EP0053707B1 - Method of and apparatus for the thermal fixing of toner patterns - Google Patents

Method of and apparatus for the thermal fixing of toner patterns Download PDF

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EP0053707B1
EP0053707B1 EP81109006A EP81109006A EP0053707B1 EP 0053707 B1 EP0053707 B1 EP 0053707B1 EP 81109006 A EP81109006 A EP 81109006A EP 81109006 A EP81109006 A EP 81109006A EP 0053707 B1 EP0053707 B1 EP 0053707B1
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EP
European Patent Office
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liquid
copy
developer
finely divided
evaporating
Prior art date
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EP81109006A
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German (de)
French (fr)
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EP0053707A3 (en
EP0053707A2 (en
Inventor
Roland Dr. Moraw
Günther Schädlich
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Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
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Publication of EP0053707A3 publication Critical patent/EP0053707A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0053707B1 publication Critical patent/EP0053707B1/en
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/10—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer
    • G03G15/107—Condensing developer fumes

Definitions

  • the invention relates to a method for thermally fixing a latent electrostatic image made visible with a suspension developer on a support by heat and with evaporation of the developer liquid, the evaporating developer liquid being suctioned off, condensed, separated and collected, and a device suitable therefor.
  • Visible latent electrostatic images so-called toner images, which are formed by liquid development of charge images of various origins, for example in electrostatic printers with the aid of writing electrodes, by electron beam recording, X-ray recording in ionization chambers or - which is widespread - by charging and exposure of photoconductor layers, are generally thermally fixed.
  • Methods are known in which the toner image produced is fixed on the photoconductor layer, as is the case with papers coated with zinc oxide or in electrophotographic printing plates, or in which the toner image is carried out from the primary carrier, such as the photoconductor layer, onto a copy carrier Paper or film is transferred and then the fixation takes place.
  • Thermal fixation which is synonymous with drying, of moist copies under environmentally friendly conditions also includes, for example, the so-called ink jet recording, in which an information-controlled and modulated ink jet is directed onto a carrier.
  • DE-A-2 330 537 discloses a device for drying material bearing a wet-developed image.
  • This device has a chamber in which the material is heated and the liquid is evaporated. From the chamber, the liquid vapor is s t-holding air aspirated. The air is cooled in a cooling and condensing device and the liquid vapor is liquefied. When taking copies, this device can lead to an uncontrolled supply of air to the drying circuit.
  • DE-B-2 226 309 describes a device for recovering developer carrier liquid which evaporates in a wet developing copier.
  • a cooling device of this device the carrier liquid vapor is cooled as it flows through, so that fog is formed.
  • the mist is passed through the electric field of a field generating device. In the electric field, larger droplets form from the carrier liquid mist, which are deposited in the cooling device, are discharged as liquid and are fed to the developing device.
  • the centerpiece is the photoconductive medium, which is used as a plate, tape or mostly as a drum.
  • the photoconductive layer is first electrostatically charged by a corona and exposed imagewise.
  • the resulting latent electrostatic image is made visible with the help of pigmented powder, so-called dry toner, or in the form of liquid toner, for example with the aid of a development electrode.
  • the suspension developer is composed of a dispersing liquid, such as preferably an aliphatic hydrocarbon, with various additives, u. a. with a finely divided, charged pigment.
  • the layer thickness of the liquid developer on the photoconductor is reduced, for example by a metering roller or by spraying charges on a corona.
  • the copy carrier such as paper
  • the copy carrier is brought up to the photoconductor, with a corona charging on the back for electrostatic support of the transfer.
  • the copy carrier also takes up a large part of the dispersing liquid over the entire surface during the transfer. The toner image is smudge-proof only after the developer liquid has evaporated. Therefore, the copy is heated, for example by a hot plate.
  • the evaporated developer liquid is blown outwards through slots in the housing by means of an air flow from a fan which is mounted at a suitable point in the copying machine and which is also used, for example, for lamp cooling.
  • the dried copy is then placed on a stage.
  • the photoconductor surface is then freed or cleaned of toner or liquid residues and residual charges for the next copying cycle, for example by a foam roller with an elastic lip and by the action of a corona operated with alternating voltage.
  • the object of the invention is to provide a process for fixing the toner image in the course of the production of copies by electrophotographic or electrographic means with liquid development, which avoids or reduces the discharge of developer liquid from a suspension developer and in this way makes the copying technology using suspension developers more environmentally friendly .
  • This object is achieved in that the developer liquid vapor is precipitated with the aid of a finely divided means of transport.
  • the means of transport is finely divided water.
  • the device for carrying out the method with a nozzle arrangement in the area of the fixation through which the evaporating developer liquid is sucked off, and with downstream devices for condensing, separating and collecting the liquid is characterized in that a spraying device for finely divided transport means and for suctioning is used for the condensing the vaporizing developer liquid has an outer, two-way nozzle arrangement in the exit area of the copy.
  • the developer liquid evaporated from the copy can be sucked out through inner nozzles in the heating area as well as through outer nozzles in the direction of movement of the copy behind the heating area.
  • the extracted steam can be condensed and separated immediately behind the nozzles in a downpipe, for example through fog and electrostatic filtering.
  • FIG. 1 shows the essential components of a copying device such as photoconductor drum 1, charging corona 2, imagewise exposure zone 3, suspension development device 4 with a development electrode 5 and a developer liquid layer 6, metering roller 7 and copy carrier 8. Furthermore, a transfer corona 9, a heating plate 10 together with the air stream 11 sweeping over it, which exits from a housing 13 at slots 12, for example, and a storage platform 14 are shown.
