DE2226021C3

DE2226021C3 - Device for the recovery of toner

Info

Publication number: DE2226021C3
Application number: DE19722226021
Authority: DE
Inventors: Wolfram 6241 Mammolshain Saupe
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-05-29
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1980-02-28
Also published as: JPS4951955A; GB1402787A; DE2226021B2; FR2186681A1; FR2186681B1; JPS5633713B2; NL7306990A; AU471995B2; DE2226021A1; AU5594673A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Rückgewinnung von Toner mit einem Filter, der zumindest zwei flächenhafte, einander gegenüberliegende Elektroden aufweist, die in Absaugrichtung ausgerichtet sind und zwischen denen der mit Tonerteilchen beladene Luftstrom hindurchgeführt wird, mit einem Abstreifer zum Entfernen der auf den Elektrodenflächen abgeschiedenen Tonerteilchen.The invention relates to a device for the recovery of toner with a filter that has at least two flat, opposing electrodes which are aligned in the suction direction and between which the air stream laden with toner particles is passed, with a scraper to remove the toner particles deposited on the electrode surfaces.

Eine derartige Rückgewinncngs-Einrichtung für Toner ist aus der DE-OS 20 38 555 bekannt, bei der eine flächenhafte Elektrode eine Koronavorrichtung mit zueinander parallel angeordneten Entladungsdrähten aufweist, die auf Hochspannung liegen und isoliert sind. Durch das stark ionisierende Feld der Korona-Entla-■ dungsdrähte werden die zwischen diesen Koronadrähten und der Oberfläche einer Trommel hindurchgeleiteten Tonerteilchen elektrisch aufgeladen und bewegen sich auf die Oberfläche der Trommel zu, die auf Erdpotential liegt Diese Koronaaufladung der Tonerteilchen bringt eine Überschlagsgefahr mit sich, da bei hohen Spannungen sehr leicht Schwingungen der Koronadrähte aufteten können. Die auf der Trommeloberfläche abgeschiedenen Tonerteilchen werden mittels eines Abstreifers entfernt und werden innerhalb der ι Reinigungsstation abgesaugt, so daß der Toner für die Wiederverwendung zurückgewonnen wird.Such a recovery device for toner is known from DE-OS 20 38 555, in which a flat electrode a corona device with discharge wires arranged parallel to one another has, which are on high voltage and are isolated. Due to the strongly ionizing field of the corona discharge ■ Connecting wires are the ones passed between these corona wires and the surface of a drum Toner particles are electrically charged and move towards the surface of the drum, which is on Earth potential is This corona charging of the toner particles brings with it a risk of flashover, because at high voltages can cause vibrations of the corona wires very easily. The one on the drum surface deposited toner particles are removed by means of a scraper and are inside the ι vacuum cleaning station so that the toner for the Reuse is recovered.

Die bekannte Vorrichtung ist aufgrund der Verwendung empfindlicher Koronadrähte in der Konstruktion aufwendig und kostspielig, die Abscheidungsleistung für Toner ist nicht groß und es besteht die Gefahr, daß einzelne abgeschiedene Tonerteilchen aufgrund einer örtlichen Erwärmung, bedingt durch eine starke Entladung der Koronadrähte, miteinander verschmolzen werden und damit für die Wiederverwendung nicht mehr brauchbar sind.The known device is due to the use of sensitive corona wires in the construction cumbersome and expensive, the separation efficiency for toner is not great and there is a risk that individual deposited toner particles due to local heating caused by strong Discharge of the corona wires to be fused together and therefore not for reuse are more useful.

, Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rückgewinnungs-Einrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß bei einfachem und störungsunanfälligem Aufbau eine vergrößerte Abscheidungsrate und eine erhöhte Wiedergewinnungsrate an Tonerteilchen erreicht werden.The object of the invention is to provide a recovery device of the type described at the outset improve that with a simple and failure-prone structure an increased deposition rate and an increased recovery rate of toner particles can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden dicht an eine · Bürstenwalze einer Reinigungsstation angeordnet sind, die mit der Rückgewinnungs-Emricbtung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist, das eine unmittelbar zu der zu reinigenden Oberfläche der Fotoleitertrommel und eine zu einer Absaugvorrichtung zugewandte Öffnung aufweist.This object is achieved according to the invention in that the electrodes are close to a brush roller of a Cleaning station are arranged with the recovery Emricbtung in a common housing is housed, the one directly to the surface to be cleaned of the photoconductor drum and one has an opening facing a suction device.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2—7.The further advantageous embodiment of the invention results from the patent claims 2-7.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß eine sehr zufriedenstellende Reinigung der mit Tonerteilchen beladenen Luft ermöglicht wird, da keine elektrostatische Aufladung des Toners stattfindet, sondern statt dessen die Abscheidung des Toners durch die von den Elektroden ausgeübte elektrostatische Anziehung erfolgt. Die Ladungen der Tonerteilchen werden dazu verwandt, diese in einfacher Weise auf die Elektroden niederzusch agen, von denen sie mit Hilfe der Abstreifer in einem Behälter gesammelt werden. Aus diesem Grund wird darauf geachtet, daß die Tonerteilchen während ihrer Bewegung von der Reinigungsstation zu der Filtereinrichtung ihre Restladung nicht verlieren, da ansonsten die Reinigungswirkung der Elektroden erheblich geschwächt würde.The invention has the advantage that a very satisfactory cleaning of the toner particles loaded air is made possible, since there is no electrostatic charging of the toner, but instead the deposition of the toner by the electrostatic exerted by the electrodes Attraction occurs. The charges on the toner particles are used to transfer them to the Deposit electrodes from which they are collected in a container with the help of the scrapers. For this reason, care is taken that the toner particles during their movement from the Cleaning station to the filter device do not lose their residual charge, otherwise the cleaning effect the electrodes would be significantly weakened.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer vergrößert dargestellten Tonerabscheidungseinrichtung,F i g. 1 is a schematic representation of an electrophotographic Copier with an enlarged toner separation device,

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform einer Tonerab-F i g. 2 another embodiment of a toner removal

Scheidungseinrichtung,Divorce institution,

F i g. 3 und 4 zwei Beispiele einer Tonerabscheidungseinrichtung mit konzentrischen Zylinderelektroden.F i g. 3 and 4 show two examples of a toner deposition device with concentric cylindrical electrodes.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten elektrophotographischen Kopiergerät wird eine Photoleitertrommel 1 in einer Aufladungsstation 2 gleichmäßig eiektrostatisch aufgeladen. In einer Belichtungsstation 3 wird die geladene Fotoleiterschicht bildmäßig belichtet und das entstehende Ladungsbild wird in einer Entwicklungsstation 4 mit Toiierpartikelchen entwickelt Das auf der Trommel 1 befindliche Tonerbild wird in einer Übertragungsstation 5 auf ein Kopieaufnahmematerial, beispielsweise Papier, übertragen.In the case of the FIG. In the electrophotographic copier shown in FIG. 1, a photoconductive drum 1 in FIG a charging station 2 evenly electrostatically charged. In an exposure station 3 is the charged photoconductor layer exposed imagewise and the resulting charge image is in a development station 4 developed with Toiierpartikelchen The toner image located on the drum 1 is in a Transfer station 5 on a copy receiving material, for example paper.

In einer allgemein mit 7 bezeichneten Reinigungsstation wird noch verbliebener Toner von der Oberfläche des Photoleiters 1 entfernt Zu diesem Zweck ist in einem Gehäuse 8 eine drehbare Walzenbürste 9 mit einem langhaarigen Flor angeordnet Diese Bürstenwalze 9 kann in Pfeilrichtung gegen den Fotoleiterumlauf in Rotation versetzt werden.In a cleaning station, generally designated 7, remaining toner is removed from the surface of the photoconductor 1 removed For this purpose, a rotatable roller brush 9 is in a housing 8 arranged in a long-haired pile Rotation can be offset.

Mit Hilfe eines Querstromgebläses 10, welches die gleiche Breite wie die Trommel 12 hat, wird Luft in dem Bereich der Reinigungsstation 7 in das Gehäuse 8 gesaugt Damit ist eine einfache Luftführung bei geringem Druckverlust gegeben. Diese Luft nimmt die von der Bürste 8 abgewischten Tonerteilchen mit und führt sie in die im folgenden näher erläuterte Abscheideslation 11,With the help of a cross-flow fan 10, which has the same width as the drum 12, air is in the The area of the cleaning station 7 is sucked into the housing 8 given low pressure loss. This air takes the toner particles wiped off by the brush 8 with and leads them to the separation 11 explained in more detail below,

In dem Gehäuse 8 befindet sich in dem Bereich der Abscheidestation ein besonderer Filter. Dieser Filter weist mehrere kreisförmige Elektrodenplatten 12 auf, die mit gemeinsamem Mittelpunktslot und im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind. Die Gesamtbreite entspricht ebenfalls der Trommelbreite. Die Luftströmung hat damit auf dem Wege vom Photoleiter über die Reinigungsbürste, das Filter, das Querstromgebläse und das Sicherheitsfilter quer zur Strömungsrichtung im wesentlichen die gleiche Breite. Die Elektrodenplatten 12 sind abwechselnd an Erdpotential und eine Hochspannungsquelle (—6000V) geschaltet Die Elektrodenplatten der Abscheidungsstation 11 befinden sich so nah wie möglich an der Reinigungsbürste 8.A special filter is located in the housing 8 in the area of the separation station. This filter has a plurality of circular electrode plates 12, which have a common center point and essentially are arranged at the same distance from each other. The total width also corresponds to the drum width. The air flow has thus on the way from Photoconductor via the cleaning brush, the filter, the cross-flow fan and the safety filter across the Direction of flow essentially the same width. The electrode plates 12 are alternately at ground potential and a high voltage source (-6000V) switched The electrode plates of the deposition station 11 are as close as possible to the cleaning brush 8.

Die Elektrodenplatten 12 sitzen auf einer gemeinsamen Achse und können durch einen nicht dargestellten Motor in Richtung des Pfeiles 13 oder entgegengesetzt in Drehung versetzt werden. Außerdem befindet sich an jeder der Toner aufnehmenden Elektrodenplatten ein Abstreifer 14, der von der Drehachse der Scheiben bis zu deren Umfang reicht Der sich an diesem Abstreifer 14 ansammelnde Toner kann in ein unter dem eigentlichen Abscheider befindliches Gefäß 15 fallen. Der sich dort ansammelnde Toner 16 kann gewünschtenfalls wiederverwendet werden.The electrode plates 12 sit on a common axis and can be replaced by a not shown Motor can be set in rotation in the direction of arrow 13 or in the opposite direction. Also is on each of the toner receiving electrode plates has a scraper 14 extending from the axis of rotation of the disks to to the extent of which is sufficient. The toner that collects on this wiper 14 can be poured into a under the actual separator located vessel 15 fall. The toner 16 accumulating there can if desired can be reused.

Um auch noch den letzten Rest von in der Luft vorhandenem T^c»ner abzufangen und auch um die Sichernd zu hiiben, daß im Falle eines Ausfalls der Hochspannung kein Toner in die Umgebungsluft gelangt, ist eih N:hutzfilter 17 an der Abluftseite des Gebläse.-10 varj^sehen.In order to intercept also the last residue of water present in the air T ^c »ner and also hiiben the locking, that the high voltage is applied, no toner in the ambient air in the event of a failure, is eih N: hutzfilter 17 on the exhaust side of the blower. -10 varj ^ see.

Die Bimste ¹^ ei'fernt bei ihrer Drehung sämtliche auf dem Pho^loleil<jr Ϊ verbliebenen Tonerpartikelchen. Der durch diV-S' GebU'!?^ IO erzeugte Luftstrom nimmt diese Partikelchen Vofl tier Bürste ab und führt sie zwischen die ElektrodenplAtten 12. Da die Elektrodenplatten in unmittelbare!' Nachbarschaft zu der Bürste angeordnet sind, konnten sich die Tonerpartikelchen nicht entladen. Die positive Restladung der Tonerpartikelchen bewirkt,The Bimste ¹ ^ ei'fernt all remaining on the Pho ^l oleil <jr Ϊ toner particles during their rotation. The air flow generated by the diV-S 'GebU'! Are arranged in the vicinity of the brush, the toner particles could not discharge. The positive residual charge of the toner particles causes

daß diese zu denjenigen Platten hingezogen werden, die an dem negativen Pol der Hochspannungsquelle 18 liegen. An diesen Elektrodenplatten scheiden sich die Tonerpartikelchen ab. Durch die Drehung der Platten 12 werden die abgeschiedenen Teilchen von dem Wischer 14 erfaßt und fallen in den Aufnahmebehälter 15. Noch verbliebene Tonerpartikelchen gelangen durch das Gebläse 10 in den Schutzfilter 17. Aus diesem tritt dann vollständig gereinigte Luft aus.that these are drawn to those plates which are connected to the negative pole of the high voltage source 18 lie. The toner particles are deposited on these electrode plates. By rotating the panels 12, the separated particles are caught by the wiper 14 and fall into the receptacle 15. Any remaining toner particles pass through the fan 10 into the protective filter 17. From there then completely purified air escapes.

Bei der in Fig.2 dargestellten Vorrichtung ist der Schutzfilter 17 vor dem Gebläse 10 angeordnet Die Elektrodenplatten 12 haben in diesem Falle im wesentlichen rechteckige Gestalt und die Elektrodenreiniger 14 können in horizontaler Richtung, wie durch den Pfeil 19 angedeutet, verschoben werden. Das Tonermaterial fällt dabei in den Aufnahmebehälter 15.In the device shown in Figure 2 is the Protective filter 17 arranged in front of the fan 10. The electrode plates 12 in this case have in substantially rectangular shape and the electrode cleaner 14 can in the horizontal direction, as through the arrow 19 indicated, moved. The toner material falls into the receptacle 15.

Bei den in den F i g. 3 und 4 dargestellten AbscheidernIn the case of the FIGS. 3 and 4 shown separators

11 sind die Elektroden 12 als konzentrische Zylinder ausgebildet Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform sind diese Zylinder stehend angeordnet, d. h. ihre gemeinsame Achse verläuft vertikal. Die zu reinigende, mit Toner beladene Luft gelangt in Richtung des Pfeiles 20 in den Abscheider. Die einzelnen Zylinder11, the electrodes 12 are designed as concentric cylinders. In the embodiment shown in FIG these cylinders are arranged vertically, d. H. their common axis is vertical. The to Cleansing air laden with toner enters the separator in the direction of arrow 20. The individual cylinders

12 liegen an Hochspannung bzw. an Erdpotenxial.12 are at high voltage or at earth potential.

Der Toner, der aus dem Luftstrom an den zylinderförmig^n Elektroden 12 abgeschieden wurde, wird mit Hilfe eines um die Zylinderachse rotierenden Elektrodenreinigers 14 entfernt Der abgeschabte Toner fällt dabei in den Bodenabschnitt 15 der flaschenförmigen Abscheidestation 11. Der äußere Zylindermantel dieser Abscheidestation 11 weist einen ringförmigen Schutzfilter 17 auf, an dem der letzte Rest des Toners aus der Luft abgeschieden wird.The toner that was deposited from the air flow on the cylindrical electrodes 12, is removed with the aid of an electrode cleaner 14 rotating around the cylinder axis. The scraped-off toner falls into the bottom section 15 of the bottle-shaped separation station 11. The outer cylinder jacket This separation station 11 has an annular protective filter 17 on which the last remainder of the toner is deposited from the air.

Die Abscheidestation 11, die in Fig.4 dargestellt ist, entspricht hinsichtlich des Elektrodenaufbaus der in F i g. 3 gezeigten. Die Elektroden sind in diesem Fall jedoch mit horizontal verlaufender gemeinsamer Zylinderachse angeordnet Außerdem sind die Elektroden längs ihrer untersten Mantellinie mit einem Schlitz 21 versehen. Der Abstreifer 14 fördert in diesem Fall abgesetzten Toner von den Elektroden bis zu dem Schlitz 21. Der abgeschiedene Toner fällt durch die Schlitze 21 in den Auffangbehälter 15. In diesem Falle kann der Schuizfilter die gesamte Stirnfläche der Abscheidungsstation 11 an der stromabgelegenen Seite umfassen, wie es in F i g. 4 dargestellt ist.The separation station 11, which is shown in Figure 4, corresponds to that in FIG. 3 shown. The electrodes are in this case but arranged with a common horizontal cylinder axis. In addition, the electrodes provided with a slot 21 along its lowest surface line. The scraper 14 promotes in this case deposited toner from the electrodes to the slot 21. The deposited toner falls through the Slots 21 in the collecting container 15. In this case, the Schuiz filter can cover the entire face of the Include deposition station 11 on the downstream side, as shown in FIG. 4 is shown.

Der Abstand der Elektroden beträgt in den dargestellten Beispielen in der Größenordnung von 5 bis 50 mm. Die Spannung an den Elektroden liegt vorzugsweise im Bereich zwischen —3 kV und —15 kV, wenn mit einer negativen Aufladung des Photoleiters gearbeitet wird. Die Luftgeschwindigkeit im Bereich der Elektroden sollte in der Größenordnung von 0,5 bis 3,0 m/sec liegen. Mit einer so ausgelegten Abscheidestation war es ohne weiteres möglich, 93% des in dem Luftstrom enthaltenen Toners abzuscheiden.In the examples shown, the distance between the electrodes is in the order of magnitude of 5 up to 50 mm. The voltage at the electrodes is preferably in the range between -3 kV and -15 kV, when working with a negative charge on the photoconductor. The air speed in the range of Electrodes should be on the order of 0.5 to 3.0 m / sec. With a separation station designed in this way it was easily possible to deposit 93% of the toner contained in the air stream.

Bei der Wahl des Elektrodenabstandes ist auf folgendes zu achten. Der Abstand der im wesentlichen flächigen Elektroden sollte so groß gewählt werden, daß bei der Betriebsspannung (beispielsweise also bei —6 kV) Überschläge sicher vermieden werden. Dabei ist auf diejenige Überschlagsspannung abzustellen, die sich bei dem fraglichen Abstand für ein System »Spitze-Platte« in Luft ergibt Wenn sich nämlich Toner auf der Elektrode abscheidet, wird die Oberfläche recht inhomogen und man kann daher nicht mehr von der höheren Überschlagsspannung des Systems »Platte-Platte« ausgehen. Während daher im Falle einerWhen choosing the electrode spacing, the following must be observed. The distance of the essentially Flat electrodes should be chosen so large that the operating voltage (for example, for —6 kV) flashovers can be reliably avoided. The flashover voltage that at the distance in question for a "tip-plate" system in air, if there is toner deposits on the electrode, the surface becomes right inhomogeneous and one can therefore no longer benefit from the higher breakdown voltage of the "plate-plate" system go out. While therefore in the case of a

Spannung von 5 kV ein Elektrodenabstand von 10 mm sicher ausreichend ist, sollte im Falle einer Spannung von 10 kV mit einem Abstand von 30 bis 40 mm gearbeitet werden. Diese Zahlen sind selbstverständlich von der Luftfeuchtigkeit und dem Luftdruck abhängig.Voltage of 5 kV, an electrode spacing of 10 mm should be sufficient in the event of a voltage of 10 kV with a distance of 30 to 40 mm. These numbers are self-evident depends on the humidity and the air pressure.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the recovery of toner with a filter that has at least two two-dimensional, having opposing electrodes which are aligned in the suction direction and between which the air stream laden with toner particles is passed, with a scraper for removing the toner particles deposited on the electrode surfaces, characterized in that that the electrodes (12) close to a brush roller (9) of a cleaning station (7) are arranged, which with the recovery device (11) in a common housing (8) is housed, the one directly to the surface to be cleaned of the photoconductor drum (1) and has an opening facing a suction device (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that that both openings of the housing (8) are each over the width of the photoconductor drum (1) extend.

3. Device according to claim 2, characterized in that the suction device (10) as Cross-flow fan is formed, the width of which as well as the width of the filter of the width of the Photoconductor drum (1) corresponds.

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the electrodes (12) from consist of several circular disks, which are rotatable in both directions on a common Sit on the axis and that a fixed scraper (14) is arranged on each circular disc, which of the axis of rotation of the circular disks extends to their edge.

5. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the electrodes (12) have a rectangular shape and that the scrapers (14) are arranged along the parallel to each other Electrodes (12) can be moved horizontally.

6. Device according to claim 1, characterized in that the as concentric with each other arranged cylinder provided electrodes (12) with their coinciding cylinder axes in Direction of the main air flow aligned and along its deepest surface line each a slot (21) have that brush-shaped scrapers (14) are rotatably arranged about the cylinder axes and touch each of the cylindrical electrodes (12) along a surface line and that under the the outermost electrode is a container for collecting what falls through the slits (21), by means of the Wiper from the electrodes separated toner particles is provided.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that after the electrodes (12) and the suction device (10) in the direction of the air flow a mechanical protective filter (17) is arranged.