DE1943392C3

DE1943392C3 - Verfahren zur Reinigung einer wiederholt verwendbaren elektrostatischen Aufzeichnungsfläche und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1943392C3
Application number: DE19691943392
Authority: DE
Inventors: Donald James Fisher; Gerard Theodore Severynse; Frank Yinee Webster Yang
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-08-26
Filing date: 1969-08-26
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE1943392B2; NL168963C; NL6912731A; ES370878A1; GB1259890A; FR2016404A1; PL80388B1; JPS4837382B1; DE1943392A1; BE737957A; NL168963B; SE348851B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer wiederholt verwendbaren elektrostatischen Aul· zeichnungsfläche von nach der Bildentwicklung elektrostatisch anhaftenden Tonerteilchen, wobei ein Wischer an die Aufzeichnungsfläche herangebracht und mit

einer die Tonerteilchen anziehenden Spannung verbunden wird und die Tonerteilchen dann vom Wischer laufend entfernt und erneut in den Entwicklungskreislauf gegeben werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem an der Aufzeichnungsfläche vorbei bewegbaren Wischer, der mit einer der Ladung der Tonerteilchen entgegengesetzt polarisierten Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung ein Anziehen der Tonerteilchen vom Aufzeichnungsträger auf den Wischer bewirkt

Ein Vorschlag für ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung kann der DE-OS 17 97 558 entnommen werden. Dort ist eine Wischervorrichtung beschrieben, die auch in Form einer geschäumten Walze oder einer Walze mit in ihrer Oberfläche ausgebildeten Riefen vorgesehen sein kann. Bei dieser Anordnung wird aufgrund der Ausbildung der Wischervorrichtung eine erhebliche Tonerwolke erzeugt, wodurch schwerwiegende Verunreinigungsprobleme entstehen, die die gesamte Vervielfältigungsvorrichtung in Mitleidenschaft ziehen und die gleichfalls die Wirksamkeit der Tonerrückgewinnung herabsetzen.

Aus der US-PS 29 11 330 ist eine festehende Bürste bekannt, deren Borsten aus einem magnetischen Material bestehen, das in einem Magnetfeld senkrecht zu der zu reinigenden Aufzeichnungsfläche ausgerichtet wird. Diese Anordnung kann zwar auch in Form einer rotierenden Bürste vorgesehen werden, jedoch führt sie ebenfalls nur zu einer erheblichen Aufwirbelung des von der Aufzeichnungsfläche abgenommenen Toners und damit verbundenen starken Verunreinigungsproblemen.

Aus der US-PS 28 32 977 ist eine bürstenförmige Walze bekannt, bei der vor dem ln-Kontakt-Bringen der Borsten mit der zur reinigenden Aufzeichnungsfläche auf die Borsten eine elektrostatische Ladung aufgesprüht wird, um eine bessere Überführung der Tonerteilchen auf die Bürste zu bewirken. Die Tonerteilchen sollen insgesamt sodann mit Hilfe einer Vakuumvorrii'itung abgeführt werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch die Gefahr, daß die von der Aufzeichnungsfläche abgenommenen Tonerteilchen an der Reinigungsbürste anhaften und somit ständig erneut auf die Aufzeichnungsfläche gelangen und auf dieser zu einer erheblichen Verschmutzung fahren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, mit der in effektiver Weise eine Reinigung der Aufzeichnungsfläche durchgeführt werden kann, ohne daß dabei zu Verunreinigungen führende Tonerwolken entstehen.

Diese Au.'gabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man als Wischer eine Walze mit borstenförmig ausgebildetem Überzug verwendet und von der Walze die Tonerteilchen durch eine elektrostatisch gegenüber der Walze vorgespannte Rolle abnimmt.

Die Aufgabe in Bezug auf die Vorrichtung wird dadurch gelöst, daß der Wischer als Walze mit borstenförmig ausgebildetem Überzug ausgebildet ist. durch eine im Bereich der Walze angeordnete Rolle, die mit einer zweiten, mit der ersten gleichsinnig polarisier' ten Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung ein Anziehen der Tonerteilchen vom Wischer auf die Rolle bewirkt und durch, eine im Bereich der Rolle angeordnete Vorrichtung zur Entfernung elektrostatisch anhaftender Tonerteilchen von der Rolle in einen Sammelbehälter, aus dem sie in den Entwicklürigskreislauf zurückgeführt werden.

Die Erfindung bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß eine sehr effektive Reinigung der Aufzeichnungsfläche mit Hilfe des Wischers erfolgen kann, und daß durch die zusätzlich vorgesehene Rolle und die Erzeugung entsprechender elektrischer Felder erreicht wird, daß die von dem Wischer aufgenommenen Tonerteilchen unmittelbar auf die Rolle übergeführt werden und erst von dieser abgenommen und in den ίο Tonerkneislauf zurückgeführt werden. Dadurch wird erreicht, daß der Wischer eine hohe Lebensdauer hat, da auf diesen nicht unmittelbar eingewirkt wird, und daß gleichzeitig ein Verschmieren von Toner auf der Aufzeichnungsfläche verhindert wird, da der abgenommene Toner unmittelbar abgefördert wird.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Borsten des Überzuges in Form von magnetisches Material enthaltenden Fasern ausgebildet, und das Heranbringen der Fasern an die Aufzeichnungs-2i) fläche wird mit Hilfe der Bewegung ',r Wischerwalze und eines zwischen der Wischen", ahe und der Aufzeichnungsfläche erzeugten elektrischen Feldes bewirkt. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß durch die Borsten des Überzuges eine wirkungsvolle mechanische Einwirkung auf den von der Aufzeichnungsfläche zu entfernenden Toner erreicht wird. Da die Fasern ein magnetisches Material enthalten, können auf einfache Weise strahlenartige Borsten dadurch hergestellt werden, daß der «ι Wischerwalze ein magnetisches Feld zugeordnet wird, längs dessen Feldlinien sich die Fasern ausrichten. Dadurch, daß zwischen der Aufzeichnungsfläche und der Wischerwalze ein elektrisches Feld erzeugt wird, können die Fasern an die Aufzeichnungsfläche !^ranges'; führt werden, um von dieser den restlichen Toner zu entfernen.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung enthalten die Fasern einen magnetisierbaren Besandteil, der mit einem elektrisch nicht leitenden Material 41) überzogen ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise errei ht, daß zu der mechanischen Entfernung des Toners noch eine elektrostatische Reinigungswirkung hinzutritt, wodurch der gesamte Re'nigungsvorgang unterstützt wird.

4ϊ Bei einer wiederum anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Borsten des Überzuges in Form von elektrisch nicht leitfähigen Fasern ausgebildet. Bei dieser Weiterbildung besteht ein Vorteil darin, daß kein magnetisches Feld zur Erzeugung der strahlenförmigen 5» Borsten notwendig ist. In diesem Fall können die strahlenförmigen Borsten mit Hilfe von elektrischen Feldern erzeugt werden deren Feldlinien sich die Fasern entsprechend ausrichten.

Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in den ν-, Unteransprüchen anjrsgeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Reinigungsvorrichtung, bei der der Wischer als Walze r..it einem borstenförmigen Überzug wi aus magnetisisrbaren Körpern ausgebildet ist.

Fig,2 eine perspektivische Darstellung einer anderen Reinigungsvorrichtung, die mit elektrisch nicht leitfähigen Fasern auf einer Unterlagenschicht arbeitet,

F i g. 3 und 4 Endansichten der Reinigungsvorrichtung ο'> gemäß Fig.2,

Fig.5 einen Schnitt der Reinigungsvorrichtung gemäß Fig.2,und

F i g. 6 die perspektivische Darstellung einer anderen

Ausführungsföfm einer Reinigungsvorrichtung def in F i g. 2 dargestellten Art.

In Fig. I ist eine Reinigungsvorrichtung 10 zur Reinigung der Aufzeichnungsfläche 12 eines elektrostatischen Aufzcichnungsmatcrials 13 von einem clcktro- ^r> statischen Restbild 11 dargestellt, das aus geladenen Tonerteilchen besteht. Das Aufzeichnungsmaterial 13 kann aus einer photoleitfähigen Schicht bestehen, die auf einer Unterlage angeordnet ist. Ein Beispiel eines Aufzeichnungsmaterials sowie einer Vorrichtung zur in Erzeugung und Entwicklung eines elektrostatischen Bildes sind in der US-PS 33 01 126 beschrieben. Für positive Vervielfältigungen wird ein negativ geladener Toner und für Negativ-Positiv-Vervielfältigungen ein positiv geladener Toner verwendet.

Die Reinigungsvorrichtung 10 umfaßt einen magnetischen Wischer 20, der als eine Wischerwalze 22 ausgebildet ist, in der ein oder mehrere Permanentmaunptp 24 anuenrAnpi sind Dip Wi<;rhprwal7P 22 kann aus jedem geeigneten, nicht magnetischen Stoff bestehen und ist auf einer Welle 26 drehbar gelagert. Ihre Drehung erfolgt in der angegebenen Pfeilrichtung durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung mit ca. zwei- bis vierfacher Geschwindigkeit des auf einer Trommel angeordneten Aufzeichnungsmaterials. Typisehe nicht magnetische Stoffe sind Glas oder jedes der nicht magnetischen Metalle wie Messing, Aluminium, Kupfer oder deren Legierungen.

