Toner-Zuführeinrichtung für eine elektrophoretische Entwicklungsstation

Abstract

 In einer Toner-Zuführeinrichtung für eine elektrophoretische Entwicklungsstation wird in Abhängigkeit von der Tonerkonzentration des Entwicklergemisches dem Entwicklergemisch Toner zudosiert. Die Einrichtung umfaßt einen als auswechselbare Flasche ausgebildeten TonerVorratsbehälter, der oberhalb eines drehbar gelagerten und antreibbaren Mischbehälters angeordnet ist. Im innem des Mischbehälters ist ein mit dem Mischbehälter drehfest verbundener Mischflügel vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zuführen von Toner zu einer elektrophoretischen Entwicklungsstation gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

[0002] Da dem Entwicklergemisch beim Entwickeln von elektrostatischen Ladungsmustern laufend Toner entnommen wird, eine konstante Tonerkonzentration im Entwicklergemisch für eine einwandfreie, gleichmäßige Entwicklung jedoch von entscheidender Bedeutung ist, muß dem Entwicklergemisch laufend Toner zudosiert werden. Bei direkter Zudosierung des Toners in die Entwicklungsstation unterliegt die Tonerkonzentration in der Entwicklungsstation Schwankungen, die bei den heutigen hohen Anforderungen an die Qualität der zu erstellenden Kopien oder sonstigen Aufzeichnungen nicht mehr tragbar sind. Es finden daher Mischbehälter Verwendung, die der Entwicklungsstation vorgeschaltet sind und in denen der Toner mit der Entwicklerflüssigkeit vorgemischt wird, so daß bereits hierdurch eine Glättung der Konzentrationskurve erreicht wird.

[0003] Eine solche Vorrichtung ist z. B. in der DE-OS 22 60 869 gezeigt. Bei der hier offenbarten Vorrichtung wird das flüssige Tonerkonzentrat unter Druck in den Mischbehälter eingepumpt, wobei eine aufwendige Rotoreinrichtung für die Durchmischung des Tonerkonzentrates mit der Entwicklerflüssigkeit sorgt. Zusätzlich wird von einem weiteren Entwicklervorratsbehälter, der dem Mischbehälter und der Entwicklungsstation zwischengeschaltet ist, Entwicklerflüssigkeit in den Mischbehälter gempumpt, so daß hierdurch eine Durchwirbelung der Entwicklerflüssigkeit zur weiteren Verbesserung des Durchmischungsgrades von Tonerkonzentrat und Entwicklergemisch erfolgt.

[0004] Die vorbekannte Einrichtung umfaßt mehrere Pumpen, zusätzlich zum Mischbehälter einen weiteren Entwicklervorratsbehälter und eine aufwendige Rotor-Stator-Einrichtung innerhalb des Mischbehälters, die schwer zugänglich und daher umständlich zu reinigen ist. Sie ist daher aufwendig, relativ störanfällig und wenig servicegerecht.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, die gegenüber dem bekannten Stand der Technik einfacher im Aufbau und wartungsfreundlicher ist und dennoch eine gute Durchmischung von Toner und Entwicklergemisch gewährleistet.

[0006] Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß der Mischbehälter drehbar gelagert und antreibbar ist und daß im Inneren des Mischbehälters mindestens ein Mischflügel vorgesehen ist, welches mit dem Mischbehälter drehfest verbunden ist. Durch Antrieb des Mischbehälters über ein außerhalb des Mischbehälters angeordnetes Antriebsglied, z. B. ein Zahnrad, werden gleichzeitig auch die innerhalb des Mischbehälters vorgesehenen Mischflügel angetrieben, so daß innerhalb des Mischbehälters auf relativ zueinander bewegliche Teile verzichtet werden kann, was bereits eine deutliche Vereinfachung des Aufbaus des Mischsystems bei gleichzeitiger Verminderung der Störanfälligkeit zur Folge hat.

