DE3422948C2

DE3422948C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Sammeln von nicht-übertragenem Trockenentwickler in einem elektrophotographischen Kopiergerät

Info

Publication number: DE3422948C2
Application number: DE3422948A
Authority: DE
Inventors: Izumi Tokio/Tokyo Tagoku
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1986-08-14
Also published as: US4588285A; DE3422948A1

Abstract

Mit einer Resttoner-Sammeleinrichtung wird wirksam Resttoner eingesammelt, der nicht-übertragen auf einem photoleitfähigen Element eines elektrophotographischen Kopiergeräts beim Reinigen des photoleitfähigen Elements zurückgeblieben ist. An eine Ansaugrolle und eine flache Gegenelektrode, welche die Sammeleinrichtung bilden, werden als Vorspannungen Gleichspannungen angelegt, welche in der Polarität unterschiedlich sind. Die Polaritäten der Vorspannungen in Form von Gleichspannungen werden nur für einen vorbestimmten Teil des Zeitabschnitts zwischen einem Bewegungsstart des photoleitfähigen Elements und einem Bewegungsstopp jeweils auf die entgegengesetzte Polarität geschaltet. Ferner wird als Vorspannung eine Wechselspannung zumindest an die Ansaugrolle oder an die Gegenelektrode angelegt, welche für einen vorbestimmten Zeitabschnitt der als Vorspannung verwendeten Gleichspannung überlagert ist. Der vorbestimmte Abschnitt ist ein Abschnitt, während welchem ein Reinigen des photoleitfähigen Elements nicht erforderlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sammeln von nicht-übertragenem Trokkenentwickler in einem elektrophotographischen Kopiergerät, wonach von einem bildtragenden Teil mit Hilfe einer Reinigungsbürste nichtübetragener Trockenentwickler entfernt wird, der entfernte Trockenentwickler dann zu einer Absaugwalze mit einem Leitblech, die gegenüber Masse auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen, übertragen wird, wobei zwischen Absaugwalze und Leitblech eine elektrische Potentialdifferenz angelegt ist, so daß der Trockenentwickler von der Ansaugwalze angezogen wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 30 03 086 bekannt. Auch bei diesem bekannten Verfahren bzw. Vorrichtung wird ein bildtragender Teil in Form einer Trommel mit Hilfe einer Reinigungsbürste von nichtübertragenem Trockenentwickler gereinigt, wobei der entfernte Trockenentwickler zu einer Absaugwalze gelangt, die von einem Leitblech umgeben ist, wobei sowohl die Absaugwalze als auch das Leitblech gegenüber Masse auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen. Dadurch wird zwischen der Absaugwalze und dem Leitblech eine elektrische Potentialdifferenz erzeugt, die auch so ausgelegt werden kann, daß der Trokkenentwickler von der Ansaugwalze angezogen wird. Zwar ist bei einer Ausführungsform dieses bekannten Verfahrens bzw. Vorrichtung auch die Möglichkeit vorgesehen, die Polarität der Energiequelle, durch die die unterschiedlichen Spannungspotentiale an die Ansaugwalze und das Leitblech angelegt werden, umzukehren, dies erfolgt jedoch hier lediglich dann, wenn ein anderer Toner (negativ geladener Toner) benutzt wird.

Aus der DE-OS 31 29 291 ist eine Einrichtung zum Sammeln geladener Tonerpartikel bekannt, die in einem Gasstrom schweben, mit einem Tragteil, einem Paar Elektroden, die einander gegenüberliegend durch das Tragteil gehaltert sind und an welche eine hohe Spannung angelegt wird, und ferner mit einer Schneide, die an einer der beiden Elektroden anliegt, um die dort aufgefangenen Partikel abzuschaben. Um zu verhindern, daß durch die abgesetzten Partikel eine elektrische Überbrückung zwischen den Elektroden aufgebaut wird, ist bei der bekannten Einrichtung eine Beseitigungseinrichtung vorgesehen, die aus einem elektrisch isolierenden Abschnitt auf einer Rollenelektrode besteht, die in dem Tragteil drehbar gehaltert ist und an der eine Schneide anliegt, wobei die Schneide zumindest

zum Teil an dem isolierenden Abschnitt in Anlage gehalten ist, selbst wenn sich die Rollenelektrode dreht.

Aus der DE-OS 33 33 922 ist eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen und Sammeln nicht übertragener, restlicher Tonerpartikel von einem Photoleiter mittels magnetischer Bürsten bekannt, welche durch magnetische Trägerpartikel gebildet werden. Das Wesentliche dieser bekannten Reinigungseinrichtung besteht aus einer Magnetbürsteneinrichtung zum Entfernen der restlichen Tonerpartikel.

