Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff 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 anschließend auf Normalpapier übertragen und auf diesem fixiert.
In der Regel wird zum Entwickeln ein Zweikomponentenentwickler 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 angegebenen Prinzip Ladungsbilder entwickelt, ist z. B. aus der DE-AS 21 66 667 bekannt.
Durch das Einfärben der Ladungsbilder auf dem Zwischenträger nimmt die Tonerkonzentration im Entwicklergemisch der Entwicklerstation ständig ab. Es ist darum erforderlich, dem Entwicklergemisch ständig neuen Toner dosiert zuzuführen. Da bei schnellen 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 verschmutzt wird.
Aus der DE-PS 32 24 296 ist eine Vorrichtung zum Einfüllen und Sieben von Toner aus einem Behälter in einen Tonervorratsbehälter bekannt. Dabei wird der in einem Transportbehälter, 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 Vorratsbehälter mit einem Sieb abgeschlossener Siebkorb angeordnet, der mit einer bedarfsweise auslösbaren elektrischen Rütteleinrichtung 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 bestimmten Stelle dem Tonervorratsbehälter zugeführt wird, sind besondere Verteilereinrichtungen im Tonervorratsbehälter notwendig, um eine gleichmäßige Zuführung des Toners zur Entwicklerstation zu gewährleisten.
Es ist außerdem aus dem Xerox Disclosure Journal, Vol. 1, Nr. 8, August 1976, p. 47, 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.
In der JP-A-61-59 465 wird eine Tonerzuführeinrichtung beschrieben, bei der mit Hilfe einer Saugeinrichtung und einem Leitungssystem aus einem Tonerbehälter Toner abgesaugt und dem Vorratsbehälter einer Entwicklerstation zugeführt wird.
Weiterhin ist es aus der EP-A-8 270 bekannt, pulverförmiges Material aus einem Behälter mit Hilfe von einem Saugrüssel abzusaugen, der aus einem Innenrohr und einem Außenrohr besteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tonerbehälter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Toner in einfacher Weise nichtmechanischen Druck- oder Kopiergeräten zugeführt werden kann, ohne daß austretender Toner die Umgebung verschmutzen kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dadurch, daß der Toner aus dem Tonerbehälter mit Hilfe eines Saugrüssels entfernt wird, der innerhalb einer Schutzhülle angeordnet ist, die über einen Adapter mit einer Füll- und Entleeröffnung des Tonerbehälters verbunden ist, kann kein Tonerstaub die Umgebung verschmutzen.
Eine Sicherungseinrichtung sorgt dafür, daß der Saugrüssel erst dann in den Tonerbehälter zum Absaugen eintauchen kann, wenn eine staubdichte Verbindung zwischen Füll- und Entleeröffnung des Tonerbehälters und dem Adapter vorliegt. Dieselbe Sicherheitsvorrichtung verhindert auch ein Lösen des Verschlusses bei eingetauchtem Saugrüssel.
In vorteilhafter Weise werden die Tonerbehälter mit versiegelter Füll- und Entleeröffnung angeliefert. Der Adapter ist dabei so ausgebildet, daß erst beim Anschluß des Tonerbehälters an den Adapter, der Adapater über eine Schneideeinrichtung die Versiegelungsfolie durchstößt. Damit ist ein Verschütten von Toner beim Einsetzen des Tonerbehälters in die entsprechende Aufnahmevorrichtung im Druckgerät nicht möglich.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Wechseln des Tonerbehälters dadurch erleichtert, daß der den Tonerbehälter aufnehmende Behälter aus dem Drucker ausschwenkbar ausgestaltet ist.
Die besondere Form des Tonerbehälters mit trichterförmigen Boden ermöglicht die vollständige Entleerung des Tonerbehälters mit Hilfe des vertikal verschieblichen Saugrüssels.
Der an seiner Spitze Zuführöffnungen für Toner aufweisende Saugrüssel besteht aus einem Innenrohr und einem das Innenrohr vollständig umhüllenden Außenrohr. Die über Luftansaugöffnungen des Ansaugrohres angesaugte Luft durchströmt zunächst das Außenrohr und dann das Innenrohr. Über Tonerzuführöffnungen im Ansaugbereich des Außenrohres wird der Toner durch den Luftstrom in das Innenrohr mitgerissen.
Damit läßt sich der Tonerbehälter ohne besondere Entlüftungsöffnungen vollständig entleeren.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
Eine hier nicht im einzelnen dargestellte, nach dem elektrofotografischen 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 Druckeinrichtung zugeführt wird. Weiterhin ist in der Druckeinrichtung ein Entleerbereich (Fig. 8) vorgesehen, in dem ein leerer Tonerbehälter 10 als Auffangbehälter für das Entwicklergemisch beim Entleeren der Entwicklerstation befestigt werden kann.
In der Entwicklerstation der Druckeinrichtung wird in bekannter Weise über ein Zweikomponentenentwicklergemisch aus Toner und Trägerteilchen ein Ladungsbild mit Toner eingefärbt. Dieses Entwicklergemisch muß einerseits durch Zugabe von Toner von Zeit zu Zeit wieder aufgefrischt werden, andererseits ist es nach längerer Betriebsdauer notwendig, das gesamte Entwicklergemisch auszutauschen.
Der Tonerbehälter 10 ist zur Aufnahme von ca. 3 kg Tonerpulver ausgelegt. Seine Behälterwände bilden dabei ebene Flächen, wobei eine Fläche 12 als Standfläche ausgelegt ist. Die oberen Wandflächen des Tonerbehälters bilden einen Quader mit parallelen Flächen was ein raumsparendes Abstapein der Tonerbehälter ermöglicht. Ein Griff 13 ist dabei integriert in die Wandflächen so angeordnet, daß einerseits ein leichtes Tragen des Tonerbehälters 10 ermöglicht, andererseits ein Abstapein mehrerer Tonerbehälter nicht behindert wird. An die Standfläche 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 Entfeeröffnung 14, die mit einer über eine Lasche 15 verliersicher 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 Tonerbehälter von oben eingeführter Saugrüssel 18 nach entsprechendem Absaugen des Tonerpulvers bis zum Sammelbereich vordringt.
In dieser in der Fig. 1 dargestellten charakteristischen Entnahmeposition bildet der Sammelbereich den tiefsten Punkt des Tonerbehälters. Die Wände schließen dabei bezogen auf die Vertikalachse A der Einbau- bzw. Entnahmelage des Tonerbehälters einen Winkel B ein, der weniger als 45° beträgt.
Das bedeutet, sämtliche Wände haben in der dargestellten Entleerposition gemäß Fig. 1 eine Schräge, relativ zur Vertikalachse A, die ein Hängenbleiben des Toners an den Wänden des Behälters bei der Entnahme mit dem Saugrüssel 18 in Verbindung 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 vollständig 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 Führungsstangen 19 vertikal verschieblich angeordneten Saugrüssel 18 der über ein flexibles Saugrohr 20 mit einem hier nicht dargestellten Gebläse des Druckers in Verbinbung 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 Innenrohr 21 von einem im Abstand angeordneten Außenrohr 23, das einerseits an seinem oberen Teil eine sich zur Umgebung öffnende 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 Druckerstation 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 Trägerelemente 27 vorgesehen, die den Saugrüssel zwischen Führungsstangen 19 führen. Um den Saugrüssel zu schützen und ein Austreten von Toner in die Umgebung zu verhindern, ist der Saugrüssel 18 von einer Hülle in Form eines Gummifaltenbalges 28 umgeben. Diese Hülle 28 ist oben und unten an den Trägerelementen 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 Tonerbehälter 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 Aufnahmebehälter 32 für den Tonerbehälter, der zwei Wandflächen aufweist, zwischen denen Haltestangen 33 für den Tonerbehälter angeordnet sind. Der Aufnahmebehälter 32 ist an einem Drehscharnier 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 Befestigungsachse 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 entsprechenden Stift 39 einer federnd im Adapter gelagerten Hubstange 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 Hubstange 40.
Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist nun wie folgt : Der Tonerbehälter 10 mit Folienversiegelung 17 und aufgeklapptem 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 Schaumstoffdichtring 30 des Adapters eingreift, wird durch den Schneidring 31 ein ca. 340° Kreissektor in die Folienversiegelung 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 Aufnahmebehälters 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 bewegte 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 Handgriffes 26 aus dem Tonerbehälter 10 gezogen. Der am Saugrüssel 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 verschmutzten Saugrüssel 18 ab und bietet somit einen Berührungsschutz.
Bei Kompression des Gummibalgens 28, also beim Eindringen in die Tonerflasche 10 findet durch eine Bohrung 45 ein Druckausgleich statt.
Ist der Saugrüssel 18 ganz aus der Tonerflasche 10 herausgezogen, 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 sicherzustellen, kann im Aufnahmebereich eine Rütteleinrichtung vorgesehen 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 Druckeinrichtungen muß nach dem Umdruckvorgang der auf der Fotoleitertrommel verbliebene Resttoner durch eine an Unterdruck angelegte Bürstenreinigungsstation von der Fotoleitertrommel wegbefördert und durch ein Zyklonfilter in einen Auffangbehälter abgeschieden werden.
Gemäß Fig. 8 kann ein leerer Tonerbehälter 10 als Auffangbehälter 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.