DE2528864A1 - Tonerzugfuereinrichtung fuer ein kopiergeraet - Google Patents

Description

DR. BERG u:PL. IlVG. ÜTAPP DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte: 26 156 27. JUNI 1975

Ricoh Company, Ltd.
Tokyo / Japan

Tonerzuführeinrichtung für ein Kopiergerät

Die Erfindung betrifft eine Tonerzuführeinrichtung für ein Kopiergerät.

In elektronischen Kopiergeräten wird ein elektrostatisches, latentes Bild dadurch gebildet, daß eine photoleitfähige Oberfläche bildmäßig mit einer zu kopierenden Vorlage belichtet und dann mittels eines Entwicklers, welcher eine Mischung aus Tonerpulver und Trägerteilchen ist, in ein sichtbare* Bild entwickelt wird. Damit ein sichtbares Bild mit einer

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gleichförmigen Dichte hergestellt wird, muß das Verhältnis des Toners zu den Trägerteilchen in einem vorbestimmten Bereich gehalten werden. Da der Toner bei der Entwicklung durch Anhaften an dem elektrostatischen, latenten Bild verbraucht wird, muß eine Einrichtung vorgesehen sein, um den Toner der Entwicklungseinrichtung während der Entwicklung zuzuführen.

In Fig. 1 ist eine bekannte Tonerzuführeinrichtung dargestellt, welche zur Zeit allgemein verwendet wird. Diese Einrichtung weist eine Art Trichter 101, in welchem Toner 102 aufbewahrt ist, sowie eine mit Nuten oder Einschnitten versehene Walze oder Walzenbürste 103 auf, welche am Boden des Trichters 101 drehbar gehaltert ist, so daß der Toner langsam in eine Kammer mit Entwickler fällt. Bei der vorbeschriebenen Tonerzuführeinrichtung muß Jedoch die Tonermenge gleichmäßig über der gesamten Länge der Walze 103 zugeführt werden. Ferner muß eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Walze und der zugeführten Tonermenge eingehalten werden; ferner sollte der Toner in dem Trichter gleichmäßig nachgefüllt werden, und es sollte ein Ansammeln des Toners in dem Trichter zu festen kompakten Klumpen verhindert werden.

Wenn der Tonerfluß nicht gleichmäßig erfolgt, wird nur der sich unmittelbar über der Walze 103 befindliche Teil des Toners zugeführt und der Teil des Toners, welcher entlang der Wandung des Trichters 101 angeordnet ist, verbleibt in diesem und es bilden sich kompakte, feste Klumpen, welche in dem Trichter stecken bleiben. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bisher üblich gewesen, eine Rühreinrichtung in dem

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Trichter vorzusehen oder den Trichter zu rütteln bzw. in eine schwingende Bewegung zu versetzen. Hierdurch wird dann jedoch der Aufbau der Tonerzufuhreinrichtung ziemlich kompliziert.

Gemäß der Erfindung soll unter Vermeidung des Nachteils der bekannten Einrichtung eine Tonerzuführeinrichtung geschaffen werden, welche, ohne daß ihr Aufbau kompliziert ist, den vorerwähnten Anforderungen genügt, d.h. welche im Aufbau einfach ist und bei welcher noch dazu ein Anhäufen von Tonerprüfer zu festen, dichten Klumpen verhindert ist.

Gemäß der Erfindung weist eine Tonerzuführeinrichtung für ein Kopiergerät einen Tonerbehälter, ein drahtförmiges Schaufeloder Schöpfteil, ein federndes Teil, um dieDrehbewegung einer Antriebswelle an eine Förderwelle zu übertragen, sowie ein Betätigungsteil auf. Hierbei weist der Bodenteil des Tonerbehälters einen Teil einer zylindrischen Innenfläche auf. Das Schaufel- oder Schöpfteil bewegt sich bei seiner Drehbewegung entlang der Innenfläche des Tonerbehälters und wird über das federnde Teil durch die Antriebswelle angetrieben. Die Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle wird durch das Betätigungsteil unterbrochen, um einen Stoß oder Schlag zu erteilen. Die Übertragungswirkung des federnden Teils wird hierbei durch das Betätigungsteil unterbrochen und es wird dem Schaufeloder Schöpfteil ein Stoß oder Schlag erteilt, damit es den Toner abgibt und ausstößt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus-

