DE2363976B2

DE2363976B2 - Vorrichtung zur Rückgewinnung von Tragerflussigkeit eines elektrofotografischen Dispersionsentwicklers

Info

Publication number: DE2363976B2
Application number: DE2363976A
Authority: DE
Inventors: Hajime Katayama; Koichi Miyamoto; Shoji Yokohama Kanagawa Ohashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1980-02-14
Also published as: GB1460154A; AU6385673A; CA1030590A; FR2211687A1; FR2211687B1; DE2365783C3; DE2365783B2; DE2363976C3; DE2365783A1; DE2363976A1; US3890721A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In elektrofotografischen Kopiergeräten, die mit Flüssigentwicklung arbeiten, wird beim Fixieren die am Aufzeichnungsmaterial bzw. Bildempfangsmaterial anhaftende Trägerflüssigkeit des Entwicklers verdampft. Der erzeugte Trägerflüssigkeitsdampf wird häufig direkt aus dem Gerät in die Umgebung abgeführt. Die Trägerflüssigkeit stellt jedoch ein gesundheitsschädliches Petrollösungsmittel dar. Insbesondere dann, wenn das Kopiergerät innerhalb eines geschlossenen Raums aufgestellt ist, schadet der in großer Menge aus dem Gerät austretende Trägerflüssigkeitsdampf der Gesundheit der in dem Raum Arbeitenden, da die heute übliche Kopiergeschwindigkeit eine erhebliche Trägerflüssigkeitsdampfmenge je Zeiteinheit anfallen läßt.

Es sind daher Vorrichtungen für die Rückgewinnung verdampfter Trägerflüssigkeit entwickelt worden, die vermeiden sollen, daß der Trägerflüssigkeitsdampf in die Umgebung austritt. Beispielsweise ist in der DE-OS 26 309 eine Rückgewinnungsvorrichtung beschrieben, in die der frei werdende Dampf der Trägerflüssigkeit eingeleitet wird, wo er in Nebeltröpfchen umgewandelt und verflüssigt wird.

Eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung ist Gegenstand des älteren deutschen Patentes 19 66 591.

Untersuchungen haben ergeben, daß die Kopienqualität mit der Zeit sinkt, wenn die durch Kondensation nickgewonnene Trägerflüssigkeit dem Entwicklertank des Kopiergerätes wieder zugeführt wird, obwohl die keit durch entsprechende Tonerzugabe kompensiert wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart weiterzubilden, daß eine Beeinträchtigung der Entwicklung und damit der Kopienqualität durch rückgewonnene Trägerflüssigkeit vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß wird also die in dem Flüssigkeitssammelbehälter des Kondensators wiedergewonnene Flüssigkeit zunächst von darin enthaltenem Wasser befreit und erst dann zur Wiederverwendung in einen Tank gefüllt. Überraschend hat sich nämlich herausgestellt, daß der beim Fixieren entstehende Trägerflüssigkeitsdampf eine gewisse Menge Wasserdampf enthält, der aus der in den Kreislauf gelangenden Luft und dem Feuchtigkeitsgehall des Aufzeichnungs- bzw. Bildempfangsmaterials stammt. Dieser Dampf kondensiert ebenfalls im Kondensator und begründet einen Wassergehalt der gesammelten Flüssigkeit, so daß mit dem Zusatz dieser Flüssigkeit zur Entwicklerflüssigkeit Wasser in die Entwicklerflüssigkeit gelangt. Die Trägerflüssigkeit des Entwicklers muß jedoch isolierend sein und darf naturgemäß kein Wasser enthalten, das eine höhere Leitfähigkeit besitzt. Hieraus erklärt sich die festgestellte Kopienqualitätsminderung durch Zugabe der rückgewonnenen Flüssigkeit zur Entwicklerflüssigkeit, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wirksam vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Kopiergerätes,

F i g. 2 den als Trennbehälter ausgebildeten Flüssigkeitssammelbehälter mit einer ersten Ausführungsform der Flüssigkeitspegel-Detektoreinrichtung sowie die Entwicklungseinrichtung des Kopiergerätes,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Flüssigkeitspegel-Detektoreinrichtung in dem Sammelbehälter und der Entwicklungseinrichtung gemäß F i g. 2,

Fig.4 die elektrische Schaltung der Vorrichtung gemäß der Ausführung nach F i g. 2,

Fig. 5 das Schaltbild einer Flüssigkeitspegel-Detektoreinrichtung, für die abgetrennte Trägerflüssigkeit.
In dem in F i g. 1 gezeigten Kopiergerät wird auf einer Aufzeichnungstrommel ein der zu kopierenden Vorlage entsprechendes Ladungsbild erzeugt und mit Hilfe von Entwicklerflüssigkeit entwickelt. Das entwickelte Bild wird anschließend auf ein Bildempfangspapierblatt 5 übertragen. Dieses wird dann in eine Trocken- und Fixierkammer 1 durch eine Einlaßöffnung 2 geführt und durch eine Auslaßöffnung 3 auf einen Tisch 4 aus der Kammer ausgetragen. Die Trocken- und Fixierkammer 1 ist soweit als möglich hermetisch abgedichtet, wobei ihre Einlaßöffnung 2 und ihre Auslaßöffnung 3 durch Walzen 5i,52 und 6i, 62 dichtend abgeschlossen sind.

Wenn das Papierblatt S in die Trocken- und Fixierkammer 1 durch deren Einlaßöffnung 2 eintritt, wird es in enger Berührung seiner Rückseite mit einer beheizten Platte 7, die einen Heizer enthält, vorwärts bewegt, während seine das Bild tragende Oberfläche für ein vorbereitendes Trocknen dem Luftstrom aus einer Leitung 8 ausgesetzt ist. Das Papierblatt 5 wird

hierdurch bedingte Verdünnung der Entwicklerflüssig- anschließend zwischen einer Heizwalze 9, die einen

Heizer enthält, und einer Druckwalze 10 hindurchgeführt, so daß es getrocknet und fixiert wird, indem die Trägerflüssigkeit vollständig verdampft

In dem zweiten Halbabschnitt der Trocken- und Fixierkammer 1 ist eine Ansaugöffnung 11 vorgesehen, durch die die heiße Luft mit dem Trägerflüssigkeitsdampf in eine Rückgewinnungsvorrichtung 13 geführt wird, die in einem Abschnitt des Untergestells 1? des Kopiergeräts untergebracht ist Die auf diese Weise in die Rückgiwinnungsvorrichtung 13 geführte Luft wird dann durch einen Kondensator 14 und einen Nebelsammler 15 geführt und in ein Gebläse 16 gesaugt Die Luft wird von dem Gebläse 16 weitergefördert und gelangt über eine Leitung 17 und einen Wärmetauscher 14i in die Leitung 8, durch die die Luft wieder in die Trocken- und Fixierkammer 1 geblasen wird. Es ist somit ein Kreislauf vorgesehen.

Ein Teil der Luft wird durch einen Abzweig der Leitung 17 in eine Kühlkammer 18, beispielsweise eine Kühlmaschine, geführt und dann durch eine Auslaßöffnung 19 ausgeblasen.

Die in dem Kondensator 14 und dem Nebelsammler 15 gewonnene Trägerflüssigkeit wird über eine Austrittsöffnung 27 in einem Sammelbehälter 28 gesammelt, von dem aus die Trägerflüssigkeit der Entwicklungseinrichtung zur Wiederverwendung zugeführt wird.

Andererseits wird der Luftstrom A 3', der von dem Luftstrom Λ 3 in der Leitung 17 abgezweigt wird, in der Kühlkammer 18 um ein extremes Maß weiter abgekehlt, so daß praktisch alle verdampfte Trägerflüssigkeit dieses Luftstroms verflüssigt wird, worauf die Luft dann in die Atmosphäre geblasen wird. Diese mit A 5 bezeichnete Austrittsluft ist von kleinem Betrag und praktisch sauber, so daß sie keine gesundheitliche Schädigung begründen kann. Die Trägerflüssigkeit, die von der Kondensation in der Kühlkammer 18 herrührt, wird in einem Behälter 29 gesammelt; sie trägt jedoch einen geringen Gehalt an Wasser aus der Luft, was aus dem Kondensationseffekt in der Kühlkammer resultiert, und kann nicht direkt wiederverwendet werden. Vielmehr muß sie vor ihrer Wiederverwendung regeneriert werden.

Die in einem elektrofotografischen Kopiergerät mit Flüssigentwicklung verwendete Trägerflüssigkeit ist ein Petrol-Lösungsmittel, dessen Hauptkomponente Isoparaffin ist, das ursprünglich einen niedrigen UnSättigungsgrad besitzt und geruchlos ist. Wenn die Trägerflüssigkeit in der Fixierstation nach der Entwicklung oder nach der Bildübertragung erhitzt und verdampft wird und anschließend durch Kühlen und Kondensieren des Isoparaffindampfes wiedergewonnen wird, wird die Polymerisationskette des Kohlenwasserstoffs unter dem Einfluß des thermischen Krackens od. dgl. gespalten, was in bekannter Weise den UnSättigungsgrad des Isoparaffins erhöht. Darüber hinaus kann die so rückgewonnene Trrgerflüssigkeit andere, von dem thermischen Kracken der die Entwicklerflüssigkeit bildenden Bestandteile herrührende Bestandteile enthalten, wobei angenommen wird, eo daß der von der rückgewonnenen Trägerflüssigkeit ausgehende Geruch der Kombination dieser verschiedenen Bestandteile zugeschrieben werden kann, obgleich die wahre Ursache bisher noch nicht genau gefunden worden ist.

Untersuchungen an Verfahren zum Geruchlosmachen und Reinigen der ruckgewonnenen Trägerflüssigkeit haben "ezei^t, daß der oben erwähnt? unangenehme Geruch nahezu vollständig beseitigt werden kann, indem die Trägerflüssigkeit durch ein Adsorptionsmittel, beispielsweise Aktivkohle, Silikagel, aktives Aluminiumoxyd, Aktivmagnesium, saurer Ton, Bentonit, Diatomit Kaliumcarbonat Titanoxyd od. dgl. geführt wird.

Demgemäß wird eine wiederholte Benützung der Trägerflüssigkeit dadurch ermöglicht, daß eines der oben aufgezählten Adsorptionsmittel als in F i g. 1 mit A bezeichnetes Adsorptionsmittel verwendet wird, so daß die beim Arbeiten des Kondensators und des Nebelsammlers anfallende Trägerflüssigkeit das Adsorptionsmittel A passiert

Die auf oben beschriebene Weise rückgewonnene Trägerflüssigkeit ist somit geruchlos gemacht und steht der Wiederverwendung zur Verfugung.

F i g. 2 zeigt die Details des Sammelbehälters 28. Der Sammelbehälter 28 zur Wiedergewinnung des aus der Entwicklerflüssigkeit erzeugten Trägerflüssigkeitsdampfes und zur Speicherung der so rückgewonnenen Trägerflüssigkeit besitzt eine erste Zwischenwand 28, und eine zweite Zwischenwand 282, die der Trennung der wiedergewonnenen Trägerflüssigkeit dienen, bis diese einen vorbestimmten Flüssigkeitspegel erreicht. In der ersten Kammer (auf der rechten Seite) ist die rückgewonnene Trägerfiüssigkeit mit Wasser und anderen Verunreinigungen gemischt wobei die Mischung durch den Einlaß 27 in den Sammelbehälter 28 tropft. Die erste Zwischenwand 28j soll die Mischung aus Trägerflüssigkeit und Wasser daran hindern, direkt über die Oberfläche der rückgewonnenen Flüssigkeit über die zweite Zwischenwand hinaus zu gelangen, zu welchem Zweck der untere Rand 28_]a der Zwischenwand auf einem Niveau liegt, das niedriger ist als der obere Rand 282a der zweiten Zwischenwand. Die Mischung aus Trägerflüssigkeit und Wasser wird zuerst in der ersten Kammer gespeichert, wo die Mischung im Laufe der Zeit infolge der Differenz in den spezifischen Gewichten (wenn es sich bei der Trägerflüssigkeit beispielsweise um Isoparaffin handelt, beträgt das Verhältnis der spezifischen Gewichte zwischen der Trägerflüssigkeit und Wasser 0,75 : 1) vollständig in eine obere Schicht aus Trägerflüssigkeit 41 und eine untere Schicht aus Wasser 42 zerlegt wird. Die den Entwickler bildende Trägerflüssigkeit muß naturgemäß isolierend sein und sollte daher nicht mit Wasser gemischt sein. Aus diesem Grunde werden die Trägerflüssigkeit und das Wasser in der ersten Kammer vollständig voneinander gelrennt, wobei anschließend, wenn der Flüssigkeitspegel einen vorbestimmten Wert überschreitet, nur die die obere Schicht bildende Trägerflüssigkeit zum Überfließen über den oberen Rand 282., der zweiten Zwischenwand 282 und Sammeln in der zweiten Kammer (auf der linken Seite) veranlaßt wird. Die auf diese Weise in der zweiten Kammer gesammelte Trägerflüssigkeit wird mit Hilfe einer von einem Motor 29 über eine Welle 30 angetriebenen Pumpe 31 durch eine Leitung 32 in einen Entwicklertank D zurückgeführt, der den Entwicklerspeicherbehälter der Entwicklungseinrichtung darstellt, so daß die Trägerflüssigkeit zur Wiederverwendung bereitsteht Die rückgewonnene Trägerflüssigkeit enthält jedoch keiner· Entwickler, so daß es nötig ist, der gespeicherten Flüssigkeit einen geeignet konzentrierten Entwickler zuzusetzen und die Konzentration der Entwicklerflüssigkeit mit Hilfe einer Tonerkonzentrationsregeleinrichtung od. dgl. zu steuern.

innerhalb des S^iirri

eine Flüssigkeitspegel-Detektoreinrichtung in der ersten und der zweiten Kammer vorgesehen. Insbesondere das in der ersten Kammer gesammelte Wasser darf die zweite Zwischenwand 282 nicht überströmen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, den Flüssigkeitspegel der unteren Wasserschicht zu erfassen, wenn diese einen vorgegebenen Wert überschreitet, und das überschüssige Wasser zu entfernen. Eine derartige Detektoreinrichtung ist gemäß F i g. 2 so aufgebaut, daß sie den Pegel mit Hilfe der Differenz zwischen den Dielektrizitätskonstanten der Trägerflüssigkeit und Wasser erfaßt. Die Detektoreinrichtung besitzt zwei leitende Platten 35, die in geringem Abstand und einander gegenüber angeordnet sind, so daß eine Änderung der Kapazität dieses Kondensators festgestellt wird. Diese Schaltung ist in F i g. 4 gezeigt. Wenn das Wasser einen vorbestimmten Pegel überschreitet, wird ein elektrisches Signal zum öffnen eines elektromagnetischen Ventils Kl für eine vorgegebene Zeit erzeugt, so daß das Wasser in einen Behälter 36 unter dem Behälter 28 abströmen kann. Das elektromagnetische Ventil Vl bleibt so lange offen, bis eine ausreichende Menge Wasser 42 nach unten geströmt ist, worauf das Ventil wieder geschlossen wird. In der zweiten Kammer ist eine Pegel-Detektoreinrichtung zur Steuerung des Trägerflüssigkeitspegels innerhalb eines vorgegebenen Bereichs vorgesehen. Diese enthält einen Schwimmer 33, einen von diesem betätigten Betätigungshebel 34 und Mikroschalter MS1 und MS2, die durch den Betätigungshebel 34 betätigt werden. Der Mikroschalter MSi erfaßt die obere Grenze des Flüssigkeitspegels, während der Mikroschalter MS2 dessen untere Grenze feststellt. Der Arbeitsstromkreis ist in F i g. 5 gezeigt. Wie daraus deutlich wird, ist der Mikroschalter MS2 ein normalerweise geschlossener Schalter. Wenn der Schwimmer 33 angehoben wird und dadurch den Betätigungshebel 34 aus dem Eingriff mit dem Mikroschalter MS2 bringt, wird dieser geschlossen. Wenn der Flüssigkeitspegel weiter ansteigt, so daß der Mikroschalter MSi geschlossen wird, wird ein Relais RL-A erregt, dessen Kontakt a-i schließt und den Motor 29 einschaltet, der seinerseits die Pumpe 31 antreibt, so daß die Trägerflüssigkeit in den Entwicklertank D gepumpt wird. Wenn diese Bedingung unverändert aufrechterhalten würde, würde der Mikroschalter MSl unmittelbar darauf wieder geöffnet werden und ein Heraufpumpen der Trägerflüssigkeit 41 praktisch verhindern. Um dies zu vermeiden, wird das Relais RL-A mit Hilfe seines Kontakts a-2 gehalten, so daß der Motor unabhängig von dem öffnen des Mikroschalters MSI eingeschaltet bleibt; der Motor 29 wird so lange nicht abgeschaltet, bis der Mikroschalter MS 2 zum Feststellen der unteren Grenze des Flüssigkeitspegels geöffnet wird, worauf der Pumpbetrieb beendet wird.

Fig.3 zeigt eine Flüssigkeitspegel-Detektoreinrichtung zum Feststellen des Flüssigkeitspegels der unteren Wasserschicht innerhalb der ersten Kammer durch Verwendung eines Schwimmers 40 und eines Mikroschalters MS3. Diese Einrichtung nützt die Differenz im spezifischen Gewicht zwischen den beiden Flüssigkeitsschichten (0,75:1), wobei der Schwimmer 40 in der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten angeordnet ist. Wenn der Schwimmer 40 einen vorgegebenen Pegel überschreitet, betätigt er den Schalter MS3, so daß das elektromagnetische Ventil Vl geöffnet wird und das Wasser der unteren Schicht in den darunterliegenden Behälter 36 abströmen kann.

Bei dieser Ausführung ist der Entwicklertank Dferner mit einem Mikroschalter MS4 zum Feststellen des Flüssigkeitspegels, einem Schwimmer 37 und einem Betätigungshebel 38 ausgestattet. In der zweiten Kammer des Sammelbehälters 28 ist eine große Menge Trägerflüssigkeit vorgespeichert, wobei die von der Rückgewinnungsvorrichtung rückgewonnene Trägerflüssigkeit veranlaßt wird, die erste Kammer zu überfließen und sich mit der vorgespeicherten Trägerflüssigkeit in der zweiten Kammer zu vermengen. Beim Ansprechen der Flüssigkeitspegel-Detektoreinrichtung des Entwicklertanks D wird die Pumpe 31 betätigt, die die Trägerflüssigkeit von der zweiten Kammer dem Entwicklertank zuführt. Die in der zweiten Kammer vorgespeicherte Flüssigkeit ist nicht auf Trägerflüssigkeit beschränkt; es kann sich vielmehr um Entwickler handeln, mit dem die rückgewonnene Trägerflüssigkeit gemischt wird, so daß eine derartige Mischung zur Entwicklungseinrichtung gefördert wird.

Nachstehend wird die elektrische Schaltung gemäß F i g. 4 erläutert. Sie enthält eine Grundabstimm-Oszillatorschaltung 51, eine Spannungsverdoppelungsdetektorschaltung 52, eine Detektorausgangsverstärkerschaltung und eine Thyristortriggerschaltung 53, die die Abstimmfrequenz der Detektorschaltung in Übereinstimmung mit der Änderung der Kapazität eines Kondensators Cx variiert. Wenn der Raum zwischen den Elektroden des Kondensators Cx mit Wasser gefüllt ist, ist die Kapazität des Kondensators Cx größer als wenn der Raum mit Luft oder Isoparaffin gefüllt ist, so daß die Abstimmfrequenz auf diese Weise verringert wird. Die Ausgangsspannung der Detektorschaltung kann größer sein, da die Abstimmfrequenz /j näher bei der Frequenz /"2 der Oszillatorschaltung liegt, was zum Feststellen des Pegels ausgenützt wird. Genauer gesagt, wenn die Oszillationsfrequenz in der Oszillatorschaltung 51 gleich f₀ ist, hat die Abstimmfrequenz /i des Transformators Ti einen Wert, daß /i == /i> gilt, wenn der Kondensator Cx mit Wasser gefüllt ist, wobei die Ausgangsspannungen Ei und Er durch einen veränderbaren Widerstand VR so geregelt werden, daß sie der Beziehung Ei> Er genügen, und in dem Verstärker H die Ausgangsspannung Eo erzeugt wird. Diese ist so geregelt, daß sie einen ausreichenden Wert annimmt, um den Thyristor SCR zu triggern. Wenn der Thyristor SCR getriggert wird, wird das Element K erregt und

so schließt die Kontakte K 1 und K 2, wodurch der Motor 29 eingeschaltet wird, während der Mikroschalter MS 2 geschlossen ist. Darüber hinaus wird der das Ventil betätigende Solenoid SL erregt und öffnet das Ventil. Indem der Motor 29 rotiert und den Nocken cam-i veranlaßt, den Mikroschalter MS1 zu öffnen, wird der Thyristor SCR gesperrt, so daß das Element K entregt wird und die Kontakte Ki und K 2 öffnet und der Solenoid SL entregt wird und das Ventil schließt Unabhängig vom öffnen des Kontakts K i setzt der Motor 29 seine Drehung fort, da der Mikroschalter MS2 geschlossen ist; wenn jedoch der Nocken cam-2 den Mikroschalter MS2 betätigt, wird dieser Schalter geöffnet und schaltet den Motor 29 zur Vorbereitung auf eine nachfolgende Operation ab.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von Trägerflüssigkeit eines elektrofotografischen Dispersionsentwicklers, die beim Durchlaufen eines ein naßentwickeltes Tonerbild tragenden Materials durch eine beheizte und weitgehend abgedichtete Trocken- und Fixiereinrichtung verdampft, mit einem geschlossenen Kreislauf für die den Trägerflüssigkeitsdampf enthaltende Luft aus der Trocken- und Fixiereinrichtung, einem Kondensator mit einem Fiüssigkeitssammelbehälter und einer Umwälzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitssammelbehälter (28) des Kondensators (14) als Trennbehälter ausgebildet ist und eine Auslaßeinrichtung (V\) zum Ablassen des ein gegenüber der Trägerflüssigkeit höheres spezifisches Gewicht aufweisenden abgetrennten Wasserbestandteiles (42) des Kondensates sowie eine Einrichtung (29 bis 32) zur Rückführung des Trägerflüssigkeitsbestandteiles (41) des Kondensates in einen Tank (D) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kondensierte Flüssigkeit durch ein Absorptionsmittel (A) zu dem Flüssigkeitssammelbehälter (28) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtung (Vi) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Detektoreinrichtung (35; 40, MS 3) zum Feststellen der im Flüssigkeitssammelbehälter (28) enthaltenen Wassermenge betätigt ist.