DE3301796C2 - Vorrichtung zur Entfernung des Entwicklers von einer photoleitfähigen Fläche - Google Patents

Abstract

Bei einer Reinigungseinrichtung mit Magnetbürste wird ein Toner entfent, welcher nicht-übertragen auf der Oberfläche eines photoleitfähigen Elements zurückgeblieben ist. Der Resttoner wird durch eine rotierende Hülse angezogen und auf dieser gehalten, auf welcher dann ein magnetischer Träger eine Magnetbürste bildet. Der von der Magnetbürste getrennte, magnetische Träger und der Resttoner werden durch eine Elektrode voneinander getrennt, welche in einer Kreislauf-Trägerzuführbahn angeordnet ist, um ein starkes elektrisches Feld zu erzeugen. Der auf diese Weise getrennte Träger wird dann zu der Hülse zurückgeleitet. Die Elektrode kann die Form einer Rolle, einer Platte oder eines Drahtes aufweisen. Der Resttoner auf dem photoleitfähigen Element hat eine Ladungsmenge, die im vorhinein durch eine Entladeeinrichtung verringert worden ist. Eine beträchtliche Resttonermenge wird dann durch eine Fellbürste von dem photoleitfähigen Element abgeschabt. Eine gewünschte Trägermenge wird dann entladen und entsprechend der Abnahme des Reinigungsvermögens der Einrichtung automatisch nachgefüllt.

Description

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

g) die von der Magnetbürste (36) abgestreiften Träger- und Entwicklerteilchen fallen frei in den Spalt zwischen einer Feldrolle (58; 102) und einer Er.. <vickler-Sammelrolle (56; 100);

h) an die Entwickler-Samp^.lroile (56; 100) ist eine Vorspannung angelegt, deren Polarität entgegengesetzt zu der der Ladungen der Entwicklerteilchen ist, so daß die herabfallenden Entwicklcrtcüchcn zur EnfA-ickler-Samniclrolle (56; 100) hin abgelenkt werden und an ihrer Oberfläche haften,

i) während die Trägerteilchen an der auf einem anderen Potential liegenden Feldrolle (58; 102) vorbei auf eine Transporteinrichtung (50) fallen, die sie der Magnetbürste (36) zuführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der drehbaren Entwickler-Sammelrolle (56; 100) ein Abstreifer (44Λ; 104a,} anliegt, der den Entwickler einem Entwickler-Sammelbehälter (42; 104) zuführt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Reinigungshülse (36) in einer Richtung dreht, die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der photoleitfähigen Fläche (30) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Reinigungshülse (36) eine Vorspannung angelegt ist, deren Polarität entgegengesetzt zu der Ladung des Entwicklers ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an die leitende Entwickler-Sammelrolle (56) angelegte Vorspannung höher als die Vorspannung an der Reinigungshülse (36) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldrolle (58; 102) geerdet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Feldrolle (58; 102) eine Vorspannung angelegt ist, die die gleiche Polarität wie die an die leitende Entwickler-Sammel-

rolle (56) angelegte Vorspannung, jedoch einen niedrigeren Betrag hat.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Feldrollen (102) nebeneinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Führung (54) für den Transport der von der Magnetbürste (36) abgestreiften Trägerteilchen zu dem Spalt zwischen der Entwickler-Sammelrolle (56,100) und der Feldrolle (58; 102).

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung des Entwicklers von einer photoleitfähigen Oberfläche eines elektrophotographischen Kopiergerätes der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 25 57 758 ist eine Reinigungseinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer an der photoleitfähigen Oberfläche in schleifendem Kontakt stehenden, rotierenden Reinigungswalze bekannt, die wiederum in Kontakt mit einer Ablösevorrichtung zum mindestens teilweisen mechanischen Lösen der Tonerteilchen von der Reinigungswalze steht. Im Abstand von dieser Ablösevorrichtung ist eine Beschleunigungselektrode für die Tonerteilchen angeordnet; die von der Reinigungswalze gelösten Tonerteilchen werden in einem Behälter aufgefangen. Dadurch soll sich einerseits eine Verbesserung der Reinigungswirkung und andererseits eine Verringerung des erforderlichen Wartungsaufwandes ergeben.

Aus der DE-OS 27 27 897 geht eine Reinigungseinrichtung für ein eiektrophoiographisches Kopiergerät hervor, bei der ebenfalls die aufgefangenen Tonerteilchen von einer magnetischen Bürste, die als Rcinigungselement dient, getrennt werden.

In der US-PS 39 20 329 wird eine Reinigungseinrichtung für ein photographisches Kopiergerät beschrieben, bei der die zurückgebliebenen Tonerteilchen mittels einer Magnetbürste von der photoleitfähigen Fläche entfernt werden; eine Walze ist so angeordnet, daß sie die Teilchen von der Magnetbürste entfernt und zu einem Auffangbehälter weitergibt. Außerdem dient sie als Abstreifer für die magnetischen Trägerteilchen des Zweikomponentenentwicklers. Eine geerdete oder in geeigneter Weise vorgespannte Entladungsstange ist so an-

so geordnet, daß sie die magnetischen Trägerteilchen der Magnetbürste berührt, nachdem sie in Kontakt mit der Rolle gekommen sind, aber bevor sie wieder in Kontakt mit der photoleitfähigen Fläche kommen. Dadurch können die auf den Trägerteilchen gebildeten Ladungen abgeleitet werden.

Durch diese Kombination von mechanischer Reinigung und Entladung wird es mit relativ hohem konstruktiven Aufwand möglich. Toner Trägerteilchen voneinander zu trennen.

6Q Eine Vorrichtung zur Entfernung des zurückgebliebenen Entwicklers von der photoleitfähigen Oberfläche eines elektrophotographischen Kopiergerätes der angegebenen Gattung geht schließlich aus der US-PS 42 79 499 hervor und weist eine Reinigungshülse, mindestens einen in der Reinigungshülse angeordneten Magneten, wobei Reinigungshüise und Magnet relativ zueinander drehbar sind, weiterhin eine auf der Reinigungshüise ausgebildete, durch die Relativbewegung in

einer Richtung bewegbare Magnetbürste aus magnetischen Trägerteilchen, die den Entwickler von der photoleitfähigen Fläche mitnehmen, eine Abstreifeinrichtung zur Einstellung einer Magnetbürste vorgegebener Dicke auf der Reinigungshülse und schließlich eine Transporteinrichtung zur Zuführung der abgestreiften Trägerteilchen zu der Reüiigungshülse auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der auf konstruktiv einfache Weise die an den magnetischen Trägerteilchen haftenden Entwicklerteilchen entfernt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmaie gelöst. :

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche näher definiert

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß die von der Magnetbürste abgestreiften, aneinander haftenden Träger- und Entwicklerteilchen frei, also ohne Beeinflussung durch äußere Kräfte mit Ausnahme der Schwerkraft, im Spalt zwischen einer Feldrolle und einer Entwickler-Sammelrolle nach unten fallen. An die Entwickler-Sammelrolle wird eine Vorspannung angelegt, deren Polarität entgegengesetzt zu der der Ladungen der Entwicklerteilchen ist, so daß die herabfallenden Entwicklerteilchen von der Entwickler-Sammelrolle angezogen, also zur Entwickler-Sammelrolle hingelenkt werden und bei Berührung an der Oberfläche der Entwickler-Sammelrolle haften. Auf diese Weise werden in einem ersten Schritt die Entwicklerteilchen von den Trägerteilchen getrennt ' ■■-

Die Trägerteilchen, von denen die Entwicklerteilchen entfernt worden sind, fallen an der auf einem anderen Potential liegenden Feldrolle vorbei auf eine Transporteinrichtung, beispielsweise eine Förderschnecke, die sie der Magnetbürste wieder zuführt, so daß sie für die Entwicklung wieder zur Verfügung stehen.

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

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Reinigungsvorrichtung mit Magnetbürste für ein e?ektrophotographisches Kopiergerät, wie sie beispielsweise aus der US-PS 39 20 329 bekannt ist, .

F i g. 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernung des zurückgebliebenen Entwicklers von der pi.rrtoleitfähigen Oberfläche eines clektrophotographischen Kopiergerätes, . ■

F i g. 3 und 4 Ansichten von Modifikationen einer Elektrode der Vorrichtung nach F i g. 2,

F i g. 5 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernung des zurückgebliebenen Entwicklers von der photoleitfähigen Oberfläche eines elektrophotographischen Kopiergerätes,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer mit Rillen versehenen Rolle der Vorrichtung nach F i g. 5, und

F i g. 7 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernung der zurückgebliebenen Entwicklerteilchen.

Bei einem üblichen elektrophotographischen Kopiergerät wird eine elektrostatische, latente Abbildung der zu kopierenden Vorlage auf der photoleitfähigen Oberfläche eines Kopierge-fttes, die im allgemeinen Trommelform hat, hergestellt und dann mittels eines zugeführten Toners zu einem sichtbaren Tonerbild entwikkelt Das Tonerbild wird auf ein blattförmiges Bildempfangsmaterial übertragen, während der auf der photoleitfähigen Oberfläche zurückgebliebene Entwickler durch eine Reinigungseinrichtung entfernt wird.

Gemäß F i g. 1 weist eine übliche Reinigungseinrichtung, die beispielsweise aus der US-PS 39 20 329 bekannt ist, eine zylindrische, rotierende Hülse 14 auf, die in der Nähe der Oberfläche der photoieitfähigen Trommel 10 angeordnet ist: über eine Energiequelle 16 wird eine Vorspannung an die photoleitfähige Trommel 10 angelegt, die sich mit konstanter Drehzahl in Richtung des Pfeils dreht; auf der Oberfläche der Trommel 10 befindet sich der Resttoner, der nicht auf Jas blattförmige Bildempfangsmaterial übertragen worden ist.

In der Hülse 10, die sich ebenfalls in Richtung des Pfeils dreht, befinden sich Magnete 18, so daß die in dem Entwickler enthaltenen, magnetischen Trägerteilchen eine Magnetbürste 20 bilden, die in wischendem Kontakt mit der Oberfläche der Trommel 10 steht Eine Toner-Sammelrolle 24 befindet sL« in der Nähe der Hülse 14; an die Sammelrolle 24 wird vca einer zweiten Energiequelle 22 eine zweite Vorspannung angelegt, die höher als die an die Hülse 14 angelegte Vorspannung ist. Eine Schneide 26 ist so nahe bei der Rolle 24 angeordnet, dJJ sie gleitend an der Umfangsfläche der Rolle anliegt

Die magnetischen Trägerteilchen werden durch die Reibung mit der Magnetbürste 20 triboelektrisch aufgeladen, so daß der zurückgebliebene Toner 12 von der Trommel i0 an den magnetischen Trägerteilchen haftet und dadurch zu der Rolle 24 mitgenommen wird. Der Toner wird zur Oberfläche der Rolle 24 übertragen, an die von der Energiequelle 12 eine Vorspannung angelegt worden ist, deren Polarität entgegengesetzt zur Polarität der Aufladung der Tonerteilchen ist. Anschließend wird der Toner mittels der Schneide 26 von der Rolle 24 abgeschabt.

An die Sammelrolle muß jedoch eine relatW hohe Vorspannung angelegt werden, so daß es zu Leckströmen kommt, die zwischen der Sammelrolle selbst und ihrem Träger fließen. Um diese Leckströme zu unterdrücken, sind aufwendige Isolierungsmaßnahmen erforderlich, die jedoch in der Praxis zumindes: problematisch sind. Außerdem läßt sich das Haften der F.ntwicklerteilchen an den Trägerteilchen nicht vermeiden, so daß die Trägerteilchen nicht mehr in gewünschtem Maße aufgeladen werden, also die Trennung der Entwicklerteilchen von den Trägerteilchen kaum noch möglich ist. Außerdem wird dadurch die Lebensdauer der Trägerteilchen ungünstig beeinflußt, d. h, sie müssen bereits nach relativ kurzer Zeit ausgewechselt werden. Und schließlich verringert sich dadurch auch insgesamt Jer Wirkungsgrad für die Reinigung.

F i g. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entfernung des zurückgebliebenen Entwickiers von der photoleitfähigen Oberfläche eines elektrophotographischen Kopiergerätes sowie Zusatz-Komponenten, die um eine photolfci'^fähige Trommel 30 herum angeordnet sind. Die Trommel 30 weist eine photoleitfähige und leitfähige Innensehieht auf und wird mit konstanter Drehzahl in Richtung des Pfeils angetrieben. Die photoleitfähige Schicht besteht beispielsweise aus amorphen Selen oder einer Selen-Legierung; die leitfähige Schicht ist geerdet.

Um die Trommel 30 herum sind eine Entladungseinrichtung 32, eine Aufladungseinrichtung 34 sowie weitere, nicht dargestellte Einrichtungen angeordnet, nämlich eine Belichtungseinrichtung, eine Entwicklungseinrich-

tung und eine Übertragungseinrichtung. Die Vorrichtung zur Entfernung des zurückgebliebenen Entwicklers von der photoleitfähigen Trommel 30 ist zwischen der Entladungseinrichtung 32 (oder der Übertragungseinheit) und der Aufladungseinrichtung 34 angeordnet. Die Reinigungseinrichtung weist eine rotierende Hülse 36 mit einer an dieser ausgebildeten Magnetbürste 38 und eine Fellbürste 40 auf.

Der Lader 34 lädt die photoempfindliche Schicht der Trommel 30 gleichförmig, beispielsweise mit positiver Polarität und danach belichtet die Belichtungseinheit die photoempfindliche Schicht mit einem von einer Vorlage reflektierten Lichtbild, um dadurch elektrostatisch ein latentes Bild auf der Trommel 30 zu erzeugen. Die Entwicklungseinheit führt der Trommel 30 einen Toner, dessen Polarität der Polarität der gleichförmigen Ladung entgegengesetzt ist, d. h. negativ geladenen Toner zu. Das sich ergebende Tonerbild weist 80% des Toners auf, welcher entweder elektrostatisch oder durch mechanischen Druck an ein Blatt Papier übertragen worden ist Das Tonerbild auf dem Blatt Papier wird anschließend in bekannter Weise fixiert. Inzwischen erreicht ein nicht-übertragener Teil 30a des Toners, welcher nach der Bildübertragung auf der Trommel 30 verblieben ist, die Stelle, an welcher die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung angeordnet ist, wobei eine oder keine elektrostatische Anziehungskraft auf die Trommeloberflache ausgeübt wird, welche mittels des Entladers 32 abgeschwächt worden ist welcher mit einer (nicht dargestellten) Hochspannungsquelle verbunden ist, deren Polarität der Ladung auf dem Toner entgegengesetzt ist, d. h. die eine positive Polarität schafft.

Die Reinigungseinrichtung weist ein Gehäuse 42 auf, in welchem die Fellbürste 40 und die Hülse 36 bezüglich der Drehrichtung der Trommel 30 hintereinander angeordnet sind.

Die Fellbürste 40 ist in dem Gehäuse 42 so gelagert daß die an ihr vorgesehenen Borsten 40a in einer zu der Drehbewegung der Trommel 30 entgegengesetzten Richtung an der Trommel 30 und mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die der Trommel 30 reiben. Vorzugsweise sind die Borsten 40a durch leitende Fasern gebildet Die Reinigungswirkung die mit der Fellbürste 40 erreichbar ist kann durch erden der Borsten 40a, wodurch die elektrische Adhäsion zwischen der Trommeloberfläche und dem Resttoner schwächer wird, oder durch Anlegen einer Vorspannung an die Borsten 40a erhöht werden, deren Polarität sich von der Tonerladung unterscheidet Ferner können auch Seideoder Mischfastm verwendet werden. Die Fellbürste 40 ist von dem Gehäuse 42 und einer Abteilwand 44 umgeben, welche dazu verwendet wird, die Fellbürste 40 von der Hülse 36 zu trennen. Ein Abstreifteil (flicker) 42a ist dem Gehäuse 42 zugeordnet dessen freies Ende in die Borsten 40a der Fellbürste 40 vorsteht Ein weiteres Abstreiften 44a ist der Abteilwand 44 zugeordnet dessen freies Ende in die Borsten 40a vorsteht Der Toner, der durch die Abstreifteile 42a und 44a von den Borsten 40a abgestreift worden ist fällt auf den Boden des Gehäuses 42, wo eine Toneraustragschnecke 46 angeordnet ist

Die Hülse 36 weist einen Hohlzylinder 36a auf, der in dem Gehäuse 42 in der Nähe der Trommel und parallel zu dieser gelagert und in einer zu der Drehnchtung der Trommel 30 entgegengesetzten Richtung drehbar ist Eine Vorspannung mit einer zu der Tonerladung entgegengesetzten Polarität wird an den Zylinder 36a angelegt. Eine Anzahl Magnete 48 sind im Inneren des Zylin ders 36a entweder an fest vorgegebenen Stellen oder beweglich bezüglich des Zylinders 36a angeordnet. Die Magnete 48 erzeugen nahe dem Umfang des; Zylinders 36a magnetische Feldlinien, so daß dann ein magne tischer Träger am Umfang des Zylinders 36a Itimfiet, wo durch eine Magnetbürste gebildet ist. Der Träger kann beispielsweise Eisenpulver aufweisen, welches bei einem Zweikomponentenentwickler verwendet wird und eine Partikelgröße von etwa 0,15 bis 0.03 mm· (!00 bis

ίο 500 mesh) aufweisen. Der Träger auf dem Zyliinder 36a wischt die Oberfläche der Trommel 30 ab, wodurch dann Tonerpartikel, die auf der Trommel 30 verblieben sind, an diesem abgelagert werden, so daß dann die Tonerpartikel von der Trommelfläche entfernt sind.

is Ein Flügelrad 50 ist bezogen auf die Drehrichtung der Hülse 36 nach dieser angeordnet und in einer durch einen Pfeil angezeigten Richtung drehbar. Dan Flügel- __j en --

eine Anzahl axialer flacher Blätter 50a. Von den Ma gneten in dem Zylinder 36a haben die bei dem Flügelrad 50 angeordneten Magnete 48a und 486 die gleiche Polarität, so daß der Träger an dem Zylinder 36a infolge der sich abstoßenden Magnetfelder der Magnete 48a und 486 von dem Zylinder 36a abfällt, um sich auf der Abteil wand 44 zu sammeln. Dieser Teil des Trägers wird mit tels der Blätter 50a des Flügelrades 50 in die zwischen den Füttern 50a ausgebildeten Vertiefungen geschöpft, so daß er dann von dem Boden der Abteilwand 44 nach oben befördert wird. Der durch das Flügelrad UiO beför derte Träger wird bezogen auf die Drehrichtung der Hülse 36 an einer Stelle, die hinter der Träger •Abschabstelle liegt, auf den Zylinder 36a zurUckgelcitet. Auf diese Weise wird dann der Träger umgewälzt

Eine Rakelschneide 52 ist bezüglich der Drehrichtung

der Hülse 36 nach dem Flügelrad 50 und in einem vorbestimmten Abstand vom Umfang des Zylinders 36a angeordnet. Ein überschüssiger Teil des Trägers;, der von dem Flügelrad 50 zu dem Zylinder 36a zurückgeleitet worden ist wird mittels tier Rakelschneide Ü2 wcgge nommen, so daß der Träger der Oberfläche der Trom mel 30 immer in einer angemessenen Menge zugeführt wird. Der mittels der Rakelschneide 52 entfernte Träger wird über eine Führung 54 weitergeleitet und fällt auf das Flügelrad 50.

Eine Toner-Sammelrolle 56 und eine Elektrode 58 sind einander gegenüberliegend auf verschiedenen Seiten des Träger-Fallbereichs festgelegt, der von dem unteren Ende der Führung 54 zu dem Flügelrad 50 verläuft. An die Toner-Sammelrolle 56 ist eine Vorspan- nung angelegt, deren Polarität derjenigen deir . onerladung entgegengesetzt ist und welche höher aus die an den Zylinder 36a angelegte Vorspannung ist Die Rolle 56 wird angetrieben und dadurch so gedreht, daß sich ihre der Elektrode 58 benachbarte Fläche zu der Trä ger-Obertragungs-(FaIl-)Richtung in der entgegenge setzten Richtung (nach oben) bewegt Wenn sie die Form eines Stabes oder einer Rolle hat, verläuft die Elektrode 58 parallel zu der Rolle 56 und ist mit Erdpotential verbunden oder an sie ist eine Vorspannung an- gelegt die niednger als die Vorspannung an der Rolle 56 ist (aber dieselbe Polarität hat). Obwohl bei dieser Anordnung der Träger durch den Spalt zwischen der Rolle 56 und der Elektrode 58 hindurchfällt haftet der abgesetzte Toner infolge des elektrischen Feldes, das zwi- sehen der Rolle 56 und der Elektrode 58 erzeugt wird, elektrostatisch an der Rolle 56. Der Träger, der den Toner freigegeben und das Flügelrad 50 erreicht hat, wird mit dem Träger, welcher von dem Zylinder 36a

abgeschabt worden ist, durch das Flügelrad 50 in den Vertiefungen zwischen den benachbarten Blättern 50a gemischt. Die Tiägermischung wird zu der Oberfläche des Zylinders 36a zurückguleitet Auf diese Weise ist dann eine Träger-Umlaufbahn geschaffen.

Eine Wischschneide 4Ab aus Metall, Gummi oder Kun.i-nar/. ist an der Abteilwand 44 so angebracht, daß ihr freies Ende an der Umfangsfläche der Rolle 56 anliegt. Der Toner, der mittels der Wischschneide 44b von der Rolle .36 auf diese Weise entfernt woro'en ist, fällt in die Bahn zwischen der Abteilwand 44 und dem Gehäuse und wird dann zu der Förderschnecke 46 weitergeleitet, welche am Boden des Gehäuses 42 angeordnet ist. Somit fördert die Schnecke 46 sowohl den Toner, der mittels der Abstreifteile 42a und 44a aus den Borsten 40a entfernt worden ist, als auch den Toner, der mittels der Abwischschneidc 44i> von der Rolle 56 entfernt worden

Die Arbeitsweise der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung erfordert keine weitere Beschreibung, außer daß verhindert ist. daß Fremdpartikel, wie Papierstaub auf der Trommeloberfläche sowie der Toner in die Reinigungsstation gelangen. Die Fremdpartikel werden durch die Fellbürste 40 an einer Stelle entfernt, die vor der Hülse 36 liegt, welche die Magnetbürste oder den Träger trägt.

Die stab- oder rollenförmige, in F i g. 2 dargestellte Elektrode 58 kann durch eine flache plattenförmige Elektrode ersetzt werden. Vorzugsweise ist die plattenförr.ige Elektrode entlang des Umfangs der Sammelrol-Ic 56 gebogen und für einen höheren Sammelwirkungsgrad so nahe wie möglich bei der Rolle 56 angeordnet, um das elektrische Feld zu verstärken. In diesem Fall sollte der Abstand zwischen der Elektrode 58 und der Rolle 56 nicht zu klein sein, um den Durchgang des Trägers zu erleichtern: ein angemessener Wert liegt in dem Bereich von 1 bis 10 mm.

Weitere mögliche Formen der Elektrode, welche mit der Sammelrolle 58 zusammenwirkt, sind in F i g. 3 und 4 dargestellt. In F i g. 3 ist eine Elektrode 58' an einem Ende der Führung 54 nahe bei der RoHe 56 oder an dem Ende eines fest verbundenen Körpers aus der Schneide 52 und der Führung 54 angebracht In F i g. 4 sind eine Anzahl Drahtelektroden 58" komplementär zu der Außenfläche der Rolle 56 angeordnet. Die in F i g. 4 dargestellte Anordnungsart ist besonders vorteilhaft, da der Träger ohne irgendeine Behinderung durch die Spalte zwischen den Drähten 58" hindurchströmen kann. Die Drähte 58" können einen ziemlich kleinen Durchmesser haben, solange sie den Trägerfluß nicht beeinflussen.

Der Träger, welcher als Reinigungsmittel dient, wird immer so behandelt, daß der Toner von ihm freikommt Hierdurch ist verhindert, daß die Tonerdichte auf dem Träger, auf welchem sich der Toner abgesetzt hat, über einen bestimmten Wert hinaus ansteigt Anders ausgedrückt, beinahe aller Träger, welcher der Trommel 30 zugeführt wird, ist hinreichend geeignet, daß der Toner an ihm haften kann. Der sich ergebende Reinigungswirkungsgrad und die Lebensdauer des Trägers sind beachtlich.

Die Elektrode 58, welche geerdet und nahe bei der Rolle 56 angeordnet ist, erzeugt ein sehr starkes elektrisches Feld, weiches ein wirksames Entfernen oder Sammeln des Toners zwischen der Rolle 56 und der Elektrode 58 fördert Ein weiterer Vorteil, der mit der Elektrode 58 erreichbar ist besteht darin, daß die Vorspannung an der Rolle 56 erniedrigt werden kann, ohne den Wirkungsgrad beim Entfernen von Toner zu beeinflussen, so daß dadurch ein Leckstrom oder ein Geräusch beseitigt sind, obwohl eine sichere Arbeitsweise der Einrichtung gewährleistet ist.

Ein weiterer Faktor, welcher den Sammelwirkungsgrad fördert besteht darin, daß der Toner durch die Kohäsionskraft und durch die elektrostatische Kraft an der Oberfläche der Rolle 56 haftet und durch die Wischschneide 44b wirksam entfernt wird, ohne vorher getrennt zu werden. Da sich die Rolle 56 bezüglich des

ίο abwärts gerichteten Trägerstroms in der entgegengesetzten Richtung dreht, wird verhindert, daß der Träger, der ein höheres spezifisches Gewicht als der Toner hat. an der Rolle 56 haftet; hierdurch wird nicht nur der Trägerverbrauch verringert, sondern auch ein Einleiten des Trägers verhindert, durch welches der Toner nichtwiederverwendbar gemacht würde.

Der Toner kann in vorteilhafter Weise wiederverwendei werden, da der ein? Teil, df von der Trommel 30 mittels der Fellbürste 40 abgenommen worden ist, und der andere Teil, der mittels der Magnetbürste 38 abgenommen worden ist, entfernt und (an einer Stelle) konzentriert gesammelt werden. Da eine Schneide oder ein Gewebeband in dieser Ausführungsform fehlen, wird auch die Oberfläche der Trommel 30 nicht gefördert und die Reinigungseinrichtung kann bei verschiedenen Ausführungen von photoleitfähigen Elementen ja sogar bei einer mit einer Naht, verwendet werden. Außer bei der Reinigung mittels der Fellbürste treten auch bei einer Reinigung mittels der Magnetbürste 38 in der Einrichtung keine unerwünschten Erscheinungen, wie beispielsweise der sogenannte »Tonerfilm« auf. Außerdem ist die Reinigungseinrichtung gemäß der wiedergegebenen Ausführungsform klein bemessen, obwohl erfolgreich verhindert ist, daß der Träger oder Toner verstreut werden.

Anhand von F i g. 5 und 6 wird noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben, in welcher die gleichen Bauelemente wie die in F i g. 2 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Ein charakteristisches Merkmal der in F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß ein Trichter 60 an der Oberseite des Gehäuses 42 angebracht ist, um frischen oder gereinigten magnetischen Träger zuzuführen (der nachstehend der Einfachheit halber als Ergänzungsträger bezeichnet wird). Wie am besten aus F i g. 6 zu ersehen ist, ist die Rolle 62 in einer Bodenöffnung des Trichters 60 angeordnet Die Rolle 62 hat im wesentlichen die gleiche axiale Abmessung wie die Hülse 36 und verläuft im wesentlichen parallel zu dieser. In der Rolle 62 und an in gleichen Abständen voneinander angeordneten Stellen sind in axialer Richtung eine Anzahl Vertiefungen oder Rillen 62a ausgebildet Die mit Rillen versehene Rolle 62 wird durch einen Motor angetrieben, wie durch einen Pfeil angezeigt ist, wobei eine Kupplung

oder eine ähnliche Übertragungseinrichtung zwischengeschaltet ist oder nicht. An den gegenüberliegenden Seiten der Rolle 62 sind ein Paar im wesentlichen horizontaler Blattfedern 64 an dem Trichter 60 angebracht wobei ein Schaumstoffblock 66 an jeder der Blattfedern 64 befestigt ist Die Schaumstoffblöcke 66 sind elastisch gehaltert und dazwischen ist die mit Rillen versehene Rolle 62 gehalten, weiche mit ihrem Umfang an gegenüberliegenden Seiten anliegt Bei dieser Anordnung wird der Ergänzungsträger in dem Trichter 60 gewöhnlieh in diesem durch die mit Rillen versehene Rolle 62 und durch die damit zusammenwirkenden Schaumstoffblöcke 66 begrenzt Wenn die Rolle 62 angetrieben und in Drehung versetzt wird, fällt eine bestimmte Menge

Ergänzungsträger aus den Rillen 62a auf die Führung 54, und wird dadurch der Träger-Umlaufbahn zugeführt, welche von der Rakelschneide 52 zu dem Flügelrad 50 verläuft. Die zugeführte Ergänzungsträgermenge hängt von der Ausbildung (Tiefe und Breite) der Rillen 62a sowie von der Drehbewegung (Geschwindigkeit oder Winkel) der ".olle 62 ab.

Die Abteiiwand 44 unter dem Flügelrad 50 ist mit einer Rolle 70 versehen, welche im wesentlichen parallel zu dem Flügelrad 50 verläuft und im wesentlichen die gleiche axiale Abmessung wie das Flügelrad 50 aufweist. Die Rolle 70 hat ähnlich wie die Rolle 62 eine Anzahl axialer Rillen und wird durch einen Motor angetrieben. An etwa gegenüberliegenden Seiten der Rolle 70 sind zwei flache Schaumstoffblöcke 72 angeordnet. Die Schaumstoffblöcke 72, die an dem Umfang der mit Rillen versehenen Rolle 70 anliegen, verhindern gewöhnlich, daß der von dem Flügelrad 50 beförderte Träger von der Abteilwand 44 nach unten fällt. Bei einer Drehung der Rolle 77 fällt wie bei der ersten mit Rillen versehenen Rolle 62 eine bestimmte Trägermenge auf die Förderschnecke 46.

Ferner ist ein Fühler 74 bezüglich der Drehrichtung der Trommel 30 nach dem Gehäuse 42 angeordnet, wobei der Fühler 74 der Umfangsfläche der Trommel 30 gegenüberliegt. In der Nähe des Fühlers 74 ist eine Lampe 76 angeordnet, die Licht in Richtung auf die Trommel 30 abgibt. Der Fühler 74 ist so ausgerichtet, daß das von der Trommel 30 reflektierte Licht auf ihn fällt. Eine Steuereinrichtung 76 ist vorgesehen, um die Arbeitsweise eines Motors zu steuern, welcher dazu verwendet wird, die mit Rillen versehenen Rollen 72 und 70 anzutreiben.

Während des Betriebs soll sich der Träger durch das sogenannte »Tonerfilmen« an seinem Umfang, durch ein Zerbrechen in Stücke oder durch ein Einleiten von Papierstaub oder ähnlichen Fremdkörpern schlechter geworden sein. Hierdurch wird das Reinigungsvermögen der Magnetbürste 38 schlechter und dadurch kann ein Teil des Toners mittels der Magnetbürste 38 nicht abgewischt werden, d.h. zurückbleiben. Der nicht-abgewischte Teil des Toners auf der Trommel 30 wird mittels des Fühlers 74 als eine Änderung in der Reflexionsdichte des von der Lampe 76 abgegebenen Lichts festgestellt, wenn der Toner den Fesisteilbereich des Fühlers erreicht. Die Steuereinheit 76 treibt dann entsprechend dem Ausgang des Fühlers 74 die Rollen 62 und 70 an. Mittels der Rolle 62 wird der Träger aus dem Trichter 60 nachgefüllt, während die Rolle 70 den benutzten Träger von der Abteilwand 44 abgibt bzw. austrägt. Die Rollen 62 und 70 können mit einer entsprechenden zeitlichen Steuerung, beispielsweise während oder nach einem Kopiervorgang des Kopiergeräts angetrieben werden. Wenn es nach einem Kopiervorgang erfolgt, laufen die Hülse 36 und das Flügelrad 50 leer. Der Träger kann dann entweder durch den gesamten Anteil oder durch einen begrenzten Anteil ersetzt werden.

Nach einem derartigen Ersetzen des benutzten Trägers durch frischen gewinnt die magnetische Bürste 48 wieder ihr Reinigungsvermögen zurück, so daß der Toner mit Erfolg von der Trommeloberfläche entfernt wird. Die sich ergebenden Kopien weisen kein Verschmieren ihrer Untergrundflächen oder ähnliche ungewöhnliche Bilder auf. Somit wird bei der zweiten, vorstehend beschriebenen Ausführungsform, obwohl das Reinigungsvermögen der Magnetbürste aus den erwähnten Gründen schlechter geworden sein kann, der benutzte Träger automatisch entweder teilweise oder ganz durch frühen Träger ersetzt, so daß dadurch das häufige Benötigen des Kundendienstes bei der Reinigungseinrichtung entfällt und dadurch die Wartungskosten des gesamten Geräts geringer sind. In F i g. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche ein in seiner Gesamtheit mit 80 bezeichnetes Gehäuse aufweist. Eine Magnetbürste ist auf einer rotierenden Hülse 84 ausgebildet, welche nahe des Umfangs einer photoleitfähigen Trommel 82 ange ordnet ist. Die Hülse 84 weist einen Hohlzylinder 84a auf, welcher sich entlang und parallel zu der Trommel 82 erstreckt und bezüglich der Drehbewegung der Trommel 82 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Eine Anzahl Magnete 86, von welchen beispielsweise vier

is dargestellt sind, sind an vorgegebenen Stellen in dem Zylinder 84a festgelegt und so angeordnet, daß an dem Innenumfang des Zylinders 84a die N- und S-PoIe einander abwechseln. Ein magnetischer Träger setzt sich auf dem Zylinder 84a ab, worauf durch die magne tischen Kraftlinien, welche durch die Magnete 86 er zeugt werden, eine (Magnet-)Bürste ausgebildet wird.

Eine Magnetrolle 88 ist bezüglich der Drehrichtung der Hülse 84 in einem entsprechenden Abstand von dieser (84) auf der der Trommel 82 abgewandten Seite angeordnet. Eine zweite magnetische Rolle 90 ist über und in einem entsprechenden Abstand von der Magnetrolle 88 angeordnet. Jede der Magnetrollen 88 und 90 weist einen Hohlzylinder auf, welcher parallel zu der Hülse 84 verläuft, wobei eine Anzahl Magnete 92 oder 94, in der wiedergegebenen Ausführungsform zwei, an fest vorgegebenen Stellen im inneren der Hohlzylinder angeordnet sind. Die Magnete 92 oder 94 sind in einem entsprechenden Winkelabstand voneinander so angeordnet, daß in der Nähe des zugeordneten Zylinders die N- und die S-PoIe einander abwechseln. Ferner weisen alle Magnete in der Einrichtung eine solche Wechselbeziehung auf, daß die Magnete 86 und 92 in der Sieiiung, in welcher die Hülse 86 und die Rolle 88 einander gegenüberliegen, ebenso wie die Magnete 92 und 94 in der Stellung, in welcher die Rollen 88 und 90 einander gegenüberliegen, entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Hülsen der Rollen 88 und 90 werden so angetrieben, daß sie sich in ihren Stellungen, in welchen sie einander gegenüberliegen, in derselben Richtung wie die Hülse 84 und die Rolle 88 drehen. Folglich wird der magnetische Träger, der sich auf dem Zylinder 84a abgesetzt hat durch das Magnetfeld, das durch die zusammenwirkenden Magnete 86 und 92 entwickelt worden ist, an die Rolle 88 übertragen wird. In ähnlicher Weise wird der magnetische Träger auf der Rolle 38 durch das zwischen den Magneten 92 und 94 erzeugte Magnetfeld an die Rolle 88 übertragen.

Ein Trenner % ist an einer vorgegebenen Stelle bei der Rolle 80 und entfernt von den Magneten 94 ange ordnet. Der (magnetische) Träger auf der Rolle 90 trennt sich von dieser an der Stelle des Trenners 96. wo die den Magneten 94 zugeordnete Magnetkraft schwächer ist Dann leitet der Trenner 96 den Träger entlang einer vorbestimmten, nach unten führenden Bahn.

ω Ober der Hülse 84 ist ein Trichter 98 angeordnet, welcher dazu verwendet wird, um einmal den Träger zu speichern, der entlang des Trenners 96 nach unten abgeflossen ist und um ihn dann dem Umfang der Hülse 84 zuzuführen. Auf der bezüglich der Drehrichtung der Hülse 84 abgewandten Seite weist der Trichter 98 ein Trennteil auf, das als Rakelschneide 98a dient, die an ihrem unteren Ende in einem entsprechenden Abstand (von etwa 3 mm) von der Hülse 84 angeordnet ist. Durch

die Riikelschncidc 98a wird die Dicke eines magnetischen Toners reguliert, welcher auf der Hülse 84 mitgenommen wird.

Eine Toner-Sammclrolle 100 und ein Paar Elektroden 102 sind in einem Bereich angeordnet, wo der magnetische Träger von dem Trenner % (nach unten) fällt. Die Elektroden 102 sind so angeordnet, daß sie der Toner-Sammclrolle 100 gegenüberliegen und auf verschiedenen Seiten der Bahn angeordnet sind, entlang welcher der Träger fällt. An die Rolle 100 wird eine Vorspannung angelegt, deren Polarität der Polarität der Tonerladung entgegengesetzt ist, und die Rolle 100 wird mit einer konstanten Drehzahl angetrieben, wie durch einen Pfeil angezeigt ist, während die Elektroden 102 einzeln mil Erde verbunden sind. Das elektrische Feld, das zwischen der Rolle 100 und den Elektroden 102 erzeugt worden ist, bewirkt, daß der Toner, welcher an dem Träger, welcher dazwischen hindurchfällt, gehalten wird, durch die Rolle 100 elektrostatisch angezogen wird, um an dieser gehalten zu werden.

