DE2644521B2

DE2644521B2 - Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen, photoleitfähigen Oberflache

Info

Publication number: DE2644521B2
Application number: DE19762644521
Authority: DE
Inventors: Manabu Mochizuki; Teruyuki Ohnuma; Hazime Oyama; Kohji Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-11-26
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB1557719A; JPS5533075B2; JPS5265450A; DE2644521C3; CA1066758A; DE2644521A1

Description

gerät mit einer in einem elektrisch leitenden mit einer Vorlage und die Aufladung der photoleitfähi-

Abschirmgehäuse mit einer öffnung zur photoleitfä- gen Oberfläche gleichzeitig durchzufuhren (DE-OS

higen Oberfläche hin angeordneten Entladungselek- 22 24 694 und GB-PS13 50 795).

trade und mit einer gleichzeitig nut der Entladungs- Bei einem weiteren bekannten Reinigungsverfahren

elektrode wirkenden Lampe, wobei sich das Licht io wird die photoleitfähige Oberfläche einerseits insge-

von der Lampe in Bewegungsrichtung der photoleit- samt mit Licht bestrahlt und unabhängig davon der

fähigen Oberfläche weiter als das elektrische Feld Wirkung einer Reinigungselektrode ausgesetzt (DE-OS

von der Entladungselektrode erstreckt, sowie mit 23 62 097). Diese Schritte reichen jedoch nicht aus, die

einer Reinigungseinrichtung zur Entfernung von zuverlässige Entfernung des Toners durch die folgende

zurückgebliebenem Toner von der photoleitfahigen ts Bürste zu gewährleisten, und gleichzeitig die völlige

Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß -entladung der photoleitfahigen Oberfläche sicherzustel-

in dem Abschirmgehäuse (41,51, 61) zusätzlich zu Ien. Selbst wenn jedoch einige wenige Ladungen auf der

der Entladungselektrode (44) auch die Lampe (43) Oberfläche zurückbleiben, ergibt sich eine Verfälschung

vorgesehen ist, daß das Abschirmgehäuse (41,51,61) der anschließend erzeugten, latenten Abbildung, so daß

lichtundurchlässig ist und daß das Abschirmgehäuse 20 qualitativ minderwertige Kopien entstehen.

(41, 51, 6Ü), an seiner in Bewegungsrichtung der Eine Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen,

pfaotolthigen Oberfläche (12) gelegenen Sehe photoieitfähigen Oberfläche nach der Übertragung des

eine lichtdurchlässige und elektrische Felder ab- Toners für ein elektrophotographisches Kopiergerät

schirmende Einrichtung(41c; 4Id; 51<i 5Ie; 616,6id) der angegebenen Gattung ist schließlich aus der DE-OS

besitzt, die erlaubt, daß das licht aus der Lampe (43) 25 15 22 645 bekannt und weist eine als Doppelcoronaein-

sich weiter nach vorne in Bewegungsrichtung der richtung ausgebildete Entladungselektrode und eine

photoleitenden Oberfläche (12) als das elektrische Lichtquelle auf, die gleichzeitig wirken, da das Licht

Feld der Entladungselektrode (44) erstreckt durch Abschirmungen in der Coronaemrichtung auf die

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- photoleitfähige Oberfläche fallen kann. Die mechanizeichnet, daß die lichtdurchlässige und elektrische 30 _scne anschließende Reinigung der photoleitfahigen Felder abschirmende Einrichtung in einer vorderen Oberfläche erfolgt mittels eines Abstreifers, nämlich Wand (41 b) t Hs Abschirmgehäuses (41) ausgebildet einer Reinigungsbürste.

ist, in welcher eine öffnung (41 c) vorgesehen ist, in Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß sie

der ein lichtdurchlässiges und elektrische Felder einen relativ komplizierten Aufbau hat, da die

abschirmendes Teil vorgesehenst 35 Entladungselektrode mit dem Abschirmgehäuse neben