Aus der DE-AS 22 Ol 784 ist ein Verfahren zum Entfernen von Tonerteilchen von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial bekannt, bei dem die Borsten einer sich drehenden, zylindrischen Bürste über das Aufzeichnungsmaterial streichen und die an den Spitzen der Borsten haftenden Tonerteilchen mit Hilfe eines Abstreifelements abgestreift werden. Das Wesentliche dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Borsten und das Abstreifelement mit Ladungen einer Polarität aufgeladen werden, die gleich der Ladungspolarität der Tonerteilchen ist. Damit können zwar von einer Reinigungsbüiste Tonerteilchen entfernt werden, jedoch kann nicht verhindert werden, daß Tonerteilchen an einer Absaugwalze und an einem Leitblech haften bleiben.

Schließlich ist aus der Zeitschrift »Xerox Disclosure Journal«, Vol. 8, Nr. 3, 1983, Seite 261 eine Einrichtung zum Entfernen von Toner bei einem elektrophotographischen Kopiergerät bekannt, wobei der wesentliche Abschnitt dieser Reinigungseinrichtung aus einer Reinigungsbürste besteht, an die eine elektrische Spannung angelegt wird. Bei dieser bekannten Reinigungseinrichtung wird ferner eine Vorreinigungsvorrichtung verwendet, die auf einer bestimmten elektrischen Polarität liegt. Die Reinigungsbürste wird mit einem Potential versehen, welches dem Potential der Vorreinigungsvorrichtung entgegengesetzt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein einfach durchzuführendes Verfahren und eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, mit dem bzw. mit der es möglich ist, das Anhaften und Festsetzen von Entwicklerteilchen an der Ansaugwalze und an dem Leitblech wirksam zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch drei erfindungsgemäße Vorschläge gelöst, die sich aus dem Kennzeichnungsteil der Ansprüche 1,2 und 3 ergeben.

Die Reinigungswirkung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beruht darauf, daß der von einem photoempfindlichen Teil zu entfernende Resttoner gewöhnlich eine Restladung aufweist, die dazu ausgenutzt wird, um den Toner unter Anwendung eines relativ starken elektrischen Feldes von dem photoempfindlichen Teil abzuheben und zu entfernen. Solange die Tonerteilchen mit der gleichen Polarität vollständig geladen sind, können sie einfach mit Hilfe von beispielsweise Elektroden eingefangen werden, die auf bestimmten elektrischen Potential liegen. In der Praxis hat es sich jedoch herausgestellt, daß die Tonerteilchen auch teilweise mit einer anderen Polarität geladen sind und daß daher diese Tonerteilchen nur teilweise von den Elektroden aufgenommen werden können.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können sämtliche Tonerteilchen mit den verschiedenen Ladungen sicher eingefangen bzw. abgesaugt werden, so daß ein allmähliches Anhaften von Tonerteilchen an der Absaugwalze und auch am Leitblech wirksam verhindert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines elektrophotographischen Kopiergeräts, in welchem eine Reinigungseinrichtung mit einer Resttoner-Sammeleinrichtung gemaß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung untergebracht ist;

F i g. 2 ein Diagramm, anhand welchem der Grundgedanke der Wirkungsweise einer ersten Ausführungsform der Sammeleinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung erläutert wird;

F i g. 3 und 4 Kurvendarstellungen, welche die Ergebnisse von Versuchen wiedergeben, welche mit der ersten Ausführungsform durchgeführt wurden;

Fig.5 eine Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung und der gesamten Reinigungseinrichtung, in welche sie eingebaut ist;

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht einer Ansaugrolle und einer flachen Gegenelektrode, die in der Sammeleinrichtung der F i g. 5 vorgesehen sind;
F i g. 7 ein Diagramm einer ganz bestimmten Ausführungsform eines Polaritätsumschalters, welcher in der Anordnung der F i g. 5 vorgesehen ist;

Fig.8 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform

mit Merkmalen nach der Erfindung und der gesamten Reinigungseinrichtung, in welcher sie untergebracht ist; F i g. 9 eine Kurvendarstellung, welche ein Ergebnis

eines Versuchs wiedergibt, welcher mit der zweiten Ausführungsform durchgeführt wurde;

Fig. 10 eine Darstellung einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform, und

Fig. 11 eine Darstellung einer Abwandlung der Ansaugrolle und der Gegenelektrode, welche die Resttoner-Sammeleinrichtung gemäß der Erfindung darstellen.

