DE1943147B2

DE1943147B2 -

Info

Publication number: DE1943147B2
Application number: DE1943147A
Authority: DE
Inventors: William Arthur Webster N.Y. Sullivan (V.St.A.)
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-08-26
Filing date: 1969-08-25
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE1943147A1; FR2016409A1; NL6912732A; GB1259960A; US3634077A; BE737956A; DE1943147C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für eine endlose, antreibbarc elektrographische Aufzeichnungsfläche, auf die zur Entwicklung eines latenten Ladungsbildes geladene Tonerteilchen aufbringbar und ^r>" von dieser auf ein Bildempfangsmaterial übertragbar sind, mit einem Wischer, der in Oberflächenberührung mit der Aufzeichnungsfläche steht.

Die Erzeugung und Entwicklung von Bildern auf einer Aufzeichnungsfläche nach elektrostatischem Verfahren ^r>^r. ist bekannt. Ein derartiges Verfahren, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 22 97 691 beschrieben ist, arbeitet mit gleichmäßiger elektrostatischer Aufladung einer photoleitenden Schicht, Belichtung dieser Schicht mit einem Lichtschatten-Bild zur Ableitung der '·'· Ladungen in den belichteten Flächenteilen und Entwicklung des so erzeugten latenten elektrostatischen Bildes durch Ablagerung eines fein verteilten elcktroskopischen Pulvers, das als »Toner« bezeichnet wird. Der Toner wird normalerweise in denjenigen Bereichen der '>^r< Schicht gebunden, die eine Ladung enthalten, so daß sich ein Tonerbild entsprechend ii':m latenten elektrostatischen Bild ergibt. Dieses kann sodann auf ein Bildempfangsmaterial, beispielsweise ein Papierblatt übertragen werden. Das übertragene Bild kann danach auf seiner Fläche dauerhaft fixiert werden. Nach einer Reinigung steht die Aufzeichnungsfläche für einen weiteren Bilderzeugungszyklus zur Verfügung.

Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit werden bei den neueren elektrostatischen Kopiervorrichtungen die elektrostatischen Aufzeichnungsflächen, die die Form einer Trommel oder eines Bandes haben, mit hoher Geschwindigkeit in bestimmter zeitlicher Steuerung an einer Anzahl von Verfahrensstationen vorbeibewegt. Diese schnelle Bewegung der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche verursacht einen hohen Tonerverbrauch für die Entwicklung und eine damit verbundene erschwerte Entfernung des nach der Bildübertragung auf der Aufzeichnungsfläche noch vorhandenen Restbildes.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Reinigung der Aufzeichnungsfläche von dem Restbild bekanntgeworden, beispielsweise die in der US-Patentschrift 28 32 977 beschriebene Bürstenvorrichtung sowie die in der US-Patentschrift 31 86 838 beschriebene Bandvorrichtung. Aus der DE-AS 12 50 839 war auch bereits eine Aufzeichnungsvorrichtung bekannt, bei der die Oberflächenschicht einer Trommel als Schablone ausgebildet ist. Die Trommel wird zur Entwicklung der durch die Aussparungen gemäß der Schablone vorgesehenen Zeichen durch einen mit Tonerteilchen gefüllten Behälter geführt. Etwas oberhalb der Stelle, an der die Oberfläche der Trommel wieder das aus den Tonerteilchen bestehende Entwicklungspulverbad verläßt, ist eine parallel zur Achse der Trommel verlaufende Abstreifvorrichtung angebracht, die in Form eines Wischers ausgebildet ist und über die Oberfläche der Trommel streift, um die an dieser noch anhaftenden Tonerteilchen abzustreifen.

Gemäß der DE-OS 17 97 598 sowie der DE-OS 19 03 909, die nicht vorveröffentlicci find, wurde es auch bereits vorgeschlagen, an einer als Trommel ausgebildeten Aufzeichnungsfläche einen feststehend angeordneten Wischer vorzusehen, der gegen die Aufzeichnungsfläche der Trommel anliegt und federnd gegen diese Aufzeichnungsfläche gedrückt wird.