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- der Lampe angeordnet ist und die photoleitfähige zeichnet, daß das lichtdurchlässige und elektrische Oberfläche durch das zumindest teilweise durchsichtige Felder abschirmende Teil ein elektrisch leitendes Abschirmgehäuse hindurch bestrahlt werden muH. Es Gitter (51 e)]&L wird also relativ viel Platz benötigt

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ·«> Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, zeichnet, daß das lichtdurchlässige und elektrische bei einer Vorrichtung der angegebenen Gattung die Felder abschirmende Teil eine elektrisch leitende, Coronaeinrichtung und die Lampe in kompakter Weise lichtdurchlässige Platte (4IdJl vorzugsweise au.·? zu integrieren, ohne daß die durch den Stand der NESA-Glasist Technik erzielbaren Vorteile verloren gehen. Diese

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- "5 Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichzeichnet, daß das lichtdurchlässige und elektrische nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale Felder abschirmende Teil Schlitze und/oder Öffnun- gelöst

gen (%\d) in der vorderen Wand (61 b) des Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unter-Abschirmgehäuses (61) sind. ansprächen zusammengestellt

⁵⁰ Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen

darauf, daß die Entladungselektrode ebenfalls in dem

Abschirmgehäuse untergebracht wird, also eine kompakte, nur wenig Raum benötigende Einheit entsteht

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung Auch die Stromzuführung zu diesem Abschirmgehäuse einer beweglichen, photoleitfahigen Oberfläche nach 55 |<_{8ηη au}f diese Weise vereinfacht werden, so daß auch der Übertragung des Toners für ein elektrophotogra- die Montage und evtl. Demontage erleichtert wird,
phisches Kopiergerät der im Oberbegriff des An- Das Abschirmgehäuse weist an seiner in Bewegungsspruchs 1 angegebenen Gattung. richtung der photoleitfahigen Trommel gelegenen Seite Es sind bereits verschiedene Ausführungsformen von eine lichtdurchlässige und elektrische Felder abschir-Vorrichtungen zur Reinigung der photoleitfahigen, im μ mende Einrichtung auf, so daß sich das Licht von der allgemeinen trommeiförmigen Oberfläche nach der Lampe weiter nach vorne in Bewegungsrichtung der Übertragung des Toners für ein elektrophotographi- photoleitenden Oberfläche als das elektrische Feld der sches Kopiergerät entwickelt worden. Dabei wird Entladungselektrode erstrecken kann. Auf diese Weise beispielsweise die photoleitfähige Oberfläche vor der wird verhindert, daß sich die Tonerteilchen, die durch Reinigung durch eine Magnetbürste mittels einer « die gleichzeitige Einwirkung von Bestrahlung und Lampe bestrahlt (DE-OS 24 53 643), die photoleitfähige elektrischem Feld neutralisiert worden sind, nun wieder Oberfläche vor der eigentlichen Reinigung mittels einer aufladen und dadurch auf der photoleitfahigen Oberflä-Coronaeinrichtung entladen (US-PS 35 80 673) oder die ehe hiften; da also die Tonerteilchen im entladenen

Zustand bleiben, treten keine Schwierigkeiten bei der anschließenden mechanischen Reinigung, die beispielsweise mittel« einer Magnetbarste erfolgt, auf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die s schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschema eines elektrophotographischen Kopiergerätes,

F i g. 2 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch ein Abschirmgfciiäuse mit einer Lampe und mit einer Entladungselektrode, wie sie für die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung verwendet werden, und

F i g. 3 und 4 Teilansichten des Abschirmgehäuses mit der Lampe und der Entladungselektrode,

Die hier gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtungen sind in der Praxis eingesetzt worden und haben zufriedenstellend gearbeitet

Wie sich aus F i g. 1 ergibt, weist ein elektrophotographisches Kopiergerät II eine elektrisch geerdete, drehbare Trommel 12 auf, die mit einer photoleitenden, dielektrischen Oberflächenschicht (nicht dargestellt) versehen und auf einer Antriebswelle 13 gelagert wird. Mittels eines nicht gezeigten Antriebs wird die Welle 13 gedreht, wodurch sich die Trommel 12 mit konstanter Drehzahl in Richtung des Uhrzeigersinns dreht Eine Coronaentladungseinrichtung 14 befindet sich in der Nähe des Umfangs der Trommel 12, um ihre Oberfläche elektrostatisch aufzuladen.

Eine zu kopierende Vorlage 17 wird von einer Lichtquelle 16 bestrahlt Die Vorlage wird an einem Abtastsystem (nicht dargestellt) vorbei in Richtung des Pfeils 18 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die gleich der Bahngeschwindigkeit eines Punktes der Oberfläche der Trommel 12 ist; dadurch wird über ein vereinfacht als Sammellinse 19 dargestelltes optisches Abbildungssystem eine Abbildung der Vorlage 17 auf der Oberfläche der Trommel 12 erzeugt Durch diese optische Abbildung wird die aufgeladene, photoleitfähige Oberfläche zumindest teilweise entladen, so daß eine to latente, elektrostatische Abbildung der Vorlage 17 entsteht

Eine Entwicklungseinrichtung 21 bringt einen pulverförmigen Toner auf die Oberfläche der Trommel 12 auf; dieser Toner wird elektrostatisch zu den Bereichen der photoleitfähigen Oberfläche hingezogen, in denen eine starke elektrostatische Aufladung vorliegt; diese Bereiche entsprechen den dunklen oder Untergrundbereichen der Vorlage 17. Mittels der Entwicklungseinrichtung 21 wird also auf der Trommel 12 ein Tonerbild der so Vorlage 17 erzeugt

In einer Übertragungseinheit 22 mit einer Corona-Entladungseinrichtung 23, die der Corona-Aufladungseinrichtung 14 ähnelt, wird ein Kopierblatt 24 in Anlage an die Oberfläche der Trommel 12 gebracht An die Rückseite des Kopierblattes 24 wird ein elektrostatisches Potential angelegt, wodurch eine Anziehungskraft auf das Tonerbild ausgeübt und dieses auf das Kopierblatt 24 Obertragen wird. Das Tonerbild wird anschließend in einer Fixiereinrichtung (nicht dargestellt) unter der Einwirkung von Hitze und/oder Druck auf dem Kopierblatt 24 fixiert.

Anschließend wird dann die photoleitfähige Oberfläche 12 mittels einer Entladungseinrichtung 26 vollständig entladen; dann wird der restliche Toner mechanisch f>^r> durch die Entwickiuncseinrichtung 21 von der photoleitfähigen Oberfläche entfernt, wie im folgenden noch im einzelnen beschrieben wenden soll.

Die Entwicklungseinrichtung 21 weist einen Vorratsbehälter 31 auf, der mit einem pulverförmigen Toner in Form von winzigen Körnchen und Teilchen gefüllt ist Jedes Tonerteilchen besteht aus mindestens einem Rußteilchen und mindestens einem Eisenteilchen, die durch ein Harzbindemittel fest zusammengehalten werden. Eine magnetische Bürste 32 wird direkt an der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 12 unterhalb einer öffnung des Vorratsbehälters 31 angeordnet Diese magnetische Borste weist einen magnetischen Kern 33 auf, der von einem nicht-magnetischen Mantel 34 umgeben ist; der Kern 33 und der Mantel 34 haben die gleiche Länge wie die Trommel und werden allein oder gemeinsam gedreht, wodurch der Toner aus dem Vorratsbehälter 31 magnetisch zu der magnetischen Bürste 34 gezogen wird und sich auf der Oberfläche des Mantels 34 ansammelt Die magnetische Bürste dreht sich in Richtung eines Pfeils 36 und berührt dabei ständig die Oberfläche der Trommel 12.

Ein Rakel 37 ist an der öffnung des Vorratsbehälters 31 vorgesehen, um die Dicke der To^crschicht auf dem Mantel 34 auf einen vorgegebenen Wert zu begrenzen. Da der Toner der Magnetbürste 32 in Berührung mit der Oberfläche der Trommel 12 ist, wird der Toner auf die Trommel 12 aufgebracht und entwickelt die elektrostatische, latente Abbildung zu einem Tonerbild.

Die magnetische Kraft des magnetischen Kerns 33 wird so ausgestaltet, daß sie geringer als die elektrostatische Anziehung der elektrostatischen Abbildung auf der Trommel 12 ist, damit der Toner von der magnetischen Bürste 32 auf die Trommel 12 übertragen werden kann.

Die Entladungseinheit 26 weist ein lichtundurchlässiges Abschirmgehäuse 41 auf, das elektrisch leitend und geerdet ist Das Abschirmgehäuse 41 hat die gleiche Länge wie die Trommel 12 und ist in dem der Trommel 12 gegenüberliegenden Bereich mit einer öffnung versehen. Eine Lichtquelle 43, wie beispielsweise eine Fluoreszenz-Lampe, ist so in dem Abschirmgehäwse 41 angeordnet, daß Licht von der Lichtquelle 43 durch die öffnung 42 auf die Oberfläche der Trommel 12 fällt Eine nach dem Prinzip der Corona-Entladung arbeitende Entladungselektrode 44 ist so in dem Abschirmgehäuse 41 angeordnet, daß ein elektrisches Feld, dessen Polarität entgegengesetzt zu der Polarität der Aufladungseinrichtung 14 ist, durch die öffnung 42 hindurch an die photoleitfähige Oberfläche der Trommel 12 angelegt wird.

Wie man in Fig.2 erkennen kann, weist das Abschirmgehäuse 41 an der öffnung 42 eine hintere Wand 41fl und eise vordere Wand 41Λ auf; dabei beziehen sich die Bezeichnungen »hinten« bzw. »vorne auf die Bewegungsrichtung der photoleitfähigen Oberfläche ior Trommel IZ Das Ende der vorderen Wand 4IZj, das an die Trommel 12 angrenzt, ist abgeschnitten, so daß eine öffnung 41c entsteht; eine elektrisch leitende, lichtdurchlässige Platte 41c/, beispielsweise aus dem unter der Bezeichnung »NESA-Glas« vertriebenen Material, ist in die öffnung 41c eingesetzt

In Fig.2 ist die photoleitfähige Oberfläche der Trommel 12 durch das Bezugszeichen 12a gekennzeichnet; die zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a angezogenen Tonerteilchen sind als Kreise dargestellt, jedoch nicht mit einem Bezugszeichen versehen. Durch die elektrische Abschirmung der Wände 41a und 41/j wird das elektrische Feld von der Entladungselektrode 44 in einem Bereich an die photoleitfähige Oberfläche 12a angelegt, der durch die Linie A und Dbegrenzi ist;

dies wird durch gestrichelte Linien angedeutet, die von der Entladungselektrode 44 zu der photoleitfähigen Oberflache 12a führen. Das Licht von der Lichtquelle 43 wird in einem Bereich auf die photoleitfähige Oberfläche 12a gestrahlt, der durch die Linien Sund £ begrenzt ist; dies wird durch die strichpunktierten Linien angedeutet, die von der Lichtquelle 43 zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a führen. Es IaQt sich erkennen, daß die Lichtstrahlung durch die Platte 4id verlauft, wahrend des elektrische Feld durch diese Platte abgeschirmt wird.

Das Licht der Lichtquelle 43 und das von der Entladungselektrode 44 erzeugte, elektrische Feld überlagern sich auf der photoleitfähigen Oberfläche 12a in der Weise in dem durch die Linien B und D begrenzten Bereich, daß die photoleitfähige Oberfläche 12a in diesem Bereich gleichzeitig bestrahlt und elektrisch entladen wird. Die Polarität der Entladungselektrode 44 ist entgegengesetzt zu der Polarität der Corona-Aufladungseinrichtung 14, wodurch die elektrostatische, latente, auf der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 12 zurückgebliebene Abbildung neutralisiert wird. Die Lichtbestrahlung führt zu einer Photoleitung in der photoleitfähigen Oberfläche 12a, so daß etwa auf der photoleitfähigen Oberfläche 12a zurückgebliebene Restladungen wegen der bei Bestrahlung hohen Leitfähigkeit der Schicht 12a nach Erde abgeführt werden. Auf diese Weise werden sowohl die Ladungen auf der photoleitfähigen Oberfläche 12a als auch die zurückgebliebenen Tonerteilchen völlig entfernt; dieser Effekt kann durch die Entladung mit nachfolgender Belichtung nicht erreicht werden.

Nimmt man an, daß die durch die Aufladungseinrichtung 14 auf die photoleitfähige Oberfläche 12a aufgebrachte Ladung negativ ist, so muß die Entladungselektrode 44 positiv sein. Die negative Ladung auf der photoleitfähigen Oberfläche 12a erzeugt eine elektrostatische Polarisation der Tonerteilchen, so daß sie an ihren der Oberfläche 12a zugewandten Enden positiv und an ihren der photoleitfähigen Oberfläche 12a abgewandten Enden negativ sind; damit werden die Tonerteilchen insgesamt elektrostatisch zur photoleitfähigen Oberfläche 12a hin angezogen. Ein entsprechender magnetischer Effekt zieht bei der Reinigung die Tonerteilchen zu der magnetischen Bürste 32 der Entwicklungseinrichtung 31 hin.

Wie man in F i g. 2 erkennen kann, erstreckt sich das elektrische Feld der Entladungselektrode 44 weiter nach hinten als das Licht von der Lichtquelle 43, so daß in dem durch die Linien A und S begrenzten Bereich nur das elektrische Feld zur Wirkung kommt Dies hat jedoch für die Praxis keine Folgen; außerdem kann das Abschirmgehäuse 41 auch so ausgelegt werden, daß sich das elektrische Feld und die Bestrahlung gleich weit nach hinten erstrecken, oder daß sich die Bestrahlung weiter nach hinten erstreckt als das elektrische Feld. Wichtig ist jedoch, daß sich das elektrische Feld nicht weiter nach vorne erstreckt als die Bestrahlung.

Wäre die Platte 41c/ lichtundurchlässig, so wäre das Licht der Lichtquelle 43 auf einen Bereich zwischen der linie B und der Linie C auf der photoleitfähigen Oberfläche 12a beschränkt, wie durch die durchgehende Linie 46 von der Lichtquelle 32 zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a angedeutet ist; in dem durch die Linien C und D begrenzten Bereich käme nur das elektrische Feid rar Wirkung. Dies hätte jedoch zur Feige, daß die photoleitfähige Oberfläche 12a positiv aufgeladen würden, so daß die Tonerteilchen eine zu der normalen ' Polarität entgegengesetzte Polarisation erhielten. Die Tonerteilchen würden durch die Entladungselektrode 44 zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a hin angezogen, wodurch die Entladungseinrichtung 26 nicht die angestrebte Wirkung hätte. Da die Tonerteilchen jedoch wegen der Wirkung der Entladungselektrode 44 zur photoleitfähigen Oberfläche 12a hin angezogen würden, könnte die magnetische Bürste 32 nicht die restlichen Tonerteilchen vollständig von der Trommel

ίο 12 entfernen. Da sich jedoch wegen Verwendung einer lichtdurchlässigen Platte 41</ die Bestrahlung weiter nach vorne erstreckt als das elektrische Feld, tritt das oben erwähnte, mit der umgekehrten Aufladung der photoleitfähigen Oberfläche 12a und der Tonerteilchen verbundene Problem nicht auf.