[0007] Da auf einen eigenen Antrieb der Mischflügel somit verzichtet werden kann, kann der Raum oberhalb des Mischbehälters frei von irgendwelchen Antriebsaggregaten gehalten werden, so daß gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal der Vorratsbehälter oberhalb des Mischbehälters angeordnet ist und mit seiner durch ein Ventil verschließbaren öffnung in den Vorratsbehälter ragt. Dies stellt wiederum eine besonders einfache und daher zweckmäßige Anordnung dar, da nunmehr der Toner vom Vorratsbehälter direkt in den Mischbehälter einfließen kann und auf Zwischenleitungen verzichtet werden kann.

[0008] Der Vorratsbehälter ist vorzugsweise symmetrisch zur Drehachse des Mischbehälters angeordnet und es ist eine mit dem Mischbehälter drehfest verbundene Welle vorgesehen, die ins Innere des Vorratsbehälters ragt und ein im Inneren des Vorratsbehälters angeordnetes Flügelrad antreibt. Zweckmäßigerweise ist das Flügelrad am oberen Ende der in den Mischbehälter hineinragenden Welle befestigt. Hierdurch wird auf einfachste Weise eine zusätzliche Mischeinrichtung für den im Vorratsbehälter befindlichen Toner geschaffen, wodurch eine Sedimentation des Toners im Vorratsbehälter vermieden wird. Dies wiederum steigert in hohem Maß die Betriebssicherheit der Vorrichtung, da andernfalls des öfteren mit einem Verstopfen des Vorratsbehälterventils aufgrund sedimentierten Toners zu rechnen wäre.

[0009] Wenn der Vorratsbehälter gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung als auswechselbare Flasche ausgebildet ist, so ist es vorteilhaft, wenn die Flügel des im Vorratsbehälter befindlichen Flügelrades in eine zur Welle im wesentlichen parallele Richtung verschwenkbar sind, so daß das Flügelrad samt Welle ohne weiteres aus der Vorratsflasche herausgezogen werden kann.

[0010] Das Auswechseln des Vorratsbehälters gestaltet sich besonders einfach, wenn gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal die Welle ein mischbehälterseitiges Teil und ein vorratsbehälterseitiges Teil umfaßt, wobei beide Teile drehfest miteinander verbindbar sind, insbesondere dann, wenn beim Aufsetzen des Vorratsbehälters in seine Betriebsstellung oberhalb des Mischbehälters das vorratsbehälterseitige Teil der Welle mit dem mischbehälterseitigen Teil der Welle selbsttätig in angriffsmäßigen Eingriff kommt.

[0011] Die Welle ist vorzugsweise im Bereich des Mischbehälters als zu dessen Drehachse konzentrisches Rohr ausgebildet und weist mindestens eine als Überlauf für die im Mischbehälter zu mischende Flüssigkeit dienende Öffnung auf.

[0012] Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben ist. In der Zeichnung zeigen

Figur 1 den Aufbau der Tonerzuführeinrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung und

Figur 2 einen Schnitt durch den Vorratsbehälter und den Mischbehälter einer Tonerzuführeinrichtung gemäß Fig. 1.

[0013] In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 1 schematisch der Entwicklertrog einer Entwicklungsstation bezeichnet. In diesem Entwicklertrog befindet sich ein Entwicklergemisch 2, welches im wesentlichen eine Trägerflüssigkeit sowie in dieser Trägerflüssigkeit suspendierten Toner beinhaltet. Dieses Entwicklergemisch 2 dient zum elektrophoretischen Entwickeln elektrostatischer Ladungsmuster auf einem Aufzeichnungsträger nach bekannten Verfahren, z. B. für elektrofotografische Kopieträger, elektrografische oder elektroradiografische Aufzeichnungen.

[0014] Da bei der elektrophoretischen Entwicklung von Ladungsmustern dem Entwicklergemisch laufend Toner entzogen wird, muß dafür Sorge getragen werden, daß die Tonerkonzentration im Entwicklertrog überwacht und durch Zudosierung von Tonerkonzentrat konstant gehalten wird.

