DE2226651B2 - Vorrichtung zum rueckgewinnen von tonerpartikeln bei einer elektrostatischen kopiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rückgewinnen von Tonerpartikeln bei einer elektrostatischen Kopiermaschine, mit einer Reinigungseinrichtung zum Entfernen von nach dem Entwicklungsvorgang auf einer fotoleitenden Oberfläche verbleibendem Resttoner und einer an die Reinigungseinrichtung angeschlossenen Luftleitung mit einem darin angeordneten Gebläse und einem angeschlossenen Abscheider mit einem Luftein- und -ausgang sowie mit wenigstens einer Abgabeöffnung für die abgeschiedenen Tonerpartikeln.

Mit der modernen Bürotechnik ist ein erheblicher Anfall an Kopien verbunden, die wiederum eine enorme Menge an Entwicklermaterial oder Toner verbrauchen. Dabei geht eine relativ große Menge Toner nicht nur durch den Entwicklungsvorgang selbst, sondern auch durch Verschütten und infolge des Umstandes verloren, daß beim Entwickeln keine restfreie Übertragung auf das Kopierblatt erfolgt. Bislang ist noch kein wirksamer Weg aufgezeichnet worden, den nicht beim Entwickeln verbrauchten Toner wieder einer erneuten Verwendung zugängig zu machen.

Zwar wird in der DT-OS Ί9 1! 184 eine Vorrichtung zum Rückgewinnen von Tonerpartikeln beschrieben, doch zeichnet sich diese Vorrichtung durch ein geschlossenes Tonerrücklaufsystem aus, das eine spezielle Ablagekammer zum Aufbringen der Tonerpartikeln auf das Kopierblatt erforderlich machi, d. h. dieses System ist auf eine Spezielle Kopiermaschine oder Entwicklungseinrichtung abgestimmt. Dagegen arbeiten die meisten heute erhältlichen Kopiermaschinen mit S einem Tonervorratsbehälter, der von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden muß. Im Gegensatz zu dem direkten Rückführen von nicht am Entwicklungsvorgang teilgenommenem Toner hat die Bevorratung des Toners in einem gesonderten Behälter den Vorteil, daß

ίο wegen der im wesentlichen luftströmungsfreien Verhältnisse im Entwicklergehäuse eine gleichmäßigere und kontrastreichere Entwicklung bzw. Ablagerung von Toner auf dem Kopierblatt vorgenommen werden kann. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die eine weitgehend vollständige Rückgewinnung von nicht verbrauchtem Toner in Verbindung mit Kopiermaschinen ermöglicht, bei denen die Tonerbevorratung durch auswechselbare Sammelbehälter erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abscheider eine Vielzahl von Abgabeöffnungen in Verbindung mit einer Vielzahl von Sammelbehältern zur Aufnahme des abgeschiedenen Resttoners aufweist, wobei jeder Sammelbehälter eine in staubdichtem Eingriff mit einer Abgabeöffnung bringbare Verengung aufweist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Behälter trägt und mit der die Behälter in eine erste Stellung in Eingriff mit den Abgabeöffnungen des Abscheiders und in eine zweite Stellung außer Eingriff mit den Abgabeöffnungen bewegbar sind, wobei die Einrichtung, die die Behälter in staubdichtem Eingriff mit den Abgabeöffnungen hält, vorsnannende Mittel und ein Nockenelement aufweist, um die Behälter gegen die Vorspannkraft von den Abgabeöffnungen weg zu bewegen.

Durch die Erfindung wird damit der rückgewonnene Toner nicht direkt zurück in die Entwicklungseinrichtung gebracht, sondern im Sammelbehälter bevorratet und kann daher ohne Modifikation der Entwicklungseinrichtung selbst erneut verwendet werden. Das heißt, die erfinduiigsgemäße Vorrichtung läßt sich bei Kopiermaschinen der in Rede stehenden Gattung entweder von Anfang an oder nachträglich einbauen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Rückgewinnen und Sammeln von verbleibendem Resttoner beeinträchtigt daher in keiner Weise den eigentlichen Entwicklungsvorgang, scdaß hierdurch auch keine Qualitätsminderung an den Kopien eintritt. Die rückgewonnenen Tonerpartikeln werden in den staubdichten Sammelbehältern gespeichert und können so lange in den Sammelbehältern abgestellt werden, bis der Vorrat an Tonerpartikeln im Vorratssammclbehälter der Maschine aufgebraucht ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich daher dadurch aus, daß in einer Entwicklungseinrichtung der Kopiermaschine ein Tonervomtsbthälter mit einer den Verengungen cn den SammeiHehältern angepaßten Dichtkappe vorgesehen ist, um ohne Verki;: vcmi Toner diesen aus den Sammelbehältern in den Tonervorratsbehalter einzuschütten.

Die in den Sammelbehältern gespeicherten rückgewonnenen Tonerpartikeln werden in den Tonervorratsbehälter eingeschüttet. Der Tonervorratsbehälter gibt geringe Mengen an Toner in das Entwickleigehäuse ab so daß das Verhältnis von Toner und Trägerpartikeln beim Entwicklungsvorgang auf einem geeigneten Werl gehalten wird. Immer dann, wenn der Tonervorratsbe·

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hülter vollständig entleert ist, wird an diesem ein Sammelbehälter, gefüllt mit rückgewonnenen Tonerpartikeln, angekuppelt und dadurch die rückgewonnenen Tonerpartikeln erneut dem Emwicklergehäuse zugeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht von einer Kopiermaschine mit einer darin angeordneten erfindungsgernäßen Vorrichtung zum Rückgewinnen von Tonerpar- to tikeln.

F i g. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Tonerrückgewinnung,

F i g. 3 eine teilweise schematische, teilweise weggebrochene Ansicht von einem Detail der Vorrichtung zur Tonerrückgewinnung, und

F i g. 4 einen Schnitt längs der Schnittlinie iV-lV nach F ig· 3.

Zum allgemeinen Verständnis einer elektrostatischen Kopiermaschine, in die die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut werden kann, wird auf F i g. 1 verwiesen. In dieser sind die verschiedenen Bestandteile der Maschine schematisch dargestellt. Wie bei allen elektrostatischen Kopiermaschinen der gezeigten Type, wird das Lichtbild eines zu reproduzierenden Originals auf die fotoleitende Oberfläche einer xerografischen Platte geworfen und auf dieser ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt. Danach erfolgt die Entwicklung des latenten Bildes mit Hilfe eines entgegengesetzt geladenen Entwicklermaterials, bestehend aus Trägericörnern und kleineren, daran reibungselektrisch heftenden Farbpartikeln.

Bei der dargestellten Maschine wird das zu kopierende Original D auf eine transparente Platte P gelegt, die fest in einer Beleuchtungsanordnung 10 untergebracht ist. Die Beleuchtungseinrichtung wirft Lichtstrahlen auf das Original, wodurch andererseits ein den informativen Bereichen des Originals entsprechender Lichtstrahl entsteht. Letzterer wird mittels eines optischen Systems 11 zu einer Entwicklungsstation A zum Belichten der fotoleitenden Oberfläche der sich bewegenden Platte in Form eines flexiblen Riemens 12 produziert. Vor Eintritt in die Belichtungsstation A sollte der sich in Pfeilrichtung bewegende Riemen gleichförmig mittels einer Coronaladungseinrichtung 13 aufgeladen werden. Die Coronaladungseinrichtung 13 befindet sich an einem Riemenlaufbereich, der sich zwischen dem Riemen 12, einer Tragwalze 14 und einer Antriebswalze 15 erstreckt. Die Belichtunrjsstation erstreckt sich zwischen der Walze 14 und einer dritten Tragwalze 16.

Bei weiterer Bewegung der Riemenoberfläche wird das elektrostatische Bild um die Walze If und durch eine Entwicklungsstation B geleitet, welche an einem dritten Laufbereich des Riemens angeordnet ist und in der sich eine mit 17 bezeichnete Entwicklungseinrichtung befindet.

Die Entwicklungseinrichtung 17 weist eine Vielzahl von Magnetbürsten auf, die das Entwicklermaterial zu der benachbarten Oberfläche des Riemens 12 befördern. Sobald das Eiitwicklermaterinl ;uif den fololeitenden Riemen aufgegeben is', werden die Tonerpartikeln im Entwicklermaterial elektrostatisch auf die Riemerioberfläche zur Erzeugung eines Pulverbildes angezogen.

Das entwickelte elektrostatische Bild wird dann <>s mittels des Riemens 12 zu einer tangential zum Riemen ,ingeordneten Übertragungsstation C geleitet. Dabei wird ein Blatt Kopierpapier mit einer zur Bewegungsgeschwindigkeit des Riemens synchronen Geschwindigkeit zugeführt. In dieser Station ist eine übertragungswalze 19 angeordnet, die unter einer ausreichenden hohen elektrischen Vorspannung steht so daß das entwickelte Bild auf den Riemen 12 elektrostatisch übertragen werden kann.

Des weiteren ist ein Transportmechanismus für die Blätter vorgesehen, der die Kopierblätter nacheinander von einem Mechanismus 23 zu dem auf dem Riemen befindlichen entwickelten Bild führt. Nach Abstreifen des Blattes vom Riemen 12 wird es mittels einer Fördereinrichtung 24 in eine Aufschmelzanordnung 25 geleitet, worin das entwickelte und übertragene xerografische Pulverbild auf dem Kopierblatt dauerhaft fixiert wird.

Die verbleibenden oder überschüssigen Tonerpartikeln, beispielsweise Rückstände auf den entwickelten Bildern oder am Übertragungsvorgang nicht teilgenommenen Tonerpartikeln, werden durch den Riemen 12 zu einer an dessen Laufbereich zwischen den Walzen 14,15 nahe der Ladestation 13 gelegenen Reinigungseinrichtung 26 befördert. Die Reinigungseinrichtung enthält eine Drehbürste 27, eine Korotrode 28 zur Neutralisierung der Ladungen der verbleibenden unbenutzten Tonerpartikeln und ein Gehäuse 30 zur Halterung der Bürste 27. Die Tonerpartikeln werden in diesem Gehäuse in einen Luftstrom gebracht, der sie aus dem Bereich des Riemens wegführt. Hierzu steht das Gehäuse 30 mit dem Eingangsende 31 einer an ein Sauggebläse angeschlossenen Luftleitung 32 und mit einer Tonerrückgewinnungseinrichtung 33 in Verbindung, welche die tonergeladene Luft vom Gehäuse 30 als weiteren Behandlungsschritt abzieht. Die Einrichtung 33 enthält die Leitung 32 mit dem Eingangsende 31 und die Ausgangsleitung 34 mit einem Tilter 35 als Ausgangsende sowie das motorgetriebene Gebläse 36 welches zwischen den Leitungen 32 und 34 angeordnet ist und mit diesem zusammenwirkt. Das Gebläse kann herkömmlicher Bauart sein und ein drehbar, innerhalb des Gehäuses 37 angeordnetes Gebläserad (nicht dargestellt) enthalten, wobei das Eingangsende de: Gebläses mit der Leitung 32 und das Ausgangsende mit der Leitung 34 verbunden ist. Aufgabe des Gebläses isi es, Luft von der innerhalb des Bürstengehäuses 3C befindlichen Kammer durch die Leitung 32, durch der Abscheider, durch das Gebläsegehäuse 37, durch die Leitung 34 und schließlich durch den Filter 35 nacl· außen zur Atmosphäre zu bewegen.

In der Leitung 32 ist zwischen deren Eingangsende 3! und dem Gebläse 36 ein als Teil des Luftleitsystem: anzusehender Abscheider 40 vorgesehen, der di< Tonerpartikeln von der durch die Luftleitung strömen den Luft trennt. Der Abscheider 40 weist ein Gehäuse 4 mit einem Eingangsp.nschluß 42 auf, an dem die Leitunj 32 befestigt ist und weist einen Ausgangsanschluß 4; auf, an dem eine kurze Leitung 44 befestigt ist, die Tei der Luftleitung 32 ist und das Gehäuse 41 mit de Rir Längsseite des Gebläsegehäuses 37 verbinde!. De Abscheider 40 kann eine beliebige /ur Abscheidung vo Partikeln aus strömender Luft geeignete Bauart habe und muß eine weiterführende Strömung der reinen Li'f erlauben, während sich die Partikeln /u einer Sammel stelle belegen. Vorzugsweise handelt es sich um eine Zentrifugalabscheider, der so gebaut ist, daß di partikelenthaltende Luft verwirbelt wird und di Partikeln durch Zentrifugalkraft gegen die Wand geleitet werden. Die nahezu tonerfreie Luft strömt läng Irr Wände im Gehäuse 41 und verläßt dieses über de

Anschluß 43 und gelangt dann über die Leitung 44 in das Gebläse 37. Die gesamte Luftbewegung wird vom Gebläse erzeugt, wobei die Luft nach Durchlauf durch das Gebläse über die Leitung 34 zum Filter gelangt. Letzterer wird dazu verwendet, um die nach Verlassen des Abscheiders 40 im Luftstrom noch verbleibenden Tonerpartikeln auszufiltern.

Wie in F i g. 3 und 4 dargestellt, sind eine oder mehrere öffnungen 47 in der Abschlußwand 52 des Abscheiders vorgesehen. Die abgeschiedenen Tonerpartikeln strömen durch die öffnungen 47 und sammeln sich in einem weiteren Gehäuse 55, das am Gehäuse 41 befestigt ist und eine weitere Abscheidekammer bildet. Der untere Rand 56 des Gehäuses 55 weist kreisförmige, im allgemeinen in einer horizontalen Ebene liegende Abgabeöffnungen 57 auf, von denen jede mit einem düsenfömiigen Stück 58 umgeben ist, das in einem Tonersammelbehälter oder Flasche 60 eingesetzt werden kann. Als Alternative hierzu könnten die öffnungen 47 ebenfalls einen integralen Bestandteil des Gehäuses 55 darstellen. Bei der gezeigten Anordnung sind die vier düsenförmigen Stücke 58 in einer recliteckförmigen Zuordnung zueinander angebracht, d. h. je zwei solcher Stücke bilden eine Reihe und jedes Stück weist eine Flasche 60 von im allgemeinen rechteckförmigem Querschnitt auf. Nachdem die abgeschiedenen Tonerpartikeln zum Gehäuse 55 befördert wurden, strömen sie durch die Düsenstücke 58 in eine der vier Flaschen 60. Im allgemeinen wird die Ablagerung von Partikeln in den Flaschen annähernd gleichförmig sein, d. h. die Flaschen erhalten gleiche Partikelmengen.

Es sind weiter Einrichtungen vorgesehen, mit denen die vier Flaschen mit den entsprechenden Düsenstücken 58 in annähernd luftdichtem Zustand gemäß F i g. 3 transportiert werden können und durch die eine individuelle Entfernung der Flaschen möglich ist. Gemäß F i g. 3 weisen die Flaschen kreisförmige, von den Düsenstücken 58 umgebene Verengungen 61 auf. um einen Eintritt von Außenluft in die Rückgewinnungsvorrichtung während des Betriebs zu vermeiden. Die Verengungen 61 werden in ihrer Betriebsstellung mittels einer im allgemeinen quadratischen Platte 62 unterhalb der Düsenstücke 58 gehalten. Diese weist zwei ausreichend breite, parallele durch die Kanten 63 gebildete Nuten auf. die unter jede der Verengungen 61 geleitet werden können. Wenn die Platte 62 sich nach oben bewegt, bewegen sich die Verengungen und damit die Flaschen 60 ebenfalls nach oben und werden gegen die vier düsenförmigen Stücke 58 abgedichtet.

Eine feinfühlige Bewegung und Sicherung der Lage der Platte 62 erfolgt erstens durch Federn und zweitens durch eine Verschlußeinrichtung. Erstere hält die Platte 62 normalerweise in ihrer obersten Stellung, während letztere die Platte absenkt, um die Verengungen 61 der Flaschen von den Düsenstücken 58 zu entfernen und damit ein manuelles Ein- oder Ausrücken jeder Flasche zu ermöglichen. Die Federn weisen ein Paar vertikal angeordnete, parallel zueinanderliegende Führungsstifte 65 auf, die gleitbar in öffnungen von Tragkonsolen 66 gelagert sind, wobei die Tragkonsolen an dem unteren Teil des Gehäuses 55 befestigt sind oder einen Bestandteil desselben bilden. Eine Ringfeder 67 umgibt jeden der Stifte 65 und erstreckt sich zwischen der Tragkonsole 66 und den die oberen Enden der Stifte bildenden Köpfe 68. Die unteren Enden 69 der Stifte 65 ragen durch entsprechende öffnungen der Platte 62 und sind an dieser mittels entsprechender Befestigungsscheiben befestigt. Die Federn 67 stehen normalerweise unter Druck, so daß sie die Platte in ihrer obersten Lage, wie zuvor erwähnt, halten. Die Federn, die Stifte und ihre damit verbundenen Bauteile sind symmetrisch zwischen den vier Flaschen 60 so angeordnet, daß die auf die Platte 62 durch die Federn ausgeübte Kraft gleichmäßig wirkt. Der Hebelverschlußmechanismu!» weist einen manuell betätigbaren Hebelarm 70 mit einem horizontalangeordneten Element 71 auf, welches oberhalb der Platte 62 und senkrecht zur Ebene, in der sich die Stifte 65 befinden, angeordnet ist. Das Element kann begrenzte Drehbewegungen am unteren Teil des Gehäuses 55 ausführen, und zu diesem Zweck sind an den gegenüberliegenden Flanschen 72 des Gehäuses

ij ausgerichtete öffnungen angebracht, die das Element 71 drehbar aufnehmen. Für das Element 71 und die Flansche 72 können Verschlußscheiben verwendet werden, um eine axiale Bewegung des Armes zu verhindern.

J₀ Am Element 71 ist an einer Stelle zwischen den Stiften 65 ein Nockenelement 73 gemäß Fig.4 angeschlossen. Dieses kann mit der oberen Fläche der Platte 62 etwa am Mittelpunkt derselben in Eingriff gebracht werden. Am Hebelarm 70 ist unter einem rechten Winkel zum Element 71 ein Handgriff 74 ?:ur Drehung des Elements vorgesehen. Bei der Lage der Bauteile gemäß F i g. 3, bei der sich der Handgriff 74 in seiner obersten Stellung befindet, steht das Nockenelement 73 außer Eingriff mit der Platte 62, wobei die Federn 67, die Platte 62 in ihrer obersten Stellung halten. Dies wiederum zwingt die Verengungen 61 an jeder Flasche 60 nach oben in einen staubdithien Eingriff mit den entsprechenden Düsenstücken 58, so daß sich die Tonerrückgewinnungseinrichtung in betriebsbereitem Zustand befindet. Mittels einer an der Maschine befestigten Federverschlußeinrichtung 75 läßt sich der Arm 70 gegen ein Bewegen sichern, das durch ein Absinken der Flasche 60 verursacht werden kann.

Um eine Entfernung der Flaschen 60 und/oder deren Installationselemente zu verhindern, muß die Tonerrückgewinnungsvorrichtung in eine Ruhestellung gebracht werden, was ein Abschalten der Kopiermaschine erfordert. Der Handgriff 74 wird dann nach unten oder in Richtung auf den Betrachter gemäß F i g. 3 in eine in

F i g. 4 dargestellte Lage betätigt. Bei dieser Bewegung wird das Nockenelement 73 in Richtung des Pfeils und in seine Endstellung gemäß Fig.4 gedreht. Durch diese Bewegung wird die Platte 62 nach unten gegen die Vorspannkraft der Federn 67 gedrückt, und, sobald die Erhöhung am Nockenelement über ihren Scheitelpunkt bewegt wird, steht die Platte 62 in der dargestellten gesicherten Stellung. Die Strecke der Plattenbewegung ist so, daß eine Außereingriffnahme jeder der Verengungen 61 bezüglich der entsprechenden Düsen-

stücke 58 möglich ist und daß zwischen diesen ein ausreichend freier Raum zur Manuellen Entfernung jeder Flasche vorliegt Bei dieser Stellung der Bauteile kann jede Flasche individuell aus ihren Nuten geleitel und nach Leerung wieder in die Maschine eingesetzi werden. Wie in Fig. 1 dargestellt weist die Entwick lungseinrichtung 17 einen Tonervorratsbehälter 76 auf Dieser kann mit einer Anordnung zum Zuführen vor Toner zu beliebigen Zeiten je nach Anreicherungszu stand der Tonerpartikeln im Entwicklermaterial gekup pelt werden. Der Verteiler ist mit einer Flaschi versehen, die mit einem flexiblen Anschlußstück 77 ii Verbindung steht. Das Anschlußstück weist eini Dichtkappe 78 auf, wenn der Verteiler nicht ii

Gebrauch ist. Jede Flasche 60 kann, wenn sie eine genügende Menge an Tonerpartikeln enthält, mit dem Anschlußstück 77 verbunden werden. Vorzugsweise sind die Verengungen 61 und das AnschluQstück 77 so gestaltet, daß sie eng ineinander passen und ein Verschütten oder Leckverluste vermieden werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

'■f Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Rückgewinnen von Tonerpartikeln bei einer elektrostatischen Kopiermaschine, mit einer Reinigungseinrichtung zum Entfernen von nach dem Ent wickiungsvorgang auf einer fotoleitenden Oberfläche verbleibendem Resttoner und einer an die Reinigungseinrichtung angeschlossenen Luftleitung mit einem darin angeordneten Gebläse und einem angeschlossenen Abscheider mit einem Luftein- und -ausgang sowie mit wenigstens einer Abgabeöffnung für die abgeschiedenen Tonerpartikeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (40) eine Vielzahl von Abgabeöffnungen (57, 58) in Verbindung mit einer Vielzahl von Sammelbehältern (60) zur Aufnahme des abgeschiedenen Resttoners aufweist, wobei jeder Sammelbehälter (60) eine in staubdichtem Eingriff mit einer Abgabeöffnung bringbare Verengung (61) aufweist und daß eine Einrichtung (62, 65, 67, 73, 74) vorgesehen ist, welche die Behälter trägt und mit der die Behälter in eine erste Stellung in Eingriff mit den Abgabeöffnungen des Abscheiders und in eine zweite Stellung außer Eingriff mit den Abgabeöffnungen bewegbar sind, wobei die Einrichtung, die die Behälter in staubdichtem Eingriff mit den Abgabeöffnungen hält, vorspannende Mittel (65,67) und ein Nockenelement (73) aufweist, um die Behälter gegen die Vorspannkraft von den Abgabeöffnungen weg zu bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Enwicklungseinrichtung der Kopiermaschine ein Tonervorratsbehalter (76) mil einer den Verengungen (61) an den Sammelbehältern (60) angepaßten Dichtkappe vorgesehen ist, um ohne Verlust von Toner diesen aus den Sammelbehältern in den Tonervorratsbehälter einzuschütten.