DD157737B1

DD157737B1 - Vorrichtung zur reinigung eines elektrischen ladungsbildtraegers in kopiergeraeten

Info

Publication number: DD157737B1
Application number: DD22865081A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Ellinger; Hans-Werner Stottmeister
Original assignee: Secura Werke Mikroelektronik
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1986-07-16
Also published as: DD157737A1; DE3201529A1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung eines elektrischen Ladungsbildträgers in Kopiergeräten, wobei der Ladungsbildträger wiederholt verwendbar ist und nach der Übertragung auf ein geeignetes Übertragungsmaterial vom verbliebenen magnetischen Einkomponentenentwickler gereinigt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei herkömmlichen fotoelektronischen Kopierverfahren wird die Oberfläche eines Fotoleiters mit Hilfe einer Koronavorrichtung aufgeladen, anschließend bildmäßig belichtet und entwickelt. Die Übertragung des Bildes aus magnetischem Einkomponentenentwickler vom Fotoleiter auf ein geeignetes Übertragungsmaterial, z. B. Normalpapier, mit Hilfe einer Koronavorrichtung oder anderen geeigneten Verfahren erfolgt nicht vollständig, so daß vor Beginn eines neuen Kopierzyklus der Fotoleiter vom restlichen Einkomponentenentwickler gereinigt werden muß. Es gibt eine Reihe von Reinigungsverfahren, die dazu verwendet werden.

Eine Gruppe von Reinigungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Toner mit Hilfe eines Gummiabstreifers bzw. elastischen Rakels entfernt wird, z. 3. DE-AS 1 797 558.

Bei diesem Vorgang wird jedoch der Fotoleiter mechanisch stark beansprucht. Er wird zerkratzt und die mögliche Anzahl der Kopien pro Fotoleiter wird verringert. Eine zyklische Wartung bzw. Auswechseln des Abstreiferrakels ist notwendig.

In einer anderen Gruppe wird der Fotoleiter mit Hilfe einer rotierenden Fellbürste gereinigt (DE-AS 1497 218).

Hier ist die mechanische Beanspruchung des Fotoleiters geringer und damit seine Standzeit höher als bei der Reinigung durch einen Abstreiferrakel. Jedoch ist bei dieser Lösung der konstruktive Aufwand sehr groß, da der abgebürstete Entwickler im allgemeinen durch einen speziellen Absaugmechanismus in einen Filter abgesaugt werden muß. Der Platzbedarf dieser Lösung ist sehr groß, außerdem müssen Fellbürsten und Filter zyklisch gewartet bzw. ausgetauscht werden.

Die in Verbindung mit dem magnetischen Einkomponentenentwickler in den Vordergrund getretenen Reinigungsverfahren mit Hilfe einer Magnetbürste ähnlich oder gleich der Entwicklungsmagnetbürste, wie es im Kopiergerät Mita Copystar MC — 20 angewendet wird, vermeiden o.g. Nachteile der Reinigung. Durch sie ist eine kleine kompakte Bauform der Reinigungsbaugruppe möglich. Notwendfge Wartungsarbeiten beschränken sich nur darauf, den abgebürsteten Toner aus dem Reinigungsbehälter zu entfernen. Bei den z.Zt. bekannten magnetischen Reinigungsverfahren werden die nicht übertragenen magnetischen Entwicklerteilchen mit den Spitzen einer rotierenden Magnetbürste vom Fotoleiter abgebürstet. Durch diese abgebürsteten Teilchen verstärkt sich die Magnetbürste auf der Reinigungshülse. Über einen Abstreifer, der einen definierten Abstand zur Reinigungshülse haben muß, werden diese zusätzlichen Entwicklerteilchen in einen Reinigungsbehälter befördert.

Diese Art der Reinigung ist für einen elektrisch relativ leitfähigen Einkomponentenentwickler mit einem relativ hohen Anteil magnetischer Teilchen sehr effektiv.

