DE2917015C2

DE2917015C2 - Elektrophotographische Vorrichtung und Abschleifeinrichtung dafür

Info

Publication number: DE2917015C2
Application number: DE2917015A
Authority: DE
Inventors: Hideyo Toride Ibaraki Kondo; Keiichi Abiko Chiba Murai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1984-07-26
Also published as: US4279500A; GB2024718A; DE2917015A1; GB2024718B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrophotographlsche Vorrichtung, bestehend aus einem Bildträgerelement für Ladungsbilder und/oder Tonerbilder, von dessen Oberfläche anhaftende Tonerrückstände so und/oder durch Koronaentladung erzeugte Nebenprodukte In Ionisierter Form leicht entfernbar sind, und einer Abschleifeinrichtung zum Abschleifen der Oberfläche des Bildträgerelements.

Elektrostatische Bilder, nachstehend als Ladungsbilder bezeichnet, oder Tonerbilder werden nach verschiedenen Eleklrophotographleverfahren erzeugt. Als Blldtragerelement, auf dem ein Ladungsbild oder ein Tonerbild erzeugt wird, können ein elektrophotographlsches, lichtempfindliches Element und andere Bildträgerelemente erwähnt werden.

Elektrophotographische, lichtempfindliche Elemente werden je nach den vorbestimmten Eigenschaften der Elemente und je nach dem Elektrophotographleverfahren, für das sie angewandt werden, mit einem verschledenen Aufbau hergestellt. Typische lichtempfindliche Elemente sind ein Element mit einer auf einem Träger gebildeten, photoleltfählgen Schicht und ein Element,

bei dem die Oberfläche des vorstehend erwähnten Elements mit einer isolierenden Schicht versehen Ist Diese Elemente werden für weite Anwendungsgebiete eingesetzt. Das lichtempfindliche Element, das aus einem Träger und einer photoleltfähigen Schicht besteht, wird bei der Bilderzeugung eingesetzt, die auf dem allgemeinsten Elektrophotographleverfahren beruht, das aus den Schritten der Aufladung, der blldmäßigen Belichtung und der Entwicklung und, falls erwünscht, aus einem weiteren, dem Übertragungsschritt, besteht. Wenn das lichtempfindliche Element mit einer isolierenden Schicht versehen 1st, so wird eine solche Schicht gebildet, um die photoleitfählge Schicht zu schützen, um die mechanische Festigkeit und die Dunkelabfall-Kennlinie des lichtempfindlichen Elementes zu verbessern oder um das lichtempfindliche Element an ein bestimmtes Elektrophotographieverfahren anzupassen. Typische lichtempfindliche Ziemente mit einer solchen Isolierenden Schicht oder Beispiele für Elektropbotographieverfahren, bei denen ein Element mit einer isolierenden Schicht angewandt wird, sind L. B. aus der US-PS 28 60 G45, aus der japanischen Äuslegeschrlft 16429/1966 und aus den US-PS 3146 145, 36 07 258, 36 66 363, 37 34 609, 34 57 070 und 31 24 456 bekannt.

Die Erfindung kann also bei allen Bildträgerelementen zur Anwendung kommen, bei denen auf einem Bildträger Tonerbilder erzeugt werden und wobei anschließend der Bildträger zur Erzeugung neuer Tonerbilder wieder zur Verfügung stehen soll. Hierbei wird die Oberfläche der betreffenden Bildträgerelemente aufeinanderfolgend immer wieder neu verwendet. Dies bedeutet, daß für das neue Tonerbild keine Restspuren aus dem vorhergehenden Tonerbild auf der Oberfläche verbleiben dürfen. Es ist also erforderlich, nach jedem Bilderzeugungszyklus die Oberfläche des Bildträgerelementes zu reinigen.

Als üblichstes Verfahren zur Reinigung der Oberfläche von Bildträgerelementen wendet man das Abwischen oder Abkratzen des Toners von der Oberfläche mittels einer Reinigungsklinge, eines bahnartigen Materials oder einer Pelzbürste an. Hierbei kann jedoch eine Schädigung oder unvollständige Entfernung der Rückstände von der Oberfläche eintreten. Demzufolge treten insbesondere bei einer hohen Zahl von Wiederholungszyklen Störungen bei der Bilderzeugung oder der Bildübertragung auf. Solche Störungen sind bekannt als die Erzeugung von sogenannten Gelsterblldern. Ferner können die elektrischen Eigenschaften In der Oberfläche des Bildträgerelements bei der Erzeugung von Ladungsbildern mit Hilfe von Koronaentladung Infolge der Erzeugung von Koronaionen verschlechtert werden. Diese Erscheinung wird dadurch verursach?., daß durch die Energie während des direkten Zusammenstoßes der Koronaionen mit der Oberfläche des Bildträgerelementes oder durch die Koronaentladung Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendloxid, Wasser, Ammoniak etc. In ionisierter Form erzeugt werden, die an der Oberfläche des Blldträgerelements anhaften, so daß Moleküle des Materials, aus dem die Oberfläche besteht, gespalten oder oxidiert werden und die Oberflache des Elements verschlechtert wird, oder daß die vorstehend erwähnte, ionisierte Substanz Feuchtigkeit adsorbiert. Als Ergebnis sinkt der elektrische Oberflächenwiderstand des BUdträgerelementes ab, so daß die elektrostatische Ladung unstabil wird und somit das Bildtnlgerelement Im Verlaufe der Zelt für die Erzeugung von Ladungsoder Tonerblidern unbrauchbar wird.

Es 1st bekannt, zum Zwecke der Reinigung Tonerreste von der Oberfläche eines Bildträgerelements mit solchen Abschabelnrichtuiigen zu versehen, die sehr feinkörniges Material mit Schmirgelwirkung aufweisen. So werden beispielsweise derartige Oberflachen mit Gewebebahnen oder mit Bürsten abgewischt, auf deren Oberfläche Schmirgelmaterial aufgebracht ist. Hierdurch kann jedoch die Zahl der möglichen Wiederholungszyklen bis zum Auftreten ernsthafter Störungen nur unbefriedigend erhöht werden.

Ferner ist es bekannt, zur Schonung der Oberfläche von Bildträgerelementen bei der Reinigung diese Oberflächen mit Schutzfilmen zu versehen. Diese Schutzfilme werden nach jedem Bilderzeugungszyklus In flüssiger Form aufgebracht. Dieser Schutzfilm kann Isolierende Eigenschaften haben und unterschiedlichste Additive, wie Gleitmittel oder Schmiermittel, enthalten. Jedoch muß dieser Schutzfilm im Anschluß an den nächsten Zyklus wieder entfernt und ersetzt werden. Der jeweilige Ersatz des Schutzfilmes wurde für erforderlich angesehen, well die Erfahrung bestand, daß die im Verlaufe der Zeii durch Verschmutzung der Oberfläche eintretenden Störungen durch feste Schutzüberzüge nicht behoben werden konnten, da es entweder auf Schwierigkeiten stieß, solche Schutzüberzüge in ausreichend dünner Schicht aufzutragen, und andererseits beim Abschleifen der Oberfläche von Bildträgerelementen der Schutzfilm allmählich verbraucht und damit unwirksam würde. Das jeweilige Ersetzen eines Schutzfilmes nach jedem Bllderzeugungszyklus trifft jedoch auf erhebliche apparative Schwierigkelten und 1st störanfällig.

Ferner ist es bekannt, zur Verbesserung der Reinigung von xerographlschen Platten dlta mit einer Deckschicht zu versehen, bestehen«! aus einem fllmblldenden Harz und einer Metallverblndui..,. Hierbei wird beispielsweise der Harzbestandtell mit Metallstearat in einem Lösungsmittel gelöst und diese Lösung dann auf die xerographlsche Platte aufgeprüht. Auf diese Welse soll die Oberfläche gegen Abtragen bei dem mechanischen Reinigungsvorgang beständig gemacht werden. Derartige beschichtete xerographlsche Platten eignen sich jedoch nicht für die Erzeugung und Übertragung von Tonerbildern in sehr kurzer Aufeinanderfolge bei einer hohen Anzahl von Wiederholungszyklen.

Schließlich ist es bekannt, zur Vermeidung des Aufbaus von Tonerschichten auf der Oberfläche von Bildträgerelementen Entwickler bzw. Toner anzuwenden, die außer dem üblichen Harzbestandteil relbungsreduzlerende und feintelllge Abriebmaterialien enthalten. Dabei dient das relbungsreduzlerende Mittel oder Schmiermittel dazu, ein glatteres Abstreifen von angesammeltem Toner mit Hilfe von Abschabelementen zu ermöglichen, während das Abriebmaterial dazu dienen soll, die bestehende Gefahr zu vermindern, daß mit dem Toner eine sich Immer stärker aufbauende Schmiermittelschicht auf der Oberflache des Bildträgerelementes entsteht. Mit anderen Worten soll hierdurch überschüssiges Schmiermittel abgerieben und damit eine zu dicke Schmiermittelschicht vermieden werden. Es 1st jedoch äußerst schwierig, das jeweils benötigte Mengenverhältnis von Schmiermittel zu Abrlebstöff so einzustellen, daß gerade die benötigte Schichtdicke auf der Oberfläche des Blldträgerelementes entsteht. Außerdem kann ein gleichmäßiger Aufbau der Schmiermittelschicht auf der Oberfläche praktisch nicht gesteuert werden, so daß nach einer bestimmten Anzahl von Bilderzeugungszyklen eine weitere Fortsetzung der BlId-

erzeugung nicht mehr möglich Ist. Der Vorgang muß also nach einer noch unzureichenden Anzahl von Zyklen unterbrochen werden.

Aufgabe der Erfindung 1st es, eine elektrophotographische Vorrichtung vorzusehen, bei der eine besonders hohe Anzahl von Bilderzeugungs- und Reinigungszyklen In Aufeinanderfolge durchgeführt werden kann ohne zwischenzeitliche Unterbrechung des Bilderzeugungs-, BÜdübertragungs- und Reinigungsvorganges.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrophotogr :phische Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch das Zusammenwirken der vorgesehenen Schleifmittel mit der Schmiermittelschicht ergibt sich ein herausragender Effekt im Hinblick auf die Anzahl der in Aufeinanderfolge durchführbaren Bilderzeugungszyklen.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend näher erläutert.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Schmiermittelpulver, das In dem Harz dlspergiert ist,

mittels der Abschlelfeinrlchtung immer in effektiver

Weise freigelegt. Damit die Schmierung durch das Schmiermittel In

effektiver Welse fortgesetzt wird, ist es notwendig, daß ein Schmiermittel vorhanden 1st, das auf der Oberfläche des Bildträgerelements freigelegt wird.

Bei Beginn der Verwendung eines Bildträgsrelements wird das Schmiermittel In effektiver Weise freigelegt, jedoch wird die Schmierwirkung bei bekannten elektrofotografischen Vorrichtungen während der wiederholten Verwendung allmählich herabgesetzt. Für die Herabsetzung der Schmierwirkung gibt es folgende Ursachen: Die effektive Freilegung des Schmiermittels kann Infolge des Verbrauchs an freigelegtem Schmiermittel nicht mehr beibehalten werden, und das Schmiermittel wird durch zersetzte, verschmutzende Materlallen bedeckt, die infolge der Koronaentladung gebildet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Oberfläche des Blldträgerelements abgeschliffen, um eine neue Oberfläche freizulegen, wodurch trotz des Verbrauchs an Schmiermittel auf der Oberfläche die effektive Freilegung des Schmiermittels aufrechterhalten werden kann. Außerdem werden die zersetzten, verunreinigenden Materialien, die Infolge der Koronaentladung gebildet werden, entfernt, und das Blldträgerelement kann Infolgedessen ohne Verschlechterung seiner Eigenschaften über einen langen Zeitraum eingesetzt werden.

Wenn das Blldträgerelement ein lichtempfindliches Element für die Elektrophotographie Ist, ist ein aus einer photoleltfählgen Schicht und einem Träger zusammengesetztes Laminat die repräsentativste Struktur eines Blldträgerelements.

Der Träger kann aus rostfreiem Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn und ähnlichen Metallen In Blechform und aus Papier, blattartigem Material und Harzfollen ausgewählt werden. Außerdem kann der Träger, falls erwünscht, weggelassen werden.

Die photoleltfählge Schicht kann durch Vakuumaufdampfung eines anorganischen phötöleitfahlgen Materials wie S, Se, PbO, einer Legierung, einer Intermetallischen Verbindung usw. gebildet werden. Die Legierung und die Intermetallische Verbindung können Irgendeinen Vertreter von S, Se, Te, As, Sb usw. enthalten. Alternativ kann eine photoleltfählge Substanz mit einem hohen Schmelzpunkt, z. B. ZnO, CdS, CdSe und

'■'". TiO2, zur Bildung einer photoleitfählgen Schicht nach

dem Zerstäubungsverfahren auf einem Träger abge-

_:;, schieden werfen. Im Falle der Bildung einer photolelt-

'. fähigen Schicht durch ein Beschichtungsverfahren kann

ein organisches photoleitfählges Material wie Polyvinylu.. carbazol, Anthracen, Phthalocyanin usw. eingesetzt

; werfen. Diese Materialien können mit einem Farbstoff

": oder einer Lewis-Säure senslbilislert sein, und es kann

'·'% ein Gemisch dieser Materialien mit einem isolierenden

Ά Bindemittel eingesetzt werfen. Im letztgenannten Fall

t:\ kann vorzugsweise ein Gemisch aus einem anorgani-

~K sehen, photoleitfähJgen Material wie ZnO, CdS, TiO₂

= und PbO usw. und einem isolierenden Bindemittel

verwendet werfen. In ein solches isolierendes Binde-'..:-: mittel sind verschiedene Arten von Harzen elngeschlos-

= ;; sen. Die Dicke der photoleitfählgen Schicht kann je

ii nach der Natur oder den Eigenschaften des photoleitfä-

£ higen Materials variieren. Sie beträgt Im allgemeinen

K; etwa 5 bis 100 μπι, vorzugsweise etwa 10 bis 50 μπι. Sj Auf dem Bildträgerelement kann eine Isolierende

;; Schicht gebildet werfen. Wenn die isolierende Schicht

|5 hauptsächlich zum Zwecke des Schutzes des Bildträger-

ij elements und der Verbesserung der Haltbarkeit und der

£'; Dunkelabfall-Kennlinie des Elements gebildet wird,

P; kann diese Schicht relativ dünn sein. Wenn eine !solle-

ψί rende Schicht jedoch zum Zwecke der Anpassung des

■4 Blldträgerelements an ein bestimmtes Elektrophotogra-

jrt phleverfahren vorgesehen wird, kann sie relativ dick

|j sein. Die Dicke der Isolierenden Schicht beträgt im

Si allgemeinen 0,1 bis 100 μπι, vorzugsweise 0,1 bis CV 50 μπι. Die isolierende Schicht kann aus verschiedenen

% Harzen, z. B. Polyäthylen, Polyester, Polypropylen,

fi Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Acrylharz,

- Urethanharz, Polycarbonat, Siliconharz, fluorhaltigem

:' Harz und Epoxidharz gebildet werfen.

"'■'■; Wenn das Bildträgerelement keine photoleitfähige

:*' Schicht aufweist, besteht die am meisten repräsentative

■'i Struktur aus einem Träger und einer über dem Träger

i* liegenden, isolierenden Schicht. Falls erwünscht, kann

Q der Träger weggelassen werfen.

Pj Als Material für die die Oberflächenschicht bildende

ft Isolierende Schicht können härtbare Harze mit einer

>.-■ hohen mechanischen Festigkeit wie Acrylharze, Uret-

^s ■ hanharze, Polyesterharze, Melaminharze und Silikonharze eingesetzt werfen. Da härtbare Harze schlechte

■ ■ Schmiereigenschaften haben, ist die Zugabe eines

Schmiermtftelpulvers sehr effektiv.

Die Teilchengröße des Schmiermittels wird In geeigneter Weise gewählt. Sie beträgt Im allgemeinen 0,1 bis 20 μαι, vorzugsweise 0,1 bis 5 μΐη.

Die Menge des in der Oberflächenschicht des Bildträ-^L gerelemcnts enthaltenen Schmiermittels kann je nach

■ Wunsch festgelegt werfen. Sie beträgt Im allgemeinen 0,5 bis 80 Gew.-*, vorzugsweise 3 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Isolierenden Schicht.

Wenn unter Verwendung eines ein Schmiermittel enthaltenden Bildträgerelements Bilder erzeugt werfen, kann die bildmäßige Belichtung von der Trägerseite her durchgeführt werfen.

Als Schmiermittel kann erfindungsgemäß wahlweise so ein Material verwendet werfen, das In Verbindung mit einem Entwickler ausgezeichnete Schmiereigenschaften zeigt.

Repräsentative Schmiermittel sind Harze wie Polytetrafluoräthylen, Polyvinylidenfluorid, Polystyrol, Polyathylen, Polyäthylcnterephthalat, Polybutylenterephthalat, Siliconharz, Polyvinylchlorid, Polytrifluorchloräthylen, Neopren, Polypropylen, Tetrafiuoräthylen-Propylen-Copolymerlsat, Polyparaxylylen usw., Wachse wie Fluorwachs, Paraffinwachs, synthetisches Wachs usw., Fettsäures>mlde wie Oleinsäureamld, Stearlnsäureamid, Laurinsäureamld, Phthalsäureamld, Caprinsäureamid, Palmltinsäureamld usw., Metallsalze von Fettsäuren, z. B. Metallsalze (etwa Zn-, Mg-, Ca- und K-Salze) von Stearinsäure, Oleinsäure, Laurinsäure, Phthalsäure, Caprlnsäure usw., Kohlenstoffe wie Kohlenstofffluorld, Graphit usw., Molybdän und dessen Verbindungen wie Molybdändisulfld usw.. Bornitrid, Talk, Metallcarbonat, Siliciumdioxid usw.

Das Schmiermittel Ist In üblichen Lösungsmitteln vorzugsweise im wesentlichen unlöslich.

Ais Abschleifeinrichtung können wahlweise verschiedene Einrichtungen zum Abschleifen der Oberfläche eines Bildträgerelementes eingesetzt werfen. Repräsentative Abschleifeinrichtungen sind ein Berührungs-Abschleifelement und ein schlelfmlttelhaltiger Entwickler. Ein Berührungs-Abschleifelement ist ein Element, das an die Oberfläche eines Blldträgerelements gepreßt wird, und ein elastisches Material Ist für ein Element zum Aufrechterhalten der Berühruu« geeignet.

Als Berührungs-Abschleifelement können ein Schleiftuch, ein Schleifharz und ein Schwamm eingesetzt werfen.

Ein Schleiftuch hat eine flockige Oberfläche, die zum Abschleifen dient.

Ein Schleifharz ist ein Harz, In dem ein aus harten Teilchen bestehendes Schleifmittel disperglert 1st, wobei ein Teil der harten Teilchen auf der Oberfläche des Schleifharzes erscheint. Als Material für die harten Teilchen sind Ceroxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Bariumoxid, Strontiumsulfat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat, Calciumcarbonat, Magneslumsllicat, Calciumsillcat, Bornitrid oder Kohlenstoff vorgesehen.

Von diesen Materialien werfen Ceroxid, Siliciumdioxid, Calciumcarbonat und Barlumsulfat besonders bevorzugt.

Im vorstehend genannten Fall beträgt die Menge des Schleifmittels vorzugsweise 0,1 bis 70Gew.-%, Insbesondere 0,5 bis 4OGew.-96, bezogen auf die Gesamtmenge des Harzes und des Schleifmittels. Da bei einem Schleifharz die Schleifmittelteilchen in einem Harz festgehalten werfen, fliegen die Schleifntltteltellchen nicht auseinander, und der Abschleifeffekt Ist besonders hervorragend.

Als Harz für ein Schleifharz können wahlweise verschiedene Harze eingesetzt werfen. Repräsentative Harze sind z. B. Polyäthylen, Polyester, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Acrylharze, Urethanharze, Polycarbonate, Siliconharze, fluorhaltiee Harze und Epoxidharze.

Des weiteren können kautschukartige Harze wie Urethankautschuk Butadienkautschuk, Natul kautschuk, Isoprenkautschuk, Isobutylen-Isopren-Kautschuk, Butylkautschuk, Butadienkautschuk, Butadlen-Styrol-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Chloropren kautschuk, chloriertes Polyäthylen, fluorhaltlger Kautschuk, Siliconkautschuk usw. eingesetzt werfen.

Die Abschleifwirkung des Schleifharzes wird dadurch ausgeübt, daß die Oberfläche des Bilc"trägerelements durch das Schleifmittel abgerieben wird, das auf der Harzoberfläche des Schleifharzes frelllegt. Nachdem man das Schlelfnari; über einen bestimmten Zeltraum eingesetzt bzw. zur Wirkung gebracht hat, sind die anfänglich auf der Harzoberfläche des Schleifharzes frei-

liegenden, zum Abschleifen beitragenden Schlelfmltteltellchen abgenutzt, weshalb die Schielffähigkeit verlorengeht. Wenn das Harzmaterial des Schlelfharzes so beschaffen Ist, daß es In geeigneter Welse abgenutzt werden kann, wird auch das Harz selbst abgenutzt, während die auf der Harzoberfläche freiliegenden Schleifmittelteilchen abgenutzt werden. Daher werden Schlelfmltteltellchen, die In der Nähe der Oberfläche des Schleifharzes vorhanden sind, auf der Oberfläche freigelegt, und die neu freigelegten Schlelfmltteltellchen zeigen Ihre Schleifwirkung, so daß die Haltbarkelt des Schlelfharzes auf diese Welse welter verbessert wird.

Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist es daher erwünscht, daß das Harzmaterlai des Schlelfharzes In geeigneter Welse abgenutzt werden kann, und zu diesem Zweck hat das Harzmaterial eine Bleistiftharte von vorzugsweise 0,05 H bis 3,0 H, Insbesondere von 0,5 H bis 2,5 H.

Als Harz, das in geeigneter Welse abgenutzt werden kann, können Harze mit linearer Struktur wie Phenoxyharze, Polyätherharze, Polycarbonatharze, Polyäthylenharze, fluorhaltlge Harze, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Vlnylchlorld-Vlnylacetat-Copolymerlsate, Polyurethanharze, Acrylharze, Epoxidharze, Siliconharze usw. erwähnt werden.

Als Harz, das In geeigneter Welse abgenutzt werden und In ausgezeichneter Welse gleichmäßig dlsperglerte Schlelfmltteltellchen enthalten kann, kann ein wasserlösliches Harz eingesetzt werden.

Ein wasserlösliches Harz Ist ausgezeichnet, da selbst ein Schleifmittel, das wegen seiner hohen Dichte üblicherweise nicht gleichmäßig dlsperglert werden kann. In einem wasserlöslichen Harz auf einfache Welse gleichmäßig dlsperglert werden kann.

Daher hat ein Schleifharz, das durch Dispergieren von Schlelfmltteltellchen In einem wasserlöslichen Harz und Aufbringen des wasserlöslichen Harzes auf ein Trägereiement hergestellt wird, eine in ausgezeichneter Welse gleichmäßige und ebene Oberfläche, und seine Schleifwirkung kann über eine lange Zeltdauer anhalten. Es wird angenommen, daß ein wasserlösliches Harz ein ausgezeichnetes Schleifharz ergeben kann, well sich ein wasserlösliches Harz als oberflächenaktives Mittel verhält, wodurch die Schlelfmltteltellchen In stabiler Welse dlsperglert werden können.

Während das Schlelfharz über einen längeren Zeltraum eingesetzt wird, kommt es kaum dazu, daß ein Teil des wasserlöslichen Harzes, aus dem das Schlelfharz gebildet wird, auf die Oberfläche eines Bildträgerelements übertragen wird, weshalb die Aufladbarkelt und der Koronawiderstand unter der Bedingung einer hohen Feuchtigkeit und die Reinigungseigenschaften des Bildträgerelements nicht nachteilig beeinflußt werden.

Als wasserlösliches Harz können Hochpolymere mit Hydroxylgruppen, Ätherbindungen, Carboxylgruppen oder Carbonsäuresalzen als Seitenketten wie Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Natrlumpolyacrylat, Äthylcellulose, Alginsäure, Stärke, Polyvlnyimethyläther, Polyvlnyläthyläther usw. oder Polyvinylpyrrolidon, Polyäthylenoxid, Kasein usw. erwähnt werden.

Von diesen Harzen sind Polyvinylalkohol und ein Copolymer von Vinylalkohol hinsichtlich der Feuchtigkeitsbeständigkeit besonders hervorragend. Als Copolymer von Vinylalkohol wird ein Copolymer bevorzugt, das mehr als 20 Mol-%, insbesondere mehr als 60 MoI- %, Vinylalkohol enthält.

Das Schlelfharz wird typischerweise hergestellt. Indem man ein Schleifmittel In einer Lösung eines Harzes dlsperglert, die Oberfläche eines Trägers, z. B. eines Gewebes, einer Folie, einer Walze, einer Metallfo-He usw. mit der Dispersion beschichtet und anschließend trocknet. Bei einem anderen Verfahren wird ein Harz durch Erhitzen geschmolzen, und dann kann ein Schleifmittel In dem geschmolzenen Harz dlsperglert werden. Alternativ kann ein Schleifmittel In einem ίο Monomer, einer Substanz mit einem niedrigen Polymerisationsgrad oder einer Lösung davon, aus ,denen ein Harz gebildet werden kann, dlsperglert werden. Die resultierende Dispersion wird dann auf ein Trägermaterial aufgetragen, worauf ein Harz gebildet werden kann, IS in dem das Schleifmittel in disperglerter Form enthalten Ist. Bei einem weiteren Verfahren kann ein Harz, In dem ein Schleifmittel In disperglerter Form enthalten Ist, mittels eines Klebstoffs auf einen Träger geklebt werden.

Die Teilchengröße des In dem Harz enthaltenen Schleifmittels beträgt Im allgemeinen 0,01 bis 20 μπι, vorzugsweise 0,1 bis 10 μνη.

Die Berührungs-Abschlelfelnrtchtung kann gleichzeitig mit einer Reinigungseinrichtung für das Blldträgerelement verwendet werden. Das heißt, daß die Berührungs-Abschlelfelnrlchtung allein ohne eine Reinigungseinrichtung oder zusammen mit einer üblichen Reinigungseinrichtung, z. B. einer Bürste, einer Klinge usw., verwendet werden kann. Wenn die Berührungs-Abschlelfelnrlchtung zusammen mit einer anderen Reinigungseinrichtung verwendet wird, dann wird die Berührungs-Abschlelfelnrlchtung geeigneterweise so angeordnet, daß die Abschleifbehandlung Im Anschluß an eine Reinigungsbehandlung durchgeführt wird. Die Berührungs-Abschlelfelnrlchtung kann in Form einer ebenen Platte oder einer Klinge oder In rotierender Form als Walze mit der Oberfläche des Blldträgerelements In Berührung gebracht werden.

Ein schlelfmlttelhaltlger Entwickler wird hergestellt, Indem man die Schlelfmltteltellchen zu einem gewöhnlichen Entwickler hinzugibt.

Die Menge des Schleifmittels in dem Entwickler beträgt im allgemeinen 0,1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Entwicklers und des Schleifmittels.

Beispiel 1

Auf einem Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 160 mm und einer Länge von 40 cm wurde eine photoleitfählge Schicht mit einer Dicke von 50μ..;ι gebildet, die aus CdS-Pulver bestand, das In einem Vlnylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat-Harz dlsperglert worden war. Dann wurde ein durch Lichteinwirkung hartbares Urethanharz durch ein Tränkungsverfahren auf die photoleitfählge Schicht aufgebracht und Im Anschluß daran durch Licht ausgehärtet, um eine Isolierende Schicht mit einer Dicke von 30 μηι zu bilden. Diese Probe wird als »Probe (A)« bezeichnet.

Auf einer nach dem vorstehend erwähnten Verfahren hergestellten photoleltfählgen Schicht wurde eine aus dem vorstehend erwähnten, durch Lichteinwirkung härtbaren Urethanharz bestehende. Isolierende Schicht mit einer Dicke von 20 μηι gebildet, und dann wurde auf der vorstehend erwähnten isolierenden Schicht eine andere isolierende Schicht aus dem vorstehend erwähnten, durch Lichteinwirkung härtbaren Urethanharz mit einer Dicke von 10 um gebildet, wobei das Urethan-

harz, bezogen auf die Gesamtmenge, 30Gew.-% Polytetrafluoräthylen-Teilchen mit einer Größe von etwa 0,2 μιη ais Schmiermittel enthielt. Die resultierende Probe wird als »Probe (B)« bezeichnet.

Probe (A) unr* Probe (B) wurden einer primären Aufladung mit +7 kV, einer Wechselstromentladung bei gleichzeitiger Belichtung, einer Lösch- bzw. Leerbellchtung, einer Entwicklung mit einem trockenen Entwickler uni einem Haltbarkeitstest unterzogen.

Probe (A) zeigte einen Reibungskoeffizienten mit dem hohen Wert von 3,0 und rotierte nicht ruhig, und die Schneide der Reinigungsklinge zerbrach sofort.

Probe (B) wurde In glatter Welse gereinigt, bis sie 600 mal rotiert hatte. Der Reinigungskoeffizient erhöhte sich jedoch allmählich, und als die Probe 1000 mal is rotiert hatte, wurde das Reibungsgeräusch sehr laut, und die Bildqualität verschlechterte sich In hohem Maße.

Dann wurde ein Entwickler verwendet. In den, bezogen auf die Gesamtmenge. 0.8 Gew.-96 Ceroxid als Abschlelfelnrlchtung eingemischt worden waren. Probe (A) hatte einen Reibungskoeffizienten mit dem hohen Wert von 3,5 und war für die praktische Verwendung nicht geeignet. Probe (B) hatte einen Reibungskoeffizienten mit dem niedrigen Wert von 1,2; das resultlerende Bild hatte eine ausgezeichnete Qualltat; es wurde keine Verschmelzung eines Toners auf der Oberfläche der Probe (B) beobachtet; verunreinigende Materlallen, die durch Koronaionen gebildet worden waren, wurden vollständig entfernt, und es wurde keine Verschlechterung der Schmiereigenschaften usw. verursacht, selbst als d ■ Probe 50 000 mal zum Rotleren gebracht worden

Beispiele 2 bis 6

Die ein Schmiermittel enthaltende, isolierende Schicht des Bildträgerelements und die Abschleifeinrichtung von Beispiel 1 wurden durch die in den nachstehenden Beispielen 2 bis 6 gezeigten isolierenden Schichten bzw. Abschleifeinrichtungen ersetzt, und von allen resultierenden Bildträgerelementen wurden die Schmiereigenschaften usw. geprüft. Man erhielt ähnlich gute Ergebnisse wie bei der zusammen mit der Abschleifeinrichtung eingesetzten Probe (B) von Beispiel 1.

Beispiel 2 Isolierende Schicht: so Polyesterharz 90 Gew.-Telle

SchrnicrrnitteS, Polyäthylenteilchen
mit einer Größe von 5 μηι 10 Gew.-Telle

Abschleifeinrichtung:

Zu dem Entwickler wurden, bezogen auf die Gesamtmenge, l,5Gew.-% Calclumcarbonat mit einer Größe von 0,8 μηι hinzugegeben.

Beispiel 3 Beispiel 4

60

Isolierende Schicht: Epoxidharz 70 Gew.-Teile Schmiermittel, Poiyäthylenteilchen

mit einer Größe von 5 μιη 30 Gew.-Telle

Abschlelfelnrlchtung: RelnlgungskHnge (5 Gew.-», bezogen auf die Gesamtmenge, Ceroxid mit einer Größe von 1 μιη,

enthalten In Urethankautschuk).

Isolierende Schicht: Siliconharz 95 Gew.-Telle Schmiermittel, Talk mit einer Größe von 2 μιη 5 Gew.-Telle Abschlelfelnrlchtung:

4 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, Magnesiumsulfat mit einer Größe von 4 μιη, enthalten In einem Reinigungsgewebe.

Beispiel 5

75 Gew.-Telle 25 Gew.-Teile

bezogen auf die von 2 um.

65

Isolierende Schicht: Melamlnharz Schmiermittel, Calciumslearat

mit einer Größe von 0,8 μιη
Abschlelfelnrlchtung:

Reinigungsklinge (5 Gew.-%, Gesamtmenge. Ruß mit einer Größe

enthalten In Urethankautschuk).

Beispiel 6 Isolierende Schicht: Acrylharz 96 Gew.-Teile Schmiermittel, Polyäthylenterephthalat

mit einer Größe von 0,2 μιη 4 Gew.-Teile

Abschlelfelnrlchtung:

3 Gew.-96, bezogen auf die Gesamtmenge, Magnesiumoxid mit einer Größe von 2 μιη. Im Entwickler enthalten.

Beispiel 7

80 Gew.-Teile CdS, 15 Gew.-Telle eines Bindemittels In Form von wärmehärtbarem Urethan und 5 Gew.-Telle Polyäthylen-Teilchen mit einer Größe von 4 μιη wurden durch ein Trankungsverfahren auf einen Aluminiumzylinder aufgetragen und zum Ausharten 2 h lang bei 80° C hitzebehandelt.

Das als Bildträgerelement erhaltene lichtempfindliche Element wurde zur Erzeugung von Ladungsbildern einer negativen Aufladung und einer bildmäßigen Belichtung nach dem Carlson-Verfahren unterzogen und anschließend nach dem Carlson-Verfahren entwlkkelt. Die Reinigungseigenschaften des Entwicklers wurden geprüft.

Als 0,8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, Csroxld mit einer Größe von 2 μιη zu dem Entwickler hinzugegeben wurden, verbesserten sich die Reinigungseigenschaften sofort, und der Wirkungsgrad des Entwicklers In bezug auf die Übertragung erhöhte sich.

Beispiel 8

Ein durch Lichteinwirkung härtbares Urethanharz wurde durch ein Tränkungsverfahren auf eine als Trager dienende Aluminiumtrommel (Durchmesser 200 mm, Länge: 500 mm) aufgetragen und zur Bildung einer isolierenden Schicht mit einer Dicke von 10 μιη durch 4mlnütlge Bestrahlung mittels einer 4 kW-Quecksllberlampe ausgehärtet. Weiterhin wurde auf die isolierende Schicht zur Bildung einer anderen Isolierenden Schicht mit einer Dicke von 5 μιη ein Beschlchtungsmaterial aufgebracht, das aus dem gleichen, durch Lichteinwirkung härtbaren Urethanharz und 30Gew.-% Polytetrafluoräthylen-Teilchen mit einer

Größe von etwa 0,2 μπι als Schmiermittel bestand. Als Ergebnis wurde auf dem Träger unter Bildung eines Bildträgerelements eine Isolierende Schicht mit einer Gesamtdicke von 15 μπι hergestellt.

Das resultierende Bildträgerelement wurde einem Verfahren zur Erzeugung von Ladungsbildern auf einem Blldträgerelejnent unterzogen. Bei diesem Verfahren wurde die Koronaentladung durch Ladungsbilder modifiziert, die auf einem lichtempfindlichen

umsulfld dlsperglert war, zusammengesetzt war und über der Oberfläche des Aluminiumzylinders lag, und einer isolierenden Schicht mit einer Dicke von 30 μπι bestand, die über der photoleitfähigen Schicht lag. Die Isolierende Schicht bestand aus einem härtbaren Siliconharz, das 30 Gew.-* Polyietrafiuoräthylentellchen mit einer Größe von 0,2 μίτι enthielt.

Das resultierende lichtempfindliche Element wurde einer primären Ladung, einer Koronaladung mit +7 kV,

chen CdS-Schlrmelements gemessen. Auf ein Netz aus rostfreiem Stahl mit Öffnungswelten von etwa 50 μπι wurde durch Spruhbeschlchtung eine photoleltfählge

CdS-Schlrmelement erzeugt wurden. Selbst nachdem to einer sekundären Ladung durch eine 7,5 kV-Wechsel-

dle Bilderzeugung 50 000 mal wiederholt worden war, strom-Koronaladung bei gleichzeitiger bildmäßiger

waren die Reinigungseigenschaften auf der Oberfläche Belichtung mit 3,0 ^lx ·» und einer Lösch- bzw. Leerbe-

des Bildträgerelements gut, und gute Bilder mit hohem llchtung unterzogen, um Ladungsbilder zu erzeugen.

Kontrast wurden erhalten. Darauf folgte eine trockene Entwicklung mit einem Die Haltbarkeit des Bildträgerelements wurde, wie 15 Toner zur Erzeugung von Tonerblidern, eine Übertra-

nachstehend erläutert wird, mittels eines lichtempflndll- gung der resultierenden Tonerbilder auf ein Blldemp-

fangspapier, eine Reinigung mit einer aus Urethankautschuk hergestellten Klinge und eine Abschlelfbehandlung, bei der man das vorstehend erwähnte Abschlelf-

Schicht uiit einer Dicke von 30 μία aufgebracht. Die 2G eiemeiii mit einem Zufuhriempo von 0,i mm pro

photoleltfähige Schicht war aus CdS-Pulvern (70 Gew.- Umdrehung des lichtempfindlichen Elements mit der

Teile) und Siliconharz (30 Gew.-Telle) zusammenge- Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Berüh-

setzt und wurde 15 min lang bei 80° C getrocknet. Dann rung brachte.

wurde auf der photoleitfähigen Schicht durch Sprühbe- Selbst als das Elektrophotographleverfahren 250 000

schichtung eine isolierende Schicht mit einer Dicke von 25 mal wiederholt worden war, wurde weder ein Festhaf-

15 μΐη gebildet. Die Isolierende Schicht bestand aus ten des Toners auf der Oberfläche des Uchtempflndll-

elnem Siliconharz, In dem ein Härtungsmittel enthalten chen Elements noch eine Verminderung des elektrl-

war. sehen Oberflächenwiderstands beobachtet. Die resultie-

DIe Oberfläche des resultierenden, lichtempfindlichen renden, kopierten Bilder, die man nach 250 000 Wleder- Schlrmelements wurde auf+450 V aufgeladen und unter 30 holungen des Elektrophotographieverfahrens erhielt. Erzeugung von Ladungsbildern mit -50 V im hellen hatten noch die gleiche Bildqualität wie die am Anfang Anteil und +200 V Im dunklen Anteil bei gleichzeitiger kopierten Bilder. Wechselstrom-Entladung bildmäßig belichtet. Bei der Als die Abschleifbehandlung bei dem vorstehenden

mit dem Netz aus rostfreiem Stahl versehenen Seite des Verfahren nicht angewandt wurde, wurde beobachtet,

lichtempfindlichen Schirmelements wurde ein Blldträ- 35 daß sich bei etwa lOOOmallger Wiederholung des Elek-

gerelement angeordnet, und über das lichtempfindliche trophotographieverfahrens ein Toner auf der Oberfläche

Schirmelement wurde eine negative Koronaladung durchgeführt. Dann wurden die auf diese Weise auf der Probe erzeugten Ladungsbilder mit einem Toner entwickelt, und die auf diese Welse erhaltenen Tonerbilder wurden mittels einer Übertragungsspannung von etwa -6 kV auf ein Papier Obertragen und fixiert, um sichtbare Bilder zu erhalten. Nach der Übertragung wurde das Bildträgerelement einer Abschleifbehandlung

des lichtempfindlichen Elements festsetzte, und In den auf ein BUdempfangspapier übertragenen Tonarbüdern wurde ein Schleier beobachtet.

Beispiel 10

Zur Herstellung eines Abschleifelements wurde das Verfahren von Beispiel 9 wiederholt, wobei jedoch mit einer Klinge unterzogen, die aus Urethankautschuk 45 anstelle von Ceroxld Siliciumdioxid, Calclumcarbonat bestand, der, bezogen auf die Gesamtmenge, oder Barlumoxid verwendet wurden, und ein ähnlicher

Versuch wie In Beispiel 9 wurde durchgeführt. Selbst nach 90000maHger Wiederholung des Elektrophotographieverfahrens wurde auf der Oberfläche des llchtempfindlichen Elements keine Verschmelzung des Toners verursacht, und es wurden deutliche und

5 Gew.-% Ceroxld mit einer Größe von 1 μΐη enthielt.
Beispiel 9

100 Gew.-Telle Ceroxldtellchen mit einer Größe von 4 μηι und 10 Gew.-Telle eines Vinylalkohol (90 MoI-*)-Vlnylacetat (10 Mol-%)-Copolymerlsat-Harzes wurden In 100 Gew.-Teilen Wasser dlsperglert und aufgelöst und anschließend 10 min lang bei 10 000 U/mln mittels einer Homogenisiervorrichtung gründlich gerührt. Das resultierende; Beschlchtungsmaterial wurde In einer Menge von 10g/m^J (als Feststoff berechnet) mittels einer Umkehrbeschichtungsvorrlchtung mit Bodenbeschickung auf ein Papiergewebe aufgebracht und zur Herstellung eines Abschleifelements durch einen Trokkenofen mit einer Lange von 10 m bei 100° C hindurchgefühlt.

Es wurde ein lichtempfindliches Element hergestellt,

scharfe Tonerbilder erhalten.

Beispiel 11

Der nachstehende Versuch wurde unter Verwendung eines Abschleifelements und eines lichtempfindlichen Elements, wie sie in Beispiel 9 beschrieben wurden, durchgeführt.

Das lichtempfindliche Element wurde zur Erzeugung von Ladungsbildern einer primären Koronaladung bei +7 kV, einer sekundären Wechselstrom-Koronaladung bei 7,5 kV bei gleichzeitiger bildmäßiger Belichtung (3,1 Ix. s) und einer Lösch- bzw. Leerbelichtung mit 200

das aus einem Aluminiumzylinder, einer 35 μπι dicken, <>5 J_x. _s unterzogen und In ähnlicher Weise wie in Beispiel

photoleitfähigen Schicht, die aus 88 Gew.-Teilen Cadmiumsulfid und 12 Gew.-Teilen eines Vinylchferid-Vlnylacetat-Copolymerlsat-Harzes, in dem das Cadml-

9 bsi 35° C und einer relativen Feuchtigkeit von 85% mittels des Abschletfelements abgeschliffen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde 5000

mal wiederholt und die nach der 5000. Wiederholung erzeugten Ladungsbilder wurden mittels eines trockenen Toners entwickelt und auf Un Bildempfangspapier übertragen. Die Auflösung der Tonerbilder auf dem Blldempfan^spapler betrug 8 Llnlcn/mm, und die Tonerbilder waren deutlich und scharf.

Als Im vorliegenden Beispiel keine Absc'nielfung durch das Abschleifelement erfolgte, waren die auf dem Bildempfangspapier erzeugten Tonerblider nicht deutlich, und die Auflösung konnte nicht bestimmt werden.

Beispiel 12

Unter Wiederholung des Verfahrens von Beispiel 9 wurde ein Abschleifelement erhalten, jedoch wurden die nachstehend angegebenen, linearen Harze (1) bis (3) jeweils anstelle des Polyvlnylalkohol-Copolymerlsats eingesetzt. Dann wurde der gleiche Test durchgeführt.

Selbst als das Verfahren 250000 mal wiederholt worden war, wurden kein Herausfliegen eines Schlelfmiiieis, keine Verunreinigung des Toners durch das Schleifmittel, keine Verschmelzung und Festhaftung des Toners s»jf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und keine Verminderung des elektrischen Oberflachenwiderstands beobachtet, und alle resultierenden, kopierten Bilder hatten eine gute Qualltat und konnten praktisch verwendet werden.

(1) Polyvlnylalkohol-Harz

(2) Carboxymethylcellulose-Harz

(3) Äthylcelluloseharz

Beispiel 13

Das Verfahren von Beispiel 9 wurde wiederholt, anstelle des Vlnylalkohol-Copolymerlsats wurden

s jedoch jeweils die nachstehend angegebenen, nichtlinearen, härtbaren Harze (1) bis (4) und die linearen Harze (5) bis (9) eingesetzt. Das Abschlelfvrnjögen der Abschleifelemente, die mit den Harzen (1) bis (4) hergestellt worden waren, hörte auf, als das F.lektroohotographIeverfahren 5000 mal wiederholt worden war; das Abschleifvermögen des mit dem Harz (5) hergestellten Abschleifelements hörte nach einer 8000maligen Wiederholung auf, und das Abschleifvermögen der mit den Harzen (6) bis (9) hergestellten Abschlelfelemente hörte bei einer 50 OOOmallgen Wiederholung auf. Nach dem Aufhören des Abschleifvermögens trat In jedem Fall ein Verschmelzen und ein Festhaften von Toner an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf, und es wurden undeutliche Bilder erzeugt.

(1) Lichthärtbares Polyesterharz

(2) Lichthärtbares Epoxidharz

(3) Wärmehärtbares Siliconharz
(4) Wärmehärtbares Acrylharz

(5) Phenoxyharz

(6) Polyätherharz (Polyäthyienglykol)

(7) Polycarbonatharz

(8) Vinylchlorld-Vlnylacetat-Copolymerlsat-Harz
(9) Polyacrylatharz

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophctographische Vorrichtung, bestehend aus einem Bildträgerelement für Ladungsbilder s und/oder Tonerbilder, von dessen Oberfläche anhaftende Tonerrückstände und/oder durch Koronaentladung erzeugte Nebenprodukte In Ionisierter Form leicht entfernbar sind, und einer Abschleifeinrichtung zum Abschleifen der Oberfläche des Bildträgerelements, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht des BÜdträgerelementes eine isolierende Schicht ausweist, die aus einem in einem Harz dispergieren Schmiermittelpulver besteht, und daß die Abschleifeinrichtung ein Schleifmittel aufweist, bestehend aus in einem Harz disperglerten Schlelfmlttelteilchen oder bestehend aus schlelfmlttelhaltlgem Entwickler, wobei als Material für die Schleifmittel Ceroxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Bariumoxid, Bariumsulfat, Strontiumsulfat, Calciumsulfat, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat Caiciumcarbonai, Magnesiumsilikat, CalciumsÜIkat, Bornitrid oder Kohlenstoff vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelpulver eine Teilchengröße von 0,1 bis 20 um besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschleifeinrichtung aus einem Berührungs-Abschleifeiement und einem der Schleifmittel besteht.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz, das die disperglerten Schleifmittelteilchen enthält, eine lineare Struktur hat.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz, das die disperglerten Schlelfmlttelteilchen enthält, eine Bleistifthärte von 0,05 H bis 3,0 H hat.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz, das die disperglerten Schlelfmlttelteilchen enthält, wasserlöslich 1st.