  • the photoconductor surface is freed of toner residues with the aid of a foam roller 15 and a wiper lip 16 and residual charges are removed by an AC quenching corona 17.
  • FIG. 2 shows a nozzle arrangement 18 which lies opposite the heating plate 10 and through which the evaporating liquid is sucked off.
  • the nozzle arrangement 18 for sucking off the evaporating developer liquid lies within a housing 13 in the heat supply area, while a further nozzle arrangement 19, the nozzles 19a and b of which are oriented in two directions, is located after the heating region outside the housing 13 in the exit region of the copy 8.
  • the nozzle arrangement 19, in the direction of flow behind the heating plate 10, can optionally also be in front of the dispensing gap, formed from dispensing rollers 20 and 21, or the wall of the housing 13. It has been shown that the main amount of developer liquid evaporates only after the copy carrier 8 has been fully heated, which, viewed in the direction of flow, is reached over the second half of the heating plate 10. However, a smaller amount of developer liquid also evaporates from the heated copy carrier when it has already left the heating plate 10. This amount is sucked off from the downstream outer nozzle arrangement 19. If the nozzle openings are only directed vertically downwards, the outer nozzle arrangement 19 must extend far beyond the discharge gap as far as beyond the depositing platform 14 in FIG. 1 in order to work effectively.
  • a very compact design of the outer nozzle arrangement 19 is obtained if the downwardly directed nozzle openings 19a are supplemented by frontally arranged, horizontally oriented nozzle openings 19b.
  • the evaporated, evacuated developer liquid is discharged via one or more suction ports 22. 2, the side walls of the nozzle arrangements are not visible. They generally extend closer to the copy carrier 8, possibly past the copy carrier 8 and the heating plate 10, lower down.
  • the arrangement for heating the moist copy was shown schematically as a flat heating plate.
  • the heating plates are sometimes curved for better pressure or heated rollers are also used.
  • the inner nozzle arrangement must then be curved or be arched.
  • nozzle arrangements 18, 19 are pivotable about a hinge 24. In the event of delivery difficulties in the heating area, the nozzle arrangements 18, 19 can therefore be pivoted away for better access to the heating plate 10, in the area of which paper jams can occur.
  • a nozzle arrangement according to FIG. 2 was tested on a conventional electrophotographic copier. With the heating switched off and without suction, an average weight gain of the copies was obtained by absorbing developer liquid of 0.11 g per A4 copy.
  • the developer liquid was an aliphatic hydrocarbon with a boiling range of about 155-180 ° C and an evaporation number of about 36. Then, with the heating switched on, the evaporating hydrocarbon was suctioned off in an amount of 0.2 m 3 / min and the steam-air mixture passed through a cold trap.
  • the weight gain of the cold trap was 0.09 g / A4 copy. The . corresponds to an extraction efficiency of 82%.
  • FIG. 3 shows an arrangement in which the vapor of a dispersant is precipitated using finely divided transport means, preferably immiscible liquids, such as water or glycols.
  • finely divided transport means preferably immiscible liquids, such as water or glycols.
  • the mixture of air and developer liquid vapor is fed via a discharge pipe 22 from the nozzle arrangement 19 for sucking off developer liquid vapor to a falling pipe 25 which is connected to a condensation pipe 47.
  • Finely divided water is sprayed into the condensation tube 47 from a spray device 48. Under finely divided water is water vapor or atomized, i.e. H. to understand nebulized water.
  • the spray device 48 consists of an evaporator or an atomizer with a nozzle.
  • the mixture of finely divided means of transport and developer liquid vapor condenses very well, so that the condensation tube 47 can only be operated with air cooling.
  • the developer liquid is separated in an upper layer 49 and the means of transport in a lower layer 50.
  • the means of transport from the layer 50 can be drawn off from the bottom of the collecting vessel 27 and fed back to a circuit of the spray device 48 (not shown).
  • the mixture of air and developer liquid vapor is passed through a separator 45 and then in a circle back to the suction nozzle arrangement 19.
  • the separator 45 only has to separate most of the developer liquid vapor, but not air.
  • the steam-depleted air is enriched with additional steam even with a certain residual content.
  • FIG. 4 A suction device for circulating the air flow is sketched in FIG. 4.
  • the suction device consists of a nozzle arrangement 18 above the heating plate 10 and a further nozzle arrangement 19 which is still inside the housing 13.
  • the circulated air is introduced through a nozzle 41 and through a channel formed by an upper wall 39 and an intermediate wall 40.
  • the arrangement is completed by a lower base plate 38. Seals made of elastic material such as spring plates 41 shield the inlet and outlet for the Ko p ier matter from.
  • a pair of rollers 21, 43 form the entrance nip
  • the upper transport roller 43 facing the toner image is knurled on the surface, ie is structured in a pointed manner.
  • the roller 43 presses with its tips into an elastic sealing roller 44 located above it.
  • the upper transport roller 20 of a further pair of rollers 20, 21 separates the nozzle arrangements 18, 19 from one another, while an outlet roller pair 20, 21 seals the discharge slot of the housing 13.
  • the circuit is shown schematically in FIG. 5.
  • the air developer liquid vaporge Mix passes through the nozzle 22 and the inclined tube 25 to the separator 45, which removes the developer liquid content from the mixture by cooling, misting and precipitation with a finely divided transport means.
  • the air depleted in developer liquid vapor is fed back into the suction device via the supply air pipe 46 and the connecting piece 41.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Fixieren eines mit einem Suspensionsentwickler sichtbar gemachten latenten elektrostatischen Bildes auf einem Träger durch Wärme und unter Verdampfen der Entwicklerflüssigkeit, wobei die verdampfende Entwicklerflüssigkeit abgesaugt, kondensiert, abgeschieden und aufgefangen wird, und eine hierfür geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for thermally fixing a latent electrostatic image made visible with a suspension developer on a support by heat and with evaporation of the developer liquid, the evaporating developer liquid being suctioned off, condensed, separated and collected, and a device suitable therefor.

Sichtbar gemachte latente elektrostatische Bilder, sogenannte Tonerbilder, die durch Flüssigentwicklung von Ladungsbildern verschiedenen Ursprungs, beispielsweise in elektrostatischen Druckern mit Hilfe von Schreibelektroden, durch Elektronenstrahlaufzeichnung, Röntgenstrahlaufzeichnung in Ionisationskammern oder - was weit verbreitet ist - durch Aufladung und Belichtung von Photoleiterschichten entstehen, werden im allgemeinen thermisch fixiert. Es sind Verfahren bekannt, bei denen das erzeugte Tonerbild auf der Photoleiterschicht fixiert wird, wie dies bei mit Zinkoxid beschichteten Papieren oder bei elektrophotographischen Druckplatten der Fall ist, bzw. bei denen das Tonerbild vom primären Träger, wie etwa der Photoleiterschicht, auf einen Kopieträger aus Papier oder Folie übertragen wird und anschließend die Fixierung erfolgt. Nach dem letzteren Prinzip arbeitet ein großer Teil der gebräuchlichen Bürokopiergeräte. Zur thermischen Fixierung, was gleichbedeutend mit Trocknen ist, von feuchten Kopien unter umweltfreundlichen Verhältnissen gehört auch beispielsweise die sogenannte Tintenstrahlaufzeichnung, bei der ein informationsmäßig gesteuerter und modulierter Tintenstrahl auf einen Träger gerichtet ist.Visible latent electrostatic images, so-called toner images, which are formed by liquid development of charge images of various origins, for example in electrostatic printers with the aid of writing electrodes, by electron beam recording, X-ray recording in ionization chambers or - which is widespread - by charging and exposure of photoconductor layers, are generally thermally fixed. Methods are known in which the toner image produced is fixed on the photoconductor layer, as is the case with papers coated with zinc oxide or in electrophotographic printing plates, or in which the toner image is carried out from the primary carrier, such as the photoconductor layer, onto a copy carrier Paper or film is transferred and then the fixation takes place. A large part of the usual office copying machines works according to the latter principle. Thermal fixation, which is synonymous with drying, of moist copies under environmentally friendly conditions also includes, for example, the so-called ink jet recording, in which an information-controlled and modulated ink jet is directed onto a carrier.

Wegen der Bedeutung, die die elektrophotographische Bürokopiertechnik heute erreicht hat, ist diese das bevorzugte, wenn auch nicht ausschließliche Anwendungsgebiet der thermischen Fixiertechnik. Ohne damit eine Einschränkung zu verbinden, bezieht sich die Beschreibung der Erfindung auf diese Technik.Because of the importance that electrophotographic office copying technology has achieved today, it is the preferred, if not exclusive, field of application of thermal fixing technology. Without imposing any limitation, the description of the invention relates to this technique.

Aus der DE-A-2 330 537 ist eine Einrichtung zum Trocknen von ein naßentwickeltes Bild tragendem Material bekannt. Diese Einrichtung weist eine Kammer auf, in der das Material erwärmt und die Flüssigkeit verdampft wird. Aus der Kammer wird die Flüssigkeitsdampf enthaltende Luft abgesaugt. In einer Kühl- und Kondensationseinrichtung wird die Luft gekühlt und der Flüssigkeitsdampf verflüssigt. Bei der Kopienentnahme kann es bei dieser Einrichtung zu einer unkontrollierten Luftzufuhr in den Trocknungskreislauf kommen.DE-A-2 330 537 discloses a device for drying material bearing a wet-developed image. This device has a chamber in which the material is heated and the liquid is evaporated. From the chamber, the liquid vapor is s t-holding air aspirated. The air is cooled in a cooling and condensing device and the liquid vapor is liquefied. When taking copies, this device can lead to an uncontrolled supply of air to the drying circuit.

In der DE-B-2 226 309 ist eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Entwicklerträgerflüssigkeit beschrieben, die in einem naßentwickelnden Kopiergerät verdampft. In einer Kühleinrichtung dieser Vorrichtung wird der Trägerflüssigkeitsdampf beim Hindurchströmen soweit abgekühlt, daß es zu einer Nebelbildung kommt. Der Nebel wird durch das elektrische Feld einer Felderzeugungseinrichtung geleitet. In dem elektrischen Feld bilden sich größere Tröpfchen aus dem Trägerflüssigkeitsnebel, die sich in der Kühleinrichtung niederschlagen, als Flüssigkeit ausgetragen und der Entwicklungseinrichtung zugeführt werden.DE-B-2 226 309 describes a device for recovering developer carrier liquid which evaporates in a wet developing copier. In a cooling device of this device, the carrier liquid vapor is cooled as it flows through, so that fog is formed. The mist is passed through the electric field of a field generating device. In the electric field, larger droplets form from the carrier liquid mist, which are deposited in the cooling device, are discharged as liquid and are fed to the developing device.

