DE1926528C3

DE1926528C3 - Vorrichtung zum Entfernen von Tonerteilchen von einer elektrophotographischen Aufzeichnungsfläche

Info

Publication number: DE1926528C3
Application number: DE1926528A
Authority: DE
Inventors: Dennis Paul West Webster N.Y. Gerbasi
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-05-24
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE1926528B2; US3590412A; DE1926528A1; CA930107A; GB1248521A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entferncn von Tonerteilchen von einer elektrophotographischen Aufzeichnungsfläche mit einer zylindrischen Bürste, deren Borsten bei einer Drehung der Bürste über die Aufzeichnungsfläche sireichen und mit einem parallel zur Bürste angeordneten, sich über deren Länge erstreckenden und in der Bewegungsbahn der Spitzen der Borsten angeordneten Abstreifelement.

Bekanntlich wurde in den letzten Jahren durch das stetige Anwachsen verschiedener Industriezweige ein enormer Anstieg des Papierbedarfs insbesondere durch die weitläufige Zirkulation von Schriftstücken verursacht, der befriedigt werden mußie. Bei den heutigen kommerziellen automatisch arbeitenden Kopier- und Reproduktionsmaschinen, mit denen fünf bis sechzig Kopieblätter von 20 χ 28 cm Größe pro Minute hergestellt werden, hat die elektrophotographische Bildplatte die Form einer Trommel, die in zeitlicher Gleichlaufsteuerung an einer Anzahl Verfahrenssiationen vorbeibewegt wird.

Zur Vermeidung der mit dem Schnellkopierverfahren verbundenen Nachteile und zur Erhöhung der möglichen Reprodukiionsgeschwindigkeit wird in den neusten Maschinen die Blitzbelichtung durchgeführt und eine bewegliche Bildplatte in Form eines endlosen Bandes verwendet. Durch die erhöhte Geschwindigkeit dieses Bandes sind zur Bildentwicklung große Mengen Tonerteilchen erforderlich. Eine wirksame Möglichkeit zur Entfernung der restlichen Tonerteilchen vorn Band nach der Bildübertragung und damit der wiederholten Verwendung dieser Teilchen bei der Entwicklung unter Vermeidung einer regelmäßigen Reinigung der allgemein hierzu verwendeten Reinigungsvorrichtung wurde bisher noch nicht gefunden.

Aus der US-PS 27 51 616 ist eine elektrophotographische Aufzeichnungsvorrichtung bekannt, bei der zur Reinigung der Aufzeichnungsfläche von auf der Aufzeichnungsfläche nach der Übertragung des Tonerbildes verbliebenen Tonerteilchen eine zylindrische Bürste vorgesehen ist, deren Borsten bei einer Drehung der Bürste mit der Aufzeichnungsfläche in Berührung kommen und die Aufzeichnungsfläche von den Tonerteilchen reinigen. Um die Bürste ihrerseits von den an der Bürste haftenden Tonerteilchen zu befreien, ist parallel zu der Bürste ein Abstreifelement feststehend derart angeordnet, daß die Spitzen der Borsten der Bürste bei einer Drehung der Bürste gegen das feststehende Abstreifelement schlagen, wodurch die Tonerteilchen von den Borsten abgeschleudert bzw. abgeschlagen werden. Wie sich jedoch herausgestellt hat. führt diese Anordnung dazu, daß sich ein dichter teerartiger Belag durch die Tonerteilchen auf dem Abstreifelement bildet, und daß dieser teerartige Belag sich in zunehmendem Maße auch auf die Aufzeichnungsfläche überträgt, von der der Belag durch die Bürste selbst sodann nicht mehr entfernbar ist. Die Qualität der Aufzeichnungsfläche wird dadurch fortlaufend verschlechtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der eine wirksame Reinigung der Aufzeichnungsfläche im Dauerbetrieb möglich ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Abstreifelementes in bezug auf das Material der Borsten aus einem solchen Material besteht, daß sich die Borsten bei der Drehung der Bürste triboelektrisch mit Ladungen einer Polarität aufladen, die entgegengesetzt zu der Polarität der Ladungen der Tonerteilchen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich trotz ihrer äußerst einfachen Ausgestaltung eine wirksame Entfernung der Tonerteilchen von der Aufzeichnungsfläche erreichen. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die Ausbildung eines teerartigen Überzuges des Abstreifelementes vermieden werden kann, der bisher bei einem längeren Betrieb zu einer dauerhaften Verunreinigung der Aufzeichnungsfläche führte.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung derart ausgestaltet, daß das Abstreifelement frei drehbar angeordnet ist. Dies führt gleichzeitig zu einer Schonung der auf das Abstreifelement schlagenden Borsten sowie gleichzeitig der Tonerteilchen.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbtispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstdlung einer elektrophotographischen Reproduktionsmaschine, die mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist;

