DE2644521C3

DE2644521C3 - Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen, photoleitfähigen Oberfläche

Info

Publication number: DE2644521C3
Application number: DE19762644521
Authority: DE
Inventors: Teruyuki Tokyo Ohnuma; Kohji Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-11-26
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1981-06-11
Also published as: CA1066758A; JPS5533075B2; JPS5265450A; GB1557719A; DE2644521B2; DE2644521A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen, photoleitfähigen Oberfläche nach der Übertragung des Toners für ein elektrophotographisches Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es sind bereits verschiedene Ausfuhrungsformen von Vorrichtungen zur Reinigung der photoleitfähigen, im allgemeinen trommelförmigen Oberflache nach der Übertragung des Toners für ein elektrophotographisches Kopiergerät entwickelt worden. Dabei wird beispielsweise die photoleitfähige Oberfläche vor der Reinigung durch eine Magnetbürste mittels einer Lampe bestrahlt (DE-OS 24 53 643). die photoleitfähige Oberfläche vor der eigentlichen Reinigung mittels einer Coronaeinrichtung entladen (US-PS 35 80 673) oder die

photoleitfähige Oberfläche mittels einer Coronaeinrichtung entladen, einer zusätzlichen Bestrahlung ausgesetzt und schließlich noch mechanisch gereinigt wird (DE-OS 15 52 653),

Es ist weiterhin bekannt, die bildmäßige Belichtung mit einer Vorlage und die Aufladung der photoleitfähigen Oberfläche gleichzeitig durchzuführen (DE-OS

22 24 694 und GB-PS 13 50 795).

Bei einem weiteren bekannten Reinigungsverfahren wird die photoleitfähige Oberfläche einerseits insgesamt mit Licht bestrahlt und unabhängig davon der Wirkung einer Reinigungselektrode ausgesetzt (DE-OS

23 62 097). Diese Schritte reichen jedoch nicht aus, die zuverlässige Entfernung des Toners durch die folgende Bürste /u gewährleisten, und gleichzeitig die völlige Entladung der photoleitfähigen Oberfläche sicherzustellen. Selbst wenn jedoch einige wenige Ladungen auf der Oberfläche zurückbleiben, ergibt sich eine Verfälschung der anschließend erzeugten, latenten Abbildung, so daß qualitativ minderwertige Kopien entstehen.

Eine Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen, photoleitfähigen Oberfläche nach der Übertragung des Toners für ein elektrophotographisches Kopiergerät der angegebenen Gattung ist schließlich aus der DE-OS 15 22 645 bekannt und weist eine als Doppelcoronaeinrichtung ausgebildete Entladungselektrode und eine Lichtquelle auf, die gjejchzeitig wirken, da das Licht durch Abschirmungen in der Coronaeinrichtung auf die photoleitfähige Oberfläche fallen kann. Die mechanische anschließende Reinigung der photoleitfähigen Oberfläche erfolgt mittels eines Abstreifers, nämlich einer Reinigungsbürste.

Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß sie einen relativ komplizierten Aufbau hat, da die Entladungselektrode mit dem Abschirmgehäuse neben der Lampe angeordnet ist und die photoleitfähige Oberfläche durch das zumindest teilweise durchsichtige Abschirmgehäuse hindurch bestrahlt werden muß. Es wird also relativ viel Platz benötigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der angegebenen Gattung die Coronaeinrichtung und die Lampe in kompakter Weise zu integrieren, ohne daß die durch den Stand der Technik erzielbaren Vorteile verloren gehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß die Entladungselektrode ebenfalls in dem Abschirmgehäuse untergebracht wird, also eine kompak;e, nur wenig Raum benötigende Einheit entsteht. Auch die Stromzuführung zu diesem Abschirmgehäuse kann auf diese Weise vereinfacht werden, so daß auch die Montage und evtl. Demontage erleichtert wird.

Das Abschirmgehäuse weist an seiner in Bewegungsrichtung der photoleitfähigen Trommel gelegenen Seite eine lichtdurchlässige und elektrische Felder abschirmende Einrichtung auf, so daß sich das Licht von der Lampe weiter nach vorne in Bewegungsrichtung der photoleitenden Oberfläche als das elektrische Feld der Entladungselektrode erstrecken kann. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich die Tonerteilchen, die durch die gleichzeitige Einwirkung von Bestrahlung und elektrischem Feld neutralisiert worden sind, nun wieder aufladen und dadurch auf der photoleitfähigen Oberfläche haften; da also die Tonerteilchen im entladenen

Zustand bleiben, treten keine Schwierigkeiten bei der anschließenden mechanischen Reinigung, die beispielsweise mittels einer Magnetbürste erfolgt, auf.

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

Fig. 1 ein Prinzipschema eines elektrophotographischen Kopiergerätes,

F i g. 2 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch ein Abscnirmgehjuse 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. I ergibt, weist ein elektrophotographisches Kopiergerät 11 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 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 Vorlage 17 erzeugt.

In einer Übertragungseinheit 22 mit einer Corona-Entladungseiiirichtung 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 übertragen 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 durch die Entwicklungseinrichtung 21 von der photoleitfähigen Oberfläche entfernt, wie im folgenden noch im einzelnen beschrieben werden 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 ϊ Rußteilchen und mindestens einem Eisenieilchen, die durch ein Harzbindemittel fest zusammengehalten werden. Eine magnetische Bürste 32 wird direkt an der phoioleitfähigen Oberfläche der Trommel 12 unterhalb einer öffnung des Vorratsbehälters 31 angeordnet.

ίο Diese magnetische Bürste 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

i'> 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.

2» Ein Rakel .17 ist an der öffnung des Vorratsbehälters 31 vorgesehen, um die Dicke der Tone.·' *:hicht auf dem Mantel 34 auf einen vorgegebenen Weri zn begrenzen. Da der Toner dtr Magnetbürste 32 in Berührung mit der Oberfläche der Trommel 12 ist, wird der Toner auf die

2> 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 Abbil-

JO dung 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 Abschirmgehäuse 41 angeordnet, daß Licht von der Lichtquelle 43 durch die öffnung 42 auf die Oberfläche der Trommel 12 fällt. Eine each 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 F i g. 2 erkennen kann, weist das

% Abschirmgehäuse 41 an der Öffnung 42 eine hintere Wand 41a und eine vordere Wand 41 b auf; dabei beziehen sich die Bezeichnungen »hinten« bzw. »vorne« auf die Bewegungsrichtung der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 12. Das Ende der vorderen Wand

~>5 416, 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 »N ESA-Glas« vertriebenen Material, ist in die Öffnung 41ceingesetzt.

In Fig.2 ist die photoleitfähige Oberfläche der Trommel 12djrch das Bezugszeichen 12a gekennzeichnet; die zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a angezogenen Tonerteilchen sind als Kreise Jargestellt. jedoch nicht mit einem Bezugszeichen versehen. Durch

•'5 die elektrische Abschirmung der Wände 41a und 416 wird das elektrische FeiJ von der Entladungselektrode 44 in einem Bereich an die photoleitfähige Oberfläche 12a angelegt, der durch die Linie A und D begrenzt ist;

dies wird durch gestrichelte Linien angedeutet, die von der Entladungselektrode 44 zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a führen. Das Licht von der Lichtquelle 43 wird in einem Bereich auf die photoleitfähige Oberfläche 12a gestrahlt, der durch die Linien flund Ebegrenzt ist; dies wird durch die strichpunktierten Linien angedeutet, die von der Lichtquelle 43 zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a führen. Es läßt sich erkennen, daß die Lichtstrahlung durch die Platte 4l</ verläuft, während des elektrische Feld durch diese Plane abgeschirmt wird.

Das Licht der Lichtquelle 43 und das von der Entladungselektrode 44 erzeugte, elektrische Feld überlagern sich auf der photoleitfähigen Oberfläche I2;i 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

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statische, latente, auf der photoleitfähigen Oberfläche der Trommel 12 zurückgebliebene Abbildung neutralisiert wird. Die Lichtbestrahlung führt zu einer Photolciiiing in der photoleitfähigen Oberfläche 12a. so daß etwa auf der photoleitfähigen Oberfläche 12;i zurückgebliebene Restladungen wegen der bei Bestrah lung hohen Leitfähigkeit der Schicht I2;i 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 Aufladungseinrichlung 14 auf die photoleitfähige Oberfläche 12a aufgebracht.? 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 12,1 abgewandten Enden negativ sind; damit werden die Tonerteilchen insgesamt elektrostatisch /ur photoleitfähieen Oberfläche 12;) hm angezogen. Ein entsprechender magnetischer Effekt zieht bei der Reinigung die Tonerteilchen zu der magnetischen Bürste 32 der Entu. icklungseinrichtung 31 hin.

Wie m.in in F ι 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 ßbegrenzten Bereich nur das elektrische feld zur Wirkung kommt. Dies hat ledoch fur die Praxis keine Folgen; außerdem kann das ■\bschirmgehause 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 ;st jedoch, daß sich das elektrische Feld nicht weiser nach \orne erstreckt als die Bestuhlung.

Ware eise Platte 41c/lichtundurchlässig, so ware das 1. -"'' eic Lichtquelle 43 auf einen Bereich /wischen der Linie H unj der Linie C" auf der photoieitfahieer. OberHache 12j beschrank- wie durch d:e durchgehende L;'.!-.' 4f> -.or. der L -h;cue;ie 32 7x, der r-ho'oleiiiahgen Oh-:::._:..ri 12a angedeutet ;s
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Polarität entgegengesetzte Polarisation erhielten. Die Tonerteilchen würden durch die Entladungselektrode 44 zu der photoleitfähigen Oberfläche 12a hin angezogen, wodurch die Entladungseinrichhing 26 nicht die angestrebte Wirkung hätte. Da die Tonerteilchen jedoch wegen der Wirkung der Entladungselektrode 44 zur photoleitfähigen Oberfläche 12a hin angezogen wurden, könnte die magnetische Bürste 32 nicht die restlichen Tonerteilchen vollständig von der Trommel 12 entfernen. Da sich jedoch wegen Verwendung einer lichtdurchlässigen Platte 41c/ die Bestrahlung weiter nach vorne erstreckt als das elektrische Feld, tritt das oben erwähnte, mit der umgekehrten Aufladung tier phololeilfähigen Oberfläche 12;» und der Tonerteilchen verbundene Problem nicht auf.

Nach der Einwirkung der Entladungscinrichtung 26 und der Lichtquelle auf die Trommel 12. das heißt, auf ihre photoleitfähige Oberfläche 12a. entfernt die magnetische Bürste auf mechanische Weise die

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elektrostatische Anziehungskraft zwischen der !rom mel 12 und den Tonerteilchen mittels der Entladuiigs einrichtung 26 praktisch auf Null verringert worden im, 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 IK .drchungcn. Während der ersten Umdrehung erfolgt die eigentliche Herstellung der Kopie, wobei auch die (!ntladungseinrichtung 26 im Betrieb ist. Während der zweit-rn Umdrehung sind die Aufladungscinrichtung 14 und die Lichtquell: 16 außer Betrieb, so daß nach der Einwirkung der Entiadungsemriehtung 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 Entladungscinric. huing 26 und der Aufladungseinrichtung 14 vorgesehen ist. können sowohl die Herstellung der Kopie als auch die Reinigung der Trommelobcrfläche bei einer Umdrehung der Trommel 12 zugeführt werden; dabei wird die magnetische Bürste 32 nur ftir die Entwicklung verwendet.

Die F ι g. 3 und 4 zeigen andere mögliche Ausfuhrungsformen 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 \ordere Grenze des von der Entladungselektrode 44 erzeugten elektrischen Feldes durch eine gestrichelte Linie 60 angedeutet. Da bei allen Ausführungsformc die Lichtquelle 43 und die entladungselektrode 44 identisch sind, werden sie mit den gleichen Ikvugszeichen versehen.

Wie sich aus F i g. 3 ergibt, weist das Abschirmgehause 51 eine hintere Wand 51a und eine vordere Wand 51/· auf. die zwischen sich eine der Trommel 12 gegenüber-'legende öffnung 4li"bilden. Die \ordere W;md 51his; mit einer Öffnung 51c/ verschen, in die eine elektrisch leitende Scheibe 51c eingepaßt ist. Die Scheibe 51c ist lichtdurchlässig, schirm! jedoch das elektrische FeU! .:b.

- e οrfüllt aisn die gleichc Funktion wie die Pi.* "e 4!u

We sich aus Fig.- ergibt, weis; das -\hv-r r!"gei-.!ii-■e fil eine hinter; Wand 61a und emc ·. ordee W .ir-d βI,^:' ,!■.-f. d'C an einer ce^r Trommel 12 gcyenn'-e-^eie-ciep Sit: c eine öffnung fsh r?;idcn. Die vordere W .^.is!.- -· rierl'irier" urd -■■;■. r .-üiicn eeboeer. s< > d.i..' c A .-.,-.'■

6id entsteht; dadurch kann sich die Bestrahlung weiter nach vorne aus dem Abschirmgehäuse 61 erstrecken als das elektrische Feld.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Entladungselektrode 44 statt eines elektrischen Feldes mu einer Polarität, die der Polarität der AufladungseiR-richtung 41 entgegengesetzt ist, auch ein elektrisches Wechselfeld an die pho'oleitfähiee Oberfläche der Trommel 12 anlegen kann.

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zur Reinigung einer beweglichen, photoleitfähigen Oberfläche nach der Übertragung des Toners für ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer in einem elektrisch leitenden Abschirmgehäuse mit einer öffnung zur photoleitfähigen Oberfläche hin angeordneten Entladungselektrode und mit einer gleichzeitig mit der Entladungselektrode wirkenden Lampe, wobei sich das Licht von der Lampe in Bewegungsrichtung der photoleitfähigen Oberfläche weiter als das elektrische Feld von der Entladungselektrode erstreckt, sowie mit einer Reinigungseinrichtung zur Entfernung von zurückgebliebenem Toner von der photoleitfähigen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abschirmgehäuse (41, 51, 61) zusätzlich zu der Entladungselektrode (44) auch die Lampe (43) vorgesehen ist, daß das Abschirmgehäuse (41,51,61) lichtundurchlässig ist und daß das Abschirmgehäuse (41, 51, 61) an seiner in Bewegungsrichtung der photoleitfähigen Oberfläche (12) gelegenen Seite eine lichtdurchlässige und elektrische Felder abschirmende Einrichtung (41c; 41 d; 5Id, 5Ie; 616,6td) besitzt, die erlaubt, daß das Licht aus der Lampe (43) sich weiter nach vorne in Bewegungsrichtung der photoleitenden Oberfläche (12) _f\\s das elektrische Feld der Entladungselektrode (44) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige und elektrische Felder abschirmende Einrichtung in einer vorderen Wand (4ib) de:. Abschirmgehäuses (41) ausgebildet ist, in welcher eine öffnpng (4Ir¹ vorgesehen ist, in der ein lichtdurchlässiges und elektrische Felder abschirmendes Teil vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige und elektrische Felder abschirmende Teil ein elektrisch leitendes Gitter(51e;ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige und elektrische Felder abschirmende Teil eine elektrisch leitende, lichtdurchlässige Platte (4Id), vorzugsweise aus N ESA-Glas ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige und elektrische Felder abschirmende Teil Schlitze und/oder öffnungen (6\d) in der vorderen Wand (6Ib) des Abschirmgehäuses (61) sind.