DE2506550C3 - Verfahren und Vorrichtung zur wiederholten Reinigung eines wiederholt verwendbaren organischen photoleitfahigen Aufzeichnungsmaterials in einem elektrophotographischen Gerat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wiederholten Reinigung eines wiederholt verwendbaren organischen photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials in der Elektrophotographie, bei dem zunächst in einem ersten Reinigungsschritt durch einen Abstreifvorgang eine Vorreinigung durchgeführt und dann in einem darauffolgenden zweiten Reinigungsschritt unter Verwendung einer gegenläufig zum Aufzeichnungsmaterial bewegten Reinigungsfläche eine Nachreinigung durchgeführt wird. Ferner ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.

Es ist bekannt, in elektrophotographischen Verfahren zur Bilderzeugung Aufzeichnungsmaterialien mit Photoleiterschichten aus organischen Materialien, beispielsweise aus sensibilisiertem Polyvinylcarbazol, zu verwenden, da derartige organische photoleitfähige Schichten universeller, einfacher und billiger herzustellen sind, als beispielsweise anorganische Selenschichten. Es ist auch bekannt, kombinierte Schichten zu verwenden, bei welchen auf einer Selengrundlage eine Deckschicht aus organischem, ladungstransportierenden Material, wie beispielsweise Polyvinylcarbazol, aufgebracht ist.

Bei elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren mit wiederholt verwendbarer Photoleiterschicht wird diese Photoleiterschicht im Verlaufe eines Bilderzeugungszyklus zunächst im Dunkeln mit möglichst gleichmäßig verteilter Ladung auf ein bestimmtes Potential aufgeladen. Anschließend wird die aufgeladene Photoleiterschicht bildabhängig belichtet, so daß sich infolge der an den belichteten Stellen abfließenden Ladung ein latentes Ladungsbild auf der Photoleiterschicht bildet. Dieses latente Ladungsbild wird nun in bekannter Weise, beispielsweise durch Bestreifen der

Photoleiterschicht mittels einer sogenannten magnetischen Bürste, entwickelt, wodurch ein sogenanntes Tonerbild auf der photoleitenden Schicht entsteht In einem anschließenden Tonertransferverfahren wird nun ein möglichst großer Teil des das Tonerbild bildenden Tonermaterials auf einen definitiven Bildträger übertragen. Eine bestimmte Tonerrestmenge, beispielsweise etwa 30%, bleibt jedoch infolge da an sich nicht vollkommenen Tonertransferverfahrens auf der photoleitfähigen Schicht haften.

Bevor nun ein weiterer Bilderzeugungszyklus mittels der genannten Photoleiterschicht ablaufen kann, ist es notwendig, die auf ihr noch haftenden Tonerreste zu entfernen, das heißt, die Photoleiterschicht muß nach jedem Bilderzeugungszyklus gereinigt werden. Die Ansprüche an diesen Reinigungsvorgang sind nun außerordentlich hoch:

Erstens muß eine möglichst vollständige Reinigung zwischen zwei Bilderzeugungszyklen erfolgen, da sonst bei den späteren Zyklen keine gute Bildqualität mehr möglich ist;

zweitens muß die hohe Reinigungsqualität konstant gewährleistet sein, d.h. über eine sehr große Zahl, beispielsweise über mehrere zehntausend Bilderzeugungszyklen;

drittens muß die genannte Reinigung auf wirtschaftliche Weise erfolgen, d. h. unter anderem derart, daß einerseits ein geringer Abrieb bzw. Verschleiß sowie eine geringe Alterung der Photoleiterschicht auftritt und daß andererseits ein geringer Aufwand für die Durchführung der Reinigung erforderlich ist.

Zu diesem Aufwand sind beispielsweise zu zählender Verbrauch an Photoleiterschicht infolge Abrieb oder Beschädigung der Schicht bei der Reinigung, der Verbrauch an Reinigungsmaterialien, aber auch der Aufwand an Reinigungsorganen sowie der beim Bau der Vorrichtung entstehende Aufwand infolge des Platzbedarfs für die Reinigungseinrichtungen, denn es ist allgemein erwünscht, die betreffenden elektrostatischen Kopiergeräte so klein wie möglich zu gestalten.

Es erweist sich als sehr schwierig, die genannten Forderungen bei organischen Photoleiterschichten in ausreichendem Maße zu erfüllen, wobei unter organischen Photoleiterschichten elektrophotographische Schichten verstanden werden sollen, die organisches Material mindestens an ihrer Oberfläche enthalten, also beispielsweise auch Pigment-Bindemittelschichten.

Es ist bereits bekannt, zur Durchführung der Reinigung wiederholt verwendbarer Photoleiterschichten Bürsten, Gewebe und Abstreifer zu verwenden. Bei der Reinigung mit einer Bürste erweist es sich als notwendig, auch eine Absaugevorrichtung mit einem Filtersack vorzusehen. Dies hat ein sehr großes Bauvolumen zur Folge, was im Hinblick auf die angestrebte Kompaktheit der Photokopiergeräte unerwünscht ist. Ferner ist es bei Verwendung einer Bürste schwierig, eine ausreichende Abdichtung der Reinigungszone gegenüber den übrigen Geräteteilen zu erreichen. Eine besondere Schwierigkeit entsteht des weiteren dadurch, daß bei organischen Photoleiter- ft₀ schichten die Gefahr des Einschmierens des Toners besteht, worunter verstanden wird, daß sich der Toner außerordentlich fest haftend mit der Oberfläche der Photoleiterschicht verbindet. Dieser Effekt wird auch als »Tonerfilming« bezeichnet. Ein derartiges Tonerfil- ή₅ ming tritt bei Reinigung organischer Photoleiterschichten mittels einer Bürste insbesondere bei hohen relativen Luftfeuchtigkeitswerten auf.

Die ebenfalls bekannte Verwendung eines Gewebebandes zur Reinigung einer Photoleiterschicht ist hinsichtlich des unerwünschten Tonerfilmings unkritischer, aber diese Gewebebandreinigung besitzt den Nachteil eines außerordentlich hohen Verbrauchs sowohl an Reinigungsmaterial in Form von Gewebeband als auch an Toner.

Außerdem kann in der Praxis mit einem Gewebeband die Photoleiterschicht dann nicht ausreichend gereinigt werden, wenn es sich um eine sogenannte »Schwarzkopie« handelt, d. h. um ein Tonerbild, welches einen sehr hohen Prozentsatz an betonerter Fläche aufweist. Eine solche Schwarzkopie kann entstehen, wenn die aufgeladene Photoleiterschicht unbelichtet der Entwicklungsstation des Kopiergerätes zugeführt wird. Aber auch bei Kopien, bei welchen breitere schwarze Länysstreifen im Bild auftreten, erweist sich die Reinigung mittels eines Gewebebandes als ungenügend.

Aus der US-PS 35 52 850 ist es bekannt, zur Reinigung anorganischer Photoleiterschichten Abstreifer und auch Mehrfach-Abstreifer zu verwenden, wobei als spezielle Ausführungen poröse Abstreifer mit angelegtem elektrischen Feld und Abstreifer mit Zugabe von festem Schmierpulver vorgesehen sind.

Aus der DT-OS 21 11 509 ist eine Reinigungseinrichtung für elektrophotographische Geräte bekannt, die zweistufig arbeitet. Dabei wird in einer Vorreinigungsstufe wenigstens ein stoßender Abstreifer verwendet, während in der Nachreinigungsstufe eine Walze "orgesehen ist, die ständig mittels einer Bürste oder einer Absaugvorrichtung gereinigt werden muß. Dieses bekannte Reinigungsverfahren weist den Nachteil auf, daß die stoßenden Abstreifer bei empfindlichen und inhomogenen Photoleiterschichten, wie z. B. bei organischen Schichten, zu erheblichen Problemen führen, da auch durch die den stoßenden Abstreifern nachgeschaltete elastische Walze praktisch niemals eine exakte Reinigung der Photoleiterschicht erreicht wird, da sich trotz der Bürsten- oder Saugreinigung der Walze bereits nach kurzer Zeit auf der Walze und dami; auch auf der elektrophotographischen Schicht ein bleibender Tonerfilm bzw. ein äußerst unerwünschter Schmierfilm ausbilden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders wirtschaftlich durchzuführendes Reinigungsverfahren zu schaffen, das eine vollständige Reinigung der Photoleiterschicht gewährleistet, und zwar eine Reinigung konstanter Güte, die praktisch unabhängig von der Zykluszahl ist und das bei der praktischen Realisierung nur einen geringen Raumbedarf benötigt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß beim ersten Reinigungsschritt ein sanfter Abstreifvorgang mit gezogenem, rakelförmigen Abstreifer durchgeführt wird und daß der Nachreinigungsvorgang unter Verwendung eines mit einem flüssigen Schmiermittel getränkten Reinigungsbandes ausgeführt wird, das gegen die Photoleiterschicht gedrückt und unter Hinterlassung eines Schmierfilms auf der gereinigten Photoleiterschicht entgegen der Bewegung der Photoleiterschicht aus dem Berührungsbereich gezogen wird.

Durch diese Maßnahmen wird in überraschender Weise eine hochsynergistische Wirkung erzielt, d. h. daß sich Vor- und Nachreinigungsschritt wechselseitig derg°stalt unterstützen, daß durch ihr Zusammenwirken ein Mehrfaches der Reinigungsqualität erzielt wird, die erhalten werden würde, wenn diese überraschende Wechselwirkung nicht gegeben wäre. Insbesondere

wird durch die Erfindung das äußerst unerwünschte und gerade bei organischen Photoleiterschichten problematische Tonerfilming ausgeschaltet und durch die exakte und vollständige Reinigung eine sehr hohe Zykluszahl ermöglicht, die im Betrieb einen geringen Service-Aufwand zur Folge hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beispielsweise erläutert. Dabei zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur wiederholten Reinigung einer wiederholt verwendbaren Photoleiterschicht und insbesondere die Anordnung einer Vorreinigungsstation und einer Nachreinigungsstation relativ zu einer Photoleiterschicht.

Fig. 2 ein Beispiel eines Abstreifers einer Vorreinigungsstation,

Fig.3 eine schematische Darstellung eines elektrostatischen Kopiergerätes, welches gemäß vorliegender Erfindung mit einer Vorreinigungs- und Nachreinigungsstation ausgerüstet ist.

Die Figuren sind nicht maßstäblich gezeichnet. In allen Figuren sind für sich entsprechende Teile die gleichen Bezeichnungen verwendet worden.

Die F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur wiederholten Reinigung einer wiederholt verwendbaren Photoleiterschicht und insbesondere die Anordnung einer Vorreinigungsstation und einer Nachreinigungsstation relativ zu einer Photoleiterschicht.

Die Vorrichtung als Ganzes ist mit 1 bezeichnet. Eine Photoleiterschicht 2 wird durch nicht gezeichnete Führungsmittel in Richtung des Pfeiles 3 von links nach rechts bewegt. Dabei ist angenommen, daß die Photoleiterschicht links von der Vorrichtung 1 eine in Fig. 1 nicht gezeichnete Tonertransferstation durchlaufen hat. so daß auf ihrer der Vorrichtung 1 zugewandten Oberfläche 2' noch restlicher Toner 4 haftet. In der Vorrichtung 1 ist nun am Einlauf der photoleitenden Schicht 2 in die Vorrichtung 1 eine Vorreinigungsstation 5 angeordnet, welche einen sanften, gezogenen Abstreifer 6 aufweist. Ein Ausführungsbeispiel für einen Abstreifer 6 wird später anhand der Fig. 2 erläutert. Vorerst sei lediglich erwähnt, daß der Abstreifer 6 an der Stelle 7 mit nur relativ geringem Anpreßdruck auf der der Vorrichtung 1 zugewandten Oberfläche 2' der photoleitenden Schicht 2 aufliegt. Zufolge der relativen Bewegung zwischen photoleitender Schicht 2 und Abstreifer 6 wird der größte Teil, beispielsweise 98%, des noch auf der photoleitenden Schicht haftenden Toners 4, aber nicht aller Toner, von der photoleitenden Schicht 2 abgestreift. Nach Verlassen der Vorreinigungsstation 5 haften daher auf der Oberfläche 2' nur noch kleine Restmengen 8 auf der photoleitenden Schicht 2.

Folgend auf die Vorreinigungsstation 5 ist beim Auslauf der photoleitenden Schicht 2 aus der Vorrichtung 1 eine Nachreinigungsstation 9 angeordnet Auf einer Achse 10 befindet sich eine Rolle 11 aus weichem Material, beispielsweise aus Polyurethanschaumstoff. Durch einen in F i g. 1 nicht gezeichneten Motor wird die Rolle 11 in Richtung des Pfeiles 12 in langsame Rotation versetzt Die Achse 10 der Rolle 11 ist dabei in einem Abstand a von der Oberfläche eines Reinigungsbandes 13 auf der photoleitenden Schicht 2 angeordnet welcher kleiner ist als der Radius rder Rolle 11, so daß das um die Rolle 11 geführte poröse Reinigungsband 13 über einen Bereich A von der dort etwas zusammengedrückten Rolle 11 gegen die Oberfläche 2' der photoleitenden Schicht 2 gedruckt wird. Das poröse Reinigungsband 13 kommt von einer in Fig. 1 nicht gezeichneten Vorratsrolle und läuft zufolge seiner Adhäsion an der Rolle 11 an der Stelle 14 in den Bereich A ein und verläßt diesen an der Stelle 16. Das Reinigungsband bewegt sich in der Richtung des Pfeiles 15 in Gegenrichtung zur Photoleiterschicht 2 und wird schließlich in Richtung 17 zu einer in Fig. 1 nicht gezeichneten Aufnahmerolle geführt.

Von der Stelle 16 an wischt das Reinigungsband 13 die mit der photoleitenden Schicht 2 noch in den Bereich A einlaufende relativ kleine Tonerrestmenge 8 von der photoleitenden Schicht 2 ab. Zufolge der nach dem Gegenstromprinzip gewählten Bewegungsrichtung der photoleitenden Schicht und des Reinigungsbandes wird eine praktisch vollkommene Reinigung in einem Bereich B erzielt, da die möglicherweise gegen Ende de: Bereichs ßnoch vorhandenen allerletzten sehr geringen Tonerreste von dem dort noch sauberen Reinigungs band übernommen werden. Der Bereich A wird damit unterteilt in den Bereich B und einen Bereich A-B, in dem kein Toner mehr vorhanden ist.

Das poröse Reinigungsband 13 ist außerdem mit einer Flüssigkeit 18 getränkt. Durch die leichte Quetschung des getränkten Reinigungsbandes 13 wird im Bereich A-Bbis zur Einlaufstelle 14 des Reinigungsbandes ein Teil der Flüssigkeit 18 vom Reinigungsband an die Photoleiterschicht 2 abgegeben, derart, daß sich auf derselben ein Schmierfilm 19 bildet. Dabei wird diese Schmierfilm 19 ständig erneuert und infolge der gleichmäßigen Tränkung des Reinigungsbandes auch innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches für die Filmdicke konstant gehalten. Als Flüssigkeit 18 ist selbstverständlich ein Stoff verwendet, welcher den elektrophotographischen Bilderzeugungsprozeß nicht nachteilig beeinflußt, beispielsweise ein Schmier- und Schutzmittel mit niedriger Adhäsion. Besonders geeignet sind Silikonöle, Polysiloxane, Methylpolysiloxane mit einer Viskosität von etwa 10 bis TO⁵ Centistokes, vorzugsweise 10² — 10⁴ Centistokes. Es ist nun wichtig, darauf hinzuweisen, daß durch vorstehend beschriebenes Verfahren, beziehungsweise durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung, nicht bloß die Summenwirkung der Vorreinigungsstation 5 und der Nachreinigungsstation 9 erzielt wird, sondern daß durch die spezielle Ausführung der genannten Vorreinigungs- und Nachreinigungsstation sowie durch die Anwendung eines flüssigkeitsgetränkten Reinigungsbandes eine hoch synergistische Wirkung erzielt wird, indem die Wirkung der Kombination weit über der summierten Wirkung der beiden Teile liegt Dazu ist besonders zu vermerken, daß, wie aus früher Gesagtem bekannt ist bei einer Schicht aus organischem Material, beispielsweise Polyvinylcarbazol, nur ein sanfter Abstreifer 6 mit relativ geringem Anpreßdruck verwendet werden darf da sonst diese Schicht sehr rasch durch Abrieb und Kratzer beschädigt wird, Tonerfilming aufweisen und daher unbrauchbar würde. Photoleitende Schichten insbesondere organischer Art, weisen auch zufolge ihres Herstellungsprozesses immer Inhomogenitäten auf, ar welchen Tonerreste haftenbleiben, welche durch einer Abstreifer, wie immer er auch ausgeführt sein mag unc mit welchem Anpreßdruck er verwendet wird, niehl

entfernt werden können. Übrigens besteht bei hohem Anpreßdruck auch die Gefahr der Bildung von Inhomogenitäten am Abstreifer selbst, so daß er dann nicht mehr in der Lage ist, eine gleichmäßige Reinigung zu gewährleisten.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nun der Anpreßdruck des Abstreifers (beziehungsweise die mechanische Beanspruchung der Photoleiterschicht) bewußt sehr klein gehalten, auf alle Fälle kleiner als bei den bisher benützten stoßenden Abstreifern, vor allem durch die Ausführung als gezogener Abstreifer, und es wird bewußt in Kauf genommen, daß beispielsweise noch 2% der Tonerreste 4 als Tonerrestmenge 8 nach dem Durchlaufen der Vorreinigungsstation 5 auf der photoleitenden Schicht haftenbleiben.

Die Vorreinigungsstation 5, beziehungsweise der Abstreifer 6, führt daher im Rahmen des eine vollständige Reinigung anstrebenden Reinigungsprozesses bewußt nur eine Hilfsfunktion aus. Ebenso führt die Nachreinigungsstation 9 nur eine Hilfsfunktion aus, denn auch sie wäre für sich allein nicht in der Lage, die ganzen der Vorrichtung 1 zugeführten Tonerreste von der Photoleiterschicht 2 zu entfernen. Nur dank der genannten Vorreinigung ist also die Nachreinigungsstation 9 in der Lage, dem Reinigungsprozeß der Vorrichtung 1 eine hundertprozentige Wirkung zu verleihen. Jedenfalls könnte diese gute Wirkung nur mit der Nachreinigungsstation allein nicht mit wirtschaftlich tragbarem Aufwand erzielt werden. Wären nämlich die Tonerreste, welche der Nachreinigungsstation 9 zugeführt werden, nicht durch den Abstreifer schon drastisch reduziert worden, vorzugsweise um mindestens 95%, so müßte mit einem praktisch untragbar großen Verbrauch an Reinigungsband gerechnet werden, wobei die große Menge an Reinigungsband kaum im Kopiergerät untergebracht werden könnte. Es müßte nämlich wegen der ganz starken Verschmutzung des Reinigungsbandes ein sehr großer Vorrat an Reinigungsband vorgesehen werden, wenn eine hohe Zykluszahl von einigen zehntausend bewältigt werden sollte.

Es ist nun weiter zu beachten, daß sich durch die gewählte Anordnung und die Verwendung einer Flüssigkeit 18 zur Tränkung des Reinigungsbandes 13 nicht nur eine verbesserte Abwischung der Tonerrestmenge 8 im Bereich B ergibt, sondern daß durch die Bildung des Schmierfilms 19 die Wirkung des sanften, gezogenen Abstreifers 6 ganz erheblich gesteigert wird, da die Tonerreste dank dem Schmierfilm nicht mehr so stark haften und insbesondere auch Inhomogenitäten der Photoleiterschicht viel weniger stören.

Zufolge der geringeren Anforderungen, welche sowohl an die Vorreinigungsstation als auch an die Nachreinigungsstation zufolge der kombinierten Verwendung beider Stationen gestellt werden müssen, wird die praktische Realisierung derselben wesentlich erleichtert, und es wird ein ganz beträchtlich geringerer Aufwand erforderlich. Mit nur einer Reinigungsstation, gleichgültig ob Abstreifer oder Reinigungsband, wären diese guten Resultate nicht erreichbar. Durch die Aufteilung des Reinigungsprozesses in eine Vorreinigung und eine Nachreinigung wird es auch möglich, das Reinigungsband 13 mit wesentlich geringerer Vorschubgeschwindigkeit durchlaufen zu lassen, was nicht nur einen um mehr als eine Größenordnung geringeren Reinigungsbandverbrauch ergibt, sondern auch die Antriebs- und Bandführungsprobleme erheblich vereinfacht Im Prinzip bedeutet dies, daß der Reinigungsschritt in zwei Hilfsfunktionen aufgespalten wurde, die mit einem geringen Aufwand von beispielsweise nur je 5% dank synergistischer Kombination zusammen dennoch 100% Wirkung ergeben. Dies wurde möglich, indem jede Hilfsfunktion diejenigen Teilaufgaben erfüllt, die sie leicht bewältigen kann, während die schwierigen Teilaufgaben wechselseitig der anderen Hilfsfunktion überlassen werden.

Die F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen sanften, gezogenen Abstreifer 6 der Vorreinigungsstation 5. Der Abstreifer 6 ist um eine Achse 20 schwenkbar gelagert. Der Abstreifer 6 weist einen Halter 21 auf, mit einer schlitzförmigen öffnung 22, in welcher schlitzförmigen öffnung 22 ein Streifen 23 eines weichen Materials, beispielsweise Polyurethan mit etwa 60 Shore Härte (vorzugsweise 40—80 Shore) eingelegt ist. Der Streifen hat beispielsweise eine Dicke dvan etwa 1 bis 2 mm, und er steht mit einer Länge L von etwa 3 bis 10 mm über die schlitzförmige öffnung 22 hinaus vor. Vorzugsweise ist ein zweiter Streifen 24 aus gleichem Material, jedoch vorzugsweise etwas höherer Härte, beispielsweise etwa 90 Shore, ebenfalls in die schlitzförmige öffnung 22 eingelegt, wobei er jedoch nur etwa halb so weit wie der Streifen 23 aus der öffnung 22 heraus vorsteht.

Mittels einer Zugfeder 25, welche den Abstreifer 6 in Richtung 26 zieht, wird der Abstreifer sanft gegen die Oberfläche 2' der Photoleiterschicht 2 gedrückt, derart, daß die abstreifende Seite mit der photoleitenden Schicht einen spitzen Kontaktwinkel α, kleiner als 90°, vorzugsweise 40—80°, einschließt.

Ein großes Problem besteht oft darin, eine in langer Bahn einfach hergestellte Photoleiterschicht in eine im Kopierprozeß benötigte endlose Form zu bringen. Am einfachsten ist es natürlich, die Photoleiterschicht einfach zusammenzukleben, wie dies durch die Verbindungsstelle 43 dargestellt ist. Dadurch entsteht jedoch eine Verdickung, und ein bisher üblicher stoßender Abstreifer würde an der Stelle 44 unweigerlich anstoßen und umklappen oder hängenbleiben.

Die F i g. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergerätes, welches mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Reinigung der photoleitenden Schicht ausgerüstet ist.
Auf einer um eine Achse 27 drehbar angeordneten Trommel 28 ist die elektrophotographische Schicht 2 angebracht. Bei Rotation der Trommel 28 in Richtung des Pfeiles 29 bewegt sich die photoleitende Schicht an einer Koronaaufladeeinrichtung 30 vorbei, welche bekannterweise eine gleichmäßige elektrische Aufladung der photoleitenden Schicht 2 ermöglicht. In Richtung des Pfeiles 29 weiterschreitend sind optische Abbildungsmittel 31 angeordnet zur bildmäßigen Belichtung der durch die Aufladeeinrichtung 30 zuvor aufgeladenen Photoleiterschicht 2. Das hierbei auf der photoleitenden Schicht entstehende latente Ladungsbild wird sodann einer Entwicklungsstation 32, beispielsweise einer an sich bekannten magnetischen Bürste zugeführt um das latente Ladungsbild zu einem Tonerbild auf der photoleitenden Schicht 2 zu entwickeln. In einer benachbarten Tonertransferstation 33 bekannter Art wird sodann ein großer Teil des Tonerbildes auf einen definitiven Bildträger übertragen. Die photoleitende Schicht welche nun aber noch immer Tonerreste mit sich führt, läuft anschließend an einer Entladungslampe 34 vorbei, um allfällige elektrische Ladung abzuleiten. Durch die Vorrichtung 1 wird nun die elektrophotographische Schicht 2 gereinigt ehe sie für einen nächsten Bilderzeugungszyklus wieder zur

Verfügung steht.

Vorzugsweise wird unterhalb des Abstreifers 6 der Vorrichtung 1 ein Auffangsgefäß 35 angeordnet, um abgestreiften Toner 36 aufzufangen, welcher zur Wiederverwendung zur Verfügung steht. Es kann hier jedoch auch ein Transportsystem, beispielsweise ein Förderband, vorgesehen werden, welches den abgestreiften Toner 36 wieder in die Entwicklungsstation 32 zurückführt. In der Vorrichtung 1 sind die einzelnen Teile gleich bezeichnet wie in Fig. 1, wobei die früher erwähnte Vorratsrolle mit 37 bezeichnet ist. Durch ein Bremsband 38, welches mittels einer Zugfeder 39 unter Spannung steht, und welches Bremsband über eine Nabe 40 der Vorratsrolle 37 geführt ist, wird das ablaufende Reinigungsband 13 gebremst, das heißt unter Spannung gehalten.

Nach Durchlaufen des Bereiches A verläßt das Reinigungsband 13 die photoleitende Schicht an der Stelle 16 und läuft auf die bereits erwähnte Aufwickelrolle, welche mit 41 bezeichnet ist. Die Aufwickelrolle 41 wird durch einen in F i g. 3 nicht gezeichneten Antrieb in Richtung des Pfeiles 42 in Rotation gehalten, derart, daß das aus dem Bereich A auslaufende verschmutzte Reinigungsband auf ihr aufgewickelt wird.

Als weiches, poröses Reinigungsband kann vorzugsweise Zellstoffwatte-Papier von 15—25 g/m² Gewicht oder von etwa 50 μ Dicke verwendet werden. Dank dem gjßerst geringen Verbrauch an Reinigungsband können aber auch noch weichere und damit auch teurere Materialien verwendet werden; so kann das Reinigungsband auch Teflonwatte enthalten, wodurch etwa der Anpreßdruck auf das Band sogar über 30 pond/cm² erhöht werden könnte, ohne unzulässigen Abrieb der Photoleiterschicht zu verursachen.

Als Flüssigkeit für die Tränkung des Reinigungsbandes eignen sich Schmier- und Schutzmittel niedriger Adhäsion, wie Silikonöle, Polysiloxane und speziell Dimethylpolysiloxane.

Folgende Resultate wurden erzielt mit sensibilisierten Polyvinylcarbazol-Schichten als organischer Photoleiterschicht:

A. Mit einer Reinigungseinrichtung bekannter Art nach dem Stand der Technik, wobei lediglich eine Reinigung mit ölgetränktem Reinigungsband vorgenommen wurde: 10 000 Kopien, bei 10 mm Reinigungsbandvorschub pro Bilderzeugungszyklus und 40prozentiger (!!konzentration, das heißt Tränkung des Reinigungsbandes. Dabei wurde allerdings die photoleitende Schicht 2 nach einer sogenannten Schwarzkopie nicht gereinigt Außerdem ging die beträchtliche Menge des auf der photoleitenden Schicht nach dem Transferverfahren noch haftenden Toners verloren.

B. Mit einer Reinigungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung wurden 50 000 Kopien erreicht und dies bei nur 0,4 mm Vorschub des Reinigungsbandes pro Bilderzeugungszyklus und bei nur 20prozentiger ölkonzeniration, das heißt Tränkung des Reinigungsbandes. Außerdem wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei wiederholtem Auftreten von Schwarzkopien die elektrophotographische Schicht einwandfrei gereinigt Durch das Auffangen des vom Abstreifer abgestreiften Toners konnte auch der größte Teil des nach dem Transferschritt übriggebliebenen Toners aufgefangen und der Wiederverwendung zugeführt werden.

In der Praxis konnten bisher nur für sehr glatte, mechanisch resistente Photoleiterschichten Abstreifer verwendet werden, wobei dem Toner ein festes Schmiermittel zugegeben werden muß, und wo der Abstreifer stoßend gegen die Bewegungsrichtung der Schicht zeigt, d. h. einen Kontaktwinkel <x von mehr als 90° aufweist. Nur mit solchen geschmierten stoßenden Abstreifern und bei glatten Schichten konnte bisher eine vollständige Reinigung erreicht werden, und zwar nur dann, wenn bestimmte Bedingungen sehr genau eingestellt und konstant gehalten werden. Der Kontaktwinkel λ, der Anpreßdruck und die Elastizitätskonstante des Abstreifers, sowie die Parallelstellung der Abstreiferkante zur Photoleiterschicht müssen in sehr engen Grenzen, aufeinander und auf den ganzen Kopierprozeß abgestimmt, konstant gehalten werden.

Materialermüdung, Temperatur und Feuchtigkeitsschwankungen können aber sehr leicht zur Überschreitung der Toleranzen führen. Die auftretenden Folgen sind beispielsweise Zittern oder Vibrieren des Abstreifers mit entsprechend unvollständiger Reinigung, Tonerfilming und Umklappen des Abstreifers in die Bewegungsrichtung der Photoleiterschicht mit vollständigem Zusammenbruch der Kopierfähigkeit. Damit erfordern diese bisherigen Abstreifer einen hohen Serviceaufwand in Form von heikler Einstellarbeit und Behebung von Fehlfunktionieren. Inhomogenitäten oder Verbindungsstellen aufweisende und empfindliche Schichten können mit Abstreifern allein gar nicht wiederholt gereinigt werden.

Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn wie bisher ein festes Schmiermittel verwendet wird, das dem Toner beigemischt ist. Damit der Schmierfilm seine Aufgaben richtig erfüllt, muß nämlich seine Dicke innerhalb eines vom Kopierprozeß abhängigen Toleranzbereiches liegen: Einerseits muß die Dicke über einem bestimmten Minimalwert liegen, damit die Schmierwirkung und somit die Reinigungswirkung genügend gut beziehungsweise vollständig ist. Anderseits darf ein bestimmter Maximalwert nicht überschritten werden, über dem die Kopiequalität nachläßt. Vorzugsweise liegt der Maximalwert dabei nicht über dem Dreifachen des Minimalwertes. Der Minimalwert der Filmdicke ist im wesentlichen dadurch bestimmt, daß vorzugsweise ein kompakter, die Photoleiterschicht vollständig bedekkender Schmierfilm, d. h. ein mindestens monomolekularer Film, angestrebt wird. Dies wird vorzugsweise mit Flüssigkeiten niedriger Viskosität, beispielsweise 10 bis 100 Centistokes erreicht. Anderseits soll der Schmierfilm eine möglichst glatte, nicht deformierbare Oberfläche aufweisen. Dies wird erreicht durch die geringe Stärke des Schmierfilms, wo die Oberflächenspannung verhindert, daß ausgeprägte Deformationen auftreten. Der extrem dünne Schmierfilm verhält sich dann mechanisch ähnlich einem festen Körper, vor allem natürlich bei Flüssigkeiten hoher Viskosität, beispielsweise 10³ bis 10⁵ Centistokes. Der Toleranzbereich beziehungsweise Maximalwert und Minimalwert der Schmierfilmdicke hängen vom Filmmaterial wie auch vom Kopierprozeß, insbesondere von der Entwicklung und den Reinigungsparametern ab. So konnte beispielsweise bei einer Art Magnetbürstenentwicklung noch mit 60prozentigem Ölpapier eine gute Kopiequalität erzielt werden, während bei einer andern Art Magnetbürstenentwicklung schon mit 30prozentigem Ölpapier als Reinigungsband eine reduzierte Kopiequalität auftrat Damit liegt ein weiterer entscheidender Vorteil der vorliegenden synergistisch kombinierten Reinigungsmethode gegenüber der reinen Bandreinigung darin, daß die erstere die Verwendung wesentlich geringerer

ölkonzentrationen im Reinigungsband erlaubt, was gleichbedeutend ist mit geringerer Schmierfilmdicke und damit potentiell besserer Kopiequalität. Die Dicke des Schmierfilms liegt vorzugsweise zwischen 5 und 100 A beziehungsweise ist 1 bis 10 Monomolekularschichten stark. Mit einem Reinigungsband aus Zellstoffwatte-Papier von 18 g/m² wird er vorzugsweise erzeugt durch eine Flüssigkeitszugabe von 3 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf Papier, beispielsweise 10°/oSilikonöl.

Wird wie bisher ein Schmierfilm durch festes Schmiermittel gebildet, insbesondere wenn es dem Toner beigemischt wird, so entstehen folgende Probleme: Die resultierende Filmdicke hängt ab von der Anzahl und Art (Vorlage) der gemachten Kopien, insbesondere neigt der Schmierfilm dazu, sich stetig aufzubauen und damit über den Toleranzbereich hinauszugeraten. Die Filmbildung hängt dann weiter ab vom Zustand und Mischungsverhältnis des Entwicklers. Normalerweise besteht ein Entwickler aus zwei Komponenten, dem Toner, der verbraucht werden soll, und einem Träger, beispielsweise Eisenpulver der magnetischen Bürste, der möglichst unverändert erhallen bleiben soll. Beigabe eines festen Schmiermittels bedeutet Bildung eines Dreikomponenten-Entwicklers, dessen Mischungsverhältnisse noch schwieriger konstant zu halten sind als bei Zweikomponenten-Entwicklern. Zudem können sich schädliche Wechselwirkungen der Komponenten ergeben.

Die vorliegende Erfindung behebt nun auch diese Probleme, indem der Entwickler selber nicht beeinflußt wird und er damit auch ohne Qualitätseinbuße der Wiederverwendung zugeführt werden kann, und vor allem, indem ein flüssiger Schmierfilm, der sich wie ein fester Schmierfilm verhält, gebildet werden kann, dessen Dicke innerhalb des Toleranzbereiches bleibt. Das getränkte Reinigungsband sorgt nämlich für eine Gleichgewichtsdicke, die im wesentlichen nur von der Konzentration der Flüssigkeit im Reinigungsband und (weniger) auch vom Anpreßdruck, mit dem das Reinigungsband gegen die Photoleiterschicht gepreßt

lu wird, abhängt.

All diese Probleme, entfallen beim vorliegenden sanften, gezogenen Abstreifer als Vorreinigungsstation; denn erstens sind dessen Einstelltoleranzen sehr weit und unkritisch, und zweitens muß er ja ausdrücklich nicht vollständig reinigen. Analoges gilt auch für die Nachreinigungsstation im Vergleich zur reinen Bandreinigung.

Die vorliegende Erfindung hat noch den weiteren Vorzug, daß mit der ständigen Erneuerung eines kompakten Schmierfilms gleichzeitig auch ein ständig ersetzter Schutzfilm geliefert werden kann, welcher die bei organischen Photoleiterschichten auftretende, bekannte starke Koronaalterung reduziert (US-PS 38 15 295).

Neben der viel besseren Reinigungswirkung gegenüber bekannten Verfahren beziehungsweise Vorrichtungen, wurde nicht nur der dafür erforderliche Aufwand drastisch reduziert, sondern zufolge der vielfach höheren möglichen Bilderzeugungszykluszahl

3u und erhöhter Zuverlässigkeit wurde auch der Serviceaufwand für das elektrophotographische Kopiergerät drastisch reduziert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur wiederholten Reinigung eines wiederholt verwendbaren organischen photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials in einem elektrophotographischen Gerät, bei dem zunächst in einem ersten Reinigungsschritt durch einen Abstreifvorgang eine Vorreinigung durchgeführt und dann in einem darauffolgenden zweiten Reinigungsschritt unter Verwendung einer gegenläufig zum Aufzeichnungsmaterial bewegten Reinigungsfläche eine Nachreinigung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Reinigungsschritt ein sanfter Abstreifvorgang mit gezogenem, rakelförmigem Abstreifer durchgeführt wird und daß der Nachreinigungsvorgang unter Verwendung eines mit einem flüssigen Schmiermittel getränkten Reinigungsbandes ausgeführt wird, das gegen das Aufzeichnungsmaterial gedrückt und unter Hinterlassung eines Schmierfilmes auf dem gereinigten Aufzeichnungsmaterial entgegen der Bewegung des Aufzeichnungsmaterials aus dem Berührungsbereich gezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Schmierfilms innerhalb eines Toleranzbereichs gehalten wird, dessen oberer Grenzwert maximal dem Dreifachen des unteren Grenzwertes entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmierfilm mit einer Dicke von 1 —10 Monomolekularschichten verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmierfilm mit einer Dicke zwischen 5 und 100 Ä verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmierfilm mit Silikonöl verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl eine Viskosität von 100—10 000 Cenlistokes aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmierfilm aus Dimethylpolysiloxanen verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zu reinigenden organischen Photoleiterschicht (2) eine Vorreinigungsstation (5) und eine Nachreinigungsstation (9) zugeordnet sind, daß die Vorreinigungsstation (5) einen unter einem Kontaktwinkel « von weniger als 90° gegen das Aufzeichnungsmaterial angeordneten rakelförmigen Abstreifer (6) aufweist, daß die Nachreinigungsstation (9) Führungseinrichtungen besitzt, die ein weiches, poröses Reinigungsband (13) unter geringem Anpreßdruck entgegen der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials über dieses Aufzeichnungsmaterial führen, und daß das Reinigungsband zur Ausbildung eines Schmierfilms (19) auf der die Nachreinigungsstation (9) verlassenden photoleitenden Schicht (2) mit einer Flüssigkeit (18) getränkt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reinigungsband 3 bis 30 Gew.-°/o an Flüssigkeit zugegeben sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsband (13) das Aufzeichnungsmaterial (2) in einem Längenbereich

(a)von mindestens 2 cm berührt

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck, mit dem das Reinigungsband (13) gegen das Aufzeichnungsmaterial (2) gepreßt wird, weniger als 30 pond/cm² beträgt

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsband (13) aus Zellstoffwatte-Papier von 15 bis 25 g/m² besteht

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsband (13) Teflonwatte enthält

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsband (13) durch eine Schaumstoffwalze (U) an das Aufzeichnungsmaterial (2) gepreßt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoff walze (11) aus Polyurethan besteht

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffwalze (11) geschlossene Poren aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktwinkel α zwischen 40° und 80° liegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der rakelförmige Abstreifer (6) aus Polyurethan besteht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (6) eine Weichheit von 40 bis 80 Shore aufweist.