In den bekannten elektrophotographischen Bürokopierern mit Flüssigentwicklung ist das Kernstück das photoleitfähige Medium, das als Platte, Band oder meistens als Trommel eingesetzt wird. Im vorliegenden Fall ist sein spezieller Aufbau aus organischen oder anorganischen Materialien oder aus einer oder mehreren, gegebenenfalls isolierenden Schichten unerheblich. Allgemein wird die photoleitfähige Schicht zuerst elektrostatisch durch eine Korona aufgeladen und bildmäßig belichtet. Das dabei entstandene latente elektrostatische Bild wird mit Hilfe von pigmentiertem Puder, sogenanntem Trokkentoner, oder in Form von Flüssigtoner zum Beispiel mit Hilfe einer Entwicklungselektrode sichtbar gemacht. Der Suspensionsentwickler setzt sich nach allgemeiner Erfahrung aus einer Dispergierflüssigkeit, wie vorzugsweise einem aliphatischen Kohlenwasserstoff, mit verschiedenen Zusätzen zusammen, u. a. mit einem feinteiligen, aufgeladenen Pigment. Bei den meisten Kopiergeräten vermindert man die Schichtdicke des Flüssigentwicklers auf dem Photoleiter etwa durch eine Dosierwalze oder durch Aufsprühen von Ladungen von einer Korona. Zum Übertragen des Tonerbildes vom Photoleiter auf den Kopieträger wie Papier wird der Kopieträger an den Photoleiter herangeführt, wobei man zur elektrostatischen Unterstützung der Übertragung rückseitig mit einer Korona auflädt. Bei der Übertragung nimmt der Kopieträger außer dem Pigment in bildmäßiger Verteilung auch einen großen Teil der Dispergierflüssigkeit vollflächig auf. Das Tonerbild ist erst nach Verdampfen der Entwicklerflüssigkeit wischfest. Deshalb erwärmt man die Kopie, beispielsweise durch eine Heizplatte. Durch einen Luftstrom von einem Ventilator, der an geeigneter Stelle im Kopiergerät montiert ist, der beispielsweise auch zur Lampenkühlung dient, wird die verdampfte Entwicklerflüssigkeit durch im Gehäuse angebrachte Schlitze nach außen geblasen. Die getrocknete Kopie wird dann auf einer Bühne abgelegt. Die Photoleiteroberfläche wird anschließend für den nächsten Kopierzyklus von Toner- bzw. Flüssigkeitsresten und Restladungen befreit bzw. gereinigt, etwa durch eine Schaumstoffwalze mit einer elastischen Lippe und durch Einwirkung einer mit Wechselspannung betriebenen Korona.In the known electrophotographic office copiers with liquid development, the centerpiece is the photoconductive medium, which is used as a plate, tape or mostly as a drum. In the present case, its special construction from organic or inorganic materials or from one or more, optionally insulating layers is irrelevant. In general, the photoconductive layer is first electrostatically charged by a corona and exposed imagewise. The resulting latent electrostatic image is made visible with the help of pigmented powder, so-called dry toner, or in the form of liquid toner, for example with the aid of a development electrode. According to general experience, the suspension developer is composed of a dispersing liquid, such as preferably an aliphatic hydrocarbon, with various additives, u. a. with a finely divided, charged pigment. In most copiers, the layer thickness of the liquid developer on the photoconductor is reduced, for example by a metering roller or by spraying charges on a corona. To transfer the toner image from the photoconductor to the copy carrier, such as paper, the copy carrier is brought up to the photoconductor, with a corona charging on the back for electrostatic support of the transfer. In addition to the pigment, the copy carrier also takes up a large part of the dispersing liquid over the entire surface during the transfer. The toner image is smudge-proof only after the developer liquid has evaporated. Therefore, the copy is heated, for example by a hot plate. The evaporated developer liquid is blown outwards through slots in the housing by means of an air flow from a fan which is mounted at a suitable point in the copying machine and which is also used, for example, for lamp cooling. The dried copy is then placed on a stage. The photoconductor surface is then freed or cleaned of toner or liquid residues and residual charges for the next copying cycle, for example by a foam roller with an elastic lip and by the action of a corona operated with alternating voltage.

Es ist ein Nachteil der beschriebenen Kopiertechnik mit Flüssigentwicklung, daß die von der Kopie verdampfte Entwicklerflüssigkeit an die Umgebung abgegeben wird. Obwohl die Entwicklerflüssigkeit, beispielsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoff, als solche nicht toxisch ist, stellt die Anreicherung der Umgebung mit verdampfter Flüssigkeit eine unerwünschte Umweltbelastung dar.It is a disadvantage of the liquid development copying technique described that the developer liquid evaporated from the copy is released to the environment. Although the developer liquid, for example an aliphatic hydrocarbon, is not toxic as such, the enrichment of the environment with evaporated liquid is undesirable Environmental pollution.

Aufgabe der Erfindung ist es, im Rahmen der Herstellung von Kopien auf elektrophotographischem oder elektrographischem Wege mit Flüssigentwicklung ein Verfahren zum Fixieren des Tonerbildes anzugeben, das den Austrag an Entwicklerflüssigkeit eines Suspensionsentwicklers vermeidet bzw. vermindert und auf diesem Wege die Kopiertechnik unter Verwendung von Suspensionsentwicklern umweltfreundlicher gestaltet.The object of the invention is to provide a process for fixing the toner image in the course of the production of copies by electrophotographic or electrographic means with liquid development, which avoids or reduces the discharge of developer liquid from a suspension developer and in this way makes the copying technology using suspension developers more environmentally friendly .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Entwicklerflüssigkeitsdampf mit Hilfe eines feinteiligen Transportmittels ausgefällt wird. Dabei ist das Transportmittel feinteiliges Wasser.This object is achieved in that the developer liquid vapor is precipitated with the aid of a finely divided means of transport. The means of transport is finely divided water.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit im Bereich der Fixierung vorhandener Düsenanordnung, durch welche die verdampfende Entwicklerflüssigkeit abgesaugt wird, und mit nachgeordneten Einrichtungen zum Kondensieren, Abscheiden und Auffangen der Flüssigkeit zeichnet sich dadurch aus, daß zum Kondensieren eine Sprüheinrichtung für feinteiliges Transportmittel und zum Absaugen der verdampfenden Entwicklerflüssigkeit eine äußere, nach zwei Richtungen ausgerichtete Düsenanordnung im Austrittsbereich der Kopie vorhanden sind.The device for carrying out the method with a nozzle arrangement in the area of the fixation through which the evaporating developer liquid is sucked off, and with downstream devices for condensing, separating and collecting the liquid, is characterized in that a spraying device for finely divided transport means and for suctioning is used for the condensing the vaporizing developer liquid has an outer, two-way nozzle arrangement in the exit area of the copy.

Demgemäß kann die von der Kopie verdampfte Entwicklerflüssigkeit durch innere Düsen im Heizbereich wie durch äußere Düsen in Bewegungsrichtung der Kopie hinter dem Heizbereich abgesaugt werden. Der abgesaugte Dampf kann sofort hinter den Düsen in einem Fallrohr kondensiert und abgeschieden werden, beispielsweise durch Nebelbildung und durch elektrostatische Filterung. Zur Erhöhung der Effizienz können als Entwicklerflüssigkeiten solche mit Verdampfungszahlen von über etwa 70(Ether gleich 1) eingesetzt werden.Accordingly, the developer liquid evaporated from the copy can be sucked out through inner nozzles in the heating area as well as through outer nozzles in the direction of movement of the copy behind the heating area. The extracted steam can be condensed and separated immediately behind the nozzles in a downpipe, for example through fog and electrostatic filtering. To increase the efficiency, developer liquids with evaporation numbers greater than about 70 (ether = 1) can be used.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 5 näher beschrieben. Es zeigt

  • Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Kopiervorrichtung,
  • Fig. 2 im Schnitt eine Düsenanordnung zum Absaugen von Entwicklerflüssigkeitsdampf,
  • Fig. 3 eine Anordnung zum Ausfällen von Entwicklerflüssigkeitsdampf mit Hilfe eines Transportmittels,
  • Fig.4 eine Absaugvorrichtung für den Entwicklerflüssigkeitsdampf aus einem Gemisch mit Luft, und
  • Fig. 5 in schematischer Ansicht das Zusammenwirken eines Abscheiders und einer Absaugvorrichtung in einem Kreislauf eines Luft-Entwicklerflüssigkeitsdampfgemisches.
The invention is described below with reference to FIGS. 1 to 5. It shows
  • 1 is a schematic sectional view of a copying device,
  • 2 shows in section a nozzle arrangement for drawing off developer liquid vapor,
  • 3 shows an arrangement for the precipitation of developer liquid vapor with the aid of a transport means,
  • 4 shows a suction device for the developer liquid vapor from a mixture with air, and
  • Fig. 5 is a schematic view of the interaction of a separator and a suction device in a circuit of an air-developer-liquid vapor mixture.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile einer Kopiervorrichtung wie Photoleitertrommel 1, Aufladungskorona 2, bildmäßige Belichtungszone 3, Suspensionsentwicklungsvorrichtung 4 mit einer Entwicklungselektrode 5 sowie eine Entwicklerflüssigkeitsschicht 6, Dosierwalze 7 und Kopieträger 8 dargestellt. Des weiteren sind eine Übertragungskorona 9, eine Heizplatte 10 zusammen mit dem darüberstreichenden Luftstrom 11, der zum Beispiel an Schlitzen 12 aus einem Gehäuse 13 austritt, und eine Ablagenbühne 14 eingezeichnet. Die Photoleiteroberfläche wird mit Hilfe einer Schaumstoffwalze 15 und einer Wischerlippe 16 von Tonerresten und durch eine Wechselstrom-Löschkorona 17 von Restladungen befreit.1 shows the essential components of a copying device such as photoconductor drum 1, charging corona 2, imagewise exposure zone 3, suspension development device 4 with a development electrode 5 and a developer liquid layer 6, metering roller 7 and copy carrier 8. Furthermore, a transfer corona 9, a heating plate 10 together with the air stream 11 sweeping over it, which exits from a housing 13 at slots 12, for example, and a storage platform 14 are shown. The photoconductor surface is freed of toner residues with the aid of a foam roller 15 and a wiper lip 16 and residual charges are removed by an AC quenching corona 17.

Fig. 2 zeigt eine Düsenanordnung 18, die der Heizplatte 10 gegenüberliegt und durch welche die verdampfende Flüssigkeit abgesaugt wird. Es sind, wie noch beschrieben werden wird, Anordnungen zum Kondensieren und Abscheiden bzw. Auffangen der Flüssigkeit vorhanden. Die Düsenanordnung 18 zum Absaugen der verdampfenden Entwicklerflüssigkeit liegt innerhalb eines Gehäuses 13 im Wärmezufuhrbereich, während sich eine weitere Düsenanordnung 19, deren Düsen 19a und b nach zwei Richtungen ausgerichtet sind, im Anschluß an den Heizbereich außerhalb des Gehäuses 13 im Austrittsbereich der Kopie 8 befindet.FIG. 2 shows a nozzle arrangement 18 which lies opposite the heating plate 10 and through which the evaporating liquid is sucked off. As will be described, there are arrangements for condensing and separating or collecting the liquid. The nozzle arrangement 18 for sucking off the evaporating developer liquid lies within a housing 13 in the heat supply area, while a further nozzle arrangement 19, the nozzles 19a and b of which are oriented in two directions, is located after the heating region outside the housing 13 in the exit region of the copy 8.

Die Düsenanordnung 19, in Durchlaufrichtung hinter der Heizplatte 10, kann gegebenenfalls auch vor dem Ausgabespalt, gebildet aus Ausgaberollen 20 und 21, bzw. der Wand des Gehäuses 13 liegen. Es hat sich gezeigt, daß erst nach der vollen Aufheizung des Kopieträgers 8, die, in Durchlaufrichtung gesehen, über der zweiten Hälfte der Heizplatte 10 erreicht wird, die Hauptmenge an Entwicklerflüssigkeit verdampft. Eine geringere Menge an Entwicklerflüssigkeit verdampft aber auch noch vom aufgeheizten Kopieträger, wenn dieser die Heizplatte 10 bereits verlassen hat. Diese Menge wird von der nachgeschalteten äußeren Düsenanordnung 19 abgesaugt. Bei nur senkrecht nach unten gerichteten Düsenöffnungen muß sich die äußere Düsenanordnung 19 weit über den Ausgabespalt bis über die Ablagebühne 14 in Fig. 1 erstrecken, um effektiv zu arbeiten. Dies wird beim Kopieren als störend empfunden, weil dadurch die Betrachtung der ausgetragenen Kopie behindert ist. Eine sehr kompakte Bauweise der äußeren Düsenanordnung 19 wird erhalten, wenn die nach unten gerichteten Düsenöffnungen 19a durch frontal angeordnete, waagerecht ausgerichtete Düsenöffnungen 19b ergänzt werden. Eine äußere Düsenanordnung 19 mit einem Überstand von einigen Zentimetern über die Gehäusewand hinaus arbeitet bereits sehr wirkungsvoll. Über einen oder mehrere Ansaugstutzen 22 wird die verdampfte, abgesaugte Entwicklerflüssigkeit abgeführt. In Fig. 2 sind die Seitenwände der Düsenanordnungen nicht ersichtlich. Sie erstrecken sich im allgemeinen bis dicht zum Kopieträger 8, gegebenenfalls an dem Kopieträger 8 und der Heizplatte 10 vorbei, tiefer nach unten.The nozzle arrangement 19, in the direction of flow behind the heating plate 10, can optionally also be in front of the dispensing gap, formed from dispensing rollers 20 and 21, or the wall of the housing 13. It has been shown that the main amount of developer liquid evaporates only after the copy carrier 8 has been fully heated, which, viewed in the direction of flow, is reached over the second half of the heating plate 10. However, a smaller amount of developer liquid also evaporates from the heated copy carrier when it has already left the heating plate 10. This amount is sucked off from the downstream outer nozzle arrangement 19. If the nozzle openings are only directed vertically downwards, the outer nozzle arrangement 19 must extend far beyond the discharge gap as far as beyond the depositing platform 14 in FIG. 1 in order to work effectively. This is perceived as a nuisance when copying, because it hinders viewing of the copied copy. A very compact design of the outer nozzle arrangement 19 is obtained if the downwardly directed nozzle openings 19a are supplemented by frontally arranged, horizontally oriented nozzle openings 19b. An outer nozzle arrangement 19 with a protrusion of a few centimeters beyond the housing wall already works very effectively. The evaporated, evacuated developer liquid is discharged via one or more suction ports 22. 2, the side walls of the nozzle arrangements are not visible. They generally extend closer to the copy carrier 8, possibly past the copy carrier 8 and the heating plate 10, lower down.

Die Anordnung zum Aufheizen der feuchten Kopie wurde schematisch als ebene Heizplatte dargestellt. In den bekannten Kopiergeräten sind die Heizplatten zwecks besseren Andruckes gelegentlich gewölbt oder es werden auch beheizte Walzen verwendet. Die innere Düsenanordnung muß dann entsprechend gekrümmt bzw. gewölbt ausgebildet werden.The arrangement for heating the moist copy was shown schematically as a flat heating plate. In the known copiers, the heating plates are sometimes curved for better pressure or heated rollers are also used. The inner nozzle arrangement must then be curved or be arched.

Bei zusätzlich vorhandenen Andruckwalzen, die in Kontakt mit der Heizplatte 10 stehen, müssen diese entsprechend klein gebaut werden, damit sie unter die innere Düsenanordnung 18 passen. Die Walzen können dann von einer Düsenkammer, ähnlich wie eine Düsenkammer 23, welche eine obere Ausgaberolle 20 und eine zugehörige Gegenrolle 21 umschließt, umgeben sein. Falls erforderlich, können in die Düsenanordnungen weitere Vorrichtungen zur Förderung der Verdampfung, beispielsweise Strahler eingebaut sein. Die Düsenanordnungen 18, 19 sind um ein Scharnier 24 schwenkbar. Bei Förderschwierigkeiten im Heizungsbereich können die Düsenanordnungen 18, 19 daher zur besseren Zugänglichkeit zu der Heizplatte 10, in deren Bereich es zu Papierstaus kommen kann, weggeschwenkt werden.In the case of additional pressure rollers which are in contact with the heating plate 10, these have to be built correspondingly small so that they fit under the inner nozzle arrangement 18. The rollers can then be surrounded by a nozzle chamber, similar to a nozzle chamber 23, which encloses an upper dispensing roller 20 and an associated counter roller 21. If necessary, further devices for promoting evaporation, for example emitters, can be built into the nozzle arrangements. The nozzle arrangements 18, 19 are pivotable about a hinge 24. In the event of delivery difficulties in the heating area, the nozzle arrangements 18, 19 can therefore be pivoted away for better access to the heating plate 10, in the area of which paper jams can occur.

In einem Ausführungsbeispiel wurde an einem gebräuchlichen elektrophotographischen Kopiergerät eine Düsenanordnung gemäß Fig. 2 erprobt. Bei ausgeschalteter Heizung und ohne Absaugen wurde eine mittlere Gewichtszunahme der Kopien durch aufgenommene Entwicklerflüssigkeit von 0,11 g pro DIN A4-Kopie erhalten. Die Entwicklerflüssigkeit war ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit einem Siedebereich von etwa 155-180°C und einer Verdunstungszahl von etwa 36. Anschließend wurde bei eingeschalteter Heizung der verdampfende Kohlenwasserstoff in einer Menge von 0,2 m3/min abgesaugt und das Dampf-Luft-Gemisch durch eine Kühlfalle geleitet. Die Gewichtszunahme der Kühlfalle betrug 0,09 g/DIN A4-Kopie. Das . entspricht einem Wirkungsgrad der Absaugung von 82%. Bei einem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem Siedebereich von etwa 180-210°C und einer Verdunstungszahl von etwa 150 als Dispergiermittel betrugen die entsprechenden Werte 0,13 g/DIN A4-Kopie bzw. 0,12 g/ DIN A4-Kopie, was einem Wirkungsgrad der Absaugung von 92% entsprach. Ein solches Ergebnis ist jedoch erst erreichbar, wenn der aliphatische Kohlenwasserstoff durch Destillation von niedriger siedenden Anteilen befreit ist. Es wurde festgestellt, daß bei größerer Verdunstungszahl der Entwicklerflüssigkeit die sekundären Verluste durch Verdampfen aus der Kühlfalle geringer sind und der Wirkungsgrad der Absaugung ansteigt. Ohne äußere Düsenanordnung 19 ist der Wirkungsgrad um etwa 25% kleiner.In one embodiment, a nozzle arrangement according to FIG. 2 was tested on a conventional electrophotographic copier. With the heating switched off and without suction, an average weight gain of the copies was obtained by absorbing developer liquid of 0.11 g per A4 copy. The developer liquid was an aliphatic hydrocarbon with a boiling range of about 155-180 ° C and an evaporation number of about 36. Then, with the heating switched on, the evaporating hydrocarbon was suctioned off in an amount of 0.2 m 3 / min and the steam-air mixture passed through a cold trap. The weight gain of the cold trap was 0.09 g / A4 copy. The . corresponds to an extraction efficiency of 82%. With an aliphatic hydrocarbon with a boiling range of about 180-210 ° C and an evaporation number of about 150 as a dispersant, the corresponding values were 0.13 g / A4 copy or 0.12 g / A4 copy, which is an efficiency corresponded to the suction of 92%. However, such a result can only be achieved if the aliphatic hydrocarbon is freed from lower boiling fractions by distillation. It was found that with a higher evaporation rate of the developer liquid, the secondary losses due to evaporation from the cold trap are lower and the efficiency of the suction increases. Without an outer nozzle arrangement 19, the efficiency is about 25% lower.

In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, in der Dampf eines Dispergiermittels mit Hilfe von feinteiligen Transportmitteln, vorzugsweise nicht mischbaren Flüssigkeiten, wie Wasser oder Glykolen, ausgefällt wird. Das Gemisch aus Luft und Entwicklerflüssigkeitsdampf wird über einen Abzugstutzen 22 von der Düsenanordnung 19 zum Absaugen von Entwicklerflüssigkeitsdampf einem fallenden Rohr 25 zugeführt, das mit einem Kondensationsrohr 47 verbunden ist. In das Kondensationsrohr 47 wird aus einer Sprühvorrichtung 48 feinunterteiltes Wasser eingesprüht. Unter feinunterteiltem Wasser ist Wasserdampf oder zerstäubtes, d. h. vernebeltes Wasser zu verstehen. Die Sprühvorrichtung 48 besteht aus einem Verdampfer oder aus einem Zerstäuber mit einer Düse. Das Gemisch aus feinunterteiltem Transportmittel und Entwicklerflüssigkeitsdampf kondensiert sehr gut, so daß das Kondensationsrohr 47 nur mit Luftkühlung betrieben werden kann. In einem Auffanggefäß 24 scheiden sich zum Beispiel in einer oberen Schicht 49 die Entwicklerflüssigkeit und in einer unteren Schicht 50 das Transportmittel ab. Das Transportmittel aus der Schicht 50 kann vom Boden des Auffanggefäßes 27 abgezogen und einem Kreislauf der Sprühvorrichtung 48 (nicht gezeigt) wieder zugeführt werden.3 shows an arrangement in which the vapor of a dispersant is precipitated using finely divided transport means, preferably immiscible liquids, such as water or glycols. The mixture of air and developer liquid vapor is fed via a discharge pipe 22 from the nozzle arrangement 19 for sucking off developer liquid vapor to a falling pipe 25 which is connected to a condensation pipe 47. Finely divided water is sprayed into the condensation tube 47 from a spray device 48. Under finely divided water is water vapor or atomized, i.e. H. to understand nebulized water. The spray device 48 consists of an evaporator or an atomizer with a nozzle. The mixture of finely divided means of transport and developer liquid vapor condenses very well, so that the condensation tube 47 can only be operated with air cooling. In a collecting vessel 24, for example, the developer liquid is separated in an upper layer 49 and the means of transport in a lower layer 50. The means of transport from the layer 50 can be drawn off from the bottom of the collecting vessel 27 and fed back to a circuit of the spray device 48 (not shown).

Sowohl bei der Dampfbildung als auch bei der Zerstäubung wird etwa das fünffache Volumen an Transportflüssigkeit benötigt, um einen Volumenteil an Entwicklerflüssigkeit mit einem Wirkungsgrad von etwa 95% abzuscheiden. Bei einem Volumenverhältnis von zwei zu eins beträgt der Wirkungsgrad immer noch etwa 65%. Es ist ein erheblicher Vorteil des Verfahrens, daß auch Entwicklerflüssigkeiten mit relativ niedrigen Verdunstungszahlen um 35 mit derart guten Wirkungsgraden abgeschieden werden können.Both in the formation of vapor and in the atomization, about five times the volume of transport liquid is required in order to separate out a part by volume of developer liquid with an efficiency of about 95%. With a volume ratio of two to one, the efficiency is still around 65%. It is a considerable advantage of the method that developer liquids with relatively low evaporation numbers around 35 can be separated with such good efficiencies.