Gemäß der nicht vorveröffentlichten DE-OS 17 97 558 wurde auch bereits vorgeschlagen, als Reinigungsvorrichtung an einer als Trommel ausgebildeten Aufzeichnungsfläche eine gegen diese Aufzeichnungsfläche anliegende Wischeranordnung vorzusehen, die in einer Halterung derart gehaltert ist, daß zwischen dem Wischer und der Halterung Spalten verbleiben, über die die durch den Wischer von der Aufzeichnungsfläche abgelösten Tonerteilchen abgesaugt werden können. Bei der gleichen Anordnung ist es auch bereits vorgeschlagen worden, den Wischer aus einem elektrisch leitenden Material auszubilden und an den Wischer eine Spannung anzulegen, die eine von der Polarität der Ladungen der Tonerteilchen verschiedene Polarität hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die eine wirksame Entfernung der Resttonerteilchen von der Aufzeichnungsfläche und eine Rückführung in den Tonerteilchenkrcislauf ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Reinigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsfläche 12 vor dem Wischer 36 ein elektrisch leitendes

Element 60 parallel zum Wischer und zu der Aufzeichnungsfläche angeordnet ist, an das eine Gleichspannung mit einer zu der Tonerladung entgegengesetzten Polarität und einer eine Anziehung der Tonerteilchen von dem Wischer bewirkenden Spannungshöhe angelegt ist, und daß eine Vorrichtung 65 zum kontinuierlichen Entfernen der Tonerteilchen von dem elektrisch leitenden Element 60 und deren Abführung in einen Sammelbehälter 66 vorgesehen ist

Mit einer derartigen Vorrichtung haben sich bestehende Resttonerbilder ausgezeichnet beseitigen lassen und insbesondere ließ sich die Entstehung eines Tonerschmierfilmes auf der Aufzeichnungsfläche sowie die Entstehung einer Tonerteilchenwolke vor dem Wischer wirksam verhindern.

Eine noch verbesserte Ausführung ergibt sich dadurch, daß zur elektrostatischen Aufladung der Aufzeichnungsfläche mit der Polarität der Tonerteilchenladung entsprechenden Ladungen eine in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsfläche vor dem Wischer angeordnete Ladevorrichtung vorgesehen wird.

Weitere vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand eines in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispiels erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine im Schnitt dargestellte, gemäß der Erfindung ausgestaltete elektrostatische Kopiervorrichtung.

In der Zeichnung ist eine automatisch arbeitende Reproduktionsvorrichtung gezeigt, die eine Reinigungsvorrichtung 10 zur Reinigung einer elektrostatischen Aufzeichnungsfläche 12 von einem Restbild enthält. Die Aufzeichnungsfläche 12 bildet die Oberfläche einer Trommel und ist in einer Außenschicht mit einem photoleitenden Material, wie z. B. gasförmigem S>:len. überzogen. Die Trommel ist auf einer Achse 13 in der dargestellten Pfeilrichtung drehbar gelagert, so daß sie an verschiedenen Verfahrensstationen vorbeibewegt werden kann.

Wie bei den meisten elektrostatischen Reproduktionsvorrichtungen wird die Aufzeichnungsfläche 12 mit einer Corona-Entladungsvorrichtung 14 gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen. Dann wird die Trommeloberfläche mittels aktivierender elektromagnetischer Strahlung durch den optischen Projektor 16 mit einem Bildmuster bestrahlt, so daß ein elektrostatisches latentes Bild entsteht.

Das latente elektrostatische Bild wird dann mit einer Entwicklungsvorrichtung 18 entwickelt. Diese enthält ein Entwicklungsgehäuse 20, in dessen unterem Teil Entwicklerstoff 22 angesammelt ist. jeder geeignet«: Entwicklerstoff, der elektroskopische Tonerteilchen enthält, kann verwendet werden. Für eine Positiv-Posiliv-Reproduktion wird ein negativ geladener Toner verwendet, während zur Negativ-Positiv-Reproduktion ein positiv geladener Toner verwendet wird. Innerhalb des Entwicklungsgehäuses 20 ist ein Becherförderer 24 vorgesehen, der den Entwicklerstoff aus der Vorratsmenge in den oberen Teil des Entwicklungsgehäuses 20 befördert, von wo aus er über eine Schütte 28 auf die Oberfläche der Aufzeichnungsfläche 12 kaskadiert wird.

Wahrend der Kaskadierung des Entwicklerstoffcs über die Trommel haften die Tonerteilchen des F.nlwicklerstoffes elektrostatisch an dem vorher erzeugten elektrostatischen latenten Bild auf der Oberfläche der photolcitcnden Sc licht und erzeugen auf diese Weise ein sichtbares elcklrophotographisches Tonerbild, während der restliche überschüssige Entwickler-

Stoff von der Umfangsfläche der Trommel in den unteren Teil des Entv/icklungsgehäuses 20 zurückfällt Die während der Entwicklung zur Erzeugung des elektrophotographischen Pulverbildes verbrauchten Tonerteilchen werden mit einer Nachfüllvorrichtung 19 in den Entwicklungskreislauf eingegeben.

Das den Entwicklungsbereich verlassende entwickelte Bild wird auf ein bewegliches Band 30 übertragen, das aus einem geeigneten Stoff, wie z. B. Papier, bestehen kann. Die Übertragung erfolgt mit Hilfe einer Corona-EntJadungsvorrichtung 31. Das übertragene Bild kann auf dem Band 30 beispielsweise durch die Fixiervorrichtung 32 dauerhaft fixiert werden. Nach der Bildübertragung wird die Trommeloberfläche von restlichen Tonerteilchen mit einer Reinigungsvorrichtung 10 gereinigt, womit der Bilderzeugungszyklus beendet ist und die Aufzeichnungsfläche für einen weiteren Zyklus der vorstehend beschriebenen Art zur Verfügung steht. Die Reinigungsvorrichtung entfernt den restlichen Toner von der Aufzeichnungsfläche derart, daß er erneut zur Entwicklung verwendet werden kann, wodurch sich gleichzeitig eine laufende Reinigung der Reinigungsvorrichtung selbst ergibt, so daß diese nicht ausgewechselt werden muß.

Die Reinigungsvorrichtung 10 besteht aus einem rechteckförmigen Reinigungsblatt oder Wischer 36, der an einem Halter 38 mit einer Ansatzschraube 40 befestigt ist. Der blattförmige Wischer 36 ruht normalerweise in Druckberührung auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht durch das Gewicht des Blattes selbst, des Blatthalters 38 sowie der Spannvorrichtung 46, die eine Änderung des Berührungsdruckes ermöglicht. Das V/ischerblatt kann aus jedem geeigneten, nichtmetallischen flexiblen Stoff bestehen. Typische derartige Stoffe sind Polysiloxangummi, Polyurethangummi, Polytetrafluoräthyler.harz, Polytrifluorchloräthylenharz, Styrolbutadiengummi, Nitril-Silicori^ummi, flexibler Polyurethanschaum, Polyäthylenharz sowie Mischungen und Copolymere dieser Stoffe. Das Blatt so.j ausreichend weich sein, um die Abnutzung der Aufzeichnungsfläche insbesondere bei Selenfiächen minimal zu halten. Vorzugsweise soll das Blatt eine Shore-Härte von weniger als ca. D65 haben. Beträchtliche Schwankungen der Blattdicke sind zulässig. Das Blatt soll jedoch ausreichend dick sein, um seine Knickung an der Aufzeichnungsfläche durch den Auflagedruck zu verhindern.

Wenn die Vorderkante des blattförmigen Wischers 36 die Aufzeichnungsfläche 12 berührt, so werden bei Trommeldrchung die restlichen Tonerteilchen laufend von der Trommeloberfläche durch die Wischwirkung entfernt. Zur Sammlung dieser Tonerteilchen und deren Wiederverwendung im Entwicklungszyklus ist nahe an dem Wischerblatt owie an derTrommelobe-fläche eine Rolle 60 angeordnet, die auf einer Achse 62 drehbai gelagert ist und derart angetrieben wird, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit in der durch den Pfeii dargestellten Ricntung der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel entspricht. Die Rolle 60 besteht aus einem leitfähigen Material und ist mit einer Gleichspannungsquelle 64 verbunden, deren Polarität derjenigen der Ladung der Tonerteilchen entgegengesetzt ist und deren Spannungswert so hoch ist. daß die mit dem Wischer 3f> entfernen Tonerteilchen von der Rolle angezogen werden. Die Glcichspannungsquelle 64 hat vorzugsweise einen Spannungswert von ca. 500 bis ca. 5000 Volt, um eine wirksame Entfernung der Tonerteilchen zu ermöglichen und eine unerwünschte Wolkenbil-

dung im Bereich der Trommeloberfläche zu verhindern. Zur weiteren Verbesserung der elektrostatischen Anziehung der Tonerteilchen auf die Rolle 60 ist eine Corona-Entladungsvorrichtung 50 im Bereich der bewegten Trommeloberfläche hinter der Bildübertragungsstelle, jedoch vor der Reinigungsstelle angeordnet. Sie bringt eine Ladung auf die restlichen Tonerteilchen auf, deren Polarität derjenigen der Teilchenladung entspricht, im vorliegenden Falle also negativ ist. Diese Ladung verringert die Anziehung des Toners an die Oberfläche der Trommel und stellt eine richtige negative Ladung der Tonerteilchen sicher, so daß sie mit der positiv vorgespannten Rolle 60 angezogen werden. Es zeigte sich, daß ein Strom von ca. 2 bis ca. 10 Mikroampere für die Corona-Entladungsvorrichtung 50 zum vorstehend beschriebenen Zweck ausreicht. Die Corona-Entladungsvorrichtung 50 ist mit pinpr variahlpn {"llpirhsnannnnasniipllp ^9 vprHunHpn

Um eine laufende Reinigungswirkung und Zurückgewinnung der Tonerteilchen zu erzielen, so daß sie erneut in den Entwicklungszyklus eingegeben werden können, ist im Bereich der Rolle 60 ein Schaber 65 angeordnet, der die Teilchen von der Rolle entfernt und ihre Sammlung im unteren Teil 66 eines Gehäuses 68 ermöglicht. Der Schaber 65 besteht aus einem metallischen oder nichtmetallischen Stoff und ist mit dem Gehäuse 68 durch einen oder mehrere Isolierblökke 71 mittels Schrauben 79 verbunden. Falls erwünscht, kann der Kontaktdruck des Schabers 65 auf der Rollenoberfläche beispielsweise durch eine Feder einstellbar gemacht werden.

Die Tonerteilchen werden im unteren Teil 66 des Gehäuses 68 gesammelt und mit einem Schneckenförderer 81 entfernt, der auf einer Achse 83 im Gehäuse 68 drehbar gelagert ist. Der Schneckenförderer 81 dreht sich durch den gesammelten Toner und bewegt diesen in eine oder mehrere Leitungen 85. aus denen die Tonerteilchen entweder durch Schwerkraft oder durch eine andere geeignete Förderwirkung an geeigneter Stelle wieder ausgegeben und in den Entwicklungszyklus zurückgeführt werden.

Die beschriebene Reinigungsvorrichtung ermöglicht eine Entfernung praktisch des gesamten restlichen Toners von einer elektrostatischen Aufzeichnungsfläche sowie die Sammlung des Toners zur Wiederverwendung im Entwicklungszyklus einer Kopier- oder Vervielfältigungsmaschine. Die Tonerteilchen werden von der Aufzeichnungsfläche derart entfernt, daß eine unerwünschte Filmbildung des Toners nicht auftritt und seine wiederholte Verwendung möplirh isl. F'rrner wird keine Tonerwolke im Bereich der Reinigungsstelle erzeugt, durch die eine unerwünschte Fehlfunktion der Reproduktionsmaschine verursacht werden könnte. Ferner erfordert die Reinigungsvorrichtung keine aufwendigen Wartungs- oder Einstellungsarbeiten, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art der Fall ist. Die Reinigungsvorrichtung ermöglicht also nicht nur eine wirksame Reinigung, sondern auch eine Kosten'enkung und eine wiederholte Verwendung des jeweils gesammelten Toners. Daher ist ihr Einsatz zur Erzeugung qualitativ guter Bilder in automatischen Reproduktionsmaschinen, die mit hoher Betriebsgeschwindigkeit arbeiten, von großem Nutzen.

Hierzu ! Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reinigungsvorrichtung für eine endlose, antreibbare elektrographische Aufzeichnungsfläche, auf die zur Entwicklung eines latenten Ladungsbildes geladene Tonerteilchen aufbringbar und von dieser auf ein Bildempfangsmaterial übertragbar sind, mit einem Wischer, der in Oberflächenberührung mit der Aufzeichnungsfläche steht, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsfläche (12) vor dem Wischer (36) ein elektrisch leitendes Element (60) parallel zum Wischer und zu der Aufzeichnungsfläche angeordnet ist, an das eine Gleichspannung mit einer zu der Tonerladung entgegengesetzten Polarität und einer eine Anziehung der Tonerteilchen von dem Wischer bewirkenden Spannungshöhe angelegt ist, und daß eine Vorrichtung (65) zum kontinuierlichen Entfernen der Tonerteilchen von dem elektrisch leitenden Element (60) und deren Abführung in einen Sammelbehälter (66) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrostatischen Aufladung der Aufzeichnungsfläche (12) mit der Polarität der Tonerteilchenladung entsprechenden Ladungen eine in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsfläche (12) vor dem Wischer (36) angeordnete Ladevorrichtung (50) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß die an das elektrisch )o leitende Element (60) angelegte Gleichspannung einen Spannjingswert zwischen 500 und 5000 Volt hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Element )5 (60) eine auf ihrer Längsachse drehbar angeordnete Rolle ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (60) mit einer der Umfangsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsfläche w (12) entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird.