DE19643653B4

DE19643653B4 - Einrichtung zum Austauschen von Träger eines Zweikomponenten-Entwicklers in elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen

Info

Publication number: DE19643653B4
Application number: DE1996143653
Authority: DE
Inventors: Heinz Obermayer
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: DE19643653A1

Abstract

Einrichtung zum Austauschen von Träger eines Zweikomponenten-Entwicklers in elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen mit einer Entwicklerstation (10) zum Einfärben latenter Bilder mit Toner eines Zweikomponenten-Entwicklergemischs, das Tonerteilchen und Trägerteilchen enthält,
und mit einer der Entwicklerstation (10) nachgeordneten Einrichtung (1) zum Erneuern des Entwicklergemischs, wobei die nachgeordnete Einrichtung (1) während des Druck- bzw. Kopierbetriebs in zeitlichen Abständen jeweils eine kleine Menge an Entwickler des in einem Entwicklerbehälter befindlichen Zweikomponenten-Entwicklers entnimmt,
und wobei die Einrichtung (1) aus einem Trägerbehälter (14) einer dem entnommenen Entwickler entsprechende Menge an frischem Träger entnimmt und der Entwicklerstation (10) zuführt,
dadurch gekennzeichnet, daß die der Entwicklerstation (10) nachgeordnete Einrichtung (1) mindestens drei Öffnungen (2, 3, 4) aufweist, von denen eine erste Öffnung als Auslaß (4) dient, an welchem ständig Unterdruck anliegt, eine zweite Öffnung als Entwickler-Einlaß (2) dient, der zum Absaugen von Entwickler mit der Entwicklerstation (10) verbunden und mit einem Ventil (5) verschließbar ist,...

Description

In elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen wird von zu druckenden Vorlagen auf einem Fotoleiter ein latentes Bild erzeugt, indem in Abhängigkeit von dem angewendeten Verfahren entweder einzufärbende oder nicht einzufärbende Bereiche des Fotoleiters geladen oder entladen werden. Anschließend werden in einer Entwicklerstation die entsprechenden Bereiche des Fotoleiters mittels eines Entwicklers (Toner) eingefärbt, der vorher entsprechend geladen worden ist.

Als Entwickler wird in elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen üblicherweise ein Zweikomponenten-Entwickler aus Toner und einem Träger, wie beispielsweise Eisenoxid, verwendet. Die beiden Komponenten, Toner und Träger werden in einem genau vorgegebenen Verhältnis in der Entwicklerstation gemischt, wodurch die Tonerpartikel reibungselektrisch geladen werden.

Um das Verhältnis von Toner und Träger in dem Zweikomponenten-Entwickler in einem engen Toleranzbereich konstant zu halten, wird während eines Druck- und Kopierbetriebs der Entwicklerstation in regelmäßigen Abständen Toner zugeführt, da beim Einfärben der latenten Bilder auf dem Fotoleiter aus dem Entwickler-Gemisch lediglich Toner entnommen wird.

Erfahrungsgemäß ist nach einer bestimmten Anzahl Blatt der Träger verbraucht und muß daher vollständig ausgetauscht werden, um ein ordnungsgemäßes Laden des Toners sicherzustellen. Zum Austauschen des Trägers muß jedoch der Druck- bzw. Kopierbetrieb für längere Zeit unterbrochen werden.

Aus der DE 27 47 014 B2 ist ein Verfahren zum Erneuern des Entwicklers eines Zweikomponenten-Entwicklers einer Entwicklerstation für eine elektrofotografische Druck- oder Kopiereinrichtung bekannt. Mithilfe von Detektoreinrichtungen wird festgestellt, ob das Entwicklergemisch, bestehend aus Trägerteilchen und Tonerteilchen, noch eine ausreichende Einfärbungsqualität hat. Abhängig von der Tonerdichte im Entwicklergemisch wird aus einem Tonerbehälter Toner nachgefördert. Wenn die Detektoreinrichtungen feststellen, dass das Entwicklergemisch verbraucht ist, so wird mittels einer Abscheideeinrichtung das gesamte Entwicklergemisch in einen Behälter gefördert. Anschließend wird frischer Entwickler, welcher frische Träger- und Tonerpartikel zur Erzielung der richtigen Tonerdichte enthält, aus einem Vorratsbehälter in den Entwicklerbehälter geleitet. Während des Austauschs von frischem Entwicklergemisch und verbrauchtem Entwicklergemisch ist der Druck- bzw. Kopierbetrieb unterbrochen.

Aus der DE 28 05 510 B2 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Gebrauchszustandes eines elektrofotografischen Entwicklers sowie eine Vorrichtung hierfür bekannt. Um Tonerteilchen und Trägerteilchen eines Zweikomponenten-Entwicklergemischs zu trennen, wird an ein Filter Unterdruck angelegt, so dass Tonerteilchen entsprechend ihrer Teilchengröße ausgesiebt werden können.

Eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 0 583 634 A2 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Austauschen von Träger eines Zweikomponenten-Entwicklers zu schaffen, bei welchen über eine erheblich längere Zeitspanne ohne Unterbrechungen ein Druck- bzw. Kopierbetrieb durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Damit der Träger eines Zweikomponenten-Entwicklers nicht nach einer bestimmten Anzahl von Druck- oder Kopiervorgängen oder nach einer bestimmten Betriebsdauer vollständig ausgetauscht werden muß, wird gemäß der Erfindung bereits nach einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne bzw. nach einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Druck- oder Kopiervorgängen eine kleine Menge Entwickler aus der Entwicklerstation entnommen. Etwa gleichzeitig oder kurz darauf wird eine Menge an frischem Träger der Entwicklerstation wieder zugeführt, welche etwa der Menge des aus der Entwicklerstation entnommenen Trägers entspricht.

Gemäß der Erfindung ist somit über einen theoretisch beliebig langen Zeitraum ein ununterbrochenener Druck- und Kopierbetrieb möglich, da ein Austauschen des gesamten, verbrauchten Trägers nicht mehr erforderlich ist. Dadurch kann theoretisch eine beliebig große Anzahl Blätter, in der Praxis auf jeden Fall eine wesentlich höhere Blattanzahl als mit den bekannten elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen gedruckt werden.

Vorzugsweise wird Entwickler möglichst an der tiefsten Stelle der Entwicklerstation entnommen; beispielsweise kann gemäß der Erfindung die kleine Menge Entwickler dort abgesaugt werden. Dies hat den Vorteil, daß in diesem Bereich der Entwicklerstation die Konzentration an Träger im Entwicklergemisch höher ist, da das Gewicht von Träger größer ist als das von Toner.

Gemäß einem Beispiel der Erfindung können ferner die Entnahme von Entwickler und das anschließende Zuführen von frischem Träger in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand oder auch nach einer vorherbestimmten Anzahl von Druckvorgängen wiederholt werden.

Erste Untersuchungen haben gezeigt, daß es ausreicht, wenn in regelmäßigen Abständen kleine Entwicklermengen in der Größenordnung von beispielsweise 50 bis 70g aus einer Entwicklerstation mit einem Fassungsvermögen von etwa 8kg Entwickler, beispielsweise in einem zeitlichen Abstand nach Drucken von 10000 Blatt entnommen werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der aus einer Entwicklerstation entnommene Entwickler vorzugsweise mittels eines Zyklonfilters gefiltert und in einen Auffangbehälter weiter befördert werden, da der in dem Entwickler enthaltene Toner lungengängig ist und insofern nicht in die Umgebungsluft von elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen gelangen darf.

Die vorstehend beschriebenen Schritte des dargestellten Verfahrens werden in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter während des Druck- bzw. Kopierbetriebs durchgeführt. Als Parameter kann beispielsweise ein fester Zeitabstand eine vorgegebene Anzahl Druckvorgänge oder ähnliches genutzt werden.

Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist die Entwicklerstation einer elektrofotografischen Druck- oder Kopiereinrichtung über einen Schlauch oder ein Rohr mit einem Filter, vorzugsweise mit einem Zyklonfilter verbunden. Um diesen Schlauch nicht mit einem gesonderten Unterdrucksystem ansteuern zu müssen, wird der Absaugschlauch über eine später noch beschriebene Einrichtung mit einem bereits vorhandenen Absaugsystem verbunden.