In Fig. 1 sind schematisch eine Reinigungseinrichtung mit einer Resttoner-Sammeleinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung und ein elektrophotographisches Kopiergerät dargestellt, in welchem die Reinigungseinrichtung untergebracht ist. Ein photoleitfähiges Element 10 in Form einer Trommel, welche als bildtragendes Teil dient, hai eine Oberflächenschicht aus einem organischen Photoleiter (OPC), dessen elektrischer Widerstandswert hoch ist. Durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinheit wird die Trommel 10 in der durch einen Pfeil angezeigten Richtung in Drehung versetzt. Um die Trommel 10 herum sind in der nachstehend angegebenen Reihenfolge bezüglich der Drehrichtung der Trommel 10 folgende Einheiten angeordnet: ein Lader 12 zum gleichförmigen Laden der Oberfläche der Trommel 10, eine Löschlampe 14 zum Beleuchten der Flächen der Trommeloberfläche, die einmal nicht erforderlich sind, um dort die mittels des Laders 12 aufgebrachte Ladung zu verteilen, und um dadurch zu verhindern, daß sich Toner unnötigerweise an diesen Bereichen absetzt, ein Abbildungssystem 18 zum Fokussieren eines Bildes einer Vorlage 16 auf der Trommeloberfläche, und eine Entwicklungshülse 20 zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes, das mittels des Abbildungssystems 18 auf der Trcmmeloberfläche erzeug* worden ist, um ein sichtbares Tonerbild zu erzeugen.

Ferner ist (in Drehrichtung der Trommel gesehen) nach der Entwicklunsshülse 20 eine Transfereinriehtune

28 angeordnet, welche einen Transferlader 24 zum Übertragen des Tonerbildes von der Trommel 10 an ein Papier 22, welches von einer (nicht dargestellten) Blattzuführeinrichtung geliefert wird, und ein Trennband 28 aufweist, mittels welchem das Papier 22, welches das Tonerbild trägt, von der Oberfläche der Trommel 10 getrennt wird. Das von der Trommeloberfläche getrennt wird. Das von der Trommeloberfläche getrennte Blau Papier 22 wird zu einer (nicht dargestellten) Fixiereinheit befördert, um dort fixiert zu werden.

Eine Reinigungseinrichtung 32, welche mit einer Resttoner-Sammeleinrichtung 30 gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, ist (in der Trommeldrehrichtung gesehen) nach der Transfereinrichtung 28 angeordnet. Die Reinigungseinrichtung 32 weist einen Koronalader 34, mittels welchem die unbeständige Polarität von Toner gleichförmig gemacht wird, welcher nach der Bildübertragung auf der Trommeloberfläche verblieben ist, eine Entladelampe 36, welche Licht abgibt, um die Trommel 10 wieder aufzufrischen, und um als Sekundär-Ladeeinrichtung zu dienen, und eine Fellbürste 38 auf, welche in der durch einen Pfeil angezeigten Richtung drehbar ist, um nicht-übertragenen Toner zu entfernen, welcher auf der Trommeloberfläche verblieben ist. Der mittels der Fellbürste 38 entfernte Toner wird mittels einer Art Stab 40 abgeschlagen und dann von einem Luftstrom mitgerissen, welcher durch die Drehbewegung der Fellbürste 38 erzeugt worden ist, um dadurch der erfindungsgemäßen Tonersammeieinrichtung 30 zugeführt zu werden.

Die Tonersammeieinrichtung 30 weist hauptsächlich eine drehbar gelagerte Ansaugrolle zum Anziehen des Toners, der mittels des Stabes 40 herausgeschlagen und von dem Luftstrom mitgerissen worden ist, um sich auf ihr abzusetzen, und ein Leitblech 44 auf, welches der Ansaugrolle 42 gegenüberliegt. Die Ansaugrolle 42 stellt ein erstes Elektrodenteil und das Leitblech 44 ein zweites Elektrodenteil dar. Von einer Gleichspannungsquelle 50 (siehe F i g. 5) wird an die Ansaugrolle 42 eine Vorspannung angelegt, deren Polarität der Ladungspolarität des Koronaladers 34, d. h. der auf den Toner aufgebrachten Ladung, entgegengesetzt ist. Von der Energiequelle 50 aus wird auch an das Leitblech 44 eine Vorspannung angelegt, deren Polarität derjenigen der Ladung entspricht, welche auf den Toner aufgebracht ist. Die Tonersammeieinrichtung 30 weist ferner eine Trenneinrichtung 46 zum Abschaben verschiedener Verunreinigungen, die im Durchmesser größer sind als der Toner, welcher an der Oberfläche der Ansaugrolle 42 haftet, und ein Luftfilter 48 auf, um durch Absaugen einen Teil des Toners und der Verunreinigungen zu entfernen, welcher bzw. welche von einem durch die Fellbürste 38 erzeugten Luftstrom mitgerissen werden und in der Luft schweben, ohne sich auf der Oberfläche der Ansaugrolle 42 abzusetzen.

Anhand von F i g. 1 wird nunmehr die Arbeitsweise des Kopiergeräts beschrieben, welches die Reinigungseinrichtung 32 mit der erfindungsgemäßen Resttoner-Sammeleinrichtung 30 aufweist Zuerst wird mittels des Laders 12 die Oberfläche der Trommel 10 mit einer hohen Spannung vorbestimmter Polarität, z. B. mit einer negativen (—) Koronaentladung von 7 kV, gleichförmig geladen. Dann werden mit der Löschlampe 14 die Bereiche der Trommeloberfläche beleuchtet, welche keine Beziehung zu Bildern haben. Danach wird mit dem Abbildungssystem 18 statisch auf der Trommeloberfläche ein latentes Bild erzeugt, das einem Bild der Vorlage 16 entspricht. Das latente Bild wird mittels der Entwicklungshülse 20, an welche eine Vorspannung im Bereich von beispielsweise —80 bis —400 V angelegt wird, in ein Tonerbild entwickelt. Das Tonerbild wird dann mittels des Transferladers 24 wirksam an das Blatt Papier 22 übertragen. Das Blatt Papier 22, welches das Tonerbild trägt, wird mittels des Trennbandes 26 von der Trommeloberfläche getrennt und dann mittels der (nicht dargestellten) Fixiereinrichtung fixiert.

Inzwischen wird die Trommel 10, welche nicht-übertragenen Resttoner trägt, weitergedreht, bis der Resttoner die Reinigungseinheit 32 erreicht. In der Reinigungseinheit 32 lädt der Koronalader 34 den Resttoner auf der Trommel beispielsweise mittels einer Koronaentladung von 5,5 kV, so daß die Tonerpolarität auf eine positive ( + ) Polarität gleichförmig gemacht ist. Mit der Entiadeiampe 36 wird dann der Toner beleuchtet; die Ladung auf dem Toner wird jedoch aufrechterhalten. Der Toner auf der Trommeloberfläche, welcher die Fellbürste 38 erreicht hat, wird durch die sich drehende Fellbürste 38 entfernt. Die Wirkung zwischen der Fellbürste und dem Toner beruht auf den vereinigten mechanischen und elektrostatischen Kräften. Aus diesem Grund ist die Bürste aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt, welche auf eine Polarität geladen werden kann, welche der Polarität des Toners entgegengesetzt ist. Der von der Trommeloberfläche entfernte Toner haftet an den Spitzen der Bürste 38 und wird, wenn die Fellbürste gedreht wird, durch den Stab 40 abgeschlagen. Dieser Teil des Toners wird von dem Luftstrom in Richtung der Ansaugrolle 42 und des Leitblechs 44 der Tonersammeieinrichtung 30 getragen.

Wie vorher beschrieben, wird von der Gleichspannungsquelle 50 (siehe F i g. 5) an die Ansangrolle 42 eine Spannung, welche in ihrer Polarität der Ladung auf dem Toner entgegengesetzt ist, d. h. in dieser speziellen Ausführungsform eine negative (—) Spannung (z. B. eine Spannung von —5 kV) und an das Leitblech 44 eine positive ( + ) Spannung angelegt, deren Polarität derjenigen des Toners entspricht Folglich wird der Toner, welcher durch den Luftstrom mitgerissen worden ist, von der Ansaugrolle 42 angezogen, um sich auf deren Oberfläche abzusetzen. Wenn sich die Ansaugrolle 42 in der durch den Pfeil angezeigten Richtung dreht, erreichen der Toner und Verunreinigungen auf der Ansaugrolle 42 die Trenneinrichtung 46, weiche den groben Teil der Verunreinigungen abschabt. Die Schneide 47, die der Trenneinrichtung 46 am nächsten angeordnet ist, schabt den Toner ab und befördert ihn in eine Toneraustrageinrichtung 49. Inzwischen sind der Teil des Toners, welcher infolge des schnellen Luftstroms in der Luft schwebt ohne von der Ansaugrolle 42 angesaugt zu werden, und von dem Luftstrom mitgerissene Verunreinigungen durch das Luftfilter 48 angesaugt, damit sie ohne Wirkung bleiben.

Die Tonersammeieinrichtung 30 gemäß der Erfindung ist eine einzigartige Einrichtung, um wirksam die vorher besprochenen Nachteile der herkömmlichen Tonersammeleinrichtungen auszuschalten. Diese Nachteile bestehen darin, daß ein Teil des Toners, der mittels der Fellbürste 38 entfernt worden ist, und Toner, der sich auf Verunreinigungen abgesetzt hat, welche durch einen Luftstrom mitgerissen werden, an dem Leitblech 44 haftet und sich im Lauf der Zeit dort anhäuft, und daß in dem Fall, wo sehr feine Tonerpartikel verwendet werden, ein Teil der Tonerpartikai, die von der Fellbürste 38 entfernt worden sind, mittels der Ansaugrolle 42 angesaugt wird, um im Verlauf der Zeit fest an dieser zu haften.