[0015] Hierzu wird über Leitungen 3 und 4 mittels einer Pumpe 5 dem Entwicklertrog 1 laufend Entwicklergemisch entnommen. Die jeweilige Tonerkonzentration wird in einer geeigneten Dichtemeßeinrichtung 6 bekannter Art gemessen, wobei die Dichte z. B. auf optischem Weg über zwei Glaslichtleiter, zwischen denen die Flüssigkeit hindurchströmt, ermittelt wird. Mit Hilfe des Meßsignals der _Dichtemeßeinrichtung 6 wird ein Doppelkegelventil 7 gesteuert, welches die öffnung eines flaschenförmigen Vorratsbehälters 8 für _Tonerkonzentrat 9 verschließt. Der Tonervorratsbehälter 8 ist über eine Halterung 10 an einer Geräteplatine 11 lösbar befestigt.

[0016] Über ein Leitungsstück 12 wird die dem Entwicklertrog 1 entnommene Entwicklerflüssigkeit einem zylindrischen Mischbehälter 13 zugeführt. Dieser Mischbehälter 13 ist nach oben hin geöffnet und unterhalb der durch das Doppelkegelventil 7 verschließbaren öffnung des Tonervorratsbehälters 8 angeordnet. Die Zylinderachse des flaschenförmigen Tonervorratsbehälters 8 fällt mit der Achse des zylindrischen Mischbehälters 13 zusammen.

[0017] Der Mischbehälter 13 ist als ganzes um seine Symmetrieachse drehbar gelagert und über ein an seinem äußeren Umfang angeformtes Zahnrad 14 mittels eines Antriebsaggregates 15 antreibbar. Die Lagerung des Mischbehälters 13 erfolgt über ein Lager ₁₇, an dem die rohrförmige Welle 16 des Mischbehälters 13 gelagert ist. Das Lager 17 seinerseits ist über einen Halter 18 an der Geräteplatine 11 befestigt.

[0018] Das obere offene Ende 16 a des Rohres 16 dient als Überlauf für das sich im Mischbehälter 13 sammelnde Entwicklergemisch 2, welches über das Rohr 16 und die Leitung 20 zurück zum Entwicklertrog 1 geleitet wird. Zwischen dem rotierenden Rohr 16 und der feststehenden Leitung 20 ist eine fluiddichte Drehverbindung 21 vorgesehen.

[0019] Im unteren Bereich des Mischbehälters 13 ist ein Flügelrad 22 angeordnet, welches mit der Welle 16 und hierdurch auch mit dem Mischbehälter 13 drehfest verbunden ist und somit bei Rotation des Mischbehälters 13 für eine Durchmischung des Mischbehälterinhalts 2 sorgt. Der Antrieb des Mischbehälters 13 und somit des Flügelrades 22 erfolgt intermittierend, um so die Effektivität der Durchmischung noch zu steigern.

[0020] Eine Welle 23 ist über Mitnehmer 23 a, die an Mitnehmern 16 b der rohrartigen Welle 16 anliegen, mit dieser Welle 16 drehfest verbindbar und ragt in das Innere des Tonervorratsbehälters hinein. Das obere Ende der Welle 23 trägt ein weiteres Flügelrad 24, welches bei Rotation eine Sedimentation des Toners im Bereich des Doppelkegelventils verhindert. Zum Auswechseln des Tonervorratsbehälters wird dieser lediglich nach oben abgezogen, beim Ansetzen des Tonervorratsbehälters kommt die Welle 23 über die Mitnehmer 23 a mit der Welle 16 selbsttätig in antriebsmäßigen Eingriff.

[0021] Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der Tonervorratsbehälter 8 durch eine Verschlußkappe 25 verschließbar. Die Halterung 10 weist eine Bohrung 10 a vom Durchmesser dieser Verschlußkappe auf, durch die hindurch der Vorratsbehälter auf das Halteelement 10 aufgesteckt wird. Ein am oberen Rand der Verschlußkappe ausgebildeter Ringflansch 26 stützt den Vorratsbehälter auf dem Halteelement 10 ab. Ein in nicht näher dargestellter Weise am Halteelement 10 gelagerter Schieber 27 wird nach dem Ansetzen der Flasche an das Halteelement 10 über den Ringflansch 26 geschoben, so daß die Verschlußkappe 25 und dadurch der Vorratsbehälter 8 in seiner Betriebsstellung fixiert ist.

[0022] Das Doppelkegelventil ist in der Verschlußkappe 25 gelagert und umfaßt zwei kegelartige Dichtungen 28, 29, die über ein Rohrstück 30 miteinander verbunden sind. Das Rohrstück 30 ist an der Welle 23 verschieblich gelagert. Eine Feder 31, die zwischen die obere Dichtung 28 und im Inneren der Verschlußkappe 25 angeformte Stützen 32 gespannt ist, drückt die obere Dichtung 28 in Dichtstellung.

[0023] Um beispielsweise zum Auffüllen oder Entleeren des Vorratsbehälters die Verschlußkappe 25 samt Doppelkegelventil und Flügelrad vollständig vom Vorratsbehälter entfernen zu können, sind die beiden Flügel 24 a und 24 b auf einer Welle 24 c zwischen den beiden in Figur 2 eingezeichneten Positionen schwenkbar gelagert, so daß beim Abziehen der Verschlußkappe die Flügel des Flügelrades in ihre strichpunktiert eingezeichneten Position zusammenklappen kennen.

[0024] Die Bewegung des Dosierventils in,Richtung der Welle 23 erfolgt über einen Hubmagneten 33, der auf das eine Ende einer Wippe 34 einwirkt, dessen anderes Ende am Trägerelement 10 schwenkbar befestigt ist. Die Wippe 34 weist in ihrem mittleren Bereich eine Bohrung auf, durch die hindurch das obere Ende der rohrförmigw Welle 16 ragt. Am oberen Ende der Welle 16 ist ein Ringflansch 36 angeformt, der auf der Wippe 34 aufliegt, so daß beim Anheben der Wippe 34 mittels des Hubmagneten 33 das Rohr 16 und hierdurch auch die Welle 23 und somit das gesamte Doppelkegelventil angehoben wird. Um ein Anheben der Welle 16 zu ermöglichen, ist diese in der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellter Weise aus zwei konzentrischen, gegeneinander verschieblichen, drehfest miteinander verbundenen Rohrstücken aufgebaut.

[0025] Eine weitere Möglichkeit der Ventilbetätigung besteht darin, die Wippe 34 beispielsweise direkt auf die untere Kegeldichtung 29 einwirken zu lassen.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Zuführen von Toner zu einer elektrophoretischen Entwicklungsstation, wobei in Abhängigkeit von der Tonerkonzentration des in der Entwicklungsstation befindlichen Entwicklergemisches diesem Toner zudosiert wird, mit einem Vorratsbehälter für Toner und einem Mischbehälter, in dem der Toner dem Entwicklergemisch zudosiert und mit diesem vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (13) drehbar gelagert und antreibbar ist und daß im Inneren des Mischbehälters mindestens ein Mischflügel (22) vorgesehen ist, welcher mit dem Mischbehälter drehfest verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (8) oberhalb des Mischbehälters (13) angeordnet ist und mit seiner durch ein Ventil (7) verschließbaren öffnung in den Vorratsbehälter ragt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter als auswechselbare Flasche (8) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (8) symmetrisch zur Drehachse des Mischbehälters (13) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Mischbehälter (13) drehfest verbundene Welle (16, 23) vorgesehen ist, die ins Innere des Vorratsbehälters (8) ragt und ein im Inneren des Vorratsbehälters angeordnetes Flügelrad (24) antreibt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (24) am oberen Ende der in den Mischbehälter hineinragenden Welle (23) befestigt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,.daß die Flügel (24 a, 24 b) des Flügelrades (24) in eine zur Welle (23) im wesentlichen parallele Richtung verschwenkbar sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle im Bereich des Mischbehälters (13) als zu dessen Drehachse konzentrisches Rohr (16) ausgebildet ist, welche mindestens eine als Überlauf dienende öffnung (16 a) aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle ein mischbehälterseitiges Teil (16) und ein vorratsbehälterseitiges Teil (23) umfaßt, wobei beide Teile drehfest miteinander verbindbar sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansetzen des Vorratsbehälters (8) in seine Betriebsstellung oberhalb des Mischbehälters (13) das vorratsbehälterseitige Teil (23) der Welle mit dem mischbehälterseitigen Teil (16) der Welle selbsttätig in antriebsmäßigen Eingriff kommt.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter intermittierend antreibbar ist.

Zeichnung