DE10107647A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ersatz von gealtertem Entwickler - Google Patents

Abstract

In einem System wird zum Einsatz von gealtertem fließfähigem Medium (16) mit einer alternden Komponente eine definierte Menge von gealtertem fließfähigem Medium (16) abgeführt und die gleiche Menge von frischem fließfähigem Medium oder frischer Komponente (14) zugeführt und ein vorgegebenes Füllstandsniveau (17'') des fließfähigen Mediums gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ersatz mindestens einer Komponente eines fließfähigen Medi­ ums. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer der­ artigen Vorrichtung in einem Drucker oder Kopierer.

Beispiele für Systeme, in denen fließfähige Medien zur Anwen­ dung kommen, sind elektrofotografische oder ionografische Drucker oder Kopierer. Das darin verwendete fließfähige Me­ dium ist ein Entwickler, speziell ein Zweikomponenten-Ent­ wickler, der einen Toner und einen magnetischen Träger je­ weils in Partikelform enthält.

In nach dem elektrofotografischen Prinzip arbeitenden Druc­ kern oder Kopierern werden Ladungsbilder von zu druckenden Zeichen, wie Texte oder Zeichnungen, auf einem Zwischenträ­ ger, beispielsweise einer Trommel mit einer elektrofotografi­ schen Schicht, erzeugt. Der Zwischenträger mit den Ladungs­ bildern wird in eine Entwicklungsstation geführt, in der die Ladungsbilder entwickelt und damit sichtbar gemacht werden. Bei der Entwicklung werden die Tonerpartikel eines Zweikompo­ nenten-Entwicklers durch die Trägerpartikel in Richtung des Zwischenträgers gefördert und durch die Ladungsträger auf dem Zwischenträger elektrisch angezogen. Die Trägerpartikel wer­ den in die Entwicklerstation zurückgeführt. Die entwickelten Ladungsbilder werden auf ein Aufzeichnungsmedium, beispiels­ weise eine Papierbahn, übertragen und auf diesem fixiert. Das Tonermaterial innerhalb des Zweikomponenten-Entwicklers wird beim Entwicklungsvorgang verbraucht. Entsprechend diesem Ver­ brauch wird frisches Tonermaterial nachgefüllt. Das zurückge­ führte Trägermaterial unterliegt einem Alterungsprozeß, wo­ durch die Druck- oder Kopierqualität leiden kann. Daher ist es erforderlich, auch das Trägermaterial nach und nach zu er­ neuern.

In der WO 98/39691, auf deren Gesamtoffenbarung hier Bezug genommen wird, ist ein Druck- oder Kopiergerät beschrieben, in dem ein Aufzeichnungsträger monochrom und/oder farbig be­ druckt werden kann. Dabei sind mehrere Entwicklerstationen vorgesehen, die für einen farbigen Druck jeweils einer Farbe zugeordnet sind. Um die Druckqualität in derartigen Druckern oder Kopierern zu erhalten, muss wegen des Alterns des Ent­ wicklers bzw. der in ihm enthaltenen alternden Komponente in Form des Trägers in bestimmten Zeitintervallen ein Ersatz er­ folgen. Dies konnte bisher beispielsweise so erfolgen, dass Entwicklerstationen vollständig entleert und anschließend neu befüllt werden, was sehr zeitaufwendig ist und mit einer Un­ terbrechung des Druck- oder Kopierbetriebs verbunden ist. Der Ersatz von Entwickler mit gealtertem Träger durch fri­ schen Entwickler kann auch so erfolgen, dass Entwicklersta­ tionen frischer Toner und frischer Träger voneinander ge­ trennt derart zugeführt werden, dass immer eine definierte Menge von die Druck- bzw. Kopierqualität garantierendem Toner und Träger im Entwickler vorhanden ist, so dass der Druck- oder Kopierbetrieb nicht unterbrochen werden muss.

Aus der US-PS 4 358 196 ist eine Vorrichtung zum Ersatz von gealtertem Entwickler durch frischen Entwickler in einer Ent­ wicklungsstation eines elektrofotografischen Gerätes bekannt. Diese bekannte Vorrichtung enthält zwei Dosierungseinrichtun­ gen, über deren eine der Entwicklerstation frischer Entwick­ ler zugeführt wird und über deren andere gealterter Entwick­ ler aus der Entwicklungsstation abgeführt wird, so dass immer eine gute Druckqualität garantierender Entwickler in der Ent­ wicklungsstation vorhanden ist.

