EP2154580A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer Download PDF

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EP2154580A2
EP2154580A2 EP09176649A EP09176649A EP2154580A2 EP 2154580 A2 EP2154580 A2 EP 2154580A2 EP 09176649 A EP09176649 A EP 09176649A EP 09176649 A EP09176649 A EP 09176649A EP 2154580 A2 EP2154580 A2 EP 2154580A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toner
toner material
air
buffer
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09176649A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Schlageter
Klaus STRÖL
Reinhold Schmidl
Josef Ranner
Bernd Schoch
Joseph Knott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oce Printing Systems GmbH and Co KG filed Critical Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Publication of EP2154580A2 publication Critical patent/EP2154580A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03D—APPARATUS FOR PROCESSING EXPOSED PHOTOGRAPHIC MATERIALS; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03D5/00—Liquid processing apparatus in which no immersion is effected; Washing apparatus in which no immersion is effected
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
    • G03G15/0849—Detection or control means for the developer concentration
    • G03G15/0855—Detection or control means for the developer concentration the concentration being measured by optical means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865—Arrangements for supplying new developer
    • G—PHYSICS
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    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0877—Arrangements for metering and dispensing developer from a developer cartridge into the development unit
    • G03G15/0879—Arrangements for metering and dispensing developer from a developer cartridge into the development unit for dispensing developer from a developer cartridge not directly attached to the development unit
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/06—Developing structures, details
    • G03G2215/066—Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material
    • G03G2215/0685—Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material fulfilling a continuous function within the electrographic apparatus during the use of the supplied developer material, e.g. toner discharge on demand, storing residual toner, not acting as a passive closure for the developer replenishing opening
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08—Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0802—Arrangements for agitating or circulating developer material
    • G03G2215/0816—Agitator type
    • G03G2215/0827—Augers

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and method for dosing toner material in an electrophotographic printer or copier.
  • the removal opening is optionally opened and closed to control the amount of toner material to be removed.
  • a latent charge image is formed on a photosensitive photoconductor material, a photoconductor drum, or a photoconductor belt.
  • This charge image is then inked in a developer station of the printer or copier with electrically charged toner.
  • the inked toner image is then applied to a support material, e.g. Paper, transferred and fixed on this.
  • a one-component developer or a two-component developer is used for developing the latent charge image in the developer station.
  • the one-component developer contains only toner particles; the two-component developer contains a mixture of toner particles and carrier particles.
  • the toner particles are electrically charged in the two-component developer by movements of the two-component developer mixture.
  • the charging of the toner particles is carried out by charge transport, e.g. from a carrier roll.
  • the amount of toner needed to produce the toner image must be supplied to the developer station in order to produce more toner images.
  • Known printers or copiers have a buffer near the developer station provided for toner material is conveyed from the toner material as needed or according to consumption in the developer station inside.
  • the cache is filled in known printers or copiers with toner material from handy toner transport containers through an opening directly into the reservoir or conveyed by a transport system from a remote transport container in the buffer.
  • the cache near the developer station has a level sensor in known printers or copiers.
  • toner must be supplied to the buffer from the toner transport container. This is done e.g. by emptying a transport container into the buffer.
  • closed containers filled with toner material in bottle or cartridge form are adapted to an opening in the buffer. The bottle or cartridge is opened by pulling a slider and / or tearing a tab, allowing the toner material to fall into the reservoir.
  • a toner container and a device for non-soiling of such a toner container in a toner conveying device of a printer or copier are known. If necessary, toner material is transported by means of suction air via a hose into the intermediate storage device from a toner supply container arranged away from the developer station.
  • a vertically displaceable proboscis dips through an opening in the top of the toner container and sucks out toner material.
  • a special shape of the toner reservoir and a laterally mounted vibrator ensure almost complete emptying of the container. To replace the reservoir of the proboscis is pulled out of the container.
  • the opening in the toner reservoir is always located at the top, preventing toner from spilling.
  • the delivery rate is heavily dependent on the level in the toner reservoir. With a reduction in the level also decreases the delivery of toner material, so that the printing process is interrupted at a low toner level in the reservoir and at the same time large amounts of toner in the developer station. Furthermore, the vibrator causes disturbing noises.
  • devices which include one about a horizontal rotating conveyor element which closes the lower opening of the toner container.
  • EP-A-0 494 454 It is also known to fluidize a powdered toner material by means of air. To empty a toner container, it can be made to vibrate.
  • JP03208066A is a toner reservoir with downwardly sloping side walls known.
  • the object of the invention is to provide an apparatus and a method for metering toner material in an electrophotographic printer or copier, in which or in which a to be conveyed from a container amount of toner material can be easily adjusted.
  • the toner material slips down through the discharge opening of the toner container into a blade chamber of a paddle wheel.
  • the toner material is conveyed on.
  • the amount of the promoted toner material can be easily controlled by the speed or by angular momentum of the impeller, whereby the amount of toner material is easily metered.
  • the delivered amount of toner material is thus dependent on the speed and the number and volume of the blade chambers. If too much toner material is conveyed through the blade wheel by the device according to the invention and toner material accumulates below the paddle wheel, then toner material simply remains in the blade chamber. The toner material is neither compressed nor damaged.
  • sealing elements are arranged on the peripheral sides of the blade wheel in the circumferential direction in the area to the right and left of the axis of rotation.
  • the blades are guided past these sealing elements during rotation of the impeller, whereby the opening of the toner container can be sealed airtight by the impeller. If e.g. It is necessary for the toner container to be airtight and for air to flow in via a toner delivery line. The opening of the toner container for the removal of toner material must therefore be hermetically sealed.
  • the toner container has at least in the region of the removal opening gas-permeable areas through which air can flow into the toner container and at least in these areas a flowable toner material-air mixture is formed.
  • a toner material-air mixture can simply flow through the removal opening of the storage container into the blade chamber and, after rotation of the blade wheel, flow out of this blade chamber again.
  • the toner material-air mixture can also be subsequently easily conveyed.
  • solidified toner material is loosened by the supplied air. Deposits of toner material or so-called Tonermaterialweraum be prevented by the supplied air and existing dissolved again.
  • a second aspect of the invention relates to a method of dosing toner material in an electrophotographic printer or copier. This method is carried out, for example, by means of the device according to claim 1.
  • the advantageous given for the process technical effects also relate to the method of dosing toner material.
  • a third aspect of the invention relates to a method for separating toner material and air from a toner material-air mixture.
  • a filter material, a toner material-air mixture is supplied in a first phase of operation.
  • the filter medium is at least traversed by the air in a first direction.
  • a second operating phase the passage of the filter medium through air in the first direction is interrupted in such a way that toner material deposited on the filter medium is released therefrom.
  • This method it is achieved that the filter medium is not clogged by deposited on the filter medium toner material and only a small amount of air can be promoted by the filter means.
  • Such a method can be used, for example, for depositing the toner material when toner material is conveyed by means of negative pressure.
  • the filter means is then arranged in front of the vacuum means for generating the negative pressure to prevent toner material from entering the vacuum means.
  • a predetermined air flow is necessary for conveying toner material by means of such a negative pressure. This air flow is only guaranteed if the filter medium is not or only slightly added with toner material.
  • the second phase of operation ensures that toner material deposited on the filter medium is simply removed therefrom.
  • the air flow through the filter medium can be aligned in the first phase of operation, for example vertically upwards. This ensures that in the second phase of operation, the toner material simply falls down from the filter medium.
  • the filter medium is flowed through in the second operating phase in an approximately opposite direction to the first second direction with air. This ensures that even toner material that has been deposited in the filter medium, can be dissolved out of this again. Even with large adhesion forces between toner material and filter medium, e.g. due to electrostatic forces, the toner material from the filter means using the air flow can be solved very easily. Other additional means, such as vibrators or scrapers are not necessary for cleaning the filter medium.
  • the first and second operating phases alternate, the first operating phase comprising a time of approximately two seconds and the second operating phase comprising a time of approximately one second. This ensures that the filter medium is continuously cleaned and deposits are effectively prevented in the filter medium. Blockages of the filter medium can not arise in the first place.
  • an apparatus for separating toner material and air is disclosed.
  • This device essentially comprises means for carrying out the method according to the third aspect of the invention.
  • the technical effects and advantages specified in the method according to the third aspect of the invention thus also apply correspondingly to the device for separating toner material and air.
  • a metering device is provided with a toner buffer having a supply means for the toner-air mixture and luftdruchine, in particular funnel-shaped obliquely to each other formed side walls through which a low air pressure can be blown into the buffer.
  • This slight overpressure is particularly adjustable and causes no disturbing toner deposits to form on the side walls of the buffer.
  • the pore size of the air-permeable regions is in particular in the range 0.1 to 100 microns.
  • the arrangement of the toner buffer is particularly suitable for the metered delivery of toner in a developer station, and it has the advantage over arrangements with agitators that no mechanically moving devices such as agitators are needed through which squeezed the toner on other materials such as the walls and agitators is rubbed and thus undergoes a much lower mechanical and electrostatic change.
  • the amount of toner delivered from the buffer to the metering orifice can be determined and maintained very accurately via the injection pressure and the tube cross section of a sparger without additional dosing agents such as stirrers, squeegees or the like. Needed.
  • a method of supplying toner material to a plurality of developer stations is in a First operating phase supplied by an air flow toner material from a toner container in a first buffer of a first developer station.
  • toner material from the toner container is fed to a second intermediate storage of a second developer station by an air flow. This ensures that two developer stations can be supplied with toner material from a toner container. This considerably simplifies, for example, the construction of a printer with two developer stations. Even if several printers are supplied with toner material from a toner container, the structure of the printer is simplified by central supply of the developer stations with toner material.
  • Replenishing toner material into multiple developer stations is greatly simplified for an operator because it only needs to replace one toner container for multiple developer stations.
  • the inventive method it is particularly advantageous to use large toner containers with a volume for receiving 5 to 30 kg toner material. Thus, even large print jobs can be processed, without operator actions to refill toner material are necessary. Downtimes can be significantly reduced.
  • toner material deposited on a filter medium is removed therefrom in a third operating phase.
  • This ensures that a filter means which is provided in the printer or copier to separate toner material and air of a toner material-air mixture is cleaned of toner material and thus clogging of the filter medium is prevented.
  • the filter medium can be flowed through, for example, in the third phase of operation with air, which is opposite to the flow direction in which the filter means for separating the toner material-air mixture is traversed by air. As a result, adhering toner material is also released again on the filter medium.
  • the first and the second operating phase each have a duration of about two seconds and the third operating phase have a duration of about one second. It is also possible to carry out a fourth operating phase between the first and second operating phase in which the same method steps are carried out as in the third operating phase. This ensures that in the first and second operating phase in each case the same flow rate is possible and also in the second phase of operation, a sufficient amount of air can be sucked through the filter means.
  • the first and second operating phases are only executed if a preset level of toner material in the intermediate memory of the developer station is not reached in the associated developer station. Until the setpoint is undershot, toner material is no longer fed into this buffer, i. the first and second operating phases are not carried out. If the first and second operating phases are not carried out due to the fill levels in the latches of the developer station, the third phase of operation is advantageously also not carried out.
  • FIG. 1 a toner conveying system 10 of a printer or copier is shown.
  • the toner conveying system 10 is for feeding toner material 12 into a developer station 14.
  • the toner material 12 is fed to the unillustrated printer or copier through a reservoir 16 containing the toner material 12 therein.
  • An opening 18 serves to remove toner material 12. It is shown in a second, lower position, as will be explained below.
  • a closure device 20 is toner-tightly connected to the toner container 16 in such a way that toner material 12 slips out of the storage container 16 into the closure device 20.
  • the closure device 20 includes a funnel 22 into which the toner material 12 slides out of the reservoir 16.
  • the funnel 22 has a funnel outlet 24, which is connected to a pipe system 26 air and toner tight.
  • the pipe system 26 connects the hopper outlet 24 to a buffer 28, which is located near the developer station 14 and is stored in the toner material 12 for further transport into the developer station 14.
  • the buffer 28 includes a stirrer 30, a level sensor 32 and a metering device 34 which includes a paddle wheel.
  • a toner conveying tube 36 with a toner conveying spiral 38 connects the buffer 28 to the developer station 14 and conveys toner material 12 from the buffer 28 to the developer station 14 as needed. With the aid of the metering device 34 and / or the conveying tube 36, which are each connected to a drive device, not shown , the amount of toner material 12 delivered to the developer station 14 is adjusted and metered.
  • the stirrer 30 mixes the toner material 12 in the buffer 28.
  • the buffer 28 is airtight, wherein the hermetically sealed space of the buffer 28 via a pipe system 40 which includes a control valve 42 is connected to a central vacuum line 44. By a vacuum blower 46, a negative pressure in the central vacuum line 44 is generated.
  • the piping 40 is connected to an upper portion of the buffer 28. Below the junction 48, a filter 50 is disposed toward the closed space. Below this filter 50, the buffer 28 is connected to the pipe system 26.
  • the control valve 42 regulates the negative pressure in the pipe system 40 and in the associated intermediate storage 28 and in the pipe system 26. This negative pressure ensures that toner material 12 from the funnel outlet 24 of the closure device 20 is transported into the space of the buffer 28 via the pipe system 26.
  • the amount of the conveyed toner material 12 can be adjusted analogously in many positions with the aid of the control valve 42.
  • the control valve 42 may also be operated in two-point operation in other embodiments, wherein the funded amount of toner material 12 then depends on the negative pressure in the pipe system 44 and the opening time of the control valve 42.
  • Funnel 22 has porous, air-permeable funnel walls. Due to the negative pressure at the funnel outlet 24, air is sucked out of the closure device 20 into the funnel 22 through the funnel walls. In the funnel 22 thereby a toner-air mixture is generated, which has a liquid-like, so-called fluidized state. Via an opening 52 in the closure device 20 of this air is supplied, which is drawn as described with the aid of the negative pressure in the hopper 20.
  • the air supplied through the opening 52 can be controlled.
  • the hopper outlet 24 is further connected to a pipe system 54 with a control valve 56, via which the pipe system 26 ambient air can be supplied.
  • a check valve (not shown) is further included, which prevents leakage of toner material even under unfavorable pressure conditions in the pipe systems 44, 26, 54.
  • the amount of toner material 12 is regulated, which is conveyed from the container 16 in the buffer 28.
  • the control valves 42 and 56 are electrically driven valves. With the help of the control valve 42, the negative pressure conditions in the buffer 28 and in the pipe system 26 can be set exactly. According to the signal of the Level sensor 32, the toner transport from the reservoir 16 is controlled in the buffer 28. Serve as actuators of the control, as already mentioned, the control valve 42 and the control valve 56. By these control valves 42, 56, the suction air required for the toner transport is set. The toner material 12 emerging from the funnel outlet 24 is entrained by the air flow in the pipe system 26, 54 and transported to the intermediate storage device 28. The filter 50 in the buffer 28 prevents the further transport of the toner material 12 in the pipe system 40th
  • the clean air side of the filter 50 is vented to ambient pressure.
  • the buffer 28 at least briefly a negative pressure relative to the ambient pressure in the pipe system 40.
  • the air flow at this pressure equalization is the air flow at Aspirated the toner material oppositely directed.
  • Toner material 12 attached to the filter 50 is released from the filter 50 by the air flow during pressure equalization and falls into the buffer memory 28. Possible leakage of toner material 12 via the pipe system 54 is prevented by the check valve 56.
  • the toner material 12 is transported from the buffer 28 by means of a delivery tube 36 into the developer station 15.
  • the conveyor tube 36 projects with one end into the developer station 14 and has at this end at a bottom 56 wide openings through which the toner material 12 from the conveyor tube 36 falls into the developer station 14.
  • the conveyor spiral 38 contained in the conveyor tube 36 has a pitch, so that it toner material 12 in the conveyor tube 36th transported in similar manner as in a screw conveyor tube from the buffer 28 to the developer station 14.
  • the conveying spiral 38 is, as already mentioned, driven by means of a drive unit.
  • the metering device 34 includes a paddle wheel-like roller, which is arranged between the buffer 28 and the delivery pipe. Such a metering device 34 is also referred to as a rotary valve.
  • the paddle-wheel-like roller seals the buffer store 28 to the delivery tube 36 in an almost air-tight manner, so that air is sucked out of the tube system 26 when a negative pressure is generated with the aid of the vacuum blower 46.
  • the paddle wheel-like roller is preferably driven in synchronism with the conveyor spiral 38, wherein upon rotation of the paddle wheel-like roller, also referred to as a cell wheel, toner material falls from the buffer 28 into the paddles or cells and is transported down the conveyor tube 36 by the rotation.
  • the delivery tube 36 has an opening in the region of the intermediate store below the metering device 34 at the top, so that the toner material 12 falls from the cells down into the delivery tube 36.
  • the stirrer 30 in the interior of the buffer 28 is driven by means of a drive unit, not shown, and prevents by a rotation, a cavitation or Wevier Struktur in the toner material 12 of the buffer 28th
  • FIG. 2 shows a sectional view of a metering device along a in FIG. 3 illustrated section line BB.
  • the reservoir 16 is in the arrangement after FIG. 2 arranged in the conveying position, wherein the reservoir 16 has a lower toner removal opening, through the toner material 12 from slipping out of the container downwards.
  • Below the removal opening 58 is a Roller 60 is arranged.
  • blades are arranged, one with 62 and another with 64 is designated.
  • the blades 62, 64 are star-shaped from the roller 60, wherein between two adjacent blades 62, 64 each have a blade chamber 66 is formed.
  • the blades 62, 64 are connected to the roller 60 via a connecting element 68.
  • the roller 60 is partially enclosed by a housing 70, so that the blade tips slide along the housing 70.
  • the blades 62, 64 seal the toner container 16 to a portion 72 below the roller 60 against the housing 70 air and toner tight.
  • a toner conveying spiral 74 is disposed in a toner conveying tube 76.
  • the toner conveying tube 76 has an opening upwardly to the roller 60 along the entire length of the roller 60.
  • the roller 60 together with the blades 62, 64 a paddle wheel 78.
  • the opening of the toner delivery tube 76 extends similar to the removal opening 58 in the reservoir 16 via the entire width of the paddle wheel 78th
  • the toner material 12 slips out of the removal opening 58 into the upwardly open blade chambers 66 of the paddle wheel 78, the toner material 12 slipping through the removal opening 58 of the storage container 16.
  • the reservoir 16 is seated with bearing surfaces 80, 82 on supports 84, 86 of the housing 70, whereby the reservoir 16 to the housing 70 toward air and toner sealed is completed.
  • the paddle wheel 78 thus forms a removal or metering device for removing toner material 12 from the reservoir 16.
  • the toner material 12 which has slid into the blade chamber 66, is transported downwards towards the region 72 during a rotation of the roller 60 in the blade chamber 66.
  • the toner material 12 falls in the region 72 of the blade chamber 66 out and into the delivery spiral 74 of the toner delivery tube 76 inside.
  • the remaining amount of toner material 12 remains in the blade chamber 66 and becomes the removal opening in the blade chamber 66 again 58 transported.
  • the blade chamber 66 In the region of the removal opening 58, the blade chamber 66, in which a residual amount of toner material 12 is located, is again completely filled with toner material 12 slipping out of the storage container 16. This ensures that the toner material 12 is not excessively mechanically stressed during conveying with the paddle wheel 78. In particular, the toner material 12 is not compressed in the regions 72 and in the toner delivery tube 76. Only the amount of toner material 12 falls in the area 72 from the blade chamber 66, which can fall into the delivery tube 76 or the amount of toner material 12, which is conveyed away by the toner tube 76.
  • the conveyor spiral 74 is driven by means of a drive unit, not shown, in the direction of the arrow P2.
  • the drive unit of the feed spiral 74 is coupled to the drive of the roller 60.
  • the drives and the blade chambers 66 are designed such that a larger amount of toner material 12 is conveyed with the aid of the paddle wheel 78 than can be transported further by the toner conveying tube 76 with the toner conveying spiral 74. This prevents cavities from being formed in the toner conveying tube 76.
  • the toner conveying tube 76 is arranged in the housing 70 at least in the region of the roller 60 or the impeller 78.
  • FIG. 3 is a sectional view of the metering device according to FIG. 2 shown along the section line AA, with only a left part of this sectional view is shown.
  • the roller 60 is rotatably mounted at its ends in bearings, wherein a in the FIG. 3 illustrated bearing is designated by 88.
  • the bearing 88 may be formed, for example, as a ball or sliding bearings.
  • a sealing element 90 is provided which seals an area around the paddle wheel 78 toward the bearing 88 and seals it in a toner-tight manner.
  • a sealing element 90 may for example be a Simmerring or a lip seal.
  • the toner material 12 is by means of the paddle wheel 78, as already in connection with FIG. 2 described, fed from the reservoir 16 into the toner conveying tube 76, wherein it falls from the blade chambers 66 into intermediate spaces 96 of the conveyor spiral 74. With the aid of the toner delivery tube 76, the toner material 12 from the storage container 16 can be conveyed very simply directly into the developer station 14 as well as into or out of a buffer store 28. This arrangement requires very little space and is very inexpensive to manufacture.
  • the toner material 12 is mechanically stressed only very slightly during transport from the reservoir 16 into the developer station 14 or the buffer 28.
  • the delivery tube 76 is in an arrangement of the delivery tube 76, as in the toner delivery system according to FIG. 1 shown and explained, the toner material 12 in a simple manner evenly distributed in the developer station 14 through the longitudinal opening on the bottom 57 of the conveyor tube 76.
  • the metering device according to Figures 2 and 3 is particularly good as a metering device 34 in the buffer 28 usable.
  • the delivery tube 76 is then functionally identical to the delivery tube 36 to toner material from the buffer 28 in the developer station 14 to promote.
  • the metering device guarantees according to the Figures 2 and 3 also an airtight seal to the delivery pipe 36, 76 and the developer station 14 out.
  • the uniform toner distribution over the length of the developer station 14 is possible by the toner delivery tube 36, 76 regardless of the level in the buffer 28 or in the reservoir 16.
  • the sealing elements 90, 92 are primarily used for lateral sealing of the impeller 78.
  • the airtight seal between the reservoir 16, and the conveyor tube 76 is achieved by sealing the blade ends against the housing 70.
  • the blade arrangement of the paddle wheel 78 and the shape of the housing 70 are adapted so that in each rotational position of the roller 60 at least two blade ends on each side of the paddle wheel 78 seal against the housing 70.
  • sealing elements may be provided, at which the blades 62, 64 are guided past the rotation of the paddle wheel 78.
  • the blades 62, 64 slide on the sealing elements. Both the removal opening 58 and the region 72 extend along the roller 60 or on the width of the impeller 78. It is also advantageous to arrange the walls of the storage container 16, 28 in the region of the removal opening 58 in a funnel shape such that it faces the removal opening 58 to run towards. This ensures that the toner material 12 easily slips through the removal opening 58 in the blade chambers 66 of the paddle wheel 78.
  • the walls of the toner reservoir 16 are permeable to gas at least in the region of the opening 58, wherein the toner material 12 in the reservoir 16 air is supplied. With the help of this air, a flowable toner material-air mixture is generated at least in the region of the opening 58, which flows particularly easily into the blade chambers 66 of the paddle wheel 78. It is particularly advantageous if the toner material 12 removed with the aid of the paddle wheel 78 falls into a toner conveying tube with a toner conveying spiral or with another screw conveyor since the toner material 12 can be conveyed particularly simply and gently with the aid of such a screw conveyor.
  • FIG. 13 is a toner conveying system 98 similar to the toner conveying system of FIG. 1 shown.
  • the toner conveying system 98 is different from the toner conveying system FIG. 1 for supplying toner material 12 in two developer stations 14a, 14b.
  • the toner conveying system 98 may be used in an electrophotographic printer or copier having two developer stations 14a, 14b, eg, in a printer or copier, in which a front and a back are simultaneously printed.
  • toner delivery system 98 may also be provided for feeding toner material into two developer stations disposed in two separate electrophotographic printers or copiers. In contrast to the toner delivery system FIG.
  • Duplicated elements in the toner conveying system 98 are denoted by the same reference numerals as in the toner conveying system of FIG. 1 but the letter a has been added for the elements belonging to the first developer station 14a and the letter b for the elements belonging to the developer station 14b.
  • the vacuum blower 46 generates a vacuum of about 70 millibars on the control valves 42a, 42b.
  • the control valves 42a, 42b respectively, the level of toner material 12 are controlled in the buffer 28a and 28b by regulating the suction air, wherein the buffers 28a, 28b supplied amount of toner material 12 is removed from the reservoir 16, as already in connection with FIG. 1 was explained.
  • a filter means 50a, 50b is provided which contains, for example, a coated polyester felt. The filter means 50a, 50b separates the toner material 12 from the aspirated toner material-air mixture.
  • the pipe system 26 contains a distribution piece 27, which divides the pipe system 26 into a pipe system 26a and into a pipe system 26b, toner material 12 being conveyed into the buffer 28a via the pipe system 26a and toner material 12 being fed into the buffer 28b via the pipe system 26b.
  • the quantity of toner material 12 fed to the respective developer station 14a, 14b is controlled by means of the metering device 34a, 34b in cooperation with the toner delivery tube 36a, 36b.
  • the opening on the underside of the toner delivery tube 36a, 36b in the region of the developer station 14a, 14b, as already mentioned, ensures uniform distribution of the toner material 12 in the respective developer station 14a, 14b.
  • the metering devices 34a, 34b each contain a paddle wheel 78a, 78b and are similar to the metering device according to FIGS Figures 2 and 3 built up. These arrangements of the paddlewheel scrape the buffer 28a air and toner impermeable to the delivery pipe 36a and the environment from.
  • FIG. 5 For example, a toner conveying system 100 similar to toner conveying system 98 is shown in FIG. 4 shown. However, in the toner conveying system 100, the toner supply container 16 is disposed for removal with the discharge opening at the top, and a dip tube 104 for withdrawing toner material 12 through the discharge opening into the toner reservoir 16 protrudes. With the aid of a receiving device 106, the reservoir 16 is inserted into a storage unit 110. The removal of toner material 12 from a reservoir 16 by means of a dip tube 104, as already mentioned in the introduction, in the documents EP-A 0311646 and US-A 4,999,064 described. Similar to the toner delivery system 98 after FIG.
  • toner material is conveyed from the storage container 16 into the intermediate storage devices 28a and 28b with the aid of negative pressure, ie with suction air.
  • the suction air is adjusted in accordance with a signal of the level sensors 30a, 30b and thereby the amount of the conveyed toner material 12 and / or the time in the toner material 12 is conveyed from the reservoir 16 in the latches 28a, 28b, controlled ,
  • a solenoid valve 112 is shown, for example, as the control valve 42 a and 42 b after the FIGS. 4 and 5 is used.
  • the solenoid valve 112 has an electromagnetic drive 114 which includes a coil, not shown, and an armature, not shown.
  • the solenoid valve 112 is in FIG. 6 shown in an open position, wherein a first valve plate 116 is pressed against a first valve seat 118 with activated magnetic drive 114.
  • the magnetic drive 114 is activated by means of a supply voltage of 24 V DC, which is supplied via terminals of the solenoid valve 112.
  • the pipe system 44 is connected to the pipe system 40 so that air from the pipe system 40 can flow into the pipe system 44 in the direction of the vacuum blower 46.
  • toner material 12 is conveyed from the reservoir 16 into the buffer 28.
  • the pipe systems 40, 44 are airtight with a Valve housing 120 connected.
  • the solenoid valve 112 includes a second valve plate 122 and a filter element 124, whose function is described below in connection with FIG. 8 will be explained in more detail.
  • the solenoid valve 112 is shown in a half-closed position. This position passes through the solenoid valve 112 when the supply voltage of 24 volts DC is turned off. In this case, the first valve plate 116 releases from the first valve seat 118, whereby an opening 126 is released next to the valve seat, through which, as indicated by the arrow P3, air flows into the pipe systems 40 and 44. The air flowing in causes a pressure equalization, so that in the pipe system 40 and 44 ambient pressure is set. Both the movement of the first valve plate 116 and the second valve plate 122 are guided by the armature of the solenoid valve 112, wherein the armature is pushed out of the drive 114 by means of a spring 114 arranged in the drive 114 and not shown. When applying the operating voltage of 24 volts DC, the armature is drawn into the drive 114, wherein the movement is directed against the spring force of the arranged in the drive 114 spring.
  • FIG. 8 the solenoid valve 112 is shown in a closed position.
  • the supply voltage of the solenoid valve 112 is turned off, so that the armature 128 is pushed out of the drive 114 so far that the first valve plate 116 presses against a second valve seat 130, wherein the second valve plate 122 presses on a third valve seat 132.
  • the first valve plate 116 closes the valve 112, whereby the pipe system 44 is separated from the pipe system 40 and no air from the pipe system 40 can be pulled into the pipe system 44.
  • the second valve plate 122 is in the in FIG. 8 shown closed position of the solenoid valve 112 by means of the spring 124 on the third valve seat 132 on the housing 120 of the solenoid valve 112 is pressed so that no air from the outside can flow into the housing 120 of the solenoid valve.
  • the vacuum blower 46 via the pipe system 44 at a closed position of the solenoid valves 42b, 42a via the other solenoid valve 42a, 42b suck in air and toner material 12 from the reservoir 16 in the respective associated latch 28a, 28b promote.
  • Toner material 12 is preferably sucked out of storage container 16 into intermediate storage 28 for two seconds, and subsequently the pipe system 40 is aerated for one second. Both for the transport of toner material 12 by means of suction air and for the described filter cleaning of the filter means 50, it is necessary that the pipe systems 44, 40, 26 and the elements connected to them are made airtight.
  • FIG. 15 is a diagram showing a control procedure for filling two latches 28a, 28b by a toner conveying system 98 or 100 after the first time FIGS. 4 or 5 shown.
  • the intermediate storage devices 28a and 28b are supplied with toner material 12 from the reservoir 16.
  • the level sensor 30a indicates that a preset level of toner material 12 has not been reached in the buffer 28a.
  • the valve 42a is activated and opened. Toner material 12 is conveyed from the reservoir 16 into the buffer 28a.
  • the so-called Saugtaktzeit the valve 42a is no longer energized, whereby the valve 42a is closed and, as already in connection with the FIGS. 6 to 8 For example, as the valve 42a closes, ambient air flows into the tubing 40a to clean the filter means 50a.
  • the level sensor 30b outputs a signal which has reached a preset level of toner material 12 in the intermediate memory 28b. However, while the valve 42a is being driven, the level sensor 30b detects that the preset level in the latch 28b is not reached and outputs a corresponding signal. After the valve 42a is closed, the valve 42b is activated and opened at the time t2. After a predetermined time of about two seconds, the valve 42b is no longer driven and closed. Between the end of the driving of the valve 42a and the beginning of the driving of the valve 42b, a predetermined time of about one second is waited, which is also referred to as dead time. During this time, the valve 42 a is closed, whereby, as already explained, ambient air can flow into the pipe system 40 a, 44.
  • the driving of the valve 42b is stopped. Thereafter, the valve 42b is closed.
  • the valve 42a is controlled again, since according to the signal of the level sensor 30a, a preset level has not yet been reached.
  • toner material 12 is repeatedly conveyed from the reservoir 16 into the buffer 28a.
  • the valve 42a is driven again at the time t4, whereupon the valve 42a is opened.
  • the valve 42a is closed again at time t5 and, as already explained, the filter medium 50 is cleaned again.
  • the level sensor 30a determines that the preset level has been reached. As a result, no toner material 12 is subsequently transported into the buffer memory 28a until the level sensor 30a again outputs a signal that the preset fill level has fallen below.
  • the valve 42b is further driven with multiple suction cycles until the level sensor 30b outputs a signal that a preset level has been reached.
  • the valve 42b is activated and opened for two seconds each time and is not actuated and closed for one second.
  • ambient air flows into the pipe system 40b.
  • the valve 42b between times t5 and t6; t7 and t8; t9 and t11 and between times t6 and t7; t8 and t9 not activated.
  • the level sensor 30b outputs a signal that the buffer memory 28b with toner material 12 is filled to the preset level, whereupon subsequently the valve 42b is not driven again until the level sensor 30b outputs a signal that the preset level is undershot.
  • the level sensor 30a outputs a signal that the filling level in the buffer 28a has been undershot.
  • the valve 42a is driven in the same way as previously the valve 42b, wherein the valve 42a between the two points t12 and t13; t14 and t15 is actuated and is not activated between times t13 and t14.
  • the valve 42a is thereby closed between the times t13 and t14 and after the time t15, whereby ambient air can flow into the pipe system 40a. Between time t14 and time t15, the level sensor 30a outputs a signal that the preset level has been reached. Thereafter, the valve 42a is not repeatedly driven. After the time t15, the valves 42a, 42b are not driven again until at least one level sensor 30a, 30b outputs a signal that one of the preset fill level limit values is undershot.
  • a dead time which has at least the same time duration as the fall time of the valve 112, 42a, 42b, is provided between every two activation cycles.
  • FIG. 10 a cross-section of the buffer 28 is shown.
  • the outer walls of the buffer 28 have air-permeable areas, which are arranged funnel-shaped down to the metering device 34 down.
  • the air-permeable areas 134, 136 are towards the ambient air hermetically sealed off, wherein the air flow through the areas 134, 136 through the air-permeable areas 134, 136 is adjustable via air supply lines 138, 140.
  • the amount of air introduced through the air feeds 138, 140 can be introduced, for example, by means of compressed air, or simply ambient air can flow in through the air feed lines when a negative pressure prevails in the intermediate store 28.
  • toner material 12 is conveyed from the storage container 16 into the intermediate storage 28.
  • the filter medium 50 separates the toner material-air mixture conveyed via the pipe system 26, wherein it only lets air pass to the clean air side, ie toward the pipe system 40, and the toner material 12 remains on the filter medium 50.
  • the filter medium 50 contains, for example, an air-permeable and toner-impermeable flow material and is connected to the housing of the buffer 28 in points 142, 144 in a toner-tight manner. With the aid of a holding device, the filter medium is held approximately in its central axis at the point 146, so that it can not fall on the intermediate storage 28 existing toner material 12.
  • a toner material-air mixture via the pipe system 26 is conveyed from the toner container 16.
  • the filter means 50 takes the position shown by a dashed line.
  • toner material 12 from the toner material-air mixture is fixed to the filter medium 50.
  • the through the pipe system 26 conveyed air flows through the filter means 50 on the filter clean air side into the pipe system 40.
  • not only the toner material-air mixture flows through the pipe system 26, but also air through the air-permeable areas 134, 136 of the buffer 28. This is in the buffer 28th produced with the toner material 12 therein a toner material-air mixture, which flows particularly easily into the metering device 34.
  • the filter means 50 is designed as a flexible filter cloth, in particular as a cloth or as a plastic fabric and attached sagging in the rest position.
  • the sag-mounted filter cloth 50 is whip-like moves and shakes off adhering toner material 12.
  • the toner material 12 is not mechanically stressed excessively, in particular the toner material is not crushed or rubbed against the walls or on the filter medium 50. This ensures that the mechanical and electrostatic properties of the toner material 12 are not changed.
  • maintenance-intensive mechanical devices for cleaning the filter medium 50 are largely dispensed with. As a result, this cleaning is also particularly cost feasible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Tonermaterial an mehrere Entwicklerstationen, bei dem in einer ersten Betriebsphase durch einen Luftstrom Tonermaterial (12) aus einem Tonerbehälter (16) angesaugt und einem ersten Zwischenspeicher (28a) einer ersten Entwicklerstation (14a) zugeführt wird. In einer zweiten Betriebsphase wird durch einen Luftstrom Tonermaterial (12) aus dem Tonerbehälter (16) einem zweiten Zwischenspeicher (14b) einer zweiten Entwicklerstation (28b) zugeführt. Ferner wird in einer dritten Betriebsphase auf einem Filtermittel (50) abgelagertes Tonermaterial (12) von diesem entfernt. In der ersten und zweiten Betriebsphase wird das mit den Zwischenspeichern verbundene Filtermittel (50) in einer ersten Richtung durchströmt, während in der dritten Betriebsphase das Filtermittel (50) in einer zur ersten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzten zweiten Richtung von Luft durchströmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer. Zur Entnahme von Tonermaterial aus einem Tonerbehälter mit unten liegender Entnahmeöffnung wird die Entnahmeöffnung wahlweise geöffnet und geschlossen, um die zu entnehmende Menge Tonermaterial zu steuern.
  • Bei elektrofotografischen Druckern oder Kopierern wird ein latentes Ladungsbild auf einem lichtempfindlichen Fotoleitermaterial, einer Fotoleitertrommel oder einem Fotoleiterband erzeugt. Dieses Ladungsbild wird anschließend in einer Entwicklerstation des Druckers oder Kopierers mit elektrisch geladenem Toner eingefärbt. Das eingefärbte Tonerbild wird anschließend auf ein Trägermaterial, z.B. Papier, übertragen und auf diesem fixiert.
  • Zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes in der Entwicklerstation wird ein Einkomponentenentwickler oder ein Zweikomponentenentwickler verwendet. Der Einkomponentenentwickler enthält nur Tonerteilchen; der Zweikomponentenentwickler enthält ein Gemisch aus Tonerteilchen und Trägerteilchen. Die Tonerteilchen werden beim Zweikomponentenentwickler durch Bewegungen des Zweikomponentenentwicklergemisches elektrisch aufgeladen. Beim Einkomponentenentwickler erfolgt die Aufladung der Tonerteilchen durch Ladungstransport z.B. von einer Trägerwalze.
  • Die zum Erzeugen des Tonerbildes benötigte Tonermenge muss der Entwicklerstation zugeführt werden, um weitere Tonerbilder erzeugen zu können. Bei bekannten Druckern oder Kopierern ist nahe der Entwicklerstation ein Zwischenspeicher für Tonermaterial vorgesehen, aus dem Tonermaterial je nach Bedarf bzw. je nach Verbrauch in die Entwicklerstation hinein gefördert wird.
  • Der Zwischenspeicher wird bei bekannten Druckern oder Kopierern mit Tonermaterial aus handlichen Tonertransportbehältern durch eine Öffnung direkt in den Vorratsbehälter gefüllt oder durch ein Transportsystem aus einem entfernt angeordneten Transportbehälter in den Zwischenspeicher gefördert. Der Zwischenspeicher nahe der Entwicklerstation hat bei bekannten Druckern oder Kopierern einen Füllstandssensor. Bei einem minimalen Füllstand muss dem Zwischenspeicher aus dem Tonertransportbehälter Tonermaterial zugeführt werden. Dies erfolgt z.B. durch Entleeren eines Transportbehälters in den Zwischenspeicher hinein. Bei anderen bekannten Anordnungen werden verschlossene mit Tonermaterial gefüllte Behälter in Flaschen- oder Kartuschenform auf eine Öffnung im Zwischenspeicher adaptiert. Die Flasche oder Kartusche wird durch Ziehen eines Schiebers und/oder Aufreißen einer Lasche geöffnet, wodurch das Tonermaterial in den Vorratsbehälter fallen kann.
  • Jedoch ist bei diesen Lösungen zum Nachfüllen von Tonermaterial in den Zwischenspeicher eine hohe Verschmutzungsgefahr für eine Bedienperson und die Umgebung des Zwischenspeichers beim Einfüllen des Tonermaterials und beim Entnehmen des entleerten Transportbehälters vorhanden. Ein geringes Gewicht und eine kleine Baugröße der Flaschen und/oder Kartuschen ermöglicht zwar einen einfachen Umgang und eine sichere Handhabung beim Nachfüllen des Zwischenspeichers, jedoch ist bei einem hohen Tonerverbrauch ein häufiges Nachfüllen des Vorratsbehälters notwendig, wodurch lange Maschinenstillstandszeiten entstehen und die Bedienperson stark beansprucht wird.
  • Aus den Dokumenten US-A-4,990,964 und US-A-5,074,342 ist ein Tonerbehälter und eine Vorrichtung zum verschmutzungsfreien Wechseln eines solchen Tonerbehälters in einer Tonerfördereinrichtung eines Druckers oder Kopierers bekannt. Aus einem von der Entwicklerstation entfernt angeordneten Tonervorratsbehälter wird bei Bedarf Tonermaterial mit Hilfe von Saugluft über einen Schlauch in den Zwischenspeicher transportiert. Ein vertikal verschiebbarer Saugrüssel taucht durch eine oben im Tonerbehälter angeordnete Öffnung ein und saugt Tonermaterial heraus. Eine spezielle Formgebung des Tonervorratsbehälters und ein seitlich angebrachter Rüttler sorgen für eine nahezu vollständige Entleerung des Behälters. Zum Austausch des Vorratsbehälters wird der Saugrüssel aus dem Behälter gezogen. Die Öffnung im Tonervorratsbehälter ist stets oben angeordnet, wodurch ein Verschütten von Toner verhindert wird. Jedoch ist die Förderleistung stark vom Füllstand im Tonervorratsbehälter abhängig. Mit einer Verringerung des Füllstandes nimmt auch die Förderleistung von Tonermaterial ab, so dass der Druckvorgang bei niedrigem Tonerfüllstand in dem Vorratsbehälter und gleichzeitigem großem Tonerbedarf in der Entwicklerstation unterbrochen wird. Ferner verursacht der Rüttler störende Geräusche.
  • Aus dem Dokument US-A-5,915,154 ist eine Vorrichtung zum Fördern von Tonermaterial aus einem Vorratsbehälter mittels einer Saug-Druck-Einheit bekannt, die in den Vorratsbehälter ragt. Mit Hilfe der Saug-Druck-Einheit wird Tonermaterial mit Gas durchsetzt, so dass das anzusaugende Tonermaterial zu einem Pulver-Gas-Gemisch vermischt wird, wodurch das Ansaugen des feinpulvrigen Tonermaterials aus dem Vorratsbehälter erleichtert wird. Jedoch tritt auch bei dieser bekannten Vorrichtung das Problem auf, dass mit Abnahme des Füllstandes in dem Vorratsbehälter die Förderleistung abnimmt und es zu der bereits beschriebenen Unterbrechung des Druckprozesses infolge zu geringer Tonermaterialnachförderung kommt.
  • Aus den Dokumenten EP-A-0 412 923 und US-A-4,277,003 sind Vorrichtungen bekannt, die ein um ein waagerechtes rotierendes Förderelement enthalten, das die untere Öffnung des Tonerbehälters verschließt.
  • Aus den Dokumenten US-A-2,643,032 und US-A-3,231,105 sind Schaufelräder zum Fördern von pulverförmigen Materialien bekannt.
  • Aus dem Dokument US-B-6,229,975 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Toner-Luft-Gemisch durch einen Filter angesaugt wird, wobei sich Tonermaterial im Filter ablagert.
  • Aus den Dokumenten Patent Abstracts of Japan Bd. 2000, Nr. 01, 31. Januar 2000 (2000-01-31), JP 11282238 und US-A-5,915,154 sind Verfahren bekannt, bei denen ein Toner-Luft-Gemisch von einem Zwischenspeicher in mehreren Entwicklerstationen gefördert wird. Aus dem Dokument US-A-5,915,154 ist ferner bekannt, so genannte Luftseparatoren zum Trennen von Luft und Toner vorzusehen.
  • Aus dem Dokument US-A-5,201,349 ist eine Vorrichtung zum Umfüllen von Toner aus einem Transportbehälter in einen Vorratsbehälter bekannt. Ferner ist eine Reinigungsvorrichtung zum mechanischen Entfernen von Tonermaterial von einem Filtereinsatz bekannt, der zum Trennen von Toner und Luft dient.
  • Aus dem Dokument US-A-5,727,607 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von Tonermaterial bekannt, bei denen dem Tonermaterial ein gasförmiges Medium zugeführt wird.
  • Aus dem Dokument EP-A-0 494 454 ist ferner bekannt, ein pulverförmiges Tonermaterial mit Hilfe von Luft zu fluidisieren. Zum Entleeren eines Tonerbehälters kann dieser zum Vibrieren angeregt werden.
  • Aus dem Dokument Patent Abstracts of Japan, Bd. 015, Nr. 480 (P-1284), 5. Dezember 1991 (1991-12-05)- JP03208066A ist ein Tonervorratsbehälter mit nach unten schräg zueinander verlaufenden Seitenwänden bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer anzugeben, bei der bzw. bei dem eine aus einem Behälter zu fördernde Menge Tonermaterial einfach eingestellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei dieser Vorrichtung rutscht das Tonermaterial durch die Entnahmeöffnung des Tonerbehälters nach unten in eine Schaufelkammer eines Schaufelrades. Durch Drehen des Schaufelrades wird das Tonermaterial weitergefördert. Die Menge des geförderten Tonermaterials lässt sich einfach durch die Drehzahl oder durch Drehimpulse des Schaufelrades steuern, wodurch die Tonermaterialmenge einfach dosierbar ist. Die geförderte Menge Tonermaterial ist somit von der Drehzahl sowie der Anzahl und dem Volumen der Schaufelkammern abhängig. Wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zu viel Tonermaterial durch das Schaufelrad gefördert und staut sich Tonermaterial unterhalb des Schaufelrades, so verbleibt Tonermaterial einfach in der Schaufelkammer. Das Tonermaterial wird dabei weder zusammengedrückt noch beschädigt.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind an den Umfangsseiten des Schaufelrades in Umfangsrichtung im Bereich rechts und links der Drehachse Dichtelemente angeordnet. Die Schaufeln werden beim Drehen des Schaufelrades an diesen Dichtelementen vorbeigeführt, wodurch die Öffnung des Tonerbehälters durch das Schaufelrad luftdicht abgedichtet werden kann. Wird z.B. in den Tonerbehälter Tonermaterial mit Hilfe von Unterdruck hineingefördert, ist es notwendig, dass der Tonerbehälter luftdicht ist und dass Luft über eine Tonerförderleitung nachströmt. Die Öffnung des Tonerbehälters zur Entnahme von Tonermaterial muss somit luftdicht verschlossen sein.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat der Tonerbehälter zumindest im Bereich der Entnahmeöffnung gasdurchlässige Bereiche, durch die Luft in den Tonerbehälter strömen kann und zumindest in diesen Bereichen ein fließfähiges Tonermaterial-Luft-Gemisch entsteht. Ein solches Tonermaterial-Luft-Gemisch kann einfach durch die Entnahmeöffnung des Vorratsbehälters in die Schaufelkammer fließen und nach Drehung des Schaufelrades wieder aus dieser Schaufelkammer herausfließen. Das Tonermaterial-Luft-Gemisch lässt sich auch nachfolgend einfach fördern. Im Tonerbehälter verfestigtes Tonermaterial wird durch die zugeführte Luft gelockert. Ablagerungen von Tonermaterial oder sogenannte Tonermaterialwechten werden durch die zugeführte Luft verhindert und vorhandene wieder aufgelöst.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer. Dieses Verfahren wird z.B. mit Hilfe der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 durchgeführt. Die für das Verfahren angegebenen vorteilhaften technischen Wirkungen betreffen auch das Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Tonermaterial und Luft aus einem Tonermaterial-Luft-Gemisch. Bei diesem Verfahren wird in einer ersten Betriebsphase einem Filtermittel ein Tonermaterial-Luft-Gemisch zugeführt. Das Filtermittel wird dabei in einer ersten Richtung zumindest von der Luft durchströmt.
  • In einer zweiten Betriebsphase wird das Durchströmen des Filtermittels mit Luft in der ersten Richtung derart unterbrochen, dass sich an dem Filtermittel abgelagertes Tonermaterial von diesem löst. Mit diesem Verfahren wird erreicht, dass das Filtermittel nicht durch auf dem Filtermittel abgelagertes Tonermaterial verstopft ist und nur noch eine geringe Luftmenge durch das Filtermittel gefördert werden kann. Ein solches Verfahren kann z.B. zum Abscheiden des Tonermaterials genutzt werden, wenn Tonermaterial mit Hilfe von Unterdruck gefördert wird. Das Filtermittel ist dann vor dem Unterdruckmittel zum Erzeugen des Unterdrucks angeordnet, um zu verhindern, dass Tonermaterial in das Unterdruckmittel eindringt. Zum Fördern von Tonermaterial mit Hilfe eines solchen Unterdrucks ist ein vorbestimmter Luftstrom notwendig. Dieser Luftstrom ist nur gewährleistet, wenn das Filtermittel nicht oder nur gering mit Tonermaterial zugesetzt ist. Durch die zweite Betriebsphase wird erreicht, dass Tonermaterial, dass sich auf dem Filtermittel abgelagert hat, von diesem einfach entfernt wird. Der Luftstrom durch das Filtermittel kann dabei in der ersten Betriebsphase z.B. vertikal nach oben ausgerichtet sein. Dadurch wird erreicht, dass in der zweiten Betriebsphase das Tonermaterial einfach nach unten vom Filtermittel abfällt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Filtermittel in der zweiten Betriebsphase in einer zur ersten Richtung etwa entgegengesetzten zweiten Richtung mit Luft durchströmt. Dadurch wird erreicht, dass auch Tonermaterial, das sich im Filtermittel abgelagert hat, aus diesem wieder herausgelöst werden kann. Auch bei großen Adhäsionskräften zwischen Tonermaterial und Filtermittel, z.B. infolge elektrostatischer Kräfte, kann das Tonermaterial vom Filtermittel mit Hilfe des Luftstroms besonders einfach gelöst werden. Weitere zusätzliche Mittel, wie Rüttler oder Abstreifer sind zum Reinigen des Filtermittels nicht notwendig.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wechseln die erste und zweite Betriebsphase sich einander ab, wobei die erste Betriebsphase eine Zeit von etwa zwei Sekunden und die zweite Betriebsphase eine Zeit von etwa einer Sekunde umfasst. Dadurch wird erreicht, dass das Filtermittel kontinuierlich gereinigt wird und Ablagerungen im Filtermittel wirkungsvoll verhindert werden. Verstopfungen des Filtermittels können so gar nicht erst entstehen.
  • Bei einem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Trennen von Tonermaterial und Luft angegeben. Diese Vorrichtung enthält im Wesentlichen Mittel, um das Verfahren gemäß des dritten Aspektes der Erfindung auszuführen. Die beim Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung angegebenen technischen Wirkungen und Vorteile gelten somit entsprechend auch für die Vorrichtung zum Trennen von Tonermaterial und Luft.
  • In einem fünften Aspekt der Erfindung, der insbesondere mit den dritten und vierten und Aspekten der Erfindung kombiniert werden kann, ist eine Dosiervorrichtung mit einem Toner-Zwischenspeicher vorgesehen, der eine Zufuhreinrichtung für das Toner-Luft-Gemisch aufweist sowie luftdruchlässige, insbesondere trichterförmig schräg zueinander ausgebildete Seitenwände, durch die ein geringer Luft-Überdruck in den Zwischenspeicher geblasen werden kann. Dieser leichte Überdruck ist insbesondere einstellbar und bewirkt, dass auch sich an den Seitenwänden des Zwischenspeicher keine störenden Tonerablagerungen bilden. Als Material für die luftdurchlässigen Bereiche (Seitenwände) haben sich insbesondere Sintermetalle als auch Sinterkunststoffe als geeignet erwiesen. Die Porengröße der luftdurchlässigen Bereiche liegt insbesondere im Bereich 0,1 bis 100 µm. Je nach Porengröße erweist sich ein gewisser Überdruck als vorteilhaft, wobei sich in Versuchen der Anmelderin z.B. für eine mittlere Porengröße von 0,2 µm ein Überdruck von ca. 19 mbar als ideal erwiesen hat. Die Anordung des Toner-Zwischenspeichers eignet sich insbesondere auch zur dosierten Abgabe von Toner in eine Entwicklerstation, wobei sie gegenüber Anordungen mit Rührwerken den Vorteil hat, dass keine mechanisch bewegten Einrichtungen wie Rührwerke benötigt werden, durch die der Toner gequetscht, an anderen Materialien wie die der Wände und Rührwerke gerieben wird und somit eine wesentlich geringere mechanische und elektrostatische Veränderung erfährt. Dadurch dass der eingeblasene Toner praktisch vollständig von den Seitenwänden des Zwischenbehälters und vom Filter gelöst wird, kann die vom Zwischenspeicher an die Dosieröffnung abgegebene Tonermenge über den Einblasdruck und den Rohrquerschnitt eines Einblasrohres sehr exakt bestimmt und eingehalten werden, ohne dass zusätzliche Dosiermittel wie Rührwerke, Rakel oder dgl. benötigt werden.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Zuführen von Tonermaterial an mehreren Entwicklerstationen angegeben. Bei diesem Verfahren wird in einer ersten Betriebsphase durch einen Luftstrom Tonermaterial aus einem Tonerbehälter in einen ersten Zwischenspeicher einer ersten Entwicklerstation zugeführt. In einer zweiten Betriebsphase wird durch einen Luftstrom Tonermaterial aus dem Tonerbehälter einem zweiten Zwischenspeicher einer zweiten Entwicklerstation zugeführt. Dadurch wird erreicht, dass zwei Entwicklerstationen mit Tonermaterial aus einem Tonerbehälter versorgt werden können. Dadurch wird z.B. der Aufbau eines Druckers mit zwei Entwicklerstationen wesentlich vereinfacht. Auch wenn mehrere Drukker mit Tonermaterial aus einem Tonerbehälter versorgt werden, vereinfacht sich der Aufbau der Drucker durch eine zentrale Versorgung der Entwicklerstationen mit Tonermaterial. Das Nachfüllen von Tonermaterial in mehrere Entwicklerstationen wird für eine Bedienperson wesentlich vereinfacht, da sie nur einen Tonerbehälter für mehrere Entwicklerstationen austauschen muss. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es insbesondere vorteilhaft, große Tonerbehälter mit einem Volumen zur Aufnahme von 5 bis 30 kg Tonermaterial einzusetzen. So können auch große Druckaufträge abgearbeitet werden, ohne dass Bedienhandlungen zum Nachfüllen von Tonermaterial notwendig sind. Stillstandszeiten können wesentlich verringert werden.
  • Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einer dritten Betriebsphase auf einem Filtermittel abgelagertes Tonermaterial von diesem entfernt. Dadurch wird erreicht, dass ein Filtermittel, das im Drucker oder Kopierer vorgesehen ist, um Tonermaterial und Luft eines Tonermaterial-Luft-Gemisches zu trennen, von Tonermaterial gereinigt wird und somit ein Verstopfen des Filtermittels verhindert wird. Dabei kann das Filtermittel z.B. in der dritten Betriebsphase mit Luft durchströmt werden, die entgegengesetzt der Strömungsrichtung ist, in der das Filtermittel zum Trennen des Tonermaterial-Luft-Gemisches mit Luft durchströmt wird. Dadurch wird auch am Filtermittel festhaftendes Tonermaterial wieder gelöst.
  • Besonders vorteilhaft ist es, die Betriebsphasen kontinuierlich nacheinander auszuführen, wobei vorzugsweise die erste und die zweite Betriebsphase jeweils eine Zeitdauer von etwa zwei Sekunden und die dritte Betriebsphase eine Zeitdauer von etwa einer Sekunde haben. Auch kann zwischen der ersten und zweiten Betriebsphase eine vierte Betriebsphase durchgeführt werden, bei der die gleichen Verfahrensschritte ausgeführt werden wie bei der dritten Betriebsphase. Dadurch wird sichergestellt, dass in der ersten und zweiten Betriebsphase jeweils die gleiche Förderleistung möglich ist und auch in der zweiten Betriebsphase eine ausreichende Luftmenge durch das Filtermittel gesaugt werden kann.
  • Die erste und zweite Betriebsphase werden jeweils nur ausgeführt, wenn in der zugehörigen Entwicklerstation ein voreingestellter Füllstand an Tonermaterial im Zwischenspeicher der Entwicklerstation nicht erreicht ist. Bis zum Unterschreiten des Sollwertes wird dann in diesen Zwischenspeicher kein Tonermaterial mehr hineingefördert, d.h. die erste bzw. zweite Betriebsphase werden nicht durchgeführt. Wird aufgrund der Füllstände in den Zwischenspeichern der Entwicklerstation die erste und die zweite Betriebsphase nicht ausgeführt, so wird vorteilhafter Weise auch die dritte Betriebsphase nicht ausgeführt.
  • In diesem Zusammenhang wird auch auf die gleichzeitig mit dieser Patentanmeldung von der Anmelderin eingereichten Patentanmeldungen mit dem internen Aktezeichen 2000E0510 und 98E0801 verwiesen, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von Tonermaterial aus einem Vorratsbehälter betreffen. Diese beiden Patentanmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die anhand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an der gezeigten Vorrichtung und/oder dem Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmannes angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, nämlich:
    • Figur 1
    einen schematischen Aufbau eines Tonerfördersystems in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer;
    Figur 2
    eine Schnittdarstellung einer Dosiervorrichtung zum Fördern von Tonermaterial aus einem Vorratsbehälter, wobei der Schnitt entlang der in Figur 3 als Strichpunktlinie dargestellten Schnittlinie B-B verläuft;
    Figur 3
    eine Schnittdarstellung der Dosiereinrichtung an der Schnittlinie A-A nach Figur 2;
    Figur 4
    den schematischen Aufbau eines Tonerfördersystems in einem Drucker oder Kopierer mit zwei Druckwerken;
    Figur 5
    einen schematischen Aufbau eines zweiten Toner-fördersystems in einem Drucker oder Kopierer zum Versorgen von zwei Entwicklerstationen mit Tonermaterial;
    Figur 6
    eine Schnittdarstellung eines Magnetventils zum Steuern einer Luftströmung in einer geöffneten Position;
    Figur 7
    das Magnetventil nach Figur 6 in einer halbgeöffneten Position, wobei einem Rohrsystem Umgebungsluft über das Magnetventil zugeführt wird;
    Figur 8
    das Magnetventil nach den Figuren 6 und 7 in einer geschlossenen Position;
    Figur 9
    ein Diagramm, in dem Steuerungszustände des Tonerfördersystems nach den Figuren 4 und 5 dargestellt sind; und
    Figur 10
    eine Filteranordnung zum Trennen eines Tonermaterial-Luft-Gemisches.
  • In Figur 1 ist ein Tonerfördersystem 10 eines Druckers oder Kopierers dargestellt. Das Tonerfördersystem 10 dient zum Zuführen von Tonermaterial 12 in eine Entwicklerstation 14. Das Tonermaterial 12 wird dem nicht dargestellten Drucker oder Kopierer durch einen Vorratsbehälter 16 zugeführt, in dem das Tonermaterial 12 enthalten ist. Eine Öffnung 18 dient zur Entnahme von Tonermaterial 12. Sie ist in einer zweiten, unteren Position gezeigt, wie weiter unten erläutert wird. Eine Verschlussvorrichtung 20 ist tonerdicht mit dem Tonerbehälter 16 derart verbunden, dass Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 in die Verschlussvorrichtung 20 hineinrutscht.
  • Die Verschlussvorrichtung 20 enthält einen Trichter 22, in den das Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 hineinrutscht. Der Trichter 22 hat einen Trichterauslass 24, der mit einem Rohrsystem 26 luft- und tonerdicht verbunden ist. Das Rohrsystem 26 verbindet den Trichterauslass 24 mit einem Zwischenspeicher 28, der in der Nähe der Entwicklerstation 14 angeordnet ist und in dem Tonermaterial 12 zum Weitertransport in die Entwicklerstation 14 zwischengespeichert wird. Der Zwischenspeicher 28 enthält einen Rührbügel 30, einen Füllstandssensor 32 und eine Dosiereinrichtung 34, die ein Schaufelrad enthält. Ein Tonerförderrohr 36 mit einer Tonerförderspirale 38 verbindet den Zwischenspeicher 28 mit der Entwicklerstation 14 und fördert je nach Bedarf Tonermaterial 12 vom Zwischenspeicher 28 zur Entwicklerstation 14. Mit Hilfe der Dosiereinrichtung 34 und/oder des Förderrohrs 36, die jeweils mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung verbunden sind, wird die in die Entwicklerstation 14 geförderte Menge Tonermaterial 12 eingestellt und dosiert.
  • Der Rührbügel 30 durchmischt das Tonermaterial 12 im Zwischenspeicher 28. Der Zwischenspeicher 28 ist luftdicht, wobei der luftdicht abgeschlossene Raum des Zwischenspeichers 28 über ein Rohrsystem 40, das ein Regelventil 42 enthält, mit einer zentralen Unterdruckleitung 44 verbunden ist. Durch ein Unterdruckgebläse 46 wird ein Unterdruck in der zentralen Unterdruckleitung 44 erzeugt. Das Rohrsystem 40 ist mit einem oberen Abschnitt des Zwischenspeichers 28 verbunden. Unterhalb der Verbindungsstelle 48 ist zum abgeschlossenen Raum hin ein Filter 50 angeordnet. Unterhalb dieses Filters 50 ist der Zwischenspeicher 28 mit dem Rohrsystem 26 verbunden. Das Regelventil 42 regelt den Unterdruck im Rohrsystem 40 sowie im damit verbundenen Zwischenspeicher 28 und im Rohrsystem 26. Dieser Unterdruck sorgt dafür, dass Tonermaterial 12 vom Trichterauslass 24 der Verschlussvorrichtung 20 in den Raum des Zwischenspeichers 28 über das Rohrsystem 26 transportiert wird.
  • Die Menge des geförderten Tonermaterials 12 ist mit Hilfe des Regelventils 42 analog in vielen Positionen einstellbar. Das Regelventil 42 kann jedoch bei anderen Ausführungsbeispielen auch im Zweipunktbetrieb betrieben werden, wobei die geförderte Menge Tonermaterial 12 dann vom dem Unterdruck im Rohrsystem 44 und der Öffnungszeit des Regelventils 42 abhängt. Trichter 22 hat poröse, luftdurchlässige Trichterwände. Durch den Unterdruck am Trichterauslass 24 wird durch die Trichterwände Luft aus der Verschlussvorrichtung 20 in den Trichter 22 hineingesaugt. Im Trichter 22 wird dadurch ein Toner-Luft-Gemisch erzeugt, welches einen flüssigkeitsähnlichen, sogenannten fluidisierten Zustand hat. Über eine Öffnung 52 in der Verschlussvorrichtung 20 wird dieser Luft zugeführt, die wie beschrieben mit Hilfe des Unterdrucks in den Trichter 20 gezogen wird. Über ein nicht dargestelltes Ventil kann die durch die Öffnung 52 zugeführte Luft gesteuert werden. Der Trichterauslass 24 ist ferner mit einem Rohrsystem 54 mit einem Regelventil 56 verbunden, über das dem Rohrsystem 26 Umgebungsluft zuführbar ist. In dem Regelventil 56 ist weiterhin ein Rückschlagventil (nicht dargestellt) enthalten, das ein Austreten von Tonermaterial auch bei ungünstigen Druckverhältnissen in den Rohrsystemen 44, 26, 54 verhindert. Über das Regelventil 56 ist die Menge an Tonermaterial 12 regulierbar, die aus dem Behälter 16 in den Zwischenspeicher 28 gefördert wird.
  • Die Regelventile 42 und 56 sind elektrisch angetriebene Ventile. Mit Hilfe des Regelventils 42 können die Unterdruckverhältnisse im Zwischenspeicher 28 und im Rohrsystem 26 exakt eingestellt werden. Entsprechend dem Signal des Füllstandssensors 32 wird der Tonertransport vom Vorratsbehälter 16 in den Zwischenspeicher 28 geregelt. Als Stellglieder der Regelung dienen, wie bereits erwähnt, das Regelventil 42 und das Regelventil 56. Durch diese Regelventile 42, 56 wird die zum Tonertransport benötigte Saugluft eingestellt. Das aus dem Trichterauslass 24 austretende Tonermaterial 12 wird durch den Luftstrom im Rohrsystem 26, 54 mitgerissen und zum Zwischenspeicher 28 transportiert. Der Filter 50 im Zwischenspeicher 28 verhindert den Weitertransport des Tonermaterials 12 in das Rohrsystem 40.
  • Nach dem Schließen des Ventils 42 wird die Reinluftseite des Filters 50 auf Umgebungsdruck belüftet. Dadurch ist im Zwischenspeicher 28 zumindest kurzzeitig ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck im Rohrsystem 40. Beim folgenden Druckausgleich zwischen dem Rohrsystem 40 und dem Zwischenspeicher strömt Luft aus dem Rohrsystem 40 durch den Filter 50 in den Zwischenspeicher 28. Der Luftstrom bei diesem Druckausgleich ist zum Luftstrom beim Ansaugen des Tonermaterials entgegengesetzt gerichtet. Am Filter 50 festgesetztes Tonermaterial 12 wird durch den Luftstrom beim Druckausgleich vom Filter 50 gelöst und fällt in den Zwischenspeicher 28. Ein eventuell mögliches Austreten von Tonermaterial 12 über das Rohrsystem 54 wird durch das Rückschlagventil 56 verhindert. Wie bereits erwähnt, wird das Tonermaterial 12 vom Zwischenspeicher 28 mit Hilfe eines Förderrohrs 36 in die Entwicklerstation 15 transportiert. Das Förderrohr 36 ragt mit einem Ende in die Entwicklerstation 14 und hat an diesem Ende an einer Unterseite 56 breite Öffnungen, durch die das Tonermaterial 12 aus dem Förderrohr 36 in die Entwicklerstation 14 fällt.
  • Die im Förderrohr 36 enthaltene Förderspirale 38 hat eine Steigung, so dass sie Tonermaterial 12 im Förderrohr 36 ähnlich wie in einem Schneckenförderrohr vom Zwischenspeicher 28 zur Entwicklerstation 14 hin transportiert. Die Förderspirale 38 ist, wie bereits erwähnt, mit Hilfe einer Antriebseinheit angetrieben. Die Dosiereinrichtung 34 enthält eine schaufelradähnliche Walze, die zwischen dem Zwischenspeicher 28 und dem Förderrohr angeordnet ist. Eine solche Dosiereinrichtung 34 wird auch als Zellradschleuse bezeichnet. Die schaufelradähnliche Walze dichtet den Zwischenspeicher 28 zum Förderrohr 36 hin nahezu luftdicht, so dass Luft beim Erzeugen eines Unterdrucks mit Hilfe des Unterdruckgebläses 46 aus dem Rohrsystem 26 gesaugt wird. Die schaufelradähnliche Walze ist vorzugsweise synchron mit der Förderspirale 38 angetrieben, wobei bei einer Drehung der schaufelradähnlichen Walze, die auch als Zellrad bezeichnet wird, Tonermaterial aus dem Zwischenspeicher 28 in die Schaufeln oder Zellen hineinfällt und durch die Drehung nach unten zum Förderrohr 36 transportiert wird.
  • Das Förderrohr 36 hat unterhalb der Dosiereinrichtung 34 oben eine Öffnung in dem Bereich des Zwischenspeichers, so dass das Tonermaterial 12 aus den Zellen nach unten in das Förderrohr 36 hineinfällt. Der Rührbügel 30 im Inneren des Zwischenspeichers 28 ist mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinheit angetrieben und verhindert durch eine Rotation eine Höhlenbildung bzw. Wechtenbildung im Tonermaterial 12 des Zwischenspeichers 28.
  • Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Dosiereinrichtung entlang einer in Figur 3 dargestellten Schnittlinie B-B. Der Vorratsbehälter 16 ist bei der Anordnung nach Figur 2 in Förderposition angeordnet, wobei der Vorratsbehälter 16 eine unten liegende Tonerentnahmeöffnung hat, durch die Tonermaterial 12 aus dem Behälter nach unten herausrutscht. Unterhalb der Entnahmeöffnung 58 ist eine Walze 60 angeordnet. Auf der Walzenoberfläche der Walze 60 sind Schaufeln angeordnet, von denen eine mit 62 und eine weitere mit 64 bezeichnet ist. Die Schaufeln 62, 64 stehen sternförmig von der Walze 60 ab, wobei zwischen zwei benachbarten Schaufeln 62, 64 jeweils eine Schaufelkammer 66 gebildet wird. Die Schaufeln 62, 64 sind über ein Verbindungselement 68 mit der Walze 60 verbunden. Die Walze 60 ist von einem Gehäuse 70 teilweise umschlossen, so dass die Schaufelspitzen am Gehäuse 70 entlanggleiten. Die Schaufeln 62, 64 dichten den Tonerbehälter 16 zu einem Bereich 72 unterhalb der Walze 60 gegen das Gehäuse 70 luft- und tonerdicht ab. Unterhalb der Walze 60 ist eine Tonerförderspirale 74 in einem Tonerförderrohr 76 angeordnet. Das Tonerförderrohr 76 hat eine Öffnung nach oben hin zur Walze 60 auf der gesamten Länge der Walze 60. Die Walze 60 bildet zusammen mit den Schaufeln 62, 64 ein Schaufelrad 78. Die Öffnung des Tonerförderrohrs 76 erstreckt sich ähnlich der Entnahmeöffnung 58 im Vorratsbehälter 16 über die gesamte Breite des Schaufelrades 78.
  • Das Tonermaterial 12 rutscht aus der Entnahmeöffnung 58 in die nach oben geöffneten Schaufelkammern 66 des Schaufelrades 78, wobei das Tonermaterial 12 durch die Entnahmeöffnung 58 des Vorratsbehälters 16 rutscht. Der Vorratsbehälter 16 sitzt mit Auflageflächen 80, 82 auf Auflagern 84, 86 des Gehäuses 70 auf, wodurch der Vorratsbehälter 16 zum Gehäuse 70 hin luft- und tonerdicht abgeschlossen ist. Das Schaufelrad 78 bildet somit eine Entnahme- oder Dosiervorrichtung zur Entnahme von Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16.
  • Das in die Schaufelkammer 66 hineingerutschte Tonermaterial 12 wird bei einer Drehung der Walze 60 in der Schaufelkammer 66 nach unten zum Bereich 72 hin transportiert. Das Tonermaterial 12 fällt im Bereich 72 aus der Schaufelkammer 66 heraus und in die Förderspirale 74 des Tonerförderrohrs 76 hinein. Wird so viel Tonermaterial 12 bei der Drehung des Schaufelrades 78 nach unten in den Bereich 72 gefördert, dass diese Menge nicht durch das Tonerförderrohr 76 weggefördert wird, so verbleibt die restliche Menge Tonermaterial 12 in der Schaufelkammer 66 und wird in der Schaufelkammer 66 wieder zur Entnahmeöffnung 58 hin transportiert. In dem Bereich der Entnahmeöffnung 58 wird die Schaufelkammer 66, in der sich eine Restmenge Tonermaterial 12 befindet, wieder vollständig mit aus dem Vorratsbehälter 16 rutschenden Tonermaterial 12 gefüllt. Dadurch wird erreicht, dass das Tonermaterial 12 beim Fördern mit dem Schaufelrad 78 nicht übermäßig mechanisch beansprucht wird. Insbesondere wird das Tonermaterial 12 in den Bereichen 72 und im Tonerförderrohr 76 nicht zusammengepresst. Es fällt nur die Menge Tonermaterial 12 im Bereich 72 aus der Schaufelkammer 66, die in das Förderrohr 76 hineinfallen kann bzw. die Menge Tonermaterial 12, die durch das Tonerrohr 76 weggefördert wird. Die Förderspirale 74 ist mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinheit in Richtung des Pfeils P2 angetrieben. Die Antriebseinheit der Förderspirale 74 ist mit dem Antrieb der Walze 60 gekoppelt. Dabei sind die Antriebe und die Schaufelkammern 66 so ausgelegt, dass mit Hilfe des Schaufelrades 78 eine größere Menge Tonermaterial 12 gefördert wird, als durch das Tonerförderrohr 76 mit der Tonerförderspirale 74 weitertransportiert werden kann. Dadurch wird verhindert, dass im Tonerförderrohr 76 Hohlräume gebildet werden. Das Tonerförderrohr 76 ist zumindest im Bereich der Walze 60 bzw. des Schaufelrades 78 mit im Gehäuse 70 angeordnet.
  • In Figur 3 ist eine Schnittdarstellung der Dosiereinrichtung nach Figur 2 entlang der Schnittlinie A-A dargestellt, wobei nur ein linker Teil dieser Schnittdarstellung dargestellt ist. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Die Walze 60 ist an ihren Enden in Lagern drehbar gelagert, wobei ein in der Figur 3 dargestelltes Lager mit 88 bezeichnet ist. Das Lager 88 kann z.B. als Kugel- oder als Gleitlager ausgebildet sein. Vor dem Lager 88 zum Schaufelrad 78 hin ist ein Dichtelement 90 vorgesehen, das einen Bereich um das Schaufelrad 78 zum Lager 88 hin luft- und tonerdicht abdichtet. Ein solches Dichtelement 90 kann z.B. ein Simmerring oder eine Lippendichtung sein. Weiterhin ist ein mit der Walze 60 und den Stirnseiten der Schaufeln 62, 64 verklebtes geschlossenporiges Schaumstoffelement 92, das den Schaufelradraum mit Hilfe einer umlaufenden Metallhülse 94 gegen die Umgebung luftdicht abdichtet. Das Tonermaterial 12 wird mit Hilfe des Schaufelrades 78, wie bereits in Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben, aus dem Vorratsbehälter 16 in das Tonerförderrohr 76 hineingefördert, wobei es aus den Schaufelkammern 66 in Zwischenräume 96 der Förderspirale 74 fällt. Mit Hilfe des Tonerförderrohrs 76 lässt sich das Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 sehr einfach direkt in die Entwicklerstation 14 sowie in einen oder aus einem Zwischenspeicher 28 fördern. Diese Anordnung benötigt sehr wenig Platz und ist sehr kostengünstig herzustellen. Auch wird das Tonermaterial 12 mechanisch nur sehr gering beim Transport aus dem Vorratsbehälter 16 in die Entwicklerstation 14 oder den Zwischenspeicher 28 beansprucht. Durch die Förderung mit Hilfe des Förderrohrs 76 wird bei einer Anordnung des Förderrohrs 76, wie im Tonerfördersystem nach Figur 1 gezeigt und erläutert, das Tonermaterial 12 auf einfache Art und Weise gleichmäßig in die Entwicklerstation 14 durch die Längsöffnung auf der Unterseite 57 des Förderrohrs 76 verteilt. Die Dosiereinrichtung nach den Figuren 2 und 3 ist besonders gut als Dosiereinrichtung 34 im Zwischenspeicher 28 nutzbar. Das Förderrohr 76 ist dann mit dem Förderrohr 36 funktionsgleich, um Tonermaterial aus dem Zwischenspeicher 28 in die Entwicklerstation 14 zu fördern. Dabei gewährleistet die Dosiereinrichtung nach den Figuren 2 und 3 ebenfalls eine luftdichte Abdichtung zum Förderrohr 36, 76 und zur Entwicklerstation 14 hin.
  • Die gleichmäßige Tonerverteilung über die Länge der Entwicklerstation 14 ist durch das Tonerförderrohr 36, 76 unabhängig vom Füllstand im Zwischenspeicher 28 oder im Vorratsbehälter 16 möglich. Die Dichtelemente 90, 92 dienen vor allem zur seitlichen Abdichtung des Schaufelrades 78. Die luftdichte Abdichtung zwischen Vorratsbehälter 16, und dem Förderrohr 76 wird durch die Abdichtung der Schaufelenden gegen das Gehäuse 70 erreicht. Die Schaufelanordnung des Schaufelrades 78 und die Form des Gehäuses 70 sind dabei so angepasst, dass in jeder Drehposition der Walze 60 mindestens zwei Schaufelenden auf jeder Seite des Schaufelrades 78 gegen das Gehäuse 70 abdichten. Zusätzlich können in diesen Bereichen am Gehäuse 70 Dichtelemente (nicht dargestellt) vorgesehen sein, an denen die Schaufeln 62, 64 beim Drehen des Schaufelrades 78 vorbeigeführt werden. Dabei können die Schaufeln 62, 64 an den Dichtelementen gleiten. Sowohl die Entnahmeöffnung 58 als auch der Bereich 72 erstreckt sich längs zur Walze 60 bzw. auf der Breite des Schaufelrades 78. Vorteilhaft ist es auch, die Wände des Vorratsbehälters 16, 28 im Bereich der Entnahmeöffnung 58 trichterförmig derart anzuordnen, dass sie zur Entnahmeöffnung 58 hin zulaufen. Dadurch wird erreicht, dass das Tonermaterial 12 leicht durch die Entnahmeöffnung 58 in die Schaufelkammern 66 des Schaufelrades 78 hineinrutscht.
  • Bei anderen Ausführungsbeispielen sind die Wände des Tonervorratsbehälters 16 zumindest im Bereich der Öffnung 58 gasdurchlässig, wobei dem Tonermaterial 12 im Vorratsbehälter 16 Luft zugeführt wird. Mit Hilfe dieser Luft wird zumindest im Bereich der Öffnung 58 ein fließfähiges Tonermaterial-Luft-Gemisch erzeugt, das besonders einfach in die Schaufelkammern 66 des Schaufelrades 78 hineinfließt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das mit Hilfe des Schaufelrades 78 dem Vorratsbehälter 16 entnommene Tonermaterial 12 in ein Tonerförderrohr mit einer Tonerförderspirale oder mit einem anderen Schneckenförderer hineinfällt, da das Tonermaterial 12 mit Hilfe eines solchen Schneckenförderers besonders einfach und schonend weitertransportiert werden kann.
  • In Figur 4 ist ein Tonerfördersystem 98 ähnlich dem Tonerfördersystem nach Figur 1 dargestellt. Das Tonerfördersystem 98 ist im Unterschied zum Tonerfördersystem nach Figur 1 zum Zuführen von Tonermaterial 12 in zwei Entwicklerstationen 14a, 14b vorgesehen. Das Tonerfördersystem 98 kann in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer mit zwei Entwicklerstationen 14a, 14b, z.B. in einem Drukker oder Kopierer eingesetzt werden, bei dem gleichzeitig eine Vorder- und eine Rückseite bedruckt wird. Alternativ kann das Tonerfördersystem 98 auch zum Zuführen von Tonermaterial in zwei Entwicklerstationen vorgesehen sein, die in zwei getrennten elektrofotografischen Druckern oder Kopierern angeordnet sind. Die im Unterschied zum Tonerfördersystem nach Figur 1 im Tonerfördersystem 98 doppelt vorgesehenen Elemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen wie beim Tonerfördersystem nach Figur 1 versehen, jedoch wurde der Buchstabe a für die zur ersten Entwicklerstation 14a gehörenden Elemente und der Buchstabe b für die zur Entwicklerstation 14b gehörigen Elemente angefügt.
