DE2603647C3

DE2603647C3 - Elektrophotographisches Kopiergerät

Info

Publication number: DE2603647C3
Application number: DE2603647A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Goto
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1981-07-16
Also published as: US4052959A; DE2603647B2; CA1069579A; GB1531575A; DE2603647A1; JPS5188230A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs I v> angegebenen Gattung.

Bei einer bekannten Ausführungsform eines elekirophotographischen Kopiergerätes wird die erzeugte, elektrostatische, latente Abbildung mittels eines aufgebrachten flüssigen Entwicklers zu einem Tonerbild ^w entwickelt; der überschüssige flüssige Entwickler muß jedoch von dem Tonerbild entfernt werden. Deshalb ist aus der DIi-OS 23 61 833 ein elektrophotographisches Kopiergerät der angegebenen Gattung bekannt, bei dem eine drehbare Rolle gegenüber dem drehbaren. ^h'< photoleitenden Teil, im allgemeinen einer Trommel, mil dem Tonerbild angeordnet ist. Die Welle dieser Rolle wird durch zwei Lager gehallcrt. welche die beiden gegenüberliegenden Enden der Welle tragen und deren Durchmesser um einen vorgegebenen Wert größer als der Durchmesser der Rolle ist.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Einrichtung zur Entfernung des überschüssigen flüssigen Entwicklers, daß der flüssige Entwickler in die Lager der Rolle geraten kann und diese daher ihre Funktion nicht mehr erfüllen können, die Rolle auch über längere Zeiträume in einem konstanten Abstand von der Oberfläche des photoieitenden Teils zu halten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung dahingehend weiterzubilden, daß die Lager nicht beschädigt vverden können und der Abstand der Rolle von dem photoleitenden Teil auch nach langer Benutzung zuverlässig erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des neuen Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Lmteransprüchen zusammengestellt.

Aus dem DE-GM 18 25 373 und aus der DE-AS 11 62 645 sind zwar bereits Lager bekannt, wie sie auch für die Halterung der Abstreifrolle für den flüssigen Entwickler verwendet werden. Diese Druckschriften beschäftigen sich jedoch nur mit dem allgemeinen Aufbau solcher Wälzlager und enthalten keinen Hinweis auf das oben erwähnte, nur bei mit flüssigem Entwickler arbeitenden elektrophotographischen Kopiergeräten auftretende Problem.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß durch die hier beanspruchte Ausgestaltung des Lagers und der zusätzlichen Abstreifeinrichtung sicher und zuverlässig verhindert wird, daß der flüssige Entwickler in die Lager eindringen und ihre Funktion nachteilig beeinflussen kann; denn gerade die Lager für die Abstreifrolle stellen einen der wesentlichen Bauteile eines elektrophotograyjhischen Kopiergerätes dar, weil diese Lager eine Doppelfunktion erfüllen; sie sollen einerseits — in üblicher Weise — die leichte Drehung der Rolle ermöglichen, darüberhinaus jedoch noch gewährleisten, daß die Rolle auch nach längerem Betrieb noch in einem genau definierten Abstand zur Oberfläche des photoleitenden Teils gehalten wird. Gerade diese zweite Teilfunktion ist sehr wesentlich, da hierdurch gewährleistet wird, daß eine genau definierte Menge des flüssigen Entwicklers auf der Oberfläche des photoleitenden Teils zurückbleibt und damit die Entwicklung einwandfrei durchgeführt werden kann.

Schon bei einer sehr geringen Änderung der Eigenschaften des Lagers wird die Aufrechterhaltung dieses genau definierten Abstandes nicht mehr gewährleistet, so daß es schon zu Störungen bei der Entwicklung kommt.

Solche Störungen lassen sich nur durch eine sehr aufwendige Reparatur beseitigen, da hierzu im allgemeinen entweder die Rolle oder gar das photoleitende Teil ausgetauscht werden muß. Auch diese, sonst nicht zu vermeidenden Arbeiten können durch die Verwendung der hier beanspruchten Ausgestaltung der Lagerung für die Welle verhindert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbcispiclen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigl

F i g. I einen Teil einer Seitenansicht eines cleklropholographischen Kopiergerätes.

K i g. 2 einen Teil eines Längsschnittes durch das

Kopiergerät nach Fig. 1,

Fi g, 3 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch ein bei einem solchen Kopiergerät verwendetes Lager,

Fig,4 eine der Fig,3 ähnliche Ansicht, in welcher jedoch ein anderes Lager dargestellt ist,

F i g. 5 eine weitere der F i g, 3 ähnliche Darstellung, in welcher noch ein weiteres Lager dargestellt ist, und

Fig.6 eine Darstellung, in welcher Abstreifeinrichtungen dargesisilt sind, um EntwicklerflüssigUeit von einer Rolle des Geräts zu entfernen.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großer Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen Bezug genommen.

In F i g. I drehen sich eine Rolle 1 und eine photoleitfähige Trommel 12 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß die Oberfläche der Rolle 1, die sehr nahe bei der Trommel 12 angeordnet ist, sich in einer Richtung bewegt, die der des Bildteils auf der photoleitenden Trommel 12 entgegengesetzt ist. Die Rolle 1 ist nahe bei einer Entwicklungsstation 13 und zwischen dieser Eniwickiungsstation 13 und einer Obertragungsstation 14 so angeordnet, daß ein Spalt f zwischen den benachbarten Flächen der Trommel 12 und der Rolle 1 festgelegt ist

Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, ist ein Paar Lager 3, deren Außendurchmesser jeweils um 2 ί größer ist als der Durchmesser der Rolle 1, an einer Welle 4 angebracht, welche konzentrisch zu der Rolle 1 an dieser befestigt ist, um dadurch den vorerwähnten Spalt bzw. Abstand t aufrechtzuerhalten. Die beiden gegenöberliegenden Enden der Welle 4 sind durch ein weiteres Paar Lager 5 drehbar gehaltert Auf die Lager 5 wirkt die Kraft von entsprechend bemessenen schraubenförmigen Druckfedern 6, welche zwischen den Lagern 5 und feststehenden Teilen 15 des elektrophotographischen Kopiergeräts angeordnet sind. Die Vorspannkraft der Federn ist bestrebt, die Außenumfänge der Lager 3 unter Druck an den bildfreien Flächenbereichen, wie dargestellt, an den Enden der Oberfläche der Trommel 12 in Anlage zu bringen, so daß der Spalt t ständig zwischen der Rolle 1 und der Trommel 12 aufgrund des Unterschieds zwischen dem Außendurchmesser der Lager 3 und dem Durchmesser der Rolle 1 aufrechterhalten bleibt

Die Welle 4 trägt an ihrem einen Ende ein Kettenrad 7, welches von einem weiteren Kettenrad 9 über eine Kette 8 angetrieben wird. Das Kettenrad 9 ist an einer abtreibenden Welle 10a eines Motors 10 mit regelbarer Drehzahl angebracht. Die Rolle 1 wird mit einer Geschwindigkeit gedreht, welche durch die Oberflächengeschwindigkeit der Trommel 12 festgelegt ist, um dadurch einen optimalen Wirkungsgrad beim Entfernen von überschüssiger Entwicklerflüssigkeit zu schaffen. Der überschüssige Entwickler auf der Oberfläche der Trommel 12 wird mittels der Rolle 1 entfernt, und der an der Rolle I anhaftende Entwickler wird mittels einer Wisch- oder Abstreifeinrichtung 2 entfernt. Um eine berührungstrockene Kopie zu schaffen, wie sie mit dem vorbeschriebenen System bei einem mit Trockenentwickler arbeitenden Verfahren erhaltbar ist, ist der Spalt / S(J klein wie möglich gemacht, obwohl die Rolle I eindeutig frei von dem entwickelten Bild bleiben muß (und mit diesem nicht in Berührung kommen darf). Ein derart schmaler Spalt / ist insbesondere bei einem mit hoher Drehzahl orboitenden Kopiergerät erforderlich. und der Spalt / muß genau bei etwa 50 Mikrometer eingehalten werden.

Die Genauigkeit des Spaltes / hängt hauptsächlich von der Genauigkeit der der Rolle 1 zugeordneten Lager 3 ab. Es ist jedoch schwierig, einen solchan gleichmäßigen und schmalen Abstand ι zwischen der Trommeloberfläche 12 und der Rolle 1 einzuhalten, da ·-, die Lager 3, selbst wenn Lager, die aus einem sehr haltbaren verschleißfesten Harzmaterial hergestellt sind, verwendet sind, eine ungleichmäßige Abnutzung und das sich daraus ergebende Spiel nicht verhindern. Ein Toner, der für ein Kopiergerät mit einer

κι sogenannten halbfeuchten Übertragung verwendet wird, erfordert insbesondere einen großen Harzbestandteil, und die Tonerpartikel neigen dazu, in die Lager einzudringen. Der Harzbestandteil in den Tonerpartikeln wird trocken und haftet fest an den

ii Lagern, wenn das Gerät nicht benutzt wird. Der Harzbestandteil kann, wenn er einmal getrocknet ist, selbst dann nicht feinstverteilt werden, wenn er in die Entwicklerlösung eingetaucht wird, so daß die Verschleißgeschwindigkeit der Lager zunimmt Im allerschlimmsten Fall drehen sich die Lar;:r nicht mehr, und die Rolle 1 erfüllt nicht mehr den vorgesehenen Zweck. Die Verschleißgeschwindigkeit von normalen Strahlkugellagern ist geringer als die von Lagern aus Harzmaterial, aber Stahlkugellager sind den eindringenden Tonerpartikeln ebenso ausgesetzt, welche ein Drehen verhindern. Darüber hinaus wird das Bild während der Entwicklung auch noch nachteilig durch das Lagerschmiermittel beeinflußt, welches aus den Lagern leckt und austritt und die Ent'vicklerflüssigkeit

M verschmutzt.

In Fig.3 weisen daher die Lager 3 jeweils einen inneren Laufring 21, welcher an der Welle 4 befestigt ist, an der wiederum die Rolle 1 angebracht ist, und einen äußeren Laufring 22 auf, der gegen die Oberfläche der Trommel 12 gedrückt ist und auf dieser sich abrollt. Die Kugeln 23 oder andere entsprechende Rollkörper sind betriebsmäßig zwischen dem inneren Laufring 21 und dem äußeren Laufring 22 der Lager 3 angeordnet und durch eine Halteeinrichtung 24 zurückgehalten. Ein Paar Gummidichtungen 26, in weichen jeweils zur Versteifung ein Stahlblech 25 eingebettet ist, sind an dem äußeren Laufring 22 befestigt und liegen elastisch federnd an dem inneren Laufring 21 an, um dadurch den den Kugeln 23 angepaßten Raum luftdicht zu halten. Bei dieser Ausführung und Ausbildung der Lager 3 kann in sie kein Toner eindringen, und die Aufgabe der Rolle 1 kann zuverlässig aufrechterhalten werden.

Eine weitere Ausführungsform eines Lagers ist im Schnitt in Fig.4 dargestellt und in seiner Gesamtheit mit 3' bezeichnet; hierbei ist einem Kugellager 31 ein Paar V-förmiger Ringdichtungen 33 zugeordnet.

Ein äußerer Laufring 31 a des Kugellagers 31 ist an der inneren Umfangsfläche eines Gehäuses 32 des Lagers 3' befestigt, dessen äußere Umfangsfläche wiederum an der Trommel 12 anliegt und sich auf diese; abrollt. Die die Rolle 1 tragende Welle 4 ist an einem inneren Laufring 31 b des Lagers 31 befestigt Auf den beiden Seiten des Lagers 31 sind innerhalb des Gehäuses 32 die V-förmigen Rin^Jichtungen 33 angeordnet, welche jeweils an der Welle 4 befestigt und elastisch federnd in Anlage an der Seite des äußeren Laufrings 31a gehalten sind.

liine weitere Ausführungsform eines bei der Erfindung verwendeten Lagers ist in F ι g. 5 dargestellt und in

·>> seiner Gesamtheit >nit 3" bezeichnet; hierbei sind anstelle der V-förmigen Ringdichtungen 33 öldichtungen 34 verwendet. Ferner ist jede öldichtung 34 an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 32 befestigt und

federnd an der Welle 4 in Anlage gehalten. Die Öldichtungen 34 sind in dem Gehäuse 32 auf den beulen, einander gegenüberliegenden Seiten des Lagers 31 angeordnet.

Obwohl die vorbeschriebenen Lager ein Kindringen der Entwicklerflüssigkeit verhindern, ist es ratsam und zweckmäßig, einen noch besseren Schutz der Lager vorzusehen, welche der Entwicklcrflüssigkeit ausgesetzt sind, um deren Eindringen zu verhindern.

In Fig. 6 sind ein Paar seitlicher Schleif· oder Abstreifeinrichtiingen 35 in Drehrichtung vor den Lagern 3 vorgesehen und unter Druck in Anlage an der Trommel '2 gehalten, um dadurch die Entwicklcrflüssigkeit von den Enden der Trommel 12 zu entfernen, bevor sie mit den Lagern 3 in Berührung kommt.

Die Abstreifeinrichtung 2 liegt über der ganzen Breite der Rolle 1 an dieser an und weist von den Lagern 3 einen bestimmten Abstand auf. so daß auf die Lager 3 keine Reibungskraft ausgeübt wird und sie sich gleichmäßig ruhig drehen können, ohne die Oberfläche der Trommel 12 zu beschädigen. Die gleichmäßig ruhige Drehbewegung der Lager 3 wird auch noch durch die seitlichen Abstreifeinrichtungen 35 unterstützt, welche die F.ntwicklcrflüssigkeil von der Trommele >berfläche entfernen, um dadurch die Möglichkeit, daß Entwicklerflüssigkeit in die Lager 3 eindringt, auf ein Minimum herabzusetzen und um eine gewisse Reibungskraft zwischen den Lagern 3 und der Oberfläche der Trommel 12 zu schaffen.

Im allgemeinen wird in Kugellagern ein Schmiermittel verwendet. Wenn jedoch E.ntw icklerflüssigkeit in die Lager 3 eindringen und anschließend wieder aus den Lagern 3 austreten sollte, wobei sie sich mit dem Schmiermittel vermischt hat. würde das Schmiermittel den Entwickler verschmutzer, und dadurch möglicherweise nachteilig auf die Entwicklung des Hildes einwirken. Fs sind eine Reihe von \ ersuchen durchgeführt worden, um ein Schmiermittel /\: schalten, welches das Bild nicht nachteilig beeinflußt, selbst wenn es sich mit dem Flüssigkeitsentw ickler ν ermischt.

Hierbei muß das Schmiermittel den folgenden

Λ ηInfnPnincTPn »j^ni ι σί*η -

(1) Es darf nicht mi; dem Flüssigentwickler chemisch reagieren (es darf keine Affinität haben).

(2) Es darf nicht dazu neigen, aus den Lagern herauszufließen (es darf kein Dispersationsvermöeen haben).

(3) Es darf die Drehbewegung der Lager nicht störend beeinflussen (el. h. es muß eine .Schmierwirkung haben).

Bei den Versuchen und Untersuchungen wurden Schmiermittel mit unterschiedlichen Eigenschaften mit einem Flüssigentwickler gemischt, um ihr Dispersationsvermögen zu bestimmen. Die Versuche haben gezeigt, daß Schmiermittel, deren Grundöle organisch sind, nicht ohne weiteres und leicht dispergieren, während die Schmiermittel, welche anorganische Gnindölc als Ausgangsstoffe aufweisen, viel leichter und ohne Schwierigkeit dispergieren. Es wurde auch herausgefunden, daß Schmiermittel, welche anorganische Grundöle aufweisen, nicht ohne Schwierigkeit in auf organischen Grundölen aufgebauten Schmiermitteln dispergiert werden können.

Die untersuchten Schmiermittel wurden dann in einen Flüssigentwickler eingebracht, und die Mischungen wurden uuiit! zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern verwendet, um dadurch die Gute der sich ergebenden Bilder zu bestimmen und festzustellen. Hierbei hat sich gezeigt, daß die meisten der organischen Schmiermittel die Schwärzungsdichte des sich ergebenden Bildes herabsetzen. Obwohl der Grund für diese Minderung des Bildschwärzungsgrades nicht geklärt werden konnte, wird vermutet, daß die Tonerpartikel durch die Fettsäure in den organischen Schmiermitteln daran gehindert werden, ihre Ladung zu halten.

Die anorganischen Schmiermittel hatten dagegen im Unterschied zu ilen organischen Schmiermitteln keine Minderung in der Bilschwärzurigsdichte zur Folge Demzufolge wurde hieraus geschlossen, daß Schmiermittel mit einem gewissen Dispersationsvermögen die sich ergebenden Bilder nicht nachteilig beeinflussen, während Schmiermittel ohne dieses Dispersationsver mögen die Bilder nachteilig beeinflussen.

Wenn somit die Lager 3 wirksam abgedichtet sind oder verhindert wird, daß die Lager der Entwicklerflüssigkeit ausgesetzt sind, kann der Spalt f zwischen der Trommel 12 und der Rolle 1 über eine lange Zeit konstant urhalirn werden. Ferner wurde frstppstrllt daß ein mittels des Geräts entwickeltes Kopierblatt berührungstrocken ist. und daß Schmiermittel der Lager 3 die Bildqualität nicht nachteilig beeinflußt, selbst wenn der Entwickler in die Lager 3 eindringt und vermischt mit Schmiermittel wleder austritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Pateniansprüche:

1. Elektrophotographisches Kopiergerät mit einem drehbaren photoleitenden Teil, mit einer Rolle, welche bei dem photoieitenden Teil angeordnet ist und in einer Richtung drehbar ist, so daß sich ein Umfangsbereich der Rolle, welcher dem photoleitenden Teil am nächsten liegt, in einer Richtung dreht, welche der eines Umfangsbereichs des photoieitenden Teils entgegengesetzt ist, wel- iu eher der Rolle am nächsten liegt, mit einer Welle, auf welcher die Rolle befestigt ist, damit sie sich zusammen mit dieser dreht, und mit zwei Lagern, weiche die beiden gegenüberliegenden Enden der Welle tragen und deren Durchmesser um einen is vorbestimmten Wert größer als der Durchmesser der Rolle ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Lager (3) in an sich bekannter Weise folgende Teile aufweist: einen inneren an der Welle (4) befestigten Laufring (21), einen auf dem photoieitenden Teil (12) abrollenden äußeren Laufring (22), zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnete Rollkörper (23) und eine Dichteinrichtung (26), welche die Rollkörper (23) umschließt, und daß eine Abstreifeinrichtung (35) in Drehrichtung vor jedem der be^:den Lager (3) an den seitlichen Enden des photoieitenden Teils (12) anliegt.

2. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht- » einrichtung QG) elastisch federnd ausgebildet ist

3. Elektrophotographischer Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die DichteinricNjjng (26) an dem inneren Laufring (21) oder an dem äußeren Laufring (22) befestigt ist und an dem jeweils anderen Laufring (21,22) elastisch federnd anliegt.

4. Elektrophotographisches Kopiergerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch federnde Dichteinrichtung *o (26) eine eingebettete Metallversteifung (25) aufweist.

5. Elektrophotographisches Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein anorganisches Schmiermittel für die Lager (3).

6. Elektrophotographisches Kopiergerät nach einem der Ansprüche I bis 5, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (24) für die Rollkörper (23) der beiden Lager (3).

50