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führungsform unter Bezugnahme auf die ariüegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zur Erläuterung eine bekannte Tonerzuführeinrichtung;

Fig. 2 ebenfalls zur Erläuterung eine Darstellung, aus der zu ersehen ist, in welcher Weise der Toner dazu neigt, sich zu festen, kompakten Klumpen in der bekannten in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zu sammeln;

Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht der Tonerzuführeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung der in Fig. 3 dargestellten Tonerzuführeinrichtung, aus welcher der Mechanismus zu ersehen ist;

Fig. 5 einen Teil einer vertikalen Schnittansicht der in Fig. 3 dargestellten Tonerzuführeinrichtung;

Fig. 6a und 6b eine Darstellung, aus welcher zu ersehen ist, wie der Toner durch das Schaufel- oder Schöpfteil aufundmitgenommen wird;

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Blattfeder der in Fig. 3 dargestellten Tonerzuführeinrichtung ; und

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Fig. 8 eine Kurve, in welcher die Geschwindigkeitsänderungen des Schaufel-oder Schöpfteils bei dessen Drehbewegung dargestellt sind.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großer Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen bezug genommen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der Fig. 3 bis 8 beschrieben.

In Fig. 3 ist eine Tonerzuführeinrichtung 2 lösbar an einem Rahmengestell 3 einer Entwicklungseinrichtung so angebracht, daß die Tonerzuführeinrichtung 2 angrenzend an eine Entwicklungskammer 1 angeordnet ist. Die Tonerzuführeinrichtung 2 weist einen Behälter 6, welcher innen in Form einer zylindrischen Kammer 5 für Toner ausgebildet ist, und eine Zuführeinrichtung auf. Die Tonerkammer 5 kann so ausgeführt sein, daß ihr Bodenteil, in welchem der Toner aufbewahrt ist, die Form eines Zylinders bzw. Halbzzylinders hat, und ihr oberer Teil einschließlich einer oben vorgesehenen öffnung eine erforderliche Form aufweist.

Die Zuführeinrichtung 7» an welcher eine Blattfeder 8 an einem Ende befestigt ist, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, weist eine an einer Antriebswelle 10 befestigte Scheibe 18 und eine Förderwelle 12 auf, an welcher ein aus Draht hergestelltes, drahtförmiges Schaufel- oder Schöpfteil 11 befestigt ist. An der Förderwelle 12 ist ferner eine Verbindungsplatte 19 befestigt, welche über einen Bolzen 20 mit einer Mitnehmerplatte 21 verbunden ist (s. Fig. 5). Die Verbindungsplatte 19

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und der Bolzen 20 können weggelassen werden, wenn die Mitnehmerplatte 31 unmittelbar mit der Förderwelle 12 verbunden ist.

An der Mitnehmerplatte 21, welche drehbar an der Antriebswelle 10 gehaltert ist, ist einStift 13 angebracht, auf welchen die Blattfeder 8 einwirkt. Die Antriebswelle 10 und die Förderwelle 12 sind koaxial zu der Mittenachse des zylinderförmigen Teils der Tonerkammer 5 angeordnet und drehbar in einem Rahmengestell 4 des Kopiergeräts gehaltert. Der Stift 13 erstreckt sich durch eine in der Scheibe 18 ausgebildete öffnung 18a und befindet sich in einer Lage, in welcher er an der Blattfeder 8 anliegt. Wenn sich die Antriebswelle 10 dreht, dreht sich die Blattfeder 8 zusammen mit der Scheibe 18 und verschiebt den Antriebsstift 13» wodurch dann die Mitnehmerplatte 21 gedreht wird. Die Drehbewegung der Mitnehmerplatte 21 wird an die Förderwelle 12 übertragen (siehe Figur 7a). Das Schöpf- oder Schaufelteil 11 ist so ausgelegt, daß es in einem bestimmten Abstand bezüglich der Innenfläche der Tonerkammer so angeordnet ist, daß ein sehr kleiner Zwischenraum zwischen dem Teil 11 und der Innenwandung der Kammer 5 gebildet ist. Das Schaufel- oder Schöpfteil 11 verläuft somit parallel zu der Förderwelle 12.

Bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 10 dreht sich auch die Förderwelle 12. Dies hat zur Folge, daß das Schöpf- oder Schaufelteil 11 entlang der Innenfläche der Tonerkammer 5 so bewegt wird, daß Toner 15 in der Kammer 5 bewegt und aufgerührt wird, und daß dichte, feste Tonerklumpen durch das Schöpf- oder

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Schaufelteil 11 in kleine Teilchen zerbrochen werden. Es bleibt nur eine geringe Menge Toner, welcher sich zwischen dem Schöpf- oder Schaufelteil 11 und der Innenfläche der Kammer 5 befindet, übrig, da der Rest des Toners insgesamt durch das Schöpf- oder Schaufelteil aufgrund von Zentrifugalkräften aus der Kammer 5 herausgeschleudert wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird das Schöpf- oder Schaufelteil 11 im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils gedreht. Wenn sich das Teil 11 durch den Tonervorrat 15 hindurchbewegt hat und aus diesem an einer Stelle A wieder auftaucht und austritt, befindet sich eine ziemlich große Menge von Toner 15 auf dem Schaufel- oder Schöpfteil 11, wie in Fig. 6a dargestellt ist. Aus dieser Fig. ist jedoch auch zu ersehen, daß in Längsrichtung des Schöpf- oder Schaufelteils 11 die Tonermenge in einem bestimmten Maß unterschiedlich verteilt ist. Jedoch fällt nach und nach mehr Toner,als erforderlich ist herunter, solange sich das Teil 11 bewegt und die Tonermenge gleicht sich aus. Wenn das Teil 11 eine Stelle B in Fig. 3 erreicht, in leicher es genau senkrecht über der Welle 12 liegt, dann wird die Oberfläche der Tonermenge auf dem Teil 11 weitgehend eben und ausgeglichen, wie in Fig. 6b dargestellt ist.

Der durch das Schaufelteil 11 aufgenommene Toner 15 kommt durch die Zentrifugalkräfte aufgrund der Drehbewegung des Teils 11 frei und wird an der Stelle der Drehbewegung des Teils 11 nach außen geschleudert, wenn das Teil eine Stelle C in Fig. 3 erreicht. Der Tonerbehälter 6 weist eine öffnung 16 an einer Stelle auf, durch welche der von dem Schaufelteil 11

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freigekommene Toner austritt, so daß der Toner frei in die Entwicklungskammer 1 eintreten kann.

Eine Überprüfung der Tonermenge, welche aus der Tonerkammer 5 jedesmal dann ausgestoßen wird, wenn das Schaufelteil eine vollständige Umdrehung um die Förderwelle 12 ausführt, zeigt, daß, obwohl in Abhängigkeit von der Stelle, an welcher der Toner von dem Schaufelteil 11 freikommt, die der Entwicklungskammer zugeführte Tonermenge unterschiedlich ist, die Mengen mehr oder weniger einen Durchschnittswert erreichen, wenn die Überprüfungen wiederholt durchgeführt werden. Hierbei hat sich dann herausgestellt, daß der Unterschied in der Tonermenge, in Abhängigkeit von der Stelle, an welcher sie freigekommen ist, + 20# beträgt.

Die Drehbewegung des Schaufelteils 11 bewirkt, daß der Tonervorrat bewegt und umgerührt wird und daß der Toner, welcher sich zu festen, dichten Klumpen angehäuft hat, in einzelne Teilchen zerbricht. Infolgedessen ist der der Entwicklungskammer 1 zugeführte Toner gleichmäßig in Teilchenform verteilt.

Die Blattfeder 8 ist dazu verwendet, den Toner von dem Schaufelteil 11 ganz sicher freizubekommen und denselben der Entwicklungskammer 1 zuzuführen. Insbesondere ist die Blattfeder 8 so angeordnet, daß ihr vorderes Ende an dem an dem Rahmengestell 4· der Kopiermaschine befestigten Stift 17 anliegt, wenn die Blattfeder 8 eine Lage erreicht, welche etwas vor der besten Stelle liegt, in welcher das Schaufelteil 11 den Toner freigibt (die Stelle G in i"ig. 3)· Die Durchbiegungs- oder Auslenkungs-

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energie ist in der Blattfeder 8 gespeichert, da sie durch die Drehbewegung der sich drehenden Antriebsplatte 18 und durch die Wirkung des Stiftes 17 gebogen wird, wie in Fig. 7c dargestellt ist. V/enn die Antriebswelle 10 ein wenig weiter gedreht wird und das Ende der Blattfeder 8 außer Eingriff von dem Stift 17 kommt, wird dem Antriebsstift 13 der Mitnehmerplatte 21 ein Stoß oder Schlag erteilt, welcher dann aufgrund ihrer •Trägheit aus einer Lage 13a in eine Lage 13b bewegt wird, wie in Fig. 7c dargestellt. Durch diesen Schlag wird dann der Toner ganz sicher abgegeben und wird in Richtung zu der Entwicklungskammer 1 bewegt, v/enn das Schaufelteil 11 die Stelle C erreicht.

Insbesondere v/ird, wie in Fig. 8 dargestellt ist, das Schaufelteil 11, welches sich mit einer konstanten Geschwindigkeit v. dreht, langsam verzögert, da die ausgeübte Antriebskraft an einer Stelle θ ^ aufhört, an welcher das vordere Ende der Blattfeder 8 an dem Stift 17 anliegt und kommt schließlich an einer Stelle P zum Stillstand, welcher der Stelle C in Fig. 3 entspricht. Etwas bevor oder nachdem das Schaufelteil 11 stillsteht bzw. zum Stillstand gebracht worden ist, kommt die Blattfeder 8 außer Anlage von dem Stift 17 und die durch die Durchbiegung in der Blattfeder 8 gespeicherte Energie kommt augenblicklich frei, so daß die Blattfeder 8 auf den Antriebsstift 13 aufprallt. Durch diesen Stoß oder Schlag wird dann das Schaufelteil 11 plötzlich beschleunigt, was an der Stelle P. angezeigt ist, und der Antriebsstift 13 trifft auf eine Kante der öffnung 18a in der Scheibe 18 und prallt in eine stationäre Lage zurück. Während dieser Zeit kommt der Toner aufgrund der Zentrifugalkräfte von dem Schaufel-

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teil 11 frei. Danach wird der Antriebsstift 13 von der Blattfeder 8 wieder verschoben und seine Drehbewegung nimmt langsam v/ieder zu, bis sie die konstante Geschwindigkeit v. erreicht. Das Schaufelteil 11 wird dann mit der konstanten Geschwindigkeit v. weiter bewegt, bis die Blattfeder 8 wieder an dem Stift 17 anliegt oder die Antriebswelle 10 aufhört, sich zu drehen. In Fig. 8 ist die Winkelstellung des Schaufelteils 11 während der Drehbewegung auf der Abszisse und dessen Drehgeschwindigkeit auf der Ordinate aufgetragen.

Die Antriebswelle 10 wird durch eine in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung bei einer Anzahl Umdrehungen intermittierend angetrieben, welche proportional zu der Anzahl der herzustellenden Kopien oder der Fläche der zu kopierenden Vorlage gesteuert wird. Das heißt, das Schaufelteil 11 wird ebenfalls intermittierend gedreht. Durch das Steuern der Anzahl Umdrehungen des Schaufelteils 11 ist es möglich, dasselbe ständig mit niedriger Drehzahl zu drehen, ohne daß eine Kupplungseinrichtung verwendet wird, wenn ein Kopiervorgang durchgeführt wird, oder ihre Drehbewegung entsprechend einem Signal von einer die Tonerkonzentration fühlenden Einrichtung zu steuern. Somit ist es möglich, irgendein Steuerverfahren zu wählen, welches für optimal gehalten wird, um die Tonerkonzentration in einem Entwickler konstant zu halten.

Wie aus den Fig. 3 und 5 zu ersehen ist, kann ohne weiteres ein Tonervorrat in der Tonerkammer 5 nachgefüllt werden, indem dieser durch die öffnung 16 eingefüllt wird, wobei der Toner-

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behälter 6 in axialer Richtung von dem Antriebsabschnitt abgezogen wird oder die obere Abdeckung des Rahmengestells geöffnet wird. Wenn Tonervorrat in der Kammer 5 nachgefüllt ist, wird vorzugsweise zusätzlicher Toner bezüglich der Achse der Kammer 5 gleichförmig befördert. Da jedoch das Schaufelteil 11 der Einrichtung eine Rührwirkung hat, kann der Toner in der Kammer 5 in irgendeiner geforderten Weise befördert werden, da sich der angehäufte Toner bei der Drehbewegung des Schaufelteils 11 ausgleicht, selbst wenn der Toner den verschiedenen Teilen der Kammer ungleichmäßig zugeführt wird. Somit braucht keine Einrichtung vorgesehen sein, um den Toner in der Vorratskammer 5 gleichmäßig zu verteilen. Wenn die Tonermenge in der Tonerkammer 5 mit Hilfe dieser Einrichtung gleichbleibend gehalten werden soll, ergibt sich eine Schwierigkeit, den Toner gleichmäßig zuzuführen, außer wenn der Tonerbehälter horizontal angeordnet ist. Diese Schwierigkeit kann jedoch dadurc ι behoben werden, daß anfangs Einstellungen und Justierungen vorgenommen werden, um den Tonerbehälter 6 in horizontale Lage zu bringen. Dies ist leichter durchführbar als den Toner jedesmal, wenn der Tonervorrat in der Kammer 5 nachgefüllt wird, gleichmäßig zuzuführen, indem zusätzlicher Toner mit äußerster Sorgfalt zugeführt wird.

Mit der Einrichtung gemäß der Erfindung ist es somit möglich, den Tor«;r einer Entwicklungskammer zuzuführen, welche seitlich neben der Tonerzuführeinrichtung und nicht unter dieser angeordnet ist, wie es bisher der Fall gewesen ist. Hierdurch ergibt sich ein größerer Spielraum bei der Auslegung eines Kopiergeräts und es kann ein insgesamt kompaktes Kopiergerät erhalten werden.

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Gemäß der Erfindung kann somit eine Tonerzuführeinrichtung, welche den in der Beschreibungseinleitung angeführten Bedingungen genügt, mit einem einfachen Aufbau geschaffen werden, welcher eine Tonervorratskammer und ein Schaufel- oder Schöpfteil aufweist, welches eine Drehbewegung durchführen kann.

Patentanspruch

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Claims (1)

Patentanspruch

1. Tonerzuführeinrxchtung für ein Kopiergerät, gekennzeichnet durch einen Tonerbehälter (6) mit einem Bodenteil mit einer zylindrischen Innenfläche, durch ein drahtförmiges Schaufel- oder Schöpfteil (11), das entlang der Innenfläche des Tonerbehälters (6) eine Drehbewegung ausführt, durch ein federndes Teil (8), mittels welchem die Drehbewegung einer Antriebswelle (10) an eine das drahtförmige Schaufeloder Schöpfteil tragende B'örderwelle (12) übertragen wird, und durch ein Betätigungsteil (13)» um die Übertragung der Drehbewegung durch das federnde Teil (8) zu unterbrechen, wobei die Drehbewegung der Antriebswelle (10) an die Förderwelle (12) intermittierend übertragen wird und die Rücküberfcragung der Drehbewegung an einer Unstetigkeitsstelle durch einen Stoß oder Schlag an einer Stelle bewirkt wird, an welcher das Schöpf- oder Schaufelteil (11) Toner abgibt, wodurch dieser durch die Zentrifugalkräfte in Richtung der Drehbewegung des Schöpf- oder Schaufelteils (11) ausgeworfen wird.

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