JPH02188781A - 気体流によって運ばれる現像剤固体粒子を分離し且つ回収するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体流によって運ばれる現像剤固体粒子を分
離し且つ回収するための装置に係わる。

このような装置は、非限定的特定用途として、プリンタ
に具備された記録媒体上に過剰に配置された現像剤粒子
が吸引装置によって前記媒体の表面から除去され且つ再
使用のために回収箱に回収されるよ°うになっているノ
ンインパクトプリンタで使用される。

情報処理装置で使用されるノンインパクトプリンタは現
在では良く知られている。この種のプリンタは、通常回
転ドラム又はエンドレスベルトで構成される記録媒体を
含み、この媒体の表面に、静電気又は磁気による増感ゾ
ーン、即ち印刷すべき文字又は像に対応する潜像を形成
できるようになっている。これらの潜像は粉末状現像剤
によって現像、即ち可視化される。即ち、現像剤は記録
媒体上に配置されると媒体の増感ゾーンのみに誘引され
て媒体表面に粉末の像を形成する。その後、この記録媒
体を用紙に接触させれば、前記粉末像を構成する現像剤
粒子が用紙に移って、恒久的に固定されることになる。

この種のプリンタの記録媒体に現像剤粒子を付着させる
操作は公知の適用装置、例えば米国特許第４，２４６，
５８８号（仏画特許第２，４０８，４８２号に対応）に
記載の装置によって行われる。しがしながら、これら公
知の装置では、構造が入念に設計されているにも拘わら
ず、現像剤粒子が記録媒体の増感ゾーンに過剰に付着す
るだけでなく、極めて僅かながらこれらのゾーンの外側
にも付着するという現象を回避するのが難しい。そこで
、この種のプリンタは修正装置も備えている。この修正
装置は、現像剤粒子適用装置とこれらの粒子が用紙に移
される地点との間に配置されて、記録媒体上に過剰に存
在する現像剤粒子を除去する機能を果たす。

修正装置としては、磁気誘引力又は送風によって修正を
実施できるものが開発されたが、現在では、吸気によっ
て機能し、非汚染性であると共に、粒子が磁性を有して
いない場合でも記録媒体上に過剰に存在する粒子を除去
することができるという利点を備えた修正装置が注目さ
れている。例えば、米国特許第３，６８０，５２８号に
は、記録媒体の表面の近傍に延在するスリットもしくは
ノズルを備える一方で、通路を介して吸気タービンに接
続された開口も備える吸気管を含む修正装置が開示され
ている。この装置では、吸気管のスリットを介して吸引
される空気に伴って、このスリットの正面に配置された
記録媒体部分に位置する過剰粒子も吸引される。このよ
うにして粒子を含んだ空気は前記通路内を流れ、前記タ
ービンを通過した後で、端部に空気透過材料からなる回
収袋を取り付けた排気管方向に送られる。タービンから
送出された空気は前記回収袋を通して大気中に排出され
、この空気流によって運ばれてきた現像剤粒子は前記袋
の目に引っ掛かるため、後で適用装置に再導入すべく回
収することができる。しかしながら、この修正装置では
、吸気タービンを通過する空気が必ず現像剤粒子を含ん
でいるため長い間にはタービンが汚染され、従って修正
装置の保守費用が著しき高くなる。

この欠点を解消するものとして、米国特許第４．０４６
，６８２号には、空気透過性材料からなりフィルタの役
割を果たすエンドレスベルトがその行程の間に吸気管と
吸気タービンとの間の通路を通過するようになっている
修正装置が開示されている。

このような構造では、タービンによって吸引される空気
に混じって運ばれる現像剤粒子が通過中に前記エンドレ
スベルトに引っ掛かるため、タービンを通ることがない
。しかしながら、このような方法では、完璧な結果を得
ることはできない。というのも、ベルトに捕捉された粒
子の回収が難しく、いつでも不完全である他に、このベ
ルトと吸気ノズルとの間に位置する通路部分が結局目詰
まりを起こし、そのため吸気タービンの効率が著しく低
下するからである。

本発明は、先行技術の欠点を解消すべく、固体粒子を運
ぶ気体流が流れる気体回路、例えばノンインパクトプリ
ンタで使用される修正装置を含む回路に取付けられて、
前記気体流中の粒子をほぼ完全に回収する機能を果たす
装置を提供する。本発明の装置は、固体粒子を含んだ空
気流を大気中への排出の前に精製するために通常使用さ
れるサイクロンと類似の装置を含む。このようなサイク
ロンの具体例は、米国特許第３，７１８，１３７号、第
３゜８９３．９１４号、及びソ連特許第１，０９６，０
０３号、第１゜０３０．４１１号等に開示されている。

一般に、これら公知のサイクロンはいずれも、上部に吸
気管及び排気管を備えた分離チャンバを含み、粒子含有
空気が前記吸気管を介して前記チャンバ内に導入され且
つ粒子から分離された空気が前記排気管を介して該チャ
ンバから流出する。このチャンバの下部には、大気とつ
ながった短い排出管に連通ずる出口が設けられており、
該チャンバ内で空気流から分離され且つ重力によって前
記排出管方向に落ちた粒子がこの排出管を介してチャン
バから排出され、この排出管の下に配置された非密封容
器内に落下する。これらのサイクロンは、おが屑のよう
な粉末状物質を含んだ空気を大気中に排出する前に精製
すべく、前記空気流が該サイクロンを通過する時に前記
物質の大部分を除去する。しかしながら、ノンインパク
トプリンタで、吸気式修正装置から送られる空気流によ
って運ばれる現像剤粒子をほぼ完全に回□収するために
この種のサイクロンを使用することはこれまでは考えら
れなかった。なぜなら、現像剤粒子は極めて微細であり
、落下した時に分散して回収困難な煙露を形成し易いか
らである。このような情況では、空気流によって運ばれ
る現像剤粒子をサイクロンでほぼ完全に回収することは
実質的に不可能である。これは、現像剤流が殆ど変質し
ておらず、従ってリサイクル、できる、即ち適用装置の
リザーバ内に再導入して再使用できるだけに一層残念な
ことである。

このように、前記サイクロンタイプ装置が現像剤粒子の
回収には適さない性質を有するにも拘わらず、本発明で
は、より正確には、気体流によって運ばれる現像剤固体
粒子を分離し且つ回収する装置であって、ほぼ鉛直の回
転軸線を有する分離チャンバと螺旋部材とを含み、前記
分離チャンバが上部に吸気管と排気管とを備え、前記吸
気管がこの管を介して該チャンバ内に流入する現像剤固
体粒子含有気体流を渦状にするように配置されており、
前記排出管が粒子から分離された気体流を排出すべく軸
線方向に従って前記チャンバ内に延在しており、前記チ
ャンバの下部には、粒子回収箱を構成すべく下端が可動
シャッタで閉鎖される排出管に連通した出口が設けられ
ており、現像剤粒子がこのチャンバ内で前記気体流から
分離された後で重力により前記排出管方向に集められ、
最終的に前記回収箱内に落下するようになっており、前
記螺旋部材が前記排出管内で前記出口の近傍に配置され
ており、回収箱内に落下する粒子が前記排気管を介して
排出される上昇気体流によって再び吸引されることがな
いように、前記螺旋部材の面が前記排出管の内面と接触
する螺旋エツジを有し且つ固体粒子の螺旋軌道と同じ方
向に傾斜していることを特徴とする装置を提供する。

以下、添付図面に基づき非限定的実施例を挙げて、本発
明の他の目的及び利点を明らかにすべく、より詳細な説
明を行う。

第１図に簡単に示したプリンタは、磁気ドラム１０から
なる記録媒体を含んでいる。このドラムは水平軸線１１
を中心に回転できるように取付けられている。このドラ
ムは電動機（図示せず）によって矢印Ｆ方向に回転する
。このドラムへの情報の書込みは、ドラムの回転軸線１
１と平行に一直線に並置された複数のヘッドを含む磁気
書込み装置１２によって実施される。各ヘッドは、電流
によって短時間励起される毎に可変磁界を発生させる。

その結果、書込み装置１２の前を通るドラムの表面に実
質的に点状の複数の磁化領域１３が形成され、これらの
領域が印刷すべき像に対応する１つの磁気潜像を構成す
る。これらの磁化領域１３は次いで、ドラム１０のほぼ
下側に配置された適用装置１４の前を通り、この適用装
置によってリザーバ１５内の現像剤粒子がドラム表面に
適用される。このようにしてドラム１０上に適用された
現像剤粒子は原則としてドラムの増感ゾーンにしか付着
しないため、適用装置１４の前を通過した増感ゾーンだ
けが現像剤層で被覆されることになる。この層はドラム
１０上で、印刷すべき文字の像を構成する。この実施例
では、現像剤が磁性粒子を含んだ樹脂の粒子からなる。

これらの樹脂粒子の大きさは約２０ミクロンである。こ
の樹脂は温度放射の作用で溶融するため、用紙上に固定
することができる。但し、このような現像剤の性質は本
発明に特異的なものではなく、また本発明を適用し得る
静電プリンタの場合には、磁性粒子を全く含まない粉末
からなる現像剤を使用し得る。また、現像剤をドラム１
０に適用する操作には、−船釣に使用されている任意の
装置を使用してよい。但し、特に有利な実施例では、第
１図に示した適用装置１４が米国特許第４，２４６゜５
８８号に記載のタイプの装置である。

主として磁化ゾーン１３に付着する現像剤は、このよう
にしてドラム１０の表面に粒子のデポジット（堆積層）
１６を形成する。これらのデポジット１６は次いで修正
装置１７の前を通り、この修正装置が磁化ゾーン１３以
外の場所に付着した粒子及び磁化ゾーンに存在する過剰
粒子を除去する。ドラム１０上に残った現像剤粒子はそ
の後、加圧ローラ１９によってドラム１０に押し付けら
れた用紙１８にほぼ完全に移される。この転写の後でも
まだドラム１０上に残留している現像剤粒子は公知タイ
プの洗浄装置２０、例えばブラシによって除去される。

洗浄装置２０の前を通過した磁化ゾーンは次いで消去装
置２１の前を通り、そこで消去され、その結果、脱磁化
されたドラム１０部分が書込み装置１２の前を通る時に
これらの部分を再び磁化することが可能になる。

第１図の修正装置１７は米国特許第４，２３３，３８２
号に補足的に記述されているタイプの装置である。この
装置については詳述しないが、第１図の修正装置は、ド
ラム１０の表面の近傍でこのドラムの回転軸線と平行に
延びる吸気スリット２３を一端に備えたほぼ直角柱形態
の吸気ノズルもしくは吸気管２２を含む。この吸気管２
２は他端で、母線が吸気スリット２３の長手方向と平行
になるように配置された円筒形チャンバ２４に連通する
。このチャンバの２つの円形壁の一方には通路２５を備
えた吸気口が設けられており、チャンバ２４は前記通路
を介して粒子分離及び回収装置２６に接続される。この
装置２６はｒ退部材２８を備えた別の通路２７を介して
吸気タービン２９に接続されている。このタービン２９
を作動させると、修正装置１７と通路２５と分離及び回
収装置２６と通路２７と濾過部材２８とタービン２９と
で構成された気体装置の内部圧力が降下する。その結果
、ドラム１０の表面に過剰に配置された現像剤粒子が吸
気管２２のスリット２３の前を通る時にこのスリットに
よって吸引される空気と一緒に吸引されることになる。

このようにして現像剤粒子を含んだ空気は空気流となっ
て、吸気管２２、チャンバ２４及び通路２５を順次通過
する。この空気の粒子は装置２６で除去され、その結果
空気が実質的に精製された状態で前記装置から流出し、
通路２７を通って濾過部材２８に送られ、最終的にター
ビン２９を介して大気中に排出される。後述のように、
この空気流によって運ばれてきた粒子は装Ｗ２６でほぼ
完全に除去されるため、タービン２９がそこを通る空気
によって汚染される心配はない。

ここで、第２図を参照しながら装置２６の構造を説明す
る。この装置は気体装置内を流れる空気流によって運ば
れてきた現像剤粒子を分離するだけでなく、これらの粒
子が前記空気流によって再度吸引されることなくほぼ完
全に回収されるようにする。第２図に示した装置２６は
、円筒形上方部分４１と円錐台形下方部分４２とで構成
された分離チャンバ４０を含む。このチャンバ４０の上
部には、吸気管４３及び排気管４４が具備されている。

前記吸気管は現像剤粒子を含んだ空気を導入するための
通路２５に接続され、この管を介して前記チャンバに到
達する空気が該チャンバ内で渦流を発生するように、部
分４１の円筒壁に対して接線方向に配置される。また、
前記排気管は円筒形であって、チャンバ４０内で粒子か
ら分離された空気を排出すべく、チャンバ４０の垂直軸
線４５方向に従って該チャンバの円筒形部分４１内に延
在する。この排気管４４は、装置２６を吸気タービン２
９につなぐ通路２７に接続されている。分離チャンバ４
０は下部に出口４６も備える。この出口は円筒形排出管
４７に連通する。

吸気管４３を介してチャンバ４０に流入する空気流によ
って生じた渦流は、公知のように、第２図に矢印４８で
示した方向に従って高速で回転する。空気より大きい比
質量を有する現像剤粒子は遠心分離の作用で空気流から
分離され、チャンバ部分４１の円筒壁に接触する渦層を
形成する。これらの粒子は一方で重力の作用も受けるな
め、渦を巻きながら最終的にはチャンバ部分４２に落下
して排出管４７に送られる。これらの粒子を回収するた
めに、排出管４７は通常は下端が可動シャッタ４９で閉
鎖されている。このシャッタは第２図に示すように、プ
リンタのフレームに取付けられた固定プレート５０のス
ライダと係合して水平方向に滑動する。このシャッタ４
９は例えば手動によって公知のように移動し、２つの位
置、即ち第２図に実線で示した閉鎖位置と鎖線で示した
開放位置とを占め得る。このシャッタは、閉鎖位置では
、排出管４７の下端を完全に閉鎖してこの排出管と共に
箱５ｍｍを構成し、空気流から分離された粒子がその中
に溜まるようにする。開放位置では蓄積された粒子が排
出管４７から排出されて、第１図の適用装置１４のリザ
ーバ１５内に戻される。粒子の再導入は、これらの粒子
を手動で又は移送手段を介して箱５ｍｍかちりザーバ１
５に移送することによって実施し得る。但し、第１図に
示した有利な実施例では、分離及び回収装置２６をリザ
ーバ１５のすぐ上に配置して、箱５ｍｍが粒子で一杯に
なった時にシャッタ４９を開放位置に移して粒子を落下
させるだけで、前記箱内に回収された粒子が簡単に前記
リザーバに戻されるようにする。有利な一変形例として
、シャッタ４９の代わりに、本出願人により同日に出願
された特許出願明細書に記載の粒子再導入装置を使用し
てもよい。

第２図に示すように、分離及び回収装置２６は更に、出
口４６の近傍で排出管４７内に配置された螺旋部材５２
も備える。この部材５２は極めて薄いプレートで形成さ
れており、螺旋エツジ５３によって規定された面を有す
る。この部材の寸法は、螺旋エツジ５３が排出管４７の
内壁と接触するように選択される。この螺旋部材５２は
チャンバ４０及び管４７の垂直軸線４５に対して調心さ
れており、この軸線４５を中心に約３６０°に等しい角
度Ａのセクタにわたって延在する。このような状態では
、この螺旋部材の螺旋エツジ５３の２つの端部が該螺旋
のピッチに等しい距離ｐをおいて実質的に上下に重なり
合う。第２図では、部材５２の螺旋の方向と分離チャン
バ４０内の粒子がたどる螺旋軌道の方向とが同じである
。

即ち、この螺旋部材を構成するプレートが螺旋矢印４８
の傾斜と同じ方向に傾斜している。このようにすれば、
分離チャンバ４０内で空気流から分離された後で、螺旋
部材５２の２つの径方向エツジの間に残された間隙を介
して流出し回収箱５ｍｍ内に８猜される現像剤粒子の流
れが、部材５２によって妨害される危険がない。粒子が
前記間隙を簡単に通れるようにし、且つ箱内に蓄積され
た粒子がチャンバの軸線方向部分に生じる上昇空気流の
作用を受けないようにするためには、部材５２の螺旋の
とッチｐを５ｍｍ１１ｍ〜１２ｍｍにするのが好ましい
。

最良の結果は、螺旋部材５２をその螺旋エツジ５３が水
平線に対して３°〜１０°の値ｉだけ傾斜するように形
成した時に得られることが判明した。この条件では、最
良の結果を得るために排出管４７の内側半径Ｒに与える
べき限界値を決定することができる。これらの限界値は
下記の式によって得られる。

即ち、 例えば、螺旋のピッチｐが５ｍｎ＋であれば、排出管４
７の内側半径は、 即ち、Ｒケ４．５ｍｌ〜Ｒｃ＝１５ｍｍにし得る。

ｍ　　　　　　　　　　　Ｍ この場合は、例えば２ｃ＋ａに等しい内側直径を有する
排出管を使用すれば極めて好ましい結果が得られる。

また、螺旋のピッチｐが１ｃｍの場合には、排出管の内
側半径を、 即ち、Ｒ＝９ｍｍ〜Ｒ−３Ｏｎｏｎにし得る。

−Ｈ この場合は、例えば４ｃｎ＋に等しい内側直径を有する
排出管を使用すれば極めて好ましい結果が得られる。

また、分離及び回収装置を正確に作動させるためには、
排気管４４の内側直径を排出管４７の内側直径とほぼ同
じにする。

例えば、排出管４７の内側直径が４ｃｍの場合には排気
管４４の内側直径を３５ｍｍ１ＩＩ１１にし得る。好ま
しくは、排気管の内側直径を排出管の内側直径より小さ
くし、その差が排出管の内側直径の１５％以下であるよ
うにする。

分離チャンバ４０の円錐台形部分４２は、その側壁が該
チャンバの回転軸即ち垂直軸線４５に対して１５″′以
下の角度Ｊをなすように形成する。このようにすると、
吸気管４３を介してこのチャンバ内に流入した現像剤粒
子が、これらの粒子をここまで運んできた空気流からほ
ぼ完全に分離される。

更に、吸気タービン２９の空気流量は、分離チャンバ４
０内の空気圧力が一定値ｐ１に維持されるように、公知
の手段（図示せず）によって調整し得る。

前記圧力値は勿論大気圧の値ｐ０より小さく、７６０〜
９００ヘクトパスカルである。換言すれば、前記チャン
バ内の減圧、即ち△Ｐ＝ｐｏ　−Ｐ＋は約２５５〜１１
５ヘクトパスカル程度の範囲の一定値に維持する。

前記した最良の条件で操作を行ったところ、修正装置か
ら送られる空気流によって運ばれた現像剤粒子を約９９
％回収することができた。

勿論、本発明は以上説明してきた条実施例には限定され
ず、その範囲内で様々な変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

装置とを含む気体回路を備えた磁力記録プリンタの簡略
部分説明図、第２図は第１図のプリンタに具備された粒
子分離及び回収装置の一部分をより詳細に示す斜視図で
ある。 ２６・・・・・・粒子分離及び回収装置、４０・・・・
・・分離チャンバ、５２・・・・・・螺旋部材。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）気体流によつて運ばれる現像剤固体粒子を分離し
   且つ回収する装置であって、ほぼ鉛直の回転軸線を有す
   る分離チャンバと螺旋部材とを含み、前記分離チャンバ
   が上部に吸気管と排気管とを備え、前記吸気管がこの管
   を介して該チャンバ内に流入する現像剤固体粒子含有気
   体流を渦状にするように配置されており、前記排出管が
   粒子から分離された気体流を排出すべく軸線方向に従つ
   て前記チャンバ内に延在しており、前記チャンバの下部
   には、粒子回収箱を構成すべく下端が可動シャッタで閉
   鎖される排出管に連通した出口が設けられており、現像
   剤粒子がこのチャンバ内で前記気体流から分離された後
   で重力により前記排出管方向に集められ、最終的に前記
   回収箱内に落下するようになっており、前記螺旋部材が
   前記排出管内で前記出口の近傍に配置されており、回収
   箱内に落下する粒子が前記排気管を介して排出される上
   昇気体流によって再び吸引されることがないように、前
   記螺旋部材の面が前記排出管の内面と接触する螺旋エッ
   ジを有し且つ固体粒子の螺旋軌道と同じ方向に傾斜して
   いることを特徴とする現像剤固体粒子分離及び回収装置
   。
2. （２）螺旋部材がほぼ３６０°に等しい角度のセクタに
   わたって延在することを特徴とする請求項１に記載の装
   置。
3. （３）螺旋部材の螺旋エッジが水平線に対して３°〜１
   ０°傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の装
   置。
4. （４）排出管の内側半径が２つの限界値Ｒｍ及びＲ＿Ｍ
   、即ち Ｒ＿ｍ≒１０／１．１０８とＲ＿Ｍ≒１０／０．３３と
   の間の値［式中、ｐは螺旋部材の螺旋のピッチの値を表
   す］を有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. （５）螺旋部材の螺旋のピッチｐが５ｍｍより大きいこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の
   装置。
6. （６）螺旋部材の螺旋のピッチｐが１２ｍｍ未満である
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. （７）排気管が排出管の内側直径とほぼ同じ大きさの内
   側直径を有することを特徴とする請求項１から６のいず
   れか一項に記載の装置。
8. （８）排気管の内側直径が排出管の内側直径より小さく
   、その差が排出管の内側直径の値の１５％以下であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. （９）分離チャンバが、公知のように、円筒形上方部分
   とこれに連通する円錐台形下方部分とを含み、前記円錐
   台形部分の側壁が該チャンバの回転軸線に対して１５°
   以下の角度をなすことを特徴とする請求項１から８のい
   ずれか一項に記載の装置。
10. （１０）分離チャンバ内の圧力が大気圧より小さく、７
    ６０〜９００ヘクトパスカルの一定値に調整されること
    を特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装
    置。
11. （１１）請求項１から１０のいずれか一項に記載の粒子
    分離及び回収装置を含むことを特徴とするノンインパク
    トプリンタ。