Fig.2 eine teilweise gebrochene Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2und

Fig. 4 die Darstellung eines Teiles der Reinigungsvorrichtung.

Zur allgemeinen Erläuterung der mit der Erfindung ausgerüsteten Kopier- und Reproduktionsmaschine dient die Fig. 1. in der das zu kopierende Original Bild D auf eine durchsichtige Auflageplatte P in einer Belichtungsanordnung 10 aufgelegt ist. Mit Hilfe einer Blitzbelichtung und einer nicht näher beschriebenen Optik wird das Bild in einer Belichtungsslation A auf eine elektrophotographische Bildplatte projiziert, die hier die Form eines flexiblen photoleitfihigen Bandes 12 hat. Das Band 12 besteht aus einem endlosen Band, das in Pfeilrichtung angetrieben wird und vor der Belichtung durch eine Koronaemladungsvorrichtung 13 aufgeladen und sensitiviert wird. Nach der Erzeugung

des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Band 12 läuft dieses über die Rolle 47 durch die Entwicklungsstation B, in der eine an sich bekannte Tonerkaskadierungsvorrichtung 14, die über eine Tonereingabevorrichtung 15 gespeist wird, vorgesehen ist. Das entwickelte elektrostatische Bild auf den, Band 12 wird sodann in einer Bildübertragungsstation C auf ein Kopiepapier übertragen. Das Kopiepapier wird aus einer Stapelvorrichtung 18 durch einen Bbttfördermechanismus 16 mit der Geschwindigkeit des Bandes 12 heräntransportiert und das auf das Kopiepapier übertrager/" Tonerbild wird sodann in einer Fixierstation 21 fixiert.

Nachdem das Band die Übertragungsstaiion C durchlaufen hat, wird es noch an einer Koronavorreinigungseinrichtung 24 vorbeigeführt, die eine elektrostatische Ladung auf das Band und das auf dem Band verbliebene restliche Tonerpulver aufbringt, um die Entfernung des Tonerpulvers zu erleichtern. In Fortlaufrichtung des Bandes schließt sich hieran sodann die :o eigentliche Reinigungsvorrichtung 25 für das Band 12 an. Anschließend an die Reinigungsvorrichtung 25, die in Form einer zylindrischen Bürste ausgebildet ist, schließt sich sodann noch eine Lampe LMP-I, mit der das Band 12 beleuchtet wird, um alle noch auf dem Band vorhandenen elektrostatischen Restladungen abzuleiten.

In den Fig. 2 bis 4 ist eine Ausführungsform einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Reinigungsvorrichtung 25 dargestellt. Die Reinigungsvorrichtung umfaßt y eine drehbare Bürste 720, die einen extrem geringen Druck auf die photoleitfähige Oberfläche des fotoleitfähigen Bandes 12 ausübt und die an dieser nach der Bildübertragung noch anhaftenden Tonerteilchen entfernt. Die Bürste besteht vorzugsweise aus an einem starren Zylinder 721 befestigten synthetischen Pelz und ist mit ihrem linken Ende auf einem Haltekegel 722 gelagert, der zur festen Verbindung mit der Innenfläche des Zylinders mit einer Riffelung versehen ist. Er ist mit einem Stift 723 auf einer Achse 724 eines Motors M-9 befestigt, der im Rahmen 725 mit den Lagern 726 gelagert ist. Das andere Ende des Zylinders 721 ist auf einem zweiten Haltekegel 727 angeordnet, der ähnlich wie der Kegel 722 mit einer Riffelung versehen und mit dem Lager 728 auf einem Achsstück 730 gelagert ist, das an einer mit Schrauben am Gehäuse 732 der Bürste 720 befestigten Abschlußwand montiert ist. Zwischen der Innenfläche der Abschlußwand 731 und dem Lager 728 ist eine Schraubenfeder 733 vorgesehen, die eine begrenzte axiale Bewegung des Haltekegels 727 und damit eine leichte Entfernung der Bürste 720 ermöglicht. Ferner bewirkt sie die Einhaltung eines konstanten Druckes auf den Antriebskegel unabhängig von der Bürstenlänge.

