen zurück in den Vorratsbehälter gelangt. Der Kern und/oder die Ummantelung können in bekannter Weise fest oder drehbar angeordnet sein; die jeweilige Anordnung muss nur gewährleisten, dass das Entwicklermaterial in das von den Magneten 20 erzeugte Feld und in Kontakt mit dem dielektrischen Trägerelement 16 gelangt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Tonerwalze 14 rotiert der Kern 18 (rnit den Magneten 20) im Uhrzeigersinn, während die Ummantelung 22 im Gegenuhrzeigersinn rotiert. Die Markierungspartikel in dem Entwicklermaterial werden von dem auf dem dielektrischen Trägerelement 16 gebildeten latenten Ladungsmuster angezogen und gehen eine Haftverbindung mit dem Ladungsmuster ein, wodurch das Muster entwickelt wird. Das entwickelte Muster kann anschließend auf ein bogenförmiges Aufnahmeelement übertragen und durch Beaufschlagung mit Hitze und/oder Druck darauf fixiert oder aber direkt auf dem dielektrischen Trägerelement fixiert werden, so dass die gewünschte Reproduktion des Bildes entsteht.
Das Entwicklermaterial D in dem durch den Gehäuseabschnitt 12a gebildeten Vorratsbehälter wird von einer Mischvorrichtung 24 durchgerührt. Die Mischanordnung 24 ist z. B. als ein Bandmischer ausgebildet, der ein spiralförmiges inneres Band 28a und ein spiralförmiges äußeres Band 28b umfasst, die über Arme 30 mit einer Welle 32 verbunden sind. Die Welle 32 ist, wie nachfolgend näher erläutert wird, bezüglich des Gehäuses 12 um die Längsachse der Welle drehbar gelagert. Die Steigungen der Bänder 28a und 28b verlaufen in entgegengesetzte Richtungen, so dass bei Drehung der Bänder durch die Welle 32 das Entwicklermaterial entlang der Länge des Mischers in entgegengesetzte Richtungen bewegt und aufgerührt wird. Dabei entsteht eine triboelektrische Aufladung, aufgrund derer ein Anhaften der Markierungspartikel an den Trägerpartikeln bewirkt wird. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch für andere Arten von Mischvorrichtungen, z. B. Schaufelräder oder einen Schneckenmischer, eingesetzt werden.
Die Mischvorrichtung 24 bewegt das Entwicklermaterial auch radial bezüglich des Mischers, so dass das Material in den mit dem Bezugszeichen 12c bezeichneten Gehäuseabschnitt gelangt, in dem eine Transportvorrichtung 34 angeordnet ist. Die Vorrichtung 34 umfasst eine Vielzahl von Mitnahmeelementen 40, die an einer Welle 42 angeordnet und mit dieser drehbar sind. Wie nachfolgend näher erläutert ist, ist die Welle 42 bezüglich des Gehäuses 12 um ihre Längsachse drehbar gelagert. Die Mitnahmeelemente 40 dienen zum Transport des Entwicklermaterials in das von den Magneten 20 der Tonerwalze 14 erzeugte Feld. Die Mitnahmeelemente 40 können z. B. als Mulden ausgebildet sein, die bei Drehung der Welle 42 durch das Entwicklermaterial bewegt werden und dabei Entwicklermaterial aufnehmen. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Mitnahmeelemente 40 jeweils den oberen Totpunkt der Vorrichtung 34 passieren, fällt das Entwicklermaterial aufgrund der Schwerkraft aus den Mitnahmeelementen heraus. Da sich das herausfallende Entwicklermaterial im magnetischen Feld der Magnete 20 der Tonerwalze 14 befindet, wird es von der Ummantelung 22 der Tonerwalze angezogen. Anschließend wird das Entwicklermaterial von der Tonerwalze 14 auf bekannte Weise in eine Auftragsverbindung mit dem dielektrischen Trägerelement 16 gebracht, welches das Ladungsmuster trägt, so dass das latente Ladungsbild auf dem Trägerelement entwickelt wird.
