DE4111697A1 - Entwicklungseinheit fuer ein bilderzeugungsgeraet, insbesondere tonerzufuehreinrichtung fuer diese - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entwicklungs­ einheit der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art. Sie betrifft insbesondere eine Tonerzuführeinrich­ tung für eine Entwicklungseinheit mit einer Entwickler­ rolle zum Einbau in ein Bilderzeugungsgerät, beispiels­ weise einen Drucker, bei welchem ein sogenanntes elek­ trofotografisches System verwendet wird, mit welchem Tonerpartikel auf die Entwicklerrolle aufgebracht werden.

Es sind bereits Bilderzeugungsgeräte, beispielsweise elektrische Kopiermaschinen, Laserdrucker und derglei­ chen bekannt, mit denen ein sichtbares Bild mittels eines sogenannten elektrofotografischen Systems auf einen Aufzeichnungsträger aufgebracht werden kann, wobei eine fotoleitfähige Trommel, deren Mantelfläche mit einer fotoleitfähigen Materialschicht bedeckt ist, gleichmäßig mit einer vorgegebenen Polarität aufgeladen und entsprechend bestimmten Bilddaten zur Erzeugung eines Latentbildes belichtet wird; zur Sichtbarmachung des Latentbildes werden Tonerpartikel auf die Oberflä­ che der fotoleitfähigen Trommel aufgebracht, das sicht­ bare Tonerbild wird auf einen Aufzeichnungsträger, bei­ spielsweise einen Endlosaufzeichnungsträger, übertragen und schließlich wird der Aufzeichnungsträger bei hoher Temperatur gepreßt, so daß das übertragene Bild auf diesem Aufzeichnungsträger fixiert wird.

Bei diesem Typ eines Bilderzeugungsgerätes ist in letz­ ter Zeit jeder dieser Vorgänge so verbessert worden, daß er mit großer Geschwindigkeit durchgeführt werden kann; außerdem bestand im Hinblick auf den sogenannten Raumfaktor der Wunsch, das Bilderzeugungsgerät mög­ lichst klein auszubilden.

Schließlich wird im Hinblick auf eine hohe Bilderzeu­ gungsgeschwindigkeit nach dem Auftragen von Tonermate­ rial vorzugsweise der Bilderzeugungsvorgang so weit wie möglich ohne einen zusätzlichen Tonerauftrag durchge­ führt.

Bei einer Entwicklungseinheit für ein elektrofotografi­ sches System werden in einen Toneraufnahmeteil der Ein­ heit eingefüllte Tonerpartikel durch magnetische Kräfte einer Entwicklerrolle angezogen, die im Entwicklungs­ teil angeordnet ist, in welchem der Entwicklungsvorgang durchgeführt werden soll. An der oberen Seite des Ton­ eraufnahmeteils kann eine Tonerkartusche abnehmbar an­ geordnet werden. Die Tonerkartusche, die eine Tonerpar­ tikelmenge aufnimmt, wird an die Entwicklungseinheit angesetzt und die Tonerpartikel werden aus der Tonerkartusche dem Toneraufnahmeteil zugeführt.

In dem Toneraufnahmeteil ist ein Toner-Kratzförderer mit mehreren Armen, die jeweils an einer drehbar gela­ gerten Welle angeordnet sind, vorgesehen. Die dem Ton­ eraufnahmeteil zugeführten Tonerpartikel werden der Entwicklerrolle mittels der Dreharme zugeführt. Dem­ entsprechend werden die Tonerpartikel vorzugsweise in dem Drehbereich der Arme aufgenommen.

Wie oben beschrieben wurde, ist man bestrebt, den Bild­ erzeugungsvorgang ohne eine zusätzliche Tonerzufuhr durchzuführen; demzufolge macht man das Aufnahmevolumen des Toneraufnahmeteils so groß wie möglich. Da man je­ doch gleichzeitig bestrebt ist, das Gesamtvolumen des Bilderzeugungsgerätes klein zu halten, ist vorzugsweise eine Innenwand des Toneraufnahmeteils, die die Toner­ kartusche und den Toneraufnahmeteil miteinander verbin­ det, gewöhnlich geneigt ausgeführt, so daß die Toner­ partikel in einer sogenannten Fließbewegung der Ent­ wicklerrolle zugeführt werden. Auf diese Weise kann die Höhe des Bilderzeugungsgerätes geringer als in dem Fall gemacht werden, in welchem die Tonerkartusche unmittel­ bar oberhalb des Kratzförderers angeordnet ist.

