DE69513407T2

DE69513407T2 - Ein materialspender

Info

Publication number: DE69513407T2
Application number: DE69513407T
Authority: DE
Inventors: William Rankin
Original assignee: TONERMASTER INTERNATIONAL Ltd
Current assignee: TONERMASTER INTERNATIONAL Ltd
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: EP0777869B1; AU3353195A; JPH10508114A; WO1996006385A1; AU697393B2; MX9701303A; DE69513407D1; IES66708B2; RU2159922C2; EP0777869A1; CN1181137A; CA2198220A1; IN183795B; IES940660A2; US5832348A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgabevorrichtung und im Spezielleren eine Vorrichtung zum Ausgeben von Feinteilchen material, wie Toner für Kopiergeräte und Laserdrucker. "Toner" ist ein Begriff, der in der Reprographie verwendet wird, um die elektrostatische Verbindung zu beschreiben, die als die "Farbe" dient, die das Bild auf einer Normalpapierkopie bildet.
Es ist bekannt, dass die Handhabung von Feinteilchenmaterial in automatisierten Prozessen schwierig ist. Das gilt besonders, wenn das Material von einem Behälter in einen anderen überführt werden soll. Wenn Material von einem Behälter in einen anderen überführt wird, führt verdrängte Luft eine bestimmte Menge des Feinmaterials mit sich. Diese Anordnung ist oft unbefriedigend, weil sie eine teilchenbeladene Atmosphäre erzeugt, deren Einatmen gefährlich sein kann. Außerdem kann angesammeltes Material die Anlage beeinträchtigen und ihre Reinigung schwierig sein.
Bei einem bekannten halbautomatisierten Prozess, wie beispielsweise jenem der Per-Fil- Anlage (Per-Fil Industries, Inc., Riverside, NJ, 08075, USA) wird Feinteilchenmaterial zur Verwendung aus einem Speichertrichter in Patronen ausgegeben. Bei dem Material handelt es sich um Toner für Laserdrucker, Kopiergeräte und dergleichen, und es wird zum Befüllen von Patronen verwendet, die für spezielle Geräte passend sind. Die Ausgabevorrichtung ist dazu bestimmt, eine vorbestimmte Tonermenge in einer dosierten Menge in eine Anzahl von Tonerpatronen unterschiedlicher Größe auszugeben, und sie umfasst einen Trichter, eine vertikal angeordnete Förderschnecke und eine Ausgabedüse. Bei diesem Füllverfahren wird die leere Patrone unter die Ausgabedüse gehalten, und an der Förderschnecke wird eine vorbestimmte Anzahl von Drehungen vorgenommen, um der Düse die erforderliche Materialmenge zuzuführen. Die verdrängte Luft führt eine gewisse Tonermenge mit sich. Außerdem kann die von der Förderschnecke abgegebene Tonermenge aufgrund des flüssigkeitsartigen Strömens von Feinteilchenmaterial inakzeptabel variieren.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die obigen Nachteile zu beseitigen und eine verbesserte Ausgabevorrichtung für Feinteilchenmaterial wie Toner bereitzustellen.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Ausgeben von Feinteilchenmaterial bereit, umfassend:
einen Trichter zum Speichern von auszugebendem Material;
ein Abgaberohr mit einer Abgabedüse;
allgemein horizontal angeordnete Zuführmittel, um gespeichertes Material vom Trichter zum Abgaberohr zu transportieren;
ein Feinteilchenmaterial-Dosierungsmittel zum Regulieren der vom Zuführmittel zum Abgaberohr transportierten Menge an Material;
ein Absetzrohr; und
Vorspannmittel, die so betrieben werden können, dass ein Behälter, der mit Material zu füllen ist, in Dichtungseingriff mit der Abgabedüse gedrängt werden kann,
wodurch bei der Verwendung der Behälter gegen die Abgabedüse abgedichtet wird, die Zuführmittel eine vorbestimmte Menge an Material vom Trichter zum Abgaberohr transportieren und mit Material beladene verdrängte Luft aus dem Behälter in das Absetzrohr entweicht, wo sich das Material in der verdrängten Luft absetzt und durch Schwerkraft in den Behälter fällt.
Vorzugsweise umfasst das Zuführmittel eine allgemein horizontal angeordnete Förderschnecke.
Vorteilhaft ist die Förderschnecke so angeordnet, dass das durch sie hindurchbeförderte Teilchenmaterial so vorgespannt wird, dass es in der Förderschnecke verbleibt oder in den Trichter zurückkehrt, wodurch das Strömen des Materials aufhört, wenn die Förderschnecke angehalten wird.
Zweckmäßig umfasst das Dosierungsmittel ein Schaltmittel auf Zeitgeberbasis, um die Anzahl an Umdrehungen der Förderschnecke so zu regulieren, dass der Materialdurchsatz präzise und beständig dosiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das Abgaberohr und das Absetzrohr Teil eines vertikal angeordneten Rohres, das durch die Förderschnecke an einem Anschluss versorgt wird, der vom oberen Ende des Rohres entfernt ist. Das Material fällt aus dem Anschluss in die Abgabedüse am unteren Ende des Rohres und verdrängte Luft entweicht über das Abgaberohr hinauf zum Absetzrohr, wo sich das von der verdrängten Luft mitgeführte Material absetzen kann und durch Schwerkraft in den Behälter in Juxtaposition zur Abgabedüse fällt.
Vorteilhaft ist der Behälter gegenüber der Abgabedüse durch eine Platte abgedichtet, die das Vorspannmittel aufweist.
Zweckmäßig weist die Abgabedüse ein verjüngtes Profil auf, um den Dichtungseingriff mit einer Vielzahl unterschiedlicher Behälterbefüllungsöffnungen zu erleichtern.
Vorzugsweise ist ein Mittel zum Umrühren des Materials im Trichter vorgesehen. Vorteilhaft wird das Umrührmittel vom Zuführmittel angetrieben.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise einen einzelnen Trichter (23) und eine Vielzahl von Zuführmitteln (25) und zugeordneten Abgaberohren.
Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschreiben, die lediglich als Beispiel eine Ausführungsform der Ausgabevorrichtung gemäß vorliegender Erfindung zeigen. In den Zeichnungen:
ist Fig. 1 ein Aufriss von vorne der Ausgabevorrichtung;
ist Fig. 2 ein seitlicher Aufriss der Ausgabevorrichtung; und
ist Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht der Vorrichtung entlang Linie III-III von Fig. 1.
Auf die Zeichnungen und zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug nehmend weist eine Ausgabevorrichtung 10 zwei Ausgabeauslässe auf, die jeweils ein Ausgaberohr 12 mit einer Ausgabedüse 13 darauf umfassen. Über jedem Ausgaberohr 12 befindet sich ein Absetzrohr 15, das ein offenes Ende aufweist, um das Entweichen von Luft zu ermöglichen.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiters ein Gehäuse 20, das einen Trichter 23 und eine Förderschnecke 25 für jeden Ausgabeauslass enthält, wie im Detail in Fig. 3 gezeigt. Bei der Verwendung wird eine Tonerpatrone C, die mit Toner T zu befüllen ist, auf einer federvorgespannten Platte 30 angeordnet. Die Platte weist ein Schaumstoffkissen 32 auf, um die Patrone C vor irrtümlicher Beschädigung zu schützen. Die Patrone C weist eine Befüllungsöffnung auf, die mit der Ausgabedüse 13 in Eingriff gebracht wird, die ein verjüngtes Profil aufweist, um für im Wesentlichen abgedichteten Kontakt zwischen der Düse und der Patronen-Befüllungsöffnung zu sorgen. Für jede Befüllungsöffnung ist ein Bedienfeld 35 vorgesehen. Jedes Bedienfeld 35 weist eine LED- oder LCD-Anzeige 36, vorprogrammierbare Funktionstasten 37 und nummerische Eingabetasten 38 auf. Wenn eine Patrone C zu füllen ist, wählt der Benutzer eine Funktion vom Bedienfeld 35 und drückt eine der entsprechenden Tasten 37, 38. Ein Motor 40 dreht die Förderschnecke 25 mit einer konstanten Geschwindigkeit für einen Zeitraum, der durch die gewählte Eingabe bestimmt wird. Während sich die Förderschnecke 25 dreht, wird Toner T aus dem Trichter 23 die Förderschnecke 25 entlang zugeführt, bis er durch Schwerkraft in das Ausgaberohr 12 fällt. Der Toner T strömt durch die Düse 13 und in die Patrone C. Während sich die Patrone C mit Toner T füllt, wird verdrängte Luft durch die Düse 13 hindurch zurückgedrängt. Die verdrängte Luft führt Feinteilchen aus Toner T' mit sich, die nach oben durch das Ausgaberohr 12 in das Absetzrohr 15 wandern. Wenn die verdrängte Luft weniger turbulent wird, beginnen sich die Tonerteilchen T' abzusetzen und fallen in das Ausgaberohr 12 zurück. Die im Wesentlichen saubere verdrängte Luft entweicht durch die offene Oberseite des Absetzrohres 15.
Die federvorgespannten Platten 30 und das verjüngte Profil der Ausgabedüse 13 ermöglichen es, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Patronen C befüllt wird. Patronen mit großem oder kleinem Füllvolumen können präzise bis zu einem im Voraus angegebenen Gewicht gefüllt werden, indem die Förderschnecke 25 für einen Zeitraum aktiviert wird, der proportional dem erforderlichen Tonergewicht oder -volumen ist.
Die Genauigkeit der ausgegebenen Tonermengen hängt von der Drehung der Förderschnecke 25 mit konstanter Geschwindigkeit für präzise regulierte Zeiträume ab, ebenso wie von der Ausrichtung der Förderschnecke 25. Da die Förderschnecke horizontal angeordnet ist, hört die Tonerzufuhr zum Ausgaberohr auf, sobald die Förderschnecke aufhört, sich zu drehen. Wenn, wie nach dem Stand der Technik, das Ausgabeende der Förderschnecke wesentlich tiefer liegt als das Trichterzufuhrende der Förderschnecke, beeinträchtigen die Tonerströmungseigenschaften die Präzision, etwa dauert der Tonerstrom auf unbestimmte Weise für einen kurzen Zeitraum an, wenn die Förderschnecke angehalten wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Ausgabeende der Förderschnecke wesentlich höher als das Trichterzufuhrende. Diese (nicht gezeigte) Ausführungsform lässt eine größere Trichterspeicherkapazität zu und gewährleistet die Genauigkeit bei der Materialausgabe.
Die vorliegende Erfindung betrifft zwar eine Ausgabevorrichtung für Toner zur Verwendung bei Druckern, wie Laserdruckern, und Kopiergeräten, es versteht sich jedoch, dass die Vorrichtung für die Ausgabe eines jeden Feinteilchenmaterials geeignet ist.
Ein (nicht gezeigter) Rührer ist gegebenenfalls im Trichter 23 vorgesehen, um "Verklumpen" des Toners T zu verhindern. Der Rührer wird entweder direkt von der Förderschnecke 25 oder vom Motor 40 angetrieben.
Die Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung kann zur Verwendung in Modulform ausgebildet werden, wodurch Abgabevorrichtungsgruppen zusammengestellt werden können.
Es versteht sich natürlich, dass die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Details beschränkt ist, die nur als Beispiele angeführt sind, und dass innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich sind.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Ausgeben von Feinteilchenmaterial (T), umfassend:

einen Trichter (23) zum Speichern von auszugebendem Material (T);

ein Abgaberohr (12) mit einer Abgabedüse (13);

allgemein horizontal angeordnete Zuführmittel (25), um gespeichertes Material (T) vom Trichter zum Abgaberohr (12) zu transportieren;

ein Feinteilchenmaterial-Dosierungsmittel (35) zum Regulieren der vom Zuführmittel (25) zum Abgaberohr (12) transportierten Menge an Material (T);

ein Absetzrohr (15); und

Vorspannmittel, die so betrieben werden können, daß ein Behälter (C), der mit Material (T) zu füllen ist, in Dichtungseingriff mit der Abgabedüse gedrängt werden kann,

wodurch bei der Verwendung der Behälter (C) gegen die Abgabedüse (13) abgedichtet wird, die Zuführmittel (25) eine vorbestimmte Menge an Material (T) vom Trichter (25) zum Abgaberohr (12) transportieren und mit Material beladene verdrängte Luft (T') aus dem Behälter (C) in das Absetzrohr (15) entweicht, wo sich das Material in der verdrängten Luft (T') absetzt und durch Schwerkraft in den Behälter (C) fällt.

2. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zuführmittel eine allgemein horizontal angeordnete Förderschnecke (25) umfassen.

3. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Förderschnecke (25) so angeordnet ist, daß das durch sie hindurch beförderte Teilchenmaterial (T) vorgespannt wird, so daß es in der Förderschnecke (25) verbleibt oder zum Trichter (23) zurückkehrt, wodurch das Fließen des Materials (T) aufhört, wenn die Förderschnecke (25) anhält.

4. Ausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der das Dosierungsmittel (35) ein Schaltmittel auf Zeitgeberbasis umfaßt, um die Anzahl an Umdrehungen der Förderschnecke (25) so zu regulieren, daß der Materialdurchsatz präzise und beständig dosiert wird.

5. Ausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der das Abgaberohr (12) und das Absetzrohr (15) Teil eines vertikal angeordneten Rohres sind, das durch die Förderschnecke (25) an einem Anschluß versorgt wird, der vom oberen Ende des Rohres entfernt ist.

6. Ausgabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Behälter (C) gegen die Abgabedüse (13) durch eine Platte (30) abgedichtet ist, die das Vorspannmittel aufweist.

7. Ausgabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Abgabedüse (13) ein verjüngtes Profil aufweist, um den Dichtungseingriff mit einer Bandbreite von Behälterbefüllungsöffnungen zu erleichtern.

8. Ausgabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die ein Mittel zum Umrühren des Materials (T) im Trichter (23) umfaßt.

9. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Umrührmittel vom Zuführmittel (25) angetrieben wird.

10. Ausgabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die einen einzelnen Trichter (23) und eine Vielzahl von Zuführmitteln (25) und zugeordneten Abgaberohren (12) umfaßt.