WO2003100527A2 - Vorrichtung und verfahren zum dosieren von tonermaterial in einem elektrofotografischen druker oder kopierer - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum dosieren von tonermaterial in einem elektrofotografischen druker oder kopierer Download PDF

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WO2003100527A2
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filter
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Klaus STRÖL
Reinhold Schmidl
Josef Ranner
Bernd Schoch
Joseph Knott
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Oce Printing Systems Gmbh
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    • G03G2215/0816—Agitator type
    • G03G2215/0827—Augers

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for dosing toner material in an electrophotographic printer or copier.
  • the removal opening is optionally opened and closed in order to control the amount of toner material to be removed.
  • a latent charge image is generated on a light-sensitive photoconductor material, a photoconductor drum or a photoconductor tape. This charge image is then in a developer station of the printer or copier
  • the toner image is then applied to a carrier material, e.g.
  • a one-component developer or a two-component developer is used to develop 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 by movements of the two-component developer.
  • the toner particles are charged by charge transport, e.g. from a carrier roller.
  • the amount of toner required to generate the toner image is fed out to the developer station in order to be able to generate further toner images.
  • an intermediate storage device is located near the developer station. rather intended for toner material, from which toner material is conveyed into the developer station as needed or according to consumption.
  • the intermediate store is filled with toner material from handy toner transport containers through an opening directly into the storage container or conveyed from a remote transport container into the intermediate store by a transport system.
  • the buffer near the developer station has a fill level sensor in known printers or copiers. With a minimum fill level, toner material must be fed from the toner transport container to the buffer. This is done e.g. by emptying a transport container into the intermediate storage.
  • closed containers filled with toner material in the form of bottles or cartridges are adapted to an opening in the intermediate store. The bottle or cartridge is opened by pulling a slide and / or tearing open a tab, as a result of which the toner material can fall into the storage container.
  • toner material is transported from a toner storage container located away from the developer station with the aid of suction air via a hose into the buffer store.
  • a vertically movable suction nozzle 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 vibrator on the side ensure that the container is almost completely emptied.
  • the suction nozzle is pulled out of the container.
  • the opening in the toner reservoir is always at the top, which prevents toner spillage.
  • the delivery rate is heavily dependent on the level in the toner reservoir. With a reduction in the fill level, the delivery capacity of toner material also decreases, so that the printing process is interrupted when the toner fill level in the reservoir is low and the toner requirement in the developer station is high at the same time.
  • the vibrator also causes disturbing noises.
  • the object of the invention is to provide a device and a method for metering toner material in an electrophotographic printer or copier, in which or in which a quantity of toner material to be conveyed from a container can be easily adjusted. Furthermore, a method for supplying toner material to several developer stations and a device for separating toner material and air are to be specified.
  • the object is achieved for a device for metering toner material in an electrophotographic printer or copier with the features of claim 1.
  • the toner material slides down through the removal opening of the toner container into a vane chamber of a vane wheel.
  • the toner material is conveyed further by turning the paddle wheel.
  • the amount of the conveyed toner material can be easily controlled by the speed or by angular momentum • of the paddle wheel, making the amount of toner material easy to dose.
  • the amount of toner delivered depends on the speed and the number and volume of the blade combs. Is conveyed through the device according to the invention to the amount of toner material through the impeller and toner material accumulates below the bucket wheel, 'so toner material remains easily in the blade chamber.
  • the toner material is neither compressed nor damaged.
  • sealing elements are arranged on the U front sides of the impeller in the circumferential direction in the area to the right and left of the axis of rotation.
  • the blades are at I, i 'rotate past the paddle wheel at these sealing elements, whereby the opening of the toner container ⁇ are sealed by the impeller hermetically closed can. If, for example, toner material is conveyed into the toner container with the aid of negative pressure, 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 sealed airtight.
  • the toner container has gas-permeable regions through which air can flow into the toner container and at least in these regions 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 easily conveyed subsequently.
  • Toner material solidified in the toner container is loosened by the supplied air. Deposits of toner material or so-called toner material deposits are prevented by the supplied air and existing ones are dissolved again.
  • a second aspect of the invention relates to a method for dosing toner material in an electrophotographic printer or copier. This method is carried out, for example, with the aid of the device according to claim 1. The advantageous technical effects specified for the process also relate to the process for metering toner material.
  • a third aspect of the invention relates to a method for separating toner material and air from a toner material-air mixture. In this method, in a first Radiophas f e is supplied to a filter means a Tonermaterial- air mixture .. The filter means is in this case at least flowed through in a first direction from the air.
  • the flow of air through the filter medium is interrupted in such a way that toner material deposited on the filter medium detaches from it.
  • This method ensures that the filter medium is not clogged by toner material deposited on the filter medium and that only a small amount of air can be conveyed through the filter medium.
  • Such a method can e.g. can be used to separate the toner material if the toner material is conveyed with the help of negative pressure.
  • the filter medium is then arranged in front of the vacuum medium to generate the vacuum, in order to prevent toner material from penetrating into the vacuum medium. A predetermined air flow is necessary to convey toner material with the aid of such a negative pressure.
  • the second operating phase ensures that toner material that has deposited on the filter medium is "simply removed from it.
  • the air flow through the filter medium can be oriented vertically upward in the first operating phase, for example second operating phase, the toner material simply falls down from the filter medium.
  • the filter means is in the second operating phase in a second direction approximately opposite to the first direction • flowed through with air. This ensures that toner material that has deposited in the filter medium can also be removed from it. Even with high adhesive forces between the toner material and filter medium, for example as a result of electrostatic forces, the filter medium can be used to remove the toner material particularly easily with the aid of the air flow. Additional means such as vibrators or scrapers are not necessary to clean the filter medium.
  • the first and second operating phases alternate with one another, 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 in the filter medium are effectively prevented. This prevents the filter medium from becoming blocked. ''"
  • a fourth aspect of the invention provides an apparatus for separating toner material and air.
  • This device essentially contains means for carrying out the method according to the third aspect of the invention.
  • the technical effects and advantages given in the method according to the third aspect of the invention thus also apply accordingly to the device for separating toner material and air.
  • a metering device is provided with a toner buffer, which has a feed device for the toner-air mixture and air-permeable, in particular funnel-shaped, inclination - side walls formed by one another, through which a slight excess air pressure can be blown into the intermediate store.
  • This slight overpressure is in particular adjustable and causes also form on the sidewalls of the latch 'no disturbing toner deposits.
  • Sintered metals and sintered plastics in particular have proven to be suitable as the material for the air-permeable areas (side walls).
