DE3006739C2 - Vorrichtung zum Auffangen und Sammeln von vagabundierendem magnetischem Toner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen und Sammeln von vagabundierendem magnetischem Toner nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem Aufzeichnungsgerät, wie einem elektrophotographischen Kopiergerät, elektrostatischen Aufzeichnungs- oder Registriergerät und dgl., wird üblicherweise ein feines, gefärbtes Pulver, als Toner bezeichnet, als Entwicklungsmittel für die Entwicklung eines latenten Ladungsbilds benutzt Aufgrund seiner feinen Pulverform neigt dieser Toner jedoch zu einem Verstreuen oder Umherfliegen, woraus sich verschiedene Probleme ergeben. Insbesondere im Entwicklungsbereich des Aufzeichnungsgeräts tritt wegen der notwendigen unmittelbaren Kontaktierung des Toners mit einer ein latentes Ladungsbild entsprechend einer zu kopierenden Vorlage tragenden und eine Relativbewegung durchführenden Fläche, z. B. eines photoempfindlichen Elements, unweigerlich ein Verstreuen des Toners auf. Dabei ist es aber unmöglich, den Entwicklungsraum luftdicht abzuschließen; vielmehr wird das Aufzeichnungsgerät in vielen Fällen von einem Luftstrom für Kühlzwecke und dgl durchströmt, wobei der verstreute überschüssige Toner das Innere des Aufzeidhnungsgeräts verunreinigt und das gebildete sichtbare (Kopie-)Bild verschmiert sowie außerdem den Betrieb des Aufzeichnungsgeräts behindert.

Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, den verstreuten, d. h. umherfliegenden überschüssigen Toner aufzufangen. Zu diesem Zweck könnte der Toner beispielsweise zwangsweise mittels eines Luftstroms abgeführt und von einem in den Luftstrom eingeschalteten Filter aufgefangen werden. Bei einer solchen Anordnung wird jedoch das Filter schnell verstopft, weil der Toner ein sehr feines Pulver darstellt; im praktischen Gebrauch erweist sich außerdem ein solches Filter als sehr unwirtschaftlich wegen seiner geringen Auffang- oder Sammelkapazität

Aus der DE-AS 20 50 789 ist eine Vorrichtung zum Absaugen und Sammeln von im Entwicklungsbereich eines elektrophotographischen Kopiergerätes ;omherfliegendem, magnetischem Toner bekannt Diese Vorrichtung weist zwei Ansaugrohre zum Absaugen von

ίο versprühtem Toner auf, die Ansaugöffnungen haben und in einen Entwicklerbehälter münden. Außerhalb des Entwicklerbehälters sind diese Ansaugrohre mit Förderrohren verbunden, die in eine größere Abführleitung münden, in der eine geneigte Platte als Tonerabscheider angeordnet ist Die Platte soll den auf sie auftreffenden Toner in eine Tonersammeikammer ablenken. Per Platte nachgeschaltet ist ein Filter, das den von der Platte nicht umgelenkten restlichen Toner auffangen solL Hinter dem Filter ist ein Ventilator angeordnet, der im Betrieb einen Sog in den Ansaugrohren, den Förderrohren, der Abführleitung und durch das Filter hindurch erzeugt Das Auffangen und Sammeln des im Entwicklungsbereich versprühten Toners wird also bei dieser bekannten Vorrichtung durch Absaugung und mechanisehe Umlenkung des abgesaugten Toners in die Tonersammelkammer sowie Auffangen von nicht umgelenkten Toner in einem Filter bewirkt

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß in der Abführleitung im Bereich der Platte aufgrund der durch die Platte hervorgerufenen Querschnittsverminderung der Abführleitung eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des die abgesaugten Tonerpartikelchen tragenden Luftstromes erzeugt wird, so daß zwischen der Platte und der Wand der Abführleitung der Sog verstärkt wird. Dies hat zur Folge, daß die auf die Platte zufliegenden Tonerpartikelchen eher an der Platte vorbeigesaugt als in die Tonersammelkammer umgelenkt werden. Ein großer Teil des abgesaugten Toners wird sich daher nicht in der Tonersammelkammer vorfinden, sondern in dem der Platte nachgeschalteten Filter absetzen, das sich infolgedessen sehr schnell zusetzen wird. Das Zusetzen des Filters hat nicht nur zur Folge, daß es relativ häufig ausgetauscht werden muß, weil seine Auffangkapazität erschöpft ist, sondern daß auch mit zunehmender Zusetzung des Filters die Saugleistung des Gebläses herabgesetzt wird.

Weiterhin ist aus der DE-OS 26 31 690 eine Vorrichtung zum Entfernen von überschüssigem magnetischem Toner von einem ein latentes magnetisches Bild tragenden Element bekannt. Diese Vorrichtung hat eine Luftführung, die mit einer Tonersammeikammer verbunden ist, welcher eine Absaugeinrichtung zugeordnet ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist das Eintrittsende der Luftführung nicht im Entwicklungsbereich vorgesehen, da mit ihr der auf dem Träger für das latente Bild haftende Toner abgeführt werden soll.

Aus der US-PS 39 17 397 ist eine Reinigungsvorrichtung bekannt, mit deren Hilfe eine photoempfindliche Kopiertrommel von Resttoner gereinigt werden kann.

Hierzu wird die Kopiertrommel mit einer Bürste bestrichen. Der von der Kopiertrommel abgelöste Toner wird in eine Luftführung eingebracht und mittels eines Luftstromes zu einer entgegengesetzt geladenen, zweiten Trommel transportiert um an dieser elektrisch zu haften. Schließlich wird der Toner von dieser zweiten Trommel abgestreift.

Schließlich ist noch aus der DE-OS 24 59 158 ein triboelektrisches Luftfilter zum Ausfiltern von Tonerteil-

chen für Kopiergeräte bekannt Dieses Luftfilter ist in einer Luftführung angeordnet, an deren Eintrittsende eine rotierende Bürste liegt, welche den überschüssigen Toner von einer Trommel aufnimmt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß einerseits eine starke Luftströmung und andererseits ein großes Tonersammeivermögen ermöglicht wird.

Diese, Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung setzen sich die Tonerteilchen durch die Wirkung des magnetischen Feldes ar» der Oberfläche der Magnetfeld-Generatoreinrichtung und am Tonerfänger ab, so daß die Durchströmung der Tonersammelkammer mit von Toner befreiter Luft auch bei einer größeren Ansammlung von Toner in der Tonersammelkammer weitgehend unbehindert bleibt Dadurch wird eine starke Luftströmung gewährleistet und ein großes Tonersammeivermögen ermöglicht

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines elektrophotographischen Kopiergeräts, und

F i g. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels, bei dem zwei verschiedene Ausgestaltungen der Vorrichtung im Entwicklungsbereich eines elektronischen bzw. elektrophotographischen Kopiergeräts vorgesehen sind.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Kopiergerät wird eine Vorlage, die auf einen beweglich geführten Vorlagenträger 1 aufgelegt wurde, durch eine Lichtquelle 2 belichtet. Das Iichtbild von der Vorlage wird über einen Umlenkspiegel 3 und eine Linseneinheit 4 aus einer Linse und einem nachgeschalteten Spiegel auf ein photo- bzw. lichtempfindliches Element 6 auf der Mantelfläche einer drehbaren Trommel 5 projiziert Das lichtempfindliche Element 6 wird vor dem Projizieren des Vorlagenbilds dusch eine elektrische Emladungseinheit 7 elektrisch aufgeladen, so daß beim Projizieren des Vorlagenbilds auf dem Element 6 ein der zu kopierenden Vorlage entsprechendes latentes Ladungsbild entsteht. Dieses Ladungsbild wird dann in einer Entwicklungsvorrichtung 8 mit magnetischem Toner entwickelt, und das so gebildete Tonerbild wird mittels einer Übertragungselektrode 12 auf ein nicht dargestelltes Übertragungs- oder Kopierpapier übertragen, das aus einer Papiermulde 9 durch eine Papiervorschubwalze 10 über zwei Transportrollen 11 zugeführt wird. Das Kopierpapier wird vom lichtempfindlichen Element 6 mittels eines Trennriemens 13 getrennt und zu einer Heizwalzen-Fixiervorrichtung 14 überführt, in welcher das Tonerbild fixiert wird. Das Kopierpapier wird hierauf in eine Köpien-Aufnahmemulde 15 ausgetragen. Gleichzeitig wird das lichtempfindliche Element 6 bei der Drehung der Trommel 5 weiterbewegt, und nach der Neutralisierung durch eine Neutralisiervorrichtung 16 aus einer elektrischen Neutralisierelektrode und einer Neutralisierlampe wird der Resttoner vom Element 6 durch die Entwicklungsvorrichtung »"-abgestreift, worauf das Element 6 weiterläuft und für den mächsten Kopiervorgang bereitsteht. Außerdem sind eine Einrichtung 17 zur Anbringung des lage: und folienartigen lichtempfindlichen Elements 6 an der Mantelfläche der Trommel 5 und eine zu öffnende Klappe oder Tür 18 in der Oberseite des Gerätegehäuses vorgesehen; die Klappe 18 kann zum Auswechseln des Elements 6 geöffnet werden. Gemäß F i g. 2 ist in der Entwicklungsvorrichtung 8 eine trommeiförmige drehbare Hülse 22 in ein Gehäuse bzw. einen Tonerbehälter 21 eingebaut Die Mantelfläche der Hülse 22 und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 6 auf der Trommel 5 sind an einer im

ίο Gehäuse 21 vorgesehenen Öffnung 23 einander gegenüberstehend derart angeordnet, daß der magnetische Toner unter der Magnetkraft eines nicht dargestellten, im Inneren der Hülse 22 angeordneten Magneten an der Außenfläche der Hülse 22 Büschel bzw. eine Magnetbürste bildet Die Oberfläche des Elements 6 wird dabei unter Reibung mit der auf diese Weise erzeugten Toner-Magnetbürste kontaktiert, wobei der Toner durch die elektrostatische Ladung des latente)? '.adungsbilds auf dem Element 6 angezogen und dadurch das Ladungsbild zu einem sichtbaren Bild entwickelt wird.

Eine Trennwand 26, die zusammen mit einer oberen Wand 21/4 des Gehäuses 21 eine Luftführung 25 bildet, ist so angeordnet, daß die Luftströmungsbahn in einen Zwischenraum 24 längs der Außenfläche der Trommel 5

stromauf bzw. in Bewegungsrichtung vor der öffnung 23 im Gehäuse 21 übergeht, während mit der Luftführung 25 eine Tonersammelkammer 27 verbunden ist Dies bedeutet, daß das eine Ende der Luftführung 25 an einem Entwicklungsabschnitt oder -raum liegt, während ihr anderes Ende mit der Sammelkammer 27 verbunden ist Die Luftführung 25 kann selbstverständlich auch ohne Ausnutzung eines Teils des Gehäuses 21 geformt sein. Auf gegenüberliegenden Seiten der Innenfläche der Tonersammelkammer 27 sind mindestens zwei Dauermagnete 28, 28 entgegengesetzter Polarität als Magnetkrafterzeugungselemente in gegenseitigem Abstand montiert Ein Luftauslaß 29 ist mit der Ansaugsei- · te einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung, z. B. eines Gebläses, verbunden, und im Raum zwischen den Dauermagneten 28 ist ein nicht dargestelltes Toner-Auffangelement, beispielsweise in Form eines wahllos gewickelten Stahldrahts, so angeordnet, daß es sich im Magnetfeld der Dauermagnete 28 befindet. Die Luftführung 25 bzw. die diese bildenden Teile und die Tonersammelkammer 27 können nach Belieben getrennt oder als Einheit ausgebildet sein.

Weiterhin ist an einer Stelle stromab bzw. in Bewegungsrichtung hinter der Öffnung 23 im. Gehäuse 21 eine nahe der Trommel 5 einen Raum 30 festlegende

so Trennwand 32 so angeordnet, daß eine weitere Tonersammelkammer 33 gebildet wird, in welcher sich ein quer üoer die Breite der Trommel-Mantelfläche verlaufender Dauermagnet34 befindet.
Bei dieser Vorrichtung fällt ein Teil des in der Nähe

der öffnung 23 des Gehäuses 21 verstreuten Toners in das Gehäuse 21 zurück, während der größte Teil des verstreuten bzw. rmherfliegenden Toners unter der Wirkung des nicht dargestellten Gebläses o. dgl. über die Luftführung 25 aus dem Raum 24 in die Tonersammelkammer 27 eingesaugt und dort unter eier Magnetkraft der Dauermagnete 28 durch diese angezogen und aufgefangen wird. Die gegenüberstehenden Dauermagnete sollten, wie ermähnt, einander entgegengesetzte Polaritäten besitzen. Ohne das in die Sammelkammer 27 eingesetzte Toner-Auffangelement kann keine große Auffangleistung gewährleistet werden, obgleich selbstverständlich Toner aufgefangen wird. Bei der dargestellten Ausführungsform isi ein solches Auffangele-

ment vorgesehen, das durch die Dauermagnete 28 magnetisiert wird und eine große Oberfläche besitzt. Infolgedessen ist die Toneranziehfläche sehr groß, so daß eine außerordentlich große Tonerauffangkapazität gewährleistet wird. Auch wenn dieses Element nicht aus einem stark magnetischen Material, sondern z. B. aus Glasfaser o. dgl. besteht, werden die einzelnen Tonerteilchen durch die Dauermagnete 28 magnetisiert, so daß sie sich an der Oberfläche des Auffangelements absetzen und ansammeln; dabei kann eine große Auffangsleistung oder -kapazität bei nur geringer Abnahme der Auffang- oder Sammelleistung im Laufe der Zeit sichergestellt werden. Da der Toner zudem aus feinen Teilchen besteht, wird eine ausreichende Haltekrafi zur Verhinderung eines Ansaugens der Tonerteilchen durch das Gebläse auch mit Dauermagneten 28 gewährleistet, die keine besonders große Magnetkraft erzeugen.

Da das Auffangen der Tonerteilchen durch das Auffangelement unter der Magnetkraft der Dauermagnete 28 erfolgt, braucht das Auffangelement keine kleine Spaltgröße zu besitzen, so daß auch dann, wenn eine größere Tonermenge absorbiert worden ist, ein Verstopfen bzw. Zusetzen dieses Elements vermieden wird. Infolgedessen tritt auch kein wesentlicher Abfall des vom Gebläse erzeugten Unterdrucks auf, und es kann eine große Menge des verstreuten Toners mit der erwähnten großen Auffangleistung gesammelt werden.

Nur ein Teil des verstreuten Toners tritt bei der Drehung der Trommel 5 in den an ihrer Stromabseite befindlichen Raum 30 ein. Da sich jedoch die weitere Tonersammelkammer 33 unmittelbar an den Raum 30 anschließt, wird der Toner unter dem unmittelbaren Einfluß der Magnetkraft des Dauermagneten 34 angezogen und aufgefangen. Der Raum 30, in welchem Toner verstreut wird bzw. umherfliegt, ist also unmittelbar mit der Tonersammeikammer 33 verbunden; außerdem liegt im Raum 30 nur eine kleine Menge an verstreutem Toner vor. In der Praxis sind daher das Gebläse zum Ansaugen der Tonerteilchen und das Tonerauffangelement nicht erforderlich, und es lassen sich gute Ergebnisse auch dann erzielen, wenn nur die Sammelkammer 27, nicht aber die Sammelkammer 33, vorgesehen ist

Wenn die Auffangvorrichtung dem Entwicklungsbereich des Kopiergeräts o. dgl. zugeordnet ist, können eine Verschmutzung des Innenraums des Geräts durch verstreuten oder umherfliegenden Toner, eine Beschmutzung des hergestellten Kopiebilds und eine Beeinträchtigung der Funktion des Geräts vermieden werden. Aufgrund des großen Sammelvermögens des Tonerauffangelements bleibt die Auffangleistung über einen langen Zeitraum hinweg sicher erhalten, so daß die Wartungszeiträume für das Gerät verlängert werden können.

Die beschriebene Ausführungsform ist zahlreichen Abwandlungen zugänglich. Beispielsweise kann anstelle der Dauermagnete 28,34 eine elektromagnetische Anordnung verwendet werden. Weiterhin kann ein Magnet an der die Luftführung 25 festlegenden Trennwand 26 oder ähnlichen Teilen angebracht werden. Am Luftauslaß 29 kann zur sicheren Verhinderung eines Toneraustritts ein Maschen- bzw. Siebfilter ο. dgl. vorgesehen werden.

Zusätzlich kann auch der vom Gebläse zum Ansaugen des Toners erzeugte Luftstrom für Kühizwecke und dgL benutzt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit der verstreute Toner mit Hilfe einer äußerst einfachen Konstruktion sicher aufgefangen werden, weil die magnetischen Tonerteilchen zur Sammelkammer geleitet und in dieser durch Magnetkraft angezogen und zum Absetzen gebracht werden. Die hohe Auffang- oder Sammelleistung bzw. -kapazität wird zudem dadurch gewährleistet, daß der Toner durch den Luftstrom zwangsweise in die Sammelkammer gefördert wird. Darüber hinaus kann eine außerordentlich große Sammelkapazität dadurch erzielt werden, daß in der Toner-Sammelkammer das Toner-Auffangelement vorgesehen wird, das vorzugsweise aus einem stark magnetischen Material besteht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mithin außerordentlich zweckmäßig für das Auffangen von in dem nicht abgedichteten Raum, in welchem der magnetische Toner gehandhabt wird, verstreutem bzw. umherfliegendem Toner, speziell im Entwicklungsbereich des Kopier- oder Aufzeichnungsgeräts, bei dem der Toner als Entwickler benutzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auffangen und Sammeln von vagabundierendem magnetischem Toner im Entwicklungsbereich des Aufzeichnungsmaterials eines Aufzeichnungs- oder Kopiergeräts, mit einer Luftführung (25), die vom Entwicklungsbereich zu einer Tonersammeikammer (27) führt, und mit einer Absaugeinrichtung, die den vagabundierenden Toner von dem Entwicklungsbereich durch die Luftführung (25) zur Tonersammeikammer (27) transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetfeld-Generatoreinrichtung in der Innenwand der Tonersammeikammer (27) um den Strömungsbereich herum angeordnet ist, und daß im Strömungsbereich ein luftdurchlässiger Tonerfänger aius magnetischem Material vorgesehen ist

2. Vorrichiang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Generatoreinrichtung wenigstens zwei Dauermagnete (28) aufweist, die so in der Innenwand der Tonersammeikammer angeordnet sind, daß zwischen ihnen das Magnetfeld erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerfänger ein willkürlich oder wahllos gewickelter Stahldraht ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerfänger aus Glasfasermaterial besteht.