DE2553965A1

DE2553965A1 - Oberflaechenreinigungsvorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE2553965A1
Application number: DE19752553965
Authority: DE
Inventors: Nero R Lindblad; Henry R Till
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-01-15
Filing date: 1975-12-01
Publication date: 1976-07-22
Also published as: FR2298127A1; US3973845A; GB1521055A; JPS51109739U; CA1070370A; JPS5536850Y2

Description

Xerox Corporation,. Rochester, N.Y./USA Oberflächenreinigungsvorrichtung und -verfahren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung einer Abbildungsoberfläche eines elektrostatischen Kopiergerätes mit einem Reinigungsblatt, das in Berührung mit der Abbildungsoberfläche gehalten wird, während diese sich relativ zu dem Reinigungsblatt bewegt, sowie ein Verfahren zur Reinigung der Abbildungsoberfläche eines elektrostatischen Kopiergerätes, bei dem ein Reinigungsblatt gegen die Abbildungsoberfläche gehalten wird, während sich diese relativ zum Reinigungsblatt bewegt.

Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet der Xerographie und insbesondere eine verbesserte Einrichtung zum Entfernen von rückständigem Toner und anderer Verunreinigungen von elektrostatischen Abbildungsoberflächen.

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In der Technik der Xerographie, bei der eine Abbildung durch eine elektrostatische Einrichtung auf einer Oberfläche gebildet und entwickelt wird, wie ursprünglich in der US-PS 2 29 7 691 (Carlson) beschrieben, wird eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf einer Photo-leitenden Isolierschicht aufgebracht, die Isolierschicht wird durch ein Bild aus Licht und Schatten belichtet, um die Ladung in den Bereichen der Schicht zu beseitigen, die dem Licht ausgesetzt wurden, und das sich ergebende latente elektrostatische Bild wird entwickelt, indem auf dem Bild ein feines Entwicklermaterial, das Toner enthält, aufgebracht wird. Der Toner wird von den Bereichen der Photo-leitenden Schicht angezogen, die eine Ladung mit umgekehrter Polarität enthalten, so daß ein Tonerbild geformt wird, welches dem latenten Bild entspricht. Das Tonerbild wird später auf ein Trägermaterial übertragen, wie beispielsweise auf ein Blatt Papier oder dgl. und an die Oberfläche des Blattes durch Schmelzen des Tonermaterials oder dgl. angeheftet.

Bei einem derartigen Vervielfachungsverfahren verbleibt ein Teil des rückständigen Toners auf der Photo-leitenden Isolierschicht τ nachdem das Tonerbild auf das Trägerblatt übertragen wurde. Dieser rückständige Toner haftet fest an der Oberfläche an und muß entfernt werden, bevor die nächste Belichtung stattfindet, damit keine Störung bei der Entwicklung eines neuen latenten Bildes erfolgt.

Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Entfernen des rückständigen Tonerbildes wurden bereits vorgeschlagen, beispielsweise die Bürsten- und Bahnreinigungsvorrichtungen, die in den US-Patentschriften 2 832 977, 3 682 689, 2 911 330 und 3 186 beschrieben sind. Es wurden auch Blattreinigungsvorrichtungen vorgeschlagen, wie beispielsweise in den US-Patentschriften 3 438 706, 3 552 850, 3 634 077, 3 660 863, 3 724 019, 3 724 020,

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3 740 789, 3 843 407 und 3 656 200 beschrieben. Die Blattreinigungsvorrichtung ist mit einer Kante nahe an der Oberfläche der Photoleitertroinmel angeordnet, während sich diese dreht, so daß das rückständige Tonerbild auf der Oberfläche der Photoleitenden Isolierschicht davon abgeschabt werden kann. Eine der Schwierigkeiten, die sich bei diesen bekannten Blättern ergeben, liegt darin, daß Tonerteilchen unter das Blatt gleiten. Es wurden Versuche unternommen, dies zu vermeiden, indem der Druck des Blattes auf die Oberfläche verstärkt wurde und ein Schmiermittel eingesetzt wurde, um die Reibung zwischen der Blattkante und der Trommeloberfläche zu reduzieren. Keiner von diesem Versuchen zur Lösung des Problems erwies sich als vollständig erfolgreich. Spezielle Ausgleichsscheiben und Blattkonstmktionen sind erforderlich, um Drücke zu ermöglichen, bei denen sich eine merkbare Verbesserung bei der Tonerentfernung ergibt, und die Verwendung von Schmiermitteln führt zu Schwierigkeiten bei einer ausreichenden Reinhaltung der Blattoberfläche und der Trommeloberfläche, so daß eine Toneransammlung um das Blatt herum und eine Weiterführung von Toner über die Reinigungsstation hinaus vermieden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Entfernen von rückständigem Toner und anderen Verunreinigungen von einer Photo-leitenden Islolierschicht nach übertragung eines entwickelten latenten Bildes zu schaffen, insbesondere eine Blattreinigungsvorrichtung für ein elektrostatisches Abbildungssystem, bei der es nicht erforderlich ist, ein Schmiermittel oder ein Reinigungsfluid zu verwenden und bei der mit zweckmäßigen Druckwerten gearbeitet wird. Ferner soll ein Verfahren zur Entfernung von rückständigem Toner und anderen Verunreinigungen von einer Photo-leitenden Isolierschicht angegeben werden, bei dem kein Schmiermittel oder Reinigungsfluid erforderlich ist und bei dem mit zweck-

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mäßigen Drücken gearbeitet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Reinigungsblatt kugelförmige Vorsprünge aufweist, die darauf so angebracht sind, daß sie die Abbildungsoberfläche berühren und edLne Abdichtung zwischen dem Reinigungsblatt und der Abbildungsoberfläche bilden, wenn das Reinigungsblatt gegen die Abbildungsoberfläche gedrückt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsblatt eine Oberfläche mit im wesentlichen kugelförmigen Vorsprüngen in Berührung mit der Abbildungsoberfläche aufweist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines xerographischen Reproduziergerätes, das mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Blattreinigungsvorrichtung, die einer drehbaren Photorezeptortrommel zugeordnet ist;

Fig. 3 eine bruchstückhafte Seitenansicht einer Ausführungsform von Figur 2 zur Darstellung der Anordnung der Reinigungsvorrichtung bezüglich der Oberfläche der Photorezeptortrommel;

Fig. 4 eine vergrößerte bruchstückhafte Ansicht der Unterseite des Reinigungsblattes, wobei dieses gegen die

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Oberfläche der Photorezeptortrommel gedrückt wird; und

Fig. 5 eine Mikrophotographie der Oberfläche des Reinigungsblattes, die mit der Oberfläche der Photorezeptortrommel in Berührung steht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und Gerät zur Reinigung der Oberfläche einer Photorezeptertrommel eines elektrostatischen Abbildungsgerätes ist eine Blattreinigungsvorrichtung vorgesehen, deren Arbeitsoberfläche aus sehr kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Vorsprüngen gebildet ist, die mit dem Blatt befestigt sind und dazu geeignet sind, eine Abdichtung zwischen dem Blatt und einer Abbildungsoberfläche herbeizuführen, welche verhindert, daß Tonerteilchen und andere Verunreinigungsstoffe zwischen Blatt und Abbildungsoberfläche eingefangen werden und unter das Blatt gleiten können, wenn die Abbildungsoberfläche unter das Blatt gelangt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im wesentlichen kugelförmige Teilchen im Reinigungsblatt befestigt oder eingeschlossen, um eine Oberfläche zu bilden, die im wesentlichen von Kugelkappen bedeckt ist, die von der Blattoberfläche vorstehen. Die Kugelkappen sind angrenzend an den Rand des Blattes angeordnet, welches als Abstreifeinrichtung dient, wenn sich die Photorezeptertrommel in eine solche Stellung dreht, in der eine Abdichtung zwischen der Trommeloberfläche und dem Blatt entsteht. Kugelkappen bzw.-segmente mit im wesentlichen gleichem Durchmesser werden bevorzugt. Der Durchmesser der Kugeln sollte kleiner sein als der Querschnitt der Tonerteilchen , im allgemeinen 0,5 Mikron oder weniger, so daß gewährleistet ist, daß selbst die kleinsten an der Abbildungsoberfläche anhaftenden Teilchen mit einer Kugel in Berührung gelangen und von der Oberfläche abgestreift werden. Eine mit derartigen kleinen Kugeln überzogene Oberfläche ver-

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hindert ebenfalls, daß Tonerteilchen zwischen dem Blatt und der Trommeloberfläche flach gedrückt werden oder über die Trommelreinigungsstation hinaus gelangen. Das erfindungsgemäße Reinigungsblatt wirkt als Messer oder Stichel und streift rückständige Tonerteilchen von der elektrostatischen Abbildungsoberfläche ab, ohne daß Drücke von dem Blatt gegen die Trommel ausgeübt werden müssen, welche zu einem Bruch des Blattes oder zum Verkratzen der Abbildungsoberfläche führen könnten und ohne daß eine solche Reibung zwischen dem Blatt und der Trommel entsteht, daß die Verwendung eines Schmiermittels erforderlich wäre.

Es wird nun auf Figur 1 Bezug genommen. Eine von einer Welle 11 in Drehung versetzte Trommel 10 dreht sich von einer Ladestation A zu einer Belichtungsstation B, einer Entwicklungsstation C, einer Übertragungsstation D und schließlich zu einer ReinigungsStation E, während der Herstellung einer xerographischen Kopie eines Originaldokumentes. Eine Photo-leitende Isolierschicht 12 aus glasartigem Selen oder dgl. ist auf einem leitenden Überzug 13 der Trommel 10 aufgebracht.

In der Station A wird eine elektrostatische Ladung auf die Photoleitende Isolierschicht 12 aufgebracht, und zwar mittels einer Ladevorrichtung 14 wie beispielsweise eine Korona-Ladevorrichtung.

In der Station B wird die geladene Oberfläche von einer Lichtquelle 15 über ein zu kopierendes Originaldokument 16 und eine Linse 17 zur Bildung eines latenten Bildes des Dokumentes belichtet.

Das latente Bild wird mit pulverförmigem Toner in Station C entwickelt. Das Entwicklergemisch aus Toner und magnetischem Trägermaterial, das von der magnetischen Rolle 18 angezogen wird, wird durch Drehung in enge Nähe des latenten Bildes auf der Photoleitenden Platte der Trommel 10 gebracht, wo Tonerteilchen aus dem Gemisch auf das latente elektrostatische Bild abgezogen werden.

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Die Trommel 10 mit ihrem entwickelten latenten Bild wird zur Station D weiter gedreht, wo die Tonerteilchen durch Anziehung von dem latenten Bild auf eine Papierbahn 19 gelangen. Die Koronavorrichtung 20 bewirkt die elektrostatische Übertragung von der Trommel 10 auf das Papier 19. Ein Schmelzelement 21 fixiert das übertragene Bild auf dem Papier 19.

Nach der Übertragung des entwickelten Bildes auf die Papierbahn dreht die Trommel 10 sich bis zur Reinigungsstation E, wo das Reinigungsblatt 22 rückständigen Toner von der Oberfläche der Trommel 10 entfernt, bevor diese zur Ladestation A zurückkehrt .

Es wird nun auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen. Ein im wesentlichen nicht poröses Elastomer-Polyurethanblatt 22 weist eine Oberfläche 23 angrenzend an Förderkanten bzw. Abstreifkanten 24 auf, die praktisch ganz bedeckt sind von im wesentlichen kugelförmigen Vorsprüngen, die gegen die Oberfläche der Trommel 10 gedrückt werden. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, biegt sich das relativ dünne Blatt 22 unter dem Druck leicht um, und der Teil 23 der Unterseite des Blattes direkt angrenzend an die Kante 24 ist in Berührung mit der Oberfläche der Trommel 10. Die Reibung zwischen der unregelmäßigen Oberfläche des Blattes 22 und der Photorezeptertrommel

einer

ist geringer als bex glatten, flachen Oberfläche. Da der Durchmesser der Kugelkappen bzw. -segmente und der Abstand zwischen Vorsprüngen geringer ist als der Querschnitt der Tonerteilchen, werden diese jedoch von der Oberfläche der Trommel abgestreift und bleiben bezüglich des Rotationsweges der Trommel 10 auf der Vorderseite des Reinigungsblattes 22.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trägt ein Blatthalter 25 das Blatt 22 und ist so ausgerichtet, daß die

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Blattkante 24 gegen die Oberfläche der Trommel 10 mit einer Belastung von etwa 13,4 g/cm angedrückt wird- Bei diesem Druck biegt sich das Blatt 22 längs der Kante 24, wie in Figur 2 und 3 dargestellt. Bei einem Winkel A zwischen der Tangente an die Trommeloberfläche 10 und der Achse des Blattes 22 von etwa 23° beträgt der Winkel B zwischen der Unterseite 23 des Blattes 22 angrenzend an die Kante 24 und der Oberfläche der Trommel 10 etwa 12°, welches der bevorzugte Arbeitswinkel ist. Die Oberfläche 23 des Blattes 22 ist in Figur 5 dargestellt, bei der es sich um eine Mikrophotographie einer Ausführungsform der Erfindung handelt, bei der feste Kugeln aus Polystyrol in die Oberfläche 23 eines Poly(vinylacetatäthylen)-Kopolymerblattes eingepreßt wurden.

Das Blatt 22 kann aus irgendeinem geeigneten flexiblen Elastomeroder Plastikmaterial geformt werden, einschließlich der Materialien, die in den oben aufgeführten Patentschriften beschrieben sind. Es kann sich um geformten oder geschnittenen natürlichen oder synthetischen Gummi handeln, um nicht poröses Polyurethanelastomer, Poly(vinylacetatäthylen)-Kopolymer oder dgl. Die Härte des Blattes sollte vorzugsweise etwa 6 0 bis 70 Shore A betragen.

Die im wesentlichen kugelförmigen Vorsprünge können längs der angrenzenden Rückseite der Kante 24 befestigt oder in dieser eingebettet werden. Die beanspruchten Segmente der Kugeln sollten hart genug sein, um sich einer Deformierung zu widersetzen, wenn sie gegen die Oberfläche der Trommel 10 gedrückt werden, jedoch nicht so hart, daß sie die Abbildungsoberfläche zerkratzen. Sie sollten sich wenigstens längs des Längsteiles des Blattes 22 erstrecken, welcher mit der Trommeloberfläche in Berührung gelangt, wenn das Blatt dagegen gedrückt wird. Die Breite des Bandes der Vorsprünge auf der Unterseite 23

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des Blattes 22 braucht nicht größer zu sein als die Breite der Berührungsoberfläche auf dem Blatt 22, wenn dieses gegen die Oberfläche der Trommel 10 gedrückt wird, so daß ein Winkel von etwa 12° zwischen der Tangente an die Trommeloberfläche und der Achse des Blattes gebildet wird. Jeglicher geeignete Druck kann auf das Blatt ausgeübt werden, um dieses in Berührung mit der Abbildungsoberfläche zu halten. Ein normaler Druck beträgt etwa 10 bis 20 g/cm.

Die zur Bildung der Vorsprünge verwendeten kugelförmigen Teilchen können aus irgendeinem geeigneten Plastik- Keramik- oder Elastomermaterial oder dgl. gebildet werden, welches sich in starre, im wesentlichen kugelförmige Teilchen formen läßt, deren Durchmesser weniger als etwa die Hälfte des Durchmessers der Tonerteilchen beträgt, die zur Entwicklung des Bildes verwendet werden, und ausreichend hart ist, um sich einer Deformierung zu widersetzen, wenn die Kügelchen gegen die zu reinigende Oberfläche gedrückt werden. Für die meisten im Handel erhältlichen Tonerteilchen soll der Durchmesser der Kügelchen gewöhnlich 0,5 Mikron oder weniger betragen. Jegliches geeignete halbkristalline glasartige Polymer wie beispielsweise Polykarbonate, Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, Polytetrafluoräthylen, Polyamid, Nitrilgummi, Silikongummi oder dgl. kann zur Herstellung der kugelförmigen Teilchen verwendet werden. Die Teilchen können durch irgendein bekanntes Verfahren gebildet werden, wie beispielsweise durch Emulsionspolymerisation. Die sphärischen Teilchen können an der Oberfläche des Blattes befestigt werden, indem diese gegen die Blattoberfläche gepreßt werden, während diese aufgeweicht wird, oder durch Ankleben der Kügelchen an der Oberfläche des Blattes mittels eines Klebers.

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Claims

Xerox Corporation, Rochester, N.Y./USA Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Reinigung einer Abbildungsoberfläche eines elektrostatischen Kopiergerätes mit einem Reinigungsblatt, das in Berührung mit der Abbildungsoberfläche gehalten wird, während diese sich relativ zu dem Reingigungsblatt bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsblatt (22) kugelförmige Vorsprünge aufweist, die darauf so angebracht sind, daß sie die Abbildungsoberfläche berühren und eine Abdichtung zwischen dem Reinigungsblatt (22) und der Abbildungsoberfläche bilden, wenn das Reinigungsblatt (22) gegen die Abbildungsoberfläche gedrückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsblatt (22) eine Härte von etwa 60 bis 70 Shore A aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Vorsprünge in das Reinigungsblatt (22) eingebettet sind und Segmente der Kugeln aus der Blattoberfläche vorstehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsblatt (22) gebogen werden kann, wenn es mit etwa 10 bis 20 g/cm über die Länge des Blattes gegen die Abbildungsoberfläche gedrückt wird und die Vorsprünge über die Oberfläche des Blattes in Berührung mit der Abbildungsoberfläche angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsblatt (22) und die kugelförmigen Vorsprünge aus Plastik sind.

6. Verfahren zur Reinigung der Abbildungsoberfläche eines elektrostatischen Kopiergerätes, bei dem ein Reinigungsblatt gegen die Abbildungsoberfläche gehalten wird, während sich diese relativ zum Reinigungsblatt bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsblatt (22) eine Oberfläche mit im wesentlichen kugelförmigen Vorsprüngen in Berührung mit der Abbildungsoberfläche aufweist.

7. Vorrichtung zum Entfernen von Tonerteilchen und dgl. von einer Abbildungsoberfläche einer rotierenden Photorezeptortrommel, mit einem Blatt, einer Einrichtung zur Lagerung des Blattes quer zur Abbildungsoberfläche und zum Andrücken einer Kante des Blattes gegen die Abbildungsoberfläche, so daß das Blatt gebogen wird und ein Teil der Blattoberfläche angrenzend an diese Kante in Berührung mit der Abbildungsoberfläche gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die Abbildungsoberfläche berührende Teil des Blattes (22) mit im wesentlichen

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kugelförmigen Vorsprüngen bedeckt ist, die daran befestigt sind und einen Durchmesser aufweisen, durch den jegliche Tonerteilchen auf der Abbildungsoberflache von wenigstens einem Vorsprung angestoßen werden, und die VorSprünge im wesentlichen nicht deformierbar sind, wenn sie gegen die Abbildungsoberfläche gedrückt werden.

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