Das Gehäuse 732 umgibt fast die gesamte Bürste, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist, und nimmt die vom Band 12 mit der Bürste entfernten Tonerteilchen auf. Bei Einwirkung der Bürste auf das Band 12 wird die Gehäuseöffnung durch das Band ganz verschlossen. Um eine möglichst gute Abdichtung zwischen dem Selen- <.o band 12 und dem Inneren des Bürstengehäuses 732 zu gewährleisten, ist die Oberkante des Gehäuses mit einer einstellbaren Dichtungsplatte 734 versehen, die in Richtung des Gehäuseumfanges bewegt werden kann und auf diese Weise eine Einstellung ihrer Vorderkante <<> möglichst nahe an das fotoleitfähige Band während dessen Bewegung ermöglicht. Ähnlich ist auch der unicre Teil des Gehäuses 732 mit einer einstellbaren Dichtungsplatte 735 versehen, deren Vorderkante relativ zum Band 12 bewegt werden kann.

An der dem Selenband abgewandten Seite ist das Gehäuse 732 mit einer Absaugöffnung 736 in Form eines länglichen Schlitzes versehen, dessen Längsachse parallel zur Achse des Bürstenzyiinders 721 verläuft. Ein Anschlußstück 737 ist mit Schrauben 738 am Gehäuse 732 befestigt und mit einer der Öffnung 736 entsprechenden Öffnung versehen. Dieses Anschlußstück dient zur Verbindung einer Absaugleitum» 740 mit dem Gehäuse. Die Absaugleitung 740 kann mit einem geeigneten Unterdrucksystem verbunden sein, welches eine laufende Absaugung der im Gehäuse 732 während der Reinigung angesammelten Tonerteilchen bewirkt.

Um die Entfernung der Tonerteilchen von den Borsten der Bürste 720 während deren Drehung zu ermöglichen, ist die Reinigungsvorrichtung mit einem Abstreifelement versehen, das aus einer Abstreifschiene 741 besteht, welche zwischen dem Absaugschlitz 736 und der Bürste angeordnet ist und über die Länge des Gehäuses 732 parallel /ur Achse des Zylinders 721 verläuft. Diese Abstreifvorrichtung besteht aus der Schiene 741 und einer Abstreifplatte 742, die eine gebogene Metallplatte ist ur:d über die gesamte Länge des Gehäuses 732 zwischen der Achse des Zylinders 721 und der Absaugöffnung 736 liegt. Die Abstreifschiene 741 hat einen geringen Abstand von der Vorderkante der Platte 742 und bildet deren Vorderkante. Diese ist im Bewegungsbereich der Borsten der Bürste 720 angeordnet und verursacht bei deren Vorbeistreichen eine Schnellbewegung.

Die Schiene 741 ist mit ihren Enden, wie in Fig.4 gezeigt, an dünnen Streifen 743 gehalten, die aus dem Material der Platte 742 gebildet sind. Ferner ist ein flaches Federelement 744 mit Nieten 745 an dem Streifen 743 befestigt. Die Feder 744 ist mit einer Ausbiegung 746 versehen, die einen Abstand zum Streifen 743 bildet, in dem das jeweilige Ende der Schiene 741 unter dem Druck der Feder 744 gehalten wird. Die Struktur der Teile 743, 744 und 746 ist an jedem Ende der Abstreifplatte 742 vorgesehen und dient also der lösbaren Halterung der Abstreifschiene 741. Diese ist in den Halterungen drehbar und wird durch die laufende Einwirkung der sich bewegenden Borsten der Bürste 720 gedreht.