Nachstehend werden einige Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

In F i g. 2 ist die sich ändernde Position der Trommel 10 über der Zeit (t) dargestellt, welche von einer Stelle aus betrachtet wird, an welcher die Reinigungseinheit 32 installiert ist. In Fig.2 ist mit A ein Zeitpunkt bezeichnet, an welchem sich entsprechend einem Kopierstart die Trommel 10 zu drehen beginnt, während mit B ein Zeitpunkt bezeichnet ist, an welchem entsprechend einem Kopierende die Drehbewegung der Trommel 10 aufhört. Beispielsweise soll ein Bild auf der Vorlage 16 an drei, in Abständen voneinander angeordneten Abbildungsflächen C, bis C₃ auf der Trommeloberfläche fokussiert werden, um dadurch nacheinander drei Kopien zu erzeugen. Das heißt, die Abbildungsflächen Ci bis Cz sind die Teile, auf welchen Tonerbilder erzeugt werden, und sich Resttoner absetzt.

Im Verlauf der Zeit (^laufen die Bildflächen C, bis C₃ nacheinander an der Reinigungseinrichtung 32 vorbei, wobei auf jeder Resttoner aufgebracht ist, so daß dieser mittels der Fellbürste 38 entfernt wird. Insbesondere reinigt die Fellbürste 38 die Flächen Ci, C2 bzw. C3 während der in F i g. 2 dargestellten Abschnitte ft, U und Ib, aber nicht in den anderen Zeitabschnitten fi, f₃, is und ti. In jedem der Abschnitte t2, U und te, während welchen eine Reinigung stattfindet, wird der mittels der Fellbürste 38 entfernte Resttoner nacheinander der erfindungsgemäßen Tonersammeieinrichtung zugeführt und daher werden an die Ansaugrolle 42 bzw. an das Leitblech 44 die Spannungen mit den vorbestimmten Polaritäten von der Gleichspannungsquelle 50 (siehe F i g. 5) zumindest während dieser Zeitabschnitte angelegt. In der Praxis beendet die Ansaugrolle 42 das Abscheiden des Resttoners nicht, sobald der Reinigungsvorgang der Feilbürste 38 endet, sondern sie beendet es mit einer gewissen Verzögerung. Deswegen werden die Spannungen an die Ansaugroile 42 und das Leitblech 44 während der jeweiligen Zeitabschnitte plus einer Verzögerungszeit At angelegt, wie in F i g. 2 dargestellt ist, d. h. während t₂ +At, U+At und te +At.

Es wurde ein Versuch durchgeführt, bei welchem die Polaritäten der Spannungen, welche an die Ansaugrolle 42 und das Leitblech 44 angelegt wurden, wiederholt jeweils auf die entgegengesetzte Polarität geschaltet wurden, und zwar jeweils für den Zeitabschnitt ti zwischen dem Ende einer an der Abbildungsfläche C₃ durchgeführten Reinigung und dem Ende der Drehbewegung der Trommel 10, d. h. dem Zeitpunkt B. Während dieser wiederholten Vorgänge wurde die Tonermenge, die sich allmählich an dem Leitblech 44 angehäuft hat, die Menge an Verunreinigungen, welche Toner mit sich führen, und die Menge von sehr feinen Tonerpartikeln gemessen, die nach und nach fest an der Ansaugrolle 42 haften. Bei diesem Versuch wurde der Betrieb des Kopierers nach der Herstellung von 5 Kopien gestoppt, und dieser Betriebszyklus von 5 Kopien wurde wiederholt, um insgesamt etwa 60 000 Kopien zu erzeugen. Die Spannungen, welche an die Ansaugrolle 42 und dem Leitblech 44 angelegt worden sind, betrugen ±5 kV. Das Ergebnis des Versuchs ist in Fi g. 3 zusammen mit einem Ergebnis dargestellt, das sich auf den Fall bezog, wo die Polaritäten nicht umgeschaltet wurden.

