DE2630049A1

DE2630049A1 - Reinigungsvorrichtung fuer eine elektrostatische kopiermaschine

Info

Publication number: DE2630049A1
Application number: DE19762630049
Authority: DE
Inventors: Daniel Richard Meyer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1976-07-03
Publication date: 1977-01-27
Also published as: US3955235A; SE416426B; BR7604420A; CA1059202A; AU503091B2; ES449586A1; FR2317678A1; FR2317678B1; SE7607211L; BE843627A; AU1516576A; IT1063306B; GB1496634A; JPS529431A; CH592902A5

Description

kd/se

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: LE 974 007

Reinigungsvorrichtung für eine elektrostatische Kopiermaschine

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für eine elektrostatische Kopiermaschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, gegen einen an ihrer Oberfläche anliegen- ^! den Schaber umlaufenden Abscheidewalze für überschüssigen Toner, mit bezüglich der Abscheidewalze diametral gegenüberliegenden Eintritts- und Austrittsöffnungen, die sich parallel zur Abscheidewalze über deren ganze Länge erstrecken, und mit einer zwischen Gehäuse und Abscheidewalze gebildeten Luftkammer.

Bei elektrostatischen Kopiermaschinen stellt sich das Problem, die zur Entwicklung verwendeten Tonerteilchen von der Photo- j leitertrommel zu entfernen, von tonerfremden Bestandteilen wie Papierabrieb, Staub und dergleichen zu befreien und schließlich dem Tonervorratsbehälter für weitere Verwendung wieder zuzuführen. Hierzu sind Filter- und Reinigungsvorrichtungen mit ; hohem Wirkungsgrad erforderlich. ]

Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, VoI, 15, Nr. 12, j

Mai 1973, Seite 3643 ist eine Reinigungsvorrichtung für elektro- :

statische Kopiermaschinen bekannt, die eine in einem Gehäuse ^:

drehbar gelagerte, gegen einen an ihrer Oberfläche anliegenden j

Schaber umlaufende Abscheidewalze für den überschüssigen Toner, j

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sowie bezüglich der Abscheidewalze diametral gegenüberliegende Eintritts- und Austrittsöffnungen, die sich parallel zur Abscheidewalze über deren ganze Länge erstrecken, eine zwischen Gehäuse und Abscheidewalze gebildete Luftkammer und ein Filter, welches im Luftstrom angeordnet ist, aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist eine verbesserte Reinigungsvorrichtung der zuvorgenannten Art, mit der tonerfremde Bestandteile aus dem Toner entfernt werden können und bei der das Abstreifen des Toners durch den Schaber außerhalb des Luftstromes erfolgt, wodurch eine Mitnahme des ,abgeschabten Toners durch den Luftstrom vermieden wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Reinigungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche eines Filters in Reibkontakt mit einer Abscheidewalze derart angeordnet ist, daß die Luftkammer in zwei Kammern unterteilt wird, deren eine der Eintrittsöffnung und deren andere der Auffangvorrichtung zugeordnet ist, und daß die der Abscheidewalze abgewandte Seite des Filters als Abluftöffnung ausgebildet ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt»

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der speziellen Beschreibung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Reinigungsvorrichtung einer Kopiermaschine, die in US-Patent 3 758 774 beschrieben ist,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

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Fig. 3 eine schematische Darstellung der Antriebsvorrichtung einer Kopiermaschine,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1«

Fig. 1 zeigt eine verbesserte Reinigungsstation als Teil einer elektrostatischen Kopiermaschine, die in US-Patent 3 758 774 beschrieben ist. In Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 dargestellt. Die Reinigungsstation 11 umfaßt eine in Richtung des Pfeils umlaufende Faserbürste 12, die mit der Oberfläche 14 einer in entgegengesetzter Richtung gleichzeitig und synchron umlaufenden Trommel 10 in Reinigungskontakt steht. Auf der Oberfläche zurückbleibender Toner wird durch die gegenläufige Rotation der Bürste 12 entfernt und durch die Luft mitgenommen, die durch die Rotation der Bürste durch eine öffnung 17 in die Abscheidekammern gedrängt wird, in welchen eine umlaufende Abscheidewalze 18 angeordnet ist. Die Abscheidekammern weisen ein Filter 19 auf _f welches das von der elektrisch geladenen Abscheidewalze 18 nicht angezogene teilchenförmlge Material aus filtert. Unter den Abscheide"¹ kammern ist eine Tonerauffangvorrichtung 20 angeordnet, von welcher abgestreifter Toner zu einem Tonerreservat für dessen Wiederverwendung zurückgeführt wird« Das Filter 19 ist an Punkt 21 in Reib- und Reinigungskontakt mit der Abscheidewalze 18, wobei sich der Kontakt über die gesamte Länge der Rolle 18 erstreckt. Durch diesen Reibkontakt wird teilchenförmiges Ma-

terial von der Rolle 18 entfernt und gleichzeitig wird eine | Trennung der Abscheidekammer innerhalb des Gehäuses 48 in eine j obere Hochdruckkammer 30 und eine Kammer 31 mit niedrigerem Druck bewirkt.

In einem Ausführungsbeispiel der Reinigungsstation 11 sind die Reinigungsbürste 12 und eine ihr zugeordnete Abstreifschiene 16 zwischen Tragplatten 23 und 24 justierbar angeordnet (Fig, 4). Die Platten 23 und 24 ihrerseits sind einstellbar am Maschinen-

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,rahmen 25 befestigt, was beispielsweise mittels Lagerblocks 26 j und 27 erfolgen kann. Die Anordnung erfolgte derart, daß bei der Rotation der Bürste 12 die Fasern gegen die Abstreifschiene 16 schlagen, wobei das teilchenförmige Material aus der Bürste entfernt wird und in die Abscheidekammer 30 gelangt.

In der Abscheidekammer zieht die elektrisch gelade Abscheidewalze 18 die entgegengesetzt geladenen Tonerteilchen an. Andere Teilchen bleiben in der Luft und werden durch das Filter 19 in I der oberen Luftkammer ausgeschieden oder zu der Abscheidewalze getragen. Filter 19 ist derart in Reibkontakt mit der Oberfläche ider Abscheidewalze 18_f daß die Abscheidekammer in zwei getrennte ;Luftkammern 30 und 31 unterteilt wird. Die untere Kammer 31 hat einen niedrigeren Druck als die obere Kammer 30, Die in die Abscheidekammer gelangte Luft wird zur Hauptsache durch das Filter ;19 gedrückt und gelangt durch große rechteckig verlängerte öff-Inungen 32 an die Atmosphäre, Der Reibkontakt zwischen dem Filter 19 und der Oberfläche der Abscheidewalze 18 ist so eingestellt, daß die Tonerteilchen_f die aufgrund elektrischer Kräfte an der

'Oberfläche der Abscheidewalze 18 haften, durch den Reibkontakt nicht entfernt werden. Andere Teilchen, die keine elektrische Ladung, die den Tonerteilchen entgegengesetzt ist, aufweisen_f haften an der Oberfläche der Abscheidewalze 18 weniger stark aufgrund elektrostatischer Anziehung und werden durch den Reibkontakt entfernt. Die an der Abscheidewalze 18 haftenden Tonerteilchen werden von ihrer Oberfläche durch einen Schaber 33 entfernt, dessen Schneide an der Oberfläche der Abscheidewalze 18 anliegt. Die vom Schaber entfernten Tonerteilchen fallen in eine Auffangvorrichtung 20 _r von wo sie durch eine Förderschnecke zum Tonerreservat zurücktransportiert werden,

Photoleitertrommel 10, Reinigungsbürste 12 und Abscheidewalze 18 werden von einem gemeinsamen Motor 34 über eine weiter unten zu beschreibende Antriebsvorrichtung angetrieben. Für jede zu erstellende Kopie wird der Motor 34 beispielsweise über eine

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Drucktaste eingeschaltet, und die Trommel 10, die Bürste 12 und die Walze 18 werden gleichzeitig in Betrieb gesetzt. Die Bürste 12' und die Walze 18 sind in dem Gehäuse 48 gegenüber den beweg- \ liehen Platten 23 und 24 und den Lagerblocks 26 und 27 luft- : dicht abgeschlossen. Der Luftabschluß kann durch bekannte Anordnungen erfolgen, die die Durchführung einer rotierenden Welle gestatten. Das Gehäuse 48 erstreckt sich zwischen den Lagerblocks 26 und 27, um die Kammern 30 und 31 abzudichten (Fig. 4). Die Platten 23 und 24 sind mit den Blocks 26 und 27 in Kontakt, und die Enden der Bürste 12 sind mit Dichtungen 26A und 27A abgedichtet. Die Bürste 12 erstreckt sich axial an den Stellen 26B und 27B in die Lagerblocks 26 und 27, Die Bürste 12 ist auf einer geteilten Welle 46 (Fig, 4) drehbar gelagert.

Der Reinigungsvorgang wird weiter dadurch gefördert _r daß das ! Filter 19 aus mehreren Schichten mit abgestufter Struktur aufgebaut ist. Die Schicht mit der gröbsten Struktur ist an der mit der Abscheidewalze 18 in Berührung stehenden Seite ! 3OA des Filters 19 angeordnet, die Schicht mit der feinsten Struktur 3OE befindet sich auf der den Austrittsöffnungen 32 ^j zugewandten Seite des Filters 19, Die Abstufung des Filters .

von der Oberfläche 3OA bis zu den Ausgangsöffnungen 32 hat verschiedene Vorteile. Die relativ grobe Struktur an der Oberfläche 3OA erleichtert die teilweise Reinigung durch den Reibkontakt im Bereich der Stelle 21 der Abscheidewalze 18, Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Wirksamkeit des Filters 19 bezüglich der Abscheidung teilchenförmigen Materials verbessert wird. Kleine Teilchen fließen mit der Luft durch das luftdurchlässige Filter zu den feiner strukturierten Teilen des Filters, während die größeren Teilchen in der Nähe der Oberfläche 3OA festgehalten werden. Auf diese Weise wird die Ansammlung von Schmutzstoffen über die ganze Dicke des Filters verteilt, wodurch die Lebensdauer des Filters erhöht wird.

Beim Aufbau des Filters 19 werden gegenüber einer linearen Zunahme der Struktur des Filters von der Oberfläche 3OA zur Aus-

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gangsöffnung 32 eine Vielzahl von Filterlagen unterschiedlicher Struktur bevorzugt. In einem ausgeführten Beispiel bestand die äußere Schicht 3OB aus einem Material mit sehr grober Struktur, die nächste Schicht 3OC hatte eine mittlere Feinheit, die Schicht 3OD war feiner und die Schicht 3OE war entsprechend noch feiner in der Struktur.

Da das Filter 19 wirksam teilchenförmiges Material aus der oberen Kammer 30 sammelt, ist die Austauschbarkeit des Filters eine wichtige Forderung. Zu diesem Zweck ist die Ausgangsöffnung 32 durch eine abnehmbare Deckplatte 35 abgeschlossen, die schwenkbar in einer Nut 36 gelagert ist, die in die Wand 91 eingelassen ist, welche einen Teil der Abscheidestation 11 bildet und isolierend sowohl die Abscheidewalze 18 als auch die Auffangvorrichtung 20 trägt. Das obere Ende der Abdeckplatte 35 ist mittels einer Haltefeder 37 mit dem Gehäuse 48 verbunden«

Zum Austausch des Filters 19 wird zunächst die Haltefeder 37 entfernt, die Abdeckplatte 35 nach auswärts geschwenkt und aus der Nut 36 gehoben. Filter 19 kann dann aus der Station 11 entfernt werden. Nach dem Austausch des Filters wird die Abdeckplatte 35 wieder in die Nut 36 eingesetzt, gegen das Gehäuse 48 geschwenkt und durch Aufsetzen der Haltefeder 37 auf die Haltefinger 38 befestigt,

i>ie Abscheidespannung für die Abscheidewalze 18 wird von einer Gleichspannungsquelle geliefert. Deren positiver Pol ist mit dem Gehäuse 48 verbunden, während ihr negativer Pol an den in der Wand 91 gelagerten Schaber 33 angeschlossen ist. Es ist Wichtig, daß zwischen dem Schaber 33 und der Abscheidewalze 18 ein guter elektrischer Kontakt besteht. Die Walze 18 ist isolierend gelagert, so daß die Tonerteilchen mittels eines statischen elektrischen Feldes in die Abscheidevorrichtung gezogen Werden.

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In Fig. 3 ist der Antriebsmechanismus für die Abscheidestation 11 sowie für die übrigen, nicht dargestellten Teile des Kopiergeräts dargestellt. Der Motor 34 ist auf dem Maschinenrahmen 25 angeordnet. Die Motorriemenscheibe 213 treibt über einen Riemen 214 in Richtung des Pfeils 215 die Hauptantriebsscheibe 216, die ihrerseits einen Riemen 217 antreibt. Eine Spannrolle 220, die an einem durch Federkraft verschwenkbaren Arm angeordnet ist, hält den Riemen 217 unter Spannung, Der Riemen 217 treibt über eine Scheibe 45 direkt die Bürste 12 an. Der Riemen 217 ist über eine lose Rolle 222 geführt. Die Photoleitertrommel steht über einen Satz Zahnränder 223 bis 226 in Wirkungsverbindung mit der Hauptantriebsscheibe 216, wobei das Zahnrad 223 auf der Hauptantriebsscheibe 216 und das Zahnrad 226 fest auf der Welle 227 der Photoleitertrommel 10 angeordnet ist, Die Walze 18 wird von einem Riemen 230 angetrieben _f der von der Antiebsscheibe 231 auf der Welle 227 über eine lose Rolle. 232 und über die Scheiben 233 und 234 läuft. Die Abscheidewalze 18 ist auf einer Welle 115 montiert, auf welcher auch die Scheibe 235 angeordnet ist, und wird mittels des Riemens 236 angetrieben, der über die Scheiben 235 und 233 läuft. Mit dem Riemen 230 wird ferner über eine Scheibe 234A ein Zähler 160 betätigt, der für die Zählung der Anzahl der Maschinenzyklen _f wie auch für Kundendienstzwecke nützlich ist.

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PATENTANSPRÜCHE

J Reinigungsvorrichtung für eine elektrostatische Kopier- '" maschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, gegen einen an ihrer Oberfläche anliegenden Schaber umlaufenden Abscheidewalze für überschüssigen Toner, mit bezüglich der Abscheidewalze diametral gegenüberliegenden Eintritts- und Austrittsöffnungen, die sich parallel zur Abscheidewalze über deren ganze Länge erstrecken, und mit einer zwischen Gehäuse und Abscheidewalze gebildeten Luftkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (3OA) eines Filters (19) in Reibkontakt (21) mit einer Abscheidewalze (18) derart angeordnet ist, daß die Luftkammer in zwei Kammern (30) und (31) unterteilt wird_f deren eine (30) der Eintrittsöffnung (17) und deren andere (31) der Auffangvorrichtung (20) zugeordnet ist und daß die der Abscheidewalze (18) abgewandte Seite des Filters (19) als Abluftöffnung (32, 35) ausgebildet ist.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (19) aus mehreren Schichten Filtermaterial (30B bis 30E) mit unterschiedlichen Feinheitsgraden aufgebaut ist und daß die Schicht (30B) mit der gröbsten Struktur in Reibkontakt (21) mit der Abscheidewalze (18) angeordnet und die Schicht (30E) mit der feinsten Struktur an einer mit Abluftöffnungen

(32) versehenen Abdeckplatte (35) des Gehäuses (48) ist.
3. Reinigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2_r dadurch gekennzeichnet, daß das Filter 19 mit einer Abdeckplatte (35) auf einem isolierenden Gehäuseteil (91) angeordnet ist, der eine in Richtung der Abscheidewalze (18) über deren ganze Länge verlaufende Nut (36) aufweist, in der ein Rand der Platte (35) schwenkbar gelagert ist, während ihr anderer Rand mit dem Gehäuse (48) verriegelbar ausgebildet ist (37, 38).

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