WO1994009412A1

WO1994009412A1 - Pneumatische tonerfördereinrichtung für ein electrografisches druck- oder kopiergerät

Info

Publication number: WO1994009412A1
Application number: PCT/EP1993/002805
Authority: WO
Inventors: Jürgen TÄFFLER; Peter Rumpel
Original assignee: Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1994-04-28
Also published as: EP0665966B1; JPH08502369A; US5521690A; DE59302533D1; EP0665966A1

Abstract

Eine pneumatische Tonerfördereinrichtung für ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät dient zum Fördern von Toner und zum Entfernen von Toner und/oder Schmutzpartikeln aus Aggregaten des Gerätes, wie Entwicklerstation (10) und Reinigungsstation (28). Sie enthält eine Unterdruck erzeugende Einrichtung (31), die über ein Unterdruckleitungssystem mit den verschiedenen Aggregaten des Gerätes in Verbindung steht. Dem Leitungssystem zugeordnet ist ein Partikelabscheider (24) in Forme in Zyklonfilters zum Abscheiden von Toner und Schmutzpartikeln aus einem durchtströmenden Luftstrom. Das Partikelgemisch wird in einer Recyclingeinrichtung in Schmutzpartikel und recyclefähigen Toner separiert und der recyclefähige Toner der Entwicklerstation erneut zugeführt. Die Schmutzpartikeln sammeln sich in einem Feinfilter (32) der Unterdruck erzeugenden Einrichtung (31). Die Tonnerrecycleeinrichtung (25) ist als austauschbare Baueinheit ausgebildet, die gegen einen Auffangbehälter ausgetauscht werden kann.

Description

Pneumatische Tonerfördereinrichtung für ein elektrografi- sches Druck- oder Kopiergerät

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Fördereinrichtung für ein elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Einrichtung zur Rückführung von Überschußtoner zur Entwicklerstation.

Bei elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten, die nach dem Prinzip der Elektrofotografie, Ionografie oder Magne- tografie arbeiten, wird mit Hilfe einer zeichenerzeugenden Einrichtung auf einem Zwischenträger ein latentes Bild er¬ zeugt, das in einer Entwicklerstation mit Toner eingefärbt wird. Das Tonerbild wird dann in einer Umdruckstation auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt und in einer Fixiersta¬ tion fixiert. Vor dem Aufbringen eines neuen latenten Zei- chenbildes auf dem Zwischenträger ist es erforderlich den Zwischenträger von anhaftendem Resttoner zu reinigen. Dies kann mit Hilfe einer Bürste und Unterdruck in einer Bür¬ stenreinigungsstation erfolgen. Auch in der Entwicklersta¬ tion kann es erforderlich sein, anfallenden Resttonerstaub abzusaugen und aus der Entwicklerstation zu entfernen.

Dieser Abfalltoner wird üblicherweise in einem im Gerät befindlichen Auffangbehälter gesammelt und von Zeit zu Zeit weggeworfen. Eine Wiederverwendung dieses Abfallto- ners war bisher nicht vorgesehen, da in Geräten mit hohen Anforderungen an die Druckqualität nur Frischtoner verar¬ beitet werden kann.

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 abzu¬ scheiden und kontinuierlich über eine Fördereinrichtung der Entwicklerstation wieder zuzuführen. Es hat sich je¬ doch herausgestellt, daß bei hohen Anforderungen an die Druckqualität eine derartige einfache Rückführung nicht möglich ist. Der Abfalltoner enthält Schmutzpartikel, ver¬ brauchte Tonerpartikel und andere den Druckprozeß störende Partikel, die sich negativ auf die Druckqualität auswir¬ ken.

Ein weiteres Problem beim Recycling von Toner besteht darin, daß zum Entwickeln der Ladungsbilder in der Ent¬ wicklerstation der Toner triboelektrisch aufgeladen werden muß und zwar in einer definierten Weise. Führt man undefi- niert aufgeladenen Abfalltoner erneut der Entwicklersta¬ tion zu, kann dies zu Störungen im Ladungsverhalten des Toners in der Entwicklerstation führen, was wiederum die Druckqualität negativ beeinflußt.

Ziel der Erfindung ist es deshalb eine pneumatische För¬ dereinrichtung für ein elektrografisches Druck- oder Ko¬ piergerät mit einer Tonerrückführeinrichtung bereitzu¬ stellen, bei der in den Aggregaten des Gerätes entstehen¬ der Abfalltoner in einfacher Weise in die Entwicklersta- tion rückgeführt und wiederverwendet werden kann, ohne daß darunter die Druckqualität leidet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Einrichtung so auszugestalten, daß die Tonerförderung unterschiedlichen Anforderungen an die Druckqualität leicht angepaßt werden kann.

Dieses Ziel wird bei einer pneumatischen Fördereinrichtung der genannten Art gemäß den Merkmalen des ersten Patentan- Spruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Transportiert man in Druck- oder Kopiergeräten den Toner mit Hilfe einer pneumatischen Fördereinrichtung, so läßt sich in der Fördereinrichtung in einfaoher und funktions¬ sicherer Weise eine Tonerrecycleeinrichtung anordnen, die aus dem abgesaugten Abfall oder Überschußtoner den recy¬ clefähigen Toner separiert und der Entwicklerstation er- neut zuführt. Schmutzpartikel und andere die Druckqualität negativ beeinflußende Partikel werden gesondert entsorgt. Damit verlängert sich in vorteilhafter Weise die Betriebs¬ dauer des Gerätes mit einem vorgegebenen Tonervorrat, ohne daß dieser häufig erneuert werden muß. Die anfallende Men- ge an nichtrecyclefähigem Toner und an Schmutzpartikeln wird auf ein Mindestmaß reduziert.

Die pneumatische Fördereinrichtung kann gleichzeitig dazu verwendet werden, andere den Druckbetrieb störende Parti- kel, wie Papierabrieb oder Stanzteilchen aus zum Papier¬ transport erforderlichen Aggregaten, wie z.B. die Papier¬ bremse zu entfernen und zu sammeln. Durch die pneumatische Förderung wird sowohl die Steuerung der Zufuhr von Frisch¬ toner als auch die Steuerung der Rückführung des gereinig- ten Toners in die Entwicklerstation vereinfacht und stö- rungsunanfällig. 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.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Tonerrecycleeinrichtung als selbständig austauschba¬ re Baueinheit ausgebildet. Bei besonders hohen Anforderun¬ gen an die Druckqualität läßt sich damit in einfacher Wei- se anstelle der Tonerrecycleeinrichtung ein Auffangbehäl¬ ter für den Abfalltoner anordnen. Die Tonerrecycleeinrich- tung 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.

Das der Separierung dienende Partikelfilter wird automa¬ tisch gereinigt, ohne daß hierzu eine Entnahme des Filters aus dem Gerät erforderlich ist. Die pneumatische Filter¬ einrichtung dient sowohl zur Zufuhr von Frischtoner zur Entwicklerstation als auch zur Tonerrückführung. Damit läßt sich ein bereits vorhandenes pneumatisches Förder¬ system für Frischtoner ohne wesentliche und aufwendige konstruktive Änderung in Abhängigkeit von den Anforde¬ rungen an das Gerät durch eine Tonerrückführeinrichtung erweitern. Der technische Aufwand für ein Tonerrückführ- system wird wesentlich vermindert. Da die Entwicklersta¬ tion gesteuert über ein Zweiwegeventil einerseits aus einem Vorratsbehälter für Frischtoner, andererseits aus einem Zwischenbehälter für recyclefähigen, dem Frisch- toner entsprechenden Toner mit Toner versorgt wird, ist die Tonerzufuhr gepuffert. Die Zufuhr von Frischtoner und das Untermischen von wiedergewonnenem Toner läßt sich da¬ mit betriebszustandsabhängig steuern. Eine plötzlich auf¬ tretende 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. Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 ein schematisches Funktionsschaltbild einer pneu¬ matischen Tonerfördereinrichtung für ein elektrografisches Druckgerät

Figur 2 eine Schnittdarstellung einer in der pneumatischen Fördereinrichtung angeordneten Tonerrecycleeinrichtung mit zugeordnetem Tonerwegeventil

Figur 3 eine Schnittdarstellung der Tonerrecycleeinrich¬ tung im Normalzustand während des Druckbetriebes

Figur 4 eine Schnittdarstellung der Tonerrecycleeinrich¬ tung bei der Tonerrückführung während des Druckbetriebes

Figur 5 eine Schnittdarstellung der Tonerrecycleeinrich- tung im Reinigungsbetrieb

Figur 6 eine schematische perspektivische Darstellung einer alternativen Anordnung einer Tonerrecycleeinrich¬ tung oder eines Tonerauffangbehälters im Gerät

Figur 7 und Figur 8 Explosionsdarstellungen der Toner¬ recycleeinrichtung und

Figur 9 eine Explosionsdarstellung eines Tonerregelven- tils. Eine elektrofotografische Druckeinrichtung zum Bedrucken von Endlospapier enthält eine Entwicklerstation 10 zum Einfärben eines auf einer Fotoleitertrommel erzeugten La¬ dungsbildes mit Hilfe eines Entwicklergemisches aus Toner- teilchen und ferro agnetischen Trägerteilchen. Die Ent¬ wicklerstation 10 gliedert sich dabei in ein Entwickler¬ stationsgehäuse 11 zur Aufnahme von Antragselementen wie Magnetbürste, Tonertransportwalze usw. und in eine ober¬ halb des Entwicklerstationsgehäuses 11 angeordnete Dosier- einrichtung 12 zum dosierten Zuführen von Toner 13 zum Entwicklerstationsgehäuse 11. Am Entwicklerstationsge¬ häuse 11 befindet sich eine Entleeröffnung 14 zum Absaugen des Entwicklergemisches aus dem Entwicklerstationsgehäuse sowie eine Saugleitung 15 zum Absaugen des beim Entwick- lerprozesses im Bereich von Antragselementen entstehenden Tonerstaubs. Eine der Dosiereinrichtung 12 zugeordnete To¬ nerbox 16 enthält einen als Pufferraum für den Toner die¬ nenden 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 ge¬ steuerte Verschlußeinrichtung in Form eines Saugtaktven- tiles 19, das elektrisch gesteuert den Lufttransport im

Lufttransportkanal 18 unterbricht bzw. freigibt. Der Fil¬ terraum enthält ein über einen Motor 20 angetriebenes Ra¬ kel 21 zur Durchmischung des Toners 13 sowie einen Toner¬ füllstandsensor 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 Unter¬ druck an den Lufttransportkanal 18 bei geöffnetem Saug¬ taktventil 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 be¬ findet 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.

Die Tonerfördereinrichtung weist weiterhin einen Partikel¬ abscheider 24 in Form eines Zyklonfilters auf mit unter¬ halb des Zyklonfilters 24 angeordneter Tonerrecycleein- richtung 25, deren Aufbau später erläutert wird. Das Zy¬ klonfilter 24 ist über die Saugleitung 15 mit dem Entwick¬ lerstationsgehäuse 11, über eine Saugleitung 26 mit dem Lufttransportkanal 18 der Tonerbox und über eine Sauglei¬ tung 27 mit einer Reinigungsstation 28 für die Fotoleiter- trommel gekoppelt, wobei in der Saugleitung 26 zur Reini¬ gungsstation 28 mit Reinigungsbürste eine elektrisch ver¬ stellbare Drosselklappe 29 angeordnet ist. Im Drosselbe¬ trieb befindet sich die Drosselklappe 29 in der darge¬ stellten 45^* Position, d.h. durch teilweises Schließen der Saugleitung 27 ist der anliegende Unterdruck reduziert. Im Reinigungsbetrieb wird sie in eine 90^* Position ver¬ schwenkt und damit die Saugleitung 27 geöffnet. Der Unter¬ druck liegt nun voll an der Reinigungsstation an.

Ausgangsseitig steht das Zyklonfilter 24 über eine weitere Saugleitung 30 mit einer Unterdruck erzeugenden Einrich¬ tung 31 in Verbindung. Diese enthält ein Partikelfeinfil¬ ter 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) .

Eine im Papiertransportkanal der Druckeinrichtung angeord¬ nete Unterdruck-Papierbremse 37 ist über eine weitere Saugleitung 38 mit der Saugleitung 30 gekoppelt. Der Un¬ terdruck an der Papierbremse 37 wird über eine elektrisch verstellbare Drosselklappe 39 und ein Magnetventil 40 ge¬ steuert.

Zur Zuführung des über die Tonerrecycleeinrichtung 25 wie- dergewonnenen Toners zur Tonerbox 16 der Entwicklerstation dient eine Saugleitung 41, die die Tonerrecycleeinrichtung 25 mit der Tonerförderleitung 23 verbindet. Die Tonerför¬ derleitung 23 ist außerdem über eine Saugleitung 42 mit einem Tonervorratsbehälter 43 für Frischtoner gekoppelt.

Der Tonervorratsbehälter 43 enthält eine auswechselbar an¬ geordnete 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 Toner¬ flasche 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 al¬ ternativ die Saugleitungen 41 und 42 geöffnet und ge¬ schlossen werden können. Der Aufbau des Tonerzufuhrventils 46 wird später näher beschrieben.

Gesteuert wird die Tonerförderung im Tonerfördersystem über eine Steueranordnung 47, die Bestandteil der Geräte¬ steuerung des Controllers des Gerätes sein kann. Bei dem Controller handelt es sich um einen üblichen mikropro- zessorgesteuerten Controller, der über eine Busleitung mit einem Bedienfeld 48 des Gerätes in Verbindung steht. Über das Bedienfeld 48 können menügesteuert die Betriebsparame¬ ter des Gerätes wie Druckbreite, Fixiertemperatur, Druck¬ betrieb, Reinigungsbetrieb usw. eingegeben bzw. festgelegt werden. Gekoppelt mit dem Controller bzw. Bestandteil der Gerätesteuerung ist eine Meßwerterfassung und Ansteueren- Ordnung 49, die dazu dient, die von den verschiedenen Sen¬ soren der Tonerfördereinrichtung empfangenen Signale zu erfassung und umzusetzen und die Tonerförderung über den Unterdruck zu steuern. Sie ist hardwaremäßig als übliche mikroprozessorgesteuerte Anordnung aufgebaut.

Die Tonerfördereinrichtung dient zum Transport von Toner und Partikeln im Druckgerät. Sie ermöglicht unter anderem Frischtoner von dem Tonervorratsbehälter 43 in die Ent- wicklerstation 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 Toner¬ recycleeinrichtung 25 in recyclefähigen Toner und in Schmutzpartikel zu separieren und den separierten recycle¬ fähigen 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 ver¬ schiedenen Aggregrate wie Vorratsbehälter 43, Entwickler¬ station 10, Reinigungsstation 28, Papierbremse 37 und Ton- errecycleeinrichtungunterdruck 25 angelegt.

Die verschieden Funktionen der Tonerfördereinrichtung wer¬ den nun anhand der an den Funktionen beteiligten Aggregate näher beschrieben:

Tonerrecycling

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 Tonerrecycle¬ einrichtung enthält einen Filterraum 50 mit einem Mün- dungsbereich 51 zum Zyklonfilter 24 und einem Austritts¬ bereich 52. Im Mündungsbereich 51 ist ein Partikelsieb oder Partikelfilter 53 angeordnet. Eine steuerbare Ver¬ schlußklappe 54 verschließt oder öffnet den Austrittsbe- reich 52. Der Filterraum 50 weist weiterhin eine Luftzu¬ führöffnung 55 auf. Der Luftzuführöffnung 55 zugeordnet ist ein elektrisch betätigbares Magnetventil 56, das be¬ darfsweise die Luftzuführöffnung 55 öffnet oder schließt und so den Filterraum 50 mit der Umgebungsluft verbindet. Gekoppelt mit dem Filterraum 50 über dessen Austrittsbe¬ reich 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 Mündungsbe¬ reich 60 mit der Saugleitung 41 zur Tonerbox 16 gekoppelt. Er enthält weiterhin einen Tonersensor 61 zur Ermittelung der Tonerfüllstandshöhe im Tonerabsetzraum 57 durch kapa¬ zitive Messung.

Wie aus den Figuren 7 und 8 ersichtlich ist der Filterraum 50 und der Tonerabsetzraum 57 in einem Gehäuse 62 angeord¬ net, 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 Öff¬ nen und Schließen der Luftzuführöffnung 55. Die steuerba¬ ren Verschlußklappen 54 und 59 am Filterraum 50 bzw. am Tonerabsetzraum 57, sowie die zugeordneten Antriebselemen- te zur Betätigung der Verschlußklappen 54 und 59.

Die Verschlußklappen 54, 59 sind auf Drehachsen 63 schwenkbar gelagert, die einseitig aus dem Gehäuse 62 ra¬ gen (Figur 7). Auf den nach außen ragenden Drehachsen 63 sind Schließfedern 64 angeordnet, die mit Betätigungsele¬ menten 65 zusammenwirken. Die Betätigungselemente 65 wie- deru sind über Schubstangen 66 mit einem Antriebselement 67 verbunden, das über einen Zahnriemen 68 mit einer An¬ triebswelle 69 eines Getriebemotores 70 gekoppelt ist.

Eine das Antriebselement 67 für die Schubstangen 66 auf¬ nehmende Achse 71 ragt mit ihrem gegenüberliegenden Achs¬ ende aus dem Gehäuse 62 (Figur 8) auf dem ein Positions¬ geber 72 in Form eines Magneten angeordnet ist. Dieser wirkt mit drei, auf einer Stützplatte 73 befestigten Po- sitionssensoren (Hallsensoren) Hl, 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 angeord¬ net. 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 Parti¬ kelsieb 53 und damit den Verschmutzungsgrad des Partikel¬ filters 53. Ist der Differenzdruck hoch, ist das Partikel¬ sieb 53 verschmutzt und damit undurchlässig. Bei unver- schmutzten Partikelsieb ist das Partikelsieb durchlässig.

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 Schließ¬ federn 64 erfolgt. Bei einem entsprechenden Weiterdrehen der Achse 71 öffnen sich die Klappen 54 und 59 wieder selbständig unter der Wirkung der Schließfedern 64.

Ein weiteres wesentliches Funktionselement für das Toner¬ recycling 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 Toner¬ zuführventil 46 aus zwei in einem Träger 78 angeordneten Silikonschläuchen 79 mit Anschlußstutzen 80 für die Saug¬ leitungen 41 und 42. Zwischen den Silikonschläuchen 79 be¬ findet sich eine über einen Antriebsmotor 81 drehbare Ex¬ zenterrolle 82, die in Abhängigkeit von ihrer Drehposi¬ tion 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 orts¬ fest dem Träger 78 zugeordnet. In Abhängigkeit von der Drehpositon der Exzenterrolle 82 und damit von dem Schließzustand der Silikonschläuche 79 liefern die Posi¬ tionssensoren H4 und H5 ein Abtastsignal an die Ansteuer¬ anordnung 49 des Controllers 47.

Funktionsbeschreibung der Tonerrecycleeinrichtung

In Abhängigkeit von den Ansteuersignalen der Ansteueran¬ ordnung 47 ist die Tonerrecycleeinrichtung 25 in drei Be- triebszustände 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 Fein¬ filter 32 der Unterdruck erzeugenden Einrichtung 31 bei Bedarf, z.B. während einer Druckpause. Im Normalzustand (Figur 3) ist das Luftventil 56 des Fil¬ terraumes 50 geschlossen, ebenso die Luftzuführöffnung 58 des Tonerabsetzraums 57 über die Klappe 59. Die dem Aus¬ trittsbereich 52 des Filterraums 50 zugeordnete Klappe 54 ist geöffnet. Über das Tonerzuführventil 46 luftdicht ver¬ schlossen 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 ver- klumpter Toner oder Schmutzpartikel 84 verbleiben im Zy¬ klonfilter 24 zurückgehalten durch das Partikelsieb 53.

Um bedarfsweise Frischtoner aus dem Tonervorratsbehälter 43 zuführen zu können ist die Saugleitung 42 geöffnet. Wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Tonerfüll¬ standssensors 22 der Tonerbox 16 Frischtoner angefordert, wird gesteuert von der Ansteueranordnung 49 das Saug- taktventil 19 geöffnet und damit Unterdruck an die Toner¬ förderleitung 23 angelegt. Der so im Saugrohr 45 des To¬ nervorratsbehälters 43 erzeugte Luftstrom transportiert Frischtoner aus der Tonerflasche 44 in die Tonerbox 16.

Hat sich ausreichend viel recyclefähiger Toner im Toner¬ absetzraum 57 angesammelt, wobei der Füllzustand über den Tonersensor 61 abgetastet wird, so wird während des Druck¬ betriebes 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 Tonerförder- leitung 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.

Haben sich im Zyklonfilter 24 entsprechend viele Schmutz¬ partikel 84 angesammelt, die das Partikelsieb 53 ver- stopfen, so meldet der Differenzdrucksensor 76 einen ent¬ sprechenden Differenzdruck am Partikelsieb 53 und bei Be¬ darf z.B. während einer Druckpause wird die Tonerrecycle¬ einrichtung 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 Luftzuführöff¬ nung 58 des Tonerabsetzraumes 57 und die Klappe 54 des Filterraumes 50. Das Magnetventil 56 öffnet die Luftzu¬ führöffnung 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 transpor¬ tiert die Schmutzpartikel 84 in das Feinfilter 32 der Un¬ terdruck erzeugenden Einrichtung 31, wo sie sich sammeln.

Beschreibung eines Recyclingablaufes im Einzelnen:

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 Ansprech¬ schwelleneinstellung des Tonersensors 61 vorgebbaren To¬ nerfüllstandes spricht der Tonersensor 61 an und meldet ein entsprechendes Füllstandsignal an die Ansteueranord- nung 49. In Abhängigkeit von dem Füllstandsignal startet die Ansteueranordnung 49 den Getriebemotor 70 zur Klappen- 1 betätigung. Der Getriebemotor 70 läuft nun solange bis der Magnet 72 des Positionsgebers den Bereich des Hall¬ sensors H2 erreicht. Dabei wird die Klappe 54 des Filter¬ raumes 50 geschlossen. Nach Erreichen des Hallgebers H2 5 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 Saug¬ leitung 42 abklemmt und die Saugleitung 41 öffnet. Der 0 Hallsensor H5 stoppt die Exzenterrolle 82 in dieser Posi¬ tion. 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 Getrie- 5 bemotor 70 wieder gestoppt. Der Hallsensor H3 löst gleich¬ zeitig den Saugvorgang aus, indem angesteuert über die An¬ steueranordnung 49 das Saugtaktventil 19 geöffnet und eine der Ansteueranordnung 49 zugeordnete Zeitstufe eingeschal¬ tet wird. Während des Absaugvorganges fällt das Ausgangs- 0 signal des Tonersensors 61 wieder ab. Die Zeitstufe schal¬ tet nach einer voreinstellbaren Zeit von beispielsweise 2 Sek. den Antriebsmotor 81 des Tonerzufuhrventils 46 wie- ' der ein, wodurch sich die Exzenterrolle 82 wieder dreht, die Saugleitung 42 öffnet und die Saugleitung 41 abklemmt. 5 Das Ausgangssignal des Hallsensors H4 beendet die Um¬ schaltung und damit den Absaugvorgang. Gleichzeitig wird über das Ausgangssignal des Hallsensors H4 das Saugtakt¬ ventil 19 geschlossen und der Getriebemotor 70 wieder er¬ neut gestartet. Bei Erreichen des Hallsensors Hl stoppt 0 der Getriebemotor 70 erneut. Damit ist das Ende des

Recyclingvorganges erreicht. Bei der Drehung in den Be¬ reich des Hallsensors Hl wurde durch die Schließfeder 64 die Klappe 59 der Luftzufuhröffnung 58 wieder geschlos¬ sen und über die Schubstangen 66 die Klappe 54 des Fil- 5 terraumes 50 wieder geöffnet. Damit ist die dem Normal¬ zustand während des Druckbetriebes zugeordnete Ausgangs- läge wieder erreicht. Es kann sich erneut recyclefähiger Toner im Tonerabsetzraum 57 ansammeln.

Durch den automatischen Ablauf des Tonerrecyclevorganges wird ein konstantes Mischungsverhältnis von wiedergewon- nenenm Toner und Frischtoner in der Tonerbox 16 aufrecht¬ erhalten. Wird z.B. viel Toner verbraucht, weil im Druck¬ betrieb z.B. große Flächen eingefärbt werden, meldet der Füllstandsensor 22 einen entsprechenden Bedarf an die An- Steueranordnung 49. Daraufhin erfolgt eine erhöhte Zufuhr von Frischtoner aus dem Vorratsbehälter 43. Durch den ge¬ steigerten Verbrauch an Toner wiederum fällt an der Reini¬ gungsstation viel Resttoner an, aus dem in der Recycle¬ einrichtung 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 Mi¬ schungsverhältnis wieder ein. Dieses beträgt im einge¬ schwungenen Zustand etwa 30 % wiedergewonnener Toner und 70 % Frischtoner. Unabhängig vom Verbrauch an Toner ist damit eine konstante Druckqualität garantiert.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel läuft der Toner- recyclevorg^'ang im Druckbetrieb automatisch in Abhängig- keit vom Tonerfüllstand im Tonerabsetzraum 57 ab. Es ist jedoch auch möglich den Tonerrecyclingvorgang gezielt durch Aufruf über das Bedienfeld 48 zu starten.

Bei sehr hohen Anforderungen an die Druckqualität kann es günstig sein auf das Tonerrecycling zu verzichten. Zu die¬ sem Zwecke und um evtl. Wartungsarbeiten am Gerät zu er¬ leichtern, ist die Tonerrecycleeinrichtung 25 entsprechend der Darstellung der Figur 6 als austauschbare Baueinheit ausgebildet in Form eines Recyclingeinsatzes. Im Druckgerät unterhalb des Zyklonfilters 24 ist eine Ein¬ schuböffnung 85 angeordnet, die zur austauschbaren Auf¬ nahme sowohl des Recyclingeinsatzes (Recyclingvorrichtung 25) als auch einer Catchbox 86 dient. Die Catchkbox 86 ist ein Auffangbehälter zum Auffangen der durch den Zyklonfil¬ ter 24 abgesonderten Partikel. Wird ein bestimmter Füll¬ stand in der Catchbox 86 erreicht, wird diese entfernt und die darin angesammelten Partikel aus Tonerteilchen und Schmutzteilchen weggeworfen.

Um diesen Wechsel zwischen einer Catchbox 86 und dem Recy¬ clingeinsatz 25 in einfacher Weise zu ermöglichen, enthält die Einschuböffnung 85 Führungsschienen 87, die mit ent¬ sprechenden Führungselementen 88, z.B. in Form von Haken, an der Catchbox 86 bzw. dem Recyclingeinsatz 25 zusammen¬ wirken. Am Boden der Einschuböffnung 85 befinden sich elektrische Anschlußbuchsen 89 zur Aufnahme der Anschluß¬ stecker 75 des Recyclingeinsatzes 25 oder eines Anschluß¬ steckers 90 der Catchbox 86. Die Ansteueranordnung 49 er- kennt 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.

Die Anschlüsse für den Mündungsbereich 60 und die elektri¬ schen Anschlüsse für den Antriebsmotor 70 des Recycling¬ einsatzes bzw. die elektrischen Anschlüsse 90 der Catch¬ box 86 können so ausgestaltet sein, daß durch den Ein- schub in die Einschuböffnung 85 eine automatische Kontakt- gäbe bzw. eine automatische Verbindung zwischen Mündungs¬ bereich 60 und Saugleitung 41 erfolgt. Weiterhin können Verriegelungseinrichtungen vorgesehen sein, die nur in Ab¬ hängigkeit vom Betriebszustand des Gerätes einen Austausch ermöglichen und die z.B. sicherstellen, daß beim Austausch die Saugleitung 41 geschlossen ist. Da beim Austausch der Einsätze der Austrittsbereich des Zyklonfilters 24 freiliegt, können darin enthaltene To¬ nerpartikel 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 ent¬ haltenen 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 austauschba¬ ren Befestigen der Einsätze, sei es nun die Catchbox 86 oder der Recyclingeinsatz 25, zu versehen.

Wie eingangs bereits beschrieben, werden zum Einfärben des latenten Tonerbildes auf dem Fotoleiter die Tonerteilchen in der Entwicklerstation triboelektrisch aufgeladen. Da- mit diese triboelektrische Aufladung oder auch sonstige

Aufladungen den Tonertransport in der Tonerfördereinrich¬ tung nicht stören, besteht das den Toner aufnehmende Lei¬ tungssystem 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.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Tonerförder¬ einrichtung 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 Verschlußven¬ tile zu ersetzen. Was die Ausbildung des Tonerzufuhrven¬ tils 46 angeht, so kann dieses durch entsprechende funk- tionsgleiche Ventile ersetzt werden, die mit Schiebern oder anderen mechanischen Verschlußeinrichtungen arbeiten.

Bezugszeichenliste

46 Tonerzuführventil

47 Controller , Steueranordnung

48 Bedienfeld

49 Meßwert, Erfassungs- und Ansteueranordnung, Steueranordnung

50 Filterraum ^s

51 Mündungsbereich

52 Austrittsbereich

53 Partikelsieb, Partikelfilter

54 Steuerbare Verschlußklappe

55 Luftzuführöffnung

56 Magnetventil, Luftventil

57 Tonerabsetzraum

58 Luftzuführöffnung

59 steuerbare Verschlußklappe

60 Mündungsbereich

61 Tonersensor

62 Gehäuse

63 Drehachsen

64 Schließfeder

65 Betätigungselemente, Steuerelemente

66 Schubstangen

67 Antriebselement

68 ^' Zahnriemen

69 Antriebswelle

70 Getriebemotor

71 Achse

72 Positionsgeber

Hl, H2, H3 Hallsensoren, Positionssensoren

73 Stützplatte

74 Steuerungsbaugruppe

75 Anschlüsse, Stecker

76 Differenzdrucksensor

77 Druckleitung

78 Träger

79 Silikonschläuche 80 Anschlußstutzen

81 Antriebsmotor

82 Exzenterrolle

83 Magnet, Positionsgeber

H4, H5 Positionssensoren, Hallsensoren

84 Schmutzpartikel

85 Einschuböffnung

86 Catchbox, Auffangbehälter

87 Führungsschienen

88 Führungselement, Haken

89 Anschlußbuchse

90 Anschlußstecker

91 Auffangwanne

Claims

Patentansprüche

1. Pneumatische Fördereinrichtung für ein elektrografi¬ sches Druck- oder Kopiergerät zum Fördern von Toner zu und zum Entfernen von Toner und/oder Schmutzpartikeln aus

Aggregaten des Gerätes insbesondere derr Entwicklerstation und der Reinigungsstation (28) mit

- einer Unterdruck erzeugenden Einrichtung (31) , die über ein Leitungssystem mit den Aggregaten (10, 28, 37) des Gerätes koppelbar ist

- einen dem Leitungssystem zugeordneten Partikelabschei¬ der (24), der Mittel zum Abscheiden von Toner und/oder Schmutzpartikel aus einem den Partikelabscheider (24) durchströmenden Luftstrom aufweist - einer mit dem Partikelabscheider (24) über Koppelmittel (87, 88) verbindbare Tonerrecycleeinrichtung (25) mit einer Tonersepariereinrichtung (53) mit zugeordneter Zu¬ führeinrichtung (50, 57) zum Separieren von recyclefähi- gem Toner aus dem abgeschiedenen Partikelgemisch des Partikelabscheiders (24) und zum Zuführen des recycle¬ fähigen Toners über einen Recycletoner-Förderkanal (41, 23) zu einer Entwicklerstation des Gerätes.

2. Pneumatische Fördereinrichtung nach Anspruch 1 mit einer Tonerrecycleeinrichtung (25), die als selbständige austauschbare Baueinheit ausgebildet ist.

3. Pneumatische Fördereinrichtung nach Anspruch 2 mit Koppelmitteln (87, 88) zur austauschbaren Aufnahme eines Partikelgemisch-Aufnahmebehälters (86) oder der Toner¬ recycleeinrichtung (25).

4. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tonerrecycleeinrichtung (25) aufweist: - einen Filterraum (50) mit einem einen Partikelfilter

(53) auf nehmenden Mündungsbereich (51) zum Partikelab- scheider (24) und einem ein steuerbares Verschlußelement (54) aufnehmenden Austrittsbereich (52) , sowie einer Luftzuführöffnung (55) mit zugeordnetem steuerbaren Ver¬ schlußelement (56) - einer mit dem Filterraum (50) über dessen Austrittsbe¬ reich (52) gekoppelter Toner-Absetzraum (57) mit einer Luftzuführöffnung (58) mit zugeordnetem steuerbarem Ver¬ schlußelement (59) und einem mit dem Förderkanal (41) koppelbaren Mündungsbereich (60).

5. Pneumatische Fördereinrichtung nach Anspruch 4 mit

- einer mit den Verschlußelementen (59, 54, 56 ) der Toner¬ recycleeinrichtung (25) gekoppelten Steuereinrichtung (49, 47) zur Steuerung der Verschlußelemente (54, 59, 56) derart

- daß zur Reinigung des Partikelfilters (53) und zum Ab¬ transport der Schmutzpartikel (84) der Austrittsbereich (52) des Filterraums (50) geschlossen und die Luftzu¬ führöffnung (53) des Filterraums (50) geöffnet - daß zur Zuführung des recyclefähigen Toners zum Toner¬ absetzraum (57) bei unterbrochener Unterdruckzuführung zum Förderkanal (41), der Austrittsbereich (52) des Fil¬ terraums (50) geöffnet und die Luftzuführöffnung (55) des Filterraums (50) geschlossen - daß zur Zuführung des recyclefähigen Toners zur Ent¬ wicklerstation (10) bei anliegendem Unterdruck an dem Förderkanal (41), der Austrittsbereich (52) des Fil¬ terraums (50) geschlossen und die Luftzuführöffnung (58) des Tonerabsetzraums (57) geöffnet wird.

6. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5 mit einer dem Tonerabsetzraum (57) zugeordneten, den Tonerfüllstand im Tonerabsetzraum erfassenden Sensor¬ einrichtung (61).

7. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit - einem die Entwicklerstation (10) mit einem Frischtoner- vorratsbehälter (43) koppelnden Frischtonerförderkanal

(42) und - einer mit dem Recycletonerförderkanal (41) und dem Frischtonerförderkanal (42) gekoppelten steuerbaren

Verschlußeinrichtung (46) zum alternativen Verschließen der Kanäle (41, 42).

8. Pneumatische Fördereinrichtung nach Anspruch 7, wobei die steuerbare Verschlußeinrichtung (46) als Zweiwege- Ventil ausgebildet ist mit beidseitig einer Exzenterrolle (82) angeordneten Förderkanälen (79) zum Quetschen der Förderkanäle (79) über die Exzenterrolle (82) in Abhän¬ gigkeit von ihrer Drehposition.

9. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer der Entwicklerstation (10) zugeordneten Tonerdosiereinrichtung (12) mit einem Pufferbehälter, der einerseits mit der Tonerrecycleeinrichtung (25) und/oder dem Frischtonerbehälter (43) koppelbar ist, andererseits über eine steuerbare Verschlußeinrichtung (19) mit dem Leitungssystem der Unterdruck erzeugenden Einrichtung (31).

10. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der

Ansprüche 1 bis 9 mit einem der Unterdruck erzeugenden Einrichtung (31) zugeordneten Feinfilter (32) zur Aufnahme der Schmutzpartikel (84).

11. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der

Ansprüche 1 bis 9 mit einem Zyklonfilter (24) als Mittel zum Abscheiden von Toner (13) und/oder Schmutzpartikeln (84).

12. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 11 mit einer Einrichtung (76) zur Fest- Stellung der Partikelfilterverschmutzung durch Erfassung der Unterdruckdifferenz vor und nach dem Partikelfilter (53).

13. Pneumatische Fördereinrichtung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 12 mit einem Leitungssystem das den Toner kontaktierende Ladungen ableitende Wandungsbereiche aus elektrisch leitfähigem Material aufweist.

14. Verfahren zum pneumatischen Fördern von Toner (13) und zum Entfernen von Toner und/oder Schmutzpartikeln (84) aus Aggregaten insbesondere Entwicklerstation (10) und Reinigungsstation (28) eines elektrografischen Gerätes mit folgenden Schritten: - Absaugen von Toner (13) und/oder Schmutzpartikeln (84) aus den Aggregaten (10, 28, 37) des Gerätes durch An¬ legen eines Unterdruckes an die Aggregate über ein Leitungssystem

- Separieren des abgesaugten Tonerschmutzpartikelgemisches in einer Tonerrecycleeinrichtung (25) in nicht wieder¬ verwendbare Schmutzpartikel (84) und wiederverwendbaren Toner (13)

- Rückführen des wiederverwendbaren Toners (13) in die Entwicklerstation (10) des Gerätes über einen Förderka- nal (41) durch Anlegen von Unterdruck an den Förderkanal (411)

- Sammeln der Schmutzpartikel (84) in einer Auffangein¬ richtung (32).