DE2902638C2

DE2902638C2 - Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche eines Photorezeptors eines elektrophotographischen Kopiergerätes von magnetischem Toner

Info

Publication number: DE2902638C2
Application number: DE2902638A
Authority: DE
Inventors: Ryuji Kumagaya Saitama Goto; Keitaro Saitama Yamashita
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1978-01-24
Filing date: 1979-01-24
Publication date: 1982-08-12
Also published as: US4263390A; DK26979A; DE2902638A1; GB2012678B; GB2012678A; JPS54116237A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche eines Photorezeptors eines elektrophotographischen Kopiergerätes von magnetischem Toner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist in der prioritätsälteren Patentanmeldung P 28 23 586 ( = DE-OS 28 23 586) beschrieben.

Bei dieser Vorrichtung wird eine Fell- bzw. Pelzbürste benutzt, bei der ein Tierfell um eine sich drehende Welle so angebracht ist, daß die Spitzen des Fells einen Zylinder bilden. Diese Bürste dient zur Verminderung der Haftung des Toners auf der Photorezeptoroberfläche. Der gelockerte Toner wird anschließend mit einer Magnetbürste entfernt Dabei berührt die Magnetbürste die Oberfläche des Rezeptors. Diese ständige Berührung bewirkt einen Verschleiß bzw. eine Zerstörung des Photorezeptors und der Fellbürste, so daß der Photorezeptor häufig ausgetauscht werden muß.

In der JP-OS 52-86337 ist eine Vorrichtung zum Reinigen einer Photorezeptoroberfläche beschrieben, die zwei Magnetbürsten benutzt Der Toner der Magnetbürsten dient als Reinigungsmittel, so daß auch liier eine nachteilige ständige Berührung der Photorezeptoroberfläche durch die Magnetbürsten erfolgt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche eines Photorezeptors eines elektrophotographischen Kopiergerätes von magnetischem Toner anzugeben, bei der die Oberfläche des Photorezeptors, beispielsweise mit Zinkoxid beschichtetes Papier, nicht nachteilig beeinflußt wird, und das Entfernen des Toners mit einem hohen Wirkungsgrad und vollständig erfolgt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der in Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchtn angegeben.

Bei dar erfindungsgemäßen Vorrichtung berührt die erste Einrichtung, beispielsweise eine Fellbürste, den auf der Oberfläche des Photorezeptors befindlichen Toner nur so leicht, daß er unter Bildung von Tonerstreifen auf der Oberfläche verbleibt Die zweite Einrichtung zieht die Tonerstreifen mit einer aus mehreren Magneten bestehenden Magnetwalze von der Oberfläche des Photorezeptors ab, ohne daß die zweite Einrichtung oder auf ihr abgelagerter Toner den Photorezeptor berührt

Die Magnetwalze ist neben der Oberfläche des Photorezeptors und, bezogen auf die Drehrichtung des Photorezeptors, hinter der Fellbürste angeordnet

Die Magnetwalze umfaßt eine Welle, um die Welle herum angeordnete Permanentmagnete und einen die Permanentmagnete umgebenden, zylindrischen, nichtmagnetischen Mantel. Die Magnetpole erstrecken sich in axialer Richtung entlang der Oberfläche der Magnetwalze.

Der Spitzenwert des Magnetfeldes der Permanentmagnete sollte wenigstens 270, vorzugsweise wenigstens 440 Gauss, an der Photorezeptor-Oberfläche betragen, die der Magnetwalze gegenüberliegt Vorzugsweise sollte sich die Magnetanordnung drehen und der zylindrische Mantel stationär sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur beschrieben, die einen schematischen Querschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergibt

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zum Reinigen des Photorezeptors U von Toner umfaßt eine Fell- bzw. Pelzbürste 4 und eine Magnetwalze 5, die beide neben der Oberfläche des Photorezeptors 11 angeordnet sind. Die Fellbürste 4 besitzt eine Drehwelle 41 und ein auf der Drehwelle 41 angebrachtes Fell 42. Vorzugsweise ist der Pelz bzw. das Fell ein Tierpelz bzw. -fell; es können jedoch auch genoppte bzw. aufgerauhte synthetische Textilien verwendet werden.

