DE3029254A1

DE3029254A1 - Elektrofotografisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE3029254A1
Application number: DE19803029254
Authority: DE
Inventors: Norman F Mangal; Ronald Swidler
Original assignee: Savin Corp
Current assignee: Savin Corp
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1980-08-01
Publication date: 1981-02-26
Also published as: GB2055695A; IT8023599A0; FR2463434B1; JPS5650364A; JPH01173764U; CA1168300A; GB2055695B; IT1131755B; FR2463434A1; CH637776A5; US4259003A

Description

- 11 HOEGER, STELLRECHT & PARTNER

UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1

A 44 258 b Anmelder: Savin Corporation

k - 177 Columbus and Stevens

22. Juli 1980 Avenues

Valhalla, New York 10595

USA

Elektrofotographisches Kopiergerät

Die Erfindung betrifft ein elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, der auf einem leitfähigen Substrat vorgesehen ist, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche des Fotoleiters, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes, mit Übertragungseinrichtungen zum Übertragen eines beträchtlichen Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt, wobei die fotoleitende Oberfläche nach der übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Reinigen des Fotoleiters eines Kopiergeräts von Tonerpartikeln und zum Löschen elektrostatischer Restladungen, die nach der übertragung eines entwickelten Bildes auf ein Kopierpapierblatt auf der fotoleitenden Oberfläche zurückgeblieben sind.

Bei Kopiergeräten, bei denen eine Bildübertragung durchgeführt wird bzw. bei Nonnalpapier-Kopierern ist es üblich, eine Wechselspannung-Entladungskorona, eine Löschlampe oder eine ähnliche Einrichtung zwischen der Übertragungsstation und der Koronaentladungsvorrichtung zum Aufladen der Halbleiterober-

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fläche anzuordnen, um das latente elektrostatische Ladungsbild zu entfernen, welches auf dem Fotoleiter nach der übertragung des entwickelten Bildes verbleibt. Eine solche Ladungslöschung fördert nicht nur die Entfernung von Tonerpartikeln von dem Fotoleiter sondern auch die Bildqualität, da ohne einen solchen Löschvorgang ein neues elektrostatisches Ladungsbild von den Resten des alten überlagert würde. Die US-PS 4 095 180 beschreibt ein Kopiergerät, bei dem vor einer Reinigungseinheit eine der Entladung dienende Koronaentladungsvorrichtung vorgesehen ist und hinter der Reinigungseinheit eine Löschlampe, damit elektrostatische Restladungen von der fotoleitenden Trommeloberfläche entfernt werden können.

Während es also einerseits erwünscht ist, bei elektrofotographischen Kopiergeräten für die fotoleitende Oberfläche bzw. die Abbildungsfläche derartige Entladungseinrichtungen vorzusehen, haben diese andererseits ihre Nachteile. Die bekannten Lösch- und Entladeeinrichtungen benötigen nämlich nicht nur zusätzlichen Platz längs des Trommelumfangs sondern haben ausserdem häufig auch eine beträchtlichen Energieverbrauch und erzeugen somit Wärme, welche abgeführt werden muß.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, verbesserte Einrichtungen zum Löschen von restlichen elektrostatischen Ladungen auf elektrofotographischen Abbildungsoberflächen im Anschluß an die Bildübertragung vorzusehen. Dabei soll die Entladungsvorrichtung einen möglichst geringen Raumbedarf haben und wenig Energie benötigen. Ausser-

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dem soll die Entladungsvorrichtung selbst nach langen Betriebszeiten noch zuverlässig arbeiten und das Entfernen von noch an der Troiraneloberfläche befindlichen Tonerpartikeln erleichtern. Weiterhin soll die Entladungsvorrichtung für Hochgeschwindigkeitskopiergeräte geeignet sein, wobei ausserdem angestrebt wird, eine Vorrichtung_βanzugeben, mit deren Hilfe nach einer Bildübertragung an der Trommeloberfläche verbleibende Tonerpartikel wirksam entfernt werden können, ohne die Trommeloberflache bzw. die Oberfläche des Fotoleiters zu beschädigen.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem elektrofotographischen Kopiergerät der eingangs beschriebenen Art insbesondere durch die Maßnahmen und Merkmale gemäß Anspruch 1 sowie im übrigen durch die Maßnahmen gemäß den weiteren Ansprüchen gelöst.

Allgemein befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einer Vorrichtung zum Entfernen von elektrostatischen Restladungen von der Oberfläche einer fotoleitenden Abbildungsschicht, beispielsweise aus Selen, die einen beträchtlich grösseren Dunkelwiderstand gegen einen Stromfluß in der einen Richtung hat als in der anderen Richtung. Ein leitfähiges Element, welches in Eingriff mit der Abbildungsfläche steht, wird dabei mit einem Vorspannungspotential gegenüber dem Abbildungsflächensubstrat gebracht, welches eine Polarität hat, die derjenigen der Restladung entgegengesetzt ist und deren Größe so gewählt ist, dass sichergestellt ist, dass alle Teilender Oberfläche der Abbildungsschicht sich während der Kontakt-zeit auf das Potential des Substrats entladen haben.

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Gemäß einem weiteren Aspekt befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einer Vorrichtung zum Entfernen der elektrostatischen Ladung, die auf einer elektrofotographischen Abbildungsoberfläche nach der Bildübertragung verbleibt, wobei bei dieser Vorrichtung eine Flüssigkeitsschicht mit einer gewissen relativ niedrigen Massen-Leitfähigkeit auf dem zu entladenden Bereich der Abbildungsoberfläche vorgesehen ist und wobei ein leitfähiges Element mit einer Leitfähigkeit die beträchtlich höher ist als diejenige der Flüssigkeit angrenzend an die Abbildungsoberfläche und in elektrischem Kontakt mit der Flüssigkeitsschicht angeordnet ist, um einen elektrischen Pfad zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen der Abbildungsoberfläche zu bilden. Vorzugsweise besteht die Flüssigkeitsschicht dabei aus der Trägerflüssigkeit, welche gewöhnlich benutzt wird, um die Tonerpartikel von flüssigen Entwicklern für elektrofotographische Kopiergeräte zu suspendieren, während das leitfähige Element ein oder mehrere elastische Reinigungselemente umfaßt, die die Abbildungsoberfläche an einer Station des Kopiergeräts berühren. Vorzugsweise ist das leitfähige Element dabei ausserdem mit dem Substrat der Abbildungsoberfläche entweder direkt oder über eine Vorspannungsversorgungseinheit verbunden, um den Ladungsausgleich zu fördern und einen Rücklaufweg für die ausgeglichene Ladung zu dem Substrat zu schaffen.

•Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines elektrofotographischen Kopiergeräts mit Entlade- und Reinigungseinrichtungen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Reinigungsstation des Kopiergeräts gemäß Fig. 1 mit zusätzlichen Einrichtungen;

Fig. 3 eine weiter vergrößerte Darstellung des Klemmspalts zwischen einer Reinigungswalze und der Abbildungsoberfläche an der Reinigungsstation des Kopiergeräts gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Abbildungsschicht der fotoleitenden Trommel des Kopiergeräts gemäß Fig. 1 mit dem für den unbeleuchteten Zustand geltenden Ersatzschaltbild;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des elektrischen Ersatzschaltbildes jedes einzelnen infinitesimalen Bereiches der Abbildungsschicht für den Fall, dass diese in elektrischen Kontakt mit einem Reinigungselement steht und

Fig. 6 ein Diagramm des Verlaufs der Spannung über der Zeit zur Erläuterung der Abfallzeit der Oberflächenladung für einen Bereich der Abbildungsschicht, der in elektrischem Kontakt mit einem Reinigungselement steht.

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Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Kopiergerät 10 mit einer erfindungsgemäßen Reinigungs- und Entladungsvorrichtung, wobei das Gerät 10 eine zylindrische Trommel 12 mit einer fotoleitenden äusseren Schicht 14 aufweist. Die Schicht 14 besitzt eine Oberfläche 16,an der ein latentes elektrostatisches Ladungsbild erzeugt werden kann. Die Schicht 14 ist auf einem geerdeten leitfähigen Substrat 18 derart ausgebildet, dass sie einem positiven Stromfluss von der Schicht 14 in das Substrat 18 einen erheblichen Dunkelwiderstand entgegensetzt, während sie einem Stromfluss in entgegengesetzter Richtung einen wesentlich geringeren Widerstand entgegensetzt. Eine derartige Spannungs/Strom-Charakteristik wird in erster Linie durch die Art des Substrats 18 und seiner Oberflächenbehandlung bestimmt, wie dies dem Fachmann geläufig ist. Einige wichtige Überlegungen zu diesem Thema finden sich in dem Werk'"Xerography And Related Processes" von Dessauer und Clark, New York, Focal Press 1965, Seiten 109 bis 112.

Unter Bezugnahme auf das Ersatzschaltbild gemäß Fig. 4 kann man hinsichtlich des Dunkelwiderstandes der Schicht 14 davon ausgehen, dass diese aus einer Vielzahl unendlich kleiner Bereiche besteht, die jeweils einer Ersatzschaltung 62 entsprechen. Jede dieser Ersatzschaltungen weist dabei eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 64 und der Serienschaltung einer Diode 66 und eines Widerstandes 68 auf. Eine positive Ladung, die auf der Oberfläche 16 durch eine Ladevorrichtung in Form einer Koronaentladungsvorrichtung aufgebracht wird, wird folglich in jedem der Elementarkondensatoren 64 gespeichert und kann weder über dm zugeordneten

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Widerstand 68 noch über den entsprechenden Kondensator 66 eines angrenzenden Bereichs abfliessen. Andererseits wird eine negative Oberflächenladung exponentiell abfallen und über den jeweils zugeordneten Widerständen 68 in das Substrat 18 abfliessen.

Wenn nun bei dem Gerät 10 gemäß Fig. 1 die Oberfläche 16 mittels nicht dargestellter Antriebseinrichtungen so gedreht wird, dass ein Oberflächenpunkt zunächst an einer der Aufladung dienenden Koronaentladungsvorrichtung 20 vorbeigeführt wird, an der die Oberfläche 16 mit einer gleichmäßigen positiven elektrostatischen Ladung versehen wird, und dann an einer Belichtungsstation 22, an der die Oberfläche 16 mit dem Licht-Abbild eines Originaldokuments belichtet wird, um die Oberfläche 16 zur Bildung eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes des Originals selektiv zu entladen, und anschliessend an einer Entwicklerstation 24, an der ein flüssiger Entwickler 26 mit negativ geladenen Tonerpartikeln auf die Oberfläche 16 der Trommel 12 aufgebracht wird, dann wird auf dieser ein entwickeltes Tonerabbild erzeugt. Anschliessend bewegt sich der Oberflächenpunkt dann an einer in geringem Abstand angeordneten Walze 28 vorbei, welche mit hoher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird, um überschüssige Entwicklerflüssigkeit von der Oberfläche 16 zu entfernen. Danach wird das Bild unter einer der Bildübertragung dienenden Koronaentladungsvorrichtung 30 vorbeigeführt, wo das entwickelte Tonerbild auf ein Blatt Kopierpapier 32 übertragen wird, wobei nur Reste des entwickelten Ladungsbildes an der Oberfläche 16 zurückbleiben, wenn diese die Ubertragungsstation

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verläßt. Schließlich bewegt sich die Oberfläche 16, nachdem das Blatt 32 von ihr mittels nicht gezeigter Ablöseeinrichtungen abgelöst wurde, um eine Wendevor-

an
richtunc 24 zu durchlaufen, eine Reinigungsstation 36, wo die Oberfläche 16 von restlichen Tonerpartikeln gereinigt wird und ausserdem zur Vorbereitung eines nachfolgenden Kopierzyklus entladen wird, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, bewegt sich die Oberfläche 16 der Trommel 12 beim Eintreten in die Reinigungsstation 36 zunächst an einer elastischen, vorzugsweise aus geschlossenzelligem Material mit offenen Zellen an seiner Oberfläche bestehenden Reinigungswalze 38 vorbei, die auf einer Welle 40 sitzt. Die Welle 40 ist schwenkbar von Kniehebeln 42 gehaltert, die um eine Schwenkachse 44 schwenkbar sind und die mittels einer Feder 46 zum Verschwenken der Reinigungswalze 38 gegen die Trommeloberfläche 16 vorgespannt sind. Die Reinigungswalze 38 wird mit- · tels geeigneter Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) mit einem solchen Drehsinn angetrieben, dass sich ihre Oberfläche am Berührungspunkt mit der Trommel in der entgegengesetzten Richtung bewegt wie die Trommeloberflache 16, um so eine Schruppwirkung zu erzielen. Eine Leitung 56 liefert Reinigungsflüssigkeit 58, welche mit der Trägerflüssigkeit des Entwicklers 26 an der Entwicklerstation 24 identisch sein kann, zu dem Klemmspalt zwischen der Reinigungswalze und der Trommeloberflache 16, und zwar auf der Auslasseite des Klemmspalts. Anschliessend passiert die Trommeloberfläche 16 ein elastisches, vorzugsweise nicht geschäumtes Abstreiferblatt 48, welches die ge-

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lösten Tonerpartikel und die Reinigungsflüssigkeit von der Troiraneloberfläche 16 abstreift. Das Abstreiferblatt 48 ist in einem Joch 50 montiert, welches um eine Schwenkachse 52 schwenkbar ist und welches mittels einer Spannfeder 54 oder dergleichen gegen die Trommeloberfläche 16 vorgespannt ist. Die Reinigungselemente 38 und 48 liegen an Vorspannungen V₁ und V₂ aus einer Speisespannungsquelle 60, deren Polarität derjenigen der elektrostatischen Ladung auf der Trommeloberflache 16 entgegengesetzt ist, um diese Restladung zu löschen.

Vorzugsweise ist das leitfähige Material,aus dem die Reinigungselemente 38 und 48 hergestellt sind, ein Epichlorhydringummi, wie er beispielsweise von der Fa. BF Gutridge Comp, unter dem Warenzeichen "Hydrin 200" und von der Fa. Hercules Chemical Company Inc. unter dem Warenzeichen "Herchlor C" vertrieben wird. Ein solcher Epichlorhydringummi ist nicht nur ausserordentlich nachgiebig, so dass sich ohne übermässigen Druck oder übermäßig genaue Toleranzen ein relativ grosser "Fußabdruck" auf der Oberfläche ergibt, sondern wird in seiner Leitfähigkeit auch nicht dadurch negativ beeinflußt, dass er Entwicklerflüssigkeiten für Elektrokopiergeräte ausgesetzt wird. Insbesondere werden die elektrischen Eigenschaften von Epichlorhydringummi von einer Isoparaffinflüssigkeit, wie sie beispielsweise unter dem Warenzeichen "Isopar" von der Fa. Exen Corp. vertrieben wird und wie sie für die Entwicklerflüssigkeit 26 und die Reinigungsflüssigkeit 58 verwendet werden kann, nicht beeinträchtigt.

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Ein weiteres Material, welches gute Ergebnisse liefert, jedoch nicht so gute wie Epichlorhydringummi, ist ein Acrylgummi mit einem Widerstand zwischen 4 χ 10 und 5 x 10 Ohm-cm, selbst bei sehr geringem Kohlenstoffzusatz. Zu weiteren Materialien, welche ebenfalls verwendet werden können, obwohl sie weniger geeignet sind als Epichlorhydringummi oder Acrylgummi zählen Neopren oder andere synthetische Materialien, die stark mit Kohlenstoff imprägniert sind, um sie leitfähig zu machen (im Falle von Neopren beispielsweise 70 % Kohlenstoff) . In der Regel sind diese Materialien jedoch nicht so nachgiebig wie Epichlorhydringummi oder behalten ihre Leitfähigkeit in Anwesenheit von Isoparaffinentwicklern nicht bei.

Fig. 5 zeigt ein Ersatzschaltbild des Entladungspfades für jeden Infinitesimalbereich der Schicht 14 bei Entladung durch die Reinigungswalze 38 oder das Abstreiferblatt 48. Bei dem Ersatzschaltbild wird zunächst davon ausgegangen, dass die Oberfläche 16 eines Infinitesimalbereichs, welche die obere Platte des Kondensators 64 bildet, auf ein positives Potential V_ gegenüber dem Substrat 18 aufgeladen ist, welches die untere Platte des Kondensators 64 bildet. Wenn nun der Infinitesimalbereich den Klemmspalt zwischen der Oberfläche 16 und dem Reinigungselement 38 bzw. 48 erreicht, beginnt er sich über den externen Strompfad auf das Niveau der Vorspannung V^ zu entladen, wie dies Fig. 6 zeigt, und zwar gemäß folgender Gleichung:

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- t/R C
v(t) = (v_s + v_b)e ^e - v_b (1)

wobei v(t) - Potential der Oberfläche des Infinitesimalbereichs zum Zeitpunkt t nach dem Eintreten in den Klemmspalt, R = äquivalenter Widerstand des Reinigungselements für den Stromfluss von der Oberfläche des Infinitesimalbereichs und C = Kapazität pro Flächenheit der Schicht 14.

Wenn die Spannung v(t) zum Zeitpunkt t so.weit abgefallen ist, dass sie negativ wird, dann wird die Diode 66 im Ersatzschaltbild in Durchlassrichtung vorgespannt, so dass der Widerstand 68 Bestandteil des RC-Entladekreises wird. Anschliessend sinkt v(t), wie dies Fig. 6 zeigt, nach einer neuen Exponentialfunktion auf einen neuen Grenzwert ab,und zwar gemäß folgender
Gleichung:

v(t) » -v_b[R_f/(R_e+R_f)] [i - exp(-(t-t₀) <R_e+R_f)/R_eR_fC)J (2)

wobei Rj =Durchlasswiderstand pro Flächeneinheit der Schicht 14.

Wenn R_f kleiner ist als R , wie dies eingangs gefordert wurde, dann kann R_f vernachlässigt werden, so
dass einfach festgestellt werden kann, dass v(t) nach dem Zeitpunkt t auf dem Wert NULL bleibt.

Aus der vorstehenden Erläuterung wird deutlich, dass die positive Restladung an der Oberfläche 16 gelöscht werden kann, indem man einfach gewährleistet, dass
alle Bereiche auf den Punkt ν = O abgefallen sind, da

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der niedrigere Durchlasswiderstand der Schicht 14 wirksam verhindert, dass die Oberfläche 16 negativ aufgeladen wird. Dies wird wiederum dadurch sichergestellt, dass man die Vorspannung ausreichend negativ macht, so dass die meisten positiv geladenen Bereiche der Oberfläche 16 innerhalb des Zeitintervalls T, indem sie im Klemmspalt verbleiben, auf das Potential NULL abfallen. Unter der Voraussetzung: v(t) =0 ergibt sich bei Auflösung der Gleichung (1) nach v. folgende Gleichung:

-T/R C v_b = v_s/(1 - e ^e ) (3)

Die erforderliche Vorspannung v, ist folglich dem maximalen anfänglichen Oberflächenpotential ν proportional und wird dadurch abgesenkt, dass man entweder den Widerstand R des externen Stronpfades absenkt, dass man die Verweilzeit T im Klemmspalt durch Verlängerung des "Fussabdrucks" des Reinigungselements vergrößert oder dadurch, dass man beides macht.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Abstreiferblatt 48 verwendet wurde, welches aus Neopren bestand, in das eine große Menge Kohlenstoff eingebettet war, um eine ausreichende Leitfähigkeit zu erzielen, wurde wegen der trotzdem relativ geringen Leitfähigkeit und wegen des relativ schlechten Kontaktes mit der Oberfläche 16 für eine vollständige Löschung der Restladungen eine Vorspannung V2 von etwa -500 V benötigt. Bei einem Abstreiferblatt 48 aus Epichlorhydringummi, welches wesentlich nachgiebiger ist und von Natur aus leitfähiger als das Neoprenblatt, wurde für ein vergleichbares Ergebnis lediglich eine Vor-

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spannung von nur etwa -100 V benötigt. In beiden Fällen war der Bedarf an von aussen zugeführte Energie ziemlich niedrig und lag bei der gezeigten Vorrichtung bei etwa 20 mW, was mit einem Wert von etwa 3 W für eine Wechselspannungs-Koronaentladungsvorrichtung zu vergleichen ist.

Wie die vorstehend diskutierten Ergebnisse zeigen, besteht eine Verknüpfung zwischen der Leitfähigkeit der Reinigungselemente 38, 48 und der erforderlichen Vorspannung. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Reinigungselemente 38, 48 dann, wenn sie zu Erzielung der gewünschten Leitfähigkeit zuviel Kohlenstoff enthalten, aufgrund der in der Praxis durchführbaren Produktionsverfahren sogenannte "heiße Stellen"mit hoher Leitfähigkeit aufweisen. Wenn nun gleichzeitig eine hohe negative Vorspannung angelegt wird, dann besteht die Tendenz, dass das Reinigungselement an diesen "heissen Stellen" die Trommeloberfläche erfaßt und. diese beschädigt und unter Umständen zerstört. Aus diesem Grunde werden Materialien bevorzugt, die wie Epichlorhydringummi von Natur aus leitfähig sind.

Bei der vorstehenden Djäcussion wurde nicht berücksichtigt, dass die Schicht der Reinigungsflüssigkeit 58 ebenfalls als Widerstand wirkt, da diese Schicht nur den Aufbau eines sehr kleinen Potentials zuläßt, ehe ein Durchbruch erfolgt. Bei einem Kopiersystem, in dem mit einem trockenen Entwickler gearbeitet wird, ist der betreffende Spalt jedoch ein Luftspalt, bei dem eine Durchbruchsspannung von mindestens etwa 340 V erforderlich ist. In einem solchen System muß die Vorspannung V. um diese Durchbruchsspannung gegenüber der

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Vorspannung erhöht werden, die aich aus Gleichung (3) ergibt.

Wenn die Speisespannungsquelle 60 weggelassen würde und wenn die Reinigungselemente 38 und 48 einfach direkt mit dem Substrat verbunden würden, dann würde das Oberflächenpotential mit einer Zeitkonstante von R_eC einfach exponentiell auf die Durchbruchsspannung der Flussigkeits-Zwischenschicht abfallen. Da diese Durchbruchsspannung wesentlich niedriger ist als das Mindestpotential an der Oberfläche 16, welches in der Praxis etwa 100 bis 200 V beträgt, würde die Oberfläche 16 bei einer ausreichend langen Kontaktzeit T wirksam entladen. Da die genannten Parameter in der Praxis jedoch nicht ohne einige Kosten beliebig gewählt werden können, wird der Einsatz einer externen Vorspannungsquelle stark bevorzugt.

Es ist auch möglich, das Kopiergerät 10 so zu betreiben, dass die Reinigungselemente 38 und 48 "schwimmen¹¹, wobei in diesem Fall die Löschung des Ladungsbildes ebenfalls erfolgen würde, und zwar aufgrund der Tatsache, dass das Reinigungselement eine leitende Verbindung zwischen den stärker geladenen und den weniger stark geladenen Bereichen der Abbildungs-Oberfläche 16 herstellt. In der Praxis hat sich jedoch eine elektrische Verbindung zwischen den Reinigungselementen 38 bzw. 40 und dem Substrat 18 als wesentlich vorteilhafter erwiesen. Andernfalls nimmt nämlich der Teil der Oberfläche 16, der im Bereich des Spalts angeordnet ist, einfach das Durchschnittspotential dieses Bereichs an, so dass ein Restladungsmuster verbleibt,

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welches streifen- bzw. wellenförmig quer zur Laufrichtung der Trommeloberflache 16 verläuft.

Versuche haben gezeigt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung unerwünschte Ladungen von der Trommeloberfläche 16 wirksam entfernt, ohne dass Koronaentladungseinrichtungen oder eine Löschlampe erforderlich wären. Da die Ableitung der Ladungen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausserdem relativ schnell erfolgt und durch Erhöhung der Vorspannungen beschleunigt werden kann, ist die Geschwindigkeit, mit der das Kopiergerät arbeiten kann, nicht durch die Entladungsgeschwindigkeit begrenzt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist damit speziell für Hochgeschwindigkeitskopiergeräte geeignet.

Das Löschen ungleichmäßiger Ladungsmuster an der Oberfläche 16 im Bereich der Reinigungsstation 36 verringert schließlich die Anziehungskraft zwischen den nicht übertragenen Tonerpartikeln und der Oberfläche 16, wodurch die mechanische Kraft verringert wird, die erforderlich ist, um die Partikel von der Oberfläche zu entfernen. Folglich können die Reinigungswalze 38 und das Abstreiferblatt 48 mit geringerem Druck gegen die Oberfläche 16 gepreßt werden als die entsprechenden Reinigungselemente bei bekannten Kopiergeräten. Der verringerte Anpressdruck verringert aber den mechanischen Verschleiß der Oberfläche 16 beträchtlich und erhöht damit deren Lebensdauererwartung stark. Experimente mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 haben gezeigt, dass selbst nach der Herstellung von 80 000 Kopien noch keine sichtbare Abnutzung der Trommeloberflä-

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ehe 16 eingetreten war.

unter "Leitfähigkeit" ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung keine elektrische Leitfähigkeit der Grcssenordnung zu verstehen, die bei Metallen oder anderen Materialien vorliegt, die üblicherweise als "Leiter" eingestuft werden. Beispielsweise hat der Epichlorhydringummi_# welcher gemäß der Erfindung das bevorzugte Material für die leitfähigen Reinigungselemente ist,

einen elektrischen Widerstand von ca. 1,5 χ 10 Ohm-cm, d. h. einen Widerstand, der verglichen mit dem Widerstand der meisten Metalle, sehr hoch ist. Der Widerstand ist jedoch andererseits ausreichend/niedrig, am unerwünschte Ladungen von der Oberfläche 16 abzuleiten.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wurde und dass elektrostatische Restladungen von einer elektrofotographischen Oberfläche schnell und wirksam entfernt werden, ohne dass zusätzlicher Platz an der ümfangsflache der Trommel erforderlich wäre. Weiterhin arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung mit geringem Energiebedarf und auch bei langen Betriebszeiten sehr zuverlässig. Darüberhinaus können die an der Abbildungsfläche verbleibenden Tonerpartikel nach einer Bildübertragung wirksam und ohne Schädigung der Oberfläche entfernt werden.

Abschliessend sei noch darauf hingewiesen, dass dem Fachmann, ausgehend von diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen

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und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne dass er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.

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Claims

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Patentansprüche

1. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, der auf einem leitfähigen Substrat vorgesehen ist, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche des Fotoleiters, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes, mit übertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträchtlichen Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt, wobei die fotoleitende Oberfläche nach der übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, dadurch gekennzeichnet, dass Positioniereinrichtungen zum Positionieren eines leitfähigen Elements angrenzend an die fotoleitende Oberfläche und in elektrischem Kontakt mit derselben vorgesehen sind und dass Potentialerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe an das leitfähige Element ein elektrisches Potential gegenüber dem Substrat anlegbar ist.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, bei dem sich die fotoleitende Oberfläche längs eines zyklisch zu durchlaufenden Pfades nacheinander an den Bilderzeugungseinrichtungen, den Entwicklungseinrichtungen und den Übertragungseinrichtungen vorbei und dann wieder zu den Bilderzeugungseinrichtungen be-

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wegt, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element längs des zyklisch zu durchlaufenden Pfades zwischen den Ubertragungseinrichtungen und den Bilderzeugungseinrichtungen angeordnet ist.

3. Elektrofotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1, bei dem auf der fotoleitenden Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsbild mit vorgegebener Polarität erzeugt wird und bei dem der Fotoleiter und das Substrat so ausgebildet sind, dass der Fotoleiter gegenüber einer Oberflächenladung der entgegengesetzten Iblarität einen wesentlich geringeren Widerstand besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Potentialerzeugungseinrichtungen an das leitfähige Element ein elektrisches Potential der entgegengesetzten Polarität gegenüber dem Substrat anlegbar ist.

4. Kopiergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element mit Hilfe der Positioniereinrichtungen mit jedem Bereich der fotoleitenden Oberfläche für ein gewisses Zeitintervall in Kontakt bringbar ist und dass das Potential eine solche Größe aufweist, dass gewährleistet ist, dass alle diese Bereiche innerhalb des gewissen Zeitintervalls auf das Potential des Substrats entladbar sind.

5. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Fotoleiter Selen vorgesehen ist.

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6. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der fotoleitenden Oberfläche ein positives latentes elektrostatisches Ladungsbild erzeugbar ist, dass der Fotoleiter einen wesentlich geringeren Widerstand gegenüber negativen Oberflächenladungen besitzt und dass an das leitfähige Element ein negatives elektrisches Potential anlegbar ist.

7. Kopiergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotoleiter gegenüber der Oberflächenladung entgegengesetzter Polarität einen wesentlich geringeren Widerstand aufweist als das leifefähige Element.

8. Kopiergerät nach Anspruch 1, bei dem die Entwicklung des latenten Ladungsbildes durch die Entwicklungseinrichtungen mit Hilfe eines im wesentlichen isolierenden flüssigen Entwicklers mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element eine höhere Leitfähigkeit als die Entwicklerflüssigkeit aufweist.

9. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf dem Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen zum Aufbringen eines im wesentlichen isolierenden flüssigen Entwicklers mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit auf den Fotoleiter zum Erzeugen eines entwickelten Tonerbildes auf demselben und mit Ubertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträcht-

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lichten Teils des entwickelten Tonerbildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt, wobei der Fotoleiter nach übertragung des entwickelten Tonerbildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Positioniereinrichtungen zum Positionieren eines eine wesentlich höhere Leitfähigkeit als der flüssige Entwickler aufweisenden leitfähigen Elements angrenzend an den Fotoleiter und in elektrischem Kontakt mit. dem flüssigen Entwickler zur Bildung eines elektrischen Pfades zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen des Fotoleiters vorgesehen sind.

10. Kopiergerät nach Anspruch 9, bei dem sich der Fotoleiter längs eines zyklisch zu durchlaufenden Pfades zu den Bilderzeugungseinrichtungen, den Entwicklungseinrichtungen, den Übertragungseinrichtungen und dann wieder zu den Bilderzeugungseinrichtungen bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtungen längs des zyklisch zu durchlaufenden Pfades zwischen den übertragungseinrichtungen und den Bilderzeugungseinrichtungen angeordnet sind.

11. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, der auf einem leitfähigen Substrat vorgesehen ist, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf dem Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes und mit Übertragungseinrichtungen zum Übertragen eines beträchtlichen Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt, wobei der

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Fotoleiter nach der übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Auftrageinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe eine Schicht einer im wesentlichen isolierenden Flüssigkeit mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit auf den Fotoleiter auftragbar ist, dass ein leitfähiges Element vorgesehen ist, welches eiue beträchtlich höhere Leitfähigkeit als die Schicht der isolierenden Flüssigkeit aufweist, angrenzend an den Fotoleiter und in elektrischem Kontakt mit der Flüssigkeitsschicht angeordnet ist und dass von der isolierenden Schicht unabhängige Leitereinrichtungen zur Bildung eines leitfähigen Pfades zwischen dem leitfähigen Element und dem Substrat und zum Entfernen der Restladung von dem Fotoleiter vorgesehen sind.

12. Kopiergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitereinrichtungen Potentialerzeugungseinrichtungen aufweisen, mit deren Hilfe an das leitfähige Element ein Potential anlegbar ist, welches gegenüber dem Substrat eine solche Polarität und Amplitude besitzt, dass die Ableitung der Restladung von dem Fotoleiter unterstützbar ist.

13. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Bildes und mit Übertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträchtlichen

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Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf eine Trägerplatte, wobei der Fotoleiter sich nacheinander längs eines zyklisch zu durchlaufenden Pfades zu den Bilderzeugungseinrichtungen, zu den Entwicklungseinrichtungen, zu den Ubertragungseinrichtungen und dann wieder zu den Bilderzeugungseinrichtungen bewegt und nach der übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, dadurch gekennzeichnet, dass Auftrageinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe auf dem Fotoleiter eine im wesentlichen isolierende Flüssigkeitsschicht mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit erzeugbar ist, und .daß Positioniereinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe ein leitfähiges Element, welches eine beträchtlich höhere Leitfähigkeit als die Flüssigkeitsschicht besitzt, längs des zyklisch zu durchlaufenden Pfades zwischen den Übertragungseinrichtungen und den Bilderzeugungseinrichtungen angrenzend an den Fotoleiter und in elektrischem Kontakt mit der Flüssigkeitsschicht positionierbar ist, um einen elektrischen Pfad zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen des Fotoleiters zu bilden.

14. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf den Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes und mit Übertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträchtlichen Teils des

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entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf eine Trägerplatte, wobei der Fotoleiter nach der übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Auftrageinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe eine im wesentlichen isolierende Flüssigkeitsschicht mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit auf den Fotoleiter auftragbar ist, dass ein elastisches leitfähiges Elementnit einer Leitfähigkeit die beträchtlich höher ist als diejenige der Flüssigkeitsschicht vorgesehen ist, dass Anpresseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe das leitfähige Element gegen den Fotoleiter mit einer ausreichenden Kraft anpressbar ist, um einen deutlich zweidimensionalen Bereich des Aneinanderangren2ens zwischen dem leitfähigen Element und dem Fotoleiter zu schaffen und um das leitfähige Element in Kontakt mit der Flüssigkeitsschicht zu bringen und einen elektrischen Pfad zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen des Fotoleiters zu bilden.

15. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, mit BilderZeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf dem Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes und mit Übertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträchtlichen Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt ,wobei der Fotoleiter nach der übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, insbe-

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sondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Auftrageinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe eine im wesentlichen isolierende Flüssigkeitsschicht mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit auf den Fotoleiter .auftragbar ist, dass Positioniereinrichtungen zum Positionieren eines leitfähigen Elementes, welches eine Leitfähigkeit hat, die beträchtlich höher ist als diejenige der Flüssigkeitsschicht angrenzend an den Fotoleiter und in elektrischem Kontakt mit der Flüssigkeitsschicht vorgesehen sind, um einen elektrischen Pfad zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen des Fotoleiters zu bilden, dass ein elastomeres Reinigungselement vorgesehen ist, und dass zweite Positioniereinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Reinigungselement derart positionierbar ist, dass es den Fotoleiter erfaßt.

16. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf dem Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen, insbesondere zum Aufbringen einer isolierenden Entwicklerflüssigkeit mit einer gewissen Massen-Leitfähigkeit auf den Fotoleiter zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes und mit Übertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträchtlichen Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt, wobei der Fotoleiter nach Übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, insbesondere nach Anspruch

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dadurch gekennzeichnet, dass Auftrageinrichtungen vorgesehen sind, um eine Schicht von Entwicklerflüssigkeit auf den Fotoleiter aufzutragen, und dass Positioniereinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe ein leitfähiges Element,dessen Leitfähigkeit beträchtlich höher ist als die der Schicht der Entwicklerflüssigkeit angrenzend an den Fotoleiter und in elektrischem Kontakt mit der Schicht der Entwicklerflüssigkeit zu positionieren und so einen elektrischen Pfad zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen des Fotoleiters zu bilden.

17. Kopiergerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element mit Hilfe der Positioniereinrichtungen in Wischkontakt mit dem Fotoleiter bringbar ist.

18. Kopiergerät nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element als elastisches Blatt ausgebildet ist.

19. Kopiergerät nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element als elastische Walze ausgebildet ist.

20. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Entwicklerflüssigkeit eine Flüssigkeit mit einem Widerstand von mehr als 10 Ohm-cm vorgesehen ist.

21. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeitswerte der Flüssigkeitsschicht undjies leitfähigen Elements derart gewählt sind., dass bei Vorhanden-

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sein des Elementes ein beträchtlicher Ausgleich des elektrostatischen Ladungsmusters herbeiführbar ist und bei Fehlen des Elementes nicht.

22. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einem Fotoleiter, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf dem Fotoleiter, mit Entwicklungseinrichtungen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes und mit Übertragungseinrichtungen zum übertragen eines beträchtlichen Teils des entwickelten Bildes von dem Fotoleiter auf ein Trägerblatt, wobei der Fotoleiter nach Übertragung des entwickelten Bildes eine elektrostatische Restladung des Ladungsbildes behält, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Auftrageinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe eine im wesentlichen isolierende Flüssigkeitsschicht mit einer gswissen Massen-Leitfähigkeit auf den Fotoleiter auftragbar ist und dass Positioniereinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe ein leitfähiges Element, welches eine beträchtlich höhere Leitfähigkeit besitzt als die Flüssigkeitsschicht,angrenzend an den Fotoleiter und in Kontakt mit der Flüssigkeitsschicht positionierbar ist, um einen elektrischen Pfad zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen des Fotoleiters zu bilden.

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