In F i g. 3 stellt die mit Kreisen (O) versehene Kurve den Stand der Technik dar, bei welchem die Polaritäten nicht geschaltet werden, während die mit Kreuzen (χ) versehene Kurve das Ergebnis gemäß der Erfindung darstellt, bei welcher die Polaritäten in der beschriebenen Weise geschaltet werden. Wie dargestellt, setzte sich, wenn die Polaritäten der angelegten Spannung überhaupt nicht geschaltet wurden, Toner und Ähnliches mit der Zunahme der Anzahl Kopien allmählich an dem Leitblech 44 ab, bis er eine Sättigung bei einer bestimmten Menge erreichte, nachdem 60 000 Kopien hergestellt wurden. Im Unterschied hierzu blieb, wenn die Polaritäten, wie bei dem Versuch für den speziellen Zeitabschnitt ty, geschaltet wurden, die Tonermenge u. ä., die sich an dem Leitblech absetzte, trotz der Zunähme der Kopienanzahl im wesentlichen null. Es wurde auch herausgefunden, daß das Schalten der Polaritäten die Tonermenge, die fest an der Ansaugrolle 42 haftet, im Vergleich zu dem Fall, wenn nicht geschaltet wird, auf etwa Vg bis ¹A1 herabsetzt.

Es wurde ein weiterer Versuch durchgeführt, bei welchem der Betrieb des Kopierers gestoppt wurde, nachdem nacheinander 999 Kopien hergestellt worden sind, und dieser Zyklus der Herstellung von 999 Kopien wurde wiederholt, um wie bei dem ersten Versuch insgesamt 60 000 Kopien herzustellen. Jedoch war das Ergebnis nicht so günstig; das heißt, die Abnahme in der abgesetzten Tonermenge u. ä. betrug in dem Vergleich zu dem Fall, bei welchem nicht geschaltet wurde, nicht mehr als 20 bis 30%. Es wurde angenommen, daß dies daher kommt, daß, da die Zeit, die zum Herstellen von 999 Kopien erforderlich ist, ungefähr 17 min ist, aufgrund der hohen Spannung, die für diesen langen Zeitabschnitt angelegt war, sich Toner u. ä. an dem Leitblech 44 absetzen kann, um schließlich fest an diesem zu haften. Im Hinblick auf diese Annahme wurde ein anderer Versuch durchgeführt, bei welchem die Polaritäten nicht nur während des Zeitabschnitts ti, sondern auch während anderer Zeitabschnitte geschaltet wurden, so beispielsweise der Zeitabschnitt (3 zwischen den Abbildungsflächen C\ und Cz und der Zeitabschnitt /-, zwischen den Abbildungsflächen C2 und C3, und das Ergebnis war dann wieder günstig. Wie aus F i g. 4 zu ersehen, ist die sich ergebende Menge an abgesetztem Toner u. ä. um 80 bis 85% kleiner als in dem Fall, wo nicht geschaltet wurde.

Die Erfindung wurde dann in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Versuchsergebnisse, d. h. im Hinblick auf die Tatsache sorgfältig überarbeitet, daß das Absetzen von Toner u. ä. an dem Leitblech 44 und der Ansaugrolle 42, welche die Tonersammeieinrichtung darstellen, dadurch beachtlich herabgesetzt werden kann, daß die Polaritäten der Spannungen, welche an das Leitblech 44 und die Ansaugrolle 42 angelegt worden sind, nur für einen vorbestimmten Zeitabschnitt, welcher der in Fig.2 dargestellte Zeitabschnitt ti ist, oder für jeden der Zeitabschnitte ti, ti und fs umgekehrt werden.

Eine praktische Ausführungsform der Tonersammeieinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung wird nunmehr anhand der F i g. 5 bis 7 beschrieben.

In der in Fig. 5 und 6 dargestellten Tonersammeieinrichtung 30 werden an das Leitblech 44 und die Ansaugrolle 42 von der Gleichspannungsquelle 50 aus abwechselnd im Rahmen der vorbeschriebenen zeitlichen Steuerung Vorspannungen von +5 kV und von —5 kV angelegt. Ein Polaritätsumschalter 52 ist der Gleichspannungsquelle 50 zugeordnet um die Polaritäten der Spannung zu schalten. Der Schalter 52 seinerseits wird durch eine Steuereinrichtung 54 gesteuert, welche jeden der Abschnitte ti bis ti während der Dauer A bis B fühlt, um ein Polaritätsumschaltsignal Pc zu erzeugen, welches dem gefühlten Zeitabschnitt zugeordnet ist. Der Schalter 52 zum Ansteuern der Gleichspannungsquelle

50 kann einen mechanischen Schalter, wie er in Fig. 7 dargestellt ist, ein Reedrelais, einen elektronischen Schalter in Form einer Halbleiter-Schalteinrichtung usw. aufweisen. Für die Steuereinrichtung 54 kann ein Sensor, welcher auf einige Abbildungsflächen auf der Trommeloberfläche anspricht, und ein Mikrocomputer zum Speichern der Abbildungsflächen verwendet werden.

