DE1913493C3 - Reinigungsvorrichtung für elektrofotografische Bildplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für elektrophotographische Bildplatten in automatisch arbeitenden Reproduktionsmaschinen mit einer in einem Gehäuse gelagerten Drehbürste, deren Borsten auf die zu reinigende Fläche einwirken und mit ihren Spitzen an einer Abstreifschiene vorbeigeführt werden, und mit einer Zuführung für ein auf die Borsten auftreffendes Gas und einer Abführung für das Gas und die vom Gas von den Borsten aufgenommenen Verunreinigungen.

Bei vielen Reproduktionsmaschinen, bei denen die Bildplatte die Form einer Trommel aufweist, wird die Entfernung restlicher Tonerteilchen von der Trommel durch Abwischen mit einer rotierenden zylindrischen Bürste bewirkt, die auch an einer Abstreifschiene vorbeiläuft, um die Tonerteilchen von der Bürste zu entfernen. Derartige Vorrichtungen sind in den US PS 27 51 616,30 62 109 und 32 78 972 beschrieben.

Die bei den moderneren Maschinen erhöhten Betriebsgeschwindigkeiten erfordern große Tonermengen zur Bildentwicklung. Die aus rotierender Bürste und Abstreifschiene bestehende Anordnung bewirkt zwar eine Reinigung, eine Entfernung aller restlichen Tonerteilchen von der Bildfläche wird jedoch nicht völlig erreicht. Der Grund dafür ist, daß sich die Tonerteilchen auf der Bürste und/oder der Abstreifschiene ansammeln und dann wieder auf die Bildfläche gelangen, von der sie anfangs entfernt wurden.

So bildet sich bei den bekannten Reinigungsvorrichtungen schon nach kurzem Gebrauch auf der Platti:noberfläche eine starke Filmbildung aus Tonerteilchen. Hierfür wird vor allem die Abstreifschiene verantwort lieh gemacht. Es wird angenommen, daß die Filmbildung durch Toneransammlung auf der Vorderkante tier Abstrefschiene im Bereich der Berührung der Borsten verurssicht wird. Diese Ansammlung wird sehr bald teerartig, überträgt sich auf die Borstenspitzen und von diesen auf die zu reinigende elektrophotographische Bildfläche.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine Reinigungsvorrichtung der genannten Art. die die Bildung teerartiger Toneransammlungen bereits in der Reinigungsvorrichtung und damit deren Rückübertragung auf die elektrophotographische Bildfläche verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, die

ίο dadurch gekennzeichnet ist. daß die Zuführung für das Gas als Öffnung in der Abstreiischiene ausgebildet ist, aus der das Gas mit hoher Geschwindigkeit austritt, und daß die Abstreifschiene derart angeordnet ist, daß die Gasströmung in einer Richtung entgegengesetzt zur

IS Drehrichtung der Bürste austritt.

Erfindungsgemäß werden so teerartige Toneransammlungen, die bei der bekannten Vorrichtung auftreten und sich iuf die zu reinigende Bildfläche rücküoertragen, vermieden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die längliche und hohe Abslrerfschiene mit einem Schlitz zum Austritt der Gasströmung versehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht mit der Abstreifschiene eine Luftdruckvorrichtung in Verbindung, die Luft mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 70 l/min liefert.

Ein besseres Verständnis der Erfindung sowie ihrer weiteren Vorteile ergibt sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Figuren. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung arbeitenden elektrophotographischen Reproduktionsmaschine.
F i g. 2 eine Seitenansicht der Reinigungsvorrichtung, F i g. 3 den Schnitt 3-3 aus F i g. 2 und
F i g. 4 den Schnitt 4-4 aus F i g. 3.

In Fig. 1 ist eine automatisch mit hoher Geschwindigkeit arbeitende elektrostatische Reproduktionsmaschine schc-matisch dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10 ausgerüstet ist.
Die automatische Reproduklionsmaschine enthält eine elektrophoiographische Bildplatte 20, die aus einer photoleitfähigen Schicht auf einer leitfähigen Unterlage besteht und die Form einer Trommel hat. Diese ist auf einer Achse im Maschinenrahmen in der dargestellten Pfeilrichtung drehbar gelagert und wird mit ihrer Oberfläche nacheinander an »*iner Anzahl elektrophotographischer Verfahrensstellen vorbeigeführt.

Zum besseren Verständnis dieser Arbeitsweise werden die verschiedenen Verfahrensstellen im folgenden kurz beschrieben:

An einer Ladestelle wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die photoleitfähige Schicht der elektrophotographischen Trommel aufgebracht.