Bei der Verwendung eines leitfähigen magnetischen Einkomponentenentwicklers entstehen jedoch im allgemeinen Probleme beim Umdruck des entwickelten Ladungsbildes auf Normalpapier. Die Verwendung von Normalpapier setzt beim Umdruck einen relativ hochohmigen Einkomponentenentwickler voraus. Der hochohmige Einkomponentenentwickler läßt sich jedoch nicht bzw. nur sehr schlecht mit Hilfe o.g. Magnetbürstenreinigungsverfahrens reinigen, da die Entwicklerteilchenrestladungen nach dem Umdruck so groß sind, daß die magnetischen Anziehungskräfte und die mechanischen Abbürstkräfte der Reinigungsmagnetbürste nicht ausreichen, die Fotoleiterreinigung mit der notwendigen Effektivität und Zuverlässigkeit zu garantieren.

Eine weitere Möglichkeit der Fotoleiterreinigung wird deshalb in der Erzeugung eines Entwicklerstaus in der Reinigungszone gesehen, der eine zusätzliche mechanische Abstreiferwirkung zur Folge hat, ohne jedoch die mechanische Beanspruchung des Fotoleiters wesentlich zu erhöhen. In der DE-AS 2621912 wird ein Verfahren für die Entwicklung und Reinigung eines Fotoleiters mit Hilfe einer einzigen Magnetbürstenbaugruppe beschrieben. Die Entwicklung und Reinigung erfolgt hier unter Verwendung eines Entwicklerstaus.

Ziel der Erfindung ist es jedoch, Mittel aufzuzeigen, die den Entwicklerstau sowohl für die Entwicklung als auch für die Reinigung exakt konstant halten und mit denen es möglich ist, eine Nachtonerung des Entwicklerstaus zu realisieren für den Fall, daß durch den Entwicklungsvorgang zuviel Entwickler aus der Stauzone entfernt worden ist. Der Nachteil dieser Erfindung besteht deshalb im hohen konstruktiven und gerätetechnischen Aufwand sowie in der Kompliziertheit der Einstellung des Gleichgewichtes zwischen dem Stau, der für die Entwicklung erforderlich ist, und dem Stau,der für die Reinigung benötigt wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer wartungsarmen Reinigungsvorrichtung, die mit einfachen konstruktiven Mitteln aufgebaut und in der Lage ist, einen elektrischen Ladungsbildträger von nicht vollständig umgedrucktem magnetischem Einkomponentenentwickler wirkungsvoll zu reinigen, ohne daß der Fotoleiter mechanisch stark beansprucht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit Hilfe einer Magnetbürstenwalze einen Stau von magnetischem Einkomponentenentwickler zwischen der Oberfläche der Reinigungshülse und der Fotoieiteroberfläche so zu erzeugen, daß der Fotoleiter wirkungsvoll gereinigt wird, und gleichzeitig auf einfache Weise den durch den abgebürsteten Entwickler ständig anwachsenden Stau abzubauen und den überflüssigen Entwickler in einen Reinigurigsbehälter zu transportieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich unterhalb der Magnetbürste am Entwicklerstau anliegend das Abführblech befindet, das mit einer Vorderkante einen engen Spalt zur Fotoieiteroberfläche bildet und in abfallender Richtung zum Reinigungsbehälter verläuft. Des weiteren ist parallel zum Abführblech ein Zusatzblech zum Auffangen und Abführen der durch den Spalt zwischen Abführblech und Fotoieiteroberfläche hindurchfallenden Entwicklerteilchen angeordnet. Außerdem kann an die Reinigungshülsenoberfläche und bzw. nur an das Abführblech ein Zusatzpotential angelegt werden, das entweder eine Wechselspannung oder eine den Restladungen der Entwicklerteilchen entgegengesetzte Gleichspannung ist. Zur Verhinderung von Toneragglomerationen auf mechanische und bzw. oder magnetische Weise läßt sich im Entwicklerstau ein Draht anbringen. Zur Verbesserung der Effektivität der Reinigung der Fotoieiteroberfläche und der nicht umgedruckten Entwicklerteilchen sind eine Wechselspannungskorona und eine Leuchtstoffröhre als Löschlampe vorgesehen, wobei die Wechselspannungskorona zwischen der Löschlampe und der Fotoieiteroberfläche zur Auslösung einer Schnellstarthilfe für die Gasentladung in der Löschlampe angeordnet ist.

