DE2226021C3

DE2226021C3 - Einrichtung zur Ruckgewinnung von Toner

Info

Publication number: DE2226021C3
Application number: DE19722226021
Authority: DE
Inventors: Wolfram 6241 Mammolshain Saupe
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-05-29
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1980-02-28
Also published as: GB1402787A; NL7306990A; FR2186681A1; AU471995B2; JPS4951955A; AU5594673A; DE2226021B2; JPS5633713B2; DE2226021A1; FR2186681B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Rückgewinnung von Toner mit einem Filter, der zumindest zwei flächenhafte, einander gegenüberliegende Elektroden aufweist, die in Absaugrichtung ausgerichtet sind und zwischen denen der mit Tonerteilchen beladene Luftstrom hindurchgeführt wird, mit einem Abstreifer zum Entfernen der auf den Elektrodenflächen abgeschiedenen Tonerteilchen.

Eine derartige Rückgewinncngs-Einrichtung für Toner ist aus der DE-OS 20 38 555 bekannt, bei der eine flächenhafte Elektrode eine Koronavorrichtung mit zueinander parallel angeordneten Entladungsdrähten aufweist, die auf Hochspannung liegen und isoliert sind. Durch das stark ionisierende Feld der Korona-Entla-■ dungsdrähte werden die zwischen diesen Koronadrähten und der Oberfläche einer Trommel hindurchgeleiteten Tonerteilchen elektrisch aufgeladen und bewegen sich auf die Oberfläche der Trommel zu, die auf Erdpotential liegt Diese Koronaaufladung der Tonerteilchen bringt eine Überschlagsgefahr mit sich, da bei hohen Spannungen sehr leicht Schwingungen der Koronadrähte aufteten können. Die auf der Trommeloberfläche abgeschiedenen Tonerteilchen werden mittels eines Abstreifers entfernt und werden innerhalb der ι Reinigungsstation abgesaugt, so daß der Toner für die Wiederverwendung zurückgewonnen wird.

Die bekannte Vorrichtung ist aufgrund der Verwendung empfindlicher Koronadrähte in der Konstruktion aufwendig und kostspielig, die Abscheidungsleistung für Toner ist nicht groß und es besteht die Gefahr, daß einzelne abgeschiedene Tonerteilchen aufgrund einer örtlichen Erwärmung, bedingt durch eine starke Entladung der Koronadrähte, miteinander verschmolzen werden und damit für die Wiederverwendung nicht mehr brauchbar sind.

, Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rückgewinnungs-Einrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß bei einfachem und störungsunanfälligem Aufbau eine vergrößerte Abscheidungsrate und eine erhöhte Wiedergewinnungsrate an Tonerteilchen erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden dicht an eine · Bürstenwalze einer Reinigungsstation angeordnet sind, die mit der Rückgewinnungs-Emricbtung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist, das eine unmittelbar zu der zu reinigenden Oberfläche der Fotoleitertrommel und eine zu einer Absaugvorrichtung zugewandte Öffnung aufweist.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2—7.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß eine sehr zufriedenstellende Reinigung der mit Tonerteilchen beladenen Luft ermöglicht wird, da keine elektrostatische Aufladung des Toners stattfindet, sondern statt dessen die Abscheidung des Toners durch die von den Elektroden ausgeübte elektrostatische Anziehung erfolgt. Die Ladungen der Tonerteilchen werden dazu verwandt, diese in einfacher Weise auf die Elektroden niederzusch agen, von denen sie mit Hilfe der Abstreifer in einem Behälter gesammelt werden. Aus diesem Grund wird darauf geachtet, daß die Tonerteilchen während ihrer Bewegung von der Reinigungsstation zu der Filtereinrichtung ihre Restladung nicht verlieren, da ansonsten die Reinigungswirkung der Elektroden erheblich geschwächt würde.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer vergrößert dargestellten Tonerabscheidungseinrichtung,

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform einer Tonerab-

Scheidungseinrichtung,

F i g. 3 und 4 zwei Beispiele einer Tonerabscheidungseinrichtung mit konzentrischen Zylinderelektroden.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten elektrophotographischen Kopiergerät wird eine Photoleitertrommel 1 in einer Aufladungsstation 2 gleichmäßig eiektrostatisch aufgeladen. In einer Belichtungsstation 3 wird die geladene Fotoleiterschicht bildmäßig belichtet und das entstehende Ladungsbild wird in einer Entwicklungsstation 4 mit Toiierpartikelchen entwickelt Das auf der Trommel 1 befindliche Tonerbild wird in einer Übertragungsstation 5 auf ein Kopieaufnahmematerial, beispielsweise Papier, übertragen.

In einer allgemein mit 7 bezeichneten Reinigungsstation wird noch verbliebener Toner von der Oberfläche des Photoleiters 1 entfernt Zu diesem Zweck ist in einem Gehäuse 8 eine drehbare Walzenbürste 9 mit einem langhaarigen Flor angeordnet Diese Bürstenwalze 9 kann in Pfeilrichtung gegen den Fotoleiterumlauf in Rotation versetzt werden.

Mit Hilfe eines Querstromgebläses 10, welches die gleiche Breite wie die Trommel 12 hat, wird Luft in dem Bereich der Reinigungsstation 7 in das Gehäuse 8 gesaugt Damit ist eine einfache Luftführung bei geringem Druckverlust gegeben. Diese Luft nimmt die von der Bürste 8 abgewischten Tonerteilchen mit und führt sie in die im folgenden näher erläuterte Abscheideslation 11,

In dem Gehäuse 8 befindet sich in dem Bereich der Abscheidestation ein besonderer Filter. Dieser Filter weist mehrere kreisförmige Elektrodenplatten 12 auf, die mit gemeinsamem Mittelpunktslot und im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind. Die Gesamtbreite entspricht ebenfalls der Trommelbreite. Die Luftströmung hat damit auf dem Wege vom Photoleiter über die Reinigungsbürste, das Filter, das Querstromgebläse und das Sicherheitsfilter quer zur Strömungsrichtung im wesentlichen die gleiche Breite. Die Elektrodenplatten 12 sind abwechselnd an Erdpotential und eine Hochspannungsquelle (—6000V) geschaltet Die Elektrodenplatten der Abscheidungsstation 11 befinden sich so nah wie möglich an der Reinigungsbürste 8.

Die Elektrodenplatten 12 sitzen auf einer gemeinsamen Achse und können durch einen nicht dargestellten Motor in Richtung des Pfeiles 13 oder entgegengesetzt in Drehung versetzt werden. Außerdem befindet sich an jeder der Toner aufnehmenden Elektrodenplatten ein Abstreifer 14, der von der Drehachse der Scheiben bis zu deren Umfang reicht Der sich an diesem Abstreifer 14 ansammelnde Toner kann in ein unter dem eigentlichen Abscheider befindliches Gefäß 15 fallen. Der sich dort ansammelnde Toner 16 kann gewünschtenfalls wiederverwendet werden.

Um auch noch den letzten Rest von in der Luft vorhandenem T^c»ner abzufangen und auch um die Sichernd zu hiiben, daß im Falle eines Ausfalls der Hochspannung kein Toner in die Umgebungsluft gelangt, ist eih N:hutzfilter 17 an der Abluftseite des Gebläse.-10 varj^sehen.

Die Bimste ¹^ ei'fernt bei ihrer Drehung sämtliche auf dem Pho^loleil<jr Ϊ verbliebenen Tonerpartikelchen. Der durch diV-S' GebU'!?^ IO erzeugte Luftstrom nimmt diese Partikelchen Vofl tier Bürste ab und führt sie zwischen die ElektrodenplAtten 12. Da die Elektrodenplatten in unmittelbare!' Nachbarschaft zu der Bürste angeordnet sind, konnten sich die Tonerpartikelchen nicht entladen. Die positive Restladung der Tonerpartikelchen bewirkt,

daß diese zu denjenigen Platten hingezogen werden, die an dem negativen Pol der Hochspannungsquelle 18 liegen. An diesen Elektrodenplatten scheiden sich die Tonerpartikelchen ab. Durch die Drehung der Platten 12 werden die abgeschiedenen Teilchen von dem Wischer 14 erfaßt und fallen in den Aufnahmebehälter 15. Noch verbliebene Tonerpartikelchen gelangen durch das Gebläse 10 in den Schutzfilter 17. Aus diesem tritt dann vollständig gereinigte Luft aus.

Bei der in Fig.2 dargestellten Vorrichtung ist der Schutzfilter 17 vor dem Gebläse 10 angeordnet Die Elektrodenplatten 12 haben in diesem Falle im wesentlichen rechteckige Gestalt und die Elektrodenreiniger 14 können in horizontaler Richtung, wie durch den Pfeil 19 angedeutet, verschoben werden. Das Tonermaterial fällt dabei in den Aufnahmebehälter 15.

Bei den in den F i g. 3 und 4 dargestellten Abscheidern

11 sind die Elektroden 12 als konzentrische Zylinder ausgebildet Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform sind diese Zylinder stehend angeordnet, d. h. ihre gemeinsame Achse verläuft vertikal. Die zu reinigende, mit Toner beladene Luft gelangt in Richtung des Pfeiles 20 in den Abscheider. Die einzelnen Zylinder

12 liegen an Hochspannung bzw. an Erdpotenxial.

Der Toner, der aus dem Luftstrom an den zylinderförmig^n Elektroden 12 abgeschieden wurde, wird mit Hilfe eines um die Zylinderachse rotierenden Elektrodenreinigers 14 entfernt Der abgeschabte Toner fällt dabei in den Bodenabschnitt 15 der flaschenförmigen Abscheidestation 11. Der äußere Zylindermantel dieser Abscheidestation 11 weist einen ringförmigen Schutzfilter 17 auf, an dem der letzte Rest des Toners aus der Luft abgeschieden wird.

Die Abscheidestation 11, die in Fig.4 dargestellt ist, entspricht hinsichtlich des Elektrodenaufbaus der in F i g. 3 gezeigten. Die Elektroden sind in diesem Fall jedoch mit horizontal verlaufender gemeinsamer Zylinderachse angeordnet Außerdem sind die Elektroden längs ihrer untersten Mantellinie mit einem Schlitz 21 versehen. Der Abstreifer 14 fördert in diesem Fall abgesetzten Toner von den Elektroden bis zu dem Schlitz 21. Der abgeschiedene Toner fällt durch die Schlitze 21 in den Auffangbehälter 15. In diesem Falle kann der Schuizfilter die gesamte Stirnfläche der Abscheidungsstation 11 an der stromabgelegenen Seite umfassen, wie es in F i g. 4 dargestellt ist.

Der Abstand der Elektroden beträgt in den dargestellten Beispielen in der Größenordnung von 5 bis 50 mm. Die Spannung an den Elektroden liegt vorzugsweise im Bereich zwischen —3 kV und —15 kV, wenn mit einer negativen Aufladung des Photoleiters gearbeitet wird. Die Luftgeschwindigkeit im Bereich der Elektroden sollte in der Größenordnung von 0,5 bis 3,0 m/sec liegen. Mit einer so ausgelegten Abscheidestation war es ohne weiteres möglich, 93% des in dem Luftstrom enthaltenen Toners abzuscheiden.

Bei der Wahl des Elektrodenabstandes ist auf folgendes zu achten. Der Abstand der im wesentlichen flächigen Elektroden sollte so groß gewählt werden, daß bei der Betriebsspannung (beispielsweise also bei —6 kV) Überschläge sicher vermieden werden. Dabei ist auf diejenige Überschlagsspannung abzustellen, die sich bei dem fraglichen Abstand für ein System »Spitze-Platte« in Luft ergibt Wenn sich nämlich Toner auf der Elektrode abscheidet, wird die Oberfläche recht inhomogen und man kann daher nicht mehr von der höheren Überschlagsspannung des Systems »Platte-Platte« ausgehen. Während daher im Falle einer

Spannung von 5 kV ein Elektrodenabstand von 10 mm sicher ausreichend ist, sollte im Falle einer Spannung von 10 kV mit einem Abstand von 30 bis 40 mm gearbeitet werden. Diese Zahlen sind selbstverständlich von der Luftfeuchtigkeit und dem Luftdruck abhängig.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Rückgewinnung von Toner mit einem Filter, der zumindest zwei flächenhafte, einander gegenüberliegende Elektroden aufweist, die in Absaugrichtung ausgerichtet sind und zwischen denen der mit Tonerteilchen beladene Luftstrom hindurchgeführt wird, mit einem Abstreifer zum Entfernen der auf den Elektrodenflächen abgeschiedenen Tonerteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12) dicht an einer Bürstenwalze (9) einer Reinigungsstation (7) angeordnet sind, die mit der Rückgewinnungs-Einrichtung (11) in einem gemeinsamen Gehäuse (8) untergebracht ist, das eine unmittelbar zu der zu reinigenden Oberfläche der Fotoleiter-Trommel (1) und eine zu einer Absaugvorrichtung (10) zugewandte öfi'nung aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Öffnungen des Gehäuses (8) jeweils über die Breite der Fotoleiter-Trommel (1) erstrecken.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (10) als Querstromgebläse ausgebildet ist, dessen Breite ebenso wie die Breite des Filters der Breite der Fotoleiter-Trommel (1) entspricht.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12) aus mehreren Kreisscheiben bestehen, die auf einer gemeinsamen, in beiden Richtungen drehbaren Achse aufsitzen und daß an jeder Kreisscheibe ein feststehender Abstreifer (14) angeordnet ist, der von der Drehachse der Kreisscheiben bis zu deren Rand reicht.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12) rechteckige Gestalt aufweisen und daß die Abstreifer (14) längs den parallel zueinander angeordneten Elektroden (12) horizontal verschiebbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als konzentrisch ineinander angeordneten Zylinder vorgesehenen Elektroden (12) mit ihren zusammenfallenden Zylinderachsen in Richtung des Lufthauptstroms ausgerichtet und längs ihrer tiefsten Mantellinie jeweils einen Schlitz (21) aufweisen, daß bürstenförmige Abstreifer (14) um die Zylinderachsen drehbar angeordnet sind und jede der zylinderförmigen Elektroden (12) längs einer Mantellinie berühren und daß unter der äußersten Elektrode ein Behälter zum Auffangen des durch die Schlitze (21) fallenden, mittels der Abstreifer von den Elektroden abgetrennten Tonerteilchen vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach den Elektroden (12) und der Absaugvorrichtung (10) in Richtung des Luftstroms ein mechanisches Schutzfilter (17) angeordnet ist.