  • Das Unterdruckgebläse 46 erzeugt einen Unterdruck von etwa 70 Millibar an den Regelventilen 42a, 42b. Mit Hilfe der Regelventile 42a, 42b kann jeweils der Füllstand an Tonermaterial 12 im Zwischenspeicher 28a bzw. 28b durch Regulieren der Saugluft geregelt werden, wobei die den Zwischenspeichern 28a, 28b zugeführte Menge Tonermaterial 12 dem Vorratsbehälter 16 entnommen wird, wie bereits in Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurde. In den Zwischenspeichern 28a, 28b ist je ein Filtermittel 50a, 50b vorgesehen, das z.B. einen beschichteten Polyesterfilz enthält. Das Filtermittel 50a, 50b scheidet das Tonermaterial 12 aus dem angesaugten Tonermaterial-Luft-Gemisch aus. Das Rohrsystem 26 enthält ein Verteilstück 27, das das Rohrsystem 26 in ein Rohrsystem 26a und in ein Rohrsystem 26b unterteilt, wobei über das Rohrsystem 26a Tonermaterial 12 in den Zwischenspeicher 28a und über das Rohrsystem 26b Tonermaterial 12 in den Zwischenspeicher 28b gefördert wird. Wie bereits in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 erläutert, wird mit Hilfe der Dosiervorrichtung 34a, 34b in Zusammenwirken mit dem Tonerförderrohr 36a, 36b die der jeweiligen Entwicklerstation 14a, 14b zugeführte Menge Tonermaterial 12 gesteuert. Die Öffnung an der Unterseite des Tonerförderrohrs 36a, 36b im Bereich der Entwicklerstation 14a, 14b sorgt, wie bereits erwähnt, für eine gleichmäßige Verteilung des Tonermaterials 12 in der jeweiligen Entwicklerstation 14a, 14b. Die Dosiereinrichtungen 34a, 34b enthalten je ein Schaufelrad 78a, 78b und sind ähnlich der Dosiereinrichtung nach den Figuren 2 und 3 aufgebaut. Diese Anordnungen der Schaufelräder schotten den Zwischenspeicher 28a luft- und tonerdicht zum Förderrohr 36a und zur Umgebung hin ab.
  • In Figur 5 ist ein Tonerfördersystem 100 ähnlich dem Tonerfördersystem 98 nach Figur 4 dargestellt. Jedoch ist beim Tonerfördersystem 100 der Tonervorratsbehälter 16 zur Entnahme mit oben liegender Entnahmeöffnung angeordnet, wobei ein Tauchrohr 104 zur Entnahme von Tonermaterial 12 durch die Entnahmeöffnung hindurch in den Tonervorratsbehälter 16 hineinragt. Mit Hilfe einer Aufnahmevorrichtung 106 wird der Vorratsbehälter 16 in eine Vorratseinheit 110 eingesetzt. Die Entnahme von Tonermaterial 12 aus einem Vorratsbehälter 16 mit Hilfe eines Tauchrohrs 104 ist, wie in der Beschreibungseinleitung bereits erwähnt, in den Dokumenten EP-A 0311646 und US-A 4990964 beschrieben. Ähnlich wie beim Tonerfördersystem 98 nach Figur 4 wird beim Tonerfördersystem 100 mit Hilfe von Unterdruck, d.h. mit Saugluft, Tonermaterial aus dem Vorratsbehälter 16 in die Zwischenspeicher 28a und 28b gefördert. Mit Hilfe der Regelventile 42a, 42b wird die Saugluft entsprechend einem Signal der Füllstandssensoren 30a, 30b eingestellt und dadurch die Menge des geförderten Tonermaterials 12 und/oder die Zeit, in der Tonermaterial 12 vom Vorratsbehälter 16 in die Zwischenspeicher 28a, 28b gefördert wird, gesteuert.
  • In Figur 6 ist ein Magnetventil 112 dargestellt, das z.B. als Regelventil 42a und 42b nach den Figuren 4 und 5 eingesetzt wird. Das Magnetventil 112 hat einen elektromagnetischen Antrieb 114, der eine nicht dargestellte Spule und einen nicht dargestellten Anker enthält. Das Magnetventil 112 ist in Figur 6 in einer geöffneten Position dargestellt, wobei eine erste Ventilplatte 116 gegen einen ersten Ventilsitz 118 bei aktiviertem Magnetantrieb 114 gedrückt wird. Der Magnetantrieb 114 wird mit Hilfe einer Versorgungsspannung von 24 Volt Gleichspannung aktiviert, die über Anschlussklemmen des Magnetventils 112 zugeführt wird. In dieser geöffneten Position des Magnetventils 112 ist das Rohrsystem 44 mit dem Rohrsystem 40 verbunden, so dass Luft aus dem Rohrsystem 40 in das Rohrsystem 44 in Richtung des Unterdruckgebläses 46 strömen kann. In dieser Position des Magnetventils 112 wird z.B. Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 in den Zwischenspeicher 28 gefördert. Die Rohrsysteme 40, 44 sind luftdicht mit einem Ventilgehäuse 120 verbunden. Weiterhin enthält das Magnetventil 112 eine zweite Ventilplatte 122 und ein Filterelement 124, deren Funktion nachfolgend in Zusammenhang mit Figur 8 noch näher erläutert wird.
  • In Figur 7 ist das Magnetventil 112 in einer halbgeschlossenen Position dargestellt. Diese Position durchläuft das Magnetventil 112, wenn die Versorgungsspannung von 24 Volt Gleichspannung abgeschaltet wird. Dabei löst sich die erste Ventilplatte 116 vom ersten Ventilsitz 118, wodurch eine Öffnung 126 neben dem Ventilsitz freigegeben wird, durch die, wie durch den Pfeil P3 angedeutet, Luft in die Rohrsysteme 40 und 44 hineinströmt. Die hineinströmende Luft bewirkt einen Druckausgleich, so dass im Rohrsystem 40 und 44 Umgebungsdruck eingestellt wird. Sowohl die Bewegung der ersten Ventilplatte 116 als auch die der zweiten Ventilplatte 122 sind durch den Anker des Magnetventils 112 geführt, wobei der Anker mit Hilfe einer im Antrieb 114 angeordneten und nicht dargestellten Feder aus dem Antrieb 114 herausgedrückt wird. Beim Anlegen der Betriebsspannung von 24 Volt Gleichspannung wird der Anker in den Antrieb 114 hineingezogen, wobei die Bewegung entgegen der Federkraft der im Antrieb 114 angeordneten Feder gerichtet ist.
  • In Figur 8 ist das Magnetventil 112 in einer geschlossenen Position dargestellt. Die Versorgungsspannung des Magnetventils 112 ist abgeschaltet, so dass der Anker 128 so weit aus dem Antrieb 114 herausgedrückt wird, dass die erste Ventilplatte 116 gegen einen zweiten Ventilsitz 130 drückt, wobei die zweite Ventilplatte 122 auf einen dritten Ventilsitz 132 drückt. Dadurch verschließt die erste Ventilplatte 116 das Ventil 112, wodurch das Rohrsystem 44 vom Rohrsystem 40 getrennt wird und keine Luft aus dem Rohrsystem 40 in das Rohrsystem 44 gezogen werden kann.
  • Die zweite Ventilplatte 122 wird in der in Figur 8 gezeigten geschlossenen Position des Magnetventils 112 mit Hilfe der Feder 124 auf den dritten Ventilsitz 132 am Gehäuse 120 des Magnetventils 112 gedrückt, so dass keine Luft von außen mehr in das Gehäuse 120 des Magnetventils hineinströmen kann. Somit kann das Unterdruckgebläse 46 über das Rohrsystem 44 bei einer geschlossenen Position eines der Magnetventile 42b, 42a über das jeweils andere Magnetventil 42a, 42b Luft ansaugen und Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 in den jeweils zugehörigen Zwischenspeicher 28a, 28b fördern.
  • Das in Figur 7 dargestellte Hineinströmen von Umgebungsluft in das Ventilgehäuse 120 bewirkt, wie bereits beschrieben, einen Druckausgleich im Rohrsystem 44, 40 und im damit verbundenen Zwischenspeicher 28. Über das Rohrsystem 40 fließt Luft in den Zwischenspeicher 28, wodurch das Filtermittel 50 von der aus dem Rohrsystem 40 in den Zwischenspeicher 28 hineinströmenden Luft durchströmt wird. Das Tonermaterial 12, das sich an der Unterseite des Filterelementes 50 befindet, wird von diesem gelöst und fällt im Zwischenspeicher 28 nach unten. Dadurch wird erreicht, dass Tonermaterial 12, das sich beim Ansaugen des Tonermaterial-Luft-Gemischs aus dem Vorratsbehälter 16 durch die Luftströmung in Richtung des Unterdruckgebläses 46 am Filtermittel 50 festsetzt, von diesem wieder gelöst wird. Vorzugsweise wird zwei Sekunden lang Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 in den Zwischenspeicher 28 gesaugt und nachfolgend eine Sekunde lang das Rohrsystem 40 belüftet. Sowohl für das Transportieren von Tonermaterial 12 mit Hilfe von Saugluft als auch für die beschriebene Filterreinigung des Filtermittels 50 ist es erforderlich, dass die Rohrsysteme 44, 40, 26 und die mit ihnen verbundenen Elemente luftdicht ausgeführt sind.
  • In Figur 9 ist ein Diagramm mit einem Steuerungsablauf zum Befüllen von zwei Zwischenspeichern 28a, 28b durch ein Tonerfördersystem 98 oder 100 nach den Figuren 4 bzw. 5 dargestellt. Dabei wird den Zwischenspeichern 28a und 28b Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 zugeführt. Zum Zeitpunkt t1 gibt der Füllstandssensor 30a an, dass im Zwischenspeicher 28a ein voreingestellter Füllstand an Tonermaterial 12 nicht erreicht ist. Dadurch wird das Ventil 42a angesteuert und geöffnet. Tonermaterial 12 wird aus dem Vorratsbehälter 16 in den Zwischenspeicher 28a gefördert. Nach einer vorbestimmten Zeit von etwa zwei Sekunden, der sogenannten Saugtaktzeit, wird das Ventil 42a nicht mehr angesteuert, wodurch das Ventil 42a geschlossen wird und, wie bereits in Zusammenhang mit den Figuren 6 bis 8 erläutert, strömt beim Schließen des Ventils 42a Umgebungsluft in das Rohrsystem 40a zum Reinigen des Filtermittels 50a hinein.
  • Zum Zeitpunkt t1 gibt der Füllstandssensor 30b ein Signal aus, das ein voreingestellter Füllstand an Tonermaterial 12 im Zwischenspeicher 28b erreicht ist. Während das Ventil 42a angesteuert wird, ermittelt der Füllstandssensor 30b jedoch, dass der voreingestellte Füllstand im Zwischenspeicher 28b nicht mehr erreicht ist und gibt ein entsprechendes Signal aus. Nachdem das Ventil 42a geschlossen ist, wird zum Zeitpunkt t2 das Ventil 42b angesteuert und geöffnet. Nach einer vorbestimmten Zeit von etwa zwei Sekunden wird das Ventil 42b nicht mehr angesteuert und geschlossen. Zwischen dem Ende des Ansteuerns des Ventils 42a und dem Beginn des Ansteuerns des Ventils 42b wird eine vorbestimmte Zeit von etwa einer Sekunde gewartet, die auch als Totzeit bezeichnet wird. In dieser Zeit wird das Ventil 42a geschlossen, wobei, wie bereits erläutert, Umgebungsluft in das Rohrsystem 40a, 44 strömen kann.
  • Zum Zeitpunkt t3 wird das Ansteuern des Ventils 42b beendet. Daraufhin wird das Ventil 42b geschlossen. Nach dem Verstreichen der Totzeit wird das Ventil 42a erneut angesteuert, da entsprechend dem Signal des Füllstandssensors 30a ein voreingestellter Füllstand noch nicht erreicht ist. Im nachfolgenden Saugtakt wird wiederholt Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 in den Zwischenspeicher 28a gefördert. Dazu wird das Ventil 42a zum Zeitpunkt t4 erneut angesteuert, woraufhin das Ventil 42a geöffnet wird. Nach diesem Saugtakt wird zum Zeitpunkt t5 das Ventil 42a wieder geschlossen und, wie bereits erläutert, das Filtermittel 50 wieder gereinigt. Während dem Zuführen von Tonermaterial 12 in den Zwischenspeicher 28a ermittelt der Füllstandssensor 30a, dass der voreingestellte Füllstand erreicht worden ist. Dadurch wird nachfolgend so lange kein Tonermaterial 12 mehr in den Zwischenspeicher 28a hineingefördert, bis der Füllstandssensor 30a wieder ein Signal ausgibt, dass der voreingestellte Füllstand unterschritten ist.
  • Das Ventil 42b wird weiterhin so lange mit mehreren Saugtakten angesteuert, bis der Füllstandssensor 30b ein Signal ausgibt, dass ein voreingestellter Füllstand erreicht worden ist. Dabei wird das Ventil 42b jeweils zwei Sekunden lang angesteuert und geöffnet und eine Sekunde lang nicht angesteuert und geschlossen. Beim Schließen des Ventils 42b, strömt, wie bereits erläutert, Umgebungsluft in das Rohrsystem 40b. Somit wird das Ventil 42b zwischen den Zeitpunkten t5 und t6; t7 und t8; t9 und t11 angesteuert und zwischen den Zeitpunkten t6 und t7; t8 und t9 nicht angesteuert.
  • Zum Zeitpunkt t10 gibt der Füllstandssensor 30b ein Signal aus, dass der Zwischenspeicher 28b mit Tonermaterial 12 bis zu dem voreingestellten Füllstand gefüllt ist, woraufhin nachfolgend das Ventil 42b nicht wieder angesteuert wird, bis der Füllstandssensor 30b ein Signal ausgibt, dass der voreingestellte Füllstand unterschritten ist. Zwischen dem Zeitpunkt t9 und t10 gibt der Füllstandssensor 30a ein Signal aus, dass der Füllstand im Zwischenspeicher 28a unterschritten worden ist. Nachfolgend wird das Ventil 42a in gleicher Weise angesteuert, wie zuvor das Ventil 42b, wobei das Ventil 42a zwischen den 2eitpunkten t12 und t13; t14 und t15 angesteuert wird und zwischen Zeitpunkten t13 und t14 nicht angesteuert wird. Das Ventil 42a wird dadurch zwischen den Zeitpunkten t13 und t14 sowie nach dem Zeitpunkt t15 geschlossen, wodurch Umgebungsluft in das Rohrsystem 40a hineinströmen kann. Zwischen dem Zeitpunkt t14 und t15 gibt der Füllstandssensor 30a ein Signal aus, dass der voreingestellte Füllstand erreicht worden ist. Daraufhin wird das Ventil 42a nicht wiederholt angesteuert. Nach dem Zeitpunkt t15 werden die Ventile 42a, 42b so lange nicht wieder angesteuert, bis zumindest ein Füllstandssensor 30a, 30b ein Signal ausgibt, dass einer der voreingestellten Füllstandsgrenzwerte unterschritten ist.
  • Bei gleichzeitiger Unterschreitung der voreingestellten Füllstände erfolgt die Ansteuerung der Ventile 42a, 42b seriell und abwechselnd. Zwischen jeweils zwei Ansteuerungstakten ist, wie bereits erläutert, eine Totzeit vorgesehen, die mindestens die gleiche Zeitdauer hat, wie die Abfallzeit des Ventils 112, 42a, 42b ist.
  • In Figur 10 ist ein Querschnitt des Zwischenspeichers 28 dargestellt. Die Außenwände des Zwischenspeichers 28 haben luftdurchlässige Bereiche, die nach unten trichterförmig zur Dosiervorrichtung 34 hin angeordnet sind. Die luftdurchlässigen Bereiche 134, 136 sind zur Umgebungsluft hin luftdicht abgeschottet, wobei über Luftzuführungen 138, 140 die durch die luftdurchlässigen Bereiche 134, 136 hindurchgelassene Luftmenge einstellbar ist. Die durch die Luftzuführungen 138, 140 eingebrachte Luftmenge kann z.B. mit Druckluft eingebracht werden oder es kann einfach Umgebungsluft durch die Luftzuführungen nachströmen, wenn im Zwischenspeicher 28 ein Unterdruck herrscht.
  • Wie bereits in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 9 erläutert, wird durch das Rohrsystem 26 Tonermaterial und Luft über das Rohrsystem 26 angesaugt. Dazu wird mit Hilfe des Rohrsystems 40 ein Unterdruck am Zwischenspeicher 28 angelegt. Die Luft wird somit aus dem Rohrsystem 26 in das Rohrsystem 40 gesaugt. Dabei wird, wie bereits erläutert, Tonermaterial 12 aus dem Vorratsbehälter 16 in den Zwischenspeicher 28 gefördert. Das Filtermittel 50 trennt das über das Rohrsystem 26 geförderte Tonermaterial-Luft-Gemisch, wobei es auf die Reinluftseite, d.h. zum Rohrsystem 40 hin, nur Luft hindurchlässt und das Tonermaterial 12 am Filtermittel 50 verbleibt. Das Filtermittel 50 enthält z.B. ein luftdurchlässiges und tonerdichtes Fließmaterial und ist mit dem Gehäuse des Zwischenspeichers 28 in den Punkten 142, 144 tonerdicht verbunden. Mit Hilfe einer Haltevorrichtung wird das Filtermittel etwa in dessen Mittelachse im Punkt 146 gehalten, so dass es nicht auf im Zwischenspeicher 28 vorhandenes Tonermaterial 12 fallen kann.
  • Beim Anlegen von Unterdruck mit Hilfe des Unterdruckgebläses im Rohrsystem 40 wird ein Tonermaterial-Luft-Gemisch über das Rohrsystem 26 aus dem Tonerbehälter 16 gefördert. Durch die Luftströmung nimmt das Filtermittel 50 die mit Hilfe einer Strichlinie dargestellte Position ein. Dabei setzt sich Tonermaterial 12 aus dem Tonermaterial-Luft-Gemisch am Filtermittel 50 fest. Die durch das Rohrsystem 26 geförderte Luft strömt durch das Filtermittel 50 auf die Filterreinluftseite in das Rohrsystem 40. Dabei strömt nicht nur das Tonermaterial-Luft-Gemisch durch das Rohrsystem 26, sondern auch Luft durch die luftdurchlässigen Bereiche 134, 136 des Zwischenspeichers 28. Dadurch wird im Zwischenspeicher 28 mit dem darin befindlichen Tonermaterial 12 ein Tonermaterial-Luft-Gemisch erzeugt, das besonders einfach in die Dosiervorrichtung 34 hineinfließt.
  • Wird kein Unterdruck im Rohrsystem 40 mehr erzeugt, indem z.B. das Ventil 42 geschlossen wird oder das Unterdruckgebläse 46 abgeschaltet ist, strömt keine Luft mehr durch das Filtermittel 50 aus dem Zwischenspeicher 28 in das Rohrsystem 40. Dadurch fällt das Filtermittel 50 aus der mit Strichlinien dargestellten Position in die mit Volllinien dargestellte Position. Durch die Bewegung aus der mit Strichlinien dargestellten Position in die mit Volllinien dargestellte Position wird Tonermaterial 12, das sich auf der Oberfläche des Filtermittels 50 festgesetzt hat, abgeschüttelt. Das abgeschüttelte Tonermaterial 12 fällt in den Zwischenspeicher 28 hinein. Dieser Effekt des Abschüttelns kann z.B. dadurch verstärkt werden, dass im Rohrsystem 40 gegenüber dem Zwischenspeicher 28 ein Überdruck angelegt wird, wobei das Filtermittel 50 mit Luft von der Filterreinluftseite her durchströmt wird, wodurch sich am Filtermittel 50 haftendes Tonermaterial 12 löst und in den Zwischenspeicher 28 hineinfällt.
  • Das Filtermittel 50 ist als flexibles Filtertuch, insbesondere als Stofftuch oder als Kunststoffgewebe ausgebildet und in Ruhestellung durchhängend befestigt. Durch abruptes Stoppen des Unterdrucks auf der Filterreinluftseite oder durch Druckstöße von der Filterreinluftseite her wird das durchhängend befestigte Filtertuch 50 peitschenartig bewegt und schüttelt dadurch anhaftendes Tonermaterial 12 ab. Das Tonermaterial 12 wird dabei mechanisch nicht übermäßig beansprucht, insbesondere wird das Tonermaterial nicht gequetscht oder an den Wänden oder am Filtermittel 50 gerieben. Dadurch wird erreicht, dass die mechanischen und elektrostatischen Eigenschaften des Tonermaterials 12 nicht verändert werden. Auch wird weitgehend auf wartungsintensive mechanische Vorrichtungen zum Reinigen des Filtermittels 50 verzichtet. Dadurch ist diese Reinigung auch besonders kostengünstig durchführbar.
  • In diesem Zusammenhang wird auch auf die gleichzeitig mit dieser Patentanmeldung von der Anmelderin eingereichten Patentanmeldungen mit dem internen Aktenzeichen 2000E0510 und 98E0801 verwiesen, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von Tonermaterial aus einem Vorratsbehälter betreffen. Diese beiden Patentanmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
  • Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben ist, sollte dies als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, daß nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben ist und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Tonerfördersystem
    12
    Tonermaterial
    14, 14a, 14b
    Entwicklerstation
    16
    Vorratsbehälter
    18
    Öffnung
    20
    Verschlussvorrichtung
    22
    Fluidtrichter
    24
    Trichterauslass
    26, 26a, 26b
    Rohrsystem
    28, 28a, 28b
    Zwischenspeicher
    30, 30a, 30b
    Rührbügel
    32, 32a, 32b
    Füllstandssensor
    34, 34a, 34b
    Dosiereinrichtung
    36, 36a, 36b
    Tonerförderrohr
    38, 38a, 38b
    Förderspirale
    40, 40a, 40b
    Rohrsystem
    42, 42a, 42b
    Regelventil
    44
    Unterdruckleitung
    46
    Unterdruckgebläse
    48
    Verbindungsstelle
    50, 50a, 50b
    Filter
    52
    Öffnung
    54
    Rohrsystem
    56
    Regelventil
    57, 57a, 57b
    Unterseite
    58
    Entnahmeöffnung
    60
    Walze
    62, 64
    Schaufeln
    66
    Schaufelkammer
    68
    Verbindungselement
    72
    Bereich
    74
    Förderspirale
    76
    Tonerförderrohr
    78
    Schaufelrad
    80, 82
    Auflageflächen
    84, 86
    Auflage
    88
    Lager
    90, 92
    Dichtelement
    94
    Metallhülse
    96
    Zwischenraum
    98, 100
    Tonerfördersystem
    102
    Rüttler
    104
    Tauchrohr
    106
    Aufnahmevorrichtung
    110
    Vorratseinheit
    112
    Magnetventil
    114
    Antrieb
    116
    erste Verschlussplatte
    118
    erster Ventilsitz
    120
    Gehäuse
    122
    zweite Verschlussplatte
    124
    Filterelement
    126
    Öffnung
    128
    Anker
    130
    dritter Ventilsitz
    132
    zweiter Ventilsitz
    134, 136
    luftdurchlässige Bereiche
    138, 140
    Luftzuführungen
    142, 144
    tonerdichte Befestigungspunkte
    146
    Mittelachse des Filtermittels

Claims (5)

  1. Verfahren zum Zuführen von Tonermaterial an mehrere Entwicklerstationen,
    bei dem in einer ersten Betriebsphase durch einen Luftstrom Tonermaterial (12) aus einem Tonerbehälter (16) angesaugt und einem ersten Zwischenspeicher (28a) einer ersten Entwicklerstation (14a) zugeführt wird,
    in einer zweiten Betriebsphase durch einen Luftstrom Tonermaterial (12) aus dem Tonerbehälter (16) einem zweiten Zwischenspeicher (14b) einer zweiten Entwicklerstation (28b) zugeführt wird,
    in einer dritten Betriebsphase auf einem Filtermittel (50) abgelagertes Tonermaterial (12) von diesem entfernt wird, und
    bei dem in der ersten und zweiten Betriebsphase das mit den Zwischenspeichern verbundene Filtermittel (50) in einer erste Richtung durchströmt wird, und während der dritten Betriebsphase das Filtermittel (50) in einer zur ersten Richtung im wesentlichen entgegengesetzten zweiten Richtung von Luft durchströmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Fördern von Tonermaterial (12) in den ersten Zwischenspeicher (28a) in der ersten Betriebsphase der zweite Zwischenspeicher (28b) zur Umgebungsluft und zur Saugluft abgedichtet ist, wobei am ersten Zwischenspeicher (28a) ein Unterdruck zum Ansaugen des Tonermaterials (12) angelegt wird,
    dass beim Fördern von Tonermaterial (12) in den zweiten Zwischenspeicher (28b) in der zweiten Betriebsphase der erste Zwischenspeicher (28a) zur Umgebungsluft und zur Saugluft abgedichtet ist, wobei am ersten Zwischenspeicher (28a) ein Unterdruck zum Ansaugen des Tonermaterials (12) angelegt wird,
    und dass bei der dritten Betriebsphase der erste und zweite Zwischenspeicher zum Tonerbehälter (16) hin abgedichtet sind und das Filtermittel (50) von der Reinluftseite mit Luft durchströmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsphasen kontinuierlich nacheinander ausgeführt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Betriebsphase eine vierte Betriebsphase durchgeführt wird, die im Wesentlichen mit der dritten Betriebsphase übereinstimmt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betriebsphase nicht mehr ausgeführt wird, wenn und solange wie ein erster eingestellter Füllstand an Tonermaterial (12) im Zwischenspeicher (28a) nicht unterschritten wird, und dass die zweite Betriebsphase nicht durchgeführt wird, wenn ein zweiter eingestellter Füllstand an Tonermaterial (12) im Zwischenspeicher (28b) nicht unterschritten wird.
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