EP0665966B1 - Pneumatic toner transport arrangement for an electrophotographic printing or copying machine - Google Patents

Abstract

A pneumatic toner transport arrangement for an electrophotographic printing or copying machine is useful for transporting toner and for removing toner and/or dirt particles from units of the machine, such as the developing station (10) and the cleaning station (28). The arrangement has a negative pressure generator (31) connected to the various units of the machine by a negative pressure duct system. A particle separator (24) designed as a cyclone filter for separating toner and dirt particles from a throughflowing air flow is associated with the duct system. The particle mixture is separated in a recycling arrangement into dirt particles and recyclable toner and the recyclable toner is once again supplied to the developing station. The dirt particles are collected in a fine filter (32) of the negative pressure generator (31). The toner recycling arrangement (25) is designed as an exchangeable module which can be exchanged for a collecting container.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Fördereinrichtung für ein elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Einrichtung zur Rückführung von Überschußtoner zur Entwicklerstation.The invention relates to a pneumatic conveying device for an electrophotographic printing or copying device with a device for returning excess toner to the developer station.

Bei elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten, die nach dem Prinzip der Elektrofotografie, Ionografie oder Magnetografie arbeiten, wird mit Hilfe einer zeichenerzeugenden Einrichtung auf einem Zwischenträger ein latentes Bild erzeugt, das in einer Entwicklerstation mit Toner eingefärbt wird. Das Tonerbild wird dann in einer Umdruckstation auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt und in einer Fixierstation fixiert. Vor dem Aufbringen eines neuen latenten Zeichenbildes auf dem Zwischenträger ist es erforderlich den Zwischenträger von anhaftendem Resttoner zu reinigen. Dies kann mit Hilfe einer Bürste und Unterdruck in einer Bürstenreinigungsstation erfolgen. Auch in der Entwicklerstation kann es erforderlich sein, anfallenden Resttonerstaub abzusaugen und aus der Entwicklerstation zu entfernen.In electrographic printing or copying machines that work on the principle of electrophotography, ionography or magnetography, a latent image is generated with the aid of a character-generating device on an intermediate carrier, which is colored with toner in a developer station. The toner image is then transferred to the recording medium in a transfer printing station and fixed in a fixing station. Before applying a new latent character image to the intermediate carrier, it is necessary to clean the intermediate carrier from adhering residual toner. This can be done using a brush and vacuum in a brush cleaning station. In the developer station, too, it may be necessary to extract residual toner dust and to remove it from the developer station.

Dieser Abfalltoner wird üblicherweise in einem im Gerät befindlichen Auffangbehälter gesammelt und von Zeit zu Zeit weggeworfen. Eine Wiederverwendung dieses Abfalltoners war bisher nicht vorgesehen, da in Geräten mit hohen Anforderungen an die Druckqualität nur Frischtoner verarbeitet werden kann.This waste toner is usually collected in a collection container in the device and thrown away from time to time. A reuse of this waste toner was previously not intended, since only fresh toner can be processed in devices with high print quality requirements.

Zwar ist es bei elektrofotografischen Druckeinrichtungen bereits bekannt, den Abfall oder Überschußtoner von der Reinigungsstation und der Entwicklerstation abzusaugen, ihn in einem Zyklonabscheider aus der Absaugeluft abzuscheiden und kontinuierlich über eine Fördereinrichtung der Entwicklerstation wieder zuzuführen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei hohen Anforderungen an die Druckqualität eine derartige einfache Rückführung nicht möglich ist. Der Abfalltoner enthält Schmutzpartikel, verbrauchte Tonerpartikel und andere den Druckprozeß störende Partikel, die sich negativ auf die Druckqualität auswirken.In electrophotographic printing devices, it is already known to suck off the waste or excess toner from the cleaning station and the developer station, separating it from the suction air in a cyclone separator and continuously feeding it back to the developer station via a conveyor. However, it has been found that such a simple return is not possible with high demands on the print quality. The waste toner contains dirt particles, used toner particles and other particles that interfere with the printing process, which have a negative effect on the print quality.

Aus der US-A-3,439,630 ist eine pneumatische Fördereinrichtung für ein elektrofotografisches Druckgerät zum Fördern von Toner und/oder Schmutzpartikeln aus Aggregaten des Gerätes bekannt. Die Einrichtung weist zwei Unterdruck erzeugende Einrichtungen in Form von Luftpumpen und zwei Partikelabscheider in Form von Zyklonfiltern auf, über die der Überschußtoner im Bereich der Umdruckstation und der im Entwicklerraum der Entwicklerstation befindliche Toner abgesaugt und in Schmutzpartikel und wiederverwendbaren Toner separiert wird. Die Schmutzpartikel werden in einer Filterbox abgefangen und der wiederverwendbare Toner wird dem Entwicklerraum, z.B. jedesmal beim Einschalten der Druckeinrichtung zugeführt.A pneumatic conveying device for an electrophotographic printing device for conveying toner and / or dirt particles from units of the device is known from US Pat. No. 3,439,630. The device has two vacuum-generating devices in the form of air pumps and two particle separators in the form of cyclone filters, via which the excess toner in the area of the transfer printing station and the toner located in the developer space of the developer station are sucked off and separated into dirt particles and reusable toner. The dirt particles are trapped in a filter box and the reusable toner is taken to the developer space, e.g. every time the printer is switched on.

Ähnliche Einrichtungen sind auch in der JP-A-61 100 783 und der JP-A-59 143 180 beschrieben.Similar devices are also described in JP-A-61 100 783 and JP-A-59 143 180.

Ein weiteres Problem beim Recycling von Toner besteht darin, daß zum Entwickeln der Ladungsbilder in der Entwicklerstation der Toner triboelektrisch aufgeladen werden muß und zwar in einer definierten Weise. Führt man undefiniert aufgeladenen Abfalltoner erneut der Entwicklerstation zu, kann dies zu Störungen im Ladungsverhalten des Toners in der Entwicklerstation führen, was wiederum die Druckqualität negativ beeinflußt.Another problem with recycling toner is that to develop the charge images in the developer station, the toner must be triboelectrically charged in a defined manner. Feeding the waste toner charged in an undefined way to the developer station can lead to disturbances in the charging behavior of the toner in the developer station, which in turn has a negative effect on the print quality.

Ziel der Erfindung ist es deshalb eine pneumatische Fördereinrichtung für ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Tonerrückführeinrichtung bereitzustellen, bei der in den Aggregaten des Gerätes entstehender Abfalltoner in einfacher Weise in die Entwicklerstation rückgeführt und wiederverwendet werden kann, ohne daß darunter die Druckqualität leidet.The aim of the invention is therefore to provide a pneumatic conveying device for an electrographic printing or copying device with a toner return device in which waste toner arising in the units of the device can be easily returned to the developer station and reused without the print quality suffering.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Einrichtung so auszugestalten, daß die Tonerförderung unterschiedlichen Anforderungen an die Druckqualität leicht angepaßt werden kann.Another object of the invention is to design the device so that the toner delivery can easily be adapted to different print quality requirements.

Dieses Ziel wird bei einer pneumatischen Fördereinrichtung der genannten Art gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Eine weitere Lösung ist durch das Verfahren gemäß Anspruch 14 gegeben.This goal is achieved in a pneumatic conveyor of the type mentioned in accordance with the features of the first claim. Another solution is given by the method according to claim 14.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.

Transportiert man in Druck- oder Kopiergeräten den Toner mit Hilfe einer pneumatischen Fördereinrichtung, so läßt sich in der Fördereinrichtung in einfacher und funktionssicherer Weise eine Tonerrecycleeinrichtung anordnen, die aus dem abgesaugten Abfall oder Überschußtoner den recyclefähigen Toner separiert und der Entwicklerstation erneut zuführt. Schmutzpartikel und andere die Druckqualität negativ beeinflußende Partikel werden gesondert entsorgt. Damit verlängert sich in vorteilhafter Weise die Betriebsdauer des Gerätes mit einem vorgegebenen Tonervorrat, ohne daß dieser häufig erneuert werden muß. Die anfallende Menge an nichtrecyclefähigem Toner und an Schmutzpartikeln wird auf ein Mindestmaß reduziert.If the toner is transported in printing or copying devices with the aid of a pneumatic conveying device, a toner recycling device can be arranged in the conveying device in a simple and functionally reliable manner, which separates the recyclable toner from the extracted waste or excess toner and supplies it to the developer station again. Dirt particles and other particles that negatively affect print quality are disposed of separately. This advantageously extends the operating time of the device with a predetermined toner supply, without this having to be renewed frequently. The amount of non-recyclable toner and dirt particles is reduced to a minimum.

Die pneumatische Fördereinrichtung kann gleichzeitig dazu verwendet werden, andere den Druckbetrieb störende Partikel, wie Papierabrieb oder Stanzteilchen aus zum Papiertransport erforderlichen Aggregaten, wie z.B. die Papierbremse zu entfernen und zu sammeln. Durch die pneumatische Förderung wird sowohl die Steuerung der Zufuhr von Frischtoner als auch die Steuerung der Rückführung des gereinigten Toners in die Entwicklerstation vereinfacht und störungsunanfällig. Da im Fördersystem beständig Unterdruck herrscht, kann auch im Falle von Undichtigkeiten am System kein Tonerstaub austreten und das Gerät verschmutzen. Das gesamte Tonerhandling wird wesentlich vereinfacht.The pneumatic conveying device can simultaneously be used to remove other particles which interfere with the printing operation, such as paper debris or punched particles from units required for paper transport, such as e.g. to remove and collect the paper brake. The pneumatic conveyance simplifies both the control of the supply of fresh toner and the control of the return of the cleaned toner to the developer station and is not susceptible to faults. Since there is constant negative pressure in the conveyor system, even in the event of leaks in the system, no toner dust can escape and contaminate the device. The entire toner handling is considerably simplified.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Tonerrecycleeinrichtung als selbständig austauschbare Baueinheit ausgebildet. Bei besonders hohen Anforderungen an die Druckqualität läßt sich damit in einfacher Weise anstelle der Tonerrecycleeinrichtung ein Auffangbehälter für den Abfalltoner anordnen. Die Tonerrecycleeinrichtung kann im Gerät beliebig angeordnet werden. Da außerdem die Menge des angefallenen Resttoners meßtechnisch erfaßt wird, kann eine Rückführung des Toners in Abhängigkeit vom Resttoneranfall erfolgen.In an advantageous embodiment of the invention, the toner recycling device is designed as an independently replaceable structural unit. In the case of particularly high demands on the print quality, a collecting container for the waste toner can thus be arranged in a simple manner instead of the toner recycling device. The toner recycling facility can be arranged anywhere in the device. Since, in addition, the amount of residual toner accumulated is measured, the toner can be returned depending on the amount of residual toner.

Das der Separierung dienende Partikelfilter wird vorteilhaft automatisch gereinigt, ohne daß hierzu eine Entnahme des Filters aus dem Gerät erforderlich ist. Die pneumatische Filtereinrichtung dient sowohl zur Zufuhr von Frischtoner zur Entwicklerstation als auch zur Tonerrückführung. Damit läßt sich ein bereits vorhandenes pneumatisches Fördersystem für Frischtoner ohne wesentliche und aufwendige konstruktive Änderung in Abhängigkeit von den Anforderungen an das Gerät durch eine Tonerrückführeinrichtung erweitern. Der technische Aufwand für ein Tonerrückführsystem wird wesentlich vermindert. Da die Entwicklerstation gesteuert über ein Zweiwegeventil einerseits aus einem Vorratsbehälter für Frischtoner, andererseits aus einem Zwischenbehälter für recyclefähigen, dem Frischtoner entsprechenden Toner mit Toner versorgt wird, ist die Tonerzufuhr gepuffert. Die Zufuhr von Frischtoner und das Untermischen von wiedergewonnenem Toner läßt sich damit betriebszustandsabhängig steuern. Eine plötzlich auftretende Tonerverarmung in der Entwicklerstation infolge hohem Tonerverbrauchs läßt sich leicht ausgleichen. Die Verwendung von elektrisch leitfähigem Material für das Leitungssystem verhindert eine unkontrollierte Aufladung des Toners beim Transport.The particle filter used for the separation is advantageously cleaned automatically without the filter having to be removed from the device. The pneumatic filter device serves both to supply fresh toner to the developer station and to return the toner. This means that an existing pneumatic conveying system for fresh toner can be expanded by a toner return device without substantial and complex design changes depending on the requirements of the device. The technical effort for a toner return system is significantly reduced. Since the developer station is supplied with toner controlled by a two-way valve on the one hand from a storage container for fresh toner and on the other hand from an intermediate container for recyclable toner corresponding to the fresh toner, the toner supply is buffered. The supply of fresh toner and the mixing in of recovered toner can thus be controlled depending on the operating state. A sudden toner depletion in the developer station due to high toner consumption can be easily compensated. The use of electrically conductive material for the line system prevents uncontrolled charging of the toner during transportation.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

• Figur 1 ein schematisches Funktionsschaltbild einer pneumatischen Tonerfördereinrichtung für ein elektrografisches Druckgerät
• Figur 2 eine Schnittdarstellung einer in der pneumatischen Fördereinrichtung angeordneten Tonerrecycleeinrichtung mit zugeordnetem Tonerwegeventil
• Figur 3 eine Schnittdarstellung der Tonerrecycleeinrichtung im Normalzustand während des Druckbetriebes
• Figur 4 eine Schnittdarstellung der Tonerrecycleeinrichtung bei der Tonerrückführung während des Druckbetriebes
• Figur 5 eine Schnittdarstellung der Tonerrecycleeinrichtung im Reinigungsbetrieb
• Figur 6 eine schematische perspektivische Darstellung einer alternativen Anordnung einer Tonerrecycleeinrichtung oder eines Tonerauffangbehälters im Gerät
• Figur 7 und Figur 8 Explosionsdarstellungen der Tonerrecycleeinrichtung und
• Figur 9 eine Explosionsdarstellung eines Tonerregelventils.

Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below, for example. Show it

• Figure 1 is a schematic functional diagram of a pneumatic toner delivery device for an electrographic printing device
• FIG. 2 shows a sectional illustration of a toner recycling device arranged in the pneumatic conveying device with an associated toner directional control valve
• Figure 3 is a sectional view of the toner recycling device in the normal state during printing
• Figure 4 is a sectional view of the toner recycling device in the toner return during printing
• Figure 5 is a sectional view of the toner recycling device in the cleaning operation
• FIG. 6 shows a schematic perspective illustration of an alternative arrangement of a toner recycling device or a toner collecting container in the device
• FIG. 7 and FIG. 8 exploded views of the toner recycling device and
• Figure 9 is an exploded view of a toner control valve.

Eine elektrofotografische Druckeinrichtung zum Bedrucken von Endlospapier enthält eine Entwicklerstation 10 zum Einfärben eines auf einer Fotoleitertrommel erzeugten Ladungsbildes mit Hilfe eines Entwicklergemisches aus Tonerteilchen und ferromagnetischen Trägerteilchen. Die Entwicklerstation 10 gliedert sich dabei in ein Entwicklerstationsgehäuse 11 zur Aufnahme von Antragselementen wie Magnetbürste, Tonertransportwalze usw. und in eine oberhalb des Entwicklerstationsgehäuses 11 angeordnete Dosiereinrichtung 12 zum dosierten Zuführen von Toner 13 zum Entwicklerstationsgehäuse 11. Am Entwicklerstationsgehäuse 11 befindet sich eine Entleeröffnung 14 zum Absaugen des Entwicklergemisches aus dem Entwicklerstationsgehäuse sowie eine Saugleitung 15 zum Absaugen des beim Entwicklerprozesses im Bereich von Antragselementen entstehenden Tonerstaubs. Eine der Dosiereinrichtung 12 zugeordnete Tonerbox 16 enthält einen als Pufferraum für den Toner dienenden Filterraum der durch ein Tonerfilter 17 abgedeckt ist. Das Tonerfilter 17 ist halbkreisförmig ausgebildet, wobei sich zwischen Tonerfilter 17 und den Wandungen der Tonerbox 16 ein Lufttransportkanal 18 befindet, der bis zu einem Anschlußbereich an der Tonerbox geführt ist. Im Lufttransportkanal 18 befindet sich eine elektrisch gesteuerte Verschlußeinrichtung in Form eines Saugtaktventiles 19, das elektrisch gesteuert den Lufttransport im Lufttransportkanal 18 unterbricht bzw. freigibt. Der Filterraum enthält ein über einen Motor 20 angetriebenes Rakel 21 zur Durchmischung des Toners 13 sowie einen Tonerfüllstandsensor 22, der z.B. kapazitiv den Tonerfüllstand im Filterraum ermittelt. Gekoppelt mit dem Filterraum der Tonerbox ist eine Tonerförderleitung 23 zur Zuführung von Toner in den Filterraum und zwar durch Anlegen von Unterdruck an den Lufttransportkanal 18 bei geöffnetem Saugtaktventil 19. Der Toner 13 setzt sich dabei im Filterraum ab und wird vom Rakel 21 durchmischt, wobei das Rakel 21 auch an der Innenseite des Tonerfilters 17 entlangstreift und so das Filter freihält. Unterhalb des Filterraumes befindet sich eine hier nicht dargestellte Zuführeinrichtung mit einer Tonerdosiereinrichtung, z.B. in Form einer an einer Wandung anliegenden Schaumstoffwalze, die den Toner dosiert dem Entwicklerstationsgehäuse 11 zuführt.An electrophotographic printing device for printing on continuous paper contains a developer station 10 for coloring a charge image generated on a photoconductor drum with the aid of a developer mixture of toner particles and ferromagnetic carrier particles. The developer station 10 is divided into a developer station housing 11 for receiving application elements such as a magnetic brush, toner transport roller, etc. and a metering device 12 arranged above the developer station housing 11 for metered supply of toner 13 to the developer station housing 11. An emptying opening 14 for suction is located on the developer station housing 11 of the developer mixture from the developer station housing and a suction line 15 for sucking off the toner dust which arises during the developer process in the area of application elements. A toner box 16 assigned to the metering device 12 contains a filter space which serves as a buffer space for the toner and which is covered by a toner filter 17. The toner filter 17 is semicircular, with an air transport channel 18 located between the toner filter 17 and the walls of the toner box 16, which is led to a connection area on the toner box. In the air transport duct 18 there is an electrically controlled closure device in the form of a suction stroke valve 19 which, in an electrically controlled manner, interrupts or releases the air transport in the air transport duct 18. The filter chamber contains a doctor blade 21, which is driven by a motor 20, for mixing the toner 13, and a toner fill level sensor 22, which capacitively determines the toner fill level in the filter space, for example. Coupled to the filter space of the toner box is a toner delivery line 23 for supplying toner into the filter space by applying negative pressure to the air transport channel 18 when the suction cycle valve 19 is open. The toner 13 settles in the filter space and is mixed by the doctor blade 21, which Doctor blade 21 also brushes along the inside of the toner filter 17 and so keeps the filter clear. Below the filter space there is a feed device, not shown here, with a toner metering device, for example in the form of a foam roller lying against a wall, which feeds the toner to the developer station housing 11 in a metered manner.

Die Tonerfördereinrichtung weist weiterhin einen Partikelabscheider 24 in Form eines Zyklonfilters auf mit unterhalb des Zyklonfilters 24 angeordneter Tonerrecycleeinrichtung 25, deren Aufbau später erläutert wird. Das Zyklonfilter 24 ist über die Saugleitung 15 mit dem Entwicklerstationsgehäuse 11, über eine Saugleitung 26 mit dem Lufttransportkanal 18 der Tonerbox und über eine Saugleitung 27 mit einer Reinigungsstation 28 für die Fotoleitertrommel gekoppelt, wobei in der Saugleitung 26 zur Reinigungsstation 28 mit Reinigungsbürste eine elektrisch verstellbare Drosselklappe 29 angeordnet ist. Im Drosselbetrieb befindet sich die Drosselklappe 29 in der dargestellten 45° Position, d.h. durch teilweises Schließen der Saugleitung 27 ist der anliegende Unterdruck reduziert. Im Reinigungsbetrieb wird sie in eine 90° Position verschwenkt und damit die Saugleitung 27 geöffnet. Der Unterdruck liegt nun voll an der Reinigungsstation an.The toner conveying device furthermore has a particle separator 24 in the form of a cyclone filter with a toner recycling device 25 arranged below the cyclone filter 24, the construction of which will be explained later. The cyclone filter 24 is coupled via the suction line 15 to the developer station housing 11, via a suction line 26 to the air transport channel 18 of the toner box and via a suction line 27 to a cleaning station 28 for the photoconductor drum, with an electrically adjustable cleaning brush 28 in the suction line 26 to the cleaning station 28 Throttle valve 29 is arranged. In throttle operation, the throttle valve 29 is in the 45 ° position shown, i.e. the partial vacuum present is reduced by partially closing the suction line 27. In cleaning operation, it is pivoted into a 90 ° position and thus the suction line 27 is opened. The vacuum is now fully applied to the cleaning station.

Ausgangsseitig steht das Zyklonfilter 24 über eine weitere Saugleitung 30 mit einer Unterdruck erzeugenden Einrichtung 31 in Verbindung. Diese enthält ein Partikelfeinfilter 32 mit zugeordnetem Unterdrucksensor 33 zum Erfassen des Unterdruckes in der Einrichtung 31 sowie einen mit einer Turbine 34 gekoppelten Antriebsmotor 35 und einen Luftverteiler 36 (FUMES).On the output side, the cyclone filter 24 is connected via a further suction line 30 to a device 31 generating negative pressure. This contains a particle fine filter 32 with an associated vacuum sensor 33 for detecting the vacuum in the device 31 as well as a drive motor 35 coupled to a turbine 34 and an air distributor 36 (FUMES).

Eine im Papiertransportkanal der Druckeinrichtung angeordnete Unterdruck-Papierbremse 37 ist über eine weitere Saugleitung 38 mit der Saugleitung 30 gekoppelt. Der Unterdruck an der Papierbremse 37 wird über eine elektrisch verstellbare Drosselklappe 39 und ein Magnetventil 40 gesteuert.A vacuum paper brake 37 arranged in the paper transport channel of the printing device is coupled to the suction line 30 via a further suction line 38. The negative pressure on the paper brake 37 is electrical adjustable throttle valve 39 and a solenoid valve 40 controlled.

Zur Zuführung des über die Tonerrecycleeinrichtung 25 wiedergewonnenen Toners zur Tonerbox 16 der Entwicklerstation dient eine Saugleitung 41, die die Tonerrecycleeinrichtung 25 mit der Tonerförderleitung 23 verbindet. Die Tonerförderleitung 23 ist außerdem über eine Saugleitung 42 mit einem Tonervorratsbehälter 43 für Frischtoner gekoppelt.A suction line 41, which connects the toner recycling device 25 to the toner delivery line 23, is used to supply the toner recovered via the toner recycling device 25 to the toner box 16 of the developer station. The toner delivery line 23 is also coupled via a suction line 42 to a toner reservoir 43 for fresh toner.

Der Tonervorratsbehälter 43 enthält eine auswechselbar angeordnete Tonerflasche 44 sowie ein in die Tonerflasche 44 einbringbares Saugrohr 45. Bei Anlegen von Unterdruck an die Saugleitung 42 wird über das Saugrohr 45 Umgebungsluft angesaugt. Diese erfaßt die Tonerpartikel 13 in der Tonerflasche 44 und transportiert sie über die Saugleitung 42 zur Tonerbox 16. Um die Zufuhr entweder von Recycletoner aus der Tonerrecycleeinrichtung 25 oder von Frischtoner 13 aus dem Tonervorratsbehälter 43 steuern zu können, ist zwischen den Saugleitungen 41 und 42 ein Tonerzufuhrventil 46 in Form eines Zweiwegeventils angeordnet, mit dem alternativ die Saugleitungen 41 und 42 geöffnet und geschlossen werden können. Der Aufbau des Tonerzufuhrventils 46 wird später näher beschrieben.The toner reservoir 43 contains an exchangeably arranged toner bottle 44 and a suction tube 45 which can be inserted into the toner bottle 44. When negative pressure is applied to the suction line 42, ambient air is sucked in via the suction tube 45. This detects the toner particles 13 in the toner bottle 44 and transports them via the suction line 42 to the toner box 16. In order to be able to control the supply of either recycled toner from the toner recycling device 25 or fresh toner 13 from the toner storage container 43, there is a between the suction lines 41 and 42 Toner supply valve 46 arranged in the form of a two-way valve with which the suction lines 41 and 42 can alternatively be opened and closed. The structure of the toner supply valve 46 will be described later.

Gesteuert wird die Tonerförderung im Tonerfördersystem über eine Steueranordnung 47, die Bestandteil der Gerätesteuerung des Controllers des Gerätes sein kann. Bei dem Controller handelt es sich um einen üblichen mikroprozessorgesteuerten Controller, der über eine Busleitung mit einem Bedienfeld 48 des Gerätes in Verbindung steht. Über das Bedienfeld 48 können menügesteuert die Betriebsparameter des Gerätes wie Druckbreite, Fixiertemperatur, Druckbetrieb, Reinigungsbetrieb usw. eingegeben bzw. festgelegt werden. Gekoppelt mit dem Controller bzw. Bestandteil der Gerätesteuerung ist eine Meßwerterfassung und Ansteueranordnung 49, die dazu dient, die von den verschiedenen Sensoren der Tonerfördereinrichtung empfangenen Signale zu erfassung und umzusetzen und die Tonerförderung über den Unterdruck zu steuern. Sie ist hardwaremäßig als übliche mikroprozessorgesteuerte Anordnung aufgebaut.The toner delivery in the toner delivery system is controlled via a control arrangement 47, which can be part of the device control of the controller of the device. The controller is a conventional microprocessor-controlled controller which is connected to a control panel 48 of the device via a bus line. The operating parameters of the device, such as printing width, fusing temperature, printing operation, cleaning operation, etc., can be entered or set in a menu-controlled manner via the control panel 48. Coupled with the controller or part of the device control is a measured value acquisition and control arrangement 49, which serves to detect and convert the signals received by the various sensors of the toner conveying device and to control the toner conveyance via the negative pressure. In terms of hardware, it is constructed as a conventional microprocessor-controlled arrangement.

Die Tonerfördereinrichtung dient zum Transport von Toner und Partikeln im Druckgerät. Sie ermöglicht unter anderem Frischtoner von dem Tonervorratsbehälter 43 in die Entwicklerstation 10 zu transportieren, ein Gemisch aus Toner und Schmutzpartikel aus der Entwicklerstation 10 und der Reinigungsstation 28 abzusaugen, mit dem Zyklonfilter 24 das Gemisch aus dem Luftstrom auszuscheiden, in der Tonerrecycleeinrichtung 25 in recyclefähigen Toner und in Schmutzpartikel zu separieren und den separierten recyclefähigen Toner der Entwicklerstation 10 erneut zuzuführen. Weiterhin ermöglicht sie die separierten Schmutzpartikel aus Entwicklerstation 10 und Reinigungsstation 28 und aus der Papierbremse 37 in dem Feinfilter 32 der Unterdruck erzeugenden Einrichtung 31 zu sammeln. Für alle diese Funktionen wird funktionsabhängig gesteuert an die verschiedenen Aggregrate wie Vorratsbehälter 43, Entwicklerstation 10, Reinigungsstation 28, Papierbremse 37 und Tonerrecycleeinrichtungunterdruck 25 angelegt.The toner conveyor is used to transport toner and particles in the printing device. Among other things, it enables fresh toner to be transported from the toner reservoir 43 into the developer station 10, to suck off a mixture of toner and dirt particles from the developer station 10 and the cleaning station 28, to separate the mixture from the air flow with the cyclone filter 24 in the toner recycling device 25 in recyclable toner and to separate them into dirt particles and to feed the separated recyclable toner to the developer station 10 again. Furthermore, it enables the separated dirt particles from developer station 10 and cleaning station 28 and from paper brake 37 to be collected in fine filter 32 of vacuum device 31. For all of these functions, function-dependent control is applied to the various aggregates, such as storage container 43, developer station 10, cleaning station 28, paper brake 37 and toner recycling device vacuum 25.

Die verschieden Funktionen der Tonerfördereinrichtung werden nun anhand der an den Funktionen beteiligten Aggregate näher beschrieben:The different functions of the toner conveying device are now described in more detail using the units involved in the functions:

TonerrecyclingToner recycling

Wesentliches Funktionselement für das Tonerrecycling ist die Tonerrecycleeinrichtung 25, deren prinzipieller Aufbau in der Figur 2 dargestellt ist. Der Aufbau im einzelnen ergibt sich aus den Figuren 7 und 8. Die Tonerrecycleeinrichtung enthält einen Filterraum 50 mit einem Mündungsbereich 51 zum Zyklonfilter 24 und einem Austrittsbereich 52. Im Mündungsbereich 51 ist ein Partikelsieb oder Partikelfilter 53 angeordnet. Eine steuerbare Verschlußklappe 54 verschließt oder öffnet den Austrittsbereich 52. Der Filterraum 50 weist weiterhin eine Luftzuführöffnung 55 auf. Der Luftzuführöffnung 55 zugeordnet ist ein elektrisch betätigbares Magnetventil 56, das bedarfsweise die Luftzuführöffnung 55 öffnet oder schließt und so den Filterraum 50 mit der Umgebungsluft verbindet. Gekoppelt mit dem Filterraum 50 über dessen Austrittsbereich 52 ist ein Tonerabsetzraum 57. Er weist ebenfalls eine Luftzuführöffnung 58 auf, die über eine steuerbare Verschlußklappe 59 gegenüber der Umgebungsluft geöffnet und verschlossen werden kann. Der Tonerabsetzraum 57 ist trichterförmig ausgebildet und ist über einen Mündungsbereich 60 mit der Saugleitung 41 zur Tonerbox 16 gekoppelt. Er enthält weiterhin einen Tonersensor 61 zur Ermittelung der Tonerfüllstandshöhe im Tonerabsetzraum 57 durch kapazitive Messung.An essential functional element for toner recycling is the toner recycling device 25, the basic structure of which is shown in FIG. 2. The detailed structure is shown in FIGS. 7 and 8. The toner recycling device contains a filter space 50 with an opening area 51 to the cyclone filter 24 and an outlet area 52. A particle sieve or particle filter 53 is arranged in the mouth area 51. A controllable closure flap 54 closes or opens the outlet area 52. The filter chamber 50 also has an air supply opening 55. Associated with the air supply opening 55 is an electrically actuable solenoid valve 56 which, if necessary, opens or closes the air supply opening 55 and thus connects the filter space 50 to the ambient air. Coupled to the filter space 50 via its outlet area 52 is a toner settling space 57. It also has an air supply opening 58 which can be opened and closed to the ambient air via a controllable closure flap 59. The toner settling space 57 is funnel-shaped and is coupled to the suction line 41 to the toner box 16 via an opening area 60. It also contains a toner sensor 61 for determining the toner fill level in the toner settling space 57 by capacitive measurement.

Wie aus den Figuren 7 und 8 ersichtlich ist der Filterraum 50 und der Tonerabsetzraum 57 in einem Gehäuse 62 angeordnet, das die Funktionselemente der Recyclingeinrichtung aufnimmt. Diese sind: Das Partikelsieb 53, z.B. aus einem Drahtgeflecht, das auswechselbar im Mündungsbereich 51 zum Zyklonfilter angeordnet ist. Das Magnetventil 56 zum Öffnen und Schließen der Luftzuführöffnung 55. Die steuerbaren Verschlußklappen 54 und 59 am Filterraum 50 bzw. am Tonerabsetzraum 57, sowie die zugeordneten Antriebselemente zur Betätigung der Verschlußklappen 54 und 59.As can be seen from FIGS. 7 and 8, the filter space 50 and the toner settling space 57 are arranged in a housing 62 which accommodates the functional elements of the recycling device. These are: The particle sieve 53, e.g. from a wire mesh, which is interchangeably arranged in the mouth area 51 to the cyclone filter. The solenoid valve 56 for opening and closing the air supply opening 55. The controllable closure flaps 54 and 59 on the filter space 50 and on the toner settling space 57, as well as the associated drive elements for actuating the closure flaps 54 and 59.

Die Verschlußklappen 54, 59 sind auf Drehachsen 63 schwenkbar gelagert, die einseitig aus dem Gehäuse 62 ragen (Figur 7). Auf den nach außen ragenden Drehachsen 63 sind Schließfedern 64 angeordnet, die mit Betätigungselementen 65 zusammenwirken. Die Betätigungselemente 65 wiederum sind über Schubstangen 66 mit einem Antriebselement 67 verbunden, das über einen Zahnriemen 68 mit einer Antriebswelle 69 eines Getriebemotores 70 gekoppelt ist.The flaps 54, 59 are pivotally mounted on axes of rotation 63 which protrude from the housing 62 on one side (FIG. 7). Closing springs 64, which interact with actuating elements 65, are arranged on the outwardly projecting axes of rotation 63. The actuators 65 in turn are connected via connecting rods 66 to a drive element 67, which is coupled via a toothed belt 68 to a drive shaft 69 of a geared motor 70.

Eine das Antriebselement 67 für die Schubstangen 66 aufnehmende Achse 71 ragt mit ihrem gegenüberliegenden Achsende aus dem Gehäuse 62 (Figur 8) auf dem ein Positionsgeber 72 in Form eines Magneten angeordnet ist. Dieser wirkt mit drei, auf einer Stützplatte 73 befestigten Positionssensoren (Hallsensoren) H1, H2 und H3 zusammen. Sie dienen zur Abtastung der Position der Achse 71 und damit zur Abtastung der Position der Klappen 54 und 59. Die Stützplatte 73 nimmt außerdem eine Steuerungsbaugruppe 74 in Form eines Schaltkreises auf, der über Anschlüsse 75 mit der Ansteueranordnung 49 verbindbar ist. Weiterhin ist auf der Stützplatte 73, mit der Steuerungsbaugruppe 74 elektrisch gekoppelt ein Differenzdrucksensor 76 angeordnet. Zwei Druckleitungen 77 des Differenzdrucksensors 76 münden unterhalb und oberhalb des Partikelsiebes 53 in den Mündungsbereich 51 des Filterraumes 50. Sie erfassen über den Differenzdrucksensor 76 den Differenzdruck am Partikelsieb 53 und damit den Verschmutzungsgrad des Partikelfilters 53. Ist der Differenzdruck hoch, ist das Partikelsieb 53 verschmutzt und damit undurchlässig. Bei unverschmutzten Partikelsieb ist das Partikelsieb durchlässig.An axis 71 receiving the drive element 67 for the push rods 66 protrudes with its opposite axis end from the housing 62 (FIG. 8) on which a position transmitter 72 in the form of a magnet is arranged. This interacts with three position sensors (Hall sensors) H1, H2 and H3 fastened on a support plate 73. They serve to scan the position of the axis 71 and thus to scan the position of the flaps 54 and 59. The support plate 73 also receives a control module 74 in the form of a circuit which can be connected to the control arrangement 49 via connections 75. Furthermore, a differential pressure sensor 76 is arranged on the support plate 73, electrically coupled to the control module 74. Two pressure lines 77 of the differential pressure sensor 76 open below and above the particle sieve 53 into the mouth area 51 of the filter chamber 50. They detect the differential pressure on the particle sieve 53 via the differential pressure sensor 76 and thus the degree of contamination of the particle filter 53. If the differential pressure is high, the particle sieve 53 is contaminated and therefore impermeable. The particle sieve is permeable when the particle sieve is not contaminated.

Wird über den Getriebemotor 70 die Achse 71 gedreht und damit die Schubstangen 66 betätigt, schließen sich die Klappe 59 und 54 in Abhängigkeit von der Drehposition, wobei das Schließen entgegen der Federkraft der Schließfedern 64 erfolgt. Bei einem entsprechenden Weiterdrehen der Achse 71 öffnen sich die Klappen 54 und 59 wieder selbständig unter der Wirkung der Schließfedern 64.If the axis 71 is rotated via the geared motor 70 and thus the push rods 66 are actuated, the flaps 59 and 54 close depending on the rotational position, the closing taking place against the spring force of the closing springs 64. With a corresponding further rotation of the axis 71, the flaps 54 and 59 open again automatically under the action of the closing springs 64.

Ein weiteres wesentliches Funktionselement für das Tonerrecycling und die Frischtonerzufuhr zur Entwicklerstation ist das Tonerzuführventil 46 zum Öffnen und Schließen der Saugleitungen 41 und 42 (Figur 1). Wie in der Figur 9 in Verbindung mit der Figur 1 dargestellt, besteht das Tonerzuführventil 46 aus zwei in einem Träger 78 angeordneten Silikonschläuchen 79 mit Anschlußstutzen 80 für die Saugleitungen 41 und 42. Zwischen den Silikonschläuchen 79 befindet sich eine über einen Antriebsmotor 81 drehbare Exzenterrolle 82, die in Abhängigkeit von ihrer Drehposition die Silikonschläuche 79 quetscht und damit schließt oder öffnet. Auf der Exzenterrolle 82 angeordnet ist ein Magnet 83 als Positionsgeber, der mit Positionssensoren (Hallsensoren) H4 und H5 zusammenwirkt. Diese sind ortsfest dem Träger 78 zugeordnet. In Abhängigkeit von der Drehpositon der Exzenterrolle 82 und damit von dem Schließzustand der Silikonschläuche 79 liefern die Positionssensoren H4 und H5 ein Abtastsignal an die Ansteueranordnung 49 des Controllers 47.Another essential functional element for toner recycling and fresh toner supply to the developer station is the toner supply valve 46 for opening and closing the suction lines 41 and 42 (Figure 1). As shown in FIG. 9 in connection with FIG. 1, the toner supply valve 46 consists of two silicone tubes 79 arranged in a carrier 78 with connecting pieces 80 for the suction lines 41 and 42. Between the silicone tubes 79 there is an eccentric roller 82 which can be rotated via a drive motor 81 that squeezes the silicone tubes 79 depending on their rotational position and thus closes or opens. Arranged on the eccentric roller 82 is a magnet 83 as a position transmitter which interacts with position sensors (Hall sensors) H4 and H5. These are permanently assigned to the carrier 78. Depending on the rotational position of the eccentric roller 82 and thus on the closed state of the silicone hoses 79, the position sensors H4 and H5 deliver a scanning signal to the control arrangement 49 of the controller 47.

Funktionsbeschreibung der TonerrecycleeinrichtungFunctional description of the toner recycling device

In Abhängigkeit von den Ansteuersignalen der Ansteueranordnung 47 ist die Tonerrecycleeinrichtung 25 in drei Betriebszustände einstellbar, die sich im wesentlichen durch die verschiedenen Klappenstellungen der Klappen 59 und 54 und dem Einstellzustand des Tonerventils 46 unterscheiden. Diese sind:

• Figur 3, Normalzustand während des Druckbetriebes
• Figur 4, Recyclezustand zur Tonerrückführung während des Druckbetriebs
• Figur 5, Reinigungszustand zum Reinigen des Partikelsiebs 53 und zur Rückführung der Schmutzpartikel in den Feinfilter 32 der Unterdruck erzeugenden Einrichtung 31 bei Bedarf, z.B. während einer Druckpause.

Depending on the control signals of the control arrangement 47, the toner recycling device 25 can be set in three operating states, which essentially differ in the different flap positions of the flaps 59 and 54 and the setting state of the toner valve 46. These are:

• Figure 3, normal state during printing
• Figure 4, Recycle condition for toner return during printing
• FIG. 5, cleaning state for cleaning the particle screen 53 and for returning the dirt particles into the fine filter 32 of the vacuum generating device 31, if necessary, for example during a printing break.

Im Normalzustand (Figur 3) ist das Luftventil 56 des Filterraumes 50 geschlossen, ebenso die Luftzuführöffnung 58 des Tonerabsetzraums 57 über die Klappe 59. Die dem Austrittsbereich 52 des Filterraums 50 zugeordnete Klappe 54 ist geöffnet. Über das Tonerzuführventil 46 luftdicht verschlossen ist die Saugleitung 41. Damit herrschen im Zyklonfilter 54, im Filterraum 50 und im Tonerabsetzraum 57 die gleichen Druckverhältnisse und die recyclefähigen Tonerpartikel aus dem Zyklonfilter 24 fallen durch das Partikelsieb 53 in den Tonerabsetzraum 57 und werden dort gesammelt. Nicht recyclefähigen zu großen Klumpen verklumpter Toner oder Schmutzpartikel 84 verbleiben im Zyklonfilter 24 zurückgehalten durch das Partikelsieb 53.In the normal state (FIG. 3), the air valve 56 of the filter space 50 is closed, as is the air supply opening 58 of the toner settling space 57 via the flap 59. The flap 54 assigned to the outlet area 52 of the filter space 50 is open. The suction line 41 is hermetically sealed via the toner supply valve 46. The same pressure conditions prevail in the cyclone filter 54, in the filter chamber 50 and in the toner settling chamber 57, and the recyclable toner particles from the cyclone filter 24 fall through the particle sieve 53 into the toner settling chamber 57 and are collected there. Non-recyclable, large clumps of clumped toner or dirt particles 84 remain retained in the cyclone filter 24 by the particle sieve 53.

Um bedarfsweise Frischtoner aus dem Tonervorratsbehälter 43 zuführen zu können ist die Saugleitung 42 geöffnet. Wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Tonerfüllstandssensors 22 der Tonerbox 16 Frischtoner angefordert, wird gesteuert von der Ansteueranordnung 49 das Saugtaktventil 19 geöffnet und damit Unterdruck an die Tonerförderleitung 23 angelegt. Der so im Saugrohr 45 des Tonervorratsbehälters 43 erzeugte Luftstrom transportiert Frischtoner aus der Tonerflasche 44 in die Tonerbox 16.In order to be able to supply fresh toner from the toner reservoir 43 as required, the suction line 42 is opened. If fresh toner is requested as a function of the output signal of the toner fill level sensor 22, the suction cycle valve 19 is opened in a controlled manner by the control arrangement 49 and thus negative pressure is applied to the toner delivery line 23. The air flow thus generated in the suction tube 45 of the toner supply container 43 transports fresh toner from the toner bottle 44 into the toner box 16.

Hat sich ausreichend viel recyclefähiger Toner im Tonerabsetzraum 57 angesammelt, wobei der Füllzustand über den Tonersensor 61 abgetastet wird, so wird während des Druckbetriebes der recyclefähige Toner in die Tonerbox 16 der Entwicklerstation rückgeführt (Fig. 4). Zu diesem Zwecke wird angesteuert über die Ansteueranordnung 49 die Klappe 54 des Filterraumes 50 geschlossen und die Klappe 59 der Luftzuführöffnung 58 des Tonerabsetzraumes 57 geöffnet. Das Tonerzuführventil 46 gibt die Saugleitung 41 frei und schließt die Saugleitung 42 zum Tonervorratsbehälter 43. Angesteuert über die Ansteueranordnung 49 öffnet sich das Saugtaktventil 19, womit Unterdruck an der Tonerförderleitung 23 und damit an der Saugleitung 41 anliegt. Über die geöffnete Luftzuführöffnungen 58 wird Umgebungsluft angesaugt, die durch den Tonerabsetzraum 57 strömt und so den im Tonerabsetzraum 57 angesammelten, recyclefähigen Toner über die Saugleitung 41 und die Tonerförderleitung 23 zur Tonerbox 16 transportiert.If a sufficient amount of recyclable toner has accumulated in the toner settling space 57, the filling state being sensed via the toner sensor 61, the recyclable toner is returned to the toner box 16 of the developer station during printing operation (FIG. 4). For this purpose, the flap 54 of the filter space 50 is closed and the flap 59 of the air supply opening 58 of the toner settling space 57 is opened via the control arrangement 49. The toner supply valve 46 releases the suction line 41 and closes the suction line 42 to the toner storage container 43. Controlled via the control arrangement 49, the suction cycle valve 19 opens, which results in negative pressure on the toner delivery line 23 and thus abuts the suction line 41. Ambient air is sucked in via the opened air supply openings 58, which flows through the toner settling space 57 and thus transports the recyclable toner accumulated in the toner settling space 57 via the suction line 41 and the toner conveying line 23 to the toner box 16.

Haben sich im Zyklonfilter 24 entsprechend viele Schmutzpartikel 84 angesammelt, die das Partikelsieb 53 verstopfen, so meldet der Differenzdrucksensor 76 einen entsprechenden Differenzdruck am Partikelsieb 53 und bei Bedarf z.B. während einer Druckpause wird die Tonerrecycleeinrichtung 25 in den Reinigungszustand (Fig. 5) versetzt. Dabei wird angesteuert von der Ansteueranordnung 49 über das Tonerzuführventil 46 die Saugleitung 41 geschlossen. Ebenso geschlossen werden die Klappe 59 der Luftzuführöffnung 58 des Tonerabsetzraumes 57 und die Klappe 54 des Filterraumes 50. Das Magnetventil 56 öffnet die Luftzuführöffnung 55 des Filterraumes 50, wodurch Luft durch die Luftzuführöffnung 55 über das Partikelfilter 53 in das Zyklonfilter 24 strömt. Das Saugtaktventil 19 der Tonerbox 16 ist geschlossen. Der so erzeugte Luftstrom transportiert die Schmutzpartikel 84 in das Feinfilter 32 der Unterdruck erzeugenden Einrichtung 31, wo sie sich sammeln.If a correspondingly large number of dirt particles 84 have accumulated in the cyclone filter 24 and block the particle sieve 53, the differential pressure sensor 76 reports a corresponding differential pressure on the particle sieve 53 and, if necessary, e.g. during a print pause, the toner recycling device 25 is put into the cleaning state (FIG. 5). In this case, the suction line 41 is closed by the drive arrangement 49 via the toner supply valve 46. The flap 59 of the air supply opening 58 of the toner settling space 57 and the flap 54 of the filter space 50 are also closed. The solenoid valve 56 opens the air supply opening 55 of the filter space 50, as a result of which air flows through the air supply opening 55 via the particle filter 53 into the cyclone filter 24. The suction cycle valve 19 of the toner box 16 is closed. The air flow generated in this way transports the dirt particles 84 into the fine filter 32 of the vacuum-generating device 31, where they collect.

Beschreibung eines Recyclingablaufes im Einzelnen:Description of a recycling process in detail:

Im Druckbetrieb befindet sich die Recycleeinrichtung 25 in dem in der Figur 3 dargestellten Normalzustand. Dabei wird recyclefähiger Toner im Tonerabsetzraum 57 angesammelt. Nach Erreichen eines durch die Lage und die Ansprechschwelleneinstellung des Tonersensors 61 vorgebbaren Tonerfüllstandes spricht der Tonersensor 61 an und meldet ein entsprechendes Füllstandsignal an die Ansteueranordnung 49. In Abhängigkeit von dem Füllstandsignal startet die Ansteueranordnung 49 den Getriebemotor 70 zur Klappenbetätigung. Der Getriebemotor 70 läuft nun solange bis der Magnet 72 des Positionsgebers den Bereich des Hallsensors H2 erreicht. Dabei wird die Klappe 54 des Filterraumes 50 geschlossen. Nach Erreichen des Hall gebers H2 stoppt der Getriebemotor 70. Der Hallgeber H2 startet gleichzeitig den Antriebsmotor 81 des Tonerzufuhrventils 46. Dadurch wird die Exzenterrolle 82, in die in der Figur 4 dargestellte Postion geschwenkt, in der sie die Saugleitung 42 abklemmt und die Saugleitung 41 öffnet. Der Hallsensor H5 stoppt die Exzenterrolle 82 in dieser Position. Gesteuert vom Ausgangssignal des Hallsensors H5 läuft der Getriebemotor 70 wieder an und öffnet die Klappe 59 der Luftzuführöffnung 58 des Tonerabsatzraumes 57. Nach Erreichen der Position des Hallsensors H3 wird der Getriebemotor 70 wieder gestoppt. Der Hallsensor H3 löst gleichzeitig den Saugvorgang aus, indem angesteuert über die Ansteueranordnung 49 das Saugtaktventil 19 geöffnet und eine der Ansteueranordnung 49 zugeordnete Zeitstufe eingeschaltet wird. Während des Absaugvorganges fällt das Ausgangssignal des Tonersensors 61 wieder ab. Die Zeitstufe schaltet nach einer voreinstellbaren Zeit von beispielsweise 2 Sek. den Antriebsmotor 81 des Tonerzufuhrventils 46 wieder ein, wodurch sich die Exzenterrolle 82 wieder dreht, die Saugleitung 42 öffnet und die Saugleitung 41 abklemmt. Das Ausgangssignal des Hallsensors H4 beendet die Umschaltung und damit den Absaugvorgang. Gleichzeitig wird über das Ausgangssignal des Hallsensors H4 das Saugtaktventil 19 geschlossen und der Getriebemotor 70 wieder erneut gestartet. Bei Erreichen des Hallsensors H1 stoppt der Getriebemotor 70 erneut. Damit ist das Ende des Recyclingvorganges erreicht. Bei der Drehung in den Bereich des Hallsensors H1 wurde durch die Schließfeder 64 die Klappe 59 der Luftzufuhröffnung 58 wieder geschlossen und über die Schubstangen 66 die Klappe 54 des Filterraumes 50 wieder geöffnet. Damit ist die dem Normalzustand während des Druckbetriebes zugeordnete Ausgangslage wieder erreicht. Es kann sich erneut recyclefähiger Toner im Tonerabsetzraum 57 ansammeln.In printing operation, the recycle device 25 is in the normal state shown in FIG. 3. Recyclable toner is accumulated in the toner settling space 57. After a toner fill level which can be predetermined by the position and the response threshold setting of the toner sensor 61 is reached, the toner sensor 61 responds and reports a corresponding fill level signal to the control arrangement 49. The control arrangement 49 starts the gear motor 70 for flap actuation as a function of the fill level signal. The geared motor 70 now runs until the magnet 72 of the position sensor reaches the area of the Hall sensor H2. The flap 54 of the filter chamber 50 is closed. After reaching the Hall sensor H2, the gear motor 70 stops. The Hall sensor H2 simultaneously starts the drive motor 81 of the toner supply valve 46. As a result, the eccentric roller 82 is pivoted into the position shown in FIG. 4, in which it clamps off the suction line 42 and the suction line 41 opens. The Hall sensor H5 stops the eccentric roller 82 in this position. Controlled by the output signal of the Hall sensor H5, the geared motor 70 starts again and opens the flap 59 of the air supply opening 58 of the toner sales space 57. After the position of the Hall sensor H3 has been reached, the geared motor 70 is stopped again. The Hall sensor H3 simultaneously triggers the suction process by actuating the suction clock valve 19 via the control arrangement 49 and switching on a time stage assigned to the control arrangement 49. During the suction process, the output signal of the toner sensor 61 drops again. The timer switches on the drive motor 81 of the toner supply valve 46 again after a presettable time of, for example, 2 seconds, as a result of which the eccentric roller 82 rotates again, the suction line 42 opens and the suction line 41 is pinched off. The output signal of the Hall sensor H4 ends the switchover and thus the suction process. At the same time, the suction clock valve 19 is closed via the output signal of the Hall sensor H4 and the geared motor 70 is started again. When the Hall sensor H1 is reached, the geared motor 70 stops again. This is the end of the recycling process. When rotating into the area of the Hall sensor H1, the flap 59 of the air supply opening 58 was closed again by the closing spring 64 and the flap 54 of the filter chamber 50 was opened again via the push rods 66. This is the starting position assigned to the normal state during printing reached again. Recyclable toner can accumulate again in the toner settling space 57.

Durch den automatischen Ablauf des Tonerrecyclevorganges wird ein konstantes Mischungsverhältnis von wiedergewonnenenm Toner und Frischtoner in der Tonerbox 16 aufrechterhalten. Wird z.B. viel Toner verbraucht, weil im Druckbetrieb z.B. große Flächen eingefärbt werden, meldet der Füllstandsensor 22 einen entsprechenden Bedarf an die Ansteueranordnung 49. Daraufhin erfolgt eine erhöhte Zufuhr von Frischtoner aus dem Vorratsbehälter 43. Durch den gesteigerten Verbrauch an Toner wiederum fällt an der Reinigungsstation viel Resttoner an, aus dem in der Recycleeinrichtung 25 wiederverwertbarer Toner gewonnen und der Tonerbox 16 zugeführt wird. Da die Zufuhr in Abhängigkeit vom Füllstand im Tonerabsetzraum 57 erfolgt, erhöht sich der Zufuhrzyklus. Damit stellt sich das ursprüngliche Mischungsverhältnis wieder ein. Dieses beträgt im eingeschwungenen Zustand etwa 30 % wiedergewonnener Toner und 70 % Frischtoner. Unabhängig vom Verbrauch an Toner ist damit eine konstante Druckqualität garantiert.A constant mixing ratio of recovered toner and fresh toner in the toner box 16 is maintained by the automatic sequence of the toner recycling process. E.g. consumes a lot of toner because e.g. large areas are colored, the fill level sensor 22 signals a corresponding need to the control arrangement 49. There is then an increased supply of fresh toner from the storage container 43. Due to the increased consumption of toner, in turn, a lot of residual toner accumulates at the cleaning station, from which in the recycling device 25 recyclable toner is obtained and the toner box 16 is supplied. Since the supply takes place as a function of the fill level in the toner settling space 57, the supply cycle increases. This restores the original mixing ratio. In the steady state, this amounts to approximately 30% recovered toner and 70% fresh toner. Regardless of the amount of toner used, a constant print quality is guaranteed.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel läuft der Tonerrecyclevorgang im Druckbetrieb automatisch in Abhängigkeit vom Tonerfüllstand im Tonerabsetzraum 57 ab. Es ist jedoch auch möglich den Tonerrecyclingvorgang gezielt durch Aufruf über das Bedienfeld 48 zu starten.In the exemplary embodiment described, the toner recycling process in printing operation takes place automatically as a function of the toner fill level in the toner settling space 57. However, it is also possible to start the toner recycling process selectively by calling up the control panel 48.

Bei sehr hohen Anforderungen an die Druckqualität kann es günstig sein auf das Tonerrecycling zu verzichten. Zu diesem Zwecke und um evtl. Wartungsarbeiten am Gerät zu erleichtern, ist die Tonerrecycleeinrichtung 25 entsprechend der Darstellung der Figur 6 als austauschbare Baueinheit ausgebildet in Form eines Recyclingeinsatzes.If the demands on print quality are very high, it can be beneficial to forego toner recycling. For this purpose and to facilitate any maintenance work on the device, the toner recycling device 25 is designed as an exchangeable structural unit in the form of a recycling insert, as shown in FIG. 6.

Im Druckgerät unterhalb des Zyklonfilters 24 ist eine Einschuböffnung 85 angeordnet, die zur austauschbaren Aufnahme sowohl des Recyclingeinsatzes (Recyclingvorrichtung 25) als auch einer Catchbox 86 dient. Die Catchkbox 86 ist ein Auffangbehälter zum Auffangen der durch den Zyklonfilter 24 abgesonderten Partikel. Wird ein bestimmter Füllstand in der Catchbox 86 erreicht, wird diese entfernt und die darin angesammelten Partikel aus Tonerteilchen und Schmutzteilchen weggeworfen.In the pressure device below the cyclone filter 24, an insertion opening 85 is arranged, which serves for the interchangeable reception of both the recycling insert (recycling device 25) and a catch box 86. The catch box 86 is a collecting container for collecting the particles separated by the cyclone filter 24. If a certain fill level is reached in the catch box 86, this is removed and the particles of toner particles and dirt particles accumulated therein are thrown away.

Um diesen Wechsel zwischen einer Catchbox 86 und dem Recyclingeinsatz 25 in einfacher Weise zu ermöglichen, enthält die Einschuböffnung 85 Führungsschienen 87, die mit entsprechenden Führungselementen 88, z.B. in Form von Haken, an der Catchbox 86 bzw. dem Recyclingeinsatz 25 zusammenwirken. Am Boden der Einschuböffnung 85 befinden sich elektrische Anschlußbuchsen 89 zur Aufnahme der Anschlußstecker 75 des Recyclingeinsatzes 25 oder eines Anschlußsteckers 90 der Catchbox 86. Die Ansteueranordnung 49 erkennt über die vorgenommenen Anschlüsse ob es sich bei dem eingeschobenen Sammelbehälter um die Catchbox 86 oder um einen Recyclingeinsatz 25 handelt. In Abhängigkeit davon werden die entsprechenden Funktionen geschaltet.In order to enable this change between a catch box 86 and the recycling insert 25 in a simple manner, the insertion opening 85 contains guide rails 87 which are connected to corresponding guide elements 88, e.g. interact in the form of hooks on the catchbox 86 or the recycling insert 25. At the bottom of the insertion opening 85 there are electrical connection sockets 89 for receiving the connection plug 75 of the recycling insert 25 or a connection plug 90 of the catch box 86. The control arrangement 49 recognizes via the connections made whether the inserted collection container is the catch box 86 or a recycling insert 25 acts. The corresponding functions are switched depending on this.

Die Anschlüsse für den Mündungsbereich 60 und die elektrischen Anschlüsse für den Antriebsmotor 70 des Recyclingeinsatzes bzw. die elektrischen Anschlüsse 90 der Catchbox 86 können so ausgestaltet sein, daß durch den Einschub in die Einschuböffnung 85 eine automatische Kontaktgabe bzw. eine automatische Verbindung zwischen Mündungsbereich 60 und Saugleitung 41 erfolgt. Weiterhin können Verriegelungseinrichtungen vorgesehen sein, die nur in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Gerätes einen Austausch ermöglichen und die z.B. sicherstellen, daß beim Austausch die Saugleitung 41 geschlossen ist.The connections for the mouth area 60 and the electrical connections for the drive motor 70 of the recycling insert or the electrical connections 90 of the catch box 86 can be designed such that an automatic contact or an automatic connection between the mouth area 60 and Suction line 41 takes place. Furthermore, locking devices can be provided which only permit an exchange depending on the operating state of the device and which, for example, ensure that the suction line 41 is closed during the exchange.

Da beim Austausch der Einsätze der Austrittsbereich des Zyklonfilters 24 freiliegt, können darin enthaltene Tonerpartikel in die Einschuböffnung 85 fallen und diese verschmutzen. Um dieses zu verhindern, weisen die Einsätze (Catchbox 86 oder Recyclingeinsatz 25) eine Auffangwanne 91 auf, die beim Austausch die im Zyklonfilter 24 enthaltenen Restpartikel auffängt. Es ist auch möglich im Bereich der Ausgangsöffnung des Zyklonfilters 24 einen Verschluß, z.B. in Form eines Schiebers anzuordnen, der während des Austausches bedarfsweise das Zyklonfilter 24 verschließt. Weiterhin ist es möglich diesen Schieber über Führungsschienen verschieblich in der Einschuböffnung 85 anzuordnen und mit Befestigungsmitteln zum austauschbaren Befestigen der Einsätze, sei es nun die Catchbox 86 oder der Recyclingeinsatz 25, zu versehen.Since the outlet area of the cyclone filter 24 is exposed when the inserts are exchanged, toner particles contained therein can fall into the insertion opening 85 and contaminate it. In order to prevent this, the inserts (catch box 86 or recycling insert 25) have a collecting tray 91 which, when exchanged, collects the residual particles contained in the cyclone filter 24. It is also possible to have a closure in the area of the exit opening of the cyclone filter 24, e.g. to be arranged in the form of a slide which, if necessary, closes the cyclone filter 24 during the exchange. Furthermore, it is possible to arrange this slide displaceably in the insertion opening 85 via guide rails and to provide it with fastening means for exchangeably fastening the inserts, be it the catch box 86 or the recycling insert 25.

Wie eingangs bereits beschrieben, werden zum Einfärben des latenten Tonerbildes auf dem Fotoleiter die Tonerteilchen in der Entwicklerstation triboelektrisch aufgeladen. Damit diese triboelektrische Aufladung oder auch sonstige Aufladungen den Tonertransport in der Tonerfördereinrichtung nicht stören, besteht das den Toner aufnehmende Leitungssystem aus elektrisch leitfähigem Material, z.B. aus Metall oder aus leitfähigem Kunststoff. Zur Ableitung evtl. Ladungen ist das Leistungssystem geerdet. Um diese Ableitung zu ermöglichen, können die in Kontakt mit dem Toner kommenden Innenflächen des Leitungssystem mit einer leitfähigen Schicht überzogen sein oder aber es befinden sich auf der Innenfläche des Leitungssystems entsprechende Erdungsleitungsbahnen.As already described at the beginning, the toner particles are triboelectrically charged in the developer station in order to color the latent toner image on the photoconductor. So that this triboelectric charge or other charges do not interfere with the toner transport in the toner conveying device, the line system which receives the toner consists of electrically conductive material, e.g. made of metal or conductive plastic. The power system is grounded to discharge any charges. In order to enable this derivation, the inner surfaces of the line system that come into contact with the toner can be coated with a conductive layer or there are corresponding earth conductor tracks on the inner surface of the line system.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Tonerfördereinrichtung der Figur 1 ist als Partikelabscheider 24 ein Zyklonfilter angeordnet. Anstelle des Zyklonfilters ist auch möglich andere Partikelabscheider, z.B. Siebe oder dergl. anzuordnen. Hierzu ist es möglich, die Klappen in der Tonerrecyclingeinrichtung 25 durch entsprechende andere Verschlüsse wie Schiebeelemente oder Verschlußventile zu ersetzen. Was die Ausbildung des Tonerzufuhrventils 46 angeht, so kann dieses durch entsprechende funktionsgleiche Ventile ersetzt werden, die mit Schiebern oder anderen mechanischen Verschlußeinrichtungen arbeiten.In the exemplary embodiment of the toner conveying device shown in FIG. 1, a cyclone filter is arranged as the particle separator 24. Instead of the cyclone filter, it is also possible to arrange other particle separators, for example sieves or the like. For this it is possible to put the flaps in the toner recycling device 25 to be replaced by corresponding other closures such as sliding elements or closure valves. As far as the formation of the toner supply valve 46 is concerned, it can be replaced by corresponding functionally equivalent valves which work with slides or other mechanical closure devices.

BezugszeichenlisteReference list

1010th

EntwicklerstationDeveloper station

1111

EntwicklerstationsgehäuseDeveloper station housing

1212th

DosiereinrichtungDosing device

1313

Tonertoner

1414

EntleeröffnungEmptying opening

1515

SaugleitungSuction line

1616

TonerboxToner box

1717th

TonerfilterToner filter

1818th

LufttransportkanalAir transport channel

1919th

Saugtaktventil, MagnetventilSuction cycle valve, solenoid valve

2020th

Motorengine

2121

Rakel, MischeinrichtungDoctor blade, mixing device

2222

TonerfüllstandssensorToner level sensor

2323

TonerförderleitungToner delivery line

2424th

Partikelabscheider, ZyklonfilterParticle separator, cyclone filter

2525th

Tonerrecycleeinrichtung, RecyclingeinsatzToner recycling facility, recycling use

26, 2726, 27

SaugleitungSuction line

2828

ReinigungsstationCleaning station

2929

DrosselklappenThrottle valves

3030th

SaugleitungSuction line

3131

Unterdruck erzeugende EinrichtungVacuum generating device

3232

PartikelfeinfilterParticle fine filter

3333

UnterdrucksensorVacuum sensor

3434

Turbine, GebläseTurbine, blower

3535

AntriebsmotorDrive motor

3636

Luftverteiler, FumesAir diffusers, fumes

3737

PapierbremsePaper brake

3838

SaugleitungSuction line

3939

Drosselklappethrottle

4040

Magnetventilmagnetic valve

41, 4241, 42

SaugleitungSuction line

4343

Tonervorratsbehälter für FrischtonerToner container for fresh toner

4444

TonerflascheToner bottle

4545

SaugrohrIntake manifold

4646

TonerzuführventilToner supply valve

4747

Controller, SteueranordnungController, control arrangement

4848

BedienfeldControl panel

4949

Meßwert, Erfassungs- und Ansteueranordnung, SteueranordnungMeasured value, detection and control arrangement, control arrangement

5050

FilterraumFilter space

5151

MündungsbereichMouth area

5252

AustrittsbereichExit area

5353

Partikelsieb, PartikelfilterParticle sieve, particle filter

5454

Steuerbare VerschlußklappeControllable shutter

5555

LuftzuführöffnungAir supply opening

5656

Magnetventil, LuftventilSolenoid valve, air valve

5757

TonerabsetzraumToner deposition room

5858

LuftzuführöffnungAir supply opening

5959

steuerbare Verschlußklappecontrollable flap

6060

MündungsbereichMouth area

6161

TonersensorToner sensor

6262

Gehäusecasing

6363

DrehachsenAxes of rotation

6464

SchließfederClosing spring

6565

Betätigungselemente, SteuerelementeActuators, controls

6666

SchubstangenPush rods

6767

AntriebselementDrive element

6868

ZahnriemenTiming belt

6969

Antriebswelledrive shaft

7070

GetriebemotorGear motor

7171

Achseaxis

7272

PositionsgeberPosition transmitter

H1, H2, H3H1, H2, H3

Hallsensoren, PositionssensorenHall sensors, position sensors

7373

StützplatteSupport plate

7474

SteuerungsbaugruppeControl module

7575

Anschlüsse, SteckerConnections, plugs

7676

DifferenzdrucksensorDifferential pressure sensor

7777

DruckleitungPressure line

7878

Trägercarrier

7979

SilikonschläucheSilicone hoses

8080

AnschlußstutzenConnecting piece

8181

AntriebsmotorDrive motor

8282

ExzenterrolleEccentric role

8383

Magnet, PositionsgeberMagnet, position transmitter

H4, H5H4, H5

Positionssensoren, HallsensorenPosition sensors, Hall sensors

8484

SchmutzpartikelDirt particles

8585

EinschuböffnungSlot

8686

Catchbox, AuffangbehälterCatchbox, collecting container

8787

FührungsschienenGuide rails

8888

Führungselement, HakenGuide element, hook

8989

AnschlußbuchseConnection socket

9090

AnschlußsteckerConnector

9191

AuffangwanneDrip pan

Claims (14)

1. Pneumatic transport device for an electrographic printing or copying machine for transporting toner to and for removing toner and/or dirt particles from units of the machine, in particular the developer station and the cleaning station (28), having

   - a vacuum-producing device (31), which can be coupled to the units (10, 28, 37) of the machine via a duct system

   - a particle separator (24), which is assigned to the duct system and has means for separating toner and/or dirt particles from an airstream flowing through the particle separator (24)

   - a toner recycling device (25), which can be connected to the particle separator (24) via coupling means (87, 88) and has a toner separating device (53) with associated supply device (50, 57) for separating recyclable toner from the particle mixture separated by the particle separator (24) and for supplying the recyclable toner, via a recycled toner transport duct (41, 23), to a developer station (10) of the machine,

   - a toner metering device (12) which is assigned to the developer station (10), can be coupled to the toner recycling device (25) and a fresh toner container (43) and

   - means (46, 49, 61) for the controlled supply of recyclable toner and of fresh toner to the toner metering device (12) as a function of the accumulation of reusable toner.
2. Pneumatic transport device according to Claim 1, having a toner recycling device (25) which is designed as an independent, exchangeable constructional unit.
3. Pneumatic transport device according to Claim 2, having coupling means (87, 88) for the exchangeable accommodation of a particle mixture accommodation container (86) or of the toner recycling device (25).
4. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 3, wherein the toner recycling device (25) has:

   - a filter space (50) having an opening region (51) towards the particle separator (24) accommodating a particle filter (53) and an exit region (52) accommodating a controllable closure element (54), and an air supply opening (55) having an associated controllable closure element (56)

   - a toner settling space (57), which is coupled to the filter space (50) via its exit region (52), and has an air supply opening (58) with associated controllable closure element (59) and an opening region (60) which can be coupled to the transport duct (41).
5. Pneumatic transport device according to Claim 4, having

   - a control device (49, 47), which is coupled to the closure elements (59, 54, 56) of the toner recycling device (25) and controls the closure elements (54, 59, 56) in such a way

   - that, for cleaning the particle filter (53) and for transporting away the dirt particles (84), the exit region (52) of the filter space (50) is closed and the air supply opening (53) of the filter space (50) is opened

   - that, for supplying the recyclable toner to the toner settling space (57) when vacuum supply to the transport duct (41) is interrupted, the exit region (52) of the filter space (50) is opened and the air supply opening (55) of the filter space (50) is closed

   - that, for supplying the recyclable toner to the developer station (10) when vacuum is applied to the transport duct (41), the exit region (52) of the filter space (50) is closed and the air supply opening (58) of the toner settling space (57) is opened.
6. Pneumatic transport device according to Claim 4 or 5, having a sensor device (61) which is assigned to the toner settling space (57) and detects the toner filling level in the toner settling space.
7. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 6, having

   - a fresh toner transport duct (42) which couples the developer station (10) to the fresh toner supply container (43) and

   - a controllable closure device (46), which is coupled to the recycled toner transport duct (41) and the fresh toner transport duct (42), for the alternate closure of the ducts (41, 42).
8. Pneumatic transport device according to Claim 7, wherein the controllable closure device (46) is designed as a two-way valve having transport ducts (79), arranged on both sides of an eccentric roller (82) for the squeezing of the transport ducts (79) via the eccentric roller (82) as a function of its rotational position.
9. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 8, wherein the toner metering device (12) has a buffer container (16), which can be coupled, on the one hand, to the toner recycling device (25) and/or the fresh toner container (43) and, on the other hand, via a controllable closure device (19), to the duct system of the vacuum-producing device (31).
10. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 9, having a fine filter (32), which is assigned to the vacuum-producing device (31), for picking up the dirt particles (84).
11. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 9, having a cyclone filter (24) as means for separating toner (13) and/or dirt particles (84).
12. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 11, having a device (76) for determining the particle filter soiling by detecting the vacuum difference before and after the toner separating device (53) designed as a particle filter.
13. Pneumatic transport device according to one of Claims 1 to 12, having a duct system which has wall regions which contact the toner, dissipate charges and are made of electrically conductive material.
14. Process for the pneumatic transport of toner (13) and for the removal of toner and/or dirt particles (84) from units, in particular the developer station (10) and cleaning station (28), of an electrographic machine, having the following steps:

    - sucking up of toner (13) and/or dirt particles (84) from the units (10, 28, 37) of the machine by applying a vacuum to the units via a duct system

    - separating the sucked-up toner-dirt particle mixture in a toner recycling device (25) into non-reusable dirt particles (84) and reusable toner

    - mixing the reusable toner with fresh toner as a function of the accumulation of reusable toner in such a manner that a constant mixing ratio is obtained

    - supplying the mixed toner to the developer station (10)

    - collecting the dirt particles (84) in a catching device (32).

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