An einer Belichtungsstelle wird ein Licht- oder Strahlungsbild des zu reproduzierenden Bildes auf die Trommeloberfläche projiziert, um die Trommelladung in den belichteten Flächenteilen abzuleiten und damit ein latentes elektrostatisches Abbild des zu reproduzierenden Bildes zu erzeugen.

An einer Entwicklungsstelle wird ein elektrophotographischer Entwicklerstoff, der aus Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung entgegengesetzt derjenigen des latenten Bildes besteht, über die Trommeloberfläche kaskadiert, so daß die Tonerteilchen an dem latenten Bild anhaften und ein elektrophotographisches

^h5 Pulverbild mit einer dem zu reproduzierenden HiId entsprechenden Konf guration erzeugen.

An einer Übertragungsstelle wird das elektrophotographische PulverbilG elektrostatisch von der Trommel-

oberfläche auf einen Bildträger übertragen, und an einer Trommelreinigungs- und Entladungsstelle werden restliche Tonerteilchen von der Trommeloberfläche entfernt und eine Belichtung mit einer relativ hellen Lichtquelle vorgenommen, um eine praktisch vollständige Entladung zu bewirken.

An der Ladestelle A ist eine Korona-Entladungseinrichtung 21 vorgesehen, die aus einer Anordnung einer oder mehrerer Korona-Entladungselektroden besteht, die quer über die Trommeloberfläche verlaufen. LJie Entladungseinrichtung wird mit einer Hochspannungsquelle gespeist und befindet sich innerhalb einer Abschirmung.

An der Belichtungsstelle B ist eine optische Abtastoder Projektionsvorrichtung angeordnet, die ein fortlaufendes Bild eines stationär angeordneten Originals auf die Oberfläche der photoleitfähigen Trommel projiziert.

Die optische Abtast- oder Projektionsvorrichtung enthält eine stationäre Auflageplatte 22, die durchsichtig und gekrümmt ist und beispielsweise aus Glas o.a. bestehen kann. Sie ist auf der Außenseite des Maschinengehäuses angeordnet und dient zur Auflage eines zu reproduzierenden Schriftstückes, welches dann gleichmäßig beleuchtet und auf die lichtempfindliche Oberfläche der elektrophotographischen Trommel projiziert wird. Die ^.cichmäßige Beleuchtung erfolgt mit einer Gruppe Lampen LMPSl, die auf meiden Seiten der Auflageplatte angeordnet sind.

Die Abtastung des Schriftstückes auf der stationären Auflageplatte erfolgt mit einer Spiegelvorrichtung, die relativ zur Auflageplatte in zeitlichem Zusammenhang mit der Bewegung der elektrophotographischen Trommel oszilliert wird. Die Spicgelvorrichtung enthält einen Objektspiegel 23, der unterhalb der Auflageplatte angeordnet ist und ein Bild des Schriftstückes über eine Optik 24 auf einen Bildspiege! 25 reflektiert, an dem das Bild wiederum durch eine Schlitzblende 26 auf die elektrophotographische Trommel reflektiert wird.

Nahe der Belichtungsstelle befindet sich die Entwicklungsstelle C, an der eine Entwicklungsvorrichtung 30 angeordnet ist, in deren unterem Gehäuseteil ein Entwicklerstoffvorrat vorgesehen ist. Ein Becherförderer dient zur Beförderung des Entwicklerstoffes in den oberen Teil des Entwicklungsgehäuses, von wo aus er über eine Schütte auf die elektrophotographische Trommel kaskadiert wird und eine Entwicklung bewirkt. Eine Eingabevorrichtung 35 dient zur genauen Bemessung und Eingabe von Tonermengen in den Entwicklerstoff, da während der Entwicklung laufend Tonerteilchen verbraucht werden.

Auf die Entwicklungsstelle folgt die Bildübertragungsstelle D, an der eine Blattfördervorrichtung angeordnet ist, die Kopieblatter aus Pap'er o. ä. nacheinander an die elektrophoiographische Trommel in Übereinstimmung mit dem Auftreten eines entwickelten Bildes auf der Trommeloberfläche heranführt.

Die Blattfördervorrichtung 40 ist ein Vakuumförderer, der das jeweils oberste Blatt von einem Stapel abnimmt und den Rollen 42 zuführt, die es zusammen mit den Bändern eines Papiertransportes 44 zu einer Ausrichtungsvorrichtung 45 nahe der elektrophotographischen Trommel führen, Hier wird das jeweilige Blatt stillgesetzt und ausgerichtet und dann in zeitlicher Übereinstimmung mit der Bewegung der elektrophotographischen Trommel an deren Umfangsflache herangeführt, sobald ein vorher erzeugtes elektrophotographisches Pulverbild an der Bildübertragungsstelle auftritt.