Da man jedoch in letzter Zeit bestrebt war, das Bilder­ zeugungsgerät noch weiter zu verkleinern, ist die äuße­ re Form des Toneraufnahmeteils weiter eingeschränkt, so daß der Neigungswinkel der Innenwand häufig nicht so gewählt werden kann, daß eine effektive Zufuhr der Ton­ erpartikel gewährleistet ist. In diesem Fall entsteht das Problem, daß die Tonerpartikel auf der geneigten Wandfläche liegen bleiben und nicht der Entwicklerrolle zugeführt werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Tonerzuführeinrichtung zum Zuführen von Tonerpartikeln von der Tonerkartusche zur Entwickler­ rolle zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, der folgenden Beschrei­ bung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenba­ rung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dieser Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung eines La­ serdruckers mit einer Tonerzuführein­ richtung gemäß der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 2 eine seitliche Querschnittdarstellung einer Entwicklungseinheit mit einer Tonerzuführeinrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Toner-Kratzförderers, welcher bei einer Entwicklungseinheit ent­ sprechend der Fig. 2 verwendbar ist;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein elastisches Plattenelement, welches bei der Ton­ erzuführeinrichtung der Fig. 2 Verwendung findet;

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Teilan­ sicht einer Entwicklungseinheit, bei der das elastische Plattenelement gemäß der Fig. 4 vorgesehen ist.

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 werden im folgenden der Aufbau und der Betrieb eines Ausführungsbeispieles der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Laserdruc­ kers, welchem eine Entwicklungseinheit mit einer Tonerzuführeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zugeordnet werden kann. Bei diesem Druckertyp wird ein sogenanntes Endlospapier 20 als Aufzeichnungsträger verwendet, auf den Buchstaben und/oder Informationssym­ bole, die von einem nicht dargestellten externen Compu­ ter oder dergleichen geliefert werden, mittels eines elektrofotografischen Systems aufgedruckt werden.

Eine Einrichtung 2 zum Entfernen von überflüssigem Toner, eine Entladeeinheit 3, eine Ladeeinheit 4, ein optisches Scannersystem 5 zum Aufbringen eines Laserstrahls auf eine fotoleitfähige Trommel 1 ent­ sprechend dem Pfeil "A", ferner eine Entwicklungsein­ heit 10 und eine Bildübertragungseinheit 7 sind um die fotoleitfähige Trommel 1 herum in der durch den Pfeil "B" bezeichneten Drehrichtung hintereinander angeord­ net. Außerdem ist eine Fixiereinheit 8 auf der strom­ abwärtigen Seite der fotoleitfähigen Trommel 1 vorgesehen, und eine Traktoreinheit 9, mittels der das Endlospapier 20 der Fixiereinheit 8 zugeführt wird, ist in der in Fig. 1 dargestellten Position angeordnet.

Wenn sich die fotoleitfähige Trommel 1 in Richtung des Pfeiles "B" dreht, wird die Mantelfläche dieser foto­ leitfähigen Trommel 1 in der Ladeeinheit 4 gleichmäßig mit einer bestimmten Polarität aufgeladen; die Oberflä­ che wird durch den Laserstrahl des optischen Scannersy­ stems 5 überstrichen, welcher entsprechend den Bildin­ formationen des zu entwickelnden Bildes moduliert ist, und es wird ein elektrostatisches Latentbild erzeugt, auf welches Tonermaterial aufgebracht wird, so daß sich ein sichtbares Bild entsprechend dem Latentbild ergibt. Das Tonerbild wird in der Bildübertragungseinheit 7 auf das Endlospapier 20 übertragen und in der Fixiereinheit 8 fixiert.

Fig. 2 zeigt eine seitliche Querschnittdarstellung einer Entwicklungseinheit 10, die eine Tonerzuführein­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet; Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Toner-Kratzförderers, welcher wiederum in dieser verwendet wird. In der Entwicklungseinheit 10 ist, wie Fig. 2 zeigt, eine Entwicklerrolle 12 unterhalb eines Toneraufnahmeteils 11 angeordnet. Die Entwicklerrolle 12 hat eine im wesentlichen zylindrische Form. An der der Entwicklungsrolle 12 abgewandten Seite des Toner­ aufnahmeteils 11, d. h. am oberen Ende dieses Tonerauf­ nahmeteils 11, ist eine Tonerzuführöffnung 10A ausge­ bildet, in welcher über eine am Umfang der Tonerzuführ­ öffnung 10A ausgebildete Befestigungseinrichtung eine Tonerkartusche 15 abnehmbar befestigt werden kann. Nachdem die Tonerkartusche 15 montiert ist, wird ein Bodenverschluß 15A entfernt und eine Tonerpartikelmen­ ge 150, die zuvor in der Tonerkartusche 15 war, gelangt in den Toneraufnahmeteil 11; die Tonerkartusche 15 dient dann als Abdeckung, die verhindert, daß die Ton­ erpartikel in die Luft gewirbelt werden.

Im mittleren Bereich des Toneraufnahmeteils 11 ist ein Toner-Kratzförderer vorgesehen. Wie Fig. 3 zeigt, um­ faßt der Toner-Kratzförderer 13 mehrere Paare von Arm­ elementen 13A, die mit einer Welle 13B verbunden sind, welche durch einen geeigneten, nicht dargestell­ ten Antrieb, beispielsweise einen Motor, drehantreibbar ist.

Die Entwicklerrolle 12 wird durch ein Gehäuse 10B der Entwicklungseinheit 10 an beiden Enden durch ein Paar nicht dargestellter Lagerelemente gehalten; sie ist so angeordnet, daß ein Teil derselben aus der Entwick­ lungseinheit 10 durch einen Öffnungsbereich 10C nach außen ragt. Die Tonerpartikel werden durch magnetische Kräfte von der Entwicklerrolle 12 angezogen, die durch einen nicht dargestellten, innerhalb der Entwicklerrol­ le 12 angeordneten Magneten erzeugt werden. Der nach außen ragende Teil der Entwicklerrolle 12 ist so ange­ ordnet, daß er die Mantelfläche der fotoleitfähigen Trommel 1 berührt und die Tonerpartikel an diese über­ gibt. Mit 14 ist eine Klinge bezeichnet, die zum Regeln der Dicke der auf der Mantelfläche der Entwicklerrolle 12 haftenden Partikelschicht dient.

Wenn die Welle 13B in der durch den Pfeil "C" bezeich­ neten Richtung gedreht wird, werden die Tonerpartikel durch die Dreharmelemente 13A mitgenommen und zur Ent­ wicklerrolle 12 befördert.

An der unteren Seite der Tonerkartusche 15 ist eine In­ nenwand 10D ausgebildet; sie ist so geneigt, daß die Tonerpartikel dem Toner-Kratzförderer 13 sicher zuge­ führt werden. Ein Plattenelement 16 aus einem elasti­ schen Material, beispielsweise PET (Polyäthylenterehutarate) ist an der Innenwand 10D be­ festigt. Mit anderen Worten werden die Tonerpartikel in erster Linie von der Tonerkartusche 15 dem Plattenele­ ment 16 zugeführt.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Plattenelement 16, und Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der geneigten Innenwand 10D, auf welcher das Platten­ element 16 befestigt ist. Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist die Ausbildung des Plattenelements 16 so, daß ein unterer, entlang der Innenwand 10D sich erstreckender Wandbereich geringfügig mit einem bestimmten Winkel abgebogen ist, wobei ferner mehrere zulaufende Ab­ schnitte gebildet werden, die in Breitenrichtung des Plattenelementes 16 mit vorbestimmten Abständen zu­ einander angeordnet sind.

Das Plattenelement 16 ist an der Innenwand 10D so be­ festigt, daß die abgebogenen Abschnitte 16B nach unten weisen; ein oberer Bereich 16D ist mit der Oberseite der Innenwand 10D in geeigneter, bekannter Weise, bei­ spielsweise durch Schweißen, verbunden.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird durch die ab­ gebogenen Abschnitte 16B und eine horizontale Linie "B-B" ein Winkel R gebildet derart, daß die abge­ bogenen Abschnitte 16B nach unten gerichtet sind. Es könnte auch vorgesehen sein, daß der Winkel R gleich Null oder derart ist, daß die Abschnitte 16B nach oben gerichtet sind; vorzugsweise sind die abgebogenen Abschnitte 16B jedoch nach unten gerichtet.

Wie weiterhin in Fig. 2 zu erkennen ist, sind bestimm­ te Kantenbereiche der abgebogenen Abschnitte 16B so angeordnet, daß sie jeweils mit einem der Dreharmele­ mente 13A in Berührung kommen. Mit anderen Worten, werden die abgebogenen Abschnitte 16B jeweils durch einen der Dreharmelemente 13A angerissen oder ange­ zupft, wenn sich die Welle 13B dreht. Wenn die abgebo­ genen Abschnitte 16B von den Armelementen 13A berührt werden, wird das Plattenelement 16 gewölbt, wie mit durchgehenden Linien in Fig. 6 dargestellt ist, und kehrt dann mit einer gedämpften Schwingung in einen durch eine strichpunktierte Linie dargestellten ent­ spannten Zustand zurück, wenn die Armelemente 13A sich von den abgebogenen Abschnitten 16B wieder lösen. In­ folge der gedämpften Schwingung werden die auf dem Plattenelement 16 liegenden Tonerpartikel nach unten gefördert und dem Toner-Kratzförderer 13 zugeführt. Wenn der Biegewinkel der abgebogenen Abschnitte 16B so ist, daß diese nach oben oder horizontal stehen, können die auf dem Plattenelement 16 liegenden Tonerpartikel nicht nach unten fallen, wenn die Armelement 13A die abgebogenen Abschnitte 16B anreißen. Die Tonerpartikel fallen zunächst nach unten, wenn die Armelemente 13A sich von den abgebogenen Abschnitten 16B wieder lösen, d. h. wenn die abgebogenen Abschnitte 16B durch die Armelemente 13A angerissen worden sind. Die auf den abgebogenen Abschnitten 16B ruhenden Tonerpartikel bleiben allerdings auf diesen liegen. Es wird deshalb bevorzugt, daß die abgebogenen Abschnitte 16B nach unten abgebogen sind.

Der Abbiegewinkel der abgebogenen Abschnitte 16B und die Dicke des Plattenelementes 16 können frei gestaltet werden, sofern die oben beschriebene Funktion sicher erreicht wird, d. h., so lange die abgebogenen Abschnit­ te 16B in der Drehreichweite der Armelemente 13A lie­ gen und von diesen angerissen werden, und so lange fer­ ner die abgebogenen Abschnitte 16B durch die elasti­ schen Kräfte schwingen. Wenn darüber hinaus für das Plattenelement 16 ein leitendes, geerdetes Material verwendet wird, ist es möglich, ein Anhaften der Toner­ partikel durch sogenannte elektrostatische Kräfte zu verhindern.

In Fig. 3 sind zwei mit unterschiedlichen Verbindungs­ winkeln an der Welle angeordnete Armelementtypen darge­ stellt; es können jedoch weitere Armelementtypen mit weiteren unterschiedlichen Verbindungswinkeln vorgese­ hen sein. Es ist deshalb möglich, das Plattenelement 16 in der gewünschten Art anzureißen.

Wie oben beschrieben wurde, ist es auf diese Weise mit einer einfachen Einrichtung möglich, die Tonerpartikel sicher dem Toner-Kratzförderer zuzuführen und sie zur Entwicklerrolle weiter zu fördern.

Claims (6)

1. Entwicklungseinheit für den Einbau in ein Bild­ erzeugungsgerat zur Bildung eines Tonerbildes, umfassend eine Entwicklerrolle zum Sammeln von Tonerpartikeln, die auf eine Mantelfläche aus einem bestimmten, geeigneten Material aufgebracht werden sollen, eine Tonerkartusche, welche oberhalb der Entwicklerrolle angeordnet ist und eine Tonerpartikelmenge aufnimmt, die der Entwicklerrolle über eine geneigte Innenwand der Entwicklungseinheit zugeführt wird, sowie einen Kratzförderer mit wenigstens einem Dreharm auf einer geeigneten Welle, welcher zwischen der Entwicklerrolle und der Tonerkartusche angeordnet ist und welcher die Tonerpartikel von der Innenwand abstreicht und der Entwicklerrolle zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinheit ein elastisches Plat­ tenelement (16) umfaßt, welches an der geneigten Innenwand (10D) angeordnet ist und dessen unterer Kantenbereich (16B) durch den Dreharm (13A) angerissen wird, während der obere Kantenbereich (160) mit der geneigten Innenwand (10D) fest verbunden ist.

2. Entwicklungseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das geeignete Material durch eine umlaufende Trommel (1) gebildet ist, auf welcher eine fotoleitfähige Materialschicht angeordnet ist.

3. Partikelzuführbeschleunigungseinrichtung zum Ein­ bau in ein Gerät, in welchem eine Partikelmenge von einem ersten Ort einem anderen, unterhalb des ersten Ortes befindlichen Ort über eine geneigte Innenwand des Gerätes zugeführt wird, wobei die Einrichtung zum Weiterbefördern der vom ersten Ort dem anderen zugeführten Partikel dient, gekenn­ zeichnet durch einen wenigstens einen Dreharm (13A) aufweisenden Kratzförderer zwischen dem ersten Ort und dem anderen Ort, wobei die Partikelzuführbeschleuni­ gungseinrichtung ein elastisches Plattenelement (16) umfaßt, welches an der geneigten Innenwand (10D) angeordnet ist und dessen unterer Kanten­ bereich (16B) durch den Dreharm (13A) angerissen wird, während der obere Kantenbereich (160) mit der geneigten Innenwand (10D) fest verbunden ist.

4. Partikelzuführbeschleunigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der untere Kantenbereich (16B) des Plattenelements (16) so abgebogen ist, daß er von der geneigten Innenwand (10D) abgehoben und zu dem Dreharm (13A) hin gerichtet ist.

5. Partikelzuführbeschleunigungseinrichtung nach An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgebo­ gene Bereich (16B) bezüglich der Horizontalen um einen vorgegebenen Winkel R nach unten geneigt ist.

6. Partikelzuführbeschleunigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kratzförderer mehrere auf der Welle (13B) angeordnete Dreharme (13A) hat.