Auf der Umfangsfläche der Wischerwalze 22 ist ein magnetischer Reinigungsstoff vorgesehen, der aus so magnetischen Körpern 28 besteht, welche in noch zu beschreibender Weise mit einem Überzug versehen sein können. Auf der Außenfläche der Wischerwalze 22 werden durch die Kraftlinien der Permanentmagnete 24, die entsprechend den Bezeichnungen N und 5 ihrer Pole angeordnet sind, strahlenartige Borsten gebildet. Die magnetischen Körper können aus jedem geeigneten Stoff bestehen. Es kann ein weichmagnetischer Werkstoff mit sehr geringem remanentem Magnetismus oder ein permanent magnetischer Werkstoff verwendet ^" werden. Typische magnetische Stoffe sind pulverisiertes Eisen, von dem beispielsweise alkoholisiertes Eisen und Carboxaleisen bekannt sind, ferner Stahl, Nickel, Legierungen von Magneteisen wie Nickel-Eisenlegierungen, Nickel-Kobalt-Eisenlegierungen und magnetisehe Oxide wie Eisenoxid, Hematit (Fe2C>3) und Magnetit (FejO,f) sowie magnetische Ferrite. Die magnetischen Körper sollen vorteilhaft größer als Siebfeinheit 100 sein und vorzugsweise eine Größe zwisciien Siebfeinheit 20 und 60 haben, um eine wirksame Reinigung zu ermöglichen. Die Teilchen können beispielsweise aus der Schale 32 zugeführt werden.

Zur Oberführung des restlichen Tonerbildes auf die magnetischen Körper ist die Wischerwalze 22 mit einer veränderbaren Gleichspannungsquelle 30 verbunden, die eine elektrostatische Anziehung des Toners von der Trommeloberfläche bewirkt Die Spannungquelle hat einen Spannungswert von ca. 200 Volt bis ca. 1000 Volt Ihre Polarität ist derjenigen des Toners entgegenge- «i setzt Beispielsweise hat sie bei negativ geladenem Toner positive Polarität Die Wischerwalze ist vorzugsweise mit einer elektrischen Isolierstoffschicht versehen, die aus jedem geeigneten halbleitenden Material bestehen kann. Die magnetischen Körper können auch <■■■-mit einem elektrischen isolierstoff überzogen sein. Typische Oberzugsstoffe sind in den US-PSen 26 18 551, 26 18 552, Re 25 136 und 28 74 063 beschrieben. Diese Stoffe sowie die oben genannten magnetischen Stoffe üben auf die Tonerteilchen auch eine reibungselektrische Anziehungskraft aus, die die Entfernung des Toners von der Aufzeichnungsfläche erleichtert sowie einen leichteren Übergang des Toners auf die magnetischen Körper ermöglicht.

Zur weiteren Verbesserung der elektrostatischen Anziehung der Tonerteilchen an die magnetischen Körper ist ein Korona-Aufladeeinrichtung 35 im Bewegungsbereich der Aufzeichnungsfläche kurz vor dem magnetischen Wischer 20 vorgesehen. Sie bringt eine Ladung derselben Polarität wie diejenige der Teilchen, also eine negative Ladung auf das Aufzeichnungsmaterial auf. Diese Ladung verringert die Anziehung der Tonerteilchen an die Aufzeichnungsfläche und gewährleistet die richtige negative Ladung der Tonerteilchen, so daß diese durch die positive Spannung der Gleichspannungsquelle 30 angezogen werden können Fs /piirlp sirh, Haß pin S'rom vr>n ca. 2 bis 10 Mikroampere für die Korona-Aufladeeinrichtung hierfür ausreicht. Die Korona-Aufladeeinnchtung 35 wird mit einer veränderbaren Gleichspannungsquelle 37 gespeist.

Bei der Drehung der Wischerwalze um ihre Achse werden strahlenartige Borsten durch die magnetischen Körper gebildet, da die Pole der Magnete 24 entsprechend angeordnet sind. Diese Borsten wischen über die Aufzeichnungsfläche 12 und entfernen den Toner mechanisch, elektrostatisch und reibungselektrisch von der Aufzeichnungsfläche, so daß er auf die magnetischen Körper 28 übergehen kann. Es sei bemerkt, daß die aus den magnetischen Körpern geformten Borsten im Bereich der Aufzeichnungsfläche 12 am steilsten ausgerichtet sind, so daß sich dort eine gute Wischwirkung ergibt.

Nachdem das Restbild von der Aufzeichnungsfläche 12 auf die magnetischen Körper übergegangen ist, müssen die Tonerteilchen von diesen wiederum entfernt werden, um ihre Rückübertragung auf die Aufzeichnungsfläche zu verhindern. Zu diesem Zweck ist eine Rolle 40 in flächiger Berührung mit den magnetischen Körpern angeordnet und wird auf einer Welle 42 mit einer Geschwindigkeit der Körper entsprechenden Geschwindigkeit jedoch in entgegengesetzter Richtung gedreht, wodurch der Toner laufend von den magnetischen Körpern auf diese Rolle übertragen wird. Hierzu ist die Rolle aus einem leitfähigen Material gefertigt und mit einer Gleichspannungsquelle 44 verbunden, deren Spannung so hoch ist, daß der Toner elektrostatisch von den magnetischen Körpern auf die Rolle übergeht Die Gleichspannungsquelle 44 hat eine Spannung vo ca. 1000 Volt bis ca. 2000VoIt, ihre Polarität stimmt mit derjenigen der Spannungsquelle 90 überein. Eine als Wischelement ausgebildete Vorrichtung 50 berührt die Rolle 40 derart, daß der Toner laufend von ihr abgeschabt wird. Er fällt dann in eine Sammelschale 52, so daß er im Entwicklungssystem des Vervielfältigungsgerätes erneut verwendet werden kann. Für das Wischelement kann jeder metallische oder nicht metallische Werkstoff verwendet werden.

Beim Betrieb der Vorrichtung formt der magnetische Wischer Borsten aus Körpern, die an der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche aufrecht stehen und den Toner mechanisch von ihr ablösen. Er wird dann elektrostatisch von der Aufzeichnungsfläche abgestoßen, da an der Oberfläche des Wischers eine hohe Spannung entgegengesetzter Polarität liegt Die vorher erfolgende Korona-Aufladung des Toners sowie die

reibungselektrischen Eigenschaften der magnetischen Körper bewirken eine weitere Verbesserung der TonefentfefriUng. Bei weiterer Drehung des magnetischen Wischers knicken die mit den magnetischen Körpern gebildeten Borsten entsprechend den magnetischen Kraftlinien der Permanentmagnete 24 wieder ein, wöfip,5h sie wiederum im Bereich der Rolle 40 aufgerichtet werden, so daß der Toner auf diese Rolle übergehen kann. Damit werden die Körper ihrerseits vom Toner gereinigt, so daß sie laufend voll belastet werden können. Der auf die Rolle übergegangene Toner wird in die Sammelschale 52 geführt, wo er zur weiteren erneuten Verwendung im Entwicklungssystem der Vervielfältigungsvorrichtung zur Verfugung steht.

In den F i g. 2 bis 5 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10 dargestellt, die ein Gehäuse 103 umfaßt, welches am Maschinenrahmen befestigt ist und eine Wischerwalze 107 teilweise umschließt. Die Wischerwalze 107 enthält einen leitfähigen, zylinderförmigen Teil 111, der auf einem isolierenden Lagerteil 113 gelagert ist. Dieses ist wiederum auf einer Welle 117 drehbar gelagert. Der zylinderförmige Teil 111 steht in direkter Berührung mit der Unterseite einer Schicht 118, die als Unterlage für nicht leitfähige Reinigungsfasern 119 dient. Die Schicht 118 kann in noch zu beschreibender Weise aus leitfähigen oder nicht leitfähigen Stoffen bestehen.

Die Welle 117 ist im Gehäuse 103 drehbar gelagert und wird in der dargestellten Pfeilrichtung mit einer Rolle 121 angetrieben, die auf ihrem einen Ende angeordnet ist und über einen Antriebsriemen 123 bewegt wird, welcher auf einem Antriebsrand 124 eines Antriebsmotor 125 geführt ist. Auf diese Weise ermöglicht die Wischerwalze 107 eine gute Wischwirkung der Reinigungsfasern 119 auf der Aufzeichnungsfläche. Für eine sehr gute Wischwirkung ist es günstig, die Wischerwalze 107 in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung der Aufzeichnungsfläche anzutreiben, und zwar mit einer 1/2- bis 3fachen Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials, vorzugsweise mit 1- bis ^fächer Geschwindigkeit Die Wischerwalze kann auch in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials bewegt werden, dann ist jedoch eine höhere Geschwindigkeit erforderlich, so daß die Relativgeschwindigkeit für die unerwünschte Wischwirkung der Reinigungsfasern auf der Trommeloberfläche ausreicht

Werden bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Reinigungsfasern 119 über die Aufzeichnungsfläche bewegt so wird gleichzeitig eine Spannung mit einer der Ladung der Tonerteilchen entgegengesetzten Polarität an den zylinderförmigen Teil 111 angelegt, so daß elektrische Kraftlinien in radialer Richtung von der Unterlagenschicht der Reinigungsfasern ausgehen und dadurch den Toner von der Aufzeichnungsfläche zu den Reinigungsfasern ziehen. Hierzu ist eine Gleichspannungsquelle 133 mit dem leitfähigen, zylinderförmigen Teil 111 über eine oder mehrere Bürsten 131 verbunden, da die Wischerwalze mit der Welle 117 gedreht wird. Die Gleichspannungsquelle 133 hat eine zur Ladung der Tonerteilchen entgegengesetzte Polarität Ihre Spannung beträgt einige tausend Volt, um die Anziehung der elektroskopischen Tonerteilchen auf die Reinigungsfasern 119 zu bewirken. Es zeigte sich, daß Spannungen von ca. 500VoIt bis ca. 2000VoIt zu diesem Zweck ausreichen. Es sei bemerkt, daß die Gleichspannung der Spannungsquelle 133 verändert werden kann, so daß eine Einstellung auf den jeweils optimalen Wert möglich ist

Die Reinigungsfasern 119 bestehen aus jedem geeigneten nicht leitfähigen Stoff, um eine Überbrükkung der Spannungsquelle 133 sowie eine Beeinflussung durch Luftfeuchtigkeit zu vermeiden. Typische derartige Stoffe sind Äcrylsamt, örlon, Polypropylengewebe, Nylon, Rayon, Acetate, Mohair, Arnel, Glas, Dynel, Dacron, Baumwolle und andere natürliche und synthetische Fasern sowie deren Mischungen. Ferner können zur Verbesserung der Anziehung der Tonerteilchen die Reinigungsfasern 119 aus einem Stoff bestehen oder mit diesem überzogen sein, der eine reibungselektrische Anziehung der Tonerteilchen bewirkt Typische Stoffe mit diesen Eigenschaften sind in den US-PSen 26 18 551, 26 18 552, 26 38 416 und Re 25 136 beschrieben. Es sei bemerkt, daß die reibungselektrische Anziehungswirkung normalerweise eine Verringerung der anliegenden Spannung ermöglicht

Die Reinigungsfasern 119 sollen eine möglichst gute mechanische Wischwirkung auf die Aufzeichnungsfläche ausüben, um damit die Tonerteilchen zu lockern, die dann durch die mit der elektrischen Spannung bewirkte Anziehungskraft von ihnen angezogen werden. Die Reinigungsfasern haben jede geeignete Länge von ca. 1,5 bis ca. 7,5 mm, vorzugsweise von ca. 3 bis ca 4,5 mm bei einer Faserdichte von ca. 1500 bis ca. 116 000 Fasern pro cm².

Es hat sich gezeigt, daß bei einer Länge der Reinigungsfasern von ca. 4,5 mm sehr gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Spannung der Gleichspannungsquelle 133 150OVoIt beträgt. Der Bereich der Wechselwirkung zwischen den Reinigungsfasern und der Aufzeichnungsfläche soll günstigerweise ca. 1/4 bis 1/2 der Faserlänge betragen. Um diesen Bereich einzustellen, kann die Welle 117 relativ zum Maschinenrahmen und damit zur Aufzeichnungsfläche bewegt werden, indem die Halteplatten 137 und 138 des Gehäuses 103, die auf den Einstellgliedern 141 und 142 verschiebbar sind, bewegt werden. Dies erfolgt durch Drehung der Einstellglieder, wodurch die Welle 117 relativ zur Aufzeichnungsfläche bewegt wird. Die im Gr häuse 103 vorgesehenen Schrauben 143 dienen zur Befestigung der Halteplatten 137 und 138 und damit der Welle 117 während des Betriebes der Vorrichtung.