Die Spitzen der Pelz- bzw. Fellhaare bilden einen Zylinder und stehen mit der Oberfläche des Photorezep-

tors 11 der Walze 1 in leichter Berührung. Vorzugsweise bewegen sich die Spitzen der Fellbürste 4 an der Berührungsstelle in gleicher Richtung wie die berührte Oberfläche des Photorezeptors 11, so daß die Spitzen der Fellbürste 4 leicht über die Fläche des Photorezeptors hinwegkehren, ohne daß der Toner abgebürstet wird.

Die Magnetwalze 5 hat einen gewissen Abstand von der Oberfläche des Photorezeptors 11. Sie ist in Drehrichtung des Photorezeptors 11 gesehen hinter der ι ο Pelz- bzw. Fellbürste 4 angeordnet Die Magnetwalze 5 besitzt ejis Welle 51, einen auf der Welle 51 angeordneten zylinderförmigen Magneten 52 sowie einen nichtmagnetischen, zylindrischen Mantel 53 aus Kunststoff, Aluminium oder Edelstahl. Der nichtmagne- ι s tische zylindrische Mantel 53 wird mit (nicht dargestellten) tragenden Seitenkappen auf jeder Seite des Mantels gehalten. Zwischen dem zylindrischen Magneten 52 und dem Mantel besteht eine Relativbewegung. Der Magnet 52 besitzt mehrere Magnetpole auf seiner Oberfläche; jeweils benachbarte Magnetpole haben einander entgegengesetzte Polaritäten.

Vorzugsweise dreht sich der zylindrische Magnet 52, und der zylindrische Mantel 53 bleibt fest Wenn sich der Magnet 52 — wie dies in der Zeichnung dargestellt ist — im Uhrzeigersinn dreht, d. h, wenn er sich in entgegengesetzter Richtung zur Bewegungsrichtung des Photorezeptors 11 am benachbarten Punkt bewegt, wird der Toner auf der Oberfläche des Mantels 53 in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtting des Magneten 52 bewegt Die Transport- bzw. Bewegungsrichtung des Toners ist also dieselbe wie die Bewegungsrichtung der Oberfläche des Photorezeptors 11. Die Drehzahl des Magneten beträgt vorzugsweise 250 bis 500 U/min.

Als zylinderförmiger Magnet 52 kann ein isotroper oder anisotroper Ferrit-Magnet, beispielsweise Ba-Ferrit, Ba-Sr-Ferrit oder Sr-Ferrit verwendet werden, der eine Magnetflußdichte von 700 bis 1200 Gauss auf dem Mantel 53 erzeugt Da der zylindrische Magnet jeweils benachbarte Magnetpole mit entgegengesetzter Polarität entlang seiner Umfangsfläche aufweist, weist die Komponente der Magnetflußdichte senkrecht zur Oberfläche einen sinusförmigen Verlauf entlang der Umfangslinie auf, wobei die größten Werte dieser Komponente an den Polen auftreten. Die Magnetpole liegen der Photorezeptorfläche bei Drehung des Magneten jeweils nacheinander gegenüber. Die Komponente der Magnetflußdichte senkrecht zjr Photorezeptorfläche soüte wenigstens 270 Gauss als Spitzen- so wert und vorzugsweise wenigstens 440 Gauss aufweisen, um den restlichen Toner vom Photorezeptor zu entfernen.'

Weiterhin ist ein Abstreifer 6 nahe des Mantels 53 der Magnetwalze befestigt, um den auf dem Mantel transportierten Toner zu entfernen und ihn in einen Behälter 7 zu bringen. Wie zuvor bereits erwähnt, sollte der Mantel vorzugsweise stationär sein und sich nicht drehen. In diesem Falle kann der Abstreifer am Mantel befestigt oder einstückig mit dem Mantel ausgebildet &o sein. Die Tonerteilchen, die sich aufgrund der vom sich drehenden Magneten ausgeübten Kraft entlang des Mantels drehen, gleiten aufgrund der Schwerkraft über den Abstreifer 6 in den Behälter 7.

Der Toner, der nach einem Bildübertragungsvorgang f>5 auf dem Photorezeptor 22 verblieben ist, wird durch die sich drehende Fellbürste leicht berührt, wie dies bereits erwähnt wurde. Durch die Berührung kann ein geringer Teil des Toner an den Spitzen der Fellbürste 4 hängenbleiben, der meiste Toner bleibt jedoch auf dem Photorezeptor 11 und richtet sich ic Streifen auf der Oberfläche in Richtung der Bewegung der Oberfläche des Photorezeptors 11 aus.

Die in Stfeifenform ausgerichteten Tonerteilchen stehen in den Streifen in engem Kontakt, so daß sie aufgrund des Magnetfeldes der Magnetwalze 5 Ketten bilden. Hierdurch folgen sie einer magnetischen Anziehung wirksamer, als wenn sie sich wie zuvor in willkürlichem Zustand auf der Photorezeptorfläche befinden würden. Die Tonerketten gelangen bei Drehung des Photorezeptors 11 an eine Stelle, an der das Magnetfeld der Magnetwalze S ausreicht, um sie vom Photorezeptor 11 auf den Mantel 53 der Magnetwalze zu überführen.

Wenn sich der Magnet 52 im Uhrzeigersinn dreht und der Mantel 53 festliegt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, werden die aufgenommenen Tonerteilchen auf der Mantelfläche im Gegenuhrzeigersinn transportiert Danach werden die Tonerteilchen auf dem Mantel 53 durch Abstreifer 6 vom Mantel 53 abgestreift und gelangen in den Tonerbehälter 7.

Die Fellbürste 4 berührt leicht die Mantelfläche 53 der Magnetwalze. Der an den Fellspitzen der Fellbürste 4 anhaftende Toner wird dabei aufgrund der Berührung mit der Magnetwalze 5 entfernt, so daß die Fellbürste 4 saubergehalten wird.

Experiment 1

Die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entfernen restlichen Toners wurde unter folgenden Voraussetzungen ermittelt: Es wurde zinkoxidbeschichtetes Papier als ein auf einer sich drehenden Walze befestigter Photorezeptor, eine Polyester-Fellbürste (30 mm Durchmesser, 300 U/min), die sich in entgegengesetzter Richtung zur Walze dreht, eine Magnetwalze (31,4 mm Durchmesser, 300 U/min, 8 Pole, Magnetflußdichte auf der Manteloberfläche: 800 Gauss) und magnetischer Ein-Komponenten-Toner verwendet.

Das zinkoxidbeschichtete Papier wurde gleichförmig negativ aufgeladen und mit dem magnetischen Einkomponenten-Toner entwickelt, um ein gleichförmiges schwarzes Tonerbild zu erhalten. Der Toner wurde unter vier verschiedenen Versuchsbedingungen entfernt, nämlich bei drehendem Magnet bzw. drehendem Mantel sowie mit bzw. ohne Berührung durch die Fellbürste.

Tabelle 1 Reinigungswirkungen

Mit Berührung durch die Fellbürste

Ohne Berührung durch die Fellbürste

Sich drehen- das Bild blieb teilder Mantel weise erhalten

Sich drehender Magnet das Papier wurde vollständig gesäubert

das Bild blieb erhalten

das Bild blieb

teilweise

erhalten

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß der in Streifen ausgerichtete Toner mit der Magnetwalze leichter entfernt werden kann. Weiterhin geht aus dieser Tabelle

hervor, daß eine Magnetwalze mit sich drehendem Magnet eine bessere Wirkung zeigt als eine Magnetwalze mit sich drehendem Mantel.

Experiment 2

Die Vorrichtung bestand aus denselben Teilen und Materialien wie beim Experiment 1. Bei diesem Experiment wurde die den Photorezeptor 11 tragende Walze 1 stationär gehalten. Die Fellbürste wurde über den Photorezeptor geführt. Die Magnetwalze wurde gegenüber derselben Stelle des mit Zinkoxid beschichte-10

ten Papiers eingestellt, an der die Fellbürste entlanggeführt worden war, und die Breite der gereinigten Fläche bestimmt.

Das Magnetfeld auf dem mit Zinkoxid beschichteten Papier wurde dadurch geändert, daß der Abstand zwischen der Magnetwalze und dem Papier verändert wurde.

Tabelle 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Reinigungsbreite und der Magnetflußdichte auf dem mit Zinkoxid beschichteten Papier, wobei die Magnetflußdichten durch die Magnetwalze hervorgerufen wurden.

Tabelle 2

Magnetnußdichte	Breite der gerei
	nigten Fläche
100 Gauss	0 mm
270 Gauss	12 mm
440 Gauss	21 mm
560 Gauss	24 mm
660 Gauss	28 mm
860 Gauss	29 mm
940 Gauss	30 mm

Die Breite der Fläche, die beim Vorübergang eines der Magnetpole der Magnetwalze gereinigt wird, soll möglichst groß sein. Weil sich nämlich bei einem jo praktischen Kopiergerät die den Photorezeptor tragende Walze dreht, bewirken die Magnete der sich drehenden Magnetwalze eine Reinigung in hintereinanderliegenden bandförmigen Flächen. Diese Flächen müssen sich überlappen, damit die gesamte Oberfläche von Toner befreit wird. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß eine Flächenbreite von mehr als 12 mm ausreichte; wenn die Breite größer als 20 mm war, konnte kein restlicher Toner festgestellt werden. Daraus ergibt sich, daß eine Magnetfeldstärke auf dem Photorezeptor wenigstens 270 Gauss betragen sollte. Vorzugsweise sollte sie wenigstens 440 Gauss betragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche eines Photorezeptors eines elektrophotographischen Kopiergerätes von magnetischem Toner,

bei der eine erste Einrichtung auf den Toner mechanisch einwirkt und die Haftung des Toners auf der Oberfläche des Photorezeptors vermindert,
eine zweite, magnetische Einrichtung den Toner unter Mitwirkung einer magnetischen Anziehung abnimmt, und

ein Abstreifer den Toner von der zweiten Einrichtung entfernt,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste is Einrichtung (4) den auf der Oberfläche des Photorezeptors (11) befindlichen Toner nur so leicht berührt, daß er unter Bildung von Toners?reifen auf der Oberfläche des Photorezeptors (11) verbleibt, und daß die zweite Einrichtung (5) die Tonerstreifen mit einer aus mehreren Magneten bestehenden Magnetwalze von der Oberfläche des Photorezeptors (11) abzieht, ohne daß die zweite Einrichtung (5) oder auf ihr abgelagerter Toner den Photorezeptor (11) berührt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (4) eine drehbare Fellbürste aufweist, die den Photorezeptor (11) leicht berührt und in der Bewegungsrichtung der Oberfläche des sich drehenden Photorezeptors (11) mitläuft

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (5) eine Magnetwalze ist und eine Welle (51), einen die Welle (51) umgebenden Permanentmagneten (52), der mehrere sich in axialer Richtung erstreckende magnetische Pole auf der Oberfläche besitzt, sowie einen den Permanentmagneten (52) umgebenden und relativ zum Permanentmagneten (52) drehbaren, zylindrischen, nichtmagnetischen Mantel (53) aufweist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Permanentmagnet (52) der Magnetwalze (5) dreht und der Mantel (53) festliegt

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Permanentmagnet (52) in solcher Richtung dreht, daß der Toner auf der Oberfläche des Mantels (53) in Richtung der Bewegung der Oberfläche des Photorezeptors (11) transportiert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fellbürste (4) mit der Oberfläche des Mantels (53) der Magnetwalze (5) in Berührung steht, und daß die Magnetwalze (5) in Bewegungsrichtung des Photorezeptors (11) gesehen hinter der Fellbürste (4) angeordnet ist