  • the pore size of the air-permeable areas is in particular in the range 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the arrangement of the intermediate toner store is also particularly suitable for the metered delivery of toner into a developer station, whereby it has the advantage over arrangements with agitators that no mechanically moving devices such as agitators are required, through which the toner is squeezed, rubbed against other materials such as those of the walls and agitators, and thus essentially Because the blown-in toner is practically completely detached from the side walls of the intermediate container and from the filter, the amount of toner released from the intermediate store to the metering opening can be determined and adhered to very precisely via the blown-in pressure and the tube cross-section of a blown-in tube without additional dosing means such as agitators, squeegees or the like . become.
  • a method for supplying toner material to a plurality of developer stations is specified.
  • toner material is fed from a toner container into a first buffer store of a first developer station by an air flow in a first operating phase.
  • toner is emitted by an air stream the toner container is fed to a second buffer of a second developer station.
  • the refilling of toner material in several developer stations is considerably simplified for an operator, since they only have to exchange one toner container for several developer stations.
  • the process according to the invention makes it particularly advantageous to use large toner containers with a volume for holding 5 to 30 kg of toner material. This means that even large print jobs can be processed without the need for operator intervention to refill toner material. Downtimes can be significantly reduced.
  • toner material deposited on a filter medium is removed from the latter in a third operating phase. It is thereby achieved that a filter medium, which is provided in the printer or copier, in order 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.
  • air can flow through the filter medium, for example, which is opposite to the flow direction in which air flows through the filter medium to separate the toner material-air mixture. As a result, toner material adhering to the filter medium is released again.
  • first and second operating phase respectively a period of about two '• seconds and the third operating phase having a duration of about one second.
  • a fourth operating phase can also be carried out between the first and second operating phases, in which the same method steps are carried out as in the third operating phase. This ensures that the same delivery rate is possible in each case in the first and second operating phases and that a sufficient amount of air can also be drawn through the filter medium in the second operating phase.
  • the first and second operating phases are only carried out if a preset level of toner material in the buffer of the developer station has not been reached in the associated developer station. No toner material is then fed into this buffer until the setpoint is undershot, i.e. 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 intermediate stores of the developer station, then the third operating phase is advantageously not carried out either.
  • Figure 1 shows a schematic structure of a toner delivery system in an electrophotographic printer or copier
  • Figure 2 is a sectional view of a metering device for conveying toner material from a storage container, the section along the in Figure
  • Figure 3 is a sectional view of the metering device on section line A-A of Figure 2;
  • Figure 4 shows the schematic structure of a toner delivery system in a printer or copier with two printing units
  • FIG. 5 shows a schematic structure of a second toner delivery system in a printer or copier for supplying two developer stations with toner material
  • Figure 6 is a sectional view of a solenoid valve for controlling an air flow in an open position
  • FIG. 7 shows the solenoid valve according to FIG. 6 in a half-open position, ambient air being supplied to a pipe system via the solenoid valve;
  • Figure 8 shows the solenoid valve of Figures 6 and 7 in a closed position
  • Figure 9 is a diagram showing control states of the toner delivery system of Figures 4 and 5;
  • Figure 10 shows a filter arrangement for separating a toner material-air mixture.
  • a toner delivery system 10 of a printer or copier is shown.
  • the toner delivery system 10 is used to feed toner material 12 into a developer station 14.
  • the toner material 12 is fed to the printer or copier, not shown, through a storage container 16, in which the toner material 12 is contained.
  • An opening 18 serves for the removal of toner material 12. It is shown in a second, lower position, as will be explained further below.
  • a closure device 20 is connected in a toner-tight manner 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 hopper 22 into which the slips in 'toner material 12 from the reservoir sixteenth
  • the funnel 22 has a funnel outlet 24 which is connected to a pipe system 26 in an airtight and toner-tight manner is.
  • the tube system 26 connects the funnel outlet 24 to an intermediate store 28, which is arranged in the vicinity of the developer station 14 and is buffered in the toner material 12 for further transport to the developer station 14.
  • the intermediate store 28 contains a stirring bar 30, a fill level sensor 32 and a metering device 34 which contains a paddle wheel.
  • a toner conveying tube 36 with a toner conveying spiral 38 connects the intermediate storage 28 to the developer station 14 and, as required, conveys toner material 12 from the intermediate storage 28 to the developer station 14. With the aid of the metering device 34 and / or the conveying tube 36, each with a drive device (not shown) are connected, the amount of toner material 12 conveyed into the developer station 14 is set and metered.
  • the stirring bar 30 mixes the toner material 12 in the intermediate store 28.
  • the intermediate store 28 is airtight, the airtight space of the intermediate store 28 being connected to a central vacuum line 44 via a pipe system 40 which contains a control valve 42.
  • a vacuum in the central vacuum line 44 is generated by a vacuum blower 46.
  • the pipe system 40 is connected to an upper section of the intermediate store 28.
  • a filter 50 is arranged below the connection point 48 towards the closed space.
  • the intermediate store 28 is connected to the pipe system 26 below this filter 50.
  • the control valve 42 regulates the negative pressure in the pipe system 40 and in the intermediate store 28 and in the pipe system 26 connected to it. This negative pressure ensures that toner material 12 is transported from the funnel outlet 24 of the closure device 20 into the space of the intermediate store 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 can also be operated in two-point operation, the amount of toner material 12 then dependent 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 into the funnel 22 from the closing device 20 through the funnel walls. As a result, a toner-air mixture is generated in the funnel 22, which has a liquid-like, so-called fluidized state. Air is supplied to this via an opening 52 in the closure device 20, which air is drawn into the funnel 20 with the aid of the vacuum.
  • the air supplied through the opening 52 can be controlled via a valve (not shown).
  • the funnel outlet 24 is also connected to a pipe system 54 with a control valve 56, via which ambient air can be supplied to the pipe system 26.
  • a check valve (not shown) is also included, which prevents leakage of toner material even in the case of unfavorable pressure conditions in the pipe systems 44, 26, 54.
  • the amount of toner material 12 which is conveyed from the container 16 into the intermediate store 28 can be regulated via the control valve 56.
  • the control valves 42 and 56 are electrically driven valves. With the help of the control valve 42, the vacuum conditions in the intermediate store 28 and in the pipe system 26 can be set exactly.
  • the toner transport from the storage container 16 into the buffer store 28 is regulated in accordance with the signal from the fill level sensor 32.
  • the control valve 42 and the control valve 56 serve as actuators for the control. : entile 42, 56, the suction air required to transport the toner is set.