In Fig.8 bis 10 ist eine zweite Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung im einzelnen dargestellt. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform, bei welcher die Polaritäten der Vorspannungen in Form von Gleichspannungen, welche an die Ansaugrolle 42 und das Leitblech 44 angelegt werden, jeweils zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch den Schalter 24 geschaltet werden, wird bei der zweiten Ausführungsform, wie in F i g. 8 dargestellt ist, eine Vorspannung in Form einer Gleichspannung an das Leitblech 44 durch die Gleichspannungsquelle 50 angelegt, während an die Ansaugrolle 42 eine zusammengesetzte Spannung angelegt wird, welche aus der Gleichspannung von der Gleichspannungsquelle 50 und einer Wechselspannung von einer Wechselspannungsquelle 56 besteht. Insbesondere bewirkt das Ausnutzen der periodischen Änderung einer Wechselspannung bei der zweiten Ausführungsform, daß sich die Kraft ändert, die von der Ansaugrolle 42 ausgeübt wird, um Toner und Verunreinigungen anzuziehen, und ferner ergibt sich an der Ansaugrolle 42 eine abstoßende Kraft gegenüber Toner und Verunreinigungen, wodurch verhindert wird, daß diese sich im Laufe der Zeit an der Ansaugrolle 42 anhäufen und fest an dieser haften.

Wenn beispielsweise eine negative Gleichspannung von —5 kV von der Gleichspannungsquelle 50 an das Leitblech 44 angelegt wurde, und eine 400-Hz-Wechselspannung mit 2,5 kV (Wert Spitze-Spitze), weiche der Gleichspannung überlagert worden ist, von der Wechselspannungsquelle 56 aus an die Ansaugrolle 42 angelegt wurde, wurde das in F i g. 9 dargestellte Ergebnis erhalten. In Fig.9 stellt die mit Kreisen (O) markierte Kurve den Stand der Technik dar, bei welchem nur eine Gleichspannung (—5 kV) an die Ansaugrolle 42 angelegt wird, wobei sich zeigt, daß das Absetzen von Toner u. ä. an dem Leitblech 44 im wesentlichen proportional zu der Anzahi Kopien zunimmt, wenn 60 000 Kopien hergestellt werden. Dagegen stellt die mit Kreuzen (χ ) markierte Kurve das Ergebnis gemäß der Erfindung dar, bei welcher eine Wechselspannung einer Gleichspannung überlagert wird: hieraus ist zu ersehen, daß das Absetzen von Toner u. ä. an dem Leitblech 44 im Vergleich zu der herkömmlichen Ausführung nach der Herstellung von 60 000 Kopien nicht mehr als 30% ist. Aus F i g. 9 ist auch zu ersehen, daß das Absetzen bei dieser Ausführungsform eine Sättigung erreicht, wenn etwa 30 000 Kopien hergestellt sind. Die Wechselspannung wurde im Bereich von 1 bis 10 kV (Wert Spitze-Spitze) und im Bereich von 500 bis 900 Hz geändert; hierbei wurden Ergebnisse erhalten, welche im allgemeinen den mit den herkömmlichen Einrichtungen erzielbaren Ergebnissen überlegen waren.

Obwohl in der zweiten Ausführungsform ständig eine Wechselspannung an die Ansaugrolle 42 angelegt wird, welche, wie vorstehend beschrieben, einer Gleichspannung überlagert worden ist, kann wie bei der ersten Ausführungsform auch nur sie (d. h. eine Wechselspannung) angelegt werden, wenn keine Reinigung durchgeführt wird, d. h. während der Abschnitte fi, f₃, f₅ und f₇, wie in Fig.2 dargestellt ist. Dies wird dann die Verschlechterung der Wirkungsweise bezüglich des Einfangens von Toner u. ä. ausgleichen, was der Ansaugrolle 42 zugeteilt ist. In diesem Fall wird, wie in F i g. 10 dargestellt, eine Wechselspannungs-Schalteinrichtung 58 zwischen die Wechselspannungsquelle 56 und die Ansaugrolle 42 geschaltet, und eine Steuereinrichtung 60 vorgesehen, welche jeden der in Fig.2 dargestellten Abschnitte fi, i₃, f₅ und t₇ fühlt und ein dem gefühlten Abschnitt zugeordnetes Ausgangssignal Ps an die Schalteinrichtung 58 anlegt, um die Wechselspannung zu überlagern. Selbstverständlich können die Einrichtungen 58 und 60 auch mit Hilfe eines mechanischen oder elektronischen Schalters, eines Sensors, der auf die Abbildungsflächen auf der Oberfläche der Trommel 10 anspricht, ein Mikrocomputer, usw. wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt werden.

