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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Reinigen
eines elektrostatischen Aufzeichnungsteils, insbesondere eines Photoleiters, in
einer elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung, einem elektrophotographischen
Kopiergerät u.ä.
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Ublicherweise wird in einer elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung,
in welcher ein Photoleiter verwendet wird, eine elektrostatische Aufzeichnung in
folgenden Schritten durchgeführt: Laden der Oberfläche des Photoleiters im Dunklen
mit einer bestimmten Polarität; Belichten des geladenen Photoleiters mit Lichtbildern,
um dadurch latente, elektrostatische Bilder auf der Oberfläche des Photoleiters
zu erzeugen; Entwickeln der latenten,elektrostatischen Bilder in sichtbare Bilder
mit Hilfe von Tonerpartikeln, welche elektrisch mit einer PUArität geladen sind,
welche der Polarität der latenten, elektrostatischen Bilder auf dem Photoeleiter
entgegengesetzt ist; Übertragen der entwickelten Tonerbilder auf ein Transferblatt,
und Reinigen der Oberfläche des Photoleiters durch Entfernen des Resttoners von
der Oberfläche des Photoleiters. In einer herkömmlichen elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art wird,um den Photoleiter nach einer Bildübertragung
wirksam zu reinigen, ein Verfahren bei einer Einrichtung angewendet, um elektrische
Restladungen auf der Oberfläche des Photoleiters zu löschen und elektrische Ladungen
auf den Tonerpartikeln, die auf dem Photoleiter verblieben sind, beispielsweise
durch Beleuchten des Resttoners und des Photoleiters zu entfernen, wobei vor dem
Reinigen des Photoleiters, beispielsweise mittels einer Fellbürste durch einen Vorreinigungs-Koronalader
Wechselstrom-Koronaladungen aufgebracht
werden.
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Bei diesem Verfahren und bei dieser Einrichtung müssen in der elektrostatischen
Aufzeichnungseinrichtung eine voluminöse Vakuumpumpe oder eine Rolle, an welcher
eine Vorspannung angelegt ist, oder andere Einrichtungen untergebracht sein, um
Tonerpartikel von der Fellbürste zu entfernen, da die Fellbürste aus einem Material
hergestellt ist, das leicht Tonerpartikel von der Oberfläche des Photoleiters anzieht.
Wenn eine derartige Vakuumpumpe oder eine Rolle, an welche Vorspannung angelegt
ist, untergebracht ist, werden die Abmessungen der elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung
groß, und die Kosten hierfür werden hoch. Obendrein erzeugt eine Vakuumpumpe während
des Betriebs ein starkes Geräusch.
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Gemäß der Erfindung soll daher ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Reinigen eines Photoleiters in einer elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung
geschaffen werden, bei welchen die vorerwähnten Nachteile herkömmlicher Einrichtungen
und Verfahren beseitigt sind, und bei welchen keine zusätzlichen Einrichtungen,
um Tonerpartikel von einer Fellbürste zu entfernen, wie eine Vakuumpumpe, eine Rolle,
an welcher eine Vorspannung angelegt ist, u.ä. erforderlich sind, so daß dann die
Einrichtung in der Größe kompakt ausgebildet werden kann und nicht übermäßig teuer
ist, und bei welcher obendrein während des Betriebs im wesentlichen kein Geräusch
entsteht. Ferner sollen gemäß der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung der
vorstehend beschriebenen Art geschaffen werden, welche im Vergleich zu den herkömmlichen
Reinigungsverfahren und -einrichtungen ein verbessertes und beständiges Re in igungsverhalten
aufweisen, wobei gleichzeitig die Haltbarkeit einer in der Einrichtung verwendeten
Reinigungsschneide beträchtlich erhöht ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie bei einer Ein-
richtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 durch die Merkmale in den kennzeichnenden Teilen
der jeweiligen Ansprüche erreicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die angestrebten
Ziele dadurch erreicht, daß die elektrische Polarität der Vorreinigungs-Koronaladung
auf dieselbe Poarlität wie die des latenten, elektrostatischen Bildes auf dem Photoleiter
eingestellt wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergeräts,
in welchem ein Verfahren und eine Reinigung zum Reinigen eines Photoleiters gemäß
der Erfindung verwendet werden; Fig. 2 ein Diagramm der Reinigungs>-irkung einer
Reinigungsschneide, die in einem elektrophotographischen Kopiergerät verwendet ist,
wie es in Fig. 1 dargestellt ist; Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Reinigungswirkung
einer Reinigungsbürste, welche von der Polarität einer Vorreinigungs-Koronaladung
abhängt; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Borste einer Reinigungsbürste,
eines Tonerpartikels und eines Schlagteils zur Erläuterung des Unterschieds in der
Reinigungswirkung der Reinigungsbürste zwischen einer negativen und einer positiven
Vorreinigungs-Koronaladung, und
Fig. 5 ein Diagramm zur.Erläuterung
der Beziehung zwischen dem Potential einer Photoleitertrommel und der Menge elektrischer
Ladungen von Toner, die von -100A bis 100ßA reichen.
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In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer elektrostatischen
Aufzeichnungseinrichtung wiedergegeben, in welcher ein Verfahren und eine Einrichtung
zumReinigen eines Photoleiters gemäß der Erfindung verwendet bzw. angewendet sind.
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In Fig. 1 dient ein trommelförmiger Photoleiter 10 (der nachstehend
als Photoleitertrommel bezeichnet wird) als Aufzeichnungsmaterial und ist beispielsweise
aus Selen hergestellt. Die Photoleitertrommel wird durch eine (nicht dargestellte)
Antriebseinrichtung angetrieben und dreht sich dadurch in der angegebenen Pfeilrichtung.
Um die Umfangsfläche der Photoeleitertrommel 10 sind in deren Drehrichtung nacheinander
angeordnet ein Koronalader 11, um die Oberfläche der Photoleitertrommel 10 gleichförmig
mit einer positiven Polarität zu laden, ein optisches Belichtungssystem 13, um Lichtbilder,
die den Bildern einer Vorlage 12 entsprechen, auf die gleichförmig geladene Oberfläche
des Photoleiters 10 zu projizieren, um dadurch latente, elektrostatische Bilder
auf dem Photoleiter 10 zu erzeugen, welche den projizierten Lichtbildern entsprechen,
und eine Entwicklungseinheit 14, um die latenten, elektrostatischen Bilder auf dem
Photoleiter 10 mit Hilfe von Toner in sichtbare Bilder zu entwickeln.
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Ferner ist in der Drehrichtung der photoleitertrommel 10 gesehen nach
der Entwicklungseinheit 14 eine Bildübertragungseinheit 15 angeordnet, welche eine
Vor-Bild-Transferlampe 16, einen Hauptbild-Transferlader 17 und einen Blatttrennlader
18 aufweist. Bildtransferblätter 20 werden einzeln von einer Blattablage 19 aus
der Bildübertragungseinheit 15 zus-führt, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
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Ferner ist nach der Bildübertragungseinheit 15 eine Reinigungseinrichtung
21 gemäß der Erfindung angeordnet. Die
Reinigungseinrichtung 21
weist einen Vorreinigungs-Koronalader 22, um auf die Oberfläche des Photoleiters
10 elektrische Ladungen mit derselben Polarität wie der des geladenen Photoleiters
10 (oder mit derselben Polarität wie die von latenten, elektrostatischen Bildern),
d.h. in diesem Fall mit einer positiven Polarität , vor derReinigung der Oberfläche
des Photoleiters 10 aufzubringen; eine photoleitfähige Fellbürste 23 in Form einer
Rolle; eine Reinigungsschneide 24 aus einem elastischen Material, und eine Ladungslöschlampe
25 auf. Ferner weist die Reinigungseinrichtung 21 ein Gehäuse 26 auf. In dem unteren
Teil des Gehäuses 26 ist eine Toneraustrageinrichtung 27 vorgesehen, um den wiedergewonnenen
Toner aus dem Gehäuse 26 auszutragen. Die leitfähige Bürste 23 ist elektrisch geerdet.
Ferner ist ein Schlagteil 28 vorgesehen, durch welches Tonerpartikel aus der Fellbürste
23 entfernt werden.
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Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung
wird nunmehr erläutert. Die Photoleitertrommel 10 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit
von 210mm/s gedreht. Die Oberfläche der Photoleitertrommel 10 ist mit einer vorbestimmten
Polarität und mit einem vorbestimmten Potential auf beispielsweise (+) 800V gleichförmig
geladen. Danach werden die latenten, elektrostatischen Bilder, die Bildern auf der
Vorlage 12 entsprechen, auf der Oberfläche der Photoleitertrommel 12 durch das optische
Belichtungssystem 16 erzeugt. Die auf diese Weise erzeugten, latenten elektrostatischen
Bilder auf der Photoleitertrommel 10 werden mittels der Entwicklungseinheit 14 in
die entsprechenden sichtbare Tonerbilder entwickelt. Im Falle eines Toners, der
einen herkömmlichen Zweikomponentenentwickler enthält, halten die Tonerpartikel
eine elektrische Ladung von etwa -C/g bis 20aC/g zurück.
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Vor einer Bildübertragung wird das elektrische Potential
auf
der Oberfläche der Photoleitertrommel 10 dadurch erniedrigt, daß deren Oberfläche
mittels der Vor-Bild-Transferlampe 16 beleuchtet wird. Durch diese Beleuchtung wird
eine Übertragung von Tonerbildern von der Photoleitertrommel 10 auf das Bildtransferblatt
20 durch den Haupt-Bildtransferlader 17 erleichtert. Das Bildtransferblatt 20, auf
welches die Tonerbilder übertragen worden sind, wird von der Oberfläche der Photoleitertrommel
10 durch den Blatttrennlader 18 entfernt. Das Bildtransferblatt wird dann zu einer
(nicht dargestellten) Bildfixiereinheit befördert.
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Auf den Toner, der auf der Oberfläche der Photoleitertrommel 10 verblieben
ist, ohne an das Bildtransferblatt 20 übertragen zu werden, wird durch den Vorreinigungs-Koronalader
22 eine positive Ladung von 50ßA aufgebracht; dadurch sowohl der Resttoner als auch
die Oberfläche der Photoleitertrommel 10 positiv geladen. Der Toner läuft unter
einem Abdichtteil 29 der Reinigungseinrichtung 21 hindurch und wird dann zum Teil
mittels der elektrisch leitfähigen Fellbürste 23 von der Oberfläche der Photoleitertrommel
10 abgeschabt. Der spezifische Widerstand der Fellbürste 23 liegt im Bereich von
102 bis 108 #cm. Die Fellbürste 23 hat einen Durchmesser von 20mm und dreht sich
mit einer Drehzahl von 190U/min.
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Die Fellbürste 23 wird zum sicheren Reinigen der Photoleitertrommel
10 an der Oberfläche der Photoleitertrommel 10 um etwa 1mm eingedrückt.
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Der Toner, der noch auf der Oberfläche der Photoleitertrommel 10 verbleibt,
ohne durch die Fellbürste 23 entfernt zu werden, kann dann mittels der Re in igungsschneide
24 vollständig von der Oberfläche abgeschabt werden. Die Härte der Reinigungsschneide
beträgt hinsichtlich der Shorehärte 78" und ihre Dicke beträgt 3mm. Die Länge ihres
freien Endteils beträgt 15mm und der Einstellwinkel bezüglich einer Tangente an
der Umfangsfläche der Photoleitertrommel 10 ist 780. Die Reinigungsschneide 24 ist
an einem Halter 30 angebracht, der wie-
derum über abgestufte Schrauben
31 in seinem mittleren Teil an einer Halteplatte 32 drehbar gehalten ist. Die Halteplatte
32 ist an einer (nicht dargestellten) drehbaren Welle befestigt, und Druck wurd
durch eine (nicnt dargestellte) Feder ausgeübt, um so die Reinigungsschneide 24
mit Druck an der Oberfläche der Photoleitertrommel 10 in Anlage zu bringen.
