DE69111123T2 - Entwicklungsgerät. - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung:
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Entwicklungsgeräte zur Verwendung in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaschinen und insbesondere ein Entwicklungsgerät, das einen Entwickler des Zweikomponentensystems verwendet.
2. Beschreibung des Stands der Technik:
• Ein Beispiel des Entwicklungsgeräts der betroffenen Art ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-33583 offenbart. Das offenbarte Entwicklungsgerät umfaßt eine Becherwalze, die drehbar in einem Entwicklungstank oder -gehäuse angeordnet ist und eine Mehrzahl von länglichen Bechern hat, die sich zwischen entsprechenden Umfangsflächen eines Paars von parallel beabstandeten kreisförmigen Scheiben erstrecken, ein zylindrisches Rohr, das in der Becherwalze angeordnet ist und sich entlang einer Drehachse der Becherwalze erstreckt, einen Entwicklereinlaß und einen Entwicklerauslaß, die an gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Rohrs ausgebildet sind, Entwicklerführungselemente, die an der Becherwalze befestigt sind, um einen Entwickler innerhalb des Entwicklungsgehäuses von dem Entwicklerauslaß zu dein Entwicklereinlaß zu transportieren, und ein Fördermittel, das in dem zylindrischen Rohr zum Transportieren des Entwicklers von dem Entwicklereinlaß zu dem Entwicklerauslaß angeordnet ist. Die Becherwalze und das Transportmittel dienen dazu, den Entwickler in der Axialrichtung der Becherwalze zu transportieren, während sie den Entwickler durch die Innenseite und die Außenseite des zylindrischen Rohrs zirkulieren, wobei der Entwickler innerhalb der Becherwalze gemischt wird. Die Becherwalze transportiert den Entwickler auf eine Entwicklungswalze.
• Ein anderes Entwicklungsgerät ist in dem US-Patent Nr. 4,033,294 offenbart und umfaßt eine Mehrzahl von parallelen nebeneinanderliegenden Entwicklungswalzen und eine Mischund Transportwalze, die neben einer am Ende liegenden der Entwicklungswalzen angeordnet ist. Die Misch- und Transportwalze umfaßt eine Mehrzahl von beabstandeten Bohrelementen, die an einer Antriebswelle angebracht sind, und eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden flachen Stangen, die an dem Umfang der Bohrelemente angebracht sind. Die Misch- und Transportwalze dient dazu, einen Entwickler zu mischen, während sie denselben in der axialen Richtung zuführt, und den Entwickler in Richtung der am Ende liegenden Entwicklungswalze zu fördern.
• Da in diesen bekannten oben beschriebenen Entwicklungsgeräten sowohl das Mischen des Entwicklers als auch das Zuführen des Entwicklers in Richtung der Entwicklungswalze an einer Position oder durch eine einzige Komponente (durch die Becherwalze in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-33583 und durch die Misch- und Transportwalze in dem US-Patent Nr. 4,033,294) durchgeführt wird, ist eine zufriedenstellende Vermischung des Entwicklers nicht immer garantiert.
• Weiterhin werden bei der Herstellung der Becherwalze, die verwendet wird, um den Entwickler zu bewegen oder zu verrühren, das Paar von kreisförmigen Scheiben und die Mehrzahl von Bechern getrennt voneinander hergestellt. Nachdem die kreisförmigen Scheiben und die Becher zusammengebaut worden sind, werden die Mehrzahl von Entwicklerführungselementen in der Form von Rippen an jedem Becher beispielsweise mittels Schrauben befestigt. Außerdem ist die Becherwalze an dem zylindrischen Rohr durch eine Hülse aus gesintertem Metall, welche verschiebbar über ein befestigtes Lager, das an dem zylindrischen Rohr angebracht ist, geschoben ist, angebracht. Somit besteht das herkömmliche Entwicklungsgerät aus einer relativ großen Anzahl von Baukomponenten, ist kompliziert im Aufbau, erfordert eine langwierige und zeitaufwendige Zusaminenbauarbeit und ist teuer herzustellen. Ein anderer Nachteil, der mit dem herkömmlichen Entwicklungsgerät verbunden ist, ist eine unverlässliche Erfassung der Dichte des Entwicklers, welche durch einen Abrieb an den Gleitflächen der bewegbaren Komponenten oder eine ungenaue Positionierung eines Entwicklerdichtesensors verursacht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Angesichts der vorhergehenden Nachteile des Stands der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Entwicklungsgerät anzugeben, das eine Entwicklerrührwalze hat, die um ein Tonernachfüllrohr herum angebracht ist, um einen Entwickler zu mischen und umzurühren, welche Entwicklerrührwalze einfach im Aufbau ist und weniger kostenintensiv hergestellt werden kann.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entwicklungsgerät anzugeben, das eine Rührvorrichtung aufweist, die in der Lage ist, einen Entwickler zu rühren, ohne einen Abrieb an den Gleitflächen von bewegbaren Teilen zu verursachen, die in dem Entwickler angeordnet sind.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entwicklungsgerät anzugeben, das in der Lage ist, die Dichte eines Entwicklers genau zu erfassen.
• Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entwicklungsgerät anzugeben, das in der Lage ist, die Menge von Entwickler, die gleichförmig über die gesamte Breite eines Entwicklungsbehälters verteilt ist, beizubehalten.
• Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung ist ein Entwicklungsgerät angegeben, welches umfaßt: einen Entwicklungsbehälter; eine Entwicklungswalze, die in dem Entwicklungsbehälter angeordnet ist, eine Rührwalze, die parallel beabstandet von der Entwicklungswalze ist; ein Tonernachfüllrohr, das in der Rührwalze angeordnet ist; und wobei die Rührwalze eine im wesentlichen hohle zylindrische Form mit einer Mehrzahl von axialen Rippen, die sich parallel zu einer Längsachse der hohlen zylindrischen Rührwalze erstrecken und mit gleichen Abständen von der Längsachse der Rührwalze angeordnet sind, und eine Mehrzahl von gewendelten Blättern, die integral mit den axialen Rippen ausgebildet und bezüglich der Längsachse der Rührwalze geneigt sind, hat, wobei die hohle zylindrische Rührwalze aus mindestens zwei identischen Segmenten besteht, die durch eine Ebene, welche sich durch die Längsachse der Rührwalze erstreckt, unterteilt sind.
• Vorzugsweise ist das Tonernachfüllrohr ein Aluminiumrohr und ist die Rührwalze drehbar an dem Aluminiumtonernachfüllrohr über ein aus Aluminium hergestelltes Lager angebracht. Das Tonernachfüllrohr hat eine Kontaktfläche, die in Gleitkontakt mit der Kontaktfläche des Lagers gehalten ist. Jede der Kontaktflächen hat eine steife eloxierte Aluminiumoxidschicht.
• Vorzugsweise ist eine zweite Rührwalze zwischen der Entwicklungswalze und der ersten Rührwalze parallel beabstandet zu der Entwicklungswalze und der ersten Rührwalze angeordnet; wobei der Entwicklungsbehälter eine Bodenfläche hat, die sich bogenförmig entlang des Umfangs der ersten und zweiten Rührwalzen zwischen den ersten und zweiten Rührwalzen gleichförmig beabstandet von den ersten und zweiten Rührwalzen erstrecken; und ein Dichtesensor ist an der Bodenfläche an einem Bereich, der der ersten Rührwalze gegenüberliegt, angeordnet.
• Das Entwicklungsgerät kann ein Streichblatt zur Regulierung der Menge eines Entwicklers auf der Entwicklungswalze und eine längliche Trenneinrichtung zur Aufnahme von überflüssigern Entwickler, der von der Außenfläche der Entwicklungswalze durch das Streichblatt entfernt worden ist, und zum Führen des übermäßigen Entwicklers auf die zweite Rührwalze, aufweisen, wobei die Trenneinrichtung an ihrer Oberseite eine Mehrzahl von ersten Führungsplatten, die sich schräg in einer ersten Richtung bezüglich einer Achse der Entwicklungswalze erstrecken, zum Führen des übermäßigen Entwicklers in Richtung einer Seite eines Entwicklungsbehälters, und eine Mehrzahl von zweiten Führungsplatten, die sich schräg in einer zweiten Richtung bezüglich der Achse der Entwicklungswalze erstrecken, zur Führung des übermäßigen Entwicklers in Richtung der entgegengesetzten Seite des Entwicklungsbehälters, hat, wobei die ersten Führungsplatten an einem Längsteil der länglichen Trenneinrichtung angeordnet sind, die zweiten Führungsplatten an einem zweiten Längsteil der länglichen Trenneinrichtung angeordnet sind und der erste Längsteil länger als der zweite Längsteil ist.
• Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung und die beiliegenden Blätter der Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Figuren 1(a) und 1(b) sind schematische Querschnittsansichten, die ein Entwicklungsgerät gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zusammen mit Peripheriekomponenten zeigt;
• Figur 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Entwicklungsgeräts;
• Figur 3 ist eine Draufsicht des Entwicklungsgeräts, in der Teile weggeschnitten sind, um den Innenaufbau des Entwicklungsgeräts zu zeigen;
• Figur 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Figur 3;
• Figur 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Entwicklerrührwalze des Entwicklungsgeräts;
• Figur 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Line VI-VI von Figur 5; und
• Figur 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Entwicklerrührwalze.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist in den Figuren 1(a) und 1(b) ein Teil einer elektrophotographischen Kopiermaschine mit einer lichtleitenden Trommel 10, einer Entwicklungseinheit oder einem Entwicklungsgerät 11 dieser Erfindung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf der lichtleitenden Trommel 10 gebildet ist, und einem Tonernachfüller 12 zum Nachfüllen eines Toners in das Entwicklungsgerät 11 dargestellt.
• Das Entwicklungsgerät 11 umfaßt einen Entwicklungsbehälter 14 zur Aufnahme eines Entwicklers, der aus einem Toner und einem Träger besteht, eine erste Rührwalze 15, eine zweite Rührwalze 16 und eine Entwicklungswalze 17, die drehbar in dem Entwicklungsbehälter 14 angeordnet sind. Wie in Figur 2 gezeigt ist, besteht der Entwicklungsbehälter 14 aus einem oberen Entwicklungsbehälterelement 14A und einem unteren Entwicklungsbehälterelement 14B. Die erste Rührwalze 15 nimmt in sich ein Tonernachfüllrohr 19 auf. Das Tonernachfüllrohr 19 steht nach außen von einem Ende des Entwicklungsbehälters 14 vor und ist an seinem vorderen Ende mit einem aufrechten Nachfüllrohr 19a verbunden, mit dem der Tonernachfüller 12 verbunden ist, um Toner in den Entwicklungsbehälter 14 nachzufüllen.