Fig. 2 zeigt einen Stellmechanismus 50, der die Antriebswelle 32 des Bandmischers der Mischeranordnung 24 in einem festen horizontalen Abstand zu der Innenwand des Gehäuseabschnitts 12a des Gehäuses 12 der Entwicklerstation und die Welle 32 parallel zur Welle 42 der Transportvorrichtung 34 hält. Der Stellmechanismus 50 ist derart ausgebildet, dass jeweils das eine Ende der Wellen in einem am hinteren Ende 12d des Gehäuses 12 der Entwicklerstation angeordneten Getriebekasten 52 gelagert ist und das andere Ende der Wellen in einer Lagerabschlussvorrichtung 54 am vorderen Ende 12e des Gehäuses gelagert ist, so dass der Getriebekasten 52 zur Positionierung des Bandmischers der Mischvorrichtung 24 und der Mulden der Transportvorrichtung 34 dient.
Wie in Fig. 3 dargestellt sind zur Positionierung der Lagerabschlussvorrichtung 54 z. B. am vorderen Abschnitt des Gehäuses 12 der Entwicklerstation sind zwei Lager 62, 64 in der Lagerabschlussvorrichtung aufgenommen. Die Lagerabschlussvorrichtung 54 umfasst ein Paar Lagerhalterungen 62a, 64a, welche die Lager 62 bzw. 64 stützen. In den Lagern 62 und 64 sind wiederum die Enden der Wellen 32 und 42 gelagert. Ein Abstandselement, z.
B. ein Arm 66, bildet eine stabile Verbindung der Lagerhalterungen 62a, 64a miteinander. Der Abstandsarm 66 ist derart ausgebildet, dass zwischen den Lagerhalterungen 62a, 64a ein vorgegebenen Abstand besteht. Auf diese Weise sind die Längsachsen der Welle 32 der Mischvorrichtung 24 und der Welle 42 der Transportvorrichtung 34 in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet. Sowohl der horizontale als auch der vertikale Abstand zwischen den Lagern 62, 64 entspricht dem Abstand zwischen dem Antrieb der Mischvorrichtung und dem Antrieb der Transportvorrichtung in dem Getriebekasten 52, damit die parallele Anordnung der Welle 32 der Mischvorrichtung und der Welle 42 der Transportvorrichtung erhalten bleibt.
Wie bereits erwähnt bieten herkömmliche, bekannte Dichtungsanordnungen keinen ausreichenden Schutz für Lagerungen in der Umgebung von Entwicklerstationen von elektrographischen Reproduktionsvorrichtungen. Wie oben beschrieben dringen die kleinen Partikel des Entwicklermaterials in die bekannten Dichtungsanordnungen ein, beschädigen die Lager und verursachen auf diese Weise einen vorzeitigen Verschleiß der Lager. Demgemäß schlägt die vorliegende Erfindung eine neue Dichtungsanordnung 70 vor. Die neue Dichtungsanordnung verhindert auf effektivere Weise Schäden an den Lagerungen der Antriebswellen in einer Entwicklerstation von
Reproduktionseinrichtungen. Die Dichtungsanordnung 70 umfasst eine Vielzahl von zusammenwirkenden Dichtungselementen, die in einer Ausnehmung im Gehäuse der Entwicklerstation labyrinthartig angeordnet sind, und sich zwischen den Lagern und dem Entwicklermaterial im Gehäuse befinden. Die Vielzahl von zusammenwirkenden Dichtungselementen bilden mehrere im Wesentlichen in einer Reihe angeordnete Dichtungspunkte und schaffen so eine mehrfache Abdichtung. Einige der Dichtungselemente sind so angeordnet, dass sie mit der zugehörigen Welle rotieren, während andere Dichtungselemente ortsfest sind.
In der in Fig. 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Dichtungsanordnung 70 vier Dichtungselemente 70a-70d in der Ausnehmung 71. Es kann auch eine andere Anzahl von Dichtungselementen vorgesehen sein, vorausgesetzt, es entsteht die gewünschte labyrinthartige Anordnung. Die Dichtungsanordnung 70 ist hier in Zusammenhang mit der im von der Lagerhalterung 62a gestützten Lager 62 gelagerten Welle 32 der Mischvorrichtung gezeigt, kann aber natürlich auch den anderen Wellen der Entwicklerstation 10 zugeordnet sein, z. B. auch der Welle 42 der Transportvorrichtung.
Das erste Dichtungselement 70a ist in Richtung der Längsachse der zugeordneten Welle 32 betrachtet am dichtesten an den das Entwicklermaterial D enthaltenden Kammern des Gehäuses 12 der Entwicklerstation für das Entwicklermaterial angeordnet. Die übrigen Dichtungselemente der Dichtungsanordnung 70 sind entlang der Längsachse der Welle 32 in zunehmendem Abstand zu den Kammern für das Entwicklermaterial angeordnet und bilden eine labyrinthartige Anordnung.
Das erste Dichtungselement 70a hat bezüglich der Welle 32 etwas Spielraum, so dass es bei Drehung der Welle 32 ortsfest in der Lagerhalterung 62a bleibt. Das zweite Dichtungselement 70b ist festsitzend auf der Welle 32 angeordnet, so dass es sich mit dieser dreht. Das folgende, dritte Dichtungselement 70c hat wiederum bezüglich der Welle 32 etwas Spielraum, so dass es bezüglich der Lagerhalterung 62a ortsfest bleibt, und das vierte Dichtungselement 70d ist angrenzend an die Stufe am abgestuften Abschnitt 32a der Welle 32 und an das Lager 62 angeordnet. Da sich das zweite Dichtungselement 70b mit der Welle 32 dreht, während die Dichtungselemente 70a und 70c ortsfest bleiben, gleiten die beiden Seiten des Dichtungselements 70b zwischen dem ersten Dichtungselement 70a und dem dritten Dichtungselement 70c, bleiben dabei jedoch in Kontakt mit dem ersten und dritten Dichtungselement, um ein Eindringen von Entwicklermaterial im Wesentlichen zu verhindern. Die Dichtungselemente 70a-70d können aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, z. B. aus mit Silikon gefülltem PTFE oder aus mit Graphit gefüllten PTFE. Zumindest die Dichtungselemente 70a, 70b und 70c sind ferner vorzugsweise aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten (z. B. zwischen 0,15 und 0,35) gefertigt, so dass bei Rotation der Dichtungselemente bezüglich einander die Reibung und Wärmebildung reduziert werden. Das vierte Dichtungselement 70d ist vorgesehen, um zu verhindern, dass eventuell in die erste Gruppe von Dichtungselementen eingedrungenes Entwicklermaterial in die Nähe der inneren Lauffläche und der Kontaktfläche zwischen dem Lager 62 und dem Dichtungselement gelangt.
Die Kontaktfläche zwischen dem Lager 62 und dem Dichtungselement 70d bildet den Bereich, in dem möglicherweise Material in das Lager eindringen kann. Das in der labyrinthartigen Dichtungsanordnung 70 gefangene Entwicklermaterial reduziert jedoch den von weiterem in die Ausnehmung für die Dichtung eintretenden Entwicklermaterial ausgeübten Druck und bildet so ein weiteres Dichtungselement.
