Mischvorrichtung zur Querdurchmischung von Entwicklergemisch in Entwicklerstationen von elektrofotographischen Druckeinrichtungen

Abstract

 In einer nach der im Prinzip der Querdurchmischung arbei­tenden Entwicklerstation in einer elektrofotographischen Druckeinrichtung sind zwei gegenläufige Mischschnecken (15, 22) voneinander angeordnet. Die erste Mischschnecke (15) befindet sich in einer Vielzahl von Schrägschlitzen versehenen Mischwanne (14) und weist im Zuführungsbereich des Entwickler­gemisches zwei um 180° benachbarte zueinander versetzte Mischleisten (17) auf. Oberhalb der beiden Mischschnecken (15, 22) be­findet sich eine Abschabeleiste mit einem eigentlichen Ab­schabebereich und Abschabezähne (26). Im Winkel zu dieser Ab­schabeleiste ist ein Dosierleitblech (28) angeordnet, daß durch die Zähne der Abschabeleiste greift und an seinem unteren Ende Leitbleche zur Steuerung des Flusses des Entwicklergemisches aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur Durchmi­schung eines aus Trägerteilchen und Toner bestehenden Ent­wicklers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Mischvorrichtungen der eingangs genannten Art sind allge­mein bekannt und mit Erfolg zur Anwendung gelangt. So wird in der deutschen Patentschrift 31 17 309 eine Mischvorrich­tung zur Durchmischung eines aus Trägerteilchen und Toner bestehenden Entwicklers beschrieben, die in der Entwickler­station eines nach dem elektrofotographischen Prinzip ar­beitenden Druckers Anwendung finden.

[0003] Bei dieser nach dem Prinzip der Querdurchmischung arbeiten­den Mischvorrichtung wird der nachgeförderte Toner dem Ent­wickler in der Mischwanne über die gesamte Länge zugemischt und am Ende der Mischwanne einseitig dem Entwicklungsprozeß zugeführt. Da das mit zugeführtem Toner angereichterte Ent­wicklergemisch eine höhere Tonerkonzentration hat als der übrige Entwickler, kommt es durch die einseitige Zugabe des mit Toner angereicherten Entwicklers zu einer ungleichen Tonerkonzentrationsverteilung im Entwicklungsbereich. Als Folge davon können unzulässig hohe Einfärbungsunterschiede über die Schreibbreite auftreten. Dieser negative Effekt wird bei schwacher Einfärbung, hoher Druckbildauslastung und beim Drucken von Barcode besonders stark ausgeprägt.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der den Ent­ wickler zum Ladungsbildträger transportierenden Entwickler­walze über ihre gesamte Breite ein gleichmäßig durchge­mischtes Entwicklergemisch angeboten wird.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Mischvorrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des ersten Pa­tentanspruches gelöst.

[0006] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0007] Durch die Anordnung von Mischleisten die mehrere Stei­gungen der ersten Mischschnecke übergreifen und die im Ein­gangsbereich um 180° benachbart und axial versetzt in der Mischwanne angeordnet sind, kommt es zu einer Schnell­durchmischung des zugeführten Entwicklers. Über eine Viel­zahl von Öffnungen in der Mischwanne wird beim Transport des Entwicklers vom Eingangsbereich weg der Entwickler gleichmäßig der Mischkammer zugeführt.

[0008] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Mischwanne eine in Förderrichtung des Entwick­lers abnehmende Wannenhöhe auf, so daß ab einem vorgege­benen Füllgrad der Entwickler über den Rand der Mischwanne in die Mischkammer übertritt. Damit wird eine zusätzliche Gemischnivellierregelung bei unterschiedlichen Füllständen erreicht. Ein konstantes Gemischniveau sowohl in der Mischwanne als auch in der Mischkammer ist für eine über die Druckbreite gleichmäßige Einfärbung notwendig.

[0009] Die Ausbildung der Abschabeleiste an der Entwicklerwalze in Form eines Abschabekammes der mit Abschabezähnen aus­gebildet ist und der sich nahezu über die gesamte Breite der Entwicklerwalze erstreckt, ermöglicht es den an der Entwicklerwalze anhaftenden Entwickler gleichmäßig zu ent­fernen und zur erneuten Durchmischung der Mischwanne zu­zuführen.

[0010] Dieser Vorgang wird noch dadurch unterstützt, daß im Win­kel zur Abschabeleiste ein sich über den Bereich der Ab­schabezähne erstreckendes Dosierleitblech angeordnet ist, das den von den Abschabezähnen abgestreiften Entwickler einerseits über die Zahnzwischenräume der Mischkammer, andererseits über Ausnehmungen der Abschabeleiste der Mischwanne zuführt.

[0011] Dadurch daß sich im Bereich der Mischleisten die Trans­portgeschwindigkeit des Entwicklers in der Mischwanne er­heblich reduziert und ferner ein sogenanntes Aufschwimmen des Toners verhindert wird, kann innerhalb einer kurzen Mischstrecke eine ausreichende Durchmischung des Toners erfolgen. Durch den kurzen Mischweg kann der mit Toner an­gereicherte Entwickler annähernd über die gesamte Ent­wicklerstationsbreite dem Entwicklungsprozeß gleichmäßig angeboten werden.

[0012] Der dosierte Übertritt des angereicherten Entwicklers in die Mischkammer bzw. den am Boden der Mischkammer ausge­bildeten Vorratsbereich wird durch definierte Schräg­schlitze in der Mischwanne bewirkt. Durch die definierte Breite der Schlitze wird ein Übertreten von noch nicht un­tergemischten Tonerklümpchen in den Vorratsbereich verhin­dert.

[0013] Unterhalb der Abschabeleiste sind Leitbleche angeordnet, die die Aufgabe haben den nicht abgeschabten Anteil des sich auf der Entwicklerwalze befindlichen Entwicklers im Vorratsbereich der Mischkammer eine bestimmte Fließrich­tung zu geben. So wird im Zusammenspiel mit der zweiten Mischschnecke im Vorratsbereich der Mischkammer eine gleichmäßige Entwicklerverteilung und ein rasches Durch­wandern des Entwicklers erreicht.

[0014] Der über das Dosierleitblech und die daran ausgebildeten Leitbleche gesteuerte Gemischstrom ermöglicht es die Schrägschlitze in der Mischwanne auf Seiten des Vorratsbe­reiches der Mischkammer von Entwicklern freizuhalten. Da­mit fällt der Entwickler ohne Störungen in den Vorratsbe­reich der Mischkammer.

[0015] Neben der Verbesserung der Querdurchmischung wird mit der beschriebenen Vorrichtung eine automatische Gemischent­leerung durch die feststehende Abschabeleiste erreicht. Damit entfällt ein übliches Verschwenken bzw. die Anord­nung eines Entleerbleches.

[0016] Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher be­schrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der Mischvor­richtung und

Fig. 2 eine Ansicht der Mischvorrichtung von schräg oben.

[0017] In einer hier nicht im einzelnen dargestellten nach dem Prinzip der Elektrofotographie arbeitenden Druckeinrich­tung ist eine nach dem Prinzip der Querdurchmischung ar­beitende Entwicklerstation angeordnet. Die Entwickler­station 10 befindet sich benachbart zu einem hier nicht dargestellten Ladungsbildträger der aus einer Fotoleiter­trommel besteht und die in bekannter Weise über eine Erst­wicklerwalze 11 (Magnetbürstenprinzip) eingefärbt wird. Die Entwicklerstation 10 enthält eine eigentliche Misch­kammer 12 mit einem darin angeordneten, am Boden der Ent­wicklerstation befindlichen Vorratsbereich 13 und einer Mischwanne 14. In der Mischwanne 14 ist eine erste elektro­motorisch angetriebene Mischschnecke 15 angeordnet, die im Zuführbereich des Entwicklergemisches 16 zwei um 180° zu­einander und axial versetzte Mischleisten 17 aufweist, die jeweils mehrere Windungen 18 der ersten Mischschnecke über­spannen. Die Mischwanne 14 weist außerdem entlang der er­ sten Mischschnecke angeordnete Schrägschlitze 19 auf. Die Mischwanne 14 hat eine in Förderrichtung eines Entwickler­gemisches 20 abnehmende Wannenhöhe 21, deren Funktion spä­ter beschrieben wird.