Zur weiteren Verbesserung der elektrostatischen Anziehung der Tonerteilchen an die Reinigungsfasern 119 ist eine Korona-Aufladeeinrichtung 145 an der Aufzeichnungsfläche kurz vor der Reinigungsvorrichtung angeordnet Sie bringt eine Ladung auf die Tonerteilchen auf, deren Polarität derjenigen der bereits auf den Teilchen vorhandenen Ladung entspricht Im vorliegenden Falle ist diese Ladung negativ. Sie verringert die Anziehung der Tonerteilchen an die Aufzeichnungsflächen der Trommel und gewährleisten, daß die Tonerteilchen in richtiger Weise negativ geladen sind, so daß sie durch die positive Spannung der Gleichspannungsquelle 133 angezogen werden. Es zeigte sich, daß ein Strom von ca. 2 bis ca. 10 Mikroampere für die Korona-Aufladeeinrichtung hierfür ausreicht Die Korona-Aufladeeinrichtung 145 wird durch die einstellbare Gleichspannungsquelle 146 gespeist

Nachdem die Tonerteilchen von der Aufzeichnungsfläche auf die Reinigungsfasern 119 übergegangen sind, werden sie von diesen entfernt damit sie nicht erneut auf die Aufzeichnungsfläche übergehen können. Hierzu ist eine elektrisch vorgespannte Rolle 150 im Bereich der Reinigungsfasern 119 angeordnet Sie ist mit einer Spannungsquelle verbunden, deren Polarität derjenigen

der Tonerladung entgegengesetzt ist und deren Spannung so hoch ist, daß die Tonerteilchen von den Reinigungsfasern auf die Rollenoberfläche übergehen. Die Rolle 150 ist auf einer Welle 152 drehbar gelagert Und wird in der zur Bewegungsrichtung der Wischerwalze entgegengesetzten Richtung bewegt, so daß eine gute Relativbewegung zwischen beiden Teilen entsteht. Die Rolle kann jedoch auch in der anderen Richtung gedreht werden, wenn ihre Geschwindigkeit entsprechend eingestellt wird.

Die Rolle 150 besteht aus jedem geeigneten leitfähigen Stoff und kann als Hohlzylinder oder als massive Rolle ausgebildet sein. Sie ist über eine Bürste 153 mit einer Gleichspannungsquelle 154 verbunden, deren Polarität derjenigen der Gleichspannungsquelle 133 entspricht, deren Spannung jedoch höher ist, so daß die Tonerteilchen von den Reinigungsfasern auf die Rollenoberfläche übergehen. Die Gleichspannungsquelie 15<( kann eine Spannung von ca. iüöö Voit bis ca. 3000 Volt haben. Es zeigte sich, daß eine Wechselwirkung zwischen den Reinigungsfasern 119 und der Oberfläche der Rolle 150 im Bereich von 1/4 bis 1/2 der Faserlänge bei einer Spannung der Gleichspannungsquelle 133 von ca. 1500 Volt und einer Faserlänge von ca.1,5mm eine gute Reinigungswirkung gewährleistet. Zur Änderung des Wechselwirkungsbereiches zwischen den Reinigungsfasern 119 und der Oberfläche der Rolle 150 sind Einstellglieder 160 und 161 im Gehäuse 103 vorgesehen, die bei Drehung eine Bewegung der Halteplatten 137 und 138 und damit der Welle 117 in Richtung der Rollenoberfläche ermöglicht. Die Schrauben 165 in den Halteplatten 167 und 168 des Gehäuses 103 dienen zur Befestigung der Welle 117 in ihrer Betriebslage.

Der Antrieb für die Rolle 150 kann mit der gleichen oder mehr als zweifachen Geschwindigkeit der Wischerwalze erfolgen. Wird die vorgespannte Rolle der Wischerwalze entgegengesetzt bewegt, so sind bei gleichen Geschwindigkeiten sehr gute Reinigungsergebnisse möglich, während bei übereinstimmender Drehrichtung beider Teile die zumindest zweifache Geschwindigkeit für die vorgespannte Rolle erforderlich ist Die Antriebskraft wird durch einen Antriebsriemen 170, der auf einer Rolle 171 an einem Ende der JRollenwelle 152 geführt ist und über eine Rolle 173 des ■Antriebsmotors 174 läuft, übertragen.

Zur laufenden Reinigung der Reinigungsvorrichtung Und zur Rückgewinnung der Tonerteilchen für den Entwicklungskreislauf ist ein Schaber 177 an der Rolle 150 angeordnet Er besteht aus einem Blatt 179, das mit den Halteelementen 181 und 182 in seiner Lage gehalten wird. Die Halteelemente 181 und 182 sind mit dem Gehäuse 103 über einen oder mehrere Bolzen 183 verbunden, die jeweils durch einen Isolierblock 185 geführt sind, welcher am Gehäuse beispielsweise durch Schrauben befestigt ist Eine Mutter 186 drückt die Halteelemente 181 und 182 gegen eine Druckfeder 189, die wiederum an einem Isolierblock 185 anliegt Der Berührungsdruck des Schabers 179 an der Rolle 150 ist durch Drehen der Mutter 191 auf dem Bolzen 183 einstellbar.

Die Tonerteilchen werden von der Oberfläche der Rolle 150 entfernt und in einer Schale 193 gesammelt aus der sie mit einem Schneckenförderer 195 herausgebracht werden. Dieser Förderer ist auf einer Welle Ϊ96 drehbar gelagert, d^;e über Zahnräder 197 und 198 von der Rollenwelle 152 angetrieben wird. Der Schneckenförderer 195 dreht sich durch den in der Schale angesammelten Toner in der dargestellten Pfeilrichtung Und bewegt somit den Toner in eine oder mehrere Leitungen 200, durch die der Toner entweder durch Schwerkraft oder eine andere Transportwirkung in den Entwicklungskreislauf eingegeben wird.
Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemä· Ben Reinigungsvorrichtung ist in F i g. 6 dargestellt. Hier besteht die Reinigungsrolle mit dem Reinigungsstoff aus mehreren Segmenten. An sie können verschiedene Spannungen angeschaltet werden, so daß eine größere Selektivität und Steuerung der Entfernung der Toner teilchen von der Aufzeichnungsfläche möglich ist. Die Wischcrwalze 207 besteht aus einer Anzahl leitfähiger Kommutatorsegmente 211, die in einem nichtleitenden Teil 213 eingebettet sind. Dieser Teil ist wiederum auf einer Welle 2i7 uruh'uai gelagert. DiS K.omrnuiäiGr3tgmente 211 haben direkten Kontakt mit der Unterseite einer Schicht 218, die als Unterlage für die nichtleitenden Reinigungsfasern 219 dient. Die Schicht 218 kann in dargestellter Weise als ein durchgehendes Stück oder aus einer Anzahl getrennter Elemente gebildet sein, die jeweils einem der leitenden Segmente 211 zugeordnet sind. Wie bei der in F i g. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsform wird eine Spannung mit einer Tonerladung entgegengesetzten Polarität an die Kommutatorsegmente 211 angelegt, so daß die damit

jo erzeugten elektrischen Feldlinien, die von der Unterlage der Reinigungsfasern ausgehen, eine Anziehung der Tonerteilchen von der Trommeloberfläche an die Fasern bewirken. Hierzu sind eine oder mehrere Bürsten 131 vorgesehen, die mit der Gleichspannungs-

i?· quelle 133 verbunden sind und jedes Kommutatorsegment bei Drehung der Wischerwalze berühren, so daß die Tonerteilchen von den Reinigungsfasern angezogen werden können. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Reinigungsfasern 219 an

·« einer vorgespannten Rolle 150 vorbeibewegt, die mit der Spannungsquelle 154 verbunden ist. Im Wchselwirkungsbereich der Reinigungsfasern 219 und der Oberfläche der Rolle 150 liegen die Kommutatorsegmente 211 über eine oder mehrere Bürsten 269 an der

4ΐ Gleichspannungsquelle 275. Diese hat eine mit der Ladung der Tonerteilchen übereinstimmende Polarität, so daß die Tonerteilchen in Richtung der Vorspannungsrolle 150 abgestoßen werden. Die Gleichspannungsquelle 275 kann eine Spannung zwischen

so 2000VoIt und Erdpotential haben, was von der Spannung der Spannungsquelle 154, der Höhe der Reinigungsfasern und der Größe des Wechselwirkungsbereiches zwischen den Reinigungsfasern und der Oberfläche der Rolle 150 abhängt Allgemein gesprochen, muß mit zunehmender Spannung der vorgespannten Rolle die Spannung der Gleichspannungsquelle 275 abfallen und umgekehrt Es zeigte sich, daß die Potentialdifferenz der Spannung an der vorgespannten Rolle und der Spannung der Spannungsquelle 275 an den Kommutatorsegmenten zwischen ca. 800 und ca. 2700 Volt gute Ergebnisse ermöglicht

Die Reinigungsfasern können auch anstelle einer Walze auf einem endlosen Bad vorgesehen sein, wobei die elektrische Vorspannung über eine Elektrode an der Feserunterlage zugeführt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung einer wiederholt verwendbaren elektrostatischen Aufzeichnungsfläche von nach der Bildentwicklung elektrostatisch anhaftenden Tonerteilchen, wobei ein Wischer an die Aufzeichnungsfläche herangebracht und mit einer die Tonerteilchen anziehenden Spannung verbunden wird und die Tonerteilchen dann vom Wischer laufend entfernt und erneut in den Entwicklungskreislauf gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wischer eine Walze (20, 107, 207) mit borstenförmig ausgebildetem Überzug (28, 119, 219) verwendet und von der Walze die Tonerteilchen durch eine elektrostatisch gegenüber der Walze vorgespannte Rolle 40, 150) abnimmt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten des Überzugs in Form von magnetische* Material enthaltenden Fasern ausgebildet sind, und daß das Heranbringen der Fasern an die Aufzeichnungsfläche mit Hilfe der Bewegung der Wischwalze und eines zwischen der Wischerwalze und der Aufzeichnungsfläche erzeugten elektrischen Feldes bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Borsten des Überzuges in Form von elektrisch nicht leitfähigen Fasern ausgebildet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daP zwischen der Walze und der Aufzeichungsfläche ein elektrisches Feld erzeugt wird, das die Fasern wahrend inrer Berührung mit der Aufzeichnungsfläche radial und senkrecht zur Aufzeichnungsfläche ausrichtet

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern verwendet werden, deren Material eine reibungselektrische Anziehung der Tonerteilchen von der Aufzeichnungsfläche bewirkt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen magnetisierbaren Bestandteil enthalten, der mit einem elektrisch nicht leitenden Material überzogen ist

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß auf die Aufzeichnungsfläche vor der Einwirkung des Wischers eine elektrostatische Ladung aufgebracht wird, deren Polarität mit derjenigen der Tonerteilchenladung fibereinstimmt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem an der Aufzeichnungsfläche vorbei bewegbaren Wischer, der mit einer der Ladung der Tonerteilchen entgegengesetzt polarisierten Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung ein Anziehen der Tonerteilchen vom Aufzeichnungsträger auf den Wischer bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wischer als Walze (auf 20,107, 207) mit borstenförmig ausgebildetem Überzug (28, 119, 219) ausgebildet ist. durch eine im Bereich der Walze (20,107,207) angeordnete Rolle (40, 150), die mit einer zweiten, mit der ersten gleichsinnig polarisierten Spannungsquelle (44) verbunden ist, deren Spannung ein Anziehen der Tonerteilchen vom Wischer (20) auf die Rolle (40) bewirkt und durch eine im Bereich der Ro¹Ie (40) angeordnete Vorrichtung (50) zur Entfernung elektrostatisch anhaftender Tonerteilchen von der Rolle (40) in einen Sammelbehälter

(52), aus dem sie in den Entwicklungskreislaui zurückgeführt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten aus elektrisch nicht leitfähigen Fasern (119) bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Fasern 3 bis 4,5 mm beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einem magnetisierbaren Stoff bestehen und daß die Wischerwalze (22) an zumindest einem fest angeordneten Magneten (24) vorbeigedreht wird, dessen Pole derart angeordnet sind, daß im Bereich der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche (12) radiale Feldlinien von der Wischerwalze (22) ausgehen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsfläche (i2) vor der Einwirkungsstelle des Wischers (20) eine Entladungsvorrichtung (35) vorgesehen ist, die auf die Aufzeichnungsfläche (12) eine elektrostatische Ladung aufbringt, deren Polarität derjenigen der Tonerteilchenladung entspricht

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Wischerwalz«: (207) mit zueinander gleichen Abständen leitfähige Elemente (211) angeordnet sind, daß eine dritte Spannungsquelle (275) mit einer der ersten Spannungsquelle (133) entgegengesetzten Polarität und einer gegenüber der ersten Spannung geringeren Spannung vorgesehen ist, und daß Schleifkontakte (131, 269) derart am Umfang der Wischerwalze (207) angeordnet sind, daß die erste Spannung jeweils an dem der Aufzeichnungsfläche (20) zugewandten leitfähigen Element (211) liegt, während die dritte Spannung jeweils an dem der Rolle (150) zugewandten leitfähigen Element (211) liegt

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der ersten Spannungsquelle (30) zwischen 500 Volt und 2000 Volt und die Spannung der zweiten Spannungsquelle (44) zwischen 1000 und 3000 Volt liegt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der ersten Spannungsquelle (30) zwischen 200 und 1000 Volt und die Spannung der zweiten Spannungsquelle (44) zwischen 1000 und 2000 Volt liegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialunterschied der zweiten (154) und der dritten Spannungsquelle (275) zwischen 800 und 2700 Volt liegt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (137, 138) zur Bewegung der Wischerwalze (107) in Richtung der Aufzeichnungsfläche (20) und entgegengesetzt sowie in Richtung der Rolle (150) und entgegengesetzt vorgesehen ist.