Ein etwa U-förmiger Toner-Sammelbehälter 104 ist /.wischen dem Trichter 98 und dem Gehäuse 80 angeordnet. Kin Schneckenförderer 106 ist in dem Toner-Sammelbehälter 104 angeordnet. Ein Arm 104a steht von dem oberen Ende einer Seitenwandung des Toner-Sammelbehälters 104, welche dem Trichter 98 benachbart ist. nach oben vor, und das obere Ende des Arms 104a liegt an dem Umfang der Rolle 100 an. Bei dieser Ausführung schabt der Arm 134a den Toner von der Rolle 100 ab und die Förderschnecke 106 trägt den heruntergefallenen Toner aus der Einrichtung aus.

Während des Betriebs wird ein Restteil des Toners auf der Trommel 82 entsprechend der Drehbewegung der Trommel 82 zu einem Entlader 108 befördert. Der Entlader 108 schwächt die elektrostatische Haftkraft des Toners an der Trommel 82. Der Toner wird dann von der Trommel mitteis der Hüise 94 entfernt, auf weicher der magnetische Träger aufgebracht ist. Das heißt, der magnetische Träger, dessen Dicke durch die Rakelschneide 98a reguliert ist. wischt selbst an η Resttoncr und zieht dadurch den Toner elektro-. ...och weg von der Trommel 82 an.

Der Träger nimmt den Toner entsprechend der Drehbewegung der Hülse 84 in dem Bereich mit, in welchem die Hülse 84a der magnetischen Rolle 88 gegenüberliegt. Der Träger wird von der Hülse 84 aufgrund des Magnetfeldes, das zwischen den Magneten 86 und 82 ausgebildet ist, zu der Rolle 88 entlang der strichpunktiert wiedergegebenen Bahn übertragen.

Der Träger wird zu der Stelle gebracht, wo die Rolle 90 der Rolle 88 gegenüberliegt, da die Rolle 88 ständig weitergedreht wird. Der Träger wird dann von der Rolle 88 durch das zwischen den zugeordneten Magneten 92 und 94 ausgebildete Magnetfeld an die Rolle 90 übertragen. Entsprechend der Drehbewegung der Rolle 90 wird der Träger zu dem Trenner 96 weiterbefördert, um dort von der Rolle 90 getrennt zu werden, da die magnetische Kraft derMagnete 94 dort schwächer ist.

Der Träger wird durch den Trenner 96 weitergeleitet, so daß er durch den Spalt zwischen der Rolle 100 und den Elektroden 102 in den Trichter 98 fällt, wie durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist Im Verlaufe der Abwärtsbewegung des Trägers wird der Toner durch das elektrische Feld zwischen der Rolle 100 und den Elektroden 102 von dem Träger an die Rolle 100 übertragen. Folglich hat der Träger, der in dem Trichter 98 gelagert ist, um für eine wiederholte Verwendung als Reinigungsmittel für die Hülse 84 zu dienen, eine Tonerkonzentration, die ständig unter einem vorbestimmten Wert (z. B. 5 Gewichts-%) gehalten ist.

Inzwischen wird der Toner, der an der Rolle 100 haftet, durch den Arm 104a abgeschabt und fällt in den Toner-Aufnahmebehälter 104. Der Schneckenförderer 106 fördert den ankommenden Toner ams der Einrichtung.

Ein Teil des Trägers, der entlang des Trenners 96 bewegt wird, kann zum Teil durch entsprechende Einrichtungen aufgenommen werden, die in einem entsprechenden Bereich angeordnet sind, und kann von dort aus einem Tonerdichte-Fühler zugeführt werden, um dann die Vorspannung an der Rolle 100 entsprechend einer gefühlten Tonerdichte zu ändern. Wenn die Tonerdichte verhältnismäßig hoch ist. wird die Vorspannung erhöht, um den Toner-Sammelwirkungsgrad zu erhöhen; andernfalls wird die Vorspannung erniedrigt. Sollte die Tonerdichte niedrig sein, würde ein elektrischer Leckstrom zwischen der Rolle 10O¹ und den Elektroden 102 über den Träger auftreten können. Trotz der erniedrigten Vorspannung würde infolge der niedrigen Tonerdichte an dem magnetischen Träger die Tonerdichte in dem Trichter 98 sicher aufrechterhalten, oie niedriger als der vorbestimmte Wert ist. Solange die Tonerdichte an dem Träger, welcher entlang des Trenners % nach unten strömt, hoch ist, ist der Widerstand des ganzen Trägers zu hoch, als daß ein Leckstrom zwischen der Rolle 100 und den Elektroden 102 fließen kann, obwohl die an die Rolle 100 angelegte Spannung höher gehalten ist, um wirksam den Toner von dem Träger aufzunehmen und zu sammeln.

Die anhand der F i g. 7 vorstehend beschriebene Reinigungseinrichtung weist somit einen ausgezeichneten Wirkungsgrad zum Entfernen von Toner und daher eine erheblich niedrigere Tonerdichte auf dem Träger auf, da der Träger einmal im wesentlichen ganz von der Hülse 84 aus eingesammelt wird, bevor der Toner von ihm getrennt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entfernung des zurückgebliebenen Entwicklers von der photoleitfähigen Oberfläche eines elektrophotographischen Kopiergerätes

a) mit einer Reinigungshülse,

b) mit mindestens einem in der Reinigungshülse angeordneten Magneten,

c) wobei Reinigungshülse und Magnet relativ zueinander drehbar sind, weiterhin

d) mit einer auf der Reinigungshülse ausgebildeten, durch die Relativbewegung in einer Richtung bewegbaren Magnetbürste aus magnetischen Trägerteilchen, die den Entwickler von der photoleitfähigen Oberfläche mitnehmen,

e) mit einer Abstreifeinrichtung zur Einstellung einer Magnetbürste vorgegebener Dicke auf der Reinigungshüise und

f) mit einer Transporteinrichtung zur Zuführung der abgestreiften Trägerteilchen zu der Reinigungshülse,