DE2335864A1

DE2335864A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen von traegerkuegelchen in einer mischung

Info

Publication number: DE2335864A1
Application number: DE19732335864
Authority: DE
Inventors: Gaston Eduard Van Der Auweraer
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1972-08-31
Filing date: 1973-07-14
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1437953A; FR2197661B1; AU5865873A; JPS4964960A; CA986056A; NL7311812A; FR2197661A1; BE803570A

Description

AGFi-SEYiEBT IKTIENGESELLSCHIi¹T LEYEEEUSEN

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Trägerkügelchen in

einer Mischung

Priorität : Grossbritannien, den 31.August 1972 Anm.Nr. 40 477/72

Hauptgegenstand dieser Erfindung ist die Verbesserung der Herstellung von Trägerkügelchen, die zur Entwicklung benutzt werden.

Das im britischen Patent 672 767 beschriebene, xerographische Verfahren lässt sich in mehrere Phasen aufteilen. Dabei wird zunächst eine gleichmässige, elektrostatische Ladung über einen lichtempfindlichen Halbleiter verteilt, der im allgemeinen aus einer Selentrommel besteht, und dann wird der Halbleiter mit dem Licht- und Schatten-Muster der zu kopierenden Vorlage belichtet. Dabei werden die belichteten Stellen des Halbleiters leitend und die elektrostatische Ladung in situ zerstört. Nachfolgend wird der lichtempfindliche Halbleiter einer Behandlung unterworfen, um das Bildmuster sichtbar zu machen, indem man ihn mit sehr feinen, farbigen Pulverteilchen in Berührung bringt, die dem Fachmann als Tonerteilchen bekannt sind, und die durch Aufnahme einer triboelektrischen Ladung mit einer den geladenen Zonen entgegengesetzten Polarität an diesen haften, während an den belichteten Stellen, wo die Restladung praktisch gleich Null ist, keine Anziehung stattfindet.

Um die farbigen Teilchen aufzuladen, werden sie mit einem sogenannten Trägermaterial gemischt, das die Form von Glas- oder Eisenkugeln oder dergl. haben kann, so dass durch wechselseitigen Kontakt und wechselseitiges Reiben eine triboelektrische Ladung erzeugt oder in einer isolierenden, die ladungsregulierende Gruppen trägenden Flüssigkeit dispergiert wird.

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Zum Beschich.ten der geladenen Stellen des lichtempfindlichen Halbleiters mit Tonerteilchen können verschiedene Verfahren benutzt werden, von denen die wahrscheinlich bekannteste die im US-Patent 2 618 552 beschriebene Kaskadenentwicklung ist. In diesem Patent wird ein Verfahren zur Sichtbarmachung eines elektrostatischen Ladungsmusters mit Hilfe beschichteter oder unbeschichteter Glasperlen beschrieben, die praktisch kugelförmig sind und einen Durchmesser zwischen 200 und 800 Mikron besitzen, und die aus s er ordentlich feine Tonerteilchen auf ihren Oberflächen tragen. Die triboelektrische Kraft zwischen Träger und Toner ist dabei derart, dass bei Berührung eines Trägerteilchens mit einer geladenen Stelle des lichtempfindlichen Halbleiters Tonerpulver auf den letzteren übertragen wird, während die wechselseitige Anziehung zwischen Träger und Toner ausreicht, um sie weiterhin aneinander haften zu lassen, wenn eine ungeladene Stelle berührt wird.

Man kann die triboelektrische Kraft zwischen Träger und Toner verstärken und/oder ihre Grössenordnung besser reproduzierbar machen, indem man die Trägerperlen erst mit einem Kunstharzsubstrat mit einer Dicke von einigen wenigen Mikron beschichtet, das nach einem der bekannten Verfahren, wie etwa der Fliessbettechnik, Aufsprühen, usw., aufgebracht werden kann.

Da der auf der Oberfläche der Trägerperlen geschaffene Überzug gewöhnlich in Form einer Lösung aufgetragen wird, gibt es bei diesem Verfahren eine kritische Phase, bei der bereits ein grosser Teil der Lösungsmittel verdampft ist, so dass nun eine hochviskose Paste die Oberfläche der Perle bedeckt. In diesem Moment ist die Verklumpungsneigung der Mischung am grössten, so dass zusätzliche Massnahmen ergriffen werden müssen, um vollständiges Verklumpen zu verhüten. Man kann dies dadurch erreichen, dass man die Masse mechanischen Schwingungen aussetzt, oder mehr Trockenluft zuführt oder eine Kombination beüer Massnahmen anwendet.

Dabei wird es jedoch trotz dieser Massnahmen eine kleine Menge beschichteter Perlen geben, die aneinander haften bleiben.

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Wenn jedoch _ei_n Träger/Toner-Gemisch derartige verklumpte Perlen, enthält, kann das zu Kratzern und Rillen in der Oberfläche des lichtempfindlichen Halbleiters führen, denn sie können, anstatt in den Sammeltrog des Gerätes zu fallen, mitgenommen werden und im Schlitz zwischen dem lichtempfindlichen Halbleiter und anderen Geräteteilen steckenbleiben. Das kann insbesondere dann, wenn dieser Halbleiter die Form einer rotierenden Selentrommel hat, dazu führen, dass die dadurch verursachte Beschädigung die Gefahr in sich birgt, dass diese Trommel für weitere Kopierarbeiten ungeeignet wird.

Es ist nun der Gegenstand dieser Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu erhalten, mit denen kugelförmige und nicht kugelförmige Körper und insbesondere verklumpte und nicht verklumpte Perlen voneinander getrennt werden können.

Erfindungsgemäss erhält man ein Verfahren zum Trennen einer Mischung aus praktisch kugelförmigen und nicht kugelförmigen Körpern oder einer Mischung von Körpern, von denen einige der Kugelgestalt näher kommen alsaidere, in Fraktionen von Körpern mit unterschiedlichen Kolleigenschaften, das dadurch gekennzeichnet ist, .dass man die Körper auf. einer oder mehrere Unterlageflächen aufbringt, die gegenüber der Waagerechten geneigt ist oder geneigt sind und die längs der Neigungslinie mit einer Geschwindigkeit aufwärtsbewegt wird oder werden, die geringer ist als diejenige Geschwindigkeit, mit der die am leichtesten rollenden Körper unter der Wirkung ihres eigenen Gewichts auf dieser Unterlagefläche oder -flächen abwärtsrollen, die jedoch höher ist als die Geschwindigkeit, mit der die am wenigsten leicht rollenden Körper auf dieser Unterlagefläche oder -flächen abwärt sroilen.

Die Erfindung ist zwar in erster Linie zur Lösung eines Problems wie des vorstehend beschriebenen gemacht worden, bei dem es um die Trennung praktisch kugelförmiger Körper von nicht kugelförmigen Körpern geht, jedoch kann man das erfindungsgemässe Verfahren auch dazu benutzen, aus einer Masse unterschiedlich geformter Körper eine Fraktion auszusondern, die aus Körpern be-

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steht, die zwar keine wahre Kugelgestalt halsen, jedoch der wahren Kugelgestalt doch näher kommen und daher mehr in der Art eines kugelförmigen Körpers rollen als andere Körper in der Masse.

Die Unterlage besteht vorzugsweise aus einem endlosen Rotationsförderer.

Ein wichtiges vorzugsweises Merkmal liegt in der Benutzung einer Unterlage mit Rillen oder Kanälen, in denen die am leichtesten rollenden Körper rollen können.

Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Verwendung beim Trennen einer Mischung von Körpern mit unterschiedlichen Ro'lleigenschaften, die aus einer Unterlage mit einer oder mehreren Flächen, auf die die Mischung von Körpern aufgebracht werden kann und die gegenüber der Waagerechten geneigt ist oder sind, und auch Einrichtungen zum Aufwärtsbewegen dieser Unterlage längs der Linie dieser Neigung besteht.

Die Unterlage dieser Vorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Endlosförderer, der mit Einrichtungen versehen ist, mit denen der Förderer ständig in Umdrehung gehalten werden kann, um diese Aufwärtsbewegung des oberen Abschnitts dieses Förderers zu veranlassen. Auch ist die Unterlage vorzugsweise mit Rillen oder Kanälen versehen,· in denen leicht rollende Körper mit entsprechenden Abmessungen entlangrollen können.

Nachstehend sollen nun einige als Beispiel gedachte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben werden. Dabei zeigen :
Figur 1 eine Schnittansicht eines Trägerteilchens, wie es in

xerographischen Entwicklern Verwendung findet, Figuren 2, 5 und 4 Schnittansicht en von Kombinationen verklumpter Perlen,

Figur 5 ein vorzugsweises Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 6 ein weiteres vorzugsweises Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 1 ist eine Schnittansicht eines Trägerteilchens 10, bestehend aus einer Glasperle 11, die mit einem Überzug 12 versehen

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ist. Dieses Teilchen hat eine praktisch kugelförmige Gestalt, die es ihm ermöglicht, leicht über z.B. eine für die Xerographie benutzte Selentrommel zu rollen; sein Durchmesser liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 200 und 1000 Mikron. Die Figuren 2, und 4 sind Schnittdarstellungen einiger verschiedener Arten verklumpt er Teilchen, bestehend aus zwei oder mehr Glasperlen 11, die mit einem gemeinsamen Überzug 12 versehen sind. Die sich aus dem Verklumpen ergebende Gestalt ist nicht kugelförmig, so dass das Rollen derartiger Teilchen in einer Richtung nur dann möglich ist, wenn die beiden Perlen mit ihren jeweiligen Überzügen exakt denselben Durchmesser haben. In diesem Falle kann das Rollen nur um eine die Zentren der beiden Perlen miteinander verbindende Achse herum erfolgen. Verklumpte Perlen, die aus zwei Perlen unterschiedlicher Grosse bestehen wie in Fig. 3 oder aus mehr als zwei Perlen wie in Fig. 4, werden entweder bogenförmigen Bahnen folgen oder unbeweglich bleiben.

Ein vorzugsweises Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Trennen kugelförmiger von nicht kugelförmigen Körpern, die in der Lage ist, zwischen den Rolleigenschaften von Teilchen, die aus einer einzigen beschichteten Perle bestehen und von Teilchen, die aus zwei oder mehr Perlen bestehen, zu unterscheiden, ist in Fig. dargestellt.

Die aus einzelnen Perlen 10 und verklumpten Perlen 16 bestehende Mischung 20 wird durch ein in Richtung der Pfeile schwingendes Rohr 24 in einen Aufgabetrichter 13 geleitet, der mit einer Auslassöffnung 14 versehen ist. Unter dieser Auslassöffnung 14 wird ein Endlosband 15 durch Drehung von Rädern 21 und 22 in einem durch die Pfeile angedeuteten Sinn bewegt. Das Endlosband liegt in Querrichtung genau horizontal, bildet jedoch in Längsrichtung mit der Horizontalen einen Winkel 19· Die durch die Öffnung 14 aufgegebenen, unverklumpten Teilchen 10 rollen abwärts zu einem ersten Sammelbehälter 17? während die verklumpten Teilchen 16 durch das Endlosband 15 zu einem zweiten Sammelbehälter 18 transportiert werden, da ihre Abwärtsgeschwindigkeit geringer sein wird als die der kugelförmigen Teilchen, oder aber praktisch gleich Null sein wird.

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Es dürfte klar sein, dass die Güte der Trennung von verschiedenen Verfahrensvai'iablen abhängt, wie etwa dem Winkel 19, der vorzugsweise einen Wert zwischen 5 und 30 Grad erhält, der Drehzahl der Rollen 21 und 22, den Abmessungen der Auslassöffnung 14 und der Beschaffenheit der Teilchenmasse selbst. Es ist daher klar, dass die Vorrichtung nicht auf die Trennung einer Mischung beschichteter Glasperlen beschränkt ist,sondern dass jede Mischung, die aus praktisch kugelförmigen und nicht kugelförmigen Teilchen besteht, behandelt und eine gute Trennung erhalten werden kann, wenn die oben erwähnten Verfahrensvariablen geeignet gewählt werden.

Figur 6 zeigt ein weiteres, vorzugsweises Ausführungsbeispiel der Vorrichtung von Fig. 5· Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, dass das Endlosband 15 mit Rillen 23 vergehen ist, die parallel zur Bewegungsrichtung dieses Endlosbandes verlaufen. Der Querschnitt der Rillen 23 ist etwas grosser als der Durchmesser der zu behandelnden Perlen. Der Querschnitt kann rechteckig oder dreieckig sein, und die Rillen haben den Zweck, eine Art Ausrichtung der Bewegung der Perlen zu bewirken, so dass die letzteren einen genauer abgegrenzten Weg verfolgen oder eine bessere Trennung ergeben, da verklumpte Teilchen, die aus zwei Perlen mit nahezu demselben Durchmesser bestehen, sich, nicht mehr um ihre gemeinsame Achse drehen, sondern gezwungen werden, in diesen Rillen 23 liegen zu bleiben. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Rillen pro Zentimeter Breite des Endlosbandes fünf bis zwölf. Wahlweise kann an den Kanten des Endlosbandes auch ein Damm angebracht werden, um Teilchen aufzuhalten, die sonst seitlich herunterrollen könnten.

Aus der vorstehenden Beschreibung kann entnommen werden, dass die Erfindung eine ausgezeichnete und einfache Lösung zum Abtrennen unerwünschter, verklumpter Perlen aus einer Perlenmischung darstellt, und da sich einige Bedingungen bei der Durchführung des Verfahrens variieren lassen, ist die Erfindung nicht auf die Behandlung einer Mischung aus Glasperlen für die Xerographie beschränkt; die vorstehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen dient nur als Verdeutlichung.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Trennen einer Mischung aus praktisch kugelförmigen und nicht kugelförmigen Körpern oder einer Mischung von Körpern, von denen ein Teil der Kugelgestalt näher kommt

als ein anderer Teil, in Fraktionen von Körpern mit unterschiedlichen EoI!eigenschaften, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Körper auf eine Unterlagefläche oder -flächen aufgebracht werden, die gegenüber der Waagerechten geneigt ist oder sind und die längs der Neigungslinie mit einer Geschwindigkeit aufwärtsbewegt wird oder werden, die niedriger ist als die Geschwindigkeit,mit der die am leichtesten rollenden Körper unter der Wirkung des Eigengewichts auf dieser oder diesen Unterlageflächen herunterrollen, jedoch höher als die Geschwindigkeit, mit der die am wenigsten leicht rollenden Körper auf dieser oder diesen Flächen herunterrollen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage durch einen endlosen, umlaufenden Förderer dargestellt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage so geformt ist, dass sie Rillen oder Kanäle aufweist, in denen die am leichtesten rollenden Körper entlangrollen können.

4-. Verfahren nach sämtlichen vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper mit einer hin- und hergehenden Bewegung aufgegeben werden, die eine senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fläche oder Flächen verlaufende Komponente hat.

5· Verfahren nach sämtlichen vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mischung ein Gemisch aus praktisch kugelförmigen und nicht kugelförmigen, beschichteten Glasperlen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, dass diese beschichteten Glasperlen einen Durchmesser zwischen 200 und 800 Mikron haben.

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7- Vorrichtung zur Benutzung beim Trennen eines Gemisches von Körpern mit unterschiedlichen Rolleigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Unterlage, die eine oder mehrere Flächen aufweist, auf die die Mischung von Körpern aufgebracht v/erden kann und welche gegenüber der Waagerechten geneigt ist oder sind, und aus Einrichtungen zur Aufwärtsbewegung dieser Unterlage längs der Linie dieser Neigung besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage aus einem Endlosförderer besteht und Einrichtungen zum fortwährenden Drehen des Förderers vorhanden sind, um diese Aufwärt st ei.egung des oberen Abschnitts dieses Förderers zu veranlassen.

9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Unterlage Rillen oder Kanäle aufweist, in denen Körper geeigneter Gestalt und mit geeigneten Abmessungen entlangrollen können.

10.Vorrichtung zum Trennen kugelförmiger von nicht kugelförmigen Körpern, die besteht aus :

a) einer sich in Aufwärtsrichtungen bewegenden Fördereroberfläche,

b) einem sich quer zu dieser Fördererfläche erstreckenden Aufgabetrichter,

c) Einrichtungen zum Einfüllen dieser Perlen in diesen Aufgabetrichter,

d) Einrichtungen zum Antreiben dieser Fördereroberfläche mit einer Geschwindigkeit, die niedriger ist als diejenige Geschwindigkeit, mit der die kugelförmigen Körper unter ihrem eigenen Gewicht gegenüber dieser Förderoberfläche abwärtsrollen, die jedoch höher ist als diejenige Geschwindigkeit, mit der die nicht kugelförmigen Körper gegenüber dieser Fördereroberfläche abwärtsrollen, und

e) einem ersten Behälter zum Auffangen der kugelförmigen

. Körper und einem zweiten Behälter zum Auffangen der nicht kugelförmigen Körper.

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.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche dieser !Fördereroberfläche mit Verformungen versehen ist, um das gerade Abwärtsrollen der Körper zu begünstigen.

12.Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verformungen aus Rillen bestehen, die sich in Längsrichtung dieser !Fördereroberfläche erstrecken.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese Rillen einen rechteckigen Querschnitt haben.

14.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen einen dreieckigen Querschnitt haben.

15«Vorrichtung nach Ansprüche 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Rillen den der kugelförmigen Körper geringfügig überschreitet.

16.Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zentimeter Breite der !Fördereroberfläche zwischen fünf und zwölf Rillen vorhanden sind.

17-Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die !Fördereroberflache eine Aufwärtsneigung hat, die zwischen fünf und dreissig Grad liegt.

18.Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Einfüllen der Perlen in den Aufgabetrichter sich in Längsrichtung des Aufgabetrichters hin- und herbewegen.

19-Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die !Fördereroberflache aus einem Endlosband besteht.

20.Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Endlosband mit mindestens einem sich in Längsrichtung an der Kante des Endlosbandes entlang erstreckenden Damm versehen ist.

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