In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dient die Verknüpfung der Ansaugrolle 42 und des Leitblechs 44, die in Fig.5 und 6 dargestellt sind, nur der Erläuterung, und es können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden. Eine mögliche Abwandlung kann, wie in Fig. 11 dargestellt, eine Anzahl Sätze scheibenförmiger, drehbarer Elektroden 42a und 42b, welche einander gegenüberliegen, und eine Führungs- und Seitenplatte 41 aufweisen, die dazu verwendet wird, Toner von der Fellbürste 38 wegzuleiten, während gleichzeitig die Elektroden 42a und 42£> abgedeckt sind. In der in F i g. 11 dargestellten Ausführungsform ist die Wirkungsweise der drehbar angeordneten Elektroden 42a äquivalent der Ansaugrolle 42, und die anderen drehbaren Elektroden 44a sind dem Leitblech 44 äquivalent. Da Spannungen mit verschiedenen Polaritäten an die Elektrodenplatten 42a und die Elektrodenplatten 44a angelegt werden, setzt sich Toner auf deren Oberflächen ab und kann dann mittels einer Schneide 47a abgeschabt werden, um anschließend gesammelt zu werden.

Ferner ist in den dargestellten beschriebenen Ausführungsformen die Tonersammeieinrichtung in einer Reinigungseinrichtung mit einer Fellbürste untergebracht. Sie kann jedoch auch mit jeder anderen Art Reinigungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise in Verbindung mit einer Reinigungseinrichtung, die eine magnetische Bürste aufweist.

Mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Sammeln von Resttoner für ein elektrophotographisches Kopiergerät werden wirksam Toner und verschiedene Verunreinigungen entfernt, welche gern an einer Ansaugrolle und an einer Gegenelektrode in einer Reinigungseinrichtung des Kopierers haften; wie Versuche bestätigt haben, wird bei einem ganz bestimmten Kopiermodus ein beinahe 100%-iges Entfernen erreicht. Dieser besondere Vorteil ist auf die einzigartige Ausbildung zurückzuführen, bei welcher Gleichspannungen weiche an die Ansaugrolle und das Leitblech angelegt werden, jeweils auf die entgegengesetzte Polarität umgeschaltet werden, und zwar zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, d. h. für einen Zeitabschnitt zwischen dem Ende des Reinigens von Toner, der auf einer Abbildungsfläche auf der Oberfläche eines photoleitfähigen Teils verblieben ist, und dem Start des nächsten Kopierzyklus, und sogar für die Zeitabschnitte zwischen benachbarten Abbildungsflächen, während welchen keine Reinigung erforderlich ist und daß an die Ansaugrolle eine Wechselspannung, welche einer Gleichspannung überlagert ist, entweder ständig oder nur für die Zeitabschnitt angelegt wird, während welcher eine Reinigung überflüssig ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sammeln von nicht übertragenem Trockenentwickler in einem elektrophotographischen Kopiergerät, wonach von einem bildtragenden Teil mit Hilfe einer Reinigungsbürste nicht übertragener Trockenentwickler entfernt wird, der entfernte Trockenentwickler dann zu einer Absaugwalze mit einem Leitblech, die gegenüber Masse auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen, übertragen wird, wobei zwischen Absaugwalze und Leitblech eine elektrische Potentialdifferenz angelegt ist, so daß der Trockenentwickler von der Ansaugwalze angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während eines Zeitabschnitts (ti), der außerhalb der Reinigungszeit des bildtragenden Teils (Q, C₂, C₃) durch die Reinigungsbürste (38) liegt, die Polaritäten der Spannungen, welche an das Leitblech (44) und an die Ansaugrolle (42) angelegt worden sind, umgekehrt werden.

2. Verfahren zum Sammeln von nicht übertragenem Trockenentwickler in einem elektrophotographischen Kopiergerät, wonach von einem bildtragenden Teil mit Hilfe einer Reinigungsbürste nicht übertragener Trockenentwickler entfernt wird, der entfernte Trockenentwickler dann zu einer Absaugwalze mit einem Leitblech, die gegenüber Masse auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen, übertragen wird, wobei zwischen Absaugwalze und Leitblech eine elektrische Potentialdifferenz angelegt ist, so daß der Trockenentwickler von der Ansaugwalze angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich oder mindestens während eines Zeitabschnitts ^7), der außerhalb der Reinigungszeit des bildtragenden Teils (Q, C₂, C3) durch die Reinigungsbürste (38) liegt, an die Ansaugrollen (42) eine zusammengesetzte Spannung angelegt wird, welche aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung besteht.

3. Verfahren zum Sammeln von nicht übertragenem Trockenentwickler in einem elektrophotographischen Kopiergerät, wonach von einem bildtragenden Teil mit Hilfe einer Reinigungsbürste nicht übertragener Trockenentwickler entfernt wird, der entfernte Trockenentwickler dann zu einer Absