-
-
Tonerrückgewinnungsvorri chtung
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit der in einem
elektrophotographischen Gerät, einem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät oder dgl.
verwendeter Entficklungstoner wiederverwendbar gemacht wird; insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf eine Tonerrückgewinnungsvorrichtung zum Sammeln von an einem
Bildträger nach der Entwicklung oder Bildübertragung zurückgebliebenem Toner und
zur Wiederaufbereitung des gesammelten Toners.
-
Es amide schon eine Anordnung vorgeschlagen, bei der verfestigter
bzw. verdichteter Toner und Fremdkörper, die in mittels einer Reinigungsvorrichtung
von einem Bildträger entferntem und gesammeltem Toner enthalten sind, durch ein
Sieb gefiltert werden und zur Entwicklung nur diejenigen Tonerteilchen wieder verwendet
werden, die durch das Sieb hindurchgetreten sind. Diese Anordnung hat jedoch den
Nachteil, daß der verfestigte Toner und Papierstaub vom Kopierpapier oder dgl.,
die in dem Toner enthalten sind, allmählich die Sieböffnungen verstopfen bzw. zusetzen.
-
Ferner tritt Papierstaub, der fein genug ist, das Sieb nicht zuzusetzen,
durch die Sieböffnungen hindurch und vermischt sich mit dem rückgewonnenen bzw.
wieder aufbereiteten Toner, was Unzulänglichkeiten bei der Entwicklung hervorruft.
Palls natürlich zur Ausschaltung derartiger Unzulänglichkeiten ein Sieb mit kleinen
Öffnungen verwendet wird, kann der feine Papierstaub ausgefiltert werden. In der
Praxis bestand jedoch der Nachteil, daß der verfestigte Toner mit einer Teilchengröße,
die größer als die Öffnungsgröße des Siebs ist, die Sieböffnungen zusetzt, wodurch
die Rückgewinnung in starkem Ausmaß beeinträchtigt ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Wiederaufbereiten von
gesammeltem Toner für die Entwicklung eine Tonerrückgewinnungsvorrichtung zu schaffen,
bei der der gesammelte Toner gut aufgelockert und in kleinste Teilchen zerteilt
wird.
-
Perner soll die erfindungsgemäße Tonerrückgewinnungsvorrichtung das
wirkungsvolle Ausscheiden irgendwelchen feinen Kopierpapierstaubs und anderem Staubs
ermöglichen, der in dem gesammelten Toner enthalten ist.
-
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Tonerrückgewinnungsvorrichtung
geschaffen werden, die mit einem Sieb versehen ist, das für die Tonerrückgewinnung
am besten geeignet ist und kein Zusetzen zeigt, und die eine verbesserte Rückgewinnungs-Leistungsfähigkeit
hat.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
-
Fig. 1 ist eine seitliche Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
der Tonerrückgewinnungsvorrichtung.
-
Fig. 2 ist eine seitliche Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung.
-
Fig. 3A und 3B sind eine Horizontalschnittansicht bzw. eine seitliche
Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung.
-
Fig. 4 veranschaulicht die Punktion eines Hohlzylinders und eines
Magnetkörpers, die bei dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
-
Fig. 5 ist eine seitliche Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung.
-
Fig. 6 ist eine seitliche Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung.
-
Fig. 7 ist eine seitliche ,chnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung.
-
Fig. 8 und 9 sind graphische Darstellungen, die die Tonerrückgewinnung-Fähigkeit
der Vorrichtung veranschaulichen.
-
Fig. 10 ist eine seitliche Schnittansicht eines siebten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung.
-
Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Tonerrückgewinnungsvorrichtung
2, die zwischen Förderrohren 1 für gesammelten Toner angebracht ist, welche eine
Reinigungsstation und eine Entwicklungsstation eines (nicht gezeigten) Aufzeichnungsgeräts
verbinden.
-
Die Rückgewinnungsvorrichtung 2 hat einen Magnetkörper 5, der an einer
Drehachse 4 gelagert ist und entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist.
-
Der Magnetkörper 5 ist an seiner äußeren Umfangsfläche in geeigneten
Intervallen zu N- und 5-Polen magnetisiert und lose in einen nichtmagnetischen Hohlzylinder
6 eingesetzt. Der Hohlzylinder 6 ist an seinen einander gegenüberliegenden Enden
an einer Wandung 3 der Vorrichtung befestigt, so daß er festgehalten ist und daher
relativ zum Magnetkörper 5 bewegbar ist. In der Nähe des linken oberen Abschnitts
des Außenumfangs des Hohlzylinders 6 ist ein nichtmagnetisches Sieb 7 zum Piltern
des gesammelten Toners so angebracht, daß es ungefähr ein Viertel des Außenumfangs
des Zylinders überdeckt.
-
Innerhalb des Pörderrohrs 1 ist eine Pörderschnecke 8a angebracht,
die gesammelten Toner T2 zu der Rückgewinnungsvorrichtung 2 befördert, wodurch der
gesammelte magnetische Toner T2 an dem Sieb 7 ankommt und durch die Magnetkraft
und die Drehung des drehbaren Magnetkörpers 5 an das Sieb 7 angezogen wird und im
Uhrzeigersinn längs des Siebs 7 hochwandert, wobei er aufgelockert wird.
-
Bei diesem Auflockern schwimmen nichtmagnetische Fremdkörper wie
Papierstaub, die magnetisch nicht angezogen werden, über die Oberfläche des Toners
an dem Sieb 7 auf. Andererseits wird der gesammelte magnetische Toner T2 durch die
magnetische Anziehung an das Sieb 7 angezogen und aufgelockert, so daß verfestigter
bzw verdichteter Toner in kleinste Teilchen zerteilt wird, die durch das Sieb 7
hindurch zum Zylinder 6 hin angezogen werden. Der in kleinste Teilchen zerteilte
und keine Fremdkörper enthaltende wiederaufbereitete Toner T3 an dem Zylinder 6
wird an diesem weiterbefördert und mittels eines gegen den Zylinder 6 stoßenden
Schabers 9 abgestreift, wonach der wiederaufbereitete Toner mittels einer Förderschnecke
8b wieder der Entwicklungsstation zugeführt wird. Fremdkörper, die über die Oberfläche
des gesammelten Toners an dem Sieb 7
aufgeschwommen sind, und zusammengeballter
Toner, der nicht in kleinste Teilchen zerteilt werden konnte, fallen allmählich
längs des Siebs herab und bauen sich allmählich an dem ansteigenden Abschnitt des
Siebs auf, von wo sie zu einem geeigneten ,c-l-tpunlct abgenommen werden können.
-
Demnach is; gemåß diesem Ausführungsbeispiel eine Tonerrückgewinnungsvorrichtung
geschaffen, bei dem Fremdkörper ohne Zusetzen des Siebs entfernt werden und der
gesammelte Toner in kleinste Teilchen zerteilt und wiederverwendbar gemacht wird.
-
Die Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das wie das in
Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für die Wiederaufbereitung von magnetischem
Toner geeignet ist. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der nichtmagnetische
Hohlzylinder 6 im Uhrzeigersinn drehbar, während der im Zylinder angeordnete Magnetkörper
5 nicht bewegbar ist. An dem Magnetkörper sind N- und S-Pole nur an demjenigen Bereich
der Außenumfangsfläche ausgebildet, der dem benachbarten nichtmagnetischen Sieb
7 gegenübersteht. Daher treten feine Tonerteilchen des gesammelten Toners, der mittels
der yörderschnecke 8b zu dem Sieb 7 befördert wird, durch die Öffnungen des Siebs
7 hindurch, so daß sie vor ihrem Auflockern an dem Zylinder 6 haften und längs der
magnetischen ICraftlinien hochgerichtet werden. Die hochgerichteten Tonerteilchen
erreichen das Sieb 7 während mit der Drehung des Zylinders 6 der ge-sammelte Toner
T2 an dem Sieb 7 in der gleichen Richtung wie der im Uhrzeigersinn-an dem Zylinder
6 bewegte Toner hochwandert.
-
Demgemäß wird der gesammelte Toner während des Hochwanderns an dem
Sieb 7 aufgelockert, wobei aus dem Toner Fremdkörper ausgeschieden werden und der
nun in kleinste Teilchen zerteilte Toner an dem Zylinder 6 zu dem Schaber 9 hin
bewegt wird. Der Toner an dem Zylin-
der 6 in demjenigen Bereich
des Zylinders, der von dem dem Sieb 7 gegenüberstehenden Bereich verschieden ist,
befindet sich außerhalb des Magnetfelds, so daß daher dieser Toner nicht mehr der
Kraft ausgesetzt ist, die den Toner an den Zylinder 6 anzieht. Daher wird der wiederaufbereitete
Toner außerhalb des Anziehungsbereichs von dem nachfolgenden aufbereiteten Toner
zu dem Schaber 9 hin geschoben, so daß er längs des Schabers 9 in das Rohr 1 rutscht
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird natürlich die gleiche Wirkung wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt; darüberhinaus wird der Toner nicht verschlechtert,
da es nicht notwendig ist, den Toner mittels des Schabers 9 unter I(raftanwendung
bzw. zwangsweise abzustreifen.
-
Die Pig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Tonerrückgewinnungsvorriehtung.
Hierbei ist längs eines Wandungsteils 7 der Tonerrückgewinnungsvorrichtung 2 eine
Kraftabgabevorrichtung mit einem drehbaren Magnetkörper angebracht. An einem Ende
des Wandungsteils 3 ist ein Rohr 1 für die Zufuhr von gesammeltem Toner befestigt,
der mittels einer Förderschnecke 8a an die Innenseite des Wandungsteils 3 befördert
wird.
-
Dementsprechend trifft der gesammelte Toner auf ein Sieb 7, das so
angeordnet ist, daß es die Außenumfangsfläche eines feststehenden Hohlzylinders
6 überdeckt, in welchem ein entgegen dem Uhrzeigersinn drehbarer Magnetkörper 5
angeordnet ist.
-
Die Fig. 4 veranschaulicht die Fiiiilftion der Kraftabgabevorrichtung
bei dem dritten Ausführungsbeispiel.
-
Die Oberfläche des drehbaren Magnetkörpers 5 ist mit abwechselnd angeordneten
bandartigen N- und S-Polen versehen. Demgem.iß bewegt sich bei Drehung des Magnetkörpers
in Gegenuhrzeigerrichtung 11a der magnetische Toner an dem nichtmagnetischen Zylinder
6 in der Axialrichtung eines Pfeils 1i unter gleichzeitigem Umlauf im Uhrzeigersinn.
-
Daher bewegt sich nach Fig. 3 der gesammelte Toner zusammen mit Fremdkörpern
und verfestigten Toner an dem Sieb 7 in der Richtung des Pfeils i1, wobei er aufgelockert
wird. Demgemäß kann der Toner über einem breiten Bereich des Siebs 7 aufgelockert
werden, so daß daher der verfestigte Toner in zufriedenstellender Weise in kleinste
Teilchen zerteilt werden kann und die Premdkörper über die Oberfläche des gesammelten
Toners an dem Sieb 7 aufschwimmen können. Daher fallen die Fremdkörper von der Oberfläche
des Toners durch Schwerkraft ab, wenn sie an die Unterseite des Siebs 7 gelangen,
und können in einer Rinne 10 für die Aufnahme von Fremdkörpern gesammelt werden.
Andererseits wird der ausreichend aufgelockerte und wiederaufbereitete Toner T3
an dem Zylinder 6 von diesem mittels eines nichtmagnetischen Schabers 9 abgestreift,
in das Rohr 1 geleitet und mittels einer Förderschnecke 8b zur Entwicklungsstation
befördert.
-
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann eine breite Pläche des Siebs
7 genutzt werden und das Auflockern auch längs des Zylinders 6 erfolgen, so daß
der verfestigte Toner natürlich in kleinere Teilchen zerteilt werden kann und die
Ausscheidung von Fremdkörpern wirkungsvoller ist. Perner ist die Vorrichtung gemäß
diesem Ausführungsbeispiel sowohl als Vertikalausführung als auch als Horizontalausführung
anwendbar.
-
Die Pig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Tonerrückgewinnungsvorrichtung.
Hierbei wird gesammelter Toner T2 über ein Rohr 1 von oben her der Tonerrückgewinnungsvorrichtung
2 in einem Gehäuse 3 zugeführt. Der gesammelte Toner T2 fällt auf ein nichtmagnetisches
Sieb 7, das in der Nähe des unteren Mündungen des des Rohrs 1 angeordnet ist. Das
Sieb 7 ist im wesentlichen bogenförmig gestaltet, während in der Nähe der Rückseite
des Siebs ein nichtmagnetischer Zylinder 6 im Uhrzeigersinn drehbar angebracht ist.
Innerhalb des
Zylinders 6 ist feststehend ein Magnetkörper 5 angebracht.
An dem Magnetkörper 5 sind N- und S-Pole nur an demjenigen Bereich desselben ausgebildet,
der dem Sieb 7 gegenübersteht.
-
Demgemäß wird der magnetische Toner an dem Sieb aufgelockert und
in feine Teilchen zerteilt, die durch das Sieb hindurchtreten, wonach sie von der
Magnetkraft oberhalb eines Aufnahmebereichs bzw. Aufnahmeraums 12 für wiederaufbereiteten
Toner freigegeben werden, so daß sie in den Aufnahmeraum 12 fallen und sich dort
ansammeln. Der wiederaufbereitete Toner T3 in dem Aufnahmeraum 12 wird mittels einer
Förderschnecke 8b zur Entwicklungsstation befördert.
-
Andererseits werden nichtmagnetische Premdkörper während des Auflockerns
an dem Sieb 7 von dem Toner abgesondert und fallen in eine Rinne 10. Polglich werden
die Fremdkörper zusammen mit dem verfestigten Körper, der nicht in feine Teilchen
zerteilt werden konnte, zu einem geeigneten Zeitpunkt aus dem Gehäuse 3 herausgeräume.
-
Die Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Tonerrückgewinnungsvorrichtung,
bei dem die Vorrichtung flir isolierenden Toner geeignet ist. Wie gemäß Fig. 1 ist
ein bogenförmiges Sieb 13 zur Aufnahme gesammelten Toners T2 in einem Gehäuse 3
und in der Nähe eines Zylinders 14 angebracht. Der Zylinder 14 ist ein Isolierteil
und um eine Achse 4 im Uhrzeigersinn drehbar. Innerhalb des Zylinders 14 ist ein
zylindrischer Isolierkörper 16 feststehend angebracht, an dessen Umfang in geeigneten
Abständen Elektroden 15 angebracht sind.
-
Im allgemeinen hat im Vergleich zu Kopierpapierstaub der gesammelte
isolierende Toner an dem Sieb 13 einen hohen Polarisations- bzw. Ladungswert, so
daß er
daher einer zu den elektrischen Kraftlinien zwischen den
Llektroden 15 proportionalen Kraft ausgesetzt ist und in der Weise befördert wird,
daß er an dem Sieb 13 hochwandert. Demnach kann dabei der gesammelte Toner aufgelockert
werden, wobei isolierende Fremdkörper mit einem kleineren ijadungswert als der Toner
von dem Toner abgesondert und ausgeschieden werden können, während verfestigter
bzw. verdichteter Toner in feine Teilchen zerteilt werden kann und durch wiederverwendbar
gemacht werden kann.
-
Bei elektrisch leitendem Toner ist die Ladungsmenge des Toners größer
als diejenige von Kopierpapierstaub, so daß daher der Kopierpapierstaub mit einer
zum Toner entgegengesetzten Polarität angezogen wird. Demzufolge ist mit einem dem
Aufbau nach Pig. 6 gleichartigen Aufbau eine Rückgewinnung bzw. Wiederaufbereitung
eines elektrisch leitenden Toners möglich.
-
Bei den herkömmlichen Siebverfahren trat bei kontinuierlichem Kopieren
von 1000 Blatt ein Verstopfen bzw. Zusetzen auf, durch das die Wiederherstellung
des Toners unmöglich wurde. Im Gegensatz dazu ist bei den in den Fig. 1 bis 6 gezeigten
Tonerrückgewinnungsvorrichtungen eine Tonerrückgewinnung selbst bei einem kontinuierlichen
Kopieren von 20 000 Blatt möglich.
-
Ferner können selbst Fremdkörper ausgeschieden werden, die weitaus
kleiner als die Siebteilung sind.
-
Ein Vorteil der Tonerrückgewinnungsvorrichtung gegenüber bekannten
Vorrichtungen besteht darin, daß der Toner an dem Sieb abrollt, wodurch Premdkörper
und verfestigter Toner in dem Toner aufgelockert bzw. gelöst erden. Die beschriebene
Tonerrückgewinnungsvorrichtung bewirkt ferner mittels des Siebs eine Eingruppierung,
was zur Lösung des Problems führt, daß ein wiederaufbereiteter Toner hinsichtlich
der Teilchengröße ungleichförmiger als der anfängliche Toner wird; auf diese Weise
kann
eine sich aus der Rückgewinnung des Toners ergebende Verschlechterung der Bildqualität
in großem Ausmaß verringert werden und es können ferner Fremdkörper (wie hauptsächlich
Kopierpapierstaub), die eine Ungleichmäßigkeit an der Entwicklungsstation ergeben
würden, in ausreichendem Ausmaß ausgeschieden werden, um Ungleichmäßigkeiten auszuschalten.
-
Weiterhin besteht eine besonders hervorragende Eigenschaft der in
den Fig. 1 bis 6 gezeigten Tonerrückgewinnungsvorrichtungen darin, daß die durch
die magnetische oder elektrische Energie erzeugte Förderkraft eine selektive Wirliung
hat und nicht auf Bremdkörper bzw. Fremdstoffe einwirkt.
-
Nachstehend werden weitere Ausführungsbeispiele der Tonerrückgewinnungsvorrichtung
in Einzelheiten beschrieben.
-
Die Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Tonerrückgewinnungsvorrichtung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Tonerrückgewinnungsvorrichtung in ein Gehäuse
18 einer Reinigungsvorrichtung für das Reinigen einer Bildträgertrommel 17 und das
Abnehmen irgendwelchen zurückgebliebenen Toners T1 von der Trommel eingebaut.
-
Die Trommel 17 ist ein trommelförmiges Bilderzeugungsmaterial wie
ein photoempfindliches Material bei der Elektrophotographie oder ein isolierendes
Material bei der elektrostatischen Aufzeichnung. Die Trommel 17 wird in Pfeilrichtung
drehend angetrieben. Um die Trommel 17 herum sind eine Einrichtung zur Ladungsbilderzeugung,
eine Entwicklungseinrichtung und eine Bildübertragungseinrichtung angeordnet, so
daß an der Trommel oberfläche die Tadungsbilderzeugung, die Entwicklung und die
Bildübertragung vorgenommen werden; diese Einrichtungen sind nicht gezeigt. Bei
dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel erfolgt die En-twicklung
des I,adungsbilds unter Verwendung eines magnetischen Einkomponenten-'Donerentwicklers.
-
Bei der Reinigungsvorrichtung zum Entfernen des restlichen Toners
T1 der nach Durchlaufen der Bildübertragungsstation an der Trommeloberfläche zurückgeblieben
ist, und zum Reinigen der Trommeloberfläche in Vorbereitung für einen nächsten Bilderzeugungszyklus
wird eine Rakel 19 verwendet, deren Kante gegen die Oberfläche der umlaufenden Trommel
17 stößt, um damit den übriggebliebenen Toner T1 von der Trommeloberfläche abzustreifen.
In dem Gehäuse 18 ist im wesentlichen parallel zur Achse der Trommel 17 ein zylindrischer
Magnetkörper 5 angeordnet. An der Oberfläche des Magnetkörpers 5 sind N- und S-Pole
ausgebildet und der Magnetkörper 5 wird im Uhrzeigersinn drehend angetrieben. Über
den zylindrischen Magnetkörper 5 ist konzentrisch ein nichtmagnetischer Zylinder
6 gesetzt, der eine Relativbewegung erlaubt und feststehend an dem Gehäuse 18 befestigt
ist. Mit 20 ist ein nichtmagnetisches Blatt (bzw.
-
ein nichtmagnetischer Film) aus Kunstharz, nichtmagnetischem Metall
oder Papier bezeichnet, das mit Ausnahme des unteren Viertels der Umfangsfläche
des feststehenden Zylinders in enger Berührung mit drei Vierteln der Umfangsfläche
des feststehenden Zylinders steht. Der rechte Teil des Blatts 20 gemäß der Ansicht
in Fig. 7 ist an der Bodenfläche des Gehäuses 18 befestigt, während der linke Teil
des Blatts 20 sich längs der Bodenfläche des Gehäuses 18 und der Innenfläche der
linken Seitenwand des Gehäuses erstreckt, so daß er zum Sammeln von wiederaufbereitetem
Toner eine Rinne 10 mit im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt bildet. Mit
7 ist ein Naschensieb bezeichnet, das längs des Bogens des Zylinders 6 angeordnet
ist, mit dem das Blatt 20 in enge Berührung gebracht ist, und das in einem geringen
Abstand zur Oberfläche des Blatts 20 steht. Der rechte Teil des Siebs 7 erstreckt
sich bis zu der Bodenfläche
des Gehäuses 18 und ist an dieser befestigt,
während der linke Teil des Siebs 7 sich aus einer im mittleren Bereich der linken
Seitenwand des Gehäuses 18 ausgebildeten Schlitzöffnung heraus zur Außeneite des
Gehäuses erstreckt, wobei die linke Erweiterung des Siebs nach oben zu gebogen und
an der Außenfläche der linken Seitenwand des Gehäuses 18 befestigt ist. Erfindungsgemäß
hat das Maschensieb 7 Sieböffnungen, die fünf bis fünfzig mal so groß wie der Teilchendurchmesser
des verwendeten Toners sind.
-
Mit 8b ist eine Förderschnecke bezeichnet, die den in der Rinne 10
gesammelten wiederaufbereiteten Toner T3 ausstößt.
-
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau fällt der an der Oberfläche
der Trommel 17 zurückgebliebene, mittels der Reinigunge-Rakel 19 abgestreifte magnetische
Einkomponenten-Toner T1 in einen keilförmigen Raum 22, der zwischen der Trommel
17 und dem Sieb 7 längs des Zylinders 6 gebildet ist, und wird in diesem Raum 22
gesammelt. Dieser gesammelte Toner T2 wird durch den Zylinder 6, das Blatt 20 und
das Sieb 7 hindurch der b-lagrletltraft des Ifagnetlcörpers 5 ausgesetzt, so daß
aufgrund des auf der ständigen Drehung des Magnetkörpers 5 in Pfeilrichtung beruhenden
Gradienten des Magnetfelds der Toner T2 von der rechten Seite her langes der äußeren
bogenförmigen Oberfläche des entlang des Zylinders 6 angebrachten bogenförmigen
Siebs 7 zu der oberen Fläche des Siebs 7 hochwandert.
-
Bei diesem Transportvorgang des gesammelten Toner T2 l«ings der Oberfläche
des bogenförmigen Siebs 7 fällt der Toner durch die Maschenöffnungen des Siebs 7
auf die Oberfläche des um den Außenumfang des Zylinders 6 herum angeordnete Blatts
20; der auf diese Weise herabgefallene Toner T3 wird durch die Magnetkraft des Magnetkörpers
5 zur Oberfläche des Blatts 20 gezogen
und an dieser festgehalten,
wobei er aufgrund des auf der Drehung des Magnetkörpers 5 beruhenden Gradienten
des Magnetfelds kontinuierlich in Gegenrichtung zur Drehrichtung des Magnetkörpers
5 längs der Oberfläche des Blatts 20 befördert wird, in die Tonersammlungs-Rinne
10 eintritt und sich dort sammelt.
-
Bei dem Transport des gesammelten Toners T2 längs der Oberfläche
des Siebs 7 werden (a) die nichtmagnetischen Fremdkörper wie der Papierstaub in
dem gesammelten Toner T2 in dem keilförmigen Raum 22 und der Staub in der Buft nicht
transportiert, da die sich aus dem magnetischen Feld ergebende Pörderkraft nicht
auf sie einwirkt; (b) selbst wenn sie zusammen mit der beförderten Tonerschicht
transportiert werden, unterliegen die Fremdkörper wie der Papierstaub und der Umgebungsstaub
einer Bewegungskraft zu der Oberfläche der Schicht aus dem Toner T2 an dem Sieb
7 hin; daher wirkt das Sieb 7 im wesentlichen als ein solches mit kleinen Maschenöffnungen,
so daß die Fremdkörper nicht durch die Maschenöffnungen des Siebs 7 hindurchtreten;
während des Transports schwimmen jedoch aufgrund der Fließbewegung der Schicht aus
dem Toner T2 und des gegenseitigen Überstreichens der transportierten Schichten
aus den Tonern T2 und T3 an dem Blatt 20 und dem Sieb 70 die Fremdkörper aus dem
Inneren der Schicht des Toners T2 zur Oberfläche dieser Schicht auf, lösen sich
von dieser Schicht und fallen in den keilförmigen Raum 22; (c) Klumpen aus zusammengeballtem
oder verfestigtem To-.
-
ner, die groß genug sind, die sich aus dem Magnetfeld ergebende Förderkraft
zu überwinden, werden nicht transportiert; (d) selbst wenn er zusammen mit der beförderten
Schicht aus dem Toner T2 transportiert wird, wird der zusammengeballte oder verfestigte
Toner aufgelockert und durch die Auflockerungswirkung,- die in sich aus der yließbewe-
gung
der transportierten Tonerschicht T2, der Reibungskontaktbewegung des Toners in Bezug
auf die Oberfläche des Siebs 7 und des wechselseitigen Schleifens der transportierten
Tonerschichten T2 und T3 in kleine Teilchen zerteilt; derjenige Teil des zusammengeballten
oder verfestigten Toners, der nicht aufgelockert bzw. aufgelöst werden konnte, tritt
gleichartig wie der vorstehend unter (b) genannte Papierstaub und Schmutz nicht
durch die Maschenöffnungen des Siebs 7 hindurch (da der Transport in Richtung längs
der Oberfläche des Siebs 7 erfolgt und das Sieb 7 im wesentlichen als ein solches
mit kleinen Maschenöffnungen wirkt), sondern schwimmt zur Oberfläche der Schicht
T2 auf, trennt sich von dieser und fällt in den keilförmigen Raum 22; (e) der Papierstaub
und Schmutz nach (a), die in dem keilförmigen Raum 22 gesammelt werden und nicht
transportiert werden, der Papierstaub und Schmutz nach (b), die von der Schicht
T2 getrennt wurden und abgefallen sind, die großen Klumpen an zusammengeballten
oder verfestigtem Toner nach (c), die nicht transportiert worden sind, und der unter
(d) genannte Toner, der von der Schicht T2 getrennt wurde und abgefallen ist, fallen
naturgemäß aus der Lücke am Boden des keilförmigen Raums 22 zwischen der Trommel
17 und dem Sieb 7 in einen Gehäuseraum 18a unterhalb des keilförmigen Raums 22 und
werden von dort abgeführt.
-
Daher fallen nur feine Tonerteilchen durch die Maschenöffnungen des
Siebs 7 auf die Oberfläche des längs des Außenumfangs des Zylinders 6 angebrachten
Blatts 20, so daß auf diese Weise abgefallener Toner T3 aufgrund des Gradienten
des Magnetfelds des drehenden Magnetkörpers 5 längs der Oberfläche des Blatts 20
in die Rinne 10 befördert wird und in der Rinne 10 wiederaufbereiteter Toner T3
gesammelt wird, der keine Fremdkörper enthält. Der wiederaufbereitete Toner T3 wird
mittels einer Ausstoß-Förderschnecke 8b zur Wiederverwendung in die Entwicklungseinrichtung
zurückbefördert.
-
In diesem Fall sind die Maschenöffnungen des Siebs 7 fünf mal bis
fünfzig mal so groß wie der Teilchendurchmesser des Toners; daher erfolgt das Durchtreten
der feinen Tonerteilchen durch die Maschenöffnungen des Siebs gleichförmig ohne
ein Zusetzen der Maschenöffnungen, so daß daher die Mengenverarbeitungsfähigkeit
in großem Ausmaß verbessert ist.
-
Die Grenzen der Abmessungen der Maschenöffnungen des Siebs 7 wurden
empirisch bestimmt. Das heißt, es besteht ein starker Zusammenhang zwischen dem
Teilchendurchmesser des verwendeten Toners, der Größe (Öffnungsgröße) der Maschenöffnungen
des Siebs 7, der Art des Zusetzens und der Ausscheidungswirkung für Fremdkörper.
Wenn die Maschenöffnungsgröße des Siebs 7 im Verhältnis zur Teilchengröße des verwendeten
Toners klein ist, ist die Ausscheidungswirkung für Fremdkörper verbessert, während
dagegen ein Zusetzen auftritt bzw.
-
die Durchtrittsmenge an Toner vermindert wird, wodurch die Mengenverarbeitungsfahigkeit
bzw. die Verarbeitungsmenge vermindert wird. Wenn die Öffnungsgröße vergrößert wird,
tritt kein Zusetzen auf und es wird die Durchtrittsmenge an Toner gesteigert, jedoch
die Ausscheidungswirkung für Fremdkörper herabgesetzt. Daher wurde durch quantitatives
Ermitteln eines Bereichs der Maschenöffnungsgröße des Siebs 7 in vielerlei Versuchen
der vorstehend genannte Bereich vom Fünffachen bis zum Pünfzigfachen in Bezug auf
die Teilchengröße des Toners ermittelt, der in der Praxis sowohl der Mengenverarbeitungsfähigkeit
als auch der Premdkörper-Ausscheidungswirkung genügt. Durch Verwendung eines Siebs
7 mit einer Maschenöffnungsgröße in diesem Bereich und durch Versetzen des wiederaufzubereitenden
Toners in einen Förder- bzw. Strömungszustand längs der Oberfläche dieses Siebs
ist es möglich, Schwie.rigkeiten hinsichtlich eines Zusetzens bzw. Verstopfens auszuschalten
und darüberhinaus im wesentlichen ausreichend die Fremdkörper auszuscheiden, die
sonst zu einem Hindernis werden würden.
-
Nachstehend werden einige bestimmte Beispiele beschrieben. Bei der
Rückgewinnungsvorrichtung nach Fig. 7 wurden unter den Bedingungen, daß der Teilchendurchmesser
des verwendeten Toners 12 zum ist, der Außendurchmesser des Zylinders 6 = 32 mm
ist, die Magnetkraft des Magnetkörpers 5 = 64 mT (640 Gs) ist und die Drehzahl des
Magnetkörpers 5 = 160 U/min ist, das Ausmaß des Zusetzens und das Ausmaß der Fresdkörper-Ausscheidung
in Bezug auf ein Sieb 7 mit den folgenden Maschenöffnungsgrößen im Verhältnis zu
dem Tonerteilchendurchmesser 12 um untersucht: 1-mal = 12 Fm, 2,5-mal = 30 Fm, ungefähr
4,1-mal = 50 pm, 5-mal = 60 ym, ungefähr 8,3-mal = 100 Fm, ungefähr 16,6-mal = 200
Fm, 25-mal = 300 ym, ungefähr 33,3-mal = 400 pm, ungefähr 41,6-mal = 500 pin, 50-mal
= 600 pm und ungefähr 58,3-mal = 700 pm. Die Ergebnisse sind in der graphischen
Darstellung in Fig. 8 gezeigt. Wie aus dieser ersichtlich ist, nimmt gemäß der Darstellung
durch die ausgezogene Kurve B das Zusetzen ab, wenn die Maschenöffnungsgröße des
Siebs 7 größer wird, während gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Kurve
A das Ausmaß der Fremdkörper-Ausscheidung zunimmt, wenn die Maschenöffnungsgröße
kleiner wird; in der Praxis sollte daher in Anbetracht der Ausgewogenheit zwischen
dem Zusetzen und der Fremdkörper-Ausscheidung die Maschenöffnungsgröße des Siebs
7 vorzugsweise in dem Bereich von 60 bis 600 Fm, nämlich dem Fünffachen bis Fünf
zigfachen im Verhältnis zum Tonerteilchendurchmesser 12 um liegen; irgendeine Mas&henöffnungsgröße
von weniger als 60 um ergibt ein gesteigertes Zusetzen und eine außerordentlich
verminderte Mengenverarbeitungsfähigkeit, während irgendeine Maschenöffnungsgröße
über 600 um den Durchlaß von Fremdkörpern durch die Sieböffnungen ergibt, durch
den die Toner-Wiederaufbereitungswirkung aufgehoben wird.
-
In der Fig. 9 sind die Maschenöffnungsgrößen des Siebs 7, die Kopienanzahl
zu einem Zeitpunkt, an dem der Toner einen Sammeltoner-Aufnahmeraum 23 der Vorrichtung
nach
Fig. 7 füllt (überläuft), wenn das Bilderzeugungs gerät in kontinuierlichem Kopieren
betrieben wird (gestrichelte Kurve C) und die Kopienanzahl zu einem Zeit punkt dargestellt,
bei dem durch aus dem wiederaufbereitetem Toner nicht ausgeschiedene Fremdkörper
Bildflecken auftreten (ausgezogene Kurve D). Wie hier er sichtlich ist, wird bei
kleiner Maschenöffnungsgröße des Siebs 7 wegen der sich aus dem Zusetzen ergebenden
verringerten Mengenbearbeitungsfähigkeit zur Tonerrückgewinnung der Sammeltoner-Aufnahmeraum
23 in einem frühen Stadium des kontinuierlichen Kopierens mit Toner gefüllt. Falls
das Maschenöffnungsformat groß ist, traten aufgrund der verringerten Fremdkö.rper-Ausscheidungswirkung
auf nicht ausgeschiedenen Fremdkörpern in dem wiederaufbereiteten Toner beruhende
Bildflecken in einem frühen Stadium des kontinuierlichen Kopieren auf 0 Falls die
Öffnungsgröße des Siebs innerhalb des Öffnungsgrößenbereichs von dem Fünffachen
bis zum Fünfzigfachen des Tonerteilchendurchmessers liegt, d.h., die Maschenb.ffnungsgröße
mit einer unteren Grenze des Fünffachen, nämlich bei dem Ausführ;ungsbeispiel von
60 um und einer oberen Grenze des Fünfzigfachen, nämlich von 600 um in Bezug auf
den Tonerteilchendurchmesser 12 µm gewählt ist9 kann ohne Behinderung kontinuierlich
bis zu mindestens 8 OQO Blatt kopiert werden.
-
Im Gegensatz dazu tritt bei den herkömmlichen Sieb verfahren, nämlich
dem Verfahren, bei dem ein Maschensieb mjt einer im wesentlichen dem Teilchendurchmesser
des Toners gleichen Maschenöffnungsgröße verwendet wird und der aufzubereitende
Toner zum Filtern einfach durch die Siebmaschen hindurchgeführt wird, ein Zusetzen
bzw Verstopfen bei einem kontinuierlichen Kopieren von zunge fähr 1 000 Blatt auf,
während bei dem Drehmagnetabstreis fer-Verfahren ein Zusetzen bzw. Verstopfen von
Filterspalten bei einem kontinuierlichen Kopieren von ungefähr 300 bis 5 000 Blatt
auftritt, was es erforderlich macht 9 das Maschensieb bzw. die Filterspalte häufig
zu
reinigen.
-
Ferner kann das Sieb in horizontal flacher Form ausgebildet werden
und längs seiner oberen Fläche der aufzubereitende Toner mittels einer magnetischen
oder elektrischen Vorrichtung in eine Förderbewegung versetzt werden, wodurch eine
wirksame Tonerwiederherstellung bzw. Tonervuckgewinnung bewerkstelligt werden kann.
-
D.h., selbst wenn gemäß den vorangehenden Ausführungen die Maschenöffnungsgröße
des Siebs fünf mal bis fünfzig mal so groß wie der Tonerteilchendurchmesser ist,
werden in dem aufzubereitenden Toner enthaltene Fremdkörper längs der Oberfläche
des Siebs befördert, so daß daher das Sieb im wesentlichen wie ein solches mit einer
so kleinen Maschenöffnungsgröße wirkt, daß die Fremdkörper nicht durch die Maschenöffnungen
des Siebs hindurchtreten, sondern aufgrund der sich aus der Beförderung des aufzubereitenden
Toners ergebenden Strömungsbewegung über die obere Fläche der beförderten aufzubereitenden
Tonerschicht aufschwimmen und von dem aufzubereitenden Toner abgesondert werden,
während nur kleine Tonerteilchen durch die Maschenöffnungen des Siebs hindurchgelangen.
Die Fremdkörper, die über die obere Fläche der Rückgewinnungstonerschicht aufgeschwommen
sind und von dieser abgesondert wurden, können von der Schichtoberfläche durch einen
seitlichen Luftstrahl entfernt werden oder fortdauernd an der Sieboberfläche befördert
und von dieser entfernt werden.
-
Alternativ kann ein flaches Maschensieb geneigt angeordnet werden,
so daß der Rückgewinnungstoner längs der geneigten Oberfläche des Siebs nach unten
fließ, wobei auch in diesem Fall nach dem voranstehend beschriebenen Prinzip die
Fremdkörper abgesondert werden können und nur feine Tonerteilchen nach unten zu
durch die Siebfläche hindurchtreten können, die dann den wiederaufbereiteten Toner
ergeben.
-
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Tonerrückgewinnungsvorrichtung
nicht wie bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel in eine Reinigungsvorrichtung einzugliedern,
sondern sie als getrennte Vorrichtung aufzubauend Bei der Vorrichtung nach Sig.
7 dient das die Außenfläche des Zylinders 6 bedeckende Blatt 20 dazu, den durch
das Sieb 7 hindurcagelar.gten wiederaufbereite--Len Toner T3 gleichmäßig zu der
Ausstoß-Förderschnecke 8b zu leiten; statt des Anbringens dieses Blatts 20 ist es
auch möglich9 den durch das Sieb 7 hindurchgelangenden wiederaufbereiteten Toner
direkt längs der Außen° fläche des Zylinders 6 zu transportieren, ihn mittels einer
Rakel von der Zylinderoberfläche abzustreifen und in der Rinne 10 zu sammeln.
-
Die Fig, 10 zeigt als 7 Ausführungsbeispiel eine Abwandlung des in
Fig0 7 gezeigten 6. Ausführungsbeispiels0 Bei diesem siebenten Ausführungsbeispiel
ist in einem Sammeltoner-Aufnahmeraum 23 eine Förderschnecke 8 als Fördervorrichtung
für den Ausstoß von Toner angebracht9 der nicht in feine Teilchen zerteilt wurde0
Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel kein Zylinder 6 vorgesehen; vielmehr dient
zur Führung des wiederauSt bereiteten Toners ein isolierendes blattartiges Element
20 Das Blattelement 20 steht dem Sieb 7 gegenüber, wobei zwischen dem Blattelement
und dem innerhalb des Blatteiemente im Uhrzeigersinn drehbaren Magnetkörper 5 ein
kleiner Zwischenraum eingehalten ist, und erstreckt sich in einen Aufnahmebereich
bzwO Aufnahmeraum 10. Bei diesem Ausführungsbelspiel ist im Vergleich zu der Vorrichtung
nach Fig. 7 die Transportvorrichtung für das kaflockern des gesammelten Toners einfach
ausgebildet und es kann niemals der Toner aus dem Toneraufnahmeraum überfließen.
-
ES wird eine Tonerrückgewinnungsvorrichtung beschrieben, die ein
Sieb, das in der Bahn von von einem Bildträgermaterial abgenommenem Toner angeordnet
ist, und eine Vorrichtung aufweist, die durch das Sieb hindurch an dem gesammelten
Toner eine Kraft, die das Hindurchtreten des gesammelten Toners durch das Sieb verursacht,
und eine Kraft ausübt, die eine Bewegung des gesammelten Toners längs des Siebs
verursacht; bei der Vorrichtung wird der Fremdkörper und verfestigten bzw.
-
verdichteen Toner enthaltende gesammelte Toner an dem Sieb so aufgelockert
bzw. aufgelöst, daß der verdichtete Toner in kleine Teilchen zerteilt wird, während
zugleich die Fremdkörper über den gesammelten Toner hochgeschwemmt werden und an
einem Durchtreten durch das Sieb behindert werden.