  • the toner material 12 emerging from the funnel outlet 24 is carried along by the air flow in the pipe system 26, 54 and is transported to the intermediate store 28.
  • the filter 50 in the intermediate storage 28 prevents the further transport of the toner material 12 into the pipe system 40.
  • the clean air side of the filter 50 is vented to ambient pressure.
  • the air flow during this pressure equalization is related to the air flow Sucking the toner material in the opposite direction.
  • 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 intermediate storage 28. A 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 store 28 into the developer station 15 with the aid of a conveyor tube 36.
  • the conveying tube 36 protrudes at one end into the developer station 14 and has 56 wide openings at this end on an underside through which the toner material 12 falls out of the conveying tube 36 into the developer station 14.
  • the conveying spiral 38 contained in the conveying tube 36 has an incline, so that it transports toner material 12 in the conveying tube 36 from the intermediate storage 28 to the developer station 14 in a manner similar to that in a screw conveying tube.
  • the conveyor spiral 38 is driven with the aid of a drive unit.
  • the metering device 34 contains a paddle wheel-like roller, which is arranged between the intermediate storage 28 and the conveyor pipe. Such a metering device 34 is also referred to as a cellular wheel sluice.
  • the paddle wheel-like roller seals the intermediate store 28 to the delivery pipe 36 almost airtightly, so that air is sucked out of the pipe system 26 with the aid of the vacuum blower 46 using the vacuum blower 46.
  • the paddle wheel-like roller is preferably driven in synchronism with the conveyor spiral 38, whereby upon rotation of the paddle wheel-like roller, which is also referred to as a cellular wheel, toner material falls from the intermediate store 28 into the blades or cells and is transported by the rotation downward to the conveyor tube 36.
  • the conveying tube 36 has an opening below the metering device 34 in the area of the intermediate store, so that the toner material 12 falls down into the conveying tube 36 from the cells.
  • the stirring bar 30 in the interior of the intermediate store 28 is driven with the aid of a drive unit (not shown) and prevents rotation or cave formation in the toner material 12 of the intermediate store 28 by rotation.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a metering device along a section line BB shown in Figure 3.
  • the storage container 16 is arranged in the conveying position, the storage container 16 having a toner removal opening located at the bottom, through which the toner material 12 slides out of the container.
  • a roller 60 is arranged below the removal opening 58.
  • Blades are arranged on the roller surface of roller 60, one of which is designated by 62 and another by 64.
  • the blades 62, 64 protrude from the roller 60 in a star shape, with two adjacent blades 62, 64, 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 of one; Housing 70 is partially enclosed so that the blade tips slide along housing 70.
  • the blades 62, 64 seal the toner container 16 to an area 72 below the roller 60 against the housing 70 in an airtight and toner-tight manner.
  • a toner delivery spiral 74 is arranged in a toner delivery tube 76 below the roller 60.
  • the toner delivery tube 76 has an opening upward to the roller 60 along the entire length of the roller 60.
  • the roller 60 forms, 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 storage container 16 over the entire width of the paddle wheel 78.
  • 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 sliding through the removal opening 58 of the storage container 16.
  • the storage container 16 is seated with support surfaces 80, 82 on supports 84, 86 of the housing 70, as a result of which the storage container 16 is sealed airtight and toner-tight towards the housing 70.
  • the paddle wheel 78 thus forms a removal or metering device for removing toner material 12 from the storage container 16.
  • the toner material 12 that has slipped into the blade chamber 66 is transported downward to the region 72 when the roller 60 rotates in the blade chamber 66.
  • the toner material 12 falls out of the vane chamber 66 in the region 72 and into the conveyor spiral 74 of the toner delivery tube 76.
  • toner material 12 is conveyed downward into the region 72 when the paddle wheel 78 is rotated, that this quantity is not affected by the toner conveying tube 76 is conveyed away, '' the remaining amount of toner material 12 remains in the scoop chamber 66 and is transported in the scoop container 66 back to the removal opening 58 .; In the area of the removal opening 58, the scoop chamber 66, in which there is a residual amount of toner material 12, is again completely filled with toner material 12 sliding out of the storage container 16. It is thereby achieved that the toner material 12 is not subjected to excessive mechanical stress when conveyed with the paddle wheel 78. In particular, the toner material 12 is not compressed in the areas 72 and in the toner delivery tube 76.
  • the conveyor spiral 74 is driven in the direction of the arrow P2 with the aid of a drive unit (not shown).
  • the drive unit of the conveyor spiral 74 is coupled to the drive of the roller 60.
  • the drives and the vane chambers 66 are designed such that a larger amount of toner material 12 is conveyed with the help of the vane wheel 78 than can be transported further through the toner delivery tube 76 with the toner delivery spiral 74. This prevents voids from being formed in the toner delivery tube 76.
  • the toner delivery tube 76 is arranged at least in the region of the roller 60 or the paddle wheel 78 in the housing 70.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of the metering device according to FIG. 2 along the section line AA, only a left part of this sectional illustration being shown.
  • the roller 60 is rotatably supported at its ends in bearings, a bearing shown in FIG. 3 being designated by 88.
  • the bearing 88 can, for example, as Spherical or al, s plain bearings can be formed.
  • a sealing element 90 is provided which seals an area around the paddle wheel 78 towards the bearing 88 in an airtight and toner-tight manner.
  • a sealing element 90 can be, for example, a Simmerring or a lip seal.
  • toner material 12 is conveyed from the storage container 16 into the toner delivery tube 76 with the help of the paddle wheel 78, as already described in connection with FIG. 2, whereby it falls from the paddle chambers 66 into spaces 96 of the conveyor spiral 74.
  • the toner material 12 can be conveyed very easily directly from the storage container 16 into the developer station 14 and into or from an intermediate store 28. This arrangement takes up very little space and is very inexpensive to manufacture.
  • the toner material 12 is also only mechanically stressed very little during transport from the storage container 16 into the developer station 14 or the intermediate storage 28.
  • the metering device according to FIGS. 2 and 3 can be used particularly well as a metering device 34 in the intermediate store 28.
  • the conveyor tube 76 is then functionally identical to the conveyor tube 36 in order to convey toner material from the intermediate store 28 into the developer station 14.
  • the metering device according to Figures 2 and 3 also ensures an airtight : Sealing to the delivery pipe 36, 76 and the developer station 14.
  • the sealing elements 90, 92 serve primarily for the lateral sealing of the impeller 78.
  • the airtight seal between the storage container 16 and the delivery pipe 76 is achieved by sealing the impeller ends against the housing 70.
  • the blade arrangement of the blade wheel 78 and the shape of the housing 70 are adapted such that in each rotational position of the roller 60, at least two blade ends on each side of the blade wheel 78 seal against the housing 70.
  • sealing elements (not shown) can be provided on the housing 70 in these areas, against which the blades 62, 64 are guided when the blade wheel 78 rotates.
  • the blades 62, 64 can slide on the sealing elements. Both the removal opening 58 and the area 72 extend along the roller 60 or on the width of the paddle wheel 78. It is also advantageous to arrange the walls of the storage container 16, 28 in a funnel shape in the area of the removal opening 58 such that they lead to the removal opening 58 run towards it. It is thereby achieved that the toner material 12 easily slips through the removal opening 58 into the vane chambers 66 of the vane wheel 78.
  • the walls of the toner storage container 16 are gas-permeable, at least in the region of the opening 58, air being supplied to the toner material 12 in the storage container 16. With the help of this air, at least in the area of the opening 58, a flowable toner material / air mixture is generated which is particularly simple in the vane chambers 66 of the vane wheel 78 flow into it. It is particularly advantageous if the toner material 12 removed from the storage container 16 with the help of the paddle wheel 78 falls into a toner delivery tube with a toner delivery spiral or with another screw conveyor, since the toner material 12 can be transported particularly easily and gently with the aid of such a screw conveyor ,
  • FIG. 4 shows a toner delivery system 98 similar to the toner delivery system according to FIG. 1.
  • the toner delivery system 98 is provided for supplying toner material 12 in two developer stations 14a, 14b.
  • the toner delivery system 98 can be used in an electrophotographic printer or copier with two developer stations 14a, 14b, for example in a ker Druk- or copiers are used in 'the same time, a front and a back is printed.
  • the toner delivery system 98 can also be provided for supplying toner material in two developer stations, which are arranged in two separate electrophotographic printers or copiers.
  • the elements which are provided twice in the toner conveying system 98 are provided with the same reference numerals as in the toner conveying system according to FIG. 1, but the letter a was used for the elements belonging to the first developer station 14a and the letter b for those belonging to the developer station 14b Elements attached.
  • the vacuum blower 46 generates a vacuum of approximately 70 millibars at the control valves 42a, 42b.
  • the fill level of toner material 12 in the intermediate store 28a or 28b can be regulated by regulating the suction air, the amount of toner material 12 supplied to the intermediate store 28a, 28b is removed from the storage container 16, as has already been explained in connection with Figure 1.
  • a filter means 50a, 50b is provided in the intermediate stores 28a, 28b, which contains, for example, a coated polyester felt. The filter means 50a, 50b separates the toner material 12 from the sucked-in toner material-air mixture.
  • the pipe system 26 contains a distributor 27 which divides the pipe system 26 into a pipe system 26a and into a pipe system 26b, with toner material 12 being conveyed into the intermediate store 28a via the pipe system 26a and toner material 12 into the intermediate store 28b via the pipe system 26b.
  • the quantity of toner material 12 supplied to the respective developer station 14a, 14b is controlled with the aid 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 ensures a uniform distribution of the toner material 12 in the respective developer station 14a, 14b.
  • the metering devices 34a, 34b each contain a blade thread 78a, 78b and are constructed similarly to the metering device according to FIGS. 2 and 3. These arrangements of the paddle wheels partition off the intermediate store 28a in an airtight and toner-tight manner from the delivery tube 36a and to the surroundings.
  • FIG. 5 shows a toner delivery system 100 similar to the toner delivery system 98 according to FIG. 4.
  • the toner storage container 16 is arranged for removal with the removal opening located at the top, an immersion tube 104 for removal of toner material 12 protruding into the toner storage container 16 through the removal opening.
  • a receiving device 106 of the stock ' is s capableer used in a storage unit 110 16th
  • the removal of toner material 12 from a Storage container 16 with the help of an immersion tube 104 is, as already mentioned in the introduction to the description, described in documents EP-A 0311646 and US-A 4990964. Similar to the toner conveying system 98 according to FIG.
  • the toner conveying system 100 is used to convey toner material from the storage container 16 into the intermediate stores 28a and 28b with the aid of negative pressure, ie with suction air.
  • the suction air is adjusted in accordance with a signal from the fill level sensors 30a, 30b, thereby controlling the amount of the conveyed toner material 12 and / or the time in which the toner material 12 is conveyed from the storage container 16 into the intermediate stores 28a, 28b ,
  • FIG. 6 shows a solenoid valve 112 which is used, for example, as a control valve 42a and 42b according to FIGS. 4 and 5.
  • the solenoid valve 112 has an electromagnetic drive 114, which contains a coil, not shown, and an armature, not shown.
  • the solenoid valve 112 is shown in an open position in FIG. 6, a first valve plate 116 being pressed against a first valve seat 118 when the solenoid actuator 114 is activated.
  • the solenoid actuator 114 is activated with the aid of a supply voltage of 24 volts 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 can flow from the pipe system 40 into the pipe system 44 in the direction of the vacuum blower 46.
  • toner material 12 is conveyed from the storage container 16 into the intermediate storage 28.
  • the pipe systems 40, 44 are connected airtight to a valve housing 120.
  • the solenoid valve 112 also contains a second valve plate 122 and a filter element. ment 124, the function of which is explained in more detail below in connection with FIG. 8.
  • FIG. 7 shows the solenoid valve 112 in a half-closed position. This position passes through the solenoid valve 112 when the supply voltage of 24 volts DC is switched off.
  • the first valve plate 116 detaches from the first valve seat 118, thereby opening an opening 126 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 ambient pressure is set in the pipe system 40 and 44.
  • Both the movement of the first valve plate 116 and that of the second valve plate 122 are guided by the armature of the solenoid valve 112, the armature being pressed out of the drive 114 with the aid of a spring arranged in the drive 114 and not shown.
  • the operating voltage of 24 volts DC voltage is applied, the armature is drawn into the drive 114, the movement being directed against the spring force of the spring arranged in the drive 114.
  • the solenoid valve 112 is shown in a closed position.
  • the supply voltage of the solenoid valve 112 is switched off, so that the armature 128 is pushed out of the drive 114 to such an extent that the first valve plate 116 presses against a second valve seat 130, the second valve plate 122 pressing against a third valve seat 132.
  • the first valve plate 116 closes the valve 112, as a result of which the pipe system 44 is separated from the pipe system 40 and no air can be drawn from the pipe system 40 into the pipe system 44.
  • the second valve plate 122 is in the closed position of the solenoid valve 112 shown in FIG the spring 124; / on. the third valve seat 132 on the housing
  • the vacuum blower 46 can suck in air via the pipe system 44 in a closed position of one of the solenoid valves 42b, 42a via the respective other solenoid valve 42a, 42b and convey toner material 12 from the storage container 16 into the associated intermediate store 28a, 28b.
  • the toner material 12 is preferably sucked out of the storage container 16 into the intermediate storage 28 for two seconds and the pipe system 40 is subsequently ventilated for one second Toner material 12 with the aid of suction air and also for the described filter cleaning of the filter medium 50, it is necessary that the pipe systems 44, 40, 26 and the elements connected to them are airtight.
  • FIG. 9 is a diagram with a control sequence for filling two buffers 28a, 28b by one Toner delivery system 98 or 100 shown in Figures 4 and 5 respectively.
  • the intermediate stores 28a and 28b are supplied with toner material 12 from the storage container 16.
  • the fill level sensor 30a indicates that a preset fill level of toner material 12 has not been reached in the intermediate store 28a.
  • the valve 42a is activated and opened. Toner material 12 is conveyed from the storage container 16 into the intermediate storage 28a.
  • the valve 42a is no longer actuated, as a result of which the valve 42a is closed and, as already explained in connection with FIGS. 6 to 8, ambient air flows into the valve 42a when it is closed Pipe system 40a for cleaning the filter medium 50a.
  • the fill level sensor 30b outputs a signal that a preset fill level of toner material 12 in the intermediate store 28b has been reached. However, while the valve 42a is being activated, the fill level sensor 30b determines that the preset fill level in the intermediate store 28b is no longer reached and outputs a corresponding signal. After valve 42a is closed, valve 42b is activated and opened at time t2. After a predetermined time of approximately two seconds, the valve 42b is no longer activated and closed. A predetermined time of approximately one second is waited between the end of the actuation of the valve 42a and the start of the actuation of the valve 42b, which is also referred to as dead time.
  • valve 42a is closed, and, as already explained, ambient air can flow into the pipe system 40a, 44.
  • driving of valve 42b is ended.
  • the valve 42b is then closed.
  • the valve 42a is actuated again, since a preset fill level has not yet been reached in accordance with the signal from the fill level sensor 30a.
  • toner material 12 is repeatedly conveyed from the storage container 16 into the intermediate storage 28a.
  • valve 42a is activated again at time t4, whereupon valve 42a is opened.
  • valve 42a is closed again at time t5 and, as already explained, filter medium 50 is cleaned again.
  • the fill level sensor 30a determines that the preset fill level has been reached. As a result, no toner material 12 is subsequently conveyed into the intermediate store 28a until the fill level sensor 30a again outputs a signal that the preset fill level is undershot.
  • the valve 42b continues to be actuated with several suction cycles until the fill level sensor 30b outputs a signal that a preset fill level has been reached.
  • the valve 42b is activated and opened for two seconds and not activated and closed for one second.
  • Closing the valve 42b ambient air flows into the pipe system 40b.
  • the valve 42b between the times t5 and t6; t7 and t8; activated t9 and til and between times t6 and t7; t8 and t9 not activated.
  • the fill level sensor 30b outputs a signal that the intermediate store 28b is filled with toner material 12 up to the preset fill level, whereupon then the valve 42b is not activated again until the fill level sensor 30b outputs a signal that the preset fill level is undershot.
  • the fill level sensor 30a outputs a signal that the fill level in the buffer store 28a has been undercut.
  • the valve 42a is activated in the same way as the valve 42b before, the valve 42a between the times tl2 and tl3; tl4 and tl5 is controlled and is not controlled between times tl3 and tl4.
  • the valve 42a is thereby closed between the times _tl3 and tl4 and after the time tl5, as a result of which ambient air can flow into the pipe system 40a. Between times tl4 and tl5, the fill level sensor 30a outputs a signal that the preset fill level has been reached. Thereupon, the valve 42a is not activated repeatedly. After time tl5, valves 42a, 42b are not activated again until at least one fill level sensor 30a, 30b outputs a signal that one of the preset fill level limit values has been undershot.
  • valves 42a, 42b are actuated serially and alternately. As already explained, a dead time is provided between every two control cycles, which has at least the same duration as the fall time of the valve 112, 42a, 42b.
  • FIG. 10 shows a cross section of the buffer store 28.
  • the outer walls of the intermediate store 28 have air-permeable areas which are arranged in a funnel-shaped manner towards the metering device 34.
  • the air-permeable areas 134, 136 are hermetically sealed off from the ambient air, air supply lines 138, 136 : 140 the amount of air let through the air permeable areas 134, 136 is adjustable.
  • the amount of air introduced through the air inlets 138, 140 can be compressed air, for example ! introduced, or ambient air can simply flow in through the air supply lines if there is a negative pressure in the intermediate store 28.
  • toner material and air are sucked in through the pipe system 26 through the pipe system 26.
  • a vacuum is applied to the intermediate store 28 with the aid of the pipe system 40.
  • the air is thus sucked out of the pipe system 26 into the pipe system 40.
  • 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, whereby it passes on the clean air side, i. to the pipe system 40, only air passes and the toner material 12 remains on the filter medium 50.
  • the filter medium 50 contains e.g.
  • an air-permeable and toner-tight flow material is connected to the housing of the intermediate store 28 in points 142, 144 in a toner-tight manner.
  • the filter medium is held approximately in its central axis at point 146, so that it cannot fall onto toner material 12 present in the intermediate store 28.
  • a toner material-air mixture is conveyed out of the toner container 16 via the tube system 26. Due to the air flow, the filter medium 50 assumes the position represented by a broken line. In this case, toner material 12 from the toner material-air mixture attaches itself to the filter medium 50.
  • the air conveyed through the pipe system 26 flows through the filter medium 50 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 intermediate store 28. As a result, a toner material-air mixture is generated in the intermediate store 28 with the toner material 12 therein, which mixture flows particularly easily into the metering device 34.
  • the filter medium 50 is designed as a flexible filter cloth, in particular as a cloth or as a plastic fabric, and is suspended in the rest position. By abruptly stopping the negative pressure on the filter clean air side or by pressure surges from the filter clean air side, the sagging filter cloth 50 is moved like a whip and thereby shakes adhering toner. material 12 abj.
  • the toner material 12 is not subjected to excessive mechanical stress, in particular the toner material is not squeezed or rubbed against the walls or on the filter means 50 '. It is thereby achieved 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 also largely dispensed with. As a result, this cleaning can also be carried out particularly inexpensively. '
  • closure device 22 fluid funnel

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial (12) in einem elektrofoto­grafischen Drucker oder Kopierer sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Tonermaterial (12) und Luft. Unterhalb eines Tonerbehälters (28) ist ein Schaufelrad (78) mit Schaufeln (62, 64) drehbar angeordnet. Aus dem Tonerbehälter (28) fällt Tonermaterial (12) in minde­stens eine Schaufelkammer(66). Das Schaufelrad (78) wird durch einen Antrieb gedreht, wobei das Tonermaterial (12) in der Schaufelkammer (66) bei einer Drehung in einen Bereich unterhalb der Drehachse gefördert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Tonermaterial (12) und Luft aus einem Tonermaterial-Luft-Gemisch sowie ein Verfahren zum Zufüh­ren von Tonermaterial (12) zu mehreren Entwicklerstationen (14a, 14b).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer
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 Fotolei- terband 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 Zweikomponen- tenentwickler enthält ein Gemisch aus Tonerteilchen und Trägerteilchen. Die Tonerteilchen werden beim Zweikomponentenentwickler durch Bewegungen des Zweikomponentenent- wicklerge isches elektrisch aufgeladen. Beim Einkomponentenentwickler erfolgt die Aufladung der Tonerteilchen durch Ladungstransport z.B. von einer Trägerwalze.
Die zum Erzeugen des Tonerbildes benötigte Tonermenge rauss der Entwicklerstation zugeführt werden, um weitere Tonerbilder erzeugen zu können. Bei bekannten Druckern oder Kopierern ist nahe der Entwicklerstation ein Zwischenspei- eher 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 Schie- bers 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 Verschmutzungsge- fahr 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, 9^0, 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 be- kannt. 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 Förder- leistung abnimmt und es zu der bereits beschriebenen Un- •terbrechung dejs Druckprozesses infolge zu geringer Toner- materialnachförderung kommt.
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. Ferner ist ein Verfahren zum Zuführen von Tonermaterial an mehrere Entwicklerstationen sowie eine Vorrichtung zum Trennen von Tonermaterial und Luft anzugeben.
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 Schaufelkämmern 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 U fangs- seiten des Schaufelrades in Umfangsrichtung im Bereich rechts und links der Drehachse Dichtelemente angeordnet. Die Schaufeln,I werden beim ,i' Drehen des Schaufelrades an diesen Dichtelementen vorbeigeführt, wodurch die Öffnung des Tonerbehälters ι durch das Schaufelrad luftdicht abgedichtet werden' kann. Wird z.B. in den Tonerbehälter Toner- material 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 aufge- löst.
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 Tonerma- terial-Luft-Gemiscb. Bei diesem -Verfahren wird in einer ersten Betriebsphasfe 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 un- terbrochen, 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 geför- dert 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 Filtermit- tel, 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 auszu- führen. 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 zu- einander ausgebildete Seitenwände, durch die ein gering-er 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 Be- reich 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 zw.eiten Zwischenspeicher einer zweiten Entwicklerstation zugeführt. Dadurch wird erreicht, dass zwei Entwicklerstationen mit Tonermaterial aus einem Tonerbeh,älter versorgt werden können. Dadurch wird z.B. der Aufbau eines Druckers mit zwei Entwicklerstationen wesentlich vereinfacht. Auch wenn mehrere Druk- ker mit Tonermaterial aus einem Tonerbehälter versorgt werden, vereinfacht sich der Aufbau der Drucker durch eine zentrale Versorgung der Entwicklerstationen mit Tonermate- rial. Das Nachfüllen von Tonermaterial in mehrere Entwicklerstationen wird für eine Bedienperson wesentlich vereinfacht, da sie nur einen Tonerbehälter für mehrere Entwicklerstationen austauschen uss. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es insbesondere vorteilhaft, große Tonerbe- hälter 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 Zwi- schenspeicher 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 vorteilhaf- ter 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 spezifisöher 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 Tonerfördersy- stems in einem elektrofotografischen Drucker o- der Kopierer;
Figur 2 eine Schnittdarstellung einer Dosiervorrichtung zum Fördern von Tonermaterial aus einem Vorrats- behälter, 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 Tonerfördersystems 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 Ver- Schlussvorrichtung 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 zwi- schengespeichert 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 _Do- siereinrichtung 34 und/oder des Förderrohrs 36, die jeweils mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung verbunden sind, wird die in die Entwicklerstation 14 ge- förderte 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 Zwischenspei- chers 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 Zwischen- Speichers 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 Trichter- auslass 24 wird durch die Trichterwände Luft aus der Ver- Schlussvorrichtung 20 in den Trichter 22 hineingesaugt. Im Trichter 22 wird dadurch ein Toner-Luft-Gemisch erzeugt, welches einen flüssigkeitsähnlichen, sogenannten fluidi- sierten 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 To- nermaterial 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 Unter- druckverhältnisse 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 Regel- : entile 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 mitgerj-ssen und zum Zwischenspeicher 28 trans- pόrtiert. 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 transpor- tiert. 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 be- nachbarten 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 angeord- net. 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 Vorratsbe- hälter 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 Entnahme- Öffnung 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 Do- siervorrichtung 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 Schau- felkammer 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 Tonerförder- röhr 76 weggefördert wird,,' so verbleibt die restliche Menge Tonermaterial 12 in der Schaufelkammer 66 und wird in der Schaufelkaitimer 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 zusam- mengepresst. 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 Dosiereinrich- tung 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 al,s Gleitlager aμsgebildet 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 Dichtele- ment 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 luft- dicht 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 Dosiereinrich- tung 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 Tpnerverteilung über die Länge der Ent- wicklerstation 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 Schaufelanord- nung 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 To- nermaterial-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 Vorratsbehäiter 16 entnommene Tonermaterial 12 in ein, Tonerförderrohr mit einer Tonerförder- spirale 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 Druk- ker oder Kopierer eingesetzt werden, bei ' dem gleichzeitig eine Vorder- und eine Rückseite bedruckt wird. Alternativ kann das Tonerfördersystem 98 auch zum Zuführen von Toner- material 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 Zwi- schenspeichern 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 ιist 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 je- weiligen Entwicklerstation 14a, 14b. Die Dosiereinrichtungen 34a, 34b enthalten je ein Schaufelfad 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 Förder- röhr 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 Vorrat'sbehälter 16 in eine Vorratseinheit 110 eingesetzt. Die Entnahme von Tonermaterial 12 aus einem Vorratsbehälteri 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 Filterele- ment 124, deren Funktion nachfolgend in Zusammenhang mit Figur 8 noch näher erläutert wird.