Die Übertragung des elektrophotographischen Pulverbildes von der Trommeloberfläche auf die Kopieblätter erfolgt durch eine Korona-Übertragungsvorrichtung 51, die unmittelbar an oder hinter der Berührungslinie zwischen Kcpieblatt und Trommel angeordnet ist. Beim Betrieb der Maschine bewirkt das mit der Korona-Übertragungsvorrichtung erzeigte elektrostatische Feld ein Ankleben des Kopieblattes an

ίο der Trommeloberfläche, wodurch sich das Blatt synchron mit der Trommel dreht. Gleichzeitig damit bewirkt das elektrostatische Feld eine Anziehung der Tonerteilchen des elektrophotographischen Pulverbildes von der Trommeloberfläche und eine Anhaftung an der Oberfläche des Kopieblattes.

Unmittelbar auf die Bildübertragung erfolgt eine Abstreifung des Kopieblattes von der Trommel mit der Abstreifvorrichtung 52. Diese ist in der US-Patentschrift 30 62 536 beschrieben und enthält eine Anzahl kleiner Öffnungen, durch die ein Gas unter Druck austritt. Dies erfolgt jeweils beim Auftreten der Vorderkante eines Blattes, so daß diese von der Trommeloberfläche abgehoben und auf einen Förderer 55 geleitet wird, dessen endloses Förderband das Blatt zu einer Fixiervorrichtung 60 bringt. Hier wird das übertragene elektrophotographische Pulverbild auf dem Kopieblatt dauerhaft fixiert bzw. durch Wärmeeinwirkung eingeschmolzen. Nach der Fixierung wird die fertige Kopie aus der Maschine an geeigneter Stelle mit dem Förderer 65 ausgegeben und an der Außenseite gesammelt. Hierzu dient ein Ausgabefach 61.

An derTrommelrcinigungsstelle ZTist eine gemäß der Erfindung ausgebildete Reinigungsvorrichtung 10 vorgesehen, die praktisch alle nach der Bildübertragung auf der elektrophotographischen Trommel verbliebenen Tonerteilchen in noch zu beschreibender Weise entfernt. Nahe der Reinigungsvorrichtung 10 ist eine Korona-Entladungsvorrichtung 66 angeordnet, die eine Vorreinigung bewirkt. Ferner wird mit der Entladungslampe LMP-2 eine Beleuchtung der elektrophotographischen Trommel mit Licht vorgenommen, um eine Ableitung jeglicher Restladungen von der elektrophotographischen Trommel nach der Reinigung zu bewirken. Zur Drehung der Trommel, des Abtastspiegels und des Blattfördermechanismus mit jeweils vorbestimmter Geschwindigkeit ist eine geeignete Antriebsvorrichtung vorgesehen, die auch den Becherförderer und die Tonereingabevorrichtung der Entwicklungseinrichtung steuert.

Die vorstehende Beschreibung reicht zum Verständnis der allgemeinen Arbeitsweise einer elektrophotographischen Reproduktionsmaschine aus, die mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Reinigungsvorrichtung ausgerüstet sein kann. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Ausführung einer derartigen Maschine finden sich beispielsweise in der britischen Patentschrift 11 22 622.

In den F i g. 2 bis 4 sind die Einzelheiten einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Reinigungsvorrichtung 10 dargestellt, die eine Drehbürste 71 enthält. Diese übt einen extrem geringen Druck auf die photoleitfähige Oberfläche einer elektrophotographischen Bildplatte aus, um die an ihr anhaftenden Tonerteilchen zu eriife-ien. Die Bürste kann aus jedem geeigneten Stoff

f.s bestehen, beispielsweise aus synthetischen Fasern, pflanzlichen Fasern, tierischen Pelzen und Zusammensetzungen dieser Stoffe. Synthetischer Pelz wird wegen seiner geringeren Kosten vorzugsweise verwendet. Die

Bürste 71 ist in einem Bürstengehäuse drehbar gelagert, das ein rechtes und ein linkes Rahmenteil 72 und 74 enthält, zwischen denen die obere und die untere Bürstenabschirmung 76 und 77 sowie ein Unterdruekkanal 78 angeordnet sind. Im linken und rechten S Rahmenteil 72 und 74 sind halbkreisförmige Vorsprünge 73 und 75 vorgesehen, an denen die vorstehend genannten Elemente beispielsweise durch Schrauben 79 befestigt sind. Die Rahmenteile 72 und 74 sind in Übereinstimmung mit der Form der clektrophotographischen Trommel an ihren Kanten derart konkav ausgebildet, daß das Bürstengehäuse nahe an die cleklrophotographische Trommel herangebracht w erden kann, die Bürste jedoch noch einschließt.

