DE3633606A1 - Multifunktionaler tonerbehaelter fuer nichtmechanische druck- und kopiergeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tonerbehälter gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

In der Kopiertechnik und bei modernen Datenschnelldruckern die nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeiten, werden Ladungsbilder auf einem Aufzeichnungsträger z.B. direkt auf einem Zwischenträger (Fotoleitertrommel) oder direkt auf Spezialpapier erzeugt und anschließend mit einem schwarzen Pulver (Toner) in einer Entwicklerstation eingefärbt. Dieses Tonerbild wird bei Verwendung eines Zwischenträgers an­ schließend auf Normalpapier übertragen und auf diesem fixiert.

In der Regel wird zum Entwickeln ein Zweikomponentenentwick­ ler verwendet, der aus ferromagnetischen Trägerteilchen und dem die Farbe tragenden Tonerteilchen besteht. Der Entwickler wird mittels einer Magnetbürstenanordnung am Ladungsbild auf dem Zwischenträger vorbeigeführt, an dem der Toner verursacht durch elektrostatische Kräfte haften bleibt.

Ein elektrofotografisches Kopiergerät, das nach dem angege­ benen Prinzip Ladungsbilder entwickelt, ist z.B. aus der DE-AS 21 26 667 bekannt.

Durch das Einfärben der Ladungsbilder auf dem Zwischenträger nimmt die Tonerkonzentration im Entwicklergemisch der Ent­ wicklerstation ständig ab. Es ist darum erforderlich, dem Entwicklergemisch ständig neuen Toner dosiert zuzuführen. Da bei schnellen Kopiergeräten und Hochleistungsdatendruckern der Tonerverbrauch pro Zeiteinheit sehr hoch ist, wird bei solchen Geräten ein geräumiger Tonervorratsbehälter verwendet um Stillstandszeiten durch Nachfüllen von Toner zu vermeiden. Wenn dieser Tonervorratsbehälter leer ist, wird der Toner, der überlicherweise in handlichen Behältern geliefert wird, in den Vorratsbehälter gefüllt. Dabei ist es wichtig, den Toner aus dem Behälter so in den Vorratsbehälter zu füllen, daß kein Toner verschüttet und dadurch die Umgebung ver­ schmutzt wird.

Aus der DE-PS 32 24 296 ist eine Vorrichtung zum Einfüllen und Sieben von Toner aus einem Behälter in einen Tonervor­ ratsbehälter bekannt. Dabei wird der in einem Transportbe­ hälter, nämlich einer Tonerflasche, befindliche Toner einem Vorratsbehälter dadurch zugeführt, daß die Tonerflasche in eine Einfüllöffnung des Vorratsbehälters gestülpt wird. Im Bereich der Einfüllöffnung ist ein gegenüber dem Vorratsbe­ hälter mit einem Sieb abgeschlossener Siebkorb angeordnet, der mit einer bedarfsweise auslösbaren elektrischen Rüttel­ einrichtung in Verbindung steht. Die Rütteleinrichtung wird dabei durch Öffnen des die Einfüllöffnung abschließenden Deckels ausgelöst.

Bei derartigen Einfüllvorrichtungen besteht nun die Gefahr, daß bei manuellem Umfüllen aus der Tonerflasche der Toner verschüttet wird. Da außerdem der Toner nur an einer bestimm­ ten Stelle dem Tonervorratsbehälter zugeführt wird, sind be­ sondere Verteilereinrichtungen im Tonervorratsbehälter not­ wendig, um eine gleichmäßige Zuführung des Toners zur Ent­ wicklerstation zu gewährleisten.

Es ist außerdem aus dem Xerox Disclosure Journal, Vol. Nr. 8, August 76, bekannt, Toner der Entwicklerstation aus einem entfernt angeordneten Vorratsbehälter dadurch zuzuführen, daß Luft durch den Vorratsbehälter geblasen wird. Diese Luft transportiert dann den Toner in die Entwicklerstation.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tonerbehälter der ein­ gangs genannten Art so auszugestalten, daß der Toner in einfacher Weise aus diesem Behälter in das Druck- oder Ko­ piergerät umgefüllt werden kann, ohne daß dabei Tonerver­ festigungen auftreten oder das Toner verschüttet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Tonerbehälter der eingangs ge­ nannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des ersten Patent­ anspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dadurch, daß der Tonerbehälter einen trichterförmigen Boden mit einem tiefsten Sammelbereich für den Toner aufweist, wobei mindestens eine Behälterwand als Standfläche für den Behälter dient, kann der Tonerbehälter mit Hilfe eines Saug­ rüssels vollständig geleert werden. Über die Standfläche läßt sich der Tonerbehälter überall auf ebenen Flächen ab­ stellen.

Die Wandschräge der Seitenwände des Tonerbehälters verhin­ dern ein Anlegen des Toners an den Seitenwänden.

Über eine Rütteleinrichtung kann der Sammeleffekt im Behäl­ ter noch verstärkt werden.

Die glatten Wandflächen des Tonerbehälters ermöglichen ein leichtes Stapeln der Behälter, was den Transport mehrerer Tonerbehälter wesentlich erleichtert.

Der erfindungsgemäße multifunktionale Tonerbehälter ist hin­ sichtlich Formgestaltung an die Absaugeinrichtung für den Toner derart angepaßt, daß dem Bediener des Druckergerätes ein verschmutzungsfreier Wechsel des Behälters ermöglicht wird, wobei der Tonerbehälter sowohl als Behälter für Frischtoner als auch als Auffangbehälter für Gebrauchttoner verwendet werden kann.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dar­ gestellt und werden im folgenden beispielsweise näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Tonerbehälters

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Tonerbehälters

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Tonerzufuhrbereiches einer Druckeinrichtung mit eingesetzter gefüllter Tonerfla­ sche vor dem Anschluß an die Absaugvorrichtung

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung des Tonerzufuhrbe­ reiches der Druckeinrichtung teilweise in Schnittdarstellung mit nahezu vollständig entleertem Tonerbehälter

Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Sicherungsmechanismus für den Saugrüssel im gesicherten Zustand

Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Sicherungsmechanismus für den Saugrüssel im entsicherten Zustand

Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung des Adapterbe­ reiches der Absaugeinrichtung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Entleerbereiches der Druckeinrichtung mit eingesetztem Tonerbehälter als Auffang­ behälter.

Eine hier nicht im einzelnen dargestellte, nach dem elektro­ fotografischen Prinzip arbeitende Druckeinrichtung enthält einen Tonerzuführbereich (Fig. 3) zur Aufnahme eines aus Kunststoff hergestellten Tonerbehälters 10 mit zugehöriger Absaugeinrichtung über die der puderförmige Toner 11 einer hier nicht dargestellten Entwicklerstation der Druckeinrich­ tung zugeführt wird. Weiterhin ist in der Druckeinrichtung ein Entleerbereich (Fig. 8) vorgesehen, in dem ein leerer Tonerbehälter 10 als Auffangbehälter für das Entwicklerge­ misch beim Entleeren der Entwicklerstation befestigt werden kann.

In der Entwicklerstation der Druckeinrichtung wird in bekann­ ter Weise über ein Zweikomponentenentwicklergemisch aus Toner und Trägerteilchen ein Ladungsbild mit Toner eingefärbt. Die­ ses Entwicklergemisch muß einerseits durch Zugabe von Toner von Zeit zu Zeit wieder aufgefrischt werden, andererseits ist es nach längerer Betriebsdauer notwendig, das gesamte Ent­ wicklergemisch auszutauschen.

Der Tonerbehälter 10 ist zur Aufnahme von ca. 3 kg Tonerpul­ ver ausgelegt. Seine Behälterwände bilden dabei ebene Flä­ chen, wobei eine Fläche 12 als Standfläche ausgelegt ist. Die oberen Wandflächen des Tonerbehälters bilden einen Quader mit parallelen Flächen was ein raumsparendes Abstapeln der Toner­ behälter ermöglicht. Ein Griff 13 ist dabei integriert in die Wandflächen so angeordnet, daß einerseits ein leichtes Tragen des Tonerbehälters 10 ermöglicht, andererseits ein Abstapeln mehrerer Tonerbehälter nicht behindert wird. An die Stand­ fläche 12 angrenzend bilden die Behälterwände 12/5 und 12/6 zusammen mit der Behälterwand 12/1 und der Standfläche 12 einen trichterförmigen Sammelbereich für den Toner. Diesem Sammelbereich gegenüberliegend befindet sich eine Füll- und Entleeröffnung 14, die mit einer über eine Lasche 15 ver­ liersicher befestigten Deckel 16 mit Schaumstoffeinlage 9 verschließbar ist.

Die Öffnung selbst wird nach Füllung mit Tonerpulver 11 mit einer Alufolie 17 versiegelt.

Sammelbereich und Füll- und Entleeröffnung 14 sind relativ zueinander so angeordnet, daß gemäß Fig. 1 in den Tonerbehäl­ ter von oben eingeführter Saugrüssel 18 nach entsprechendem Absaugen des Tonerpulvers bis zum Sammelbereich vordringt.

In dieser in der Fig. 1 dargestellten charakteristischen Ent­ nahmeposition bildet der Sammelbereich den tiefsten Punkt des Tonerbehälters. Die Wände schließen dabei bezogen auf die Vertikalachse A der Einbau- bzw. Entnahmelage des Tonerbe­ hälters einen Winkel B ein, der weniger als 45° beträgt.

Das bedeutet, sämtliche Wände haben in der dargestellten Ent­ leerposition gemäß Fig. 1 eine Schräge, relativ zur Vertikal­ achse A, die ein Hängenbleiben des Toners an den Wänden des Behälters bei der Entnahme mit dem Saugrüssel 18 in Verbin­ dung mit einer Klopf/Rütteleinrichtung verhindert. In dem durch die Wände 12/5 und 12/6 bzw. 12 und 12/1 gebildeten Sammelbereich, der die tiefste Stelle des Behälters bildet, sammelt sich der Toner beim Entleeren und kann dort voll­ ständig abgesaugt werden.

Um den Toner aus dem Tonerbehälter 10 ohne Verschmutzung der Umgebung funktionssicher der Entwicklerstation zuführen zu können, weist der Tonerzuführbereich eine Absaugeinrichtung für den Toner und eine entsprechende Halteeinrichung für den Tonerbehälter 10 auf.

Die Absaugeinrichtung besteht dabei aus dem zwischen Füh­ rungsstangen 19 vertikal verschieblich angeordneten Saugrüs­ sel 18 der über ein flexibles Saugrohr 20 mit einem hier nicht dargestellten Gebläse des Druckers in Verbindung steht. Das Gebläse saugt den Toner über den Saugrüssel aus dem Tonerbehälter 10 und lagert ihn in der Entwicklerstation ab.

Gemäß Fig. 4 enthält der Saugrüssel 18 ein an seinem unteren Ende keilförmig geschnittenes Innenrohr 21, daß mit dem flexiblen Saugrohr 20 in Verbindung steht und Ansaugöffnungen 22 für den Toner aufweist. Vollständig umgeben ist das Innen­ rohr 21 von einem im Abstand angeordneten Außenrohr 23, das einerseits an seinem oberen Teil eine sich zur Umgebung öffnende eine Luftansaugöffnung 24 aufweist, andererseits an seiner Spitze im Ansaugbereich Tonereintrittsöffnungen 25. Der Abstand und die Führung des Innenrohres 21 wird mittels hier nicht dargestellter Distanzelemente bewirkt, die z.B. aus drei am Umfang gleichmäßig verteilten Schaumstoffstreifen bestehen können.

Um verklumpte Tonerrückstände von der Zuführung zur Drucker­ station fernzuhalten, können die Tonereintrittsöffnungen 25 von einem dem Ansaugbereich des Saugrüssels überdeckenden Tonersieb abgedeckt sein.

Der Saugrüssel selbst ist über einen Handgriff 26 vertikal verschieblich angeordnet. Zu diesem Zwecke sind Trägerele­ mente 27 vorgesehen, die den Saugrüssel zwischen Führungs­ stangen 19 führen. Um den Saugrüssel zu schützen und ein Aus­ treten von Toner in die Umgebung zu verhindern, ist der Saug­ rüssel 18 von einer Hülle in Form eines Gummifaltenbalges 28 umgeben. Diese Hülle 28 ist oben und unten an den Träger­ elementen 27 befestigt, wobei das untere Trägerelement 27 als Adapter zum Anschluß des Tonerbehälters 10 und als untere Führung für den Saugrüssel 18 ausgebildet ist. Der Adapter ist dabei ortsfest angeordnet und enthält einen ringförmigen Abstreifring 29 (Fig. 7) zum Abstreifen von Tonerresten von dem Saugrüssel 18, weiterhin ist eine gemäß den Fig. 5 und 6 ausgebildete Sicherungseinrichtung vorgesehen, die später erläutert wird. Der eigentliche Anschlußteil für den Toner­ behälter besteht aus einem Schaumstoffdichtring 30 für die Füll- und Entleeröffnung und einem Schneidring 31 der die Aufgabe hat, beim Einlegen des Tonerbehälters 10 die Folie 17 zu durchschneiden.

Weiterhin enthält die Aufnahmevorrichtung einen Aufnahmebe­ hälter 32 für den Tonerbehälter, der zwei Wandflächen auf­ weist, zwischen denen Haltestangen 33 für den Tonerbehälter angeordnet sind. Der Aufnahmebehälter 32 ist an einem Dreh­ scharnier 34 schwenkbar befestigt, womit der Aufnahmebehälter 32 aus dem Inneren des Aufnahmebereiches (Gerätefaches) des Druckers ausgeschwenkt werden kann.

Der Aufnahmebehälter 32 ist weiterhin um die Befestigungs­ achse 35 am Drehscharnier 34 vertikal verschwenkbar und weist einen Spannmechanismus 36 auf, der mit einem entsprechenden Haken 37 am Adapter der Absaugeinrichtungen zusammenwirkt.

Gemäß den Fig. 5 und 6 befindet sich in einer Seitenwand des Aufnahmebehälters 32 eine Rastnase 38, die mit einem ent­ sprechenden Stift 39 einer federnd im Adapter gelagerten Hub­ stange 40 zusammenwirkt. Die im Adapter gelagerte Hubstange 40 steht über einen Kniehebel 41 mit einem daran befestigten Haltestift 42 in Verbindung. Eine Feder 43 umhüllt die Hub­ stange 40.

Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist nun wie folgt: Der Tonerbehälter 10 mit Folienversiegelung 17 und aufge­ klapptem Deckel 16 wird in dem Aufnahmebehälter 32 über das Drehscharnier 34 in das Innere des Aufnahmebereiches des Druckers geschwenkt. Ein Spannmechanismus 36 bringt den im Aufnahmebehälter 32 angeordneten Tonerbehälter 10 durch Drehung um die Befestigungsachse 35 in Eingriff mit dem Adapter. Bevor jedoch der Tonerflaschenhals 44 in den Schaum­ stoffdichtring 30 des Adapters eingreift, wird durch den Schneidring 31 ein ca. 340° Kreissektor in die Folienver­ siegelung geschnitten.

Greift der Tonerflaschenhals 44 in den Schaumstoffdichtring 30 ein, wird durch den Sicherungsmechanismus der Fig. 5 und 6 der Saugrüssel 18 freigegeben. Der Saugrüssel 18 wird durch einen Haltestift 42 fixiert, der mit dem Kniehebelgetriebe 41 verbunden ist. Durch die Schwenkbewegung des Aufnahmebehäl­ ters 32 um die Befestigungsachse 35 gelangt der Stift 39 auf der Hubstange 40 in den Eingriff der am Aufnahmebehälter angeordneten Rastnase 38 mit zugehöriger Auflaufschräge. Die Hubstange 40 wird gehoben und der durch den Kniehebel 41 be­ wegte Haltestift 42 gibt den Saugrüssel 18 frei. Durch sein Eigengewicht dringt der Saugrüssel 18 in den Tonerbehälter 10 ein und drückt dabei die aufgeschlitzte, nur an einer Lasche hängende Folienversiegelung 17 in das Flascheninnere, wo nun die eigentliche Tonerförderung beginnen kann. Ein Abschwenken des Aufnahmebehälters 32 bei eingeführtem Saugrüssel 18 wird durch die Rastnase 38 verhindert.

Nach Beendigung des Fördervorganges, also bei Wechsel des Tonerbehälters 10 wird der Saugrüssel 18 mittels des Hand­ griffes 26 aus dem Tonerbehälter 10 gezogen. Der am Saug­ rüssel 18 anhaftende Toner wird beim Herausziehen durch den Abstreifring 29 entfernt und fällt in das Flascheninnere zurück. Der Gummibalgen 28 deckt den evtl. noch leicht ver­ schmutzten Saugrüssel 18 ab und bietet somit einen Berüh­ rungsschutz.

Bei Kompression des Gummibalgens 28, also beim Eindringen in die Tonerflasche 10 findet durch eine Bohrung 45 ein Druck­ ausgleich statt.

Ist der Saugrüssel 18 ganz aus der Tonerflasche 10 herausge­ zogen, kann die Druckfeder 43 die Hubstange 40 nach unten drücken und dadurch mit dem Haltestift 42 den Saugrüssel 18 sperren. Gleichfalls wird der Stift 39 der mit der Rastnase 38 zusammenwirkt, freigegeben und der Aufnahmebehälter 32 mit dem Tonerbehälter 10 kann abgeschwenkt werden.

Um ein sicheres Zuführen des Toners 11 in den Absaugbereich des Saugrüssels 18 bei eingeführtem Saugrüssel sicherzu­ stellen, kann im Aufnahmebereich eine Rütteleinrichtung vor­ gesehen sein (Fig. 4), die z.B. aus einem Klopfhammer 46 der schwenkbar in der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist besteht und der entgegen einer Federkraft 47 über einen Elektromagnet 48 ausgelenkt werden kann. Dieser Klopfhammer 46 bildet dabei eine Art Rütteleinrichtung, die evtl. noch anhaftenden Toner an den Innenwänden des Tonerbehälters 10 ablöst.

Bei nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitenden Druck­ einrichtungen muß nach dem Umdruckvorgang der auf der Fotolei­ tertrommel verbliebene Resttoner durch eine an Unterdruck an­ gelegte Bürstenreinigungsstation von der Fotoleitertrommel wegbefördert und durch ein Zyklonfilter in einen Auffangbe­ hälter abgeschieden werden.

Gemäß Fig. 8 kann ein leerer Tonerbehälter 10 als Auffangbe­ hälter für diesen Resttoner dienen. Zu diesem Zwecke wird ein leerer Tonerbehälter in einen Haltebehälter 49 eingelegt, der in seinem Bodenbereich eine keilförmige Einlage 40 aufweist, die entsprechend der Bodenstandfläche 12 des Tonerbehälters 10 ausgeformt ist. Über entsprechende Spannmechanismen 51 und 52 kann der Haltebehälter 49 mit dem darin angeordneten leeren Tonerbehälter 10 am Haken 53 des Austrittsrohres 54 des hier nicht dargestellten Zyklonfilters befestigt werden.

Claims (10)

1. Tonerbehälter (10) mit einer Füll- und Entleeröffnung (14) zum austauschbaren Befestigen in einer Haltevorrichtung eines Druck- oder Kopiergerätes, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tonerbehälter (10) einen trichter­ förmigen Boden aufweist der einen tiefsten Sammelbereich für den Toner (11) bildet, wobei die Einfüll- und Entleeröffnung (14) und der Sammelbereich derart relativ zueinander angeord­ net sind, daß bei einer Befestigung des Tonerbehälters (10) in der Haltevorrichtung in einer Entnahmeposition, bei der der Sammelbereich den tiefsten Bereich des Tonerbehälters (10) bildet, ein dem Druck- oder Kopiergerät zugeordneter Saugrüssel (18) bis in den Sammelbereich verschiebbar ist und daß mindestens eine Behälterwand (12) als Standfläche für den Tonerbehälter (10) ausgebildet ist.

2. Tonerbehälter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sämtliche Behälterwände als ebene Flächen ausgebildet sind.

3. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Behälter­ wände zur Erleichterung des Abflusses des Toners eine Wand­ schräge aufweisen, wobei der Winkel (B) den die Behältersei­ tenwände bezogen auf die Vertikalachse (A) des Behälters in Entnahmeposition einschließen, kleiner als 45° ist.

4. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Haltevor­ richtung eine Rütteleinrichtung (46, 48) für den Tonerbehäl­ ter (10) zugeordnet ist.

5. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haltevor­ richtung zum Einsetzen des Behälters (10) aus der Druckein­ richtung ausschwenkbar ausgebildet ist.

6. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Saugrüssel (18) in einer oberhalb der Haltevorrichtung angeordneten Füh­ rungseinrichtung (19) innerhalb einer flexiblen Schutzhülle (28) vertikal verschieblich angeordnet ist, wobei der Saug­ rüssel (18) sich entlang der Haltevorrichtung entsprechend dem Pegel des Toners im Tonerbehälter (10) beim Absaugen ver­ schiebt.

7. Tonerbehälter nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der Führungseinrich­ tung (19) und der Halteeinrichtung (32) eine die flexible Schutzhülle (28) mit der Füll- und Entleeröffnung (14) des Tonerbehälters (10) staubdicht verbindender Adapter vorge­ sehen ist.

8. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Adapter eine Schneideinrichtung (31) zum Durchstoßen einer die Füll- und Entleeröffnung (14) des Tonerbehälters (10) im gefüllten Zustand abdeckenden Folie (17) aufweist.

9. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem Toner­ behälter (10) ein Griffelement (13) angeordnet ist.

10. Tonerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Füll- und Entleeröffnung (14) in unverlierbarer Weise ein Ver­ schlußdeckel (16) angeordnet ist.