Nach der Einwirkung der Entladungseinrichtung 26 und der Lichtquelle auf die Trommel 12, das heißt, auf ihre photoleitfähige Oberfläche 12a, entfernt die magnetische Bürste auf mechanische WeUp Hip restlichen Tonerteilchen von der Trommel 12 Da die elektrostatische Anziehungskraft zwischen der Trommel 12 und den Tonerteilchen mittels der Entladungseinrichtung 26 praktisch auf Null verringert worden ist, reicht die relativ geringe, magnetische Anziehungskraft der magnetischen Bürste 32 aus, um die restlichen Tonerteilchen vollständig auf die magnetische Bürste 32 zu übertragen.

Bei jedem Kopiervorgang durchläuft die Trommel 12 zwei Umdrehungen. Während der ersten Umdrehung erfolgt die eigentliche Herstellung der Kopie, wobei auch die Entladungseinrichtung 26 im Betrieb ist. Während der zweiten Umdrehung sind die Aufladungseinrichtung 14 und die Lichtquelle 16 außer Betrieb, so daß nach der Einwirkung der Entladungseinrichtung 26 die verbliebenen Tonerteilchen mittels der magnetischen Bürste 32 von der Trommel 12 entfernt werden können. Wenn eine zweite (nicht dargestellte) magnetische Bürste zwischen der Entladungseinrichtung 26 und der Aufladungseinrichtung 14 vorgesehen ist, können sowohl die Herstellung der Kopie als auch die Reinigung der Trommeloberfläche bei einer Umdrehung der Trommel 12 zugeführt werden; dabei wird die magnetische Bürste 32 nur für die Entwicklung verwendet

Die Fig.3 und 4 zeigen andere mögliche Ausführungsformen des Abschirmgehäuses 41, welche die gleiche Funktionsweise haben. In diesen Figuren ist die vordere Grenze der Bestrahlung von der Lichtquelle 43 durch eine durchgehende Linie 50 und die vordere Grenze des von der Entladungselektrode 44 erzeugten elektrischen Feldes durch eine gestrichelte L"iie 60 angedeutet Da bei allen Ausführungsformen die Lichtquelle 43 und die Entladungselektrode 44 identisch sind, werden sie nut den gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie sich aus F i g. 3 ergibt, weist das Abschirmgehäuse 51 eine hintere Wand 51a und eine vordere Wand 516 auf, die zwischen sich eine der Trommel 12 gegenüberliegende Öffnung 41c bilden. Die vordere Wand 516 ist

mit einer Öffnung 51 d versehen, in die eine elektrisch leitende Scheibe 51 e eingepaßt ist Die Scheibe Sie ist lichtdurchlässig, schirmt jedoch das elektrische Feld ab; sie erfüllt also die gleiche Funktion wie die Platte 41 d

Wie sich aus F i g. 4 ergibt, weist das Abschirmgehäu-

se 61 eine hintere Wand 61 a und eine vordere Wand 6i b auf, die an einer der Trommel !2 gegenüberliegenden Stelle eine öffnung 61cbilden. Die vordere Wand 61 b ist perforiert und nach außen gebogen, so daß ein Auslaß

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61c/entsteht; dadurch kann sich die Bestrahlung weiter mit einer Polarität, die der Polarität der Aufladungsein-

nach vorne aus dem Abschirmgehäuse 61 erstrecken als richtung 41 entgegengesetzt ist, auch ein elektrisches

das elektrische Feld. Wechsclfeld an die photoleitfähige Oberfläche der

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Trommel 12 anlegen kann. Entladungselektrode 44 statt eines elektrischen Feldes -, Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentansnrflche· photoleitfähige Oberfläche mittels einer Coronaeinrich-

^{1 H} ' tung entladen, einer zusltzlicben Bestrahlung ausge-

t. Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen, setzt und schließlich noch mechanisch gereinigt wird

photoleitfahigen Oberfläche uach der Übertragung (DE-OS 15 52 653).

des Toners für ein elektrophotographisches Kopier- 5 Es ist weiterhin bekannt, die bildmäBige Belichtung