Das bereits vorhandene Absaugsystem saugt aus einer Tonerbox Tonerstaub in einen Filter, vorzugsweise ebenfalls den Zyklonfilter. Hierzu ist das eine Ende des Schlauchs stets über dem Tonerniveau in der Tonerbox angeordnet, so daß lediglich Tonerstaub und kein Toner abgesaugt wird. Da weder der Tonerstaub noch der verbrauchte Träger weiter verwendet werden können, kann derselbe Filter und derselbe an den Filter angeschlossene Auffangbehälter eingesetzt werden.

Nach jedem Absaugen von Entwickler, der großteils Träger ist, aus dem unteren Bereich der Entwicklerstation wird eine entsprechende Menge Träger aus einem Trägervorratsbehälter der Entwicklerstation, vorzugsweise in dem Bereich zugeführt, in welchem der Träger zuvor abgesaugt wurde. Die Trägerförderung erfolgt vorzugsweise aufgrund der Schwerkraft; somit kann beispielsweise ein an der Unterseite des Trägerbehälters angebrachter Schlauch in Form eines Silikonschlauchs dadurch verschlossen und wieder geöffnet werden, daß der Schlauch mittels einer Druckfeder zusammengedrückt wird und durch Erregen des Hubmagneten für einen vorgegebenen Zeitraum wieder geöffnet wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens, d.h. eine Einrichtung, um den zum Absaugen von Entwickler dienenden Schlauch mit dem zum Absaugen von Tonerstaub dienenden Schlauch zu verbinden, weist mindestens drei Öffnungen auf, von welchen eine erste Öffnung als Auslaß, eine zweite Öffnung als Entwicklereinlaß und die dritte Öffnung als Einlaß für Tonerstaub dient.

An der als Auslaß dienenden Öffnung der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt ständig Unterdruck an, durch den auch der der Entwicklerstation entnommene Entwickler abgesaugt wird, indem jeweils in vorgegebenen Zeitabständen für eine kurze, genau definierte Zeitspanne an die als Entwicklereinlaß dienende Öffnung Unterdruck angelegt wird. Zwischen den Entnahmen von Entwickler, hauptsächlich Träger wird der Entwicklereinlaß vorzugsweise mittels eines als Schwenkventil ausgeführten Ventils verschlossen.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Entwicklereinlaß beispielsweise für 10 Sekunden geöffnet. Dadurch wird aus der Entwicklerstation, da an dem vorzugsweise mit dem Zyklonfilter verbundenen Auslaß Unterdruck anliegt, für die entsprechende Zeitspanne Entwickler abgesaugt. Anschließend wird der Entwicklereinlaß beispielsweise durch ein Verschwenken des Ventils in dessen Schließstellung verschlossen. Die aus der Entwicklerstation abgesaugte Entwicklermenge wird über den Auslaß der erfindungsgemäßen Einrichtung und vorzugsweise über den Zyklonfilter in den an diesen angeschlossenen Auffangbehälter gesaugt.

Solange der Entwicklereinlaß geschlossen ist, wird ununterbrochen aus dem oberen Bereich des Tonervorratsbehälters Tonerstaub über den Einlaß der erfindungsgemäßen Einrichtung ebenfalls angesaugt und mittels Unterdruck über den Auslaß der erfindungsgemäßen Einrichtung in den Zyklonfilter abgesaugt.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist insbesondere, daß ein mit Unterdruck arbeitendes Fördersystem zum Absaugen von Tonerstaub bereits vorhanden ist und lediglich um die erfindungsgemäße Einrichtung erweitert werden muß.

Das in der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehene Ventil zum Verschließen des Entwickler-Einlasses ist über eine im Gehäuse der Einrichtung gelagerte Welle verschwenkbar. Ferner weist das Schwenkventil einen im Querschnitt T-förmigen Teller auf, der, wenn das Ventil geschlossen ist, von einer Feder gegen eine Dichtfläche des Entwicklereinlasses gedrückt wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß an der Dichtfläche des Entwicklereinlasses keine Dichtringe o.ä. vorgesehen werden müssen, deren Dichtigkeit durch den feinkörnigen Entwickler in kurzer Zeit beeinträchtigt würde. Es ist somit lediglich erforderlich, als Dichtfläche an dem Entwicklereinlaß eine ebene, zum Teller des Schwenkventils komplementäre Fläche auszubilden.

Da an dem Auslaß der erfindungsgemäßen Einrichtung Unterdruck von ungefähr –400mmWs anliegt, kann die Welle des Schwenkventils beim Schließen des Entwicklereinlasses, auch nachdem der Teller die Dichtfläche des Entwicklereinlasses bereits berührt, noch um ein Stück weiter verschwenkt werden, um den Anlagedruck des Tellers an der Dichtfläche des Entwicklereinlasses zu erhöhen und dadurch ein sicheres Abdichten zu gewährleisten.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Verwenden bei dem Verfahren zum Austauschen von Träger eines Zweikomponenten-Entwicklers in einer Entwicklerstation einer elektrofotografischen Druck- oder Kopiereinrichtung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen schematischen Aufbau einer Entwicklerstation;

2 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit geöffnetem Schwenkventil und

3 eine 2 entsprechende Schnittansicht bei geschlossenem Schwenkventil.

In 1 sind schematisch ein Aufbau einer Entwicklerstation 10, eine Einrichtung 1 zum Verwenden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und weitere an die Entwicklerstation 10 angeschlossene Komponenten dargestellt. Aus der Entwicklerstation 10 wird über einen Absaugschlauch 11 Entwickler abgesaugt und über die anhand von 2 und 3 näher beschriebene Einrichtung 1 beispielsweise in einen Schlauch 12 eingeleitet, der mit einem Zyklonfilter 13 verbunden ist.
Nach Absaugen von Entwickler aus der Entwicklerstation 10 wird beispielsweise aus einem Trägerbehälter 14 über einen Zuführschlauch 15 Träger der Entwicklerstation 10 zugeführt, in dem der vorzugsweise als Silikonschlauch ausgebildetete Zuführschlauch 15, der im allgemeinen mittels eines Hubmagneten 16 geschlossen ist, geöffnet wird. Durch Zusammendrücken des Zuführschlauchs 15 mittels des Hubmagneten 16 ist verhindert, daß zu unerwünschten Zeitpunkten Träger aus dem Trägerbehälter 14 in die Entwicklerstation 10 gelangt.
Ferner ist die Einrichtung 1 beispielsweise mittels einen weiteren Schlauch 17 mit einem Tonerbehälter 18 verbunden. Das Ende 17a des Schlauchs 17 liegt stets oberhalb des maximalen Füllniveaus 19 des Tonerbehälters 18. Somit wird über den mit Unterdruck beaufschlagten Schlauch 17 aus dem Tonerbehälter 18 über die Einrichtung 1, den Schlauch 12 und ein Anschlußstück 12a ständig Tonerstaub in den Zyklonfilter 13 befördert. In einem dem Zyklonfilter nachgeordneten Abfallbehälter 13a wird der verbliebene Resttoner aufgenommen.
Dem Zyklonfilter 13 ist über einen Schlauch 20a ein Feinfilter 20 zur weiteren Filterung und Reinigung der Luft nachgeschaltet. Von dem Filter 20 gelangt die gereinigte Luft über einen Ansatz 20b in die Umgebung der elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtung.
Das Zwischenstück 12a weist eine Öffnung 120 auf, die somit ebenfalls mit Unterdruck beaufschlagt ist, und über die beispielsweise überschüssiger Toner von beispielsweise an einem Fotoleiter vorgesehenen Bürsten abgesaugt wird. Die nach der Öffnung 120 angeordnete Drossel 121 ist daher während des Druckbetriebs stets definiert geöffnet.
In 2 ist eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung 1 dargestellt, die an die Entwicklerstation 10 einer elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtung beispielsweise über die Schläuche 11 und 17 angeschlossen ist. Das Gehäuse 1a weist einen Entwicklereinlaß 2, ein Einlaß 3 für Tonerstaub und einen Auslaß 4 auf, die beispielsweise jeweils einen kreisförmigen Querschnitt haben. Der Entwicklereinlaß 2 ist mit der in 2 nicht dargestellten Entwicklerstation 10 über den Schlauch 11 und der Einlaß 3 ist mit dem oberen Teil des nur in 1 dargestellten Tonervorratsbehälters 18 über den Schlauch 17 verbunden.
Ferner weist die erfindungsgemäße Einrichtung ein Schwenkventil 5 auf, das in 2 in geöffneter Stellung dargestellt ist. Da an dem Auslaß 4 Unterdruck anliegt, wird in dem in 2 dargestellten Zustand der Einrichtung 1 aus der Entwicklerstation 10 (1) über den Einlaß 2 Entwickler in einen in 2 nicht dargestellten Filter 13, beispielsweise den Zyklonfilter, abgesaugt.
Das Schwenkventil 5 ist um eine Welle 50 in eine in 3 dargestellte Lage verschwenkbar, um den Entwickler-Einlaß 2 zu verschließen. Hierbei wird ein beispielsweise kreisrunder Teller 51, der entlang einer Achse 53 des Schwenkventils 5 axial verschiebbar ist, gegen die Dichtfläche 20 (2) des Entwicklereinlasses 2 gedrückt.
Ferner weist das Schwenkventil 5 eine Feder 52 auf, die beispielsweise als Spiralfeder ausgebildet ist. Die Feder 52 ist von einem zylindrischen, zentrischen Ansatz 51a des dadurch im Querschnitt T-förmigen Tellers 51 geführt und stützt sich an der Unterseite 51' des Tellers 51 und auf einem Ansatz 54 ab, der parallel zu der Unterseite 51' des Tellers 51 ausgerichtet ist. Mit dem Ansatz 51a ist die Achse 53 fest verbunden.

Claims

Einrichtung zum Austauschen von Träger eines Zweikomponenten-Entwicklers in elektrofotografischen Druck- und Kopiereinrichtungen mit einer Entwicklerstation (10) zum Einfärben latenter Bilder mit Toner eines Zweikomponenten-Entwicklergemischs, das Tonerteilchen und Trägerteilchen enthält, und mit einer der Entwicklerstation (10) nachgeordneten Einrichtung (1) zum Erneuern des Entwicklergemischs, wobei die nachgeordnete Einrichtung (1) während des Druck- bzw. Kopierbetriebs in zeitlichen Abständen jeweils eine kleine Menge an Entwickler des in einem Entwicklerbehälter befindlichen Zweikomponenten-Entwicklers entnimmt, und wobei die Einrichtung (1) aus einem Trägerbehälter (14) einer dem entnommenen Entwickler entsprechende Menge an frischem Träger entnimmt und der Entwicklerstation (10) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die der Entwicklerstation (10) nachgeordnete Einrichtung (1) mindestens drei Öffnungen (2, 3, 4) aufweist, von denen eine erste Öffnung als Auslaß (4) dient, an welchem ständig Unterdruck anliegt, eine zweite Öffnung als Entwickler-Einlaß (2) dient, der zum Absaugen von Entwickler mit der Entwicklerstation (10) verbunden und mit einem Ventil (5) verschließbar ist, und eine dritte Öffnung als Einlaß (3) dient, der an einen Tonervorratsbehälter (18) anschließbar ist, um aus dessen oberen Teil Tonerstaub abzusaugen.
Einrichtung nach der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Schwenkventil (5) ausgebildet ist, das einen im Querschnitt T-förmigen Teller (51) aufweist, der in dem geschlossenen Zustand des Ventils mittels einer Feder (52) abdichtend gegen eine Austrittsfläche (20) des Entwicklereinlasses (2) gedrückt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in einem Gehäuse (10) der Einrichtung (1) gelagerte Welle (50) beim Verschwenken des Ventils (5) zum Verschließen des Entwicklereinlasses (2) nachdem der Teller (51) die Austrittsfläche (20) des Entwickler-Einlasses (2) berührt noch um ein Stück weiter verschwenkbar ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkventil (5) zum Absaugen von Entwickler 10s oder weniger geöffnet ist.