Das Gemisch aus Luft und Entwicklerflüssigkeitsdampf wird über einen Abscheider 45 geführt und danach im Kreistauf zurück zur Absaug-Düsenanordnung 19 geleitet. Der Abscheider 45 muß nur den größten Teil des Entwicklerflüssigkeitsdampfes abscheiden, nicht jedoch Luft. Die an Dampf verarmte Luft reichert sich auch bei einem gewissen Restgehalt wieder mit zusätzlichem Dampf an.The mixture of air and developer liquid vapor is passed through a separator 45 and then in a circle back to the suction nozzle arrangement 19. The separator 45 only has to separate most of the developer liquid vapor, but not air. The steam-depleted air is enriched with additional steam even with a certain residual content.

Eine Absaugvorrichtung bei Kreislaufführung des Luftstromes ist in Fig. 4 skizziert. Die Absaugvorrichtung besteht aus einer Düsenanordnung 18 über der Heizplatte 10 und einer weiteren Düsenanordnung 19, die noch innerhalb des Gehäuses 13 liegt. Nahe dem Kopierblatteinlaß, oder insbesondere nahe dem Kopierblattauslaß, gegebenenfalls auch an beiden Stellen, wird durch einen Stutzen 41 und durch einen aus einer oberen Wand 39 und einer Zwischenwand 40 gebildeten Kanal die im Kreislauf geführte Luft eingeleitet. Die Anordnung ist durch eine untere Bodenplatte 38 abgeschlossen. Abdichtungen aus elastischem Material wie Federblechen 41 schirmen den Einlaß und Auslaß für die Kopierblätter ab. Um das noch feuchte Tonerbild nicht zu verwischen, bildet ein Walzenpaar 21,43 den Eingangsspalt, dessen obere, dem Tonerbild zugekehrte Transportwalze 43 an der Oberfläche gerändelt ist, d. h. spitz strukturiert ist. Die Walze 43 drückt mit ihren Spitzen in eine darüber befindliche elastische, abdichtende Walze 44. Die obere Transportwalze 20 eines weiteren Walzenpaars 20, 21 trennt die Düsenanordnungen 18, 19 voneinander, während ein Ausgangswalzenpaar 20, 21 den Ausgabeschlitz des Gehäuses 13 abdichtet.A suction device for circulating the air flow is sketched in FIG. 4. The suction device consists of a nozzle arrangement 18 above the heating plate 10 and a further nozzle arrangement 19 which is still inside the housing 13. Near the copy sheet inlet, or in particular near the copy sheet outlet, possibly also at both points, the circulated air is introduced through a nozzle 41 and through a channel formed by an upper wall 39 and an intermediate wall 40. The arrangement is completed by a lower base plate 38. Seals made of elastic material such as spring plates 41 shield the inlet and outlet for the Ko p ierblätter from. In order not to blur the still moist toner image, a pair of rollers 21, 43 form the entrance nip, the upper transport roller 43 facing the toner image is knurled on the surface, ie is structured in a pointed manner. The roller 43 presses with its tips into an elastic sealing roller 44 located above it. The upper transport roller 20 of a further pair of rollers 20, 21 separates the nozzle arrangements 18, 19 from one another, while an outlet roller pair 20, 21 seals the discharge slot of the housing 13.

Der Kreislauf ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Das Luft-Entwicklerflüssigkeitsdampfgemisch gelangt über den Stutzen 22 und das geneigte Rohr 25 zum Abscheider 45, der durch Kühlen, Nebelbildung und Ausfällen mit einem feinunterteilten Transportmittel dem Gemisch den Entwicklerflüssigkeitsanteil entzieht. Die an Entwicklerflüssigkeitsdampf verarmte Luft wird über das Zuluftrohr 46 und den Stutzen 41 der Absaugvorrichtung wieder zugeführt.The circuit is shown schematically in FIG. 5. The air developer liquid vaporge Mix passes through the nozzle 22 and the inclined tube 25 to the separator 45, which removes the developer liquid content from the mixture by cooling, misting and precipitation with a finely divided transport means. The air depleted in developer liquid vapor is fed back into the suction device via the supply air pipe 46 and the connecting piece 41.

Je größer der Wirkungsgrad des Abscheiders 45 ist, desto kompakter und kleinräumiger kann die Vorrichtung gebaut werden, wobei im günstigsten Fall die Absaugvorrichtung und die Abscheidevorrichtung eine Geräteeinheit nahezu ohne Verbindungsleitungen bilden.The greater the efficiency of the separator 45, the more compact and small-scale the device can be built, whereby in the best case the suction device and the separating device form a device unit with almost no connecting lines.

Claims (3)

1. A process for thermally fixing on a support, a latent electrostatic image which has been rendered visible by means of a suspension developer, by applying heat and vaporizing the developing liquid, whereby the evaporating developing liquid is sucked off, condensed, separated and collected, characterized in that the vaporized liquid is precipitated with the aid of a finely divided transport medium.
2. A process according to claim 1, characterized in that the transport medium is finely divided water.
3. An apparatus for carrying out the process for thermally fixing a latent electrostatic image which has been rendered visible by means of a suspension developer according to claims 1 to 2, with at least one vent system provided in the area of fixing, through which vent system the evaporating developing liquid is sucked off, and with downstream arranged devices for condensing, separating and collecting the liquid, characterized in that for condensing a spray device (48) for finely divided transport medium and for sucking off the evaporating developing liquid an outer vent system (19a, 19b), facing in two directions, are provided in the discharge area of the copy (8).
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