Die Bürste ist an ihrem rechten Ende auf einem konischen Drehzapfen 81 gelagert, der sie dreht und auf der Achse 82 des Motors 83 am Rahmenieil 72 befestigt ist. Am anderen linde ist die Bürste auf einem /weiten konischen Drehzapfen 84 gelagert, der in dem Lager 85 auf dem Bolzen 86 drehbar gelagert ist, dessen Gewindeteil durch die Abdeckung 87 hindurchragt und mit der Mutter 88 verschraubt ist. Das Lager 85 und der Drehzapfen 84 werden mit der Feder 89 gegen den Kopf des Bolzens 86 gedruckt. Die Feder umgibt den Bolzen und ist zwischen der Lagerscheibc 91 und der Abdeckung 87 angeordnet.

Die Abdeckung 87 ist mit dem Stift 92 schwenkbar am Unterteil des Rahmenteil 74 befestigt und wird zum Verschluß der öffnung des Rahmenteils mit der Schraube 93 gehalten, die in eine Gewindebohrung des Rahmens eingeschraubt ist. Zur richtigen Anordnung der Abdeckung dient ein konischer Stift 94, der vom Rahmenteil aus durch eine öffnung der Abdeckung hindurchragt.

Der Vakuumkanal 78 ist mit einer Öffnung versehen. die über die gesamte Länge der Bürste verläuft und eine Entfernung der Tonerteilchen von der Bürste ermöglicht. Die gegenüberliegende öffnung des Vakuumkanals 78 bildet eine Verbindung mit einer Sauglcitung 105. die am Vakuumkanal befestigt ist. Die .Saugleitung 105 ist mit einem Filterkasten 106 verbunden. In diesem ist ein Filterbeutel 107 befestigt, der mit der Saugleitung in Verbindung steht. Ein motorgetriebenes Gebläse 109. das mit dem Filterkasten verbunden ist. erzeugt einen Luftstrom durch den F'ilterkasten und saugt die Luft 4S durch den Bereich der elektrophotographischen Trommel und deren Staubabdeckung. Hierbei werden auch diejenigen Tonerteilchen mitgenommen, die von der Trommel mit der Bürste entfernt wurden, wenn die Luft durch das Bürstengehäuse strömt. Die Tonerteilchen werden aus der Luft ausgesondert, wenn sie durch den Filterkasten strömt, so daß nur saubere Luft durch das Gebläse abgegeben wird.

Zur Begünstigung der Entfernung der Tonerteilchen von den Borsien eier Rursip 71 während deren Drehnne ist die Reinigungsvorrichtung 10 mit einer Abstreifschiene 110 versehen, die zwischen dem Vakuumkanal 78 und der Bürste 71 angeordnet ist. Die Abstreifschiene 110 verläuft über die Länge der Bürste parallel zu deren Längsachse und ist an dem Rahmenteil 74 und der (>o Innenkante einer Platte 112 befestigt. Sie befindet sich im Bewegungsbereich der Borsten der Bürste 71 mit einem Betrag von ca. 0.5 mm bis ca. 5 mm. vorzugsweise 1,9 mm. Auf diese Weise werden die Tonerteilchen im Bereich des Vakuumkanals von den Borsten abge- '". schnellt. Bei Verwendung synthetischer oder anderer Pelzfascrn zur Reinigung einer schnell bewegten clcktropholographischen Bildplatte wurde eine starke Filmbildiing aus Tonerteilchen auf der Plattenoberfläche nach kurzem Gebrauch festgestellt. Dies wird bis zu einem gewissen Grade auf das Aufprallen von Tonerteilchen auf die Borsienspitzen bei deren Vorbeilatif an der Abstreifschiene zurückgeführt. Man nimmt an. daß die Filmbildung durch Toneransammlungen auf der Vorderkante der Abslreifschiene im Bereich der Berührung der Borsten verursacht wird. Diese Ansammlung wird nach einigen Zyklen »leerariig« und übertragt sich auf die Borstenspilzen sowie von diesen auf die zu reinigende elektrophotographische Bildfläche.

Fun anderes Problem, das bei Verwendung einer normalen Abslreifschiene mit gewissen Tonerarten auftritt, ist die Kristallisation einiger abgestreifter Tonerteilchen und die dadurch verursachte Pulverisierung. Für weitere Lntwieklungsvorgangc is: dieses Tonerpulver von geringem Nutzen.

Gemäß der Erfindung isi die Abstreifschiene 110 hohl ausgeführt und mit einem Schiit/ 114 über ihre Länge verschen. Durch den Schlitz 114 wird komprimierte l.ufl hindurchgeführt, die durch ein Hochdruckgebläsc 116 über eine Leiting 118 und ein Ventil 119 der Abstreifschiene 110 zugeführt wird. Aus dem Schlitz 114 tritt dann ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit aus der praktisch alle Tonerteilchen von den Borsten der Drehbürstc entfernt und deren Absaugung durch der Vakutimkanal 78 bewirkt. Durch eine Richtung de¹ Luftstromes entgegengesetzt der Drehung der Bürste wird das Aufprallen der Borsten auf die Abslreifschiene geschwächt, wodurch die Reibung und die Wärmeerzeugung verringert wird, die normalerweise beim Abstreifen erzeugt wird. Ls zeigte sich, daß Strömungsgeschwindigkeiten von ca. 5 bis ca. 100 Liter pro Minute den angestrebten Zweck erfüllen, und zwar abhängig von der Geschwindigkeit und dem Lcistungsbcdarf dei Reproduktionsmaschine. Unter normalen Betriebsbedingungen werden vorzugsweise Strömungsgeschwin digkeiten von ca. 30 bis 70 Liter pro Minute verwendet.

Es sei bemerkt, daß der Winkel, unter dem die Luft aul die Borsten auftrifft, zwischen einer Richtung senkrecht zur Drehung der Bürste und einer radialen Richtung zum Inneren der Bürste hin geändert werden kann Hierzu kann die Abstreifschienc derart montiert sein daß je nach Wunsch verschiedene Stellungen eingeslell: werden können. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daf: die Stellung senkrecht zur Drehrichtung der Bürste vorzugsweise verwendet wird, da dann die Dämpfungs wirkung auftritt. Die Abstreifschiene HO kann au¹ jedem geeigneten festen Material bestehen, beispiels weise aus Aluminium. Messing oder Stahl. Sie kann mi einem Stoff geringer Reibung überzogen sein, beispiels weise mit Polytetrafluorethylen. Der Schlitz 114 kanr eine Breite von ca. 0.08 mm bis ca. 0.25 mm haben.

Vorstehend wurde eine Bürstenreinigungsvomeh tung zur kontinuierlichen Entfernung restlicher Toner teilchen von einer elektrophotographischen Bildplatte beschrieben, die sich von der Bildübertragungsstclle zui Ladestelle einer Reproduktionsmaschine bewegt. Di( restlichen Tonerteilchen werden von der Oberfläche dei Bildplatte mit einer Bürste entfernt und mit einerr Luftstrom hoher Geschwindigkeit zusammengebracht der von einer hohlen Abstreifschienc ausgeht, wodurct die Teilchen von den Borsten der Bürste abgelöst und ir einem Untcrdruckkanal abgesaugt werden können Bisher lagerten sich die Tonerteilchen auf dei Abstreifschiene als ein IiIm ab und konnten auf di< clcktrophotographische Bildplatte zurückgelangen

Durch die Erfindung ist nicht nur eine Entfernung aller Tonerteilchen von der Elürste möglich, sondern auch eine Entfernung dieser Tonerteilchen aus der Reinigungszone, so daß ihre Rückkehr auf die Bildplatte verhindert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Reinigungsvorrichtung für elektrophotographische Bildplatten in automatisch arbeitenden Reproduktionsmaschinen mit einer in einem Gehäuse gelagerten Drehbürste, deren Borsten auf die zu reinigende Fläche einwirken und mit ihren Spitzen an einer Abstreifschiene vorbeigeführt werden, und mit einer Zuführung für ein auf die Borsten auftreffendes Gas und einer Abführung Tür das Gas und die vom Gas von den Borsten aufgenommenen Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung für das Gas als Öffnung (114) in der Abstreifschiene (UO) ausgebildet ist, aus der das Gas mit hoher Geschwindigkeit austritt, und daß die Abstreifschiene (UO) derart angeordnet ist. daß die Gaströmung in einer Richtung entgegengesetz; zur Drehrichtung der Bürste (71) austritt.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnei. daß die längliche und hohle Abstreifschiene (110) mit einem Schlitz (114) /um Austritt der Gasströmung versehen ist.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Abstreifschiene (110) eine Luftdruckvorrichtung (1H6) in Verbindung steht, die Luft mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 70 l/min liefert.