Beim Ersatz von Entwickler mit gealtertem Träger ist es wich­ tig, dass in einer Entwicklungsstation immer ein bestimmtes Volumen an Entwickler mit einer definierten Toner- und Trä­ gerkonzentration, d. h. einem definierten Verhältnis von Toner zu Träger vorhanden ist. Es muss über die gesamte Laufzeit eines Druckwerkes immer eine die ordnungsgemäße Funktion ga­ rantierende Gesamtfüllmenge an Entwickler in der Entwick­ lungsstation vorhanden sein. Die Tonerkonzentration kann in einem eigenen Regelkreislauf geregelt werden, so dass immer eine die Druckqualität gewährleistende Menge an Toner in der Entwicklungsstation vorhanden ist. Die Regelung kann so er­ folgen, dass die Tonerkonzentration entweder mittels eines Sensors direkt oder durch Erfassen der Einfärbung des Drucks indirekt erfasst und geregelt wird. Bei direkter Regelung kann jedoch die Tonerkonzentration aufgrund von unvermeidba­ ren Regelabweichungen nicht exakt und bei indirekter Regelung teilweise gar nicht bestimmt werden, wodurch sich Qualität­ seinbußen ergeben können.

Üblicherweise ist für das Volumen des zugeführten Zweikompo­ nenten-Entwicklers das Verhältnis von Toner zu Träger be­ kannt. Das Verhältnis von Toner zu Träger im Volumen des ab­ geführten Entwicklers kann jedoch vom Verhältnis im zugeführ­ ten Entwickler abweichen, weil aufgrund von Regelabweichungen die Tonerkonzentration in der Entwicklungsstation nach oben oder unten von der Tonerkonzentration des zugeführten Ent­ wicklers abweichen kann. Weil aber beide Volumina gleich sind, kann im abgeführten Entwickler der Anteil des Trägers vom Anteil des Trägers in zugeführten Entwickler nach oben oder unten abweichen.

Wird der Ersatz des Entwicklers gleichmäßig und konstant durchgeführt, wie dies bei der Vorrichtung nach der oben ge­ nannten US-Patentschrift der Fall ist, so kann bei einer gro­ ßen Wechselzykluszahl die Trägermenge in der Entwicklerstati­ on immer weiter nach oben oder unten weglaufen. Das bedeutet, dass die Entwicklungsstation im Extremfall überlaufen oder leer laufen kann, wodurch der Drucker oder Kopierer funkti­ onsunfähig wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren anzugeben, bei dem in einem Behälter die alternde Kom­ ponente fortlaufend erneuert wird und die Eigenschaften des fließfähigen Mediums weitgehend gleich bleiben.

Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung wird dem Behälter fortlaufend frisches fließfähiges Medium oder alternativ nur die frische Komponen­ te zugeführt. Innerhalb des Behälters wird das Füll­ standsniveau an Medium auf einen konstanten Wert gehalten, wobei Ausgleichsvorgänge zu berücksichtigen sind. Auf diese Weise wird nach und nach die alternde Komponente im Medium ersetzt, so daß die Eigenschaften des Mediums, das ein Ge­ misch ist, weitgehend gleich bleiben. Besonders vorteilhaft wird als fließfähiges Medium ein Entwickler zum Entwickeln eines latenten Bildes verwendet. Ein derartiger Entwickler kann flüssig oder partikelförmig sein. Insbesondere können Zweikomponenten-Entwickler zum Einsatz kommen, die neben ei­ nem Tonermaterial auch ein Trägermaterial aus magnetischen Partikeln enthält. Dem Behälter kann der alternde Träger als Frischmaterial alleine zugeführt werden; alternativ kann auch frischer Entwickler, der neben dem alternden Träger auch To­ nermaterial enthält, zugeführt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Drucker oder Kopierer angegeben, der mehrere Entwicklerstationen für mehrere unterschiedliche Farben enthält. Jede Entwicklersta­ tion enthält eine Vorrichtung nach Art der weiter oben er­ wähnten Vorrichtung, innerhalb der die alternde Komponente des fließfähigen Mediums nach und nach ausgetauscht wird. Je­ de Entwicklerstation erhält aus einem für alle Entwicklersta­ tionen gemeinsamen Vorratsbehälter frische alternde Komponen­ te, insbesondere Trägermaterial bei einem Zweikompontenen- Entwickler. Ferner hat jede Entwicklerstation einen separaten Toner-Vorratsbehälter, aus dem Toner der jeweiligen Farbe dem Behälter der jeweiligen Entwicklerstation zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere Entwicklerstationen mit unterschiedlichem farbigen Tonermaterial gemeinsam mit Trä­ germaterial zu versorgen, so daß in jeder Entwicklerstation nach und nach das alternde Trägermaterial ausgetauscht wird. Es muß also nicht für jede Entwicklerstation ein separater Austausch von Trägermaterial oder Entwickler vorgenommen wer­ den.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbei­ spielen gemäß den Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 2A bis 2C ein Ausführungsbeispiel zur Bestimmung einer vorge­ gebenen Menge eines fließfähigen Mediums für die Zuführung zur Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Gesamtsystems einer Entwicklungsstation eines elektrofotografi­ schen Druckers oder Kopierers mit einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung mehrerer Entwick­ lungsstationen eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers mit einer einzigen Vorrichtung zur Zuführung von frischem fließfähigem Medium zu die­ sen Stationen.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in einer ausschnittsweise darge­ stellten Entwicklungsstation 50 eines elektrofotografischen Gerätes, beispielsweise eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter 10 für einen aus Tonerpartikeln und Trägerpartikeln zusammengesetz­ ten Zweikomponenten-Entwickler 11. Der Behälter 10 enthält ein Paddelrad 9 mit Schaufeln oder Paddeln 18, das in Rich­ tung eines Pfeils A rotiert. Der Entwickler 11 bildet im un­ teren Teil des Behälters 10 einen Entwicklersumpf 12.

Auf einer Seite des Behälters 10 ist ein Zufuhreinlass 13 vorgesehen, durch den in Richtung eines Pfeils B frischer Entwickler, der Toner und Träger in einem vorbestimmten Ver­ hältnis enthält, oder alternativ nur frischer Träger 14 zuge­ führt wird. Im letzteren Fall wird Toner aus einem Tonerbe­ hälter über eine weitere Zuführung (nicht dargestellt) zuge­ führt. Auf der dem Zufuhreinlass 13 gegenüberliegenden Seite des Behälters 10 ist ein Abfuhrauslass 15 vorgesehen, über den in Richtung eines Pfeils C gealterter Entwickler 16 abge­ führt wird, der gealterten Träger und Toner umfaßt. Der geal­ terte Entwickler 16 wird im Verbindungsbereich des Abfuhraus­ lasses 15 und des Behälters 10 über eine Überlauf-Vorrichtung 17 geführt. Dieser Überlauf 17 ist in Form eines auf dem Kopf stehenden Siphons ausgebildet und enthält eine Nase 17', de­ ren Spitze ein vorgegebenes Entwicklerfüllstandsniveau 17" definiert.

Wird dem Behälter 10 über den Zufuhreinlass 13 eine vorgege­ bene Menge an frischem Entwickler oder frischem Träger 14 zu­ geführt, so steigt das Füllniveau über das vorgegebene Entwicklerfüllniveau 17" an und es wird, weil sich der Abfuhr­ auslass 15 im Bereich des vorgegebenen Entwicklerfüll­ standsniveaus 17" befindet, die gleiche Menge an gealtertem Entwickler 16 über den Überlauf 17 abgeführt. Das Füllniveau im Behälter 10 regelt sich daher in Abhängigkeit zum vorgege­ benen Entwicklerfüllniveau 17" und der Zufuhrmenge selbst. Der Vorgang dauert an, bis das vorgegebene Entwicklerfüllni­ veau 17" wieder erreicht ist.

Der Zufuhreinlass 13 und der Abfuhrauslass 15 sind am Behäl­ ter 10 vorzugsweise so angeordnet, dass während des Ersatz­ vorgangs zugeführter frischer Entwickler oder frischer Träger 14 nicht zusammen mit dem gealterten Entwickler 16 abfließen kann. Dies ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Fall, wenn der Ein- und Auslass 13 bzw. 15 an gegenüberlie­ genden Seiten des Behälters 10 angeordnet ist.

Die Fig. 2A bis 2C zeigen ein Ausführungsbeispiel zur Be­ messung einer vorgegebenen Menge von frischem Entwickler oder Träger 14. In einem zum Zufuhreinlass 13 nach Fig. 1 führen­ den Rohr 20, in das von oben frischer Entwickler oder fri­ scher Träger 14 eingeführt wird, sind zwei getaktete Ventile 21 und 22 hintereinander bzw. untereinander vorgesehen.

In einer ersten Phase nach Fig. 2A ist das Ventil 21 offen und das Ventil 22 geschlossen, so dass frischer Entwickler oder frischer Träger 14 in Richtung eines Pfeils D durch das Rohr 20 bis zum geschlossenen Ventil 22 geführt wird. Die Öffnungszeit des Ventils 21 definiert eine bestimmte Menge von frischem Entwickler oder frischem Träger 14.

In einer zweiten Phase nach Fig. 2B sind beide Ventile 21 und 22 geschlossen, wodurch die vorgegebene, dem Mischer 10 nach Fig. 1 zuzuführende Entwickler- oder Trägermenge bemes­ sen wird, d. h. diese Menge ist zwischen den beiden Ventilen 21 und 22 eingeschlossen.

In einer dritten Phase nach Fig. 2C ist das Ventil 21 ge­ schlossen und das Ventil 22 offen, so dass die sich zwischen den beiden Ventilen 21 und 22 befindliche Entwickler- oder Trägermenge in Richtung eines Pfeils E zum Entwickler-Zu­ fuhreinlass 13 nach Fig. 1 abfließt.

Fig. 3, in der gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigt ein zweites Ausführungs­ beispiel gemäß der Erfindung, bei dem im Gegensatz zum Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1 die Zufuhr von frischem Ent­ wickler oder Träger 14 über die Abfuhr von gealtertem Ent­ wickler 16 geregelt wird. Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 handelt es sich auch bei diesem Ausführungsbei­ spiel um eine selbstregelnde Vorrichtung durch ein vorgegebe­ nes Entwicklerfüllniveau im Behälter 10. Im Abfuhrauslass 15 ist ein getaktetes Ventil 30 vorgesehen, dessen Öffnungszeit die Menge von abgeführtem gealtertem Entwickler 16 festlegt. Dadurch sinkt das Entwicklerfüllniveau um einen entsprechen­ den Betrag und es wird die gleiche Menge an frischem Entwick­ ler oder Träger 14 über den Zufuhreinlass 13 zugeführt.

Der Entwickler-Zufuhreinlass 13 muss beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 mindestens mit dem Soll-Entwicklerfüllniveau ab­ schließen. Die genaue vertikale Position richtet sich dabei weiterhin nach dem durch das Gemisch im Entwicklersumpf 12 aufgebauten Druck beim vorgegebenen Entwicklerfüllniveau, um den Zufluss von frischem Entwickler oder Träger 14 durch das Entwicklergemisch selbst zu sperren. Durch die Abfuhr von ge­ altertem Entwickler 16 verringert sich die Gesamtentwickler­ menge im Entwicklersumpf 12 und führt damit zu einem sinken­ den Entwicklerniveau und gleichzeitig zu einem sinkenden Druck am Ausgang des Zufuhreinlasses 13. Durch diesen sinken­ den Druck am Zufuhreinlass 13 kann frischer Entwickler oder Träger 14 zugeführt werden. Dieser Vorgang dauert an, bis das vorgegebene Entwicklerfüllniveau wieder erreicht ist bzw. der Gegendruck am Ausgang des Zufuhreinlasses 13 die Zufuhr von frischem Entwickler oder Träger 14 sperrt.

Die Bestimmung einer vorgegebenen zuzuführenden Entwickler- oder Trägermenge kann neben der Einstellung über das Ventil 30 alternativ auch durch Absaugen oder eine Förderschnecke im unteren Teil des Entwicklersumpfes 12 erfolgen, was in Fig. 3 jedoch nicht dargestellt ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5, in denen gleiche Elemente wie in den vorherigen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, wird das vorgegebene Füllstandsniveau durch einen Füllstandssensor 45 definiert. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird über ein Ansteuer­ modul 44 das Ventil 30 im Abfuhrauslass 15 getaktet angesteu­ ert, durch dessen Öffnungszeit die Menge des abgeführten ge­ alterten Entwicklers festgelegt ist (vgl. hierzu Fig. 3).

Durch den Füllstandssensor 45 wird festgestellt, ob der Ent­ wickler im Behälter 10 das vorgegebene Füllstandsniveau er­ reicht hat oder nicht. Es wird gemäß einem Steuerblock S1 ei­ ne Entscheidung darüber getroffen, ob der Zustand Füllstand "voll" erreicht ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, d. h. es wird die Entscheidung "nein" getroffen, so wird ein Ven­ tilansteuermodul 44' angesteuert, das seinerseits ein Ventil 30' ansteuert, über das dem Zufuhreinlass 13 frischer Ent­ wickler oder frischer Träger 14 über ein Zufuhrrohr 20 zuge­ führt wird. Dies erfolgt so lange, bis der Füllstandssensor 45 feststellt, dass das vorgegebene Füllstandsniveau wieder erreicht ist.

Ist der Füllstand "voll" erreicht, d. h. wird im Steuerblock S1 die Entscheidung "ja" getroffen, so wird das Ventilansteu­ ermodul 44' nicht mehr angesteuert, d. h. es wird kein fri­ scher Entwickler oder Träger 14 mehr zugeführt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird über eine Einrich­ tung entsprechend den Fig. 2A bis 2C mit zwei Ventilen 21 und 22 eine bestimmte Menge bzw. ein bestimmtes Volumen an frischem Entwickler oder Träger 14 zugeführt. Zur Funktion der beiden Ventile 21 und 22 wird auf die Ausführungen nach den Fig. 2A bis 2C Bezug genommen. Durch den Füllstandsen­ sor 45 wird festgestellt, ob der Entwickler im Behälter 10 das vorgegebene Füllstandsniveau überschritten hat oder nicht. Es wird dabei eine Entscheidung gemäß dem Steuerblock S2 getroffen, ob der Zustand Füllstand "voll" erreicht ist oder nicht. Ist dies der Fall, d. h. es wird eine Entscheidung "ja" getroffen, so wird das Ventilansteuerungsmodul 44 ange­ steuert, das seinerseits das Ventil 30 ansteuert, über das dem Abfuhrauslaß 15 gealterter Entwickler 16 zugeführt wird. Dies erfolgt so lange, bis der Füllstandsensor 45 feststellt, daß das vorgegebene Füllstandsniveau wieder erreicht ist.

Ist das Niveau Füllstand "voll" gerade unterschritten, d. h. wird im Steuerblock S2 die Etnscheidung "nein getroffen, so wird das Ventilsteuermodul 44 nicht mehr angesteuert, d. h. es wird kein gealterter Entwickler 16 mehr abgeführt.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer vollständig aus­ geführten Entwicklungsstation, in der zwei gesonderte Regel­ kreise für Tonerzufuhr bzw. Trägerzufuhr zum Misch-Behälter 10 vorgesehen sind. Die Tonerkonzentration TK im Behälter 10 wird durch einen Tonerkonzentrationssensor 32 erfasst, über den eine Entscheidung getroffen wird, ob die Tonerkonzentra­ tion TK kleiner als ein Sollwert ist oder nicht. Diese Toner­ konzentration TK ist üblicherweise als Prozentwert des Ge­ wichts an Toner innerhalb des Entwicklers definiert. Typische TK-Werte sind 2 bis 10%. Ein TK-Wert von 6% besagt, daß in 100 g Entwickler 6 g Toner enthalten sind. Die Tonerzufuhr erfolgt aus einem Toner 36 enthaltenden Tonervorratsbehälter 35, an dem eine Tonerförderwalze 37 vorgesehen ist, welche von einem Antriebsmotor 38 angetrieben wird.

Wird festgestellt, dass die Tonerkonzentration TK kleiner als der Sollwert S ist, d. h. wird im Steuerblock S3 die Entschei­ dung "ja" getroffen, so wird ein Ansteuermodul 43 für den An­ triebsmotor 38 angesteuert, der seinerseits die Tonerförder­ walze 37 im Sinne der Zufuhr von Toner zum Behälter 10 betä­ tigt.

Mittels des Zweikomponenten-Entwicklers, der sich wie erwähnt aus Toner und Träger zusammensetzt, wird über eine Einfärbe­ walze 33 ein Zwischenträger 34, bei dem es sich um eine Trom­ mel mit einer elektrofotografischen Schicht handeln kann, eingefärbt.

Ein Antriebsmotor 31 für das Paddelrad 9 wird über einen An­ steuermodul 41 mit einem Zeitzähler 42 angesteuert. Vom Zeit­ zähler 42 wird ein Tauschintervall T festgelegt, innerhalb dessen jeweils frischer Entwickler oder frischer Träger 14 zugeführt wird. Wie bereits an Hand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 5 in Verbindung mit dem Ausführungs­ beispiel nach den Fig. 2A bis 2C beschrieben wurde, werden bei einer Entscheidung im Steuerblock 54, dass das Tauschin­ tervall T abgelaufen ist, d. h. bei der Abfrage t = T ist die Entscheidung "ja", die Ventile 21 und 22 über den Ventilan­ steuermodul 44 im Sinne der Zufuhr von frischem Entwickler oder Träger 14 zum Mischer 10 über den Zufuhreinlass 13 ange­ steuert. Bei einer Entscheidung "nein", d. h. das Tauschinter­ vall T ist noch nicht abgelaufen, wird der Ventilansteuermo­ dul 44 nicht angesteuert und daher kein frischer Entwickler oder Träger 14 zugeführt.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Entwick­ lerstationen 50, 51, 52 für einen Druck mit jeweils verschie­ denen Farben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ausschließlich frischer Träger 14 aus dem gemeinsamen Vorratsbehälter 39 den Entwicklungsstationen 50 bis 52 ge­ meinsam zugeführt wird. Gealterter Entwickler wird, wie an Hand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 5 beschrieben, über jeweils einen Abfuhrauslass 15 und einer ge­ meinsamen Leitung 56 abgeführt, wobei diese Abführung über ein an ein Gebläse 54 angeschlossenes Zyklonfilter 53 erfol­ gen kann. Der ausgefilterte Entwickler 55 enthält verschie­ denfarbigen Toner und kann nicht weiter verwendet werden.

Ein wichtiger Vorteil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7 ist darin zu sehen, dass einerseits ein kontinuierlicher Wechsel eines fließfähigen Mediums, nämlich des Zweikomponen­ ten-Entwicklers, ohne Unterbrechung des Betriebs des Drucksy­ stems sowie ohne drastische sprunghafte Änderungen der Eigen­ schaften des fließfähigen Mediums und andererseits die Beibe­ haltung eines vorgegebenen Füllstandsniveaus über die gesamte Systemlaufzeit ohne Kenntnis der Konzentration der Komponen­ ten im fließfähigen Medium möglich ist.

Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele eignen sich nicht nur für elektrofotografische, magnetografische oder io­ nografische Geräte der oben erläuterten Art, sondern prak­ tisch für alle Geräte, die mit alternden fließfähigen Ver­ brauchsstoffen arbeiten. Dabei kann es sich beispielsweise auch um Flüssigentwicklungssysteme mit einer Trägerflüssig­ keit als alterndes Medium oder auch um Systeme handeln, die unabhängig von Bildentwicklungssystemen sind und mit altern­ den zu wechselnden fließfähigen Medien arbeiten.

Bezugszeichenliste

9

Paddelrad

10

Behälter

11

fließfähiges Medium; Entwickler

12

Entwicklersumpf

13

Zufuhreinlass

14

frisches fließfähiges Medium; Entwickler oder Träger

15

Abfuhrauslass

16

gealtertes fließfähiges Medium

17

Überlauf

17

' Überlaufnase

17

" Füllstandsniveau

18

Paddelradblatt

20

Zufuhrrohr

21

,

22

,

30

,

30

' Ventil

31

Antriebsmotor

32

Konzentrationssensor

33

Einfärbewalze

34

Zwischenträger

35

Tonervorratsbehälter

36

Toner

37

Förderwalze

38

Antriebsmotor

39

Trägervorratsbehälter

40

Auffangbehälter

41

Ansteuermodul

42

Zeitzähler

43

Ansteuermodul

44

,

44

' Ansteuermodul

45

Füllstandssensor

50

,

51

,

52

Entwicklerstation

53

Zyklonfilter

54

Gebläse

55

gealterter Entwickler

56

Leitung
S1, S2, S3, S4 Steuerblöcke
S Sollwert
T Zeitintervall

Claims (44)

1. Vorrichtung zum Ersatz mindestens einer Komponente eines fließfähigen Mediums (11),
bei der das fließfähige Medium mit der alternden Kompo­ nente aus einem Behälter (10) abgeführt und eine Menge frisches fließfähiges Medium oder frische Komponente (14) dem Behälter (10) zugeführt wird,
und bei der die Zufuhr der Menge von frischem Medium oder frischer Komponente (14) und die Abfuhr der Menge von Me­ dium mit gealterter Komponente derart erfolgt, daß das Füllstandsniveau (17") des Mediums im Behälter (10) an­ nähernd gleich bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Behälter (10) einen Zufuhreinlaß (13) zur Zufuhr einer Menge von fri­ schem Medium oder frischer Komponente (14) sowie einen Abfuhrauslaß (15) zur Abfuhr einer der zugeführten Menge gleichen Menge von gealtertem fließfähigem Medium (16) hat.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der der Zufuhreinlaß (13) und der Abfuhrauslaß (15) am Behäl­ ter (10) so angeordnet sind, daß während des Ersatzes von gealtertem fließfähigem Medium (16) durch frisches fließ­ fähiges Medium oder durch frische Komponente (14) kein frisches Medium oder dessen Komponente gleichzeitig mit gealtertem Medium (16) abgeführt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Zufuhreinlaß (13) und der Abfuhrauslaß (14) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Behälters (10) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Überlauf-Vorrichtung (17) vorgesehen ist, die das Füllstandsniveau (17") definiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Überlauf-Vor­ richtung eine nach oben ragende Nase (17') hat, über die das gealterte Medium (16) abgeführt wird, und bei der die Spitze der Nase das Füllstandsniveau (17") festlegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der ein Zufuhrrohr (20) zum Zuführen von frischem Medium oder frischer Komponente vorgesehen ist, das Zufuhrrohr (20) ein Einlaßventil (21) und ein dem Einlaßventil (21) nachgeordnetes Auslaßventil (22) hat, wobei im Raum zwischen dem Einlaßventil (21) und dem Aus­ laßventil (22) frisches Medium (14) oder frische Kompo­ nente (14) in einer vorbestimmten Dosis zeitweise ange­ ordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der zur Dosierung der zugeführten Menge an frischem Medium oder frischer Kompo­ nente bei zunächst geschlossenem Auslaßventil (22) das Einlaßventil (21) für eine vorbestimmte Zeit geöffnet wird, wobei die vorbestimmte Zeit die Dosis festlegt, und bei der danach das Auslaßventil (22) geöffnet wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im Abfuhrauslaß (15) eine Dosiereinrichtung (30) zur Festlegung einer vorgegebenen Menge von abzuführendem ge­ altertem Medium (16) vorgesehen ist, und bei dem der Zufuhreinlaß (13) annähernd in Höhe des vorgegebenen Füllstandsniveaus frisches Medium zuführt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Abfuhrauslaß (15) am Behälter (10) an seiner tiefsten Stelle angeord­ net ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei der die Dosiereinrichtung (30) ein Ventil ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die Lage des Zufuhreinlasses (13) abhängig von dem am Ausgang des Zufuhreinlasses (13) herrschenden Drucks des Mediums festgelegt wird.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Füllstandsensor (45) am Behälter (10) vorgesehen ist, der den Füllstand des fließfähigen Mediums im Behäl­ ter erfaßt, und bei der die zugeführte Menge an frischem Medium oder frischer Komponente und/oder die Abfuhr der Menge des ge­ alterten Mediums abhängig vom Signal des Füllstandsensors erfolgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der am Abfuhrauslaß (15) eine Dosiereinrichtung zur Abführung einer vorgege­ benen Menge von gealtertem fließfähigem Medium (16) und am Zufuhreinlaß (13) eine vom Signal des Füllstandsensors (45) gesteuerte Dosiereinrichtung (30', 21, 22) zur Zu­ führung einer der abgeführten Menge von gealtertem fließ­ fähigem Medium (16) gleichen Menge von frischem fließfä­ higem Medium oder frischer Komponente (14) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei der die Dosiereinrichtung am Zufuhreinlaß (13) ein Einlaßven­ til (21) und ein Auslaßventil (22) enthält, wobei in ei­ nem Raum zwischen dem Einlaßventil (21) und dem Auslaßventil (22) die zuzuführende Dosis an frischem Medium oder frischer Komponente (14) zeitweise angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, bei der die Dosiereinrichtung (30) am Abfuhrauslaß (15) durch ein Ventil (30) gebildet ist, das abhängig vom Signal des Füllstandsensors (45) über ein Ventilansteuermodul (44) angesteuert wird.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als fließfähiges Medium ein Entwickler zum Entwickeln eines latenten Bildes vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der der Entwickler ein Zwei-Komponenten-Entwickler ist, der einen die alternde Komponente bildenden Träger und Toner enthält.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sie in einem elektrofotografi­ schen, magnetografischen oder ionografischen Drucker oder Kopierer verwendet wird.

20. Drucker oder Kopierer mit mindestens zwei Entwicklersta­ tionen (50, 51, 52) für mindestens zwei verschiedene Far­ ben,
wobei jede Entwicklerstation (50, 51, 52) eine Vorrich­ tung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19 enthält,
und wobei den Entwicklerstationen (50, 51, 52) aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter (39) frisches Medium oder frische Komponente (14) am jeweiligen Zufuhreinlaß (13) zugeführt wird.

21. Drucker oder Kopierer nach Anspruch 20, wobei die Abfuhr­ auslässe (15) der jeweiligen Entwicklerstationen (50, 51, 52) zusammengeführt sind und das abgeführte gealterte Me­ dium gemeinsam abgeführt wird.

22. Drucker oder Kopierer nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das abgeführte gealterte Medium einem Filter (53) mit einem Gebläse (54) zugeführt wird.

23. Drucker oder Kopierer nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei das Medium ein Toner enthaltendes Zweikomponenten- Entwickler ist, dessen Träger die alternde Komponente bildet.

24. Drucker oder Kopierer nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei jeder Entwicklerstation (50, 51, 52) ein separater Toner-Vorratsbehälter (36) zugeordnet ist, aus dem Toner der jeweiligen Farbe dem jeweiligen Behälter (10 zugeführt wird.

25. Verfahren zum Ersatz mindestens einer Komponente eines fließfähigen Mediums (11),
bei dem das fließfähige Medium mit der alternden Kompo­ nente aus einem Behälter (10) abgeführt und eine Menge frisches fließfähiges Medium oder frische Komponente (14) dem Behälter (10) zugeführt wird,
und bei der die Zufuhr der Menge von frischem Medium oder frischer Komponente (14) und die Abfuhr der Menge von Me­ dium mit gealterter Komponente derart erfolgt, daß das Füllstandsniveau (17") des Mediums im Behälter (10) an­ nähernd gleich bleibt.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem ein Zufuhreinlaß (13) und ein Abfuhrauslaß (15) am Behälter (10) so angeordnet sind, daß während des Ersatzes von gealtertem fließfähi­ gem Medium (16) durch frisches fließfähiges Medium (14) oder durch frische Komponente (14) kein frisches Medium (14) oder dessen Komponente gleichzeitig mit gealtertem Medium abgeführt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, bei dem der Zufuhreinlaß (13) und der Abfuhrauslaß (14) auf ein­ ander gegenüberliegenden Seiten des Behälters (10) ange­ ordnet.

28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 oder 27, bei dem eine Überlauf-Vorrichtung (17) verwendet wird, die eine nach oben ragende Nase (17') hat, über die das gealterte Medium abgeführt wird, und bei der die Spitze der Nase das Füllstandsniveau (17") festlegt.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, bei dem ein Zufuhrrohr (20) zum Zuführen von frischem Medium oder frischer Komponente vorgesehen ist, das Zufuhrrohr (20) ein Einlaßventil (21) und ein dem Einlaßventil (21) nachgeordnetes Auslaßventil (22) hat, wobei im Raum zwischen dem Einlaßventil (21) und dem Aus­ laßventil (22) frisches Medium (14) oder frische Kompo­ nente (14) in einer vorbestimmten Dosis zeitweise ange­ ordnet wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem zur Dosierung der zu­ geführten Menge an frischem Medium oder frischer Kompo­ nente bei zunächst geschlossenem Auslaßventil (22) das Einlaßventil (21) für eine vorbestimmte Zeit geöffnet wird, wobei die vorbestimmte Zeit die Dosis festlegt, und bei der danach das Auslaßventil (22) geöffnet wird.

31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 bis 30, bei der im Abfuhrauslaß (15) eine Dosiereinrichtung (30) zur Festlegung einer vorgegebenen Menge von abzufüh­ rendem gealtertem Medium (16) verwendet wird, und bei dem der Zufuhreinlaß (13) annähernd in Höhe des vorgegebenen Füllstandsniveaus frisches Medium zuführt.

32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem der Abfuhrauslaß (15) am Behälter (10) an seiner tiefsten Stelle angeordnet wird, wobei die Dosiereinrichtung (30) ein Ventil ist.

33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Füllstandsensor (45) am Behälter (10) verwendet wird, der den Füllstand des fließfähigen Mediums im Be­ hälter erfaßt, und bei dem die zugeführte Menge an frischem Medium oder frischer Komponente und/oder die Abfuhr der Menge des ge­ alterten Mediums abhängig vom Signal des Füllstandsensors erfolgt.

34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem am Abfuhrauslaß (15) eine Dosiereinrichtung zur Abführung einer vorgegebenen Menge von gealtertem fließfähigem Medium (16) und am Zu­ fuhreinlaß (13) eine vom Signal des Füllstandsensors (45) gesteuerte Dosiereinrichtung (30', 21, 22) zur Zuführung einer der abgeführten Menge von gealtertem fließfähigem Medium (16) gleichen Menge von frischem fließfähigem Me­ dium (15) oder frischer Komponente verwendet wird.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 oder 34, bei dem die Dosiereinrichtung am Zufuhreinlaß (13) ein Einlaßven­ til (21) und ein Auslaßventil (22) enthält, wobei in ei­ nem Raum zwischen dem Einlaßventil (21) und dem Auslaß­ ventil (22) die zuzuführende Dosis an frischem Medium oder frischer Komponente zeitweise angeordnet wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 oder 35, bei dem die Dosiereinrichtung (30) am Abfuhrauslaß (15) durch ein Ventil (30) gebildet ist, das abhängig vom Signal des Füllstandsensors (45) über ein Ventilansteuermodul (44) angesteuert wird.

37. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als fließfähiges Medium ein Entwickler zum Entwickeln eines latenten Bildes verwendet wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, bei dem der Entwickler ein Zwei-Komponenten-Entwickler ist, der einen die alternde Komponente bildenden Träger und Toner enthält.

39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß es in einem elektrofotografi­ schen, magnetografischen oder ionografischen Drucker oder Kopierer verwendet wird.

40. Verfahren zum Betreiben eines Druckers oder Kopierers mit mindestens zwei Entwicklerstationen (50, 51, 52) für min­ destens zwei verschiedene Farben,
wobei jede Entwicklerstation (50, 51, 52) eine Vorrich­ tung enthält, die nach einem Verfahren nach den vorherge­ henden Ansprüchen 25 bis 39 arbeitet,
und wobei den Entwicklerstationen (50, 51, 52) aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter (39) frisches Medium oder frische Komponente am jeweiligen Zufuhreinlaß zugeführt wird.

41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Abfuhrauslässe (15) der jeweiligen Entwicklerstationen (50, 51, 52) zusammen­ geführt sind und das abgeführte gealterte Medium gemein­ sam abgeführt wird.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 oder 41, wobei das abgeführte gealterte Medium einem Filter (53) mit einem Gebläse (54) zugeführt wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei das Medium ein Toner enthaltendes Zweikomponenten-Entwickler ist, dessen Träger die alternde Komponente bildet.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei jeder Entwicklerstation ein separater Toner-Vorratsbehälter (36) zugeordnet wird, aus dem Toner der jeweiligen Farbe dem jeweiligen Behälter (10 zugeführt wird.