WO1989002616A1 - Device for pneumatically filling a toner reservoir with toner from a transport container - Google Patents

Device for pneumatically filling a toner reservoir with toner from a transport container Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for the pneumatic filling of toner from a transport container into a toner storage container according to the preamble of patent claim 1.
  • charge images are recorded on a recording medium e.g. generated with a photoconductor drum or directly on special paper and then colored with a black powder (toner) in a developer station.
  • a recording medium e.g. generated with a photoconductor drum or directly on special paper and then colored with a black powder (toner) in a developer station.
  • this toner image is then transferred to normal paper and fixed on it.
  • a two-component developer consisting of ferromagnetic carrier particles and toner particles is used for development.
  • the developer is guided past the charge image on the intermediate carrier by means of a magnetic brush arrangement, to which the toner sticks due to electrostatic forces.
  • An electrophotographic copier that develops charge images according to the specified principle is e.g. known from DE-AS 21 66 667.
  • the toner concentration in the developer mixture of the developer station decreases continuously. It is therefore necessary to continuously add new toner to the developer mixture. Since the toner consumption per unit of time is very high in the case of fast copiers and high-performance data printers, a spacious toner reservoir is used in such devices in order to avoid downtimes by refilling the toner. When this toner reservoir is empty, the toner that is usually supplied in handy containers, filled in the storage container. It is important to fill the toner from the container into the storage container so that no toner is spilled, thereby polluting the environment.
  • Such a toner filling device is e.g. known from DE-PS 32 24 296.
  • the object of the invention is to design a device of the type mentioned in such a way that the toner can be transferred from a simple, inexpensive transport container into a device-side storage container with a large capacity without toner consolidation occurring or the toner being spilled. This object is achieved in a device of the type mentioned at the outset according to the characterizing part of the first claim.
  • the toner is removed from a transport container, namely the toner bottle, via a flexible line by means of negative pressure by suction, via the flexible line the toner reaches a storage container which is divided into a settling space and a suction space separated from the settling space.
  • the suction chamber is connected to a vacuum pump which generates a vacuum, whereupon the toner settles on the filter of the sedimentation chamber.
  • the toner attached to the filter device is released and it falls to the bottom of the settling space in that there is a metering device which supplies the toner in metered form to the developer station of the printer.
  • the metering device contains at least one metering roller made of foam-like material, which transports the toner from the settling space into the developer station.
  • the toner cannot clump together because the toner is not mechanically compressed.
  • the filter device itself advantageously consists of a grid-shaped carrier part and a filter fabric connected to the carrier part, wherein the carrier part can consist of plastic which has a plurality of openings which can be arranged in such a way that a uniform Distribution of the toner in the reservoir results.
  • the carrier part takes on the function of a pressure distribution plate.
  • the toner cannot clump together because the toner is not mechanically compressed.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for filling toner from a transport container into a toner storage container, partly in a sectional view
  • FIG 3 shows a schematic sectional view of the filling device with an associated metering device.
  • a toner reservoir 10 from which the toner is fed to a developer station 11 for developing charge images.
  • the toner reservoir 10 has approximately the width of the developer station 11, which corresponds approximately to the printing width, and is divided into a settling chamber 12 and a suction chamber 13.
  • the rooms are separated from one another by a filter device 14.
  • the filter device 14 is closed with respect to the suction chamber 13 by a grid-shaped support part 15 with a plurality of openings 16 arranged thereon.
  • the actual toner-tight filter 17 Connected to the grid-shaped carrier part 15 is the actual toner-tight filter 17, which e.g. can consist of a glass mat. This filter 17 is sealed by foam strips on the edges.
  • the openings of the grid-shaped carrier part 15, which is preferably made of plastic, can be arranged and dimensioned in accordance with the desired pressure distribution of the suction air.
  • the suction chamber 13 is connected to a vacuum pump 19 operated by an electric motor.
  • the settling chamber 12 in turn has a connecting piece 20 to which a flexible pipe 21 in the form of a suction nozzle is connected.
  • the flexible nozzle-shaped suction line 21 is inserted with its suction nozzle 24 into the toner bottle 22 and the suction pump 19 is then actuated.
  • the negative pressure generated in the suction chamber 13, which acts uniformly through the openings 16 of the grid-shaped carrier part 15, generates a corresponding negative pressure in the settling chamber 12, as a result of which the toner 23 is sucked into the settling chamber 12 according to the "vacuum cleaner principle".
  • the toner settles underneath the filter device 14, namely uniformly over the entire width of the toner supply container.
  • a motor-driven scraping device is arranged in the settling chamber 12, which scrapes the toner attached to the filter device 14 via scraping elements 28.
  • the toner falls into the lower, conical region 25 of the settling space (FIG. 2) and is deposited there.
  • a metering device driven by a motor 26 in the form of a foam roller 27 (FIG. 3).
  • the circumference of this foam roller grazes at the lower edge of the conically tapering settling space 25 and, depending on a fill level measuring device (not shown here), transports toner 23 to the developer station 11.
  • two foam rollers arranged side by side can also be provided as metering devices which are driven in opposite directions, the toner then being fed between the rollers to the developer station.
  • the drive of the metering device is coupled via a belt 29 to an axis 30 of the scraping device.
  • the scraping device itself has a multiplicity of elastic scraping elements 28 made of spring steel wire, which are fastened to the axis 30 of the scraping device via fastening disks 31. Due to their bending shape, the scraping elements 28 rest lightly and resiliently on the filter mat 17 and thus scrape off the adhering toner during a rotational movement.
  • the filter mat 17 can be welded to the grid-shaped carrier part made of plastic, wherein the grid-shaped carrier part 15 can form a replacement part together with the filter mat 17. The arrangement of the grid part 15 and the filter mat 17 is placed on the settling space 12 in an airtight manner.
  • an inlet opening 32 which can be adapted in an airtight manner with the corresponding opening 20 of the suction nozzle 21 and which forms the passage to the suction chamber 12.
  • the scraper elements 28 designed as a rotary cockroach can be glued and / or soldered to the fastening disks 31 connected to the axis 30.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

Vorrichtung zum pneumatischen Einfüllen von Toner aus einem Transportbehälter in einen Tonervorratsbehälter.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum pneumatischen Einfüllen von Toner aus einem Transportbehälter in einen Tonervorratsbehälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
In der Kopiertechnik und bei modernen Datenschnelldruckern die nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeiten, werden Ladungsbilder auf einem Aufzeichnungstrager z.B. einer Fotoleitertrommel oder direkt auf Spezialpapier erzeugt und anschlieSend mit einem schwarzen Pulver (Toner) in einer Entwicklerstation eingefärbt. Dieses Tonerbild wird bei Verwendung eines Zwischenträgers anschließend auf Normalpapier übertragen und auf diesem fixiert. In der Regel wird zum Entwickeln ein Zweikomponentenentwickler verwendet, der aus ferromagnetischen Trägerteilchen und Tonerteilchen besteht. Der Entwickler wird mittels einer Magnetbürstenanordnung am Ladungsbild auf dem Zwischenträger vorbeigeführt, an dem der Toner verursacht durch elektrostatische Kräfte haften bleibt.
Ein elektrofotografisches Kopiergerät, das nach dem angegebenen Prinzip Ladungsbilder entwickelt, ist z.B. aus der DE-AS 21 66 667 bekannt.
Durch das Einfärben der Ladungsbilder auf dem Zwischenträger nimmt die Tonerkonzentration im Entwicklergemisch der Entwicklerstation ständig ab. Es ist darum erforderlich, dem Entwicklergemisch ständig neuen Toner dosiert zuzuführen. Da bei schnellen Kopi ergeräten und Hochleistungsdatendruckern der Tonerverbrauch pro Zeiteinheit sehr hoch ist, wird bei solchen Geräten ein geräumiger Tonervorratsbehälter verwendet, um Stillstandszeiten durch Nachfüllen von Toner zu vermeiden. Wenn dieser Tonervorratsbehälter leer ist, wird der Toner, der üblicherweise in handlichen Behältern geliefert wird, in den Vorratsbehälter gefüllt. Dabei ist es wichtig, den Toner aus dem Behälter so in den Vorratsbehälter zu füllen, daß kein Toner verschüttet wird und dadurch die Umgebung verschmutzt.
Eine derartige Tonereinfüllvorrichtung ist z.B. aus der DE-PS 32 24 296 bekannt.
Bei derartigen Einfüllvorrichtungen besteht nun die Gefahr, daß beim manuellen Umfüllen aus der Tonerflasche der Toner verschüttet wird. Da außerdem der Toner nur an einer bestimmten Stelle dem Tonervorratsbehälter zugeführt wird, sind besondere Verteilereinrichtungen im Tonervorratsbehälter notwendig, um eine gleichmäßige Zuführung des Toners zur Entwicklerstation zu gewährleisten.
Um diese Nachteile bei den bekannten Einfüllvorrichtungen zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen (Europ.Patentanm. 87103539.0) den Toner aus einem Transportbehälter, nämlich der Tonerflasche über eine flexible Leitung mittels Unterdruck durch Saugen zu entfernen. Über die flexible Leitung gelangt der Toner in einen Vorratsbehälter, der sich in einen Absetzraum und in einen von dem Absetzraum getrennten Saugraum aufteilt. Der Saugraum steht mit einer Unterdruckpumpe in Verbindung, die einen Unterdruck erzeugt, wodurch sich der Toner am Filter des Absetzraumes absetzt. Nach Abschalten der Saugpumpe fällt der Toner auf eine am Boden des Absetzraumes angeordnete Transportschnecke, die den Toner dosiert der Entwicklerstation des Druckers zuführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Toner aus einem einfachen kostengünstigen Transportbehälter in einen geräteseitigen Vorratsbehälter mit großem Fassungsvermögen umgefüllt werden kann, ohne daß dabei Tonerverfestigungen auftreten oder das Toner verschüttet wird. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In vorteilhafter Weise wird bei der Erfindung der Toner aus einem Transportbehälter nämlich der Tonerflasche über eine flexible Leitung mittels Unterdruck durch Saugen entfernt, über die flexible Leitung gelangt der Toner in einen Vorratsbehälter der sich in einen Absetzraum und einen von dem Absetzraum getrennten Saugraum aufteilt. Der Saugraum steht mit einer Unterdruckpumpe in Verbindung die einen Unterdruck erzeugt, worauf sich der Toner am Filter des Absetzraumes absetzt. Mit Hilfe von elastischen Schabeelementen wird der an der Filtereinrichtung festgesetzte Toner gelöst und er fällt auf den Boden des Absetzraumes, indem sich eine Dosiereinrichtung befindet, die den Toner dosiert der Entwicklerstation des Druckers zuführt.
Die Dosiereinrichtung enthält mindestens eine Dosierwalze aus schaumstoffartigem Material, die den Toner aus dem Absetzraum in die Entwicklerstation transportiert.
Von Vorteil ist dabei die Anordnung von zwei gegenläufig bewegten Schaumstoffwalzen, die eine exakte Dosierung ermöglichen.
Eine Verklumpung des Toners kann nicht vorkommen, da der Toner mechanisch nicht zusammengedrückt wird.
Die Filtereinrichtung selbst besteht in vorteilhafter Weise aus einem gitterförmigen Trägerteil und einem mit dem Trägerteil verbundenen Filtergewebe, wobei das Trägerteil aus Kunststoff bestehen kann, das eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die so angeordnet sein können, daß sich eine gleichmäßige Verteilung des Toners im Vorratsbehälter ergibt. Das Trägerteil übernimmt dabei die Funktion einer Druckverteilerplatte.
Eine Verklumpung des Toners kann nicht vorkommen, da der Toner mechanisch nicht zusammengedrückt wird.
Ausführungsform der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Einfüllen von Toner aus einem Transportbehälter in einen Tonervorratsbehälter teilweise in Schnittdarstellung
FIG 2 eine schematische Explosionsdarstellung derselben Vorrichtung und
FIG 3 eine schematische Schnittdarstellung der Einfüllvorrichtung mit zugeordneter Dosiereinrichtung.
In einem hier nicht dargestellten, nichtmechanischen Schnelldrucker der nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitet, befindet sich ein Tonervorratsbehälter 10 aus dem der Toner einer Entwicklerstation 11 zur Entwicklung von Ladungsbildern zugeführt wird. Der Tonervorratsbehälter 10 hat etwa die Breite der Entwicklerstation 11, was in etwa der Druckbreite entspricht und gliedert sich in einen Absetzraum 12 und einen Absaugraum 13. Die Räume sind durch eine Filtereinrichtung 14 voneinander getrennt. Die Filtereinrichtung 14 ist hinsichtlich des Saugraumes 13 durch ein gitterförmiges Trägerteil 15 mit mehreren darauf angeordneten Öffnungen 16 abgeschlossen. Mit dem gitterförmigen Trägerteil 15 verbunden ist das eigentliche tonerdichte Filter 17, das z.B. aus einer Glasmatte bestehen kann. Dieses Filter 17 ist durch Schaumstoffstreifen an den Rändern abgedichtet. Die Öffnungen des gitterförmigen vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Trägerteiles 15 können entsprechend der gewünschten Druckverteilung der Saugluft angeordnet und dimensioniert sein.
Der Saugraum 13 steht mit einer elektromotorisch betriebenen Unterdruckpumpe 19 in Verbindung. Der Absetzraum 12 wiederum hat einen Anschlußstutzen 20, an dem eine flexible Rohrleitung 21 in Form eines Saugrüssels angeschlossen ist. Zum Umfüllen eines in Tonerflaschen 22 angelieferten Toners 23 in den Vorratsbehälter 10 bzw. in die Entwicklerstation 11, wird die flexible rüsselförmige Saugleitung 21 mit ihrem Saugstutzen 24 in die Tonerflasche 22 eingeführt und dann die Saugpumpe 19 betätigt. Der im Saugraum 13 erzeugte Unterdruck, der gleichmäßig über die Öffnungen 16 des gitterförmigen Trägerteils 15 wirkt, erzeugt einen entsprechenden Unterdruck im Absetzraum 12, wodurch der Toner 23 nach dem "Staubsaugerprinzip" in den Absetzraum 12 eingesaugt wird. Der Toner setzt sich unterhalb der Filtereinrichtung 14 ab und zwar gleichmäßig über die gesamte Breite des Tonervorratsbehälters.
In dem Absetzraum 12 ist eine motorisch angetriebene Abschabeeinrichtung angeordnet, die über Schabeelemente 28 den an der Filtereinrichtung 14 festgesetzten Toner löst.
Der Toner fällt in den unteren konisch zulaufenden Bereich 25 des Absetzraumes (FIG 2) und lagert sich dort ab. Am unteren Bereich 25 des konisch ausgestalteten Absetzraumes 12 ist eine über einen Motor 26 angetriebene Dosiereinrichtung in Form einer Schaumstoffwalze 27 (FIG 3) angeordnet. Diese Schaumstoffwalze streift mit ihrem Umfang am unteren Rand des konisch zulaufenden Absetzraumes 25 und transportiert in Abhängigkeit von einer hier nicht dargestellten Füllstandsmeßeinrichtung Toner 23 zu der Entwicklerstation 11.
Bei einer hier nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können auch zwei nebeneinander angeordnete Schaumstoffwalzen als Dosiereinrichtungen vorgesehen sein, die gegenläufig angetrieben werden, wobei dann der Toner zwischen den Walzen der Entwicklerstation zugeführt wird.
Der Antrieb der Dosiereinrichtung ist über einen Riemen 29 mit einer Achse 30 der Abschabeeinrichtung gekoppelt. Es ist jedoch auch möglich, die Abschabeeinrichtung und die Dosiereinrichtung getrennt voneinander über motorische Einrichtungen anzutreiben. Die Abschabeeinrichtung selbst weist eine Vielzahl von elastischen Schabeelementen 28 aus Federstahldraht auf, die über Befestigungsscheiben 31 auf der Achse 30 der Abschabeeinrichtung befestigt sind. Durch ihre Biegeform liegen die Schabeelemente 28 leicht und federnd auf der Filtermatte 17 auf und schaben so bei einer Drehbewegung den anhaftenden Toner ab. Die Filtermatte 17 kann dabei mit dem gitterförmigen, aus Kunststoff bestehenden Trägerteil verschweißt sein, wobei das gitterförmige Trägerteil 15 gemeinsam mit der Filtermatte 17 ein Auswechselteil bilden kann. Die Anordnung aus Gitterteil 15 und Filtermatte 17 ist luftdicht auswechselbar auf den Absetzraum 12 aufgesetzt.
An der Stirnseite des gitterförmigen Trägerteiles 15 befindet sich eine Einlaßöffnung 32, die mit der entsprechenden Öffnung 20 des Saugrüssels 21 luftdicht adaptiert werden kann und den Durchgang zum Saugraum 12 bildet.
Die als Drehschabe ausgebildeten Schabeelemente 28 können auf den mit der Achse 30 verbundenen Befestigungsscheiben 31 verklebt und/oder verlötet sein.
Bezugszeichenliste
10 Tonervorratsbehälter
11 Entwicklerstation
12 Absetzraum
13 Absaugraum
14 Filter
15 gitterförmiges Trägerelement
16 Öffnungen
17 Filtermatte
19 Unterdruckpumpe
20 Anschlußstutzen
21 Rohrleitung
22 Tonerflasche
23 Toner
24 Saugstutzen
25 unterer Bereich Absetzraum
26 Motor
27 Schaumstoffwalze, Dosiereinrichtung
28 Schabeelemente
29 Riemen
30 Achse der Schabeeinrichtung
31 Scheiben
32 Einlaßöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum pneumatischen Einfüllen von Toner (23) aus einem Transportbehälter (22) in einen Tonervorratsbehälter (10) von wo aus der Toner (23) dann einer Entwicklerstation (11) eines nichtmechanischen Druck- oder Kopiergerätes zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Tonervorratsbehälter (10) einen Absetzraum (12), der mit der Entwicklerstation (11) in Verbindung steht und einen von dem Absetzraum (12) über eine Filtereinrichtung (14) getrennten Saugraum (13) mit zugeordneter, Unterdruck erzeugender Einrichtung (19) aufweist, und daß der Absetzraum (12) eine Schabeeinrichtung (28) aufweist, die über Schabeelemεnte (28) den an der Filtereinrichtung (14) festgesetzten Toner (23) löst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Filtereinrichtung (14) kreisförmig ausgebildet ist, wobei die Schabeelemente (28) über eine Antriebseinrichtung (29, 26) in einer Drehbewegung an der Filtereinrichtung (14) vorbeigeführt werden.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schabeelemente (28) elastisch ausgebildet sind und federnd an der Filtereinrichtung (14) anliegen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schabeelemente (28) aus bügelförmigen, an einer gemeinsamen Drehachse (30) befestigten Federelementen (28) bestehen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Filtereinrichtung (14) ein gitterförmiges Trägerteil (15) und ein mit dem Trägerteil (15) verbundenes Filtergewebe (17) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Boden des Absetzraumes (25) eine den Toner (23) der Entwicklerstation (11) zuführende Dosiereinrichtung (27) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dosiereinrichtung (27) mindestens eine Dosierwalze (27) aus schaumstoffartigem Material aufweist.
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