Während der mit einer synthetischen Pelzbürste 720 erfolgenden Reinigung eines fotoleitfähigen elektrophotographischen Bandes 12 mit einer in bekannter Weise fest angeordneten Abstreifschiene treten nach kurzer Zeit starke Filmbildungen aus Tonerteilchen auf der Handoberfläche auf. Die Ursache dafür wird zu einem gewissen Grade auf das Zusammenprallen von Tonerteilchen mit den Borstenspitzen während deren Vorbeilauf an der fest angeordneten Abstreifschiene zurückgeführt. Es zeigte sich, daß auf der Vorderkante einer festen Abstreifschiene eine Toneransammlung auftritt, die nach einigen Arbeitszyklen »teerartig« wird und. sich auf die Borstenspitzen sowie von diesen auf die zu reinigende fotoleitfähige Fläche überträgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird deshalb eine frei drehbare Abstreifschiene 741 vorgesehen, die überraschenderweise die Toner ansammlung auf dem Abstreifelement weiter herabsetzt, da die den Borsten jeweils ausgesetzte Fläche laufend geändert vrd und die Aufprallfläche durch ihre Bewegung eine geringere Temperatur hat.

Die Abstreifschiene 741 ist mit einem solchen Stoff überzogen, daß in Verbindung mit dem Material der

Borsten während der Reinigung zwischen der Bürste und der Abstreifschiene eine triboelektrisch erzeugte Spannung entsteht. Die Polarität der mit dem Vorreinigungskorotron 24 auf das Band aufgebrachten Ladung ist derart gewählt, daß sie der Polarität, auf die sich die Bürste auflädt, entgegengesetzt ist, wodurch die restlichen Tonerteilchen des Bandes eine Ladung erhalten, die mit der Ladung der Abstreifschiene übereinstimmt. Die Tonerteilchen gelangen in das Bürstengehäuse und werden von den Borsten angezogen, die sie an die Abstreifschiene bringen. Bei Auftreffen auf die Abstreifschiene werden die Tonerteilchen von den Borsten entfernt und infolge gleichartiger Ladung mit der Abstreifschiene von dieser abgestoßen, so daß sie leichler aus dem Gehäuse entfernt werden können.

Während des Betriebes der Reinigungsvorrichtung 25

werden die auf dem Band 12 noch vorhandenen restlichen Tonerteilchen mit der Bürste 720 zwischen der Bildübertragungsstelle und der Ladungsstelle laufend entfernt. Sie werden von der Bandoberfläche abgenommen und mit der Abstreifschiene 74t in Berührung gebracht, wodurch sie von den Borsten getrennt und durch das Anschlußslück 737 in die Absaugleitung 740 gesogen werden. Am Ende der Absaugleilung 740 kann ein Filtermechanismus vorgesehen sein, der die Tonerteilchen aus der Absaugluft aussondert und sie erneut dem Entwicklungssystem der Reproduktionsmaschine zuführt. Das zur Absaugung verwendete Unterdrucksystem erzeugt eine Luftströmung durch das Bürstengehäuse 732, die durch die schmalen Schlitze zwischen den Dichtungsplatten 734 bzw. 735 und der Oberfläche des Bandes 12 eintritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entfernen von Tonerteilchen von einer elektrophotographischen Aufzeichnungsfläche mit einer zylindrischen Bürste, deren Borsten bei einer Drehung der Bürste über die Aufzeichnungsfläche streichen und mit einem parallel zur Bürste angeordneten, sich über deren Länge erstreckenden und in der Bewegungsbahn der Spitzen der Borsten angeordneten Abstreifelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Abstreifelementes (741) in bezug auf das Material der Borsten aus einem solchen Material besteht, daß sich die Borsten bei der Drehung der Bürste (720) triboelektrisch -nit Ladungen einer Polarität aufladen, die entgegengesetzt zu der Polarität der Ladungen der Tonerteilchen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifelement (741) frei drehbar angeordnet ist.