• Wie in Figur 4 gezeigt ist, hat das Tonernachfüllrohr 19 ein inneres Ende, das nahe einer Seite A (nachfolgend als "erste Seite" bezeichnet) des Entwicklungsbehälters 14 angeordnet ist und eine nach unten öffnende Auslastöffnung 20 hat. Das Tonernachfüllrohr 19 hat weiterhin eine nach oben öffnende Aufnahmeöffnung 21, die nahe der gegenüberliegenden Seite B (nachfolgend als "zweite Seite" bezeichnet) des Entwicklungsbehälters 14 angeordnet ist. Innerhalb des Tonernachfüllrohrs 19 ist eine Wendelschraube 22 angeordnet, mit welcher der von dem aufrechten Nachfüllrohr 19a nachgefüllte Toner der Auslaßöffnung 20 zugeführt wird und gleichzeitig der von der Aufnahmeöffnung 21 erhaltene Entwickler in Richtung der Auslaßöffnung 20 gefördert wird.
• Die erste Rührwalze 15 ist ein allgemein hohler Zylinder, der um das Nachfüllrohr 19 herum angeordnet ist und drehbar an dem Tonernachfüllrohr 19 über ein Lager 23 angebracht ist. Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist die erste Rührwalze 15 mit einer Mehrzahl von axialen Rippen 15a, die sich in Längsrichtung einer Achse von dieser erstrecken, einer Mehrzahl von gewendelten Blättern 15b, die sich zwischen den axialen Rippen 15a erstrecken und in einer Richtung bezüglich der Achse der ersten Rührwalze 15 schräg verlaufen, und mindestens einen zweiten gewendelten Blatt 15c, das sich zwischen den axialen Rippen 15a erstreckt und in der entgegengesetzten Richtung relativ zu der Achse der ersten Rührwalze 15 geneigt ist, versehen. Das zweite gewendelte Blatt 15c ist nur an einem Ende der ersten Rührwalze 15, welches neben der Aufnahmeöffnung 21 in dem Tonernachfüllrohr 19 liegt, angeordnet. Wenn bei dieser Anordnung die ersten Rührwalze 15 sich in einer bestimmten Richtung dreht, wird der Entwickler, der sich um die Außenfläche des Tonernachfüllrohrs 19 herum befindet, durch die ersten gewendelten Blätter 15b in der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung (Figuren 3 und 4) von der ersten Seite A in Richtung der zweiten Seite B, wo die Aufnahmeöffnung 21 angeordnet ist, transportiert. Der Entwickler, der in Richtung der zweiten Seite B hinter die Aufnahmeöffnung 21 gefördert worden ist, wird zu der Aufnahmeöffnung 21 durch das zweite gewendelte Blatt 15c zurückgeführt. Die Richtung der Neigung der ersten gewendelten Blätter 15b ist entgegengesetzt zu der Neigungsrichtung eines Gewindes der Förderschnecke 22, die innerhalb des Tonernachfüllrohrs 19 angeordnet ist, so daß durch Drehung der ersten Rührwalze 15 und der Förderschnecke 22 in derselben Richtung als eine einzige Einheit der Entwickler in die entgegengesetzten Richtungen gefördert werden kann, wie durch die Pfeile X und Y in Figur 4 gezeigt ist.
• Wie in Figur 4 gezeigt ist, wird ein Ende der ersten Rührwalze 15 drehbar von dem Tonernachfüllrohr 19 über das Lager 23 gehalten, wobei das gegenüberliegende Ende der ersten Rührwalze 15 fest an einem Schaft der Förderschnecke 22 angebracht ist. Die erste Rührwalze 15 hat eine allgemein hohle zylindrische Form, wie sie oben beschrieben ist, und wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, sind die axialen Rippen 15a gleichweit beabstandet von der Achse der ersten Rührwalze 15 und in Umfangsrichtung in gleichen Winkelintervallen beabstandet. Die ersten gewendelten Blätter 15b, die in einer Richtung relativ zu der Achse der ersten Rührwalze 15 geneigt sind, sind integral mit den axialen Rippen 15a ausgebildet und über die gesamte Länge der ersten Rührwalze 15 außer an dem einen Ende, wo das zweite gewendelte Blatt 15c angeordnet ist, angeordnet. Die Anzahl der zweiten gewendelten Blätter 15c ist beträchtlich kleiner als die Anzahl der ersten gewendelten Blätter 15b. Da die ersten gewendelten Blätter 15b in der entgegengesetzten Richtung zu der Verschraubung der Förderschnecke 22 geneigt sind, führt eine Drehung der ersten Rührwalze 15 in derselben Richtung wie die sich drehende Richtung 22 dazu, daß die ersten gewendelten Blätter 15b den Entwickler in Längsrichtung entlang der Außenfläche des Tonernachfüllrohrs 19 in der durch den Pfeil x angezeigten Richtung (die entgegengesetzt zu der Förderrichtung Y des Toners durch die Förderschnecke 22 ist) fördern. Die Position des zweiten gewendelten Blattes 15c, welches vorgesehen ist, um den Entwickler zurück zu der Aufnahmeöffnung 21 zu führen, wird in Abhängigkeit von der Position der Aufnahmeöffnung 21 verändert.
• Die ersten Rührwalze 15 von der im wesentlichen hohlen zylindrischen Form ist in drei gleiche Teile oder Segmente 15A, 15B und 15C unterteilt, die durch drei radiale Ebenen, die sich durch entsprechende axiale Rippen 15A erstrecken und in der Längsachse der ersten Rührwalze 15 konvergieren, wie in Figur 7 gezeigt ist, unterteilt sind. Diese Segmente 15A bis 15c sind im Aufbau identisch und aus einem synthetischen Kunstharz durch Spritzguß hergestellt. Da die Segmente 15A bis 15C einen im wesentlichen Sektorquerschnitt haben, können sie leicht gegossen werden und dann aus einer Form, die aus einem zusammengehörigen Paar von Formelementen besteht, welche jeweils in Richtungen radial nach innen und außen der Querschnittssektorsegmente 15a bis 15C voneinander trennbar sind, entfernt werden. Eine solche Form ist einfach im Aufbau und preiswert herzustellen mit dem Ergebnis, daß die Segmente 15a bis 15C mit niedrigen Kosten gegossen werden können. Die so gegossenen Segmente 15A bis 15C werden miteinander verbunden, wobei ihre axialen Rippen 15a in Anlage miteinander gehalten werden, so daß eine erste Rührwalze 15 gebildet wird. Da jedes Segment 15A bis 15C axiale Rippenhälften hat, die sich entlang den gegenüberliegenden Längskanten von ihm erstrecken, und da die axialen Rippenhälften einen relativ großen Verbindungsbereich haben, kann hierbei der Verbindungsvorgang stabil und verläßlich durchgeführt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die gewendelten Blätter 15b an einem Segment 15A, 15B oder 15C versetzt zu den gewendelten Blättern 15b an dem danebenliegenden Segment 15B, 15C, 15A angeordnet. Die gewendelten Blätter 15b an einem Segment 15A, 15B oder 15C können Ende an Ende mit den gewendelten Blättern 15b an dem danebenliegenden Segment 15B, 15C, 15A verbunden werden, um gemeinsam ein einziges durchgehendes gewendeltes Blatt zu bilden. Beim Verbinden der drei identischen Segmente 15a, 15c wird das Lager 23 (Figur 4) sauber von und zwischen den Segmenten 15A bis 15C in einer solchen Weise gegriffen, daß es an einem Ende der ersten Rührwalze 15, welche aus den verbundenen drei identischen Segmenten 15a bis 15c besteht, befestigt wird. In der dargestellten Ausführungsform besteht die erste Rührwalze 15 aus drei identischen Segmenten 15A bis 15C. Die ersten Rührwalze 15 kann aus zwei oder mehr als vier Segmenten bestehen.
• Das Lager 23 zur drehbaren Befestigung der ersten Rührwalze 15 an dem Tonernachfüllrohr 19 ist aus Aluminium hergestellt und umfaßt ein Radiallager, das durch die Gleitwirkung an dem Tonernachfüllrohr 19 arbeitet. Das Lager 23 hat eine steife eloxierte Aluminiumoxidschicht an seiner inneren Umfangsfläche, die in Gleitkontakt mit der Außenfläche des Tonernachfüllrohrs 19 gehalten wird. Zumindest ein Teil der Außenfläche des Tonernachfüllrohrs 19, das in Gleitkontakt mit dem Lager 23 gehalten wird, hat auch eine steife eloxierte Aluminiumoxidschicht. Mit den so vorgesehenen steifen eloxierten Aluminiumoxidschichten sind die jeweiligen Kontaktflächen des Tonernachfüllrohrs 19 und des Lager 23 steif und hochwiderstandsfähig gegen abschleifende Abnutzung, so daß das Entwicklungsgerät 11 verläßlich über eine verlängerte Nutzungsdauer arbeiten kann, selbst wenn der Träger in dem Entwickler in einen Spalt zwischen dem Tonernachfüllrohr 19 und dem Lager 23 gelangen kann.
• Es wurde durch Experimente bewiesen, daß bevorzugte Kontaktflächen aus solchen steifen eloxierten Aluminiumoxidschichten eine Vickershärte größer als 340 und eine Dicke von nicht geringer als 30u hatten. Unter Verwendung eines Entwicklungsgeräts des vorhergehenden Aufbaus wurde ein Abnutzungstest an den Gleitflächen durchgeführt. Ein Tonernachfüllrohr 19 des Entwicklungsgeräts war aus Aluminium hergestellt und hatte einen Außendurchmesser von 22 mm, während ein Lager 23 aus Aluminum hergestellt war und einen Innendurchmesser von 22,3 min, einen Außendurchmesser von 28 mm und eine Dicke von 6 min hatte. Das Tonernachfüllrohr 19 hatte eine Kontaktfläche, die aus einer steifen eloxierten Aluminumoxidschicht von 30u Dicke bestand und eine Vickershärte von 340 hatte. In ähnlicher Weise hatte das Lager 23 eine Kontaktfläche, die aus einer steifen eloxierten Aluminiumoxidschicht bestand, die eine Dicke von 30u und eine Vickershärte von 340 hatte. Nach einem 400-stündigem Lauftest des Entwicklungsgeräts wurden die Kontaktflächen des Tonernachfüllrohrs 17 und des Lagers 23 visuell auf Abrieb untersucht mit dem Ergebnis, das keine besondere Veränderung an den Kontaktflächen festgestellt wurde.
• Ein Vergleichstest wurde durchgeführt, indem ein Entwicklungsgerät mit einem Aluminiumtonernachfüllrohr mit einer Kontaktfläche, die frei von einer eloxierten Aluminiumoxidoberflächenschicht war, und einer Rührwalze, die aus popylacetalem Kunstharz gegossen war und direkt an dem Rohr ohne ein Lager gelagert verwendet wurde. Eine visuelle Untersuchung, die nach einem 400-stündigem Lauftest des Entwicklungsgeräts durchgeführt wurde, zeigte, daß die Außenfläche des Rohrs und die Innenfläche der Rührwalze Rillen von etwa 1 mm Tiefe hatten, die durch Abrieb gebildet worden waren.
• Wie in den Figuren 1(a) und 2 gezeigt ist, hat die zweite Rührwalze 16 eine Mehrzahl von radialen flachen Stäben 16a (acht in der dargestellten Ausführungsform). Der Entwicklungsbehälter 14 hat eine Bodenfläche, die sich zwischen den ersten und zweiten Rührwalzen 15 und 16 bogenförmig entlang dem Umfang der entsprechenden Walzen 15, 16 erstrecken und gleichförmig von den Walzen 15, 16 beabstandet sind. Genauergesagt besteht die Bodenfläche aus einem ersten bogenförmigen Bodenflächenbereich 14a, der sich entlang eines Teils des vollen Umfangs der ersten Rührwalze 15 erstreckt und von der ersten Rührwalze 15 durch einen Spalt beabstandet ist (Figur 1(a)), und einem zweiten bogenförmigen Bodenflächenbereich 14b, der sich entlang eines Teils des vollen Umfangs der zweiten Rührwalze 16 erstreckt und von der zweiten Rührwalze 16 durch denselben Spalt beabstandet ist. Wenn bei derart aufgebauten Bodenflächenbereichen 14a, 14b die ersten und zweiten Rührwalzen 15 und 16 sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, die durch die Pfeile in Figur 1(a) angezeigt sind, wird der Entwickler von den entgegengesetzten Richtungen entlang der ersten und zweiten Bodenflächenbereiche 14a, 14b gequetscht, um sich in einem Raum zwischen den ersten und zweiten Rührwalzen 15, 16 zu sammeln, und wird dann ausreichend und gleichförmig in diesem Raum durch die Wirkung der Walzen 15, 16 gemischt. Während der Zeit wird der Entwickler gefördert und dann kontinuierlich gemischt, ohne zwischen den ersten und zweiten Rührwalzen 15 und 16 zu verbleiben oder anzuhalten. Die bogenförimigen Bodenflächenbereiche 14a, 14b können aus einer Anzahl von flachen Flächen bestehen, die miteinander verbunden sind, um eine im wesentlichen bogenförmige Form zu bilden.
• Ein Entwicklerdichtesensor 25 ist an dem Bodenflächenbereich 14a gegenüber der ersten Rührwalze 15 angeordnet. Obwohl dies nicht beschränkend ist, ist der Entwicklerdichtesensor 25 von der an sich bekannten Induktionsart, die ausgebildet ist, um ein Toner/Träger-Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von der Induktivität des Entwicklers zu erfassen. Da der Bodenflächenbereich 14a, an dem der Dichtesensor 25 angeordnet ist, bogenförmig ausgebildet ist, um es dem Entwickler zu ermöglichen, sich kontinuierlich und weich entlang von diesem zu bewegen, kann die Dichte des Entwicklers immer genau in Realzeit durch den Entwicklerdichtesensor 25 erfaßt werden.
• Wenn bewirkt würde, daß der Entwickler an dem Entwicklerdichtesensor 25 verbleibt, würde der Entwicklerdichtesensor 25 immer die Dichte des verbleibenden Teils des Entwicklers erfassen und somit nicht in der Lage sein, eine genaue Dichtemessung des Entwicklers durchzuführen. Ein solches Problem tritt in dem Entwicklungsgerät dieser Erfindung niemals auf, weil der Entwickler an dem Entwicklerdichtesensor 25 immer erneut wird. Somit kann die Dichte des Entwicklers in dem Entwicklungsbehälter 14 genau durch den Dichtesensor 25 auf der Realzeitgrundlage erfaßt werden. Für eine verläßliche Erfassung der Entwicklerdichte liegt der Spalt zwischen der ersten Rührwalze 15 und dem Dichtesensor 25 vorzugsweise in dem Bereich von 0,2 bis 2,0 mm.
• Wie in Figur 1(a) gezeigt ist, umfaßt das Entwicklungsgerät 11 weiterhin ein längliches Streichblatt 27 zur Steuerung der Dicke des Entwicklers, der an der Entwicklungswalze 17 getragen wird. Das Streichblatt 27 umfaßt, wie in Figur 2 gezeigt ist, ein Paar von Positionierzapfen 28, 28, die neben gegenüberliegenden Enden von diesem angeordnet sind. Die Positionierzapfen 28 werden in entsprechende Positionieröffnungen 14B' in dem oberen Entwicklungsbehälterelement 14B eingesetzt und dann wird ein Paar von Befestigungsschrauben 29 durch das Streiblatt 27 in das obere Entwicklungsbehälterelement 14B eingeschraubt, so daß das Streichblatt 27 an einer vorgegebenen Position an dem oberen Entwicklungsbehälterelement 14B befestigt werden kann. Das Streichblatt 27 ist nahe der Entwicklungswalze 17 mit einem bestimmten Spalt dazwischen angeordnet, wenn das obere Entwicklungsbehälterelement 14B an dem unteren Entwicklungsbehälterelement 14A befestigt ist. Das Streichblatt 27 ist in der Position relativ zu der Entwicklungswalze 17 einstellbar.
• Wieder bezugnehmend auf Figur 1(a) ist eine längliche Trenneinrichtung in der Form eines flachen Stabes 31 neben dem Streichblatt 27 angeordnet und neigt sich nach unten in Richtung der ersten Rührwalze 15, um überflüssigen Entwickler aufzunehmen, der von der Entwicklungswalze 17 abgestrichen worden ist, und denselben zu dem Entwicklungsbehälter 14 zurückzuführen. Die Trenneinrichtung 31 hat an ihrer Oberseite eine Gruppe von ersten Führungsplatten 32a und eine Gruppe von zweiten Führungsplatten 32b, die vorgesehen sind, um die Bewegungsrichtung des überflüssigen Entwicklers zu beschränken, wenn der Entwickler zu dem Entwicklungsbehälter 14 zurückgeführt wird. Wie in Figur 3 gezeigt ist, erstrecken sich die ersten und zweiten Führungsplatten 32a, 32b divergierend von der Entwicklungswalze 17 in Richtung der ersten Rührwalze 15. Die ersten Führungsplatten 32a, die an einem ersten Längsteil der Trenneinrichtung 31, welches an der ersten Seite A des Entwicklungsbehälters 14 plaziert ist, angeordnet sind, erstrecken sich schräg zu der Längsachse der Trenneinrichtung 31 (d. h. einer Längsachse der Entwicklungswalze 17), so daß der Entwickler durch die ersten Führungsplatten 32a in Richtung der ersten Seite A des Entwicklungsbehälters 14 geführt wird. Andererseits erstrecken sich die zweiten Führungsplatten 32b, die an einem zweiten Längsteil der Trenneinrichtung 31, welche an der zweiten Seite B des Entwicklungsbehälters 14 plaziert ist, angeordnet sind, schräg zu der Längsachse der Trenneinrichtung 31, so daß der Entwicklung durch die zweiten Führungsplatten 32b in Richtung der zweiten Seite B des Entwicklungsbehälter 14 geführt wird.
• Mit den so vorgesehenen Führungsplatten 32a, 32b wird der von der Entwicklungswalze 17 zurückgeführte Entwickler ungleichmäßig über die Breite des Entwicklungsbehälters 14 verteilt und wird in Richtung der gegenüberliegenden Seiten des Entwicklungsbehälters 14 konzentiert. Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, ist der erste Längsteil (der linke Teil in Figur 2) der Trenneinrichtung 31, der die ersten Führungsplatten 32a trägt, länger als der zweite Längsteil, an dem die zweiten Längsplatten 32a angeordnet sind. Es wurde durch Experimente bewiesen, daß die Länge des ersten Längsteils und die Länge des zweiten Längsteils vorzugsweise in dem Verhältnis von 1,5:1 bis 3:1 lagen.
• Wenn die erste Rührwalze 15 und die Förderschnecke 22 in dem Tonnachfüllrohr 19 sich drehen, wird bewirkt, daß der Entwickler zwischen der ersten Seite A und der zweiten Seite B des Entwicklungsbehälters 14 zirkuliert. Dabei tendiert der Entwickler dazu, sich an der zweiten Seite B (die neben der Aufnahmeöffnung 21 in dem Tonernachfüllrohr 19 liegt) zu sammeln. Jedoch wird übermäßiger Entwickler, der von der Entwicklungswalze 17 entfernt worden ist, durch die Trenneinrichtung 31 in das Entwicklungsgehäuse 14 auf eine solche Weise zurückgeführt, daß die ersten Führungsplatten 32a eine größere Menge Entwickler in Richtung der ersten Seite A zuführen, als die Menge an Entwickler ist, die in Richtung der zweiten Seite B durch die zweiten Führungsplatten 32b gefördert wird. Eine solche ungleichmäßig verteilte Rückführung von übermäßigem Entwickler kompensiert eine ungleichmäßige Verteilung des Entwicklers, die durch die erste Rührwalze in der oben genannten Weise bewirkt wird. Der Entwickler wird daher gleichförmig über die gesamte Breite des Entwicklungsbehälters 14 verteilt.
• Wie in Figur 1(b) gezeigt ist, umfaßt der Tonernachfüller 12 ein Gehäuse 34, einen mit einem Getriebe versehenen Motor 35, der an dem Gehäuse 34 angebracht ist, einen Tonerbehälterhalter 36, der durch den mit einem Getriebe versehenen Motor 35 angetrieben wird, einen Tonerbehälter 37, der durch den Tonerbehälterhalter 36 gehalten wird, ein Tonerauslaßrohr 38, das an seinem einen Ende mit einem offenen Ende des Tonerbehälters 37 verbunden ist, und eine Förderschnecke 38, die innerhalb des Tonerauslaßrohrs 38 angeordnet ist. Wenn der mit einem Getriebe versehenen Motor 35 angetrieben wird, um den Tonerbehälter 37 zu drehen, wird ein Toner 40 von dem Tonerbehälter 37 in das Auslaßrohr 38 und dann zu dem aufrechten Nachfüllrohr 19a geführt.
• Das Entwicklungsgerät 12 des vorhergehenden Aufbaus arbeitet wie folgt.
• Während eines Entwicklungszylklus drehen sich die lichtleitende Trommel 10, die Entwicklungswalze 17, die erste Rührwalze 15 und die zweite Rührwalze 16 in der Richtung, die durch die Pfeile in Figur 1(a) angezeigt ist. Ein frischer Toner, der dem Tonernachfüllrohr 19 zugeführt wird, wird durch die Förderschnecke 22 in der durch den Pfeil y in Figur angedeuteten Richtung gefördert, dann von der Auslaßöffnung 20 neben der ersten Seite A des Entwicklungsbehälters 14 ausgelassen und schließlich mit dem Entwickler, der um die Außenseite des Tonernachfüllrohres 19 herum vorhanden ist, gemischt. Durch die Drehung der ersten Rührwalze 15 wird der Entwickler spiralförmig um die Außenfläche des Tonernachfüllrohrs 19 in der Richtung des Pfeils X von der ersten Seite A in Richtung der zweiten Seite B gefördert. Während der Zeit wird der Entwickler ausreichend umgerührt und damit gleichförmig gemischt. Dann wird der Entwickler beim Erreichen der Aufnahmeöffnung 21 in das Tonernachfüllrohr 19 gezwungen, anschließend durch die Förderschnecke 22 in der entgegengesetzten Richtung Y in Richtung der Aus laß öf fnung 20 geführt und schließlich aus der Auslaßöffnung 20 zur Außenseite des Tonernachfüllrohrs 19 ausgelassen. Der Entwickler wird so durch die Außenseite und die Innenseite des Tonernachfüllrohrs 19 zirkuliert und während dieser Zeit gleichförmig gemischt und umgerührt.
• Wie in Figur 1(a) gezeigt ist, wird ein Teil des gleichförmig vermischten Entwicklers durch die erste Rührwalze 15 entlang des bogenförmigen Bodenflächenbereichs 14a in Richtung der zweiten Rührwalze 16 bewegt, die wiederum den Entwickler auf die Entwicklungswalze 17 führt, während sie ihn umrührt. Der an der Außenseite der Entwicklungswalze 17 angezogene Entwickler wird in der Dicke durch das Streiblatt 27 reguliert und dann auf die lichtleitende Trommel 10 übertragen, um ein elektrostatisches latentes Bild, welches auf der lichtleitenden Trommel 10 gebildet ist, zu entwickeln. Eine überflüssige Menge an Entwickler wird von der Entwicklungswalze 17 durch das Streichblatt 17 abgeschabt und dann durch die Trenneinrichtung 31 zu der Aufnahmeseite der zweiten Rührwalze 16 zurückgeführt. Dabei steuern die Führungsplatten 32a, 32b die Bewegungsrichtung des Entwicklers in der oben beschriebenen Weise.
• Der Dichtesensor 25 erfaßt die Dichte des Entwicklers in einem Bereich neben der ersten Rührwalze 15. Wenn die erfaßte Dichte des Entwicklers niedriger als ein vorgegebenes Maß ist, gibt der Dichtesensor 25 ein Befehlssignal aus, um den Tonernachfüller 12 zu erregen, damit dieser den Toner nachfüllt, bis ein vorgegebenes Tonerdichteniveau erreicht ist. Der Dichtesensor 25 ist an einer Stelle direkt stromabwärts von der ersten Rührwalze 15 angeordnet und ist damit in der Lage, die Dichte des Entwicklers direkt nachdem er mit einem frischen Toner gemischt worden ist, zu messen. Die Erfassung der Entwicklerdichte folgt dem Nachfüllen des frischen Toners ohne Verzögerung, so daß eine Tonerdichtesteuerung verläßlich ohne einen Nachlauf gesteuert werden kann.

Claims (10)

1. Ein Entwicklungsgerät (11) mit einem Entwicklungsbehälter (14), einer Entwicklungswalze (17), die in dem Entwicklungsbehälter angeordnet ist, einer ersten Rührwalze (15), die parallel beabstandet von der Entwicklungswalze (17) ist, und einem Tonernachfüllrohr (19), das in der ersten Rührwalze (15) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet

daß die erste Rührwalze (15) eine im wesentlichen hohle zylindrische Form mit einer Mehrzahl von axialen Rippen (15a), die sich parallel zu einer Längsachse der hohlen zylindrischen ersten Rührwalze (15) erstrecken und in gleichen Abständen von der Längsachse der Rührwalze (15) angeordnet sind, und eine Mehrzahl von gewendelten Blättern (15b) integral mit den axialen Rippen (15a) und geneigt gegenüber der Längsachse der ersten Rührwalze (15) hat, wobei die hohle zylindrische erste Rührwalze (15) aus mindestens zwei identischen Segmenten besteht, die durch eine Ebene geteilt sind, welche sich durch die Längsachse der Rührwalze (15) erstreckt.

2. Ein Entwicklungsgerät (11) nach Anspruch 1, worin die erste Rührwalze (15) aus drei identischen Segmenten (15A, lsb, 15c) besteht, die durch drei radiale Ebenen unterteilt sind, welche in die Längsachse der ersten Rührwalze (15) konvergieren.

3. Ein Entwicklungsgerät (11) nach Anspruch 1, worin das Tonernachfüllrohr (19) eine Auslaßöffnung (20), die neben einer Seite (A) des Entwicklungsbehälters (14) angeordnet ist, und eine Aufnahmeöffnung (21), die neben der gegenüberliegenden Seite (B) des Entwicklungsbehälters (14) angeordnet ist, aufweist, wobei die gewendelten Blätter (15b) in einer ersten Richtung abgeschrägt sind, um einen Entwickler in Längsrichtung entlang einer Außenfläche des Tonernachfüllrohrs (19) von der Auslaßöffnung (20) in Richtung der Aufnahmeöffnung (21) zu fördern, wobei die gewendelten Blätter (15b) im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Rührwalze (15) außer an einem Endbereich, in dem die Aufnahmeöffnung (20) augebildet ist, angeordnet sind.

4. Ein Entwicklungsgerät (11) nach Anspruch 3, worin die erste Rührwalze (15) weiterhin mindestens ein zweites gewendeltes Blatt (15c) umfaßt, das an dem Endbereich anggeordnet ist und in einer Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung geneigt ist.

5. Ein Entwicklungsgerät (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Tonernachfüllrohr (19) ein Aluminiumrohr ist,

wobei die erste Rührwalze (15) drehbar an dem Tonernachfüllrohr (19) angebracht ist und ein Lager (23) aufweist, das verschiebbar auf das Tonernachfüllrohr (19) aufgesetzt ist und dieses umgibt, wobei das Lager (23) ein aus Aluminium hergestelltes Radiallager ist, das Tonernachfüllrohr (19) eine Kontaktfläche hat und das Lager (23) eine Kontaktfläche hat, die im Gleitkontakt mit der Kontaktfläche des Tonernachfüllrohrs (19) gehalten ist, wobei jede der Kontaktflächen eine steife eloxierte Aluminiumoxidschicht hat.

6. Ein Entwicklungsgerät (11) nach Anspruch 5, worin die steife eloxierte Aluminiumoxidschicht eine Dicke von nicht weniger als nicht 30u und eine Vickershärte von größer als 340 hat.

7. Ein Entwicklungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine zweite Rührwalze (16) zwischen der Entwicklungswalze (17) und der ersten Rührwalze (15) parallel beabstandet zu der Entwicklungswalze (17) und der ersten Rührwalze (15) angeordnet ist, daß der Entwicklungsbehälter (14) eine Bodenfläche (14a, 14b) hat, die sich bogenförmig entlang des Umfangs der ersten und zweiten Rührwalzen (15, 16) zwischen den ersten und zweiten Rührwalzen (15, 16) gleichförmig beabstandet von der ersten und zweiten Rührwalze (15, 16) erstreckt und daß ein Dichtesensor (25) an der Bodenfläche (14a, 14b) an einem Bereich, der der ersten Rührwalze (15) gegenüberliegt, angeordnet ist.

8. Ein Entwicklungsgerät nach Anspruch 7, worin die Bodenfläche des Entwicklungsbehälters (14) aus einem ersten Bodenflächenbereich (14a), der sich bogenförmig entlang eines Teils des vollen Umfangs der ersten Rührwalze (15) erstreckt und radial beabstandet von der ersten Rührwalze (15) um einen ersten Abstand ( ) ist, und einen zweiten Bodenflächenbereich (14b), der sich bogenförmig entlang eines Teils des vollen Umfangs der zweiten Rührwalze (16) erstreckt und radial beabstandet von der zweiten Rührwalze (16) um den ersten Abstand ist, aufweist.

9. Ein Entwicklungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Rührwalze (15) in einer bestimmten Richtung drehbar ist, um einen Entwickler zu rühren, während sie den Entwickler in der Axialrichtung der ersten Rührwalze (15) von einer Seite (A) in Richtung der gegenüberliegenden Seite (B) des Entwicklungsbehälters (14) fördert, daß Fördermittel (22) in der ersten Rührwalze (15) angeordnet sind, um den Entwickler von der gegenüberliegenden Seite (B) in Richtung der einen Seite (A) des Entwicklungsbehälters (14) zu fördern, daß eine zweite Rührwalze (16) zwischen der Entwicklungswalze (17) und der ersten Rührwalze (15) parallel beabstandet zu der Entwicklungswalze (17) und der ersten Rührwalze (15) angeordnet und drehbar ist, um den Entwickler auf die Entwicklungswalze (17) zu führen, während sie den Entwickler umrührt, daß ein Streichblatt (27) vorgesehen ist, um die Menge an Entwickler an der Entwicklungswalze (17) zu regulieren, und daß eine längliche Trenneinrichtung (31) vorgesehen ist, um einen übermäßigen Entwickler aufzunehmen, der von der Außenfläche der Entwicklungswalze (17) durch das Streichblatt (27) entfernt worden ist, und den übermäßigen Entwickler auf die zweite Rührwalze (16) zu führen, daß die Trenneinrichtung (31) an ihrer Oberseite eine Mehrzahl von ersten Führungsplatten (32a), die sich schräg in einer ersten Richtung zu einer Achse der Entwicklungswalze erstrecken, um den übermäßigen Entwickler in Richtung der einen Seite (A) des Entwicklungsbehälters (14) zu führen, und eine Mehrzahl von zweiten Führungsplatten (32b), die sich schräg in einer zweiten Richtung relativ zu der Achse der Entwicklungswalze (17) erstrecken, um den übermäßigen Entwickler in Richtung der gegenüberliegenden Seite (B) des Entwicklungsbehälters (14) zu führen, umfaßt, wobei die ersten Führungsplatten (32a) an einem ersten Längsteil der länglichen Trenneinrichtung (31) vorgesehen sind, die zweiten Führungsplatten (32b) an einem zweiten Längsteil der länglichen Trenneinrichtung (31) vorgesehen sind und der erste Längsteil länger als der zweite Längsteil ist.

10. Ein Entwicklungsgerät nach Anspruch 9, worin die Länge des ersten Längsteils der länglichen Trenneinrichtung (31) und die Länge des zweiten Längsteils der länglichen Trenneinrichtung (31) in einem Verhältnis zueinander stehen, das in dem Bereich von 1,5:1 bis 3:1 liegt.