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Vorrichtung zur Reinigung eines elektrischen Ladungsbild-
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trägers in Kopiergeräten Y Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Reinigung eines elektrischen ladungsbildträgers in Kopiergeräten, wobei der
Lsdungsbildträger wiederholt verwendbar ist und nach der Übertragung auf ein geeignetes
Übertragungsmaterial vom verbliebenen magnetischen Einkomponent enentwickler gereinigt
wird.
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Bei herkömmlichen fotoelektrischen Kopierverfahren wird die Oberfläche
eines Fotoleitere mit Hilfe einer Koronavorrichtung aufgeladen, anschließend bildmäßig
belichtet und entwickelt.
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Die Übertragung des Bildes aus magnetischem Einkomponentenentwickler
vom Fotoleiter auf ein geeignetes Übertragungsmaterial, z.B. Normalpapier, mit Hilfe
einer Koronavorrichtung oder anderen geeigneten Verfahren erfolgt nicht vollständig,
so daß vor Beginn eines neuen Kopierzyklus der Fotoleiter vom restlichen Einkomponentenentwickler
gereinigt werden muß. Es gibt eine Reihe von Reinigungsverfahren, die dazu verwendet
werden.
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Eine Gruppe von Reinigungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Toner mit Hilfe eines Gummiabatreifers bzw.
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elastischen Rakels entfernt wird, z.B. DE-AS 1 797 558.
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Bei diesem Vorgang wird jedoch der Fotoleiter mechanisch stark beansprucht.
Er wird zerkratzt und die mögliche Anzahl der Kopien pro Fotoleiter wird verringert.
Eine zyklische Wartung bzw. Auswechseln des Abstreiferrakels ist notwendig.
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In einer anderen Gruppe wird der Fotoleiter mit Hilfe einer rotierenden
Fellbürste gereinigt (DE-AS 1497218), Hier ist die mechanische Beanspruchung des
Potoleiters geringer und damit seine Standzeit höher als bei der Reinigung durch
einen Abstreiferrakel. Jedoch ist bei dieser Lösung der konstruktive Aufwand sehr
groß, da der abgebürstete Entwickler im allgemeinen durch einen speziellen Absaugmechanismus
in einen Filter abgesaugt werden muß. Der Platzbedarf dieser Lösung ist sehr groß,
außerdem müssen Fellbürsten und Filter zyklisch gewartet bzw, ausgetauscht werden.
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Die in Verbindung mit dem magnetischen Einkomponentenentwickler in
den Vordergrung getretenen Reinigungsverfahren mit Hilfe einer Magnetbürste ähnlich
oder gleich der Entwicklungsmagnetbürste, wie es im Kopiergerät Mita Copystar MC
- 20 angewendet wird, vermeiden o.g. Nachteile der Reinigung.
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Durch sie ist eine kleine kompakte Bauform der Reinigungsbaugruppe
möglich. Notwendige Wartungsarbeiten beschränken sich nur darauf, den abgebürsteten
Toner aus dem Reinigungsbehälter zu entfernen. Bei den z.Zt. bekannten magnetischen
Reinigungsverfahren werden die nicht übertragenen magnetischen Entwicklerteilchen
mit den Spitzen einer rotierenden Magnetbürste vom Fotoleiter abgebürstet. Durch
diese abgebürsteten Teilchen verstärkt sich die Magnetbürste auf der ReInigungshülse.
Über einen Abstreifer, der einen definierten Abstand zur Reinigungshülse haben muß,
werden diese zusätzlichen Entwicklerteilchen in einen Reinigungsbehälter befördert.
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Diese Art der Reinigung ist für einen elektrisch relativ leitfähigen
Einkomponentenentwickler mit einem relativ hohen Anteil magnetischer Teilchen sehr
effektiv.
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Bei der Verwendung eines leitfähigen magnetischen Einkomponentenentwicklers
entstehen
Jedoch im allgemeinen Probleme beim Umdruck des entwickelten Ladungsbildos auf Normalpapier.
Die Verwendung von Normalpapier setzt beim Umdruck einen relativ hochohmigen Binkomponentenentwickler
voraus. rer hochohmige Binkomponentenentwickler läßt sich jedoch nicht bzw. nur
sehr schlecht mit Hilfe o.g. Magnetbürstenreinigungsverfahrens reinigen, da die
Entwicklerteilchenrestladungen nach dem Umdruck so groß sind, daß die magnetischen
Anziehungskräfte und die mechanischen Abbürstkräfte der Reinigungsmagnetbürste nicht
ausreichen, die Fotoleiterreinigung mit der notwendigen Effektivität und Zuverlässigkeit
zu garantieren.
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Eine weitere Möglichkeit der Fotoleiterreinigung wird deshalb in
der Erzeugung eines Entwicklerstaus in der Reinigung zone gesehen, der eine zusätzliche
mechanische Abstreiferwirkung zur Folge hat, ohne jedoch die mechanische Beanspruchung
des Fotoleiters wesentlich zu erhöhen. In der DF-AS 2 621 912 wird ein Verfahren
für die Entwicklung und Reinigung eines Fotoleiters mit Hilfe einer einzigen Magnetbürstenbaugruppe
beschrieben. Die Entwicklung und Reinigung erfolgt hier unter Verwendung eines Entticklerstaus.
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Ziel dieser Erfindung ist es jedoch, Mittel aufzuzeigen, die den Entwicklerstau
sowohl für die Entwicklung als auch für die Reinigung exakt konstant halten und
mit denen es möglich ist, eine Nachtonerung des Entwicklerstaus zu realisieren für
den Fall, daß durch den Entwicklungsvorgang zuviel Entwickler aus der Stauzone entfernt
worden ist. Der Nachteil dieser Erfindung besteht deshalb im hohen konstruktiven
und gerätetechnischen Aufwand sowie in der Kompliziertheit der Einstellung des Gleichgewichtes
zwischen dem Stau, der für die Entwicklung erforderlich ist, und dem Stau, der für
die Reinigung benötigt wird.
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Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer wartungsarmen Reinigungsvorrichtung,
die mit einfachen konstruktiven
Mitteln aufgebaut und in der Lage
ist, einen elektrischen Ladungsbildträger von nicht vollständig umgedrucktem magnetischem
Binkomponentenentwickler wirkungsvoll zu reinigen, ohne daß der Fotoleiter mechanisch
stark beansprucht wird.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit Hilfe einer Magnetbürstenwalze
einen Stau von magnetischem Einkomponentenentwickler zwischen der Oberfläche der
Reinigungshülse und der Fotoleiteroberfläche so zu erzeugen, daß der Fotoleiter
wirkungsvoll gereinigt wird, und gleichzeitig auf einfache Weise den durch den abgebürsteten
Entwickler ständig anwachsenden Stau abzubauen und den überflussigen Entwickler
in einen Reinigungsbehglter zu transportieren.
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Erfindungagemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich unterhalb
der Magnetbürste am Entwicklerstau anliegend das Abführblech befindet, das mit einer
Vorderkante einen engen Spalt zur Fotoleiteroberfläche bildet und in abfallender
Richtung zum Reinigungsbehälter verläuft. Desweiteren ist parallel zum Abführblech
ein Zusatzblech zum Auffangen und Abführen der durch den Spalt zwischen Abführblech
und Fotoleiteroberfläche hindurchfallenden Entwicklerteilchen angeordnet, Das Abführblech
kann aus nicht ferromagnetischem oder auch aus ferromagnetischem Material bestehen.
Außerdem kann an die Reinigungshülsenoberfläche und bzw. oder an das Abführblech
ein Zusatzpotential angelegt werden, das entweder eine Wechselspannung oder eine
den Restladungen der Entwicklerteilchen entgegengesetzte Gleichspannung ist, Zur
Verhinderung von Toneragglomerationen auf mechanische und bzw.
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oder magnetische Weise läßt sich im Entwicklers tau ein Draht anbringen.
Zur Verbesserung der Effektivität der Reinigung der Fotoleiteroberfläche und der
nicht umgedruckten Entwicklerteilchen sind eine Wechselspannungskorona und eine
Leuchtstoffröhre als Löschlampe vorgesehen, wobei die Wechselspannungskorona
zwischen
der Löschlampe und der Fotoleiteroberfläche zur Auslösung einer Schnell starthilfe
für die Gasentladung in der Löschlampe angeordnet ist.
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Bei der Funktion der Vorrichtung ergibt sich, daß bei der Verwendung
eines nicht ferromagnetischen Abführbleches ein Teil der Entwicklerteilchen aus
der ständig anwachsenden Stauzone entlang des Abführbleches herausgedrückt werden
bis zu einem Punkt, wo die Schwerkraft der Tonerteilchen größer ist als die auf
die Teilchen wirkende Anziehungskraft der Magnetwalze. In diesem Moment rutschen
die Entwicklerteilchen selbständig auf dem Pührungsblech entlang in den Reinigungsbehälter.
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Bei der Verwendung eines ferromagnetischen Abführbleches wird durch
die sich drehende Magnetwalze im ferromagnetischen Abführblech ein magnetisches
Wanderfeld induziert. Dieses magnetische Wanderfeld bewegt sich entgegen der Transportrichtung
des Entwicklers auf der Oberfläche der Reinigungshülse. Damit wird der Entwickler
zwangsläufig aus dem Stau auf dem Abführblech entlang herausgeführt.
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Unter bestimmten geometrischen Bedingungen kann es vorkommen, daß
Entwickler aus der Stauzone unterhalb des AbSührbleches entlangbewegt wird. In diesem
Fall ist es vorteilhaft, gemäß der Erfindung parallel zum Abführblech ein zweites
Blech anzuordnen, Zur Verbesserung der Reinigung wird an die Reinigungshülse und
bzw. oder an das Abführblech ein zur Entwicklerrestladung entgegengesetztes Potential
angelegt. Aufgabe dieses Zusatzpotentials ist es, die zwischen Entwicklerteilchen
und Fotoleiteroberfläche existierenden elektrostatischen Kräfte infolge der Restladungen
zu verringern bzw. zu beseitigen, um so die Reinigung effektiver zu gestalten. Das
kann mit einer zu den Restladungen der Entwicklerteilchen entgegengesetzten Gleichspannung,
aber auch mit einer Wechseispannung erreicht werden.
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Da sehr hochohmiger Entwickler dazu neigt, sehr schnell und stark
zu agglomerieren, ist es vorteilhaft, die Entwicklerstauzone mechanisch oder bzw.
magnetisch zu stören. Das kann z.B. durch einen gespannten ferromagnetischen Draht
erfolgen.
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Einerseits zerstört der Draht mechanisch größere Toneragglomerationen,
andererseits werden im Draht durch die rotierenden Magnetfeldpole magnetische Wechselfelder
induziert, die die Toneragglomeration auflösen.
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Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung bzw. Beseitigung der Restladungen
des Entwicklers und des Fotoleitere besteht darin, daß ein Wechselspannungskoronadraht
zwischen einer Leuchtstoffröhre und dem Fotoleiter gespannt wird. Die Wechselspannungskorona
dient dabei gleichzeitig als Schnellstarthilfe für die Gasentladung in der Leuchtstoffröhre.
Es sind keine weiteren sonst üblichen elektronischen Mittel zum benötigten Schnell
start der Leucbtstoffröhre notwendig.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1. : das Prinzip der
Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 : die Anordnung eines zweiten
Bleches zur Verhinderung von Geräteverunreinigung infolge von Entwicklerunterwanderungen
des Abführbleches; Fig. 3 : das Anlegen eines Zusatzpotentials sowie die magnetische
und mechanische Störung des Entwicklerteilchenstaus und Fig. 4 : die Anordnung der
Wechselspannungskorona und der Löschlampe.
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In der Fig. 1 ist das Prinzip der Reinigungsvorrichtung gemäß der
Erfindung dargestellt. Dabei ist an der Fotoleiteroberfläche 2 zur Reinigung eine
Magnetbürste 6 angeordnet.
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Unterhalb der Magnetbürste 6 befindet sich ein Abführblech 12, das
zum Reinigungabehälter 10 führt. Das Abführblech
12 ist in einem
Winkels zwischen der Horizontalen und dem Abführblech 12 von 100 bis 900 angeordnet.
Die Vorderkante 14 des Abführbleches 12 bildet einen Spalt 15 zur Fotoleiteroberfläche
2, wobei der Abstand a zwischen 0,1 mm und 1,5 mm liegt. Die Breite b des Abführbleches
12 ist größer als der 0,25 fache Durchmesser der Reinigungehülse 16.
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Parallel zum Abführblech 12 ist in Fig. 2 noch ein Zusatzblech 13
angeordnet. Desweiteren ist ein Zusatzpotential 5 an die Reinigungshülsenoberfläche
4 und das Abführblech 12 angelegt und im Entwicklerstau 11 zusätzlich ein Draht
8 angebracht (Fig. 3). Anschließend an die Anordnung der Magnetbürste 6 ist gegenüber
der Fotoleiteroberfläche 2 noch eine Wechselspannungskorona 9 mit einer Löschlampe
3 (Fig. 4) vorgesehen, wobei die Wechselspannungskorona 9 zwischen der Löschlampe
3 und der Fotoleiteroberfläche 2 liegt.
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Während der Funktion gelangen die auf der Fotoleiteroberfläche 2 befindlichen
Entwicklerteilchen 1 in den zwischen Reinigungshülsenoberfläche 4 und Fotoleiteroberfläche
2 gebildeten Entwicklerstau 11. Hier werden die Entwicklerteilchen 1 durch die sich
infolge der Magnetwalze 7 drehende Magnetbürste 6 und durch den dichten Entwicklerstau
11 von der Fotoleiteroberfläche 2 entfernt. Dadurch wächst der Entwicklerstau 11
immer mehr an. Die Entwicklerteilchen 1 werden auf dem Abführblech 12 entlang aus
dem Entwicklerstau 11 herausgedrückt. Am Punkt A ist die Schwerkraft der Entwicklerteilchen
1 und die Kraftkomponente, die die Entwicklerteilchen 1 aus dem Entwicklerstau 11
herauedrückt, größer als die magnetische Anziehungskraft der Magnetwalze 7. Die
Entwicklerteilchen 1 rutschen auf dem Abführblech 12 entlang in den Reinigungebehälter
10. Das Abführblech 12 muß dazu die erfindungsgemäßen geometrischen Abmessungen
haben und in der erfindungsgemäßen Art und Weise an den Entwicklerstau 11 angestellt
sein.
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Fig. 2 zeigt die Wirkung eines weiteren Zusatzbleches 13 für den Fall,
daß Entwicklerteilchen 1 aus dem Entwicklerstau 11 durch den Spalt zwischen Abführblech
12 und Fotoleiteroberfläche
2 gedrückt werden bzw. das Abführblech
12 unterwandert wird und damit Gefahr einer Geräteverschmutzung besteht. Diese Entwicklerteilchen
1 fallen in einem solchen Fall auf das Zusatzblech 13 und werden ebenfalls in den
Reinigungsbe hälter 10 transportiert.
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In Fig, 3 ist das Anlegen eines Zusatzpotentials 5 an die Reinigungshülse
16 und an das Abführblech 12 dargestellt. Mit Hilfe des Zusatzpotentials 5 in Form
einer Gleich- oder Wechselspannung kann die elektrostatische Anziehung zwischen
dem Entwicklerteilchenrestpotential und dem Fotoleiterrestpotential noch weiter
zugunsten einer effektiveren Reinigung minimiert werden. Die Wechsel spannung löscht
dabei die restlichen Entwicklerladungen, während bei Gleichspannung diese so gewählt
wird, daß sie entgegengesetzt zu den Entwicklerrestladungen ist und so die Entwicklerteilchen
1 zusätzlich von der Fotoleiteroberfläche 2 abzieht.
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Der im Entwicklerstau 11 angebrachte ferromagnetische Draht 8 verhindert,
daß es in der Stauzone zu größeren Toneragglomerationen kommt, die die Reinigung
negativ beeinflussen.
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Einerseits werden durch diesen Draht 8 größere Toneragglomerationen
mechanisch zerstört, andererseits wird im Draht 8 entsprechend der sich drehenden
Magnetwalze 7 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, wodurch die evtl. auftretenden
Toneragglomerationen im Entwicklerstau 11 ebenfalls zerstört werden.
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Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungebeispiel mit Anordnung einer
Wechselspannungskorona 9 und einer Löschlampe 3.
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Als Löschlampe 3 wird eine Gasentladungsroe verwendet.
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Ihre Aufgabe ist es, die Fotoleiterrestladungen zu verringern bzw.
zu beseitigen. Die Wechselspannungskorona 9 beseitigt sowohl Entwicklerrestladungen
als auch Restladungen auf der Fotoleiteroberfläche 2. Die Wechselspannungskorona
9 und die Löschlampe 3 verringern damit die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen
Entwicklerteilchen 1 und Fotoleiteroberfläche 2 und erhöhen damit die Effektivität
der Reinigung der Fotoleiteroberfläche 2. Durch die gewählte Anordnung
der
Wechselspannungskorona 9 zwischen Löschlampe 3 und Fotoleiteroberfläche 2 ist es
außerdem möglich, einen Schnellstart der Löschlampe 3, die als Gasentladungsröhre
ausgeführt ist, durch Einschaltung der Wechselspannungskorona 9 zu erreichen. Die
sonst üblichen elektronischen Mittel für den Schnellstart der Löschlampe 3 sind
nicht erforderlich.
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Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung ermöglicht eine wirkungsvolle
Reinigung eines elektronischen Ladungsbildträgers von nicht übertragenem magnetischen
Einkomponentenentwickler. Die Reinigungsvorrichtung ist besonders wirkungsvoll in
Kopiergeräten, die einen hochohmigen magnetischen Einkomponentenentwickler verwenden,
kann aber auch in Kopiergeräten für niederohmige magnetische Einkomponentenentwickler
eingesetzt werden.
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Es sind noch weitere zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen des
erfindungsgema8en Entwicklungsvorganges möglich, wobei das Prinzip des Erfindungsgedankens
auch weiterhin erhalten bleibt.
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