EP0371828A1 - Appareil pour séparer et récupérer des particules solides de révélateur transportées par un flux gazeux - Google Patents

Appareil pour séparer et récupérer des particules solides de révélateur transportées par un flux gazeux Download PDF

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EP0371828A1
EP0371828A1 EP19890402619 EP89402619A EP0371828A1 EP 0371828 A1 EP0371828 A1 EP 0371828A1 EP 19890402619 EP19890402619 EP 19890402619 EP 89402619 A EP89402619 A EP 89402619A EP 0371828 A1 EP0371828 A1 EP 0371828A1
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EP
European Patent Office
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particles
chamber
duct
gas flow
helical
Prior art date
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EP19890402619
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EP0371828B1 (fr
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André Brecy
Philippe Poinsot
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Bull SA
Original Assignee
Bull SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/181—Bulkheads or central bodies in the discharge opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/081—Shapes or dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/10—Collecting or recycling waste developer
    • G03G21/105—Arrangements for conveying toner waste

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for separating and recovering solid developer particles transported by a gas flow.
  • a device finds more particularly, although not exclusively, its application in non-impact printing machines in which developer particles, after having been deposited in excess on the recording medium equipping these machines, are removed from the surface of this support by means of a suction device and collected in a recovery box for recycling.
  • the non-impact printing machines that are used in information processing equipment are now well known. These machines include a recording medium, most often consisting of a rotating drum or an endless belt, on the surface of which it is possible to form, by electrostatic or magnetic means, sensitized zones, also called latent images, which correspond to the characters. or images to print. These latent images are then developed, that is to say made visible, using a powdery developer which, deposited on the recording medium, is only attracted by the sensitized areas thereof, thus forming a powder image on the surface of this support. After which, this recording medium is brought into contact with a sheet of paper in order to allow the developer particles constituting this powder image to be transferred onto this sheet to be definitively fixed there.
  • a recording medium most often consisting of a rotating drum or an endless belt, on the surface of which it is possible to form, by electrostatic or magnetic means, sensitized zones, also called latent images, which correspond to the characters. or images to print.
  • These latent images are then developed, that is to say made visible,
  • retouching devices capable of retouching by magnetic attraction or by blowing air have been produced
  • a retouching device has been produced, which has been described in United States patent No. 3,680,528 and which comprises a suction duct provided, on the one hand with a slot. or nozzle which extends close to the surface of the recording medium, on the other hand of an opening connected, by means of a pipe, to a suction turbine.
  • the air which is sucked in through the slit of the suction duct entrains the excess particles which are found on the parts of the recording medium situated directly above this slit.
  • the air which is thus charged with particles circulates in the pipeline, then, after passing through the turbine, is discharged towards an outlet duct at the end of which has been fixed a recovery bag made of an air permeable material .
  • the air which is forced back by the turbine can thus cross the bag and be rejected in the atmosphere, while the particles of developer which were transported by this air flow are stopped by the meshes of the bag and can thus be recovered for subsequently be replaced in the applicator device.
  • the air which passes through the suction turbine is necessarily loaded with developer particles, there is, in the long run, fouling of the turbine, which makes maintenance necessary. of this particularly expensive retouching device.
  • the present invention overcomes the drawbacks of the prior art and proposes an apparatus which, when mounted in a pneumatic circuit in which a gas flow carrying solid particles circulates, such as a circuit comprising a touch-up device used in a machine non-impact printer for example, allows to separate and recover practically all the particles of this gas flow.
  • the apparatus of the present invention includes a device similar to those which, designated by the name of cyclones, are usually used to purify an air flow laden with solid particles, before discharging this air into the atmosphere.
  • 1,096,003 and 1,130,411 each include , in general, a separation chamber provided at its upper part with an intake duct through which the air charged with particles arrives in the chamber and an exhaust duct through which the air who has been freed of his particles leaves this room.
  • This chamber is further provided, at its lower part, with an outlet orifice which communicates with a discharge conduit, of short length, opening into the open air, which allows the particles which have separated from the flow of air in the chamber and which are urged by gravity towards this discharge conduit, to leave the chamber by this conduit to fall into an unsealed container disposed below the discharge conduit.
  • the present invention relates more specifically to an apparatus for separating and recovering solid developer particles transported by a gas flow, this apparatus being characterized in that that he understands: - A separation chamber having an axis of revolution arranged practically vertically, this chamber being provided at its upper part, on the one hand with an intake duct arranged so as to create a vortex flow for a gas flow which, charged with solid developer particles, arrives in this chamber via this intake duct, on the other hand an exhaust duct arranged axially and extending inside this chamber to allow the evacuation of the gas flow which has been freed of its particles, this chamber being further provided, at its lower part, with an outlet orifice communicating with a discharge conduit closed at its lower end by a movable flap to form a particle recovery box, the particles of developer being, after having separated from said gas flow in this chamber, subjected to gravity by said pure discharge conduit finally falling into this box, - And a helical member disposed in said discharge conduit
  • the printing machine which has been shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a recording medium which is constituted, in the example described, by a magnetic drum 10.
  • This drum is mounted so as to be able to rotate around a horizontal axis 11
  • the rotation of this drum in the direction indicated by the arrow F, is ensured by an electric motor (not shown).
  • the recording of information on this drum is carried out by a magnetic recording member 12 comprising several heads arranged one next to the other and aligned parallel to the axis of rotation 11 of the drum.
  • Each of these heads generates, each time it is excited for a short time by an electric current, a variable magnetic field, which has the effect of creating magnetized zones 13, practically punctual, on the surface of the drum which passes in front the recording member 12, all of these areas constituting a latent magnetic image corresponding to an image to be printed.
  • These magnetized zones 13 then pass in front of an application device 14 which is arranged practically below the drum 10 and which makes it possible to apply to the surface of the drum particles of a powdery developer contained in a reservoir 15.
  • this developer consists of resin particles containing magnetic particles, these resin particles having a size of the order of twenty microns, this resin being capable of melting, when it is subjected to thermal radiation, and thus to be fixed on a paper on which it was deposited. It should however be noted that the nature of this developer is not specific to the invention and that, in the case of an electrostatic printer to which of course the invention applies, this developer could very well consist of a powder containing no magnetic particles.
  • any conventional application device can be used for applying the developer to the drum 10.
  • the application device 14 which is shown in FIG. 1 is of the type which has been described and shown in the aforementioned United States patent No. 4,246. 588.
  • the developer which adheres mainly to the magnetized zones 13, therefore forms deposits 16 of particles on the surface of the drum 10. These deposits 16 then pass in front of a retouching device 17 which has the role of removing the particles which have adhered elsewhere than on the magnetized zones 13, as well as the particles which are found in excess in these zones. After which, the developer particles which remain on the drum 10 are transferred, almost entirely, onto a sheet of paper 18 which is applied to the drum 10 by means of a pressure roller 19. The residual developer particles which, when this transfer is carried out, are still on the drum 10 and are then removed by means of a cleaning device 20, of known type, for example with a brush.
  • the magnetized zones which have passed in front of the cleaning device 20 pass in front of an erasing device 21 where they are then erased, which allows the portions of the drum 10 which have thus been demagnetized to be able to be magnetized again when they then appear before the recording organ 11.
  • the retouching device 17 which has been shown in FIG. 1 is of the type which has been incidentally described in the patent of the United States of America No. 4,233,382. Without going into all the details of the constitution of this device, it will be indicated that the retouching device which is represented in FIG. 1 comprises a nozzle or suction duct 22 having practically the shape of a straight prism and having, at the one of its ends, an air intake slot 23 which extends, near the surface of the drum 10, in a direction parallel to the axis of rotation 11 of this drum.
  • This suction duct 22 communicates, at its other end, with a chamber 24, of cylindrical shape, arranged in such a way that the generators of this chamber extend parallel to the direction of elongation of the intake slot of air 23.
  • This chamber is provided with a suction opening provided with a pipe 25, the latter allowing this chamber 24 to be connected to an apparatus for separating and recovering particles 26 which will be discussed later.
  • This device 26 is itself connected, by means of another pipe 27 provided with a filtering element 28, to a suction turbine 29. It is then understood that, when this turbine 29 is started, a vacuum is created inside the pneumatic device constituted by the retouching device 17, the pipe 25, the separation and recovery device 26, the pipe 27, the filter element 28 and the turbine 29. Consequently , the developer particles which have been deposited in excess on the surface of the drum 10 are entrained, when they pass in front of the slot 23 of the suction duct 22, by the air which is sucked in through this slot.
  • This air which is thus charged with developer particles, then forms an air flow which circulates successively in the suction duct 22, the chamber 24 and the pipe 25.
  • This air is rid of its particles when it passes through the device 26, then, practically purified when it leaves this device, then circulates in the pipe 27 before passing through the filtering element 28 and being finally discharged into the atmosphere by the turbine 29. Given that, as will be seen below, practically all the particles which have been transported by this air flow are stopped by the device 26, the air which passes through the turbine 29 is not likely to cause fouling of the latter.
  • the apparatus 26 which is shown in FIG. 2 comprises a separation chamber 40 consisting of an upper portion of chamber 41, of cylindrical shape, and of a lower portion of chamber 42, of conical shape.
  • This chamber 40 is provided, at its upper part, on the one hand with an intake duct 43 which is connected to the duct 25 through which the air charged with developer particles arrives, this intake duct being arranged tangentially to the cylindrical wall of the portion 41, so as to create inside the chamber a swirling flow for the air which arrives in this chamber by this duct, on the other hand from an exhaust duct 44, of cylindrical shape, which is arranged along the vertical axis 45 of the chamber 40 and which extends inside the cylindrical portion 41 of this chamber in order to allow the evacuation of the air which has been rid of its particles in this room.
  • This exhaust duct 44 is connected to the pipe 27 connecting the device 26 to the suction turbine 29.
  • the separation chamber 40 is also provided, at its lower part, with an outlet orifice 46 which communicates with a discharge conduit 47, cylindrical in shape.
  • the vortex created by the air flow arriving in the chamber 40 by the intake duct 43 rotates rapidly in a direction which, in FIG. 2, is represented by the arrow 48.
  • the developer particles whose specific mass is greater than that of air, separate from this air flow and form a swirling layer coming to contact the cylindrical wall of the portion 41 of the chamber.
  • these particles are also subjected to a force of gravity, so that, while continuing to spin, they eventually descend into the portion 42 of the chamber and engage in the discharge conduit 47.
  • the discharge conduit 47 is normally closed, at its lower end, by a movable flap 49 which, as shown in FIG.
  • This flap 49 which is actuated in a known manner, manually for example, can occupy two positions, namely a closed position, illustrated in solid lines in FIG. 2, in which it completely closes the lower opening of the discharge conduit 47 and then forms with this conduit a box 51 in which the particles which accumulate have been separated from the air flow, and an open position, illustrated in dashed lines in this figure, in which it allows the particles thus accumulated to exit the discharge conduit 47 to be replaced in the tank 15 of the device application 14 shown in FIG. 1.
  • This reintroduction of the particles can be carried out after these particles have been transported, either manually or using a transport device, from the box 51 to the reservoir 15.
  • the separation and recovery apparatus 26 is arranged just above essus of the tank 15, so that the return, in this tank, of the particles recovered in the box 51 is achieved simply by bringing the flap 49 to the open position when this box is full, which has the effect of causing these particles in this tank.
  • this flap 49 can also be advantageously replaced by a particle reintroduction device which has been described in a patent application filed on the same day by the Applicant.
  • the separation and recovery apparatus 26 also comprises a helical member 52 which is arranged in the discharge conduit 47, near the outlet orifice 46.
  • This member 52 which is formed of a very thin plate, has a surface limited by a helical edge 53 and it is dimensioned so that its helical edge 53 is in contact with the internal wall of the discharge conduit 47.
  • This member 52 is centered along the vertical axis 45 of the chamber 40 and of the duct 47 and it extends all around this axis 45, over a sector whose angle A is substantially equal to 360 °. Under these conditions, the two ends of the helical edge 53 of this member are situated practically one below the other and are spaced apart by a distance p equal to the pitch of the propeller.
  • the direction of the helix of the member 52 is the same as that of the helical path followed by the particles inside the separation chamber 40.
  • the plate constituting this member has an inclination which is oriented in the same direction as that of the helical arrow 48.
  • the helical member 52 does not risk obstructing the developer particles which, after being separated from the air flow in the separation chamber 40 , penetrate through the opening left between the two radial edges of this member to accumulate in the recovery box 51.
  • the pitch p of the propeller of the member 52 is between five millimeters and twelve millimeters.
  • the discharge conduit 47 may have an internal radius between: is : R m ⁇ 4.5 mm and R M ⁇ 15 mm
  • the discharge conduit may have an internal radius between: is : R m ⁇ 9 mm and: R M ⁇ 30 mm
  • a discharge conduit having an interior diameter equal for example to four centimeters will be perfectly suitable.
  • the exhaust duct 44 has an internal diameter whose value is of the same order of magnitude as that of the internal diameter of the discharge duct 47 .
  • the exhaust conduit 44 may have an internal diameter of thirty-five millimeters.
  • the inside diameter of the exhaust pipe is less than that of the discharge pipe and its value does not differ by more than 15% from that of the inside diameter of this latter pipe.
  • the conical part 42 of the separation chamber 40 is produced in such a way that its side wall forms with the axis of revolution 45 of this chamber, that is to say with the vertical, an angle J at most. equal to 15 °. Thanks to this arrangement, practically all of the developer particles which enter this chamber through the intake duct 43 are separated from the air flow which has previously entrained them.
  • the air flow rate of the suction turbine 29 is adjusted by known means (not shown) so that the air pressure inside the separation chamber 40 is maintained at a value fixed p1, which is naturally lower than the p0 value of atmospheric pressure and which is between 760 and 900 hectopascals.

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Abstract

L'invention concerne un appareil pour séparer et récupérer des particules solides transportées par un flux gazeux. Cet appareil comprend une chambre de séparation (40), un conduit d'admission (43) par lequel arrive le flux gazeux chargé de particules, un conduit d'échappement (44) par lequel sort ce flux après s'être séparé de ses particules, un conduit de décharge (47) vers lequel sont sollicitées les particules qui ont été séparées du flux gazeux, un volet mobile (49) permettant de constituer avec le conduit de décharge une boîte de récupération de particules, et un organe en hélice (52) placé dans le conduit de décharge pour éviter que les particules ainsi récupérées ne soient à nouveau aspirées par le flux ascendant qui s'échappe par le conduit d'échappement (44). Application aux machines imprimantes magnétographiques.

Description

  • La présente invention concerne un appareil pour séparer et récupérer des particules solides de révélateur transportées par un flux gazeux. Un tel appareil trouve plus particulièrement, quoique non exclusivement, son application dans les machines imprimantes non-impact dans lesquelles des particules de révélateur, après avoir été déposées en excès sur le support d'enregistrement équipant ces machines, sont retirées de la surface de ce support au moyen d'un dispositif d'aspiration et recueillies dans une boîte de récupération en vue d'un recyclage.
  • Les machines imprimantes non-impact qui sont utilisées dans les équipements de traitement de l'information sont maintenant bien connues. Ces machines comportent un support d'enregistrement, constitué le plus souvent par un tambour rotatif ou une courroie sans fin, à la surface duquel on peut former, par voie électrostatique ou magnétique, des zones sensibilisées, appelées également images latentes, qui correspondent aux caractères ou images à imprimer. Ces images latentes sont ensuite développées, c'est-à-dire rendues visibles, à l'aide d'un révélateur pulvérulent qui, déposé sur le support d'enregistrement, n'est attiré que par les zones sensibilisées de celui-ci, formant ainsi une image de poudre à la surface de ce support. Après quoi, ce support d'enregistrement est amené au contact d'une feuille de papier afin de permettre aux particules de révélateur constituant cette image de poudre d'être transférées sur cette feuille pour y être définitivement fixées.
  • L'application des particules de révélateur sur le support d'enregistrement des machines imprimantes de ce genre est réalisée par des dispositifs applicateurs de type connu, tels que, par exemple, celui qui a été décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4.246.588 (ce brevet correspondant au brevet français N° 2.408.462). Cependant, avec ces dispositifs applicateurs, malgré tout le soin apporté à leur construction, il est difficile d'éviter que les particules de révélateur ne se déposent, non seulement en surabondance sur les zones sensibilisées du support d'enregistrement, mais aussi, même en très faible quantité, en dehors de ces zones. C'est pourquoi ces machines imprimantes sont également pourvues d'un dispositif de retouche qui, disposé entre le dispositif applicateur de particules et le poste où ces particules sont transférées sur une feuille de papier, permet de retirer les particules de révélateur qui se trouvent en excès sur la surface du support d'enregistrement. Bien que l'on ait réalisé des dispositifs de retouche capables d'effectuer la retouche par attraction magnétique ou par soufflage d'air, la préférence va maintenant aux dispositifs de retouche qui fonctionnent par aspiration d'air et offrent l'avantage d'être non polluants et de permettre d'éliminer les particules qui se trouvent en excès sur la surface du support d'enregistrement, sans pour cela que ces particules présentent nécessairement des propriétés magnétiques. C'est ainsi qu'on a réalisé un dispositif de retouche qui a été décrit dans le brevet des Etas-Unis d'Amérique N° 3.680.528 et qui comporte un conduit d'aspiration pourvu, d'une part d'une fente ou buse qui s'étend à proximité de la surface du support d'enregistrement, d'autre part d'une ouverture reliée, par l'intermédiaire d'une canalisation, à une turbine d'aspiration. Dans ce dispositif, l'air qui est aspiré par le fente du conduit d'aspiration entraîne les particules en excès qui se trouvent sur les parties du support d'enregistrement situées à l'aplomb de cette fente. L'air qui est ainsi chargé de particules circule dans la canalisation, puis, après avoir traversé la turbine, est refoulé vers un conduit de sortie à l'extrémité duquel a été fixé un sac de récupération réalisé en une matière perméable à l'air. L'air qui est refoulé par la turbine peut ainsi traverser le sac et être rejecté dans l'atmosphère, tandis que les particules de révélateur qui étaient transportées par ce flux d'air sont arrêtées par les mailles du sac et peuvent donc être récupérées pour être ultérieurement replacées dans le dispositif applicateur. Cependant, du fait que, dans ce dispositif de retouche, l'air qui traverse la turbine d'aspiration est nécessairement chargé de particules de révélateur, il se produit, à la longue, un encrassement de la turbine, ce qui rend l'entretien de ce dispositif de retouche particulièrement onéreux.
  • Afin de remédier à cet inconvénient, on a proposé un dispositif de retouche qui a été décrit dans le brevet des Etas-Unis d'Amérique N° 4.046.682 et dans lequel une bande sans fin, constituée d'une matière perméable à l'air et jouant ainsi le rôle de filtre, traverse, au cours de son trajet, la canalisation reliant le conduit d'aspiration à la turbine d'aspiration. Dans ces conditions, les particules de révélateur qui sont transportées par l'air aspiré par la turbine sont arrêtées au passage par cette bande sans fin et ne peuvent donc pas traverser cette turbine. Cependant, cette solution ne donne pas entière satisfaction du fait que, non seulement la récupération des particules qui ont été captées par la bande est peu pratique et toujours incomplète, mais la portion de la canalisation qui est située entre cette bande et la buse d'aspiration finit plus ou moins par s'obstruer, ce qui diminue notablement le rendement de la turbine d'aspiration.
  • La présente invention remédie aux inconvénients de la technique antérieure et propose un appareil qui, lorsqu'il est monté dans un circuit pneumatique dans lequel circule un flux gazeux transportant des particules solides, tel qu'un circuit comportant un dispositif de retouche utilisé dans une machine imprimante non-impact par exemple, permet de séparer et de récupérer pratiquement toutes les particules de ce flux gazeux. L'appareil de la présente invention comporte un dispositif analogue à ceux qui, désignés sous le nom de cyclones, sont habituellement utilisés pour effectuer l'épuration d'un flux d'air chargé de particules solides, avant de rejeter cet air dans l'atmosphère. Ces cyclones, dont divers modes de réalisation ont été décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3.716.137 et 3.893.914 et dans les brevets d'Union Soviétique N° 1.096.003 et 1.130.411, comportent chacun, d'une manière générale, une chambre de séparation pourvue, à sa partie supérieure, d'un conduit d'admission par lequel l'air chargé de particules arrive dans la chambre et d'un conduit d'échappement par lequel l'air qui a été débarrassé de ses particules sort de cette chambre. Cette chambre est pourvue en outre, à sa partie inférieure, d'un orifice de sortie qui communique avec un conduit de décharge, de faible longueur, débouchant à l'air libre, ce qui permet aux particules qui se sont séparées du flux d'air dans la chambre et qui sont sollicitées par gravité vers ce conduit de décharge, de sortir de la chambre par ce conduit pour tomber dans un récipient non étanche disposé au-dessous du conduit de décharge. Ces cyclones permettent bien, lorsqu'ils sont traversés par un flux d'air contenant des substances pulvérulentes, telles que de la sciure de bois par exemple, d'éliminer la plus grande partie de ces substances avant que ce flux d'air ne soit rejeté dans l'atmosphère. Mais leur utilisation, dans une machine imprimante non-impact, pour séparer et récupérer pratiquement toutes les particules de révélateur transportées par un flux d'air provenant d'un dispositif de retouche à aspiration, n'a jamais jusqu'ici été envisagée pour la raison que ces particules sont très fines et ont tendance à se disperser, lorsqu'elles tombent, en formant un nuage de particules difficilement récupérable Dans ces conditions, il serait pratiquement impossible avec ces cyclones de récupérer la quasi-­totalité des particules de révélateur transportées par le flux d'air, ce qui est d'autant plus gênant que toutes ces particules n'ont pratiquement subi aucune altération et peuvent donc être recyclées, c'est-à-dire introduites à nouveau dans le réservoir du dispositif applicateur pour être réutilisées.
  • En dépit du caractère dissuasif présenté par ces derniers dispositifs pour effectuer la récupération des particules de révélateur, la présente invention concerne, plus précisément, un appareil pour séparer et récupérer des particules solides de révélateur transportées par un flux gazeux, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une chambre de séparation présentant un axe de révolution disposé pratiquement verticalement, cette chambre étant pourvue à sa partie supérieure, d'une part d'un conduit d'admission agencé de façon à créer un flux tourbillonnaire pour un flux gazeux qui, chargé de particules solides de révélateur, arrive dans cette chambre par ce conduit d'admission, d'autre part d'un conduit d'échappement disposé axialement et s'étendant à l'intérieur de cette chambre pour permettre l'évacuation du flux gazeux qui a été débarrassé de ses particules, cette chambre étant pourvue en outre, à sa partie inférieure, d'un orifice de sortie communiquant avec un conduit de décharge fermé à son extrémité inférieure par un volet mobile pour constituer une boîte de récupération de particules, les particules de révélateur étant, après s'être séparées dudit flux gazeux dans cette chambre, sollicitées par gravité ves ledit conduit de décharge pur tomber finalement dans cette boîte,
    - et un organe en hélice disposé dans ledit conduit de décharge et à proximité dudit orifice de sortie, cet organe présentant une surface dont le bord hélicoïdal se trouve au contact de la paroi interne dudit conduit de décharge et dont l'inclinaison est orientée dans le même sens que celle du trajet hélicoïdal des particules solides afin d'empêcher que les particules qui arrivent dans cette boîte de récupération ne soient à nouveau aspirées par le flux gazeux ascendant qui s'échappe par le conduit d'échappement.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres buts et avantages de celle-ci apparaîtront mieux dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
    • . La figure 1 représente une vue schématique partielle d'une machine imprimante magnétographique munie d'un circuit pneumatique comprenant un dispositif de retouche et un appareil de séparation et de récupération de particules établi selon l'invention,
    • . La figure 2 représente une vue en perspective, avec parties arrachées, montrant certains détails de réalisation de l'appareil de séparation et de récupération de particules qui équipe la machine représentée sur la figure 1.
  • La machine imprimante qui a été schématiquement représentée sur la figure 1 comprend un support d'enregistrement qui est constitué, dans l'exemple décrit, par un tambour magnétique 10. Ce tambour est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal 11. La rotation de ce tambour, dans le sens indiqué par la flèche F, est assurée par un moteur électrique (non représenté). L'enregistrement des informations sur ce tambour est réalisé par un organe d'enregistrement magnétique 12 comprenant plusieurs têtes disposées les unes à côté des autres et alignées parallèlement à l'axe de rotation 11 du tambour. Chacune de ces têtes engendre, chaque fois qu'elle est excitée pendant un court instant par un courant électrique, un champ magnétique variable, ce qui a pour effet de créer des zones magnétisées 13, pratiquement ponctuelles, sur la surface du tambour qui défile devant l'organe d'enregistrement 12, l'ensemble de ces zones constituant une image latente magnétique correspondant à une image à imprimer. Ces zones magnétisées 13 passent ensuite devant un dispositif d'application 14 qui est disposé pratiquement au-dessous du tambour 10 et qui permet d'appliquer sur la surface du tambour des particules d'un révélateur pulvérulent contenu dans un réservoir 15. Les particules de révélateur qui sont ainsi appliquées sur le tambour 10 n'adhèrent, en principe, que sur les zones magnétisées de celui-ci, de sorte que les zones magnétisées qui sont passées devant le dispositif d'application 14 apparaissent revêtues d'une couche de révélateur, cette couche formant, sur le tambour 10, l'image des caractères qui doivent être imprimés. Dans l'exemple décrit, ce révélateur est constitué de particules de résine contenant des particules magnétiques, ces particules de résine ayant une taille de l'ordre d'une vingtaine de microns, cette résine étant capable de fondre, lorsqu'elle est soumise à un rayonnement thermique, et de se fixer ainsi sur un papier sur lequel elle a été déposée. Il faut cependant signaler que la nature de ce révélateur n'est pas spécifique de l'invention et que, dans le cas d'une imprimante électrostatique à laquelle bien entendu s'applique l'invention, ce révélateur pourrait très bien être constitué d'une poudre ne comportant aucune particule magnétique. De même, pour l'application du révélateur sur le tambour 10, on peut utiliser n'importe quel dispositif d'application classique. Toutefois, dans un mode de réalisation plus particulièrement avantageux, le dispositif d'application 14 qui est montré sur la figure 1 est du type de celui qui a été décrit et représenté dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N° 4.246.588.
  • Le révélateur, qui adhère principalement sur les zones magnétisées 13, forme donc des dépôts 16 de particules à la surface du tambour 10. Ces dépôts 16 passent alors devant un dispositif de retouche 17 qui a pour rôle d'éliminer les particules ayant adhéré ailleurs que sur les zones magnétisées 13, ainsi que les particules qui se trouvent en surnombre sur ces zones. Après quoi, les particules de révélateur qui subsistent sur le tambour 10 sont transférées, en quasi-totalité, sur une feuille de papier 18 qui est appliquée sur le tambour 10 grâce à un rouleau de pression 19. Les particules résiduelles de révélateur qui, lorsque ce transfert est réalisé, se trouvent encore sur le tambour 10 sont alors enlevées au moyen d'un dispositif de nettoyage 20, de type connu, par exemple à brosse. Après quoi, les zones magnétisées qui sont passées devant le dispositif de nettoyage 20 défilent devant un dispositif d'effacement 21 où elles sont alors effacées, ce qui permet aux portions du tambour 10 qui ont été ainsi démagnétisées de pouvoir être à nouveau magnétisées lorsqu'elles se présentent ensuite devant l'organe d'enregistrement 11.
  • Le dispositif de retouche 17 qui a été représenté sur la figure 1 est du type de celui qui a été accessoirement décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4.233.382. Sans entrer dans tous les détails de constitution de ce dispositif, on indiquera que le dispositif de retouche qui est représenté sur la figure 1 comprend une buse ou conduit d'aspiration 22 ayant pratiquement la forme d'un prisme droit et présentant, à l'une de ses extrémités, une fente d'admission d'air 23 qui s'étend, à proximité de la surface du tambour 10, suivant une direction parallèle à l'axe de rotation 11 de ce tambour. Ce conduit d'aspiration 22 communique, à son autre extrémité, avec une chambre 24, de forme cylindrique, disposée de telle manière que les génératrices de cette chambre s'étendent parallèlement à la direction d'allongement de la fente d'admission d'air 23. L'une des deux parois circulaires de cette chambre est pourvue d'une ouverture d'aspiration munie d'une canalisation 25, cette dernière permettant à cette chambre 24 d'être reliée à un appareil de séparation et de récupération de particules 26 dont on parlera plus loin. Cet appareil 26 est lui-même relié, par l'intermédiaire d'une autre canalisation 27 pourvue d'un élément de filtrage 28, à une turbine d'aspiration 29. On comprend alors que, lorsque cette turbine 29 est mise en marche, une dépression est créée à l'intérieur du dispositif pneumatique constitué par le dispositif de retouche 17, la canalisation 25, l'appareil de séparation et de récupération 26, la canalisation 27, l'élément de filtrage 28 et la turbine 29. Par suite, les particules de révélateur qui ont été déposées en excès sur la surface du tambour 10 se trouvent entraînées, lorsqu'elles passent devant la fente 23 du conduit d'aspiration 22, par l'air qui est aspiré par cette fente. Cet air, qui est ainsi chargé de particules de révélateur, forme alors un flux d'air qui circule, successivement, dans le conduit d'aspiration 22, la chambre 24 et la canalisation 25. Cet air est débarassé de ses particules lorsqu'il traverse l'appareil 26, puis, pratiquement purifié lorsqu'il sort de cet appareil, circule alors dans la canalisation 27 avant de traverser l'élément de filtrage 28 et d'être finalement rejeté dans l'atmosphère par la turbine 29. Etant donné que, comme on le verra plus loin, pratiquement toutes les particules qui ont été transportées par ce flux d'air sont arrêtées par l'appareil 26, l'air qui traverse la turbine 29 ne risque pas de provoquer un encrassement de cette dernière.
  • On va maintenant décrire, en se référant à la figure 2, la structure de l'appareil 26 qui permet, non seulement de séparer les particules de révélateur qui ont été transportées par le flux d'air circulant dans le dispositif pneumatique, mais également de récupérer pratiquement toutes ces particules sans que celles-ci puissent être à nouveau aspirées par ce flux d'air. L'appareil 26 qui est représenté sur la figure 2 comprend une chambre de séparation 40 constituée d'une portion supérieure de chambre 41, de forme cylindrique, et d'une portion inférieure de chambre 42, de forme conique. Cette chambre 40 est pourvue, à sa partie supérieure, d'une part d'un conduit d'admission 43 qui est raccordé à la canalisation 25 par laquelle arrive l'air chargé de particules de révélateur, ce conduit d'admission étant disposé tangentiellement à la paroi cylindrique de la portion 41, de manière à créer à l'intérieur de la chambre un flux tourbillonnaire pour l'air qui arrive dans cette chambre par ce conduit, d'autre part d'un conduit d'échappement 44, de forme cylindrique, qui est disposé suivant l'axe vertical 45 de la chambre 40 et qui s'étend à l'intérieur de la portion cylindrique 41 de cette chambre afin de permettre l'évacuation de l'air qui a été débarassé de ses particules dans cette chambre. Ce conduit d'échappement 44 est raccordé à la canalisation 27 reliant l'appareil 26 à la turbine d'aspiration 29. La chambre de séparation 40 est également pourvue, à sa partie inférieure, d'un orifice de sortie 46 qui communique avec un conduit de décharge 47, de forme cylindrique.
  • D'une manière connue, le tourbillon créé par le flux d'air arrivant dans la chambre 40 par le conduit d'admission 43 tourne rapidement dans un sens qui, sur la figure 2, est représenté par la flèche 48. Sous l'effet de la force centrifuge, les particules de révélateur dont la masse spécifique est supérieure à celle de l'air, se séparent de ce flux d'air et forment une couche tourbillonnante venant contacter la paroi cylindrique de la portion 41 de la chambre. Cependant, ces particules sont soumises également à une force de gravité, si bien que, tout en continuant à tournoyer, elles finissent par descendre dans la portion 42 de la chambre et par s'engager dans le conduit de décharge 47. Afin de permettre la récupération de ces particules, le conduit de décharge 47 est normalement fermé, à son extrémité inférieure, par un volet mobile 49 qui, comme le montre la figure 2, peut coulisser, suivant une direction horizontale, dans les glissières d'une plaque fixe 50 solidaire du bâti de la machine. Ce volet 49, qui est actionné de manière connue, manuellement par exemple, peut occuper deux positions, à savoir une position de fermeture, illustrée en traits pleins sur la figure 2, dans laquelle il obture complètement l'ouverture inférieure du conduit de décharge 47 et forme alors avec ce conduit une boîte 51 dans laquelle viennent s'accumuler les particules qui ont été séparées du flux d'air, et une position d'ouverture, illustrée en traits mixtes sur cette figure, dans laquelle il permet aux particules ainsi accumulées de sortir du conduit de décharge 47 pour être replacées dans le réservoir 15 du dispositif d'application 14 représenté sur la figure 1. Cette réintroduction des particules peut être effectuée après que ces particules aient été transportées, soit manuellement, soit à l'aide d'un dispositif de transport, depuis la boîte 51 jusqu'au réservoir 15. Cependant, dans un mode de réalisation plus particulièrement avantageux qui a été représenté sur la figure 1, l'appareil de séparation et de récupération 26 est disposé juste au-dessus du réservoir 15, de sorte que le retour, dans ce réservoir, des particules récupérées dans la boîte 51 est réalisé simplement en amenant le volet 49 en position d'ouverture lorsque cette boîte est pleine, ce qui a pour effet de faire tomber ces particules dans ce réservoir. Dans une variante de réalisation, ce volet 49 peut d'ailleurs être avantageusement remplacé par un dispositif de réintroduction de particules qui a été décrit dans une demande de brevet déposée ce même jour par la Demanderesse.
  • Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, l'appareil de séparation et de récupération 26 comprend encore un organe en hélice 52 qui est disposé dans le conduit de décharge 47, à proximité de l'orifice de sortie 46. Cet organe 52, qui est formé d'une plaque très mince, présente une surface limitée par un bord hélicoïdal 53 et il est dimensionné de telle sorte que son bord hélicoïdal 53 se trouve au contact de la paroi interne du conduit de décharge 47. Cet organe 52 est centré suivant l'axe vertical 45 de la chambre 40 et du conduit 47 et il s'étend tout autour de cet axe 45, sur un secteur dont l'angle A est sensiblement égal à 360°. Dans ces conditions, les deux extrémités du bord hélicoïdal 53 de cet organe sont situées pratiquement l'une au-dessous de l'autre et sont écartées d'une distance p égale au pas de l'hélice. La figure 2 montre que le sens de l'hélice de l'organe 52 est le même que celui du trajet hélicoïdal suivi par les particules à l'intérieur de la chambre de séparation 40. Autrement dit, la plaque constituant cet organe présente une inclinaison qui est orientée dans le même sens que celle de la flèche hélicoïdale 48. Dans ces conditions, l'organe en hélice 52 ne risque pas de faire obstacle aux particules de révélateur qui, après s'être séparées du flux d'air dans la chambre de séparation 40, pénètrent par l'ouverture laissée entre les deux bords radiaux de cet organe pour venir s'accumuler dans la boîte de récupération 51. Afin de faciliter le passage de ces particules par cette ouverture et d'éviter que les particules accumulées dans cette boîte se trouvent soumises à l'action du courant d'air ascendant qui s'exerce dans la partie axiale de la chambre, il est préférable que le pas p de l'hélice de l'organe 52 se trouve compris entre cinq millimètres et douze millimètres.
  • On a observé par ailleurs que l'on obtenait les meilleurs résultats en réalisant l'organe en hélice 52 de manière que son bord hélicoïdal 53 présente une inclinaison, par rapport à l'horizontale, de valeur i comprise entre 30 et 10°. Dans ces conditions, on peut déterminer les valeurs limites qu'il convient de donner au rayon intérieur R du conduit de décharge 47 afin d'obtenir les meilleurs résultats, ces valeurs limites étant en effet données par les expressions :
    Figure imgb0001
     c'est-à-dire :
    Figure imgb0002
  • C'est ainsi, par exemple, que, dans le cas où le pas p de l'hélice est égal à cinq millimètres, le conduit de décharge 47 pourra avoir un rayon intérieur compris entre :
    Figure imgb0003
     soit :
    Rm ≃ 4,5 mm et RM ≃ 15 mm
  • Dans ce cas, un conduit de décharge dont le diamètre intérieur est égal, par exemple, à deux centimètres conviendra parfaitement.
  • De même, dans le cas où le pas p de l'hélice est égal à un centimètre, le conduit de décharge pourra avoir un rayon intérieur compris entre :
    Figure imgb0004
     soit :
    Rm ≃ 9 mm et : RM ≃ 30 mm
  • Dans ce cas, un conduit de décharge présentant un diamètre intérieur égal par exemple, à quatre centimètres sera parfaitement convenable.
  • Il faut encore signaler que, pour permettre à l'appareil de séparation et de récupération de fonctionner correctement, le conduit d'échappement 44 a un diamètre intérieur dont la valeur est du même ordre de grandeur que celle du diamètre intérieur du conduit de décharge 47.
  • C'est ainsi, par exemple, que, dans le cas où le conduit de décharge 47 présente un diamètre intérieur de quatre centimètres, le conduit d'échappement 44 peut avoir un diamètre intérieur de trente-cinq millimètres. Préférablement, le diamètre intérieur du conduit d'échappement est inférieur à celui du conduit de décharge et sa valeur ne diffère pas de plus de 15 % de celle du diamètre intérieur de ce dernier conduit.
  • Par ailleurs, la partie conique 42 de la chambre de séparation 40 est réalisée de telle manière que sa paroi latérale forme avec l'axe de révolution 45 de cette chambre, c'est-à-dire avec la verticale, un angle J au plus égal à 15°. Grâce à cette disposition, pratiquement toutes les particules de révélateur qui entrent dans cette chambre par le conduit d'admission 43 se trouvent séparées du flux d'air qui les entraînait jusque là.
  • Il faut encore signaler que le débit d'air de la turbine d'aspiration 29 est ajusté par des moyens connus (non représentés) de manière que la pression d'air à l'intérieur de la chambre de séparation 40 soit maintenue à une valeur fixe p₁, qui est naturellement inférieure à la valeur p₀ de la pression atmosphérique et qui est comprise entre 760 et 900 hectopascals. Autrement dit, la dépression Δ p = p₀ - p₁ à l'intérieur de cette chambre est maintenue à une valeur fixe comprise sensiblement entre 255 et 115 hectopascals.
  • En opérant dans les conditions les meilleures qui ont été indiquées ci-­dessus, on a réussi à récupérer pratiquement 99 % des particules de révélateur qui avaient été transportées par le flux d'air provenant du dispositif de retouche.
  • Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de mise en oeuvre décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, considérés isolément ou en combinaison et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims (11)

1. Appareil pour séparer et récupérer des particules solides de révélateur transportées par un flux gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une chambre de séparation (40) présentant un axe de révolution (45) disposé pratiquement verticalement, cette chambre étant pourvue à sa partie supérieure, d'une part d'un conduit d'admission (43) agencé de façon à créer un flux tourbillonnaire pour un flux gazeux qui, chargé de particules solides de révélateur, arrive dans cette chambre par ce conduit d'admission, d'autre part d'un conduit d'échappement (44) disposé axialement et s'étendant à l'intérieur de cette chambre pour permettre l'évacuation du flux gazeux qui a été débarassé de ses particules, cette chambre étant pourvue en outre, à sa partie inférieure, d'un orifice de sortie (46) communiquant avec un conduit de décharge (47) fermé à son extrémité inférieure par un volet mobile (49) pour constituer une boîte de récupération de particules, les particules de révélateur étant, après s'être séparées dudit flux gazeux dans cette chambre, sollicitées par gravité vers ledit conduit de décharge pour tomber finalement dans cette boîte,
- et un organe en hélice (52) disposé dans ledit conduit de décharge (47) et à proximité dudit orifice de sortie (46), cet organe présentant une surface dont le bord hélicoïdal (53) se trouve au contact de la paroi interne dudit conduit de décharge et dont l'inclinaison est orientée dans le même sens que celle du trajet hélicoïdal des particules solides afin d'empêcher que les particules qui arrivent dans cette boîte de récupération ne soient à nouveau aspirées par le flux gazeux ascendant qui s'échappe par le conduit d'échappement.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe en hélice (52) s'étend sur un secteur dont l'angle (A) est sensiblement égal à 360°.
3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bord hélicoïdal (53) de l'organe (52) présente, par rapport à l'horizontale, une inclinaison dont la valeur (i) est comprise entre 3° et 10°.
4. Appareil selon revendication 3, caractérisé en ce que le conduit de décharge (47) présente un rayon intérieur dont la valeur (R) est comprise entre deux valeurs limites Rm et RM données par :
Figure imgb0005
 p représentant la valeur du pas de l'hélice de l'organe en hélice (52).
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pas p de l'hélice de l'organe en hélice (52) est supérieur à cinq millimètres.
6. Appareil selon revendication 5, caractérisé en ce que le pas p de l'hélice de l'organe en hélice (52) est inférieur à douze millimètres.
7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le conduit d'échappement (44) a un diamètre intérieur du même ordre de grandeur que le diamètre intérieur du conduit de décharge (47).
8. Appareil selon revendication 7, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du conduit d'échappement (44) est inférieur au diamètre intérieur du conduit de décharge (47) et sa valeur ne diffère pas de plus de 15 % de la valeur du diamètre intérieur de ce dernier conduit (47).
9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, la chambre de séparation (40) étant constituée - de manière connue - d'une portion supérieure cylindrique (41) raccordée à une portion inférieure conique (42), la paroi latérale de ladite portion conique forme avec l'axe de révolution (45) de cette chambre un angle (J) au plus égal à 15°.
10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, à l'intérieur de la chambre de séparation (40), la pression - inférieure à la pression atmosphérique - est ajustée à une valeur fixe comprise entre 760 et 900 hectopascals.
11. Machine imprimante non-impact, caractérisée en ce qu'elle comporte un appareil de séparation et de récupération de particules, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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