Bei der Funktion der Vorrichtung ergibt sich, daß bei der Verwendung eines nicht ferromagnetischen Abführbleches ein Teil der Entwicklerteilchen aus der ständig anwachsenden Stauzone entlang des Abführbleches herausgedrückt werden bis zu einem Punkt, wo die Schwerkraft der Tonerteilchen größer ist als die auf die Teilchen wirkende Anziehungskraft der Magnetwalze. In diesem Moment rutschen die Entwicklerteilchen selbständig auf dem Führungsblech entlang in den Reinigungsbehälter.

Bei der Verwendung eines ferromagnetischen Abführbleches wird durch die sich drehende Magnetwalze im ferromagnetischen Abführblech ein magnetisches Wanderfeld induziert. Dieses magnetische Wanderfeld bewegt sich sich entgegen der Transportrichtung des Entwicklers auf der Oberfläche der Reinigungshülse. Damit wird der Entwickler zwangsläufig aus dem Stau auf dem Abführblech entlang herausgeführt.

Unter bestimmten geometrischen Bedingungen kann es vorkommen, daß Entwickler aus der Stauzone unterhalb des Abführbleches entlangbewegt wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, gemäß der Erfindung parallel zum Abführblech ein zweites Blech anzuordnen.

Zur Verbesserung der Reinigung wird an die Reinigungshülse und bzw. oder an das Abführblech ein zur Entwicklerrestladung entgegengesetztes Potential angelegt. Aufgabe dieses Zusatzpotentials ist es, die zwischen Entwicklerteilchen und Fotoieiteroberfläche existierenden elektrostatischen Kräfte infolge der Restladungen zu verringern bzw. zu beseitigen, um so die Reinigung effektiver zu gestalten. Das kann mit einer zu den Restladungen der Entwicklerteilchen entgegengesetzten Gleichspannung, aber auch mit einer Wechselspannung erreicht werden.

Da sehr hochohmiger Entwickler dazu neigt, sehr schnell und stark zu agglomerieren, ist es vorteilhaft, die Entwicklerstauzone mechanisch oder bzw. magnetisch zu stören. Das kann z.B. durch einen gespannten ferromagnetischen Draht erfolgen. Einerseits zerstört der Draht mechanisch größere Toneragglomerationen, andererseits werden im Draht durch die rotierenden Magnetfeldpole magnetische Wechselfelder induziert, die die Toneragglomeration auflösen. Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung bzw. Beseitigung der Restladungen des Entwicklers und des Fotoleiters besteht darin, daß ein Wechselspannungskoronadraht zwischen einer Leuchtstoffröhre und dem Fotoleiter gespannt wird. Die Wechselspannungskorona dient dabei gleichzeitig als Schnellstarthilfe für die Gasentladung in der Leuchtstoffröhre. Es sind keine weiteren sonst üblichen elektronischen Mittel zum benötigten Schnellstart der Leuchtstoffröhre notwendig.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: das Prinzip der Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2: die Anordnung eines zweiten Bleches zur Verhinderung von Geräteverunreinigung infolge von Entwicklerunterwanderungen des Abführbleches;

Fig. 3: das Anlegen eines Zusatzpotentials sowie die magnetische und mechanische Störung des Entwicklerteilchenstaus und Fig.4: die Anordnung der Wechselspannungskorona und der Löschlampe.

In der Fig. 1 ist das Prinzip der Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Dabei ist an der Fotoleiteroberfiäche 2 zur Reinigung eine Magnetbürste 6 angeordnet. Unterhalb der Magnetbürste 6 befindet sich ein Abführblech 12, das zum Reinigungsbehälter 10 führt. Das Abführblech 12 kann aus nicht ferromagnetischem oder auch aus ferromagnetischem Material bestehen. Dabei ist das Abführblech 12 in einem Winkel zwischen der Horizontalen und dem Abführblech 12 von 10° bis 90" angeordnet. Die Vorderkante 14 des Abführbleches 12 bildet einen Spalt 15 zur Fotoleiteroberfiäche 2, wobei der Abstand a zwischen 0,1 mm und 1,5mm liegt. Die Breite b des Abführbleches 12 ist größer als der 0,25fache Durchmesser der Reinigungshülse 16. Parallel zum Abführblech "\2 ist in Fig.2 noch ein Zusatzblech 13 angeordnet. Des weiteren ist ein Zusatzpotential 5 an die Reinigungshülsenoberfläche 4 und das Abführblech 12 angelegt und im Entwicklerstau 11 zusätzlich ein Draht 8 angebracht (Fig.3).

Anschließend an die Anordnung der Magnetbürste 6 ist gegenüber der Fotoleiteroberfiäche 2 noch eine Wechselspannungskorona 9 mit einer Löschlampe 3 (Fig.4) vorgesehen, wobei die Wechselspannungskorona 9 zwischen der Löschiampe 3 und der Fotoleiteroberfiäche 2 liegt.

Während der Funktion gelangen die auf der Fotoleiteroberfiäche 2 befindlichen Entwicklerteilchen 1 in den zwischen Reinigungshülsenoberfläche 4 und Fotoleiteroberfiäche 2 gebildeten Entwicklerstau 11. Hier werden die Entwicklerteilchen 1 durch die sich·infoige der Magnetwalze 7 drehende Magnetbürste 6 und durch den dichten Entwicklerstau 11 von der Fotoleiteroberfiäche 2 entfernt. Dadurch wächst der Entwicklerstau 11 immer mehr an. Die Entwicklerteilchen 1 werden bei einem nicht ferromagnetischen Abführblech 12 aus dem Entwicklerstau 11 herausgedrückt. Am Punkt A ist die Schwerkraft der Entwicklerteilchen 1 und die Kraftkomponente, die die Entwicklerteilchen 1 aus dem Entwicklerstau 11 herausdrückt, größer als die magnetische Anziehungskraft der Magnetwalze 7. Die Entwicklerteilchen 1 rutschen auf dem Abführblech 12 entlang in den Reinigungsbehälter 10. Das Abführblech 12 muß dazu die erfindungsgemäßen geometrischen Abmessungen haben und in der erfindungsgemäßen Art und Weise an den Entwicklerstau 11 angestellt sein. Bei der Verwendung eines ferromagnetischen Abführbieches 12 wird durch die sich drehende Magnetwalze 7 im ferromagnetischen Abführblech 12 ein magnetisches Wanderfeld induziert. Dieses magnetische Wanderfeid bewegt sich entgegen der Transportrichtung der Entwicklerteilchen 1 auf der Reinigungshülsenoberfläche 4. Damit werden die Entwicklerteilchen 1 zwangsläufig aus dem Stau auf dem Abführblech 12 entlang herausgeführt.

Fig.2 zeigt die Wirkung eines weiteren Zusatzbleches 13 für den Fall, daß Entwicklerteilchen 1 aus dem Entwicklerstau 11 durch den Spalt zwischen Abführblech 12 und Fotoleiteroberfiäche 2 gedrückt werden bzw. das Abführblech 12 unterwandert wird und damit Gefahr einer Geräteverschmutzung besteht. Diese Entwicklerteilchen 1 fallen in einem solchen Fall auf das Zusatzblech 13 und werden ebenfalls in den Reinigungsbehälter 10 transportiert.

In Fig.3 ist das Anlegen eines Zusatzpotentials 5 an die Reinigungshülse 16 und an das Abführblech 12 dargestellt. Mit Hilfe des Zusatzpotentials 5 in Form einer Gleich- oder auch Wechselspannung kann die elektrostatische Anziehung zwischen dem Entwicklerteilchenrestpotential und dem Fotoleiterrestpotential noch weiter zugunsten einer effektiveren Reinigung minimiert werden. Die Wechselspannung löscht dabei die restlichen Entwicklerladungen, während bei Gleichspannung diese so gewählt wird, daß sie entgegengesetzt zu den Entwicklerrestladungen ist und so die Entwicklerteilchen 1 zusätzlich von der Fotoleiteroberfiäche 2 abzieht. Dabei sind die verschiedenen Möglichkeiten für die Zuschaltung des Zusatzpotentials bzw. der Einsatz unterschiedlicher Spannungen von der jeweiligen Art des magnetischen Einkomponentenentwicklers, seiner Leitfähigkeit und der Korngröße der Entwicklerteilchen abhängig.

Der im Entwicklerstau 11 angebrachte ferromagnetische Draht 8 verhindert, daß es in der Stauzone zu größeren Toneragglomerationen kommt, die die Reinigung negativ beeinflussen. Einerseits werden durch diesen Draht 8 größere Toneragglomerationen mechanisch zerstört, andererseits wird im Draht 8 entsprechend der sich drehenden Magnetwalze 7 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, wodurch die evtl. auftretenden Toneragglomerationen im Entwicklerstau 11 ebenfalls zerstört werden.

Die Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Anordnung einer Wechselspannungskorona 9 und einer Löschlampe 3. Als Löschlampe 3 wird eine Gasentladungsröhre verwendet. Ihre Aufgabe ist es, die Fotoleiterrestladungen zu verringern bzw. zu beseitigen. Die Wechselspannungskorona 9 beseitigt sowohl Entwicklerrestladungen als auch Restladungen auf der Fotoleiteroberfläche 2. Die Wechselspannungskorona 9 und die Löschiampe 3 verringern damit die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen Entwicklerteilchen 1 und Fotoleiteroberfiäche 2 und erhöhen damit die Effektivität der Reinigung der Fotoieiteroberfläche 2. Durch die gewählte Anordnung der Wechselspannungskorona 9 zwischen Löschlampe 3 und Fotoleiteroberfiäche 2 ist es außerdem mögjich, einen Schnellstart der Löschlampe 3, die als Gasentladungsröhre ausgeführt ist, durch Einschaltung der Wechselspannungskorona 9 zu erreichen. Die sonst üblichen elektronischen Mittel für den Schnellstart der Löschlampe 3 sind nicht erforderlich.

Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung ermöglicht eine wirkungsvolle Reinigung eines elektronischen Ladungsbildträgers von nicht übertragenem magnetischen Einkomponentenentwickler. Die Reinigungsvorrichtung ist besonders wirkungsvoll in Kopiergeräten, die einen hochohmigen magnetischen Einkomponentenentwickler verwenden, kann aber auch in Kopiergeräten für niederohmige magnetische Einkomponentenentwickler eingesetzt werden. Es sind noch weitere zahlreiche Abwandlungen und ,Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Entwicklungsvorganges möglich, wobei das Prinzip des Erfindungsgedankens auch weiterhin erhalten bleibt.

Claims

1. Vorrichtung zur Reinigung eines elektrischen Ladungsbildträgers in Kopiergeräten nach erfolgter Übertragung des entwickelten Ladungsbildes auf ein geeignetes Übertragungsmaterial vom verbliebenen magnetischen Einkomponentenentwickler mit Hilfe einer magnetischen Bürste aus dem gleichen magnetischen Einkomponentenentwickler, wobei die magnetische Bürste von einem drehenden Permanentmagnet und freistehender Hülse oder von einem feststehenden Permanentmagnet bzw. von drehendem Permanentmagnet und drehender Hülse angetrieben werden kann, und daß zwischen der Oberfläche der Reinigungshülse und der Fotoleiteroberfläche ein Entwicklerstau aus magnetischem Einkomponentenentwickler gebildet wird, mit dessen Hilfe der Fotoleiter vom verbliebenen magnetischen Einkomponentenentwickler gereinigt wird, daß der durch die Reinigung immer neu hinzukommende Einkomponentenentwickler über ein Abführblech in einen Reinigungsbehälter abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der Mangetbürste (6) am Entwicklerstau (11) anliegend das Abführblech (12) befindet, das mit einer Vorderkante (14) einen engen Spalt (15) zur Fotoleiteroberfläche (2) bildet und in abfallender Richtung zum Reinigungsbehälter (10) verläuft.

2. Reinigungsvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Abführblech (12) ein Zusatzblech (13) zum Auffangen und Abführen der durch den Spalt (15) zwischen Abführblech (12) und Fotoleiteroberfläche (2) hindurchfallenden Entwicklerteilchen (1) angeordnet ist.

3. Reinigungsvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Reinigungshülsenoberfläche (4) und an das Abführblech (12) ein Zusatzpotential (5) angelegt ist.

4. Reinigungsvorrichtung nach Punkt 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an das Abführblech (12) ein Zusatzpotential (5) angelegt ist.

5. Reinigungsvorrichtung nach Punkt 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzpotential (5) eine Wechselspannung ist.

6. Reinigungsvorrichtung nach Punkt 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzpotential (5) eine den Restiadungen der Entwicklerteilchen (1) entgegengesetzte Gleichspannung ist.