DE2459157C3 - Tonerrückgewinnungseinrichtung - Google Patents

Description

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__β» _π «uuuuKwruu Haltung nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb ³S des Sumpfteils (25) im Entwicklergehäuse (21) eine mit Entwicklergemisch (22) gefüllte Filterkammer (34) angeordnet ist, die aus zwei in etwa parallelen, Siebwänden (31, 32) gebildet ist und der über eine Leitung (36) ein Teil des nicht zur Bildentwicklung direkt benötigten Entwicklergemischs (22) von oben zugeführt wird und die am unteren Ende über eine weitere Leitung (38) mit dem Sumpfteil (25) des Gehäuses (21) in Verbindung steht, und vor der die Saugleitung mündet, so daß die Siebwände (31, 32) im wesentlichen senkrecht vom Saugluftstrom (58) durchsetzt werden.

3. Tonerrückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am unte- *° ren Ende der Filterkammer (34) ein Pol Üonierer (40,42,44) angeordnet ist, der die von der Filterkammer (34) dem Sumpfteil (25) wieder zugeführte Menge an Entwicklergemisch (22) und damit den Durchfluß durch die Filterkammer (34) reguliert.

4. Tonerrückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Portionierer aus einer drehbaren Welle (40, 42) mit einer Ausnehmung (44) besteht. 5°

5. Tonerrückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Portionierer (40, 42, 44) synchron mit der Arbeitsweise des elektrophotographischen Gerätes betätigbar ist. 55

6. Tonerrückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (76) im Sumpfteil (71) des Entwicklergehäuses (70) unterhalb des Entwicklerniveaus angeschlossen und durch eine Siebwand (74) ge- ^6o gen das Entwicklergemisch (22) abgeschlossen ist, wobei die Siebwand (74) derart schräg geneigt angeordnet ist, daß Trägerteilchen (23) des Entwicklergemisches (22) auf Grund der Schwerkraft nicht andauernd auf der Siebwand (74) aufliegen 65 bleiben.

7. Tonerrückgewinnungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn- Die Erfindung betrifft eine Rückgewinnungseinrichtung für Tonerteilchen aus einem Luftstrom in einem elektrophotographischen Gerät, welches eine Entwicklervorrichtung in einem Geh?— —^J " Saugpumpe mit einer in das Gehäus Saugleitung zur Erzeugung von UnterurucK in Gehäuse enthält, wobei sich in dem Gehäuse ein aus relativ großen Trägerteilchen und relativ kleinen Tonerteilchen gebildetes Entwicklergemisch für die Entwicklung eines sichtbaren Tonerbildes auf einem Photoleiter befindet.

In den allgemein bekannten elektrophotographischen Geräten, bei denen ein latentes elektrostatisches Ladungsbild durch ein Gemisch aus Trägerteilchen und Tonerteilchen dadurch entwickelt wird, daß die Tonerteilchen von den Trägerteilchen abgezogen und auf das latente Ladungsbild angezogen werden, besteht ein ernstes Problem darin, daß Tonerteilchen sich mit dem bewegten Photoleiter aus der Entwicklungsstation entfernen und in das Gehäuse des Kopiergerätes mit hinein kommen. Durch diese Tonerteilchen tritt oft eine erhebliche und sehr nachteilige Verschmutzung des Gerätes auf, die zu ernsten Schäden führen kann. Dadurch ist eine andauernde zuverlässige Arbeitsweise eines solchen Gerätes stark gefährdet. Ein zweites Problem besteht, darin, daß nach Übertragung des Tonerbildes auf einen Kopienträger auf dem Photoleiter normalerweise Tonerrestbilder übrigbleiben. Diese Tonerrestbilder werden üblicherweise in einer Reinigungsstation, meist durch eine rotierende Bürste, von dem Photoleiter entfernt. Die auf der Bürste selbst befindlichen Tonerteilchen werden von dieser wieder entfernt und in ein Fasermaterialfilter abgesaugt und dort abgelagert. Wenn dieses Filter mit Tonerteilchen gesättigt ist, wird er üblicherweise weggeschmissen und durch einen neuen Filter ersetzt. Damit ist eine Rückgewinnung des in dem Absaugluftstrom befindlichen Toners nicht möglich. Es wurden auch schon Vorschläge gemacht, wie man diesen Toner bei der Reinigungsstation wiederum sammelt und mit Hilfe von Fördervorrichtungen wiederum dem Entwicklergemisch in der Entwicklerstation zuführt.

Aus der DT-OS 2 050 789 ist eine Vorrichtung zum Verhindern des Austritts von trockenem Entwickler aus einem vorgegebenen Raum, beispielsweise der Entwicklungs- oder Reinigungsstation eines elektrophotographischen Kopiergerätes bekannt. Um das Austreten von Entwicklermaterial aus dem Entwicklergehäuse zu vermeiden, ist dazu eine Saugpumpe vorgesehen, deren Saugleitung in das Entwicklergehäuse mündet und im Entwicklergehäuse einen gewissen Unterdruck zum Absaugen des Entwicklers erzeugt. Der Entwickler, der die relativ großen

Trägerteilchen und die relativ kleinen Tonerteilchen Fig. 3 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer enthält, wird durch die Absaugleitung abgeführt und alternativen Ausführungsionn der Erfindung,
vor der Säugpumpe ist ein Abscheider für das Ent- Fig. 1 zeigt schematisch ein elektrophotographiwicklungsgemisch angeordnet, um dieses in einem sches Kopiergerät 10, das eine Trommel 11 mit einer Sammelbehälter aufzufangen. Eventuell im Luftstrom 5 photoleitfähigen Schicht 12 trägt, die für die Bewenoch verbliebene Entwicklerteüchen, in <ter Hauptsa- gung nacheinander an einer Koronaladestation 13, an ehe wohl Tonerteilchen ohne Trägerpartikel, werden einer optischen, bildmäßig entladenden Station 14, anschließend in einem Filter zurückgehalten. Wenn vorbei zu einer Entwicklungsstation 20 bewegt wird, der Filter voll ist, wird er gegen einen neuen Filter bei der ein Tonerbild erzeugt wird, vorbei an einer ausgetauscht. Das in dem Filter, weiches vorzugsweise 10 Übertragungsstation 15, und schließlich hin zu einer aus einer elektrostatischen Filterschicht mit lamirüer- Restbild-Reinigungsstation 60 geführt wird. Der ten Faserschichten aufgebaut ist, zurückgehaltene To- größte Teil des bei der Entwicklungsstation 20 ernermaterial kann nicht wieder verwendet werden und zeugten Tonerbildes 16 wird bei der Übertragungsstaist somit für den weiteren Gebrauch verloren. Mit die- tion 15 auf ein Kopienblatt 17 übertragen. Es bleibt ser bekannten Vorrichtung ist es demnach nicht mög- »5 jedoch immer ein Resttonerbild 18 auf der photoleitlich, den im Absaugluftstrom enthaltenen Toner zu- fähigen Fläche 12 übrig und muß vor Erstellung eines rückzugewinnen und ihn einer Wiedergewinnung anderen, verschiedenen Bildes entfernt werden. Die zuführen zu können. dargestellte Entwicklungsstation 20 benutzt eine Ma-

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gnetbürste 20a, um Entwicklergemisch 22 in aktiven

Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, 20 Entwicklungskontakt mit dem elektrostatisch latenten

mit der die Wiedergewinnung von Toner aus einem Bild auf dem Photoleiter 12 zu bringen. Das Entwick-

Luftstrom auf einfache und zuverlässige Weise ge- lergemisch 22 enthält relativ große Trägerteilchen 23

währleisiet ist. und im Vergleich dazu relativ kleine Tonerteilchen

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer 24, deren triboelektrische Eigenschaft derart sind, daß Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch ge- 35 bei gegenseitigem Kontakt eine wesentliche Ladung löst, daß die Mündung der Saugleitung derart ange- zwischen diesen Teilchen erzeugt wild. Auf Grund bracht ist, daß der Toner enthaltende Luftstrom durch dieser Ladung in entgegengesetzter Polarität bleiben einen Teil des Entwicklergemisches hindurchgesaugt die Tonerteilchen auf den Trägerteilchen haften. Dawird und daß die Saugleitung durch die Trägerteilchen bei spielt es im Hinblick auf die Rückgewinnungseinzurückhaltende, für Tonerteilchen durchlässige Sieb- 30 richtung keine Rolle, ob die Trägerteilchen positiv wände gegen das Innere des Gehäuses abgeschlossen oder negativ geladen werden und die Tonerteilchen ist. entsprechend umgekehrt.

Durch diese Lösung wird in vorteilhafter Weise das Die Entwicklungsstation 20 enthält ein Gehäuse Entwicklergemisch selbst als Filtermaterial zur Rück- 21, das derart gestaltet ist, um im unteren Teil einen gewinnung des Toners aus dem Luftstrom benutzt, der 35 Sumpf teil 25 zu bilden, in dem der größte Teil des Toner damit gleichzeitig zur Wiederverwendung di- Entwicklermaterials 22 aufgewahrt wird. Der Sumpf rekt dem in der Maschine arbeitenden Entwicklerge- teil 25 enthält vorzugsweise eine oder mehrere Mischmisch wieder zugeführt und ein Austreten von Toner- vorrichtungen, wie beispielsweise einen Schneckenteilchen aus dem Entwicklergehäuse nach außen förderer 26, um eine gleichmäßige Durchmischung vermieden. Die Zurückhältung der Tonerteilchen 40 und gegenseitige Aufladung der Komponenten des durch die Trägerteilchen erfolgt auf Grund der be- Entwicklermaterials 22 aufrechtzuerhalten. Innerhalb kannten triboelektrischen Eigenschaften, die bei der des Entwicklergehäuses 21 ist ein Becherförderwerk gegenseitigen Berührung dieser Teilchen auftreten 27 angeordnet, um Entwicklermaterial 22 vom und eine Anziehungskraft zwischen Toner- und Sumpfteil 25 zu einem oberen Vorratsbehälter 28 an-Trägerteilchen erzeugen. Selbstverständlich ist die 45 zuheben, von dem es der Magnetbürste 20a zugeführt Stärke des Luftstromes so zu wählen, daß keine wird. Von der Magnetbürste 20a gelangt dann das Tonerteilchen von den Trägerteilchen abgerissen Entwicklergemisch, vermindert um die auf dem Phowerden. toleiter 12 angelagerten Tonerteilchen, wiederum zu-

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die üblicherweise rück zum Sumpfteil 25, und zwar auf Grund der

vorhandene Reinigungsstation über eine Leitung mit so Schwerkraft. Im Sumpfteil 25 werden die Trägerteii-

dem Gehäuse der Entwicklungsstation verbunden ist, chen auf Grund der Durchmischung wiederum mit

so daß der Saugluftstrom der Reinigungsstation in Tonerteilchen angereichert.

dem Entwicklergehäuse wiederum von Toner gerei- Am Entwicklergehäuse 21 ist noch eine Tonerzu-

nigt wird, so daß der Resttoner sofort wieder dem führungseinrichtung 29 angebracht, um den durch die

Entwicklergemisch zugeführt werden kann. 55 Kopien verbrauchten Toner wieder zu ersetzen, so daß

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Modifi- das Entwicklergemisch im Sumpfteil 25 die richtige

kationen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in Tonerkonzentration behält. Die bislang beschriebene

den Unteransprüchen enthalten. Einrichtung und Technik ist von allgemein bekannter

An Hand der nachtolgenden Beschreibung und den Natur auf dem Gebiet der elektrophotographischen

Zeichnungen ist Aufbau und Wirkungsweise der er- 60 Technik.

findungsgemaßen Einrichtung näher erläutert. Die Gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender

Figuren zeigen im einzelnen. Erfindung , das in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist,

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines ist eine Filtervorrichtung 30 vorgesehen, die in einem

Kopiergerätes mit der erfindungsgemäß gestalteten Luftstrom enthaltene Tonerteilchen ausfiltert. Diese

Rückgewinnungseinrichtung für Tonerteilchen, «5 Filtereinrichtung 30 ist vorzugsweise als ein Teil des

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Entwicklergehäuses 21 gestaltet. Sie enthält zwei ver-

in Fig. 1 gezeigten Gerätes und zwar entlang der Linie tikal in gewissem Abstand und in etwa parallel ange-

TT-II und ordnete poröse Siebwände 31 und 32, um einen FiI-

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terraum 34 zu bilden, in dem ein Teil des Entwicklermaterials 22 enthalten ist. Die Filterkammer 34 ist vertikal oberhalb des Sumpfteiles 25 und unterhalb des oberen Vorratsbehälters 28 angeordnet. Die porösen Siebwände 31 und 32 beinhalten öffnungen, durch die Luft und Tonerteilchen 24 hindurchgelangen können, die aber wesentlich kleiner sind als die Trägerteilchen 23. Eine Zuführungsleitung 36 ist zwischen dem oberen Ende der Filterkammer 34 und dem oberen Vorratsbehälter 28 vorgesehen, um einen Teil des Entwicklermaterials, das durch das Becherförderwerk 27 in den oberen Vorratsbehälter 28 befördert wurde, in die Filterkammer 34 einzuleiten. Am unteren Ende der Filterkammer 34 ist ein Ausfluß 38 angebracht, der mit dem Sumpfteil 25 in Verbindung steht, um Entwicklermaterial aus der Filterkammer 34 dem Sumpfteil 25 wieder zuzuführen. Am unteren Teil der Filterkammer 34 ist ein Portionierer 40 vorgesehen, um den Materialfluß zu regulieren, einmal den Fluß durch die Filterkammer 34 und zum anderen damit gleichzeitig die Rückführung zum Sumpf teil 25. Eine Form dieses Positionierers ist durch eine Welle 42 realisiert, die mit den Wänden 31 und 32 der Filterkammer 34 dicht abschließt und eine Ausnehmung 44 enthält. Die Welle 42 wird langsam während der Drehung der Trommel 11 durch ein Schneckenrad 46 und ein entsprechendes Zahnrad 48 verdreht. Bei jeder Drehung der Welle 42 wird somit einmal das in die Ausnehmung 44 hineinpassende Entwicklermaterial dem Sumpfteil 25 zugeführt. Damit wird andererseits sichergestellt, daß immer eine gleiche Menge von Entwicklermaterial in das Zuführungsrohr 36 von oben wiederum in die Filterkammer 34 eintritt.

Um einen unteratmosphärischen Druck innerhalb des Entwicklergehäuses 21 aufrechtzuerhalten, ist die Unterdruckseite eines mit niedriger Geschwindigkeit angetriebenen Gebläses 50 über eine Saugleitung 52 mit dem Gehäuse 21 hinter der Filterkammer 34 verbunden. Es wird somit ein Pfad für den Luftstrom vom Inneren des Entwicklergehäuses 21, in dem aufgewirbelte Tonerpartikel 54 schweben, zur Saugleitung 52 aufgebaut, so daß Toner beladene Luft, die aus dem Entwicklergehäuse 21 oder von anderswoher stammt, durch die Filterkammer 34 hindurchgeführt wird, bevor die Luft durch das Gebläse 50 in die Atmosphäre austritt. Es ist möglich, daß hinter der Filterkammer 34 ein zusätzlicher Sicherheitsfilter 56 angebracht ist, um eventuell noch im Luftstrom enthaltene und durch das Filtermaterial, realisiert durch das Entwicklergemisch 22, nicht festgehaltene Tonerteilchen zurückzuhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß durch den unteratmosphärischen Druck innerhalb des Gehäuses 21 jede Luftbewegung durch Öffnungen des Gehäuses 21, beispielsweise insbesondere durch die, die neben dem Photoleiter 12 bestehen, nach ionen in das Gehäuse and nicht aus dem Gehäuse heraus gerichtet ist.

Seim Betrieb ist normalerweise das Entwicklermaterial 22 mit einer derartigen Tonerkonzentration versehen, die wesentlich geringer ist als die maximal mögliche, die das Trägermaterial 23 aufnehmen kann. Der Teil des EntwicMergemischs 22, der in die Filterkammer 34 eingeleitet ist, wird von dem mit Tonerteilchen beladenen Luftstrom 58 durchsetzt. Die im wesentlichen gleichförmige Dicke der Filterkammer 34 stellt sicher, daß ein im wesentlichen konstanter UOd vorhersehbarer Luftdruckabfall über das den Filter und das darin enthaltene Filtermaterial auftritt. Wenn die Tonerteilchen durch die Trägerteilchen 23 innerhalb der Fiiterkammer 34 eingefangen werden und somit die Trägerteilchen sich ihrer Sättigungs grenze nähern, wird das Filtermaterial nach und nach nach unten transportiert und gegebenenfalls in den Sumpfteil 25 eingeführt, so daß auf der anderen Seite weniger angereichertes Trägermaterial wiederum von oben der Filterkammer 34 zugeführt wird. Das nach

ίο unten aus der Filterkammer 34 austretende Entwicklermaterial 22, angereichert mit Tonerteilchen, 7,lrd mit dem übrigen Entwicklermaterial 22 im Sumpfteil 25 wiederum vermischt. Die vertikale Ausrichtung der Siebwände 31 und 32 verringert die Tendenz der Trä-

gerteilchen, an den öffnungen in den Siebwänden 31 und 32 hängen zu bleiben. Diese Tendenz kann durch leicht abgeschrägte Wandneigung, d.h. durch eine nach unten hin weiter werdende Filterkammer 34, noch mehr verringert werden.

^ao Das in Fig. 1 schematisch dargestellte elektrophotographische Gerät 10 enthält eine Reinigungsstation 60 mit einer Bürste 61 in einem Gehäuse 62. Die Bürste 61 löst die Teilchen des Resttonerbildes 18 von der photoleitfähigen Schicht 12 und die gelösten To-

^a5 nerteilchen werden von einer Abstreifschiene 64 von der Bürste gelöst und in einen Luftstrom eingeführt, der durch eine geeignete Unterdruckquelle gebildet wird. Durch eine Leitung 66 wird der Luftstrom von der Bürste 61 weg, angereichert mit Tonerteilchen

68, zu dem Entwicklergehäuse 21 hin abtransportiert. Dieses Absaugen erfolgt mit Hilfe der Unterdruckquelle 50. Der mit den Resttonerteilchen 68 angereicherte Luftstrom wird somit durch die Filterkammer 34 hindurchgeführt und durch

das darin enthaltene Entwicklermaterial 22 wird der mit der Luft mitgetragene Toner zurückgewonnen.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rückgewinnungseinrichtung

dargestellt. Es ist dabei nur der untere Teil eines Entwicklergehäuses 70 dargestellt. Dieses Gehäuse 70 trägt einen Teil des Entwicklermaterials 22 in einem Sumpfteil 71, ähnlich dem oben beschriebenen. Das Entwicklermaterial 22 wird an dem elektrostatischen Bild auf der photoleitfähigen Trommel (nicht dargestellt), durch ein Becherförderwerk 72 vorbei transportiert. Das Entwicklermaterial 22 im Sumpfteil 71 wird gemischt und neu aufgeladen durch einen Schneckenförderer 73. Eine poröse Siebwand 74 ist

so unterhalb des Pegels des Entwicklermaterials 22 im Sumpf teil 71 angebracht und steht in Kontakt mit dem Entwicklermaterial 22. Die Siebwand 74 ist derart schräg, senkrecht zur dargestellten Achse 75 angeordnet, daß Trägerteilchen 23 nicht durch Schwerkraft

auf der Siebwand 74 festgehalten werden und sieh demnach dort nicht anlagern können. Hinter der Siebwand 74 ist eine Saugleitung 76 angescMossen, äie zu einer nicht dargestellten geeigneten Unterdruck?' quelle führt, mn Lint aus dem Raum 77 öfeediaib <let <

«o Sumpf teiles 71 mit dem darin befindlichen Bnt*i^ lermaterial aus dem Gehäsue 70 and durch die Siefer

reicherte Luft durch das var der Siebwand;^'. befindliche Entwicklermaterial gefiltert wird. «5 Entwicklermaterial 22 in der Näle der Si

wird durch die Tätigkeit des Becherförderwerfe« 1 und den mischenden Schneckenförderer 73 Γ '" ierlich in Bewegung gehalten.

V 788

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Es sind zahlreiche Modifikationen dieser Rückgewinnungseinrichtung für in einem Luftstrom befindlichen Toner möglich, beispielsweise kann die Filterkammer 34, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Teil des Entwicklergehäuses 21 ist, separat

angeordnet und aufgebaut sein. In vorteilhafter wird mit der erfindungsgemäßen Einrichtung einfache und sichere Rückgewinnung des Tonei eine Sauberhaltung der Umgebung der Entwick station ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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