[0018] Innerhalb der Mischkammer 12 und unterhalb der ersten Mischschnecke befindet sich in dem Vorratsbereich 13 der Entwicklerstation eine zweite Mischschnecke 22 die eben­falls mit Windungen versehen ist. Die zweite Mischschnecke 22 ist gegenüber der Entwicklerwalze (Magnetwalze) über ein Schutzblech 23 abgedeckt. Oberhalb der beiden Misch­schnecken befindet sich eine langgestreckte Abschabeleiste 24 mit einem eigentlichen Abschabebereich 25 und einem Be­reich der in Form eines Abschabekammes mit einzelnen Ab­schabezähnen 26 ausgebildet ist. Auf den in der Nähe des Zufuhrbereiches 16 angeordneten Abschabebereiches 25 der Abschabeleiste 24 ist als Leiteinrichtung ein Leitblech 27 angeordnet.

[0019] Im Winkel zur Abschabeleiste 24 befindet sich ein über den Bereich der Abschabezähne 26 erstreckendes Dosierleitblech 28, das die Abschabezähne 26 der Abschabeleiste 24 durch­greift und dabei über den Zähnen 26 Durchgangsöffnungen 29 offen läßt. Das Dosierleitblech 28 weist an seinem unteren Teil Leitbleche 30 auf. Das Dosierleitblech 28 ist dabei zusammen mit den Leitblechen 30 einstückig ausgebildet, wo­bei die Leitbleche die Form von geschränkten Schaufeln ha­ben.

[0020] Bei laufender Entwicklerstation wird mit Hilfe der Abscha­beleiste 24 und zwar über den Abschabebereich 25 und das Leitblech 27 Tonergemisch dem Tonerzuführungsbereich 16 der Mischwanne 14 zugeführt. Hier erfolgt die rasche Un­termischung des nachgeförderten Toners mittels der um 180° versetzten und in Achsrichtung der ersten Mischschnecke 15 verschobenen Mischleisten 17. Durch die Mischleisten 17 wird die Transportgeschwindigkeit des Wicklergemisches in der Mischwanne 14 erheblich reduziert und ferner ein so­genanntes Aufschwimmen des Toners verhindert. Damit kann innerhalb einer kurzen Mischstrecke eine ausreichende Ein­mischung von Toner und zwar sowohl von frischem Toner als auch von Toner aus der Entwicklerstation erfolgen. Durch den kurzen Mischweg ist es möglich den mit zugeführtem To­ner angereicherten Entwickler annähernd über die gesamte Entwicklerstationsbreite dem Entwicklungsprozeß gleichmä­ßig anzubieten. Dies wird ermöglicht durch den dosierten Übertritt des angereicherten Entwicklers 20 in den Vor­ratsbereich 13 der Entwicklerstation 10 über die definier­ten Schrägschlitze 19 in der Mischwanne 14. Als günstig ha­ben sich Schrägschlitze 19 mit den Abmaßen von 25 × 1,1 mm einen Neigungswinkel von 45° und einer Teilung von 10 mm erwiesen. Eine bestimmte Geometrie und Lage der Mischwanne 14 und der Schrägschlitze 19 ist aus funktionellen Gründen von Bedeutung. So wird durch die definierte Breite der Schrägschlitze 19 ein Übertreten von noch nicht unterge­mischten Tonerklümpchen in den Vorratsbereich 13 verhin­dert.

[0021] Durch die in Förderrichtung des Gemisches 20 abnehmende Wannenhöhe der Mischwanne 14 kann ab einem bestimmten Füllgrad definiert Entwicklergemisch 20 über den Rand der Mischwanne 14 in den Vorratsbereich 13 übertreten. Damit wird eine zusätzliche Gemischnivellierung bei unterschied­lichen Füllständen erreicht. Weiters kann im Bereich der Mischwanne 14 ab einem bestimmten Gemischfüllstand im Vor­ratsbereich 13 Entwickler über eine Ausklinkung 31 (Aus­nehmung) der Mischwanne in den Bereich der Mischschnecke 15 übertreten, wodurch ein Gemischstau im Vorratsbereich 13 vermieden wird. Ein konstantes Gemischniveau sowohl in der Mischwanne 14 als auch im Vorratsbereich 13 ist für eine über die Druckbreite gleichmäßige Einfärbung not­wendig.

[0022] Um das Gemischniveau in der Mischwanne 14 konstant zu hal­ten, wird durch die Abschabezähne 26 der Abschabeleiste 24 in Verbindung mit den Durchgangsöffnungen des Dosierleit­bleches 28 in etwa die Menge an Entwickler der Mischwanne 14 zugegeben, die durch die Schrägschlitze 19 der Misch­wanne 14 in den Vorratsbereich 13 tritt.

[0023] Die Leitbleche 27 am unteren Bereich der des Dosierleit­bleches 28, die die Form von geschränkten Schaufeln haben, haben die Aufgabe dem nicht abgeschabten Anteil des sich auf der Entwicklerwalze befindlichen Entwicklers im Vor­ratsbereich 13 eine bestimmte Fließrichtung zu geben. So wird im Zusammenspiel mit der zweiten Mischschnecke 22 im Vorratsbereich 13 eine gleichmäßige Entwicklerverteilung und ein rasches Durchwandern des Entwicklers erreicht. Die beiden Mischschnecken bewegen sich beim Durchmischvorgang in entgegengesetzter Drehrichtung (Pfeilrichtung). Die durch den Mischvorgang auftretenden Strömungsrichtungen des Entwicklergemisches sind in den Zeichnungen als mit EF (Entwicklerfluß) bezeichnete Pfeile dargestellt.

Ansprüche

1. Mischvorrichtung zur Durchmischung eines aus Trägerteil­chen und Toner bestehenden Entwicklers (20) zur Entwicklung von auf einem Ladungsbildträger aufgebrachten Ladungsbil­dern in einer Entwicklerstation (10) die in einer Mischkam­mer (12) eine parallel zu einer Entwicklerwalze (11) ange­ordnete erste Mischschnecke (15) aufweist, die den Entwick­ler unter Durchmischung in einer Mischwanne (14) von einem Zuführungsbereich aus parallel zur Entwicklerwalze (11) be­wegt, mit einer zweiten unterhalb der ersten Mischschnecke (15) angeordneten Mischschnecke (22) zur Rückführung des Entwicklers entlang der Entwicklerwalze (11), wobei die Entwicklerwalze (11) ständig einen Teil des Entwicklers von der Entwicklerwalze zum Ladungsbildträger transportiert und eine oberhalb der Mischschnecke angeordnete Abschabeleiste (24), die an der Entwicklerwalze anhaftenden Entwickler aufnimmt und über eine Leiteinrichtung (27) zumindest teil­weise der ersten Mischschnecke (15) zuführt,
dadurch gekennzeichnet, daß minde­stens im Zuführungsbereich (16) der Mischwanne (14) der er­sten Mischschnecke (15) mehrere Steigungen der Mischschnecke (15) übergreifende Mischleisten (17) zur schnellen Durch­mischung des zugeführten Entwicklers (20) aufweist und daß die Mischwanne (14) eine Vielzahl von Öffnungen (19) auf­weist, über die der Entwickler der zweiten Mischschnecke (22) im wesentlichen über die gesamte Breite der Misch­schnecke (22) zugeführt wird.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischleisten (17) um 180° radial und in Achsrichtung ver­setzt zueinander angeordnet sind.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischwanne (14) eine in Förderrichtung des Entwicklers ab­ nehmende Wannenhöhe aufweist, so daß ab einem vorgegebenen Füllgrad Entwickler (20) über den Rand der Mischwanne (14) in die Mischkammer (12) übertritt.

4. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­schabeleiste (24) mindestens teilweise in Form eines Ab­schabekammes mit Abschabezähnen (26) ausgebildet ist.

5. Mischvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß im Win­kel zur Abschabeleiste (24) ein sich über den Bereich der Abschabezähne (26) erstreckendes Dosierleitblech (28) an­geordnet ist, daß den von den Abschabezähnen (26) abge­streiften Entwickler über die Zahnzwischenräume der Misch­kammer (14) bzw. über Durchgangsöffnungen (29) der Abscha­beleiste (24) der Mischwanne (14) zuführt.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß unter­halb der Abschabeleiste (24) Leitbleche (30) angeordnet sind.

7. Mischvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Do­sierleitblech die Abschabezähne (26) durchgreift und an seinem unterhalb der Abschabeleiste angeordneten Bereich die Leitbleche in Form von geschränkten Schaufeln (30) ausgebildet sind.

8. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Mischwanne (14) als Schrägschlitze (19) ausgebildet sind.

9. Mischvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabeleiste (24) und das Dosierleitblech (27) derart dimensioniert sind, daß die Menge des dadurch der Misch­wanne (14) zugeführten Entwicklers in etwa der Entwick­lermenge entspricht, die durch die Schrägschlitze (19) der Mischwanne (14) austritt.

Zeichnung