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Wie vorstehend erwähnt, wird der Toner, der von der Oberfläche der
Photoleitertrommel 10 mittels der Fellbürste 23 und mittels der Reinigungsschneide
24 abgeschabt worden ist, aus dem Gehäuse 26 der Reinigungseinrichtung 21 durch
die Toneraustrageinrichtung 27 ausgetragen. Der ausgetragene Toner wird weggeworfen
oder wieder verwendet. Bei der in Fig. 1 dargestellten, elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung
wird der ausgetragene Toner wieder verwendet.
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Beispiel 1 Mit der in Fig. 1 dargestellten, elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung
wurde ein Kopiertest unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Als Photoleitertrommel
10 wurde eine Selen-Photoleitertrommel 10 verwendet, auf welche mittels des Laders
11 gleichförmig eine elektrische Ladung von +800V aufgebracht wurde. Eine Vorreinigung
der Photoleitertrommel 10 wurde mittels des Vorreinigungs-Koronaladers 22 durchgeführt,
wobei der elektrische Strom +50ßA betrug. Das Ergebnis dieses Kopiertests bestand
darin, daß klare und scharfe Kopien bis zu 70.000 Kopien erhalten wurden.
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Beispiel 2 Mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten, elektrostatischen
Aufzeichnungseinrichtung wurde ein Kopiertest unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Als Photoleitertrommel 10 wurde eine organische Photoleitertrommel, d.h. ein PVK-TNF-
(Polyvinylkarbazol-Trinitro fluorenon) Photoleiter verwendet, wobei durch den Lader
11
gleichförmig eine elektrische Ladung von -800V aufgebracht wurde.
Eine Vorreinigungsladung der Photoleitertrommel 10 wurde durch den Vorreinigungs-Koronalader
22 durchgeführt, wobei der elektrische Strom -50A betrug. Das Ergebnis dieses Kopiertests
bestand darin, daß klare, scharfe Kopien bis zu 20.000 Kopien erhalten wurden Zum
Vergleich wurden die folgenden Vergleichstests durchgeführt.
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Vergleichstest 1a Das Beispiel 1a wurde wiederholt, wobei allerdings
die Vorreinigungsladung der Photoleitertrommel 10 mittels des Vorreinigungs-Koronaladers
22 durchgeführt wurde, wobei der elektrische Strom 0A betrug. Als Ergebnis dieses
Vergleichstests erschien dann bei dem 20.000sten Kopiervorgang eine verschmierte
Kopie.
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Vergleichstest ib Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei allerdings
die Vorreinigungsladung der Photoleitertrommel 10 mittels des Koronaladers 22 durchgeführt
wurde, wobei der elektrische Strom -50ßA betrug. Das Ergebnis dieses Test bestand
darin, daß eine verschmierte Kopie ab dem 2.000sten Kopiervorgang erschien.
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Um eine vollständige Reinigung der Photoleitertrommel 10 mittels der
Fellbürste 23 und der Reinigungsschneide 24 durchzuführen, ohne daß mittels des
Vorreinigungs-Koronaladers 22 eine Vorreinigungsladung aufgebracht wird, muß der
Druck, der durch die Reinigungsschneide 24 auf die Oberfläche der Photoleitertrommel
10 ausgeübt wird, im Bereich von 45g/cm2 bis 50g/cm2 liegen. Wenn im Gegensatz hierzu
eine Reinigung mittels der Fellbürste 23 und der Reinigungsschneide 24 in Verbindung
mit dem Vorreinigungs-Koronalader 22 durchgeführt wird, wobei der elektrische Strom
im Beispiel 1 + 50AA betrug, kann der Druck, der mit der Reinigungs-
schneide
24 auf die Oberfläche der Photoleitertrommel 10 auszuüben ist, auf 35g/cm2 herabgesetzt
werden. Folglich betrug im Beispiel 1 die Abnutzung der Reinigungsschneide 24 15im,
wenn 20.000 Kopien hergestellt wurden, während, wenn keine Vorreinigungsladung aufgebracht
wurde, die Abnutzung 30m groß war. Auf diese Weise kann die Haltbarkeit und Lebensdauer
der Reinigungsschneide 24 bei der Reinigungseinrichtung gemäß der Erfindung erhöht
werden.