Liste der Bezugszeichen
10
Entwicklerstation
12
Gehäuse
12a
unterer Gehäuseabschnitt
12b
oberer Gehäuseabschnitt
12c
Gehäuseabschnitt
12d
hinteres Ende des Gehäuses 12
12e
vorderes Ende des Gehäuses 12
14
Tonerwalze
16
dielektrisches Trägerelement
18
Kern
20
Magnete
22
Ummantelung
24
Mischvorrichtung
28a
inneres spiralförmiges Band
28b
äußeres spiralförmiges Band
30
Arme
32
Welle
34
Transportvorrichtung
40
Mitnahmeelemente
42
Welle
50
Stellmechanismus
52
Getriebekasten
54
Lagerabschlussvorrichtung
32a
abgestufter Abschnitt der Welle 32
66
Arm
62, 64
Lager
62a, 64a
Lagerhalterungen
70
Dichtungsanordnung
70a-70d
1 Dichtungselemente
71
Ausnehmung
D
Entwicklermaterial
P
Pfad
O
Öffnung

Claims (9)

  1. Vorrichtung (70) zum Abdichten von Wellenlagern (62,64) in einer Entwicklerstation (10) einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung, mit einem Gehäuse (12) das Entwicklermaterial (D) enthält, mit mindestens einer Antriebswelle (32, 42), die in einem Lager (62,64) gelagert ist, das in dem Gehäuse (12) angeordneten ist,
    gekennzeichnet durch
    eine Vielzahl von der Antriebswelle (32) zugeordneten Dichtungselementen (70a-70d), die in Richtung der Längsachse der Antriebswelle (32) vom Gehäuse (12) mit dem Entwicklermaterial (D) in Richtung des Lagers (62) zunehmend nach außen verlaufen und von denen mindestens eines mit der Antriebswelle (32) drehbar ist, während die angrenzenden Dichtungselemente ortsfest angeordnet sind.
  2. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1
    gekennzeichnet durch
    eine Vielzahl von Antriebswellen (32, 42), eine Vielzahl von im Gehäuse angeordneten Lagern, in denen die Antriebswellen gelagert sind und eine Vielzahl von jeder Antriebswelle zugeordneten Dichtungselementen (70a-70d).
  3. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1 oder 2
    gekennzeichnet durch
    im Gehäuse (12) angeordnete innere Kammern (12a-12c) für partikelförmiges Entwicklermaterial (D), einer in einer einen Vorratsbehälter für Entwicklermaterial (D) bildenden Kammer (12a) angeordnete drehbare Mischvorrichtung (24), eine Entwicklervorrichtung (14) zum Auftragen des Entwicklermaterials (D) auf ein zu entwickelndes elektrostatisches Bild, eine drehbaren Transportvorrichtung (34) zum Transport von Entwicklermaterial (D) vom Vorratsbehälter zur Entwicklervorrichtung (14) und eine Vielzahl von in einer Vielzahl von im Gehäuse (12) der Entwicklerstation (10) angeordneten Lagern (62, 64) gelagerten Antriebswellen (32, 42) zum Antreiben der drehbaren Mischvorrichtung (24), der drehbaren Transportvorrichtung (34) und der Entwicklervorrichtung (14).
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3
    gekennzeichnet durch
    eine Vielzahl von Dichtungselementen (70a-70d), die labyrinthartig angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das in Verlaufsrichtung der Dichtungselemente (70a-d) erste Dichtungselement (70a) und das dritte Dichtungselement (70c) bezüglich des Gehäuses (12) der Entwicklerstation (10) ortsfest sind und das zweite Dichtungselement (70b) mit der Antriebswelle (32) drehbar ist.
  6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Dichtungselement (70a), das zweite Dichtungselement (70b) und das dritte Dichtungselement (70c) zur Reduzierung der Reibung und Wärmebildung einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Reibungskoeffizient zwischen etwa 0,15 und 0,35 liegt.
  8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein in Verlaufsrichtung der Dichtungselemente (70a-70d) viertes Dichtungselement (70d) vorgesehen ist, das verhindert, dass eventuell in das erste bis dritte Dichtungselement (70a-70c) eingedrungenes Entwicklermaterial (D) das Lager (32) erreicht.
  9. Entwicklerstation in einer elektrographischen Reproduktionseinrichtung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
EP00124298A 1999-11-19 2000-11-15 Vorrichtung zum Abdichten von Wellenlagern in Entwicklerstationen in elektrographischen Reproduktionseinrichtungen Withdrawn EP1102130A3 (de)

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US09/444,181 US6295425B1 (en) 1999-11-19 1999-11-19 Seal assembly for electrographic reproduction apparatus development station

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