DE1943147C3 - Reinigungsvorrichtung für eine endlose, antreibbare elektrographische Aufzeichnungsfläche - Google Patents
Reinigungsvorrichtung für eine endlose, antreibbare elektrographische AufzeichnungsflächeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine 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.
Die Erzeugung und Entwicklung von Bildern auf einer Aufzeichnungsfläche nach elektrostatischem Verfahren
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 <>o
Ladungen in den belichteten Flächenteilen und Entwicklung des so erzeugten latenten elektrostatischen Bildes
durch Ablagerung eines fein verteilten elektroskopischen Pulvers, das als »Toner« bezeichnet wird. Der
Toner wird normalerweise in denjenigen Bereichen der bC·
Schicht gebunden, die eine Ladung enthalten, so daß sich ein Tonerbild entsprechend dem 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 eiiier
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 Behalte- 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 vorveröffentlicht sind, 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
unliegende Wischeranordnung vorzusehen, die in einer Halterung derart gehaltrrt 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 Tonerteilchenkreislauf 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 bewirkerden Span- ί nungshöhe 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 Resttenerbilder 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 Tonerteilche.iladung entsprechenden Ladungen eine in Bewegungsrichtung
der Aufzeichnungsfläche vo. dem Wi- :>o scher 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 Ausfüh- :>5
rungsbeispiels 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 Reinigungs- :io
vorrichtung 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 Selen, :i5
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 Reproduk- ίο tionsvorrichtungen 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 «5
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 so Entwicklerstoff 22 angesammelt ist. Jeder geeignete
Entwicklerstoff, der elektroskopische Tonerteilchen enthält, kann verwendet werden. Für eine Positiv-Positiv-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 e>o
Oberfläche der Aufzeichnungsfläche 12 kaskadiert wird.
Während der Kaskadierung des Entwicklerstoffes über die Trommel haften die Tonerteilchen des
Entwicklerstoffes elektrostatisch an dem vorher erzeugten elektrostatischen latenten Bild auf der Oberfläche bs
der photoleitenden Schicht und erzeugen auf diese Weise ein sichtbares elektrophotographisches Tonerbild,
während der restliche ü!>ci schüssigc EiHwickicistoff
von der Umfangsfiäche der Trommel in den unteren Teil des Entwicklungsgehäuses 20 zurückfällt.
Die während der Entwicklung zur Erzeugung des elektrophotographischen Pulverbildes verbrauchten
Tonerteilchen werden mit einer Nachfüllvorrichtung 19 in den Hntwicklungskreislauf 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-Entladungsvorrichtung 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, dab er erneut zur Entwickjung verwendet werden kann, -vodurch 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 Wischerblatt kann aus jedem geeigneten, nichtmetallischen flexiblen Stoff bestehen. Typische
derartige Stoffe sind Polysiloxangummi, Polyurethangummi, Polytetrafluoräthylenharz, Polytrifluorchloräthylenharz,
Styrolbutadiengummi, Nitril-Silicongummi, flexibler Polyurethanschaum, Polyäthylenharz sowie
Mischungen und Copolymere dieser Stoffe. Das Blatt soll ausreichend weich sein, um die Abnutzung der
Aufzeichnungsfläche insbesondere bei Selenflächen 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
Trommeldrehung 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 sowie an der Trommeloberfläche eine Rolle 60 angeordnet, die auf einer Achse 62 drehbar
gelagert ist und derart angetrieben wird, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit in der durch den Pfeil
dargestellten Richtung 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 36 entfernten Tonerteilchen von der Rolle angezogen werden. Die Gleichspannungsquelle 64 hat
vorzugsweise einen Spannungswert von ca. 500 bis ca. 5000 Volt, um eine wirksame Entfernung der Tonerteilchen
/.u ei möglichen 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 Bildübertra- r>
gungsstelle, jedoch vor der Reinigungsstelle angeordnet. Sie bring" 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-Entladungsvor- r>
richtung 50 zum vorstehend beschriebenen Zweck ausreicht. Die Corona-Entladungsvorrichtung 50 ist mit
einer variablen Gleichspannungsquelle 52 verbunden.
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 m
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 möglich ist. Ferner 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 Kostensenkung 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 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Reinigungsvorrichtung für eine endlose, antreibbare elektrographische Aufzeichnungsfläche,
auf die zur Entwicklung eines latenten Ladungsbil des 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 iu 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 is
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 1, 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 so leitende Element (60) angelegte Gleichspannung
einen Spannungswert zwischen 500 und 5000 Volt hat.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Element
(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 ·*ο
(12) entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird.
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