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In Fig. 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Reinigungsverhaltens
einer in Fig. 1 dargestellten Reinigungsschneide dargestellt, wobei die Menge eines
Resttoners auf einer Photoleitertrommel nach einer Bildübertragung auf der Abszisse
und der relative Reinigungsgrad auf der Ordinate aufgetragen ist. Die Menge des
Resttoners auf der Photoleitertrommel nach einer Bildübertragung ändert sich sehr
stark beispielsweise in Abhängigkeit von der Tonermenge, welche zum Zeitpunkt einer
Entwicklung auf den Photoleiter aufgebracht worden ist, und in Abhängigkeit von
dem Bildübertragungswirkungsgrad zur Zeit einer Bildübertragung.
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In Fig. 2 ist ein Reinigungsgrad von 4 oder höher angezeigt, bei welchem
die Reinigung der Photoleitertrommel im wesentlichen vollständig ist, so daß es
nicht zu einem Verschmieren des Untergrunds auf den Kopien kommt. Im Gegensatz hierzu
zeigt ein Reinigungsgrad von weniger als 4 an, daß die Menge an Resttonern auf der
Oberfläche der Photoleitertrommel vielzu hoch ist, um durch die Reinigungsschneide
entfernt zu werden.
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Das Reinigungsverhalten einer Reinigungsschneide ändert sich auch
in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, wie einem anfänglichem Hauptladungspotential
der Photoleitertrommel, der Belichtung der Photoleitertrommel mit Licht vor einer
Bildübertragung, dem Ladungslöschen auf der Photoleitertrommel vor einer Bildübertragung,
der Abnutzung der Rei-
nigungsschneide und dem Oberflächenzustand
der Photoleitertrommel. Um mittels einer Reinigungsschneide eine angemessene Reinigung
zu erhalten, muß üblicherweise die maximale Tonermenge, die in ausreichender Weise
mittels einer Reinigungsschneide entfernt werden kann, bei etwa 0,1mg/cm2 liegen.
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Jedoch liegt die Tonermenge, die üblicherweise in den Reinigungsschneidenabschnitt
gelangt, bei etwa 0,2mg/cm2. Folglich sollte, um eine vollständige Reinigung der
Photoleitertrommel mittels der Reinigungsschneide durchzuführen, die Tonermenge,
die in den Reinigungsschneidenabschnitt gelangt, auf die Hälfte verringert werden.
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In Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Reinigungsverhaltens
einer Reinigungsbürste und der Vorteil der Erfindung im Falle des vorstehend beschriebenen
Beispiels 1 dargestellt. In dem Diagramm sind das Reinigungsverhalten einer Reinigungsbürste
und die Tonermenge, die während eines Reinigungsvorgangs an die Reinigungsbürste
angezogen worden ist, auf der Ordinate und der elektrische Strom des Vorreinigungs-Koronaladers
auf der Abszisse aufgetragen.
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In diesem Diagramm ist die Reinigungswirkung der Reinigungsbürste
durch den Prozentsatz der Tonermenge, die von der Oberfläche der Photoleitertrommel
mittels der Reinigungsbürste entfernt worden ist, bezüglich der Tonermenge dargestellt,
die auf dem Photoleiter verbleibt, ohne daß ein Transferblatt übertragen worden
ist. Somit zeigt eine Reinigungswirkung von 100% an, daß der Resttoner durch die
Reinigungsbürste vollständig von der Oberfläche einer Photoleitertrommel entfernt
ist, und eine Reinigungswirkung von 0% zeigt an, daß durch die Reinigungsbürste
kein Toner von der Oberfläche der Photoleitertrommel entfernt ist.
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Ein negativer Prozentsatz der Reinigungswirkung zeigt an, daß Toner
auf die Oberfläche der Photoleitertrommel von der Reinigungsbürste aus zurückübertragen
wird, und der Toner zu dem Resttoner auf der Oberfläche der Photoleitertrommel
hinzukommt.
Dies könnte vorkommen, wenn die Bürste zuviel Toner trägt, und wenn kein Platz mehr
vorhanden ist,um noch mehr Toner aufzunehmen. Die Tonermenge, die an die Reinigungsbürste
angezogen worden ist, wird durch das Gewicht des Toners dargestellt. In dem durch
das Diagramm in Fig. 3 dargestellten Fall wurde die Anziehung des Toners an der
Reinigungsbürste gemessen und bewertet, wenn 200 Kopien hergestellt wurden.
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In Figur 3 ist mit "NEU" der Fall angezeigt, bei welchem die Reinigungsbürste
neu ist, und noch kein Toner durch die Reinigungsbürste angezogen wird. Im Gegensatz
hierzu ist mit "GEBRAUCHT" angezeigt, daß Toner von der Reinigungsbürste angezogen
wird, nachdem 20 Kopien gemacht wurden.
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Wenn die Reinigungsbürste neu war und ein elektrischer Strom der Vorreinigungs-Koronaladungen,
die auf die Photoleitertrommel aufgebracht worden sind, in seiner Polarität negativ
war, betrug die Reinigungswirkung der Bürste mehr als 90% und es scheint, daß eine
zusätzliche Reinigung der Photoleitertrommel durch die Reinigungsschneide beinahe
nicht mehr nötig ist. Sobald sie jedoch einmal benutzt war, nahm ihre Reinigunswirkung
innerhalb eines sehr kurzen Zeitabschnitts, beispielsweise eines Zeitabschnitts,
um 200 Kopien herzustellen, beträchtlich ab. Im Unterschied hierzu nahme, wenn der
elektrische Strom des Vorreinigungs-Koronaladers in seiner Polarität positiv war,
die Reinigungswirkung der Reinigungsbürste nicht wesentlich ab und war stabil, selbst
wenn 200 Kopien hergestellt wurden. Ferner wurde in diesem Fall beobachtet, daß
die Reinigungswirkung anstieg, wenn der elektrische Strom in dem Vorreinigungs-Koronalader
erhöht wurde.
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Somit war, wenn der elektrische Strom des Vorreinigungs-Koronaladers
in seiner Polarität negativ war, die Reinigungswirkung der Bürste anfangs ausgezeichnet,
nahm aber
während der Benutzung innerhalb kurzer Zeit sehr stark
ab.
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Wenn dagegender elektrische Strom des Vorreinigungs-Korona-Laders
in seiner Polarität positiv war, sonderte sich die Reinigungswirkung während der
Kopieherstellung nicht, und der entfernte Toner häufte sich in der Reinigungsbürste
nicht an. Somit arbeitete das Schlagteil, um den Toner aus der Reinigungsbürste
zu entfernen, wirksam. Mit anderen Worten, mit dem Schlagteil (flicker) wurde eine
hohe Wirksamkeit erhalten, wenn der elektrische Strom in dem Vorreinigungs-Koronalader
in seiner Polarität positiv war.
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Anhand von Fig. 4 wird nunmehr der wichtige Unterschied in dem Reinigungsverhalten
der Reinigungsbürste zwischen einer negativen und einer positiven Vorreinigungs-Koronaladung
erläutert. In Fig. 4 sind eine Borste der Reinigungsbürste, ein Tonerpartikel auf
einer Photoleitertrommel und ein Schlagteil schematisch dargestellt.
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Wenn negative Vorreinigungs-Koronaladungen auf die Oberfläche der
positiv geladenen Photoleitertrommel und der negativ Tonerpartikel aufgebracht werden,
sind sie beide negativ geladen. Da die Tonerpartikel ein ladungssteuerndes Mittel
enthalten, um eine negative Ladung des Toners zu erhöhen, kann sie ohne weiteres
negativ geladen werden, und es kann eine große Menge negativer Ladungen der Tonerpartikel
zugeführt werden. Zum Zeitpunkt der Reinigung der Photoleitertrommel mittels einer
elektrisch leitfähigen Reinigungsbürste werden positive Ladungen an der Borste der
Reinigungsbürste durch die negativ geladene Photoleitertrommel induziert. Da der
Toner und die Photoleitertrommel dieselbe Polarität haben, ziehen sie einander nicht
an, und die Tonerpartikel ist lose auf der Photoleitertrommel.
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Da andererseits die Borste und die Tonerpartikel entgegengesetzte
Polarität haben, ist die elektrostatische Anziehung zwischen ihnen so stark und
fest, daß die Borste die Tonerpartikel anzieht und eine hohe Reinigungswirkung mittels
der Reinigungsbürste erhalten wird. Wegen dieser starken - 16 -
Anziehung
zwischen der Borste und der Tonerpartikel kann das Schlagteil nicht richtig arbeiten,
um so dieTonerpartikel von der Borste zu entfernen. Folglich ist, wenn die Vorreinigungs-Koronalådung
mit ëiner negativen Polarität auf die positiv geladene Phötöleitertrommel aufgebracht
wird, die anfängliche Reinigungswirkung der Reinigungsbürste hoch. Es ist jedoch
schwierig, die Tonerpartikel mittels des Schlagteils von der Bürste zu entfernen
mit dem Ergebnis, daß die Tonerpartikel sich während der Benutzung schnell in der
Bürste anhäufen. Folglich nimmt die Reinigungswirkung der Reinigungsbürste innerhalb
einer kurzen Benutzungszeit drastisch ab.
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Wenn im Unterschied hier positive Vorreinigungs-Koronaladungen auf
die positiv geladene Photoleitertrommel und auf die negativ geladene Tonerpartikel
aufgebracht werden, wird die Photoleitertrommel stärker mit einer positiven Polarität
geladen. Da andererseits die Tonerpartikel ursprünglich mit einer negativen Polarität
geladen ist, und das vorstehend erwähnte Ladungssteuerungsmittel enthalten ist,
welches ein positives Laden der Tonerpartikel verhindert,selbst wenn positive Ladungen
auf die Tonerpartikel aufgebracht werden, nehmen die positiven Ladungen der Tonerpartikel
nicht zu.
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Zum Zeitpunkt der Reinigung der Photoleitertrommel werden negative
Ladungen an der Borste der elektrisch leitfähigen Reinigungsbürste durch d-ie positiven
Ladungen der Photoleitertrommel induziert. Die Tonerpartikel, welche etwas positiv
geladen ist, wird elektrostatisch schwach an die Borste angezogen, so daß die Tonerpartikel
von der Photoleitertrommel entfernt wird. Im Vergleich zu dem Fall, wo negative
Vorreinigungs-Koronaladungen auf den Photoleiter aufgebracht werden, ist jedoch
die Reinigungswirkung der Reinigungsbürste wegen einer verhältnismäßig kleinen Menge
positiver Ladungen auf der Tonerpartikel und wegen einer
losen
Anziehung zwischen der Borste und der Tonerpartikel geringer; jedoch kann das Entfernen
der Tonerpartikel von der Borste durch Schlagen wirksam durchgeführt werden. Aus
den vorerwähnten Gründen ergibt sich, daß die Reinigungswirkung der Reinigungsbürste
in dem Fall,daß Positive Vorreinigungs-Koronaladungen auf den positiv geladenen
Photoleiter aufgebracht werden, besser ist als in dem Fall des Aufbringens von negativer
Vorreinigungs-Koronaladung.
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In Fig. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen
dem Potential der Photoleitertrommel und der Menge elektrischer Tonerladungen dargestellt,
nachdem die Vorreinigungs-Koronaladung von etwa -100aA bis etwa +100pa reicht. Wie
aus diesem Diagramm zu ersehen ist, ist, wenn negative Vorreinigungs-Koronaladungen
auf die Photoleitertrommel und den Toner aufgebracht werden, die Absolutmenge an
Ladungen auf dem Toner größer als die in dem Fall, wo positive Vorreinigungs-Koronaladungen
auf den Photoleiter und den Toner aufgebracht werden. Mit anderen Worten, im Falle
des Aufbringens von positiver Vorreinigungs-Koronaladung sind die elektrischen Ladungen
auf dem Toner im Falle desAufbringens einer negativen Vorreinigungsladung bei einem
Wert gesättigt, der niedriger als der Ladungssättigungswert ist. Diese Tatsachen
stimmen mit der Erscheinung überein, die anhand des in Fig. 3 dargestellten Diagramms
beschrieben worden ist.
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Selbst wenn, wie bereits beschrieben, positive Vorreinigungs-Koronaladungen
mittels des Vorreinigungs-Koronaladers auf die Photoleitertrommel aufgebracht werden,
muß nicht immer die Reinigungsschneide in Verbindung mit der Reinigungsbürste verwendet
werden. Allein durch Benutzung einer Reinigungsschneide oder einer Fellbürste kann
eine sichere und vollständige Reinigung der Photoleitertrommel erhalten werden.
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Um die Photoleitertrommel noch sicherer und vollständiger zu reinigen,
sollte die Reinigungswirkung in angemessener Weise auf die Reinigungsbürste und
die Reinigungsschneide verteilt werden, da,wenn das Reinigungserhalten der Reinigungsbürste
sehr viel höher ist als das der Reinigungsschneide, wird die Belastung, die sowohl
auf die Trommel als auch auf die Reinigungsschneide ausgeübt wird, eher unangebracht
hoch. Dies kann dann dazu führen, daß sowohl die Reinigungsschneide als auch die
Photoleitertrommel während eines Reinigungsvorgangs beschädigt werden und die Lebensdauer
der Reinigungsschneide verkürzt wird.
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Somit werden vorzugsweise der Vorreinigungs-Koronalader in Verbindung
mit der Reinigungsbürste und der Reinigungsschneide für eine sichere und vollständige
Reinigung des Photoleiters verwendet, wodurch die Umlauf geschwindigkeit der Reinigungsbürste
verringert werden kann und die Lebensdauer der Reinigungsbürste und der Reinigungsschneide
erhöht werden kann. Da bei der Erfindung der Toner, der an die Reinigungsbürste
angezogen worden ist, durch das Schlagteil wirksam von der Reinigungsbürste entfernt
werden kann, ist es nicht notwendig, eine Vakuumpumpe oder eine Rolle, an welche
eine Vorspannung angelegt ist, anzuordnen, um den Toner von der Reinigungsbürste
zu entfernen.
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Als Materialien für die Borsten der bei der Erfindung verwendeten
Fellbürste kann beispielsweise Teflon, Polypropylen, Kunstseide, Polyester, Nylon,
Polyethylen, und eine Mischung daraus sowie auch die vorher beschriebenen Materialien
mit einem spezifischen Widerstand von 10 acm bis iO8flcm verwendet werden. Wenn
beispielsweise eine Fellbürste, deren Borsten aus Fasern aus einem Gemisch von 30%
Kunstseidefasern mit einer Dicke von 30 Denier und von 70% elektrisch leitfähiger
Fasern in der in Fig. 1 dargestellten Reinigungseinrichtung verwendet wurde, wurden
klare und scharfe Kopien bis zur 50.000-sten bei einer ausgezeichneten Reini-
gung
erhalten.
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Ublicherweise ist davon ausgegangen worden, daß, um den Toner wieder
verwenden zu können, es besser war, den Toner auf eine Polarität aufzuladen, welche
der Polarität des Photoleiters entgegengesetzt ist. Bei der Erfindung wurden jedoch
keine Nebeneffekte bei der Recyclingbenutzung des Toners hervorgerufen, selbst wenn
elektrische Ladungen derselben Polarität wie der des Photoleiters auf den Toner
aufgebracht werden.
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Ende der Beschreibung
L e e r s e i t e