In Figur 7 ist', das ,Magnetventil 112 in einer halbgeschlos- senen 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 drit- ten 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 gezeig- ten geschlossenen Position des Magnetventils 112 mit Hilfe der Feder 124;/ auf. den drittIen 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 A 4 , 40 und im damit verbundenen Zwischenspeicher 28. Über das Rohrsy- stem 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 beschrie- bene 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 tl 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 tl gibt der Füllstandssensor 30b ein Signal aus, das ein voreingestellter Füllstand an Tonermaterial 12 im Zwischenspeicher 28b erreicht ist. Während das Ven- til 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 ange- steuert 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 Sekun- den 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 til angesteu- ert und zwischen den Zeitpunkten t6 und t7; t8 und t9 nicht angesteuert.
Zum Zeitpunkt tlO gibt der Füllstandssensor 30b ein Signal aus, dass der Zwischenspeicher 28b mit Tonermaterial 12 bis zu dem voreingestellten Füllstand gefüllt ist, worauf- hin 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 tlO gibt der Füllstandssen- sor 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 Zeitpunkten tl2 und tl3; tl4 und tl5 angesteuert wird und zwischen Zeitpunkten tl3 und tl4 nicht angesteuert wird. Das Ventil 42a wird dadurch zwischen den Zeitpunkten _tl3 und tl4 sowie nach dem Zeitpunkt tl5 geschlossen, wodurch Umgebungsluft in das Rohrsystem 40a hineinströmen kann. Zwischen dem Zeitpunkt tl4 und tl5 gibt der Füllstandssen- sor 30a ein Signal aus, dass der voreingestellte Füllstand erreicht worden ist. Daraufhin wird das Ventil 42a nicht wiederholt angesteuert. Nach, dem Zeitpunkt tl5 werden die Ventile 42a, 42b so lange nicht wieder angesteuert, bis zumindest ein Füllstandssensor 30a, 30b ein Signal aus- gibt, 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 Ansteue- rungstakten 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 Zwi- schenspeicher 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, abge- schüttelt. Das abgeschüttelte Tonermaterial 12 fällt in den Zwischenspeicher 28 hinein. Dieser Effekt des Äbschüt- telns 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, insbe- sondere 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 peit- schenartig bewegt und schüttelt dadurch anhaftendes Toner- material 12 abj. Das Tonermaterial 12 wird dabei mechanisch nicht übermäßig beansprucht, insbesondere wird das Tonermaterial nicht gequetscht oder ah 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 Vorrich- tung 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 bevor- zugten 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, 2βb 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 Tonerförderröhr
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

Ansprüche
1. Vorrichtung zum: Dosieren von Tonermaterial in einem elektrografischen Drucker oder Kopierer,
bei der ein Schaufelrad (78) mit Schaufeln (62, 64) an einer unteren Öffnung (58) eines Tonerbehälters (28) drehbar angeordnet ist, aus der Tonermaterial (12) in mindestens eine Schaufelkammer (66) fällt, wobei die Drehachse des Schaufelrades (78) im wesentlichen waagerecht verläuft,
das Schaufelrad (78) die Öffnung (58) des Tonerbehälters (16) verschließt,
und bei der ein Antrieb zum Drehen des Schaufelrades (78) vorgesehen ist, wobei das Tonermateriai (12) in der Schaufelkammer (66) bei der Drehung in einen Bereich unterhalb der Drehachse förderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf den Umfangsseiten des Schaufelrades (78) in Umfangsrichtung im Bereich rechts und links der Drehachse Dichtelemente angeordnet sind, an denen die Schaufeln (62, 64) beim Drehen des Schaufelrades (78) vorbeigeführt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (62, 64) an den Dichtelementen gleiten.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungselemente (70) vorgesehen sind, die die Dichtelemente mit der Außen- wand des Tonerbehälters (28) in der Nähe der Öffnung (58) tonerdicht verbinden..
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonermaterial (12) ' aus der Schaufelkammer (66) nach unten in einen Zwischenspeicher (28) fällt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Öffnung des Tonerbehälters (28) sich länglich in Richtung der
Drehachse des Schaufelrades (78) erstreckt und dass die Breite des Schaufelrades (78) im wesentlichen der Länge dieser Öffnung (58) entspricht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Tonerbehälters (28) zumindest in einem Bereich nahe der Öffnung (58) zur Öffnung hin trichterförmig zulaufen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Tonerbehälters (28) zumindest einen gasdurchlässigen Bereich (134, 136) enthalten, durch die dem Tonermaterial (12) im Tonerbehälter (16) in diesem Bereich (134, 136) Luft zugeführt wird, wodurch zumindest in diesem Bereich (134, 136) ein fließfähiges Tonermaterial-Luft-Gemisch entsteht.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (62, 64) des Schaufelrades (78) sich im wesentlichen in radialer Richtung von der Drehachse erstrecken.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Schaufelrad (78) nach unten geförderte Tonermaterial (12) mit Hilfe eines nachfolgend angeordneten Schraubenförderers (36) weitergefördert wird, wobei die Menge des vom Schaufelrad : (78) geförderten Tonermaterials (12) größer ist '.als die vom Schraubenförderer (36) geför- ' derte Menge.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Schaufelrad (78) mehr geförderte Menge in der Schaufelkammer (66) verbleibt.
12. Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrografischen Drucker oder Kopierer,
bei dem Tonermaterial (12) in mindestens eine durch Schaufeln (62, 64) gebildete Schaufelkammer (66) eines Schaufelrades (78) eingebracht wird, das an einer unten liegenden Öffnung (58) eines Tonerbehälters (28) drehbar angeordnet ist, wobei die Drehachse des Schaufelrades (78) im wesentlichen waagerecht ver- läuft,
die Öffnung (58) des Tonerbehälters (28) durch das Schaufelrad (28) verschlossen wird,
und bei dem das Schaufelrad (78) gedreht wird, wodurch das Tonermaterial (12) in der Schaufelkammer (66) in einen Bereich unterhalb der Drehachse gefördert wird.
13. Verfahren zum Trennen von Tonermaterial und Luft aus einem Tonermaterial-Luft-Gemisch,
bei dem in einer ersten Betriebsphase ein Tonermaterial-Luft-Gemisch einem Filtermittel (50) zugeführt wird, wobei das Filtermittel (50) in einer ersten Richtung zumindest von der Luft durchströmt wird,
und bei dem in einer zweiten Betriebsphase das Durchströmen des, Filtermittels (50) mit Luft in. der ersten Richtung derart unterbrochen wird, dass sich an dem
Filtermittel (50) abgelagertes Tonermaterial (12) von diesem löst.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermittel (50) in der zweiten Betriebsphase in einer zur ersten Richtung etwa entgegengesetzten zweiten Richtung mit Luft durchströmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Filtermittel (50) in einem Tonervorratsbehälter (28) angeordnet ist, in den Tonermaterial (12) hineingefördert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Filterreinluftseite des Filtermittels
(50) während der ersten Betriebsphase ein Unterdruck gegenüber dem Tonervorratsbehälter (28) erzeugt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsphase abrupt Umgebungsdruck an der Reinluftseite des Filtermittels (50) derart angelegt wird, dass kurzzeitig ein Unterdruck im Tonervorratsbehälter (28) gegenüber der Reinluftseite vorhanden ist, wobei das Filtermit- tel (50) in einer zur ersten Richtung etwa entgegengesetzten zweiten Richtung mit Luft durchströmt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Toneransaugleitung (26) , durch die das To- nermaterial-Luft-Gemisch dem Tonervorratsbehälter (28) zugeführt wird, unmittelbar vor dem Anlegen des Umgebungsdrucks an der Filterreinluftseite luftdicht verschlossen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Betriesphase Tonermaterial (12) angesaugt und in den Tonervorratsbehälter (28) transportiert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Betriebsphase sich einander abwechseln, wobei die erste Betriebsphase eine Zeit von etwa 2 Sekunden und die zweite Betriebsphase eine Zeit von etwa 1 Sekunde u - fasst.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge der ersten und zweiten Betriebsphase unterbrochen wird, solange ein Füllstand im Tonervorratsbehälter (28) einen eingestellten Sollwert erreicht.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem elektro- fotografischen Drucker oder Kopierer durchgeführt wird.
23. Vorrichtung zum Trennen von Tonermaterial und Luft,
bei der erste Mittel (46) vorgesehen sind, die einem Filtermittel (50) in einer ersten Betriebsphase ein Tonermaterial-Luft-Gemisch zuführen, wobei zumindest ein Teil der Luft des Tonermaterial-Luft-Gemischs das Filtermittel (50) in einer ersten Richtung durch- strömt, und bei der zweite Mittel (42a, 42b, 112) vorgesehen sind, die in einer zweiten Bet'riebsphase Luft in einer zur ersten Richtung im Wesentlichen entgegenge- setzten zweiten Richtung durch das Filtermittel (50) strömen lassen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel (46) auf der Filterreinluft- seite einen Unterdruck erzeugen.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel (42a, 42b, 112) eine Zuleitung luftdicht verschließen, durch die das Tonermaterial-Luft-Gemisch dem Filtermittel (50) zuführbar ist, und die der Filterrein- luftseite Luft mit Umgebungsdruck zuführen.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die das Tonermaterial
(12) in der ersten Betriebsphase am Filtermittel (50) zurückbleibt.
27. Verfahren zum Zuführen von Tonermaterial an mehrere Entwicklerstationen,
bei dem in einer ersten Betriebsphas'e 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.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Betriebsphase auf einem Filtermittel (50) abgelagertes Tonermaterial (12) von diesem entfernt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und zweiten Betriebsphase das mit den Zwischenspeichern verbundene Filtermittel (50) in einer erste Richtung durchströmt wird, und dass während der dritten Betriebsphase das Filtermittel (50) in einer zur ersten Richtung im wesentlichen entge- gengesetzten zweiten Richtung von Luft durchströmt wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 29, 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 er- sten 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.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsphasen kontinuier- lieh nacheinander ausgeführt werden.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Betriebsphase eine vierte Betriebsphase durchgeführt wird, die im wesentlichen mit der dritten Betriebsphase übereinstimmt.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, 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 ist, und dass die zweite Betriebsphase nicht durchgeführt wird, wenn ein zweiter eingestellter Füllstand an To- nermaterial (12) im Zwischenspeicher (28b) nicht unterschritten wird.
34. Vorrichtung zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät, umfassend:
- einen Zwischenspeicher (28) , in den über eine Einblasöffnung (26) ein Toner-Luft-Gemisch geblasen wird, wobei der Toner von der Luft mit einer Filtereinrichtung (50) getrennt wird und die Luft durch eine Absaugöffnung (40) abgesaugt wird und wobei
- der Zwischenspeicher (28) zueinander schräg gestellte Seitenwände aufweist, die als luftdurchlässige Bereiche (134, 136) ausgebildet sind, durch die zusätzliche Luft in den Zwischenspeicher derart ein- blasbar ist, dass an den' Seitenwänden (134, 136) an^- lagernder Toner abgelöst wird.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die luftdurchläs- sigen Bereiche aus Sintermetallplatten oder aus Sin- terkunststoffplatten mit eine mittlere Porengröße zwischen 0,1 μm und 100 μm, insbesondere mit 0,2 μm ausgebildet sind.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 oder 35, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26.
37. Verfahren zum Dosieren von Tonermaterial in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät, wobei
- in einen Zwischenspeicher (28) über eine Einblasöffnung (26) ein Toner-Luft-Gemisch geblasen wird,
- der Toner von der Luft mit einer Filtereinrichtung (50) getrennt und die Luft durch eine Absaugöffnung (40) abgesaugt wird und wobei
- durch im Zwischenspeicher (28) zueinander schräg gestellte Seitenwände, die als luftdurchlässige Bereiche (134, 136) ausgebildet sind, zusätzliche Luft in den Zwischenspeicher derart eingeblasen wird, dass an den Seitenwänden (134, 136) anlagernder Toner abgelöst wird.
38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei für die luftdurchlässigen Bereiche Sintermetallplatten oder Sinter- kunststoffplatten mit einer mittleren Porengröße zwischen 0,1 μm und 100 μm, insbesondere mit 0,2 μm ver- wendet werden.
39. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, wobei an die luft^ durchlässigen Bereiche ein Umgebungs-Überdruck zwischen 5 mbar und 50 mbar angelegt wird.
40. Verfahren nach den Ansprüchen 38 und 39 , wobei bei einer mittleren Porengröße der luftdurchlässigen Bereiche (134, 136) von 0, 2 μm ein Umgebungs-Überdruck von 18 bis 20 mbar angelegt wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 40, gekenn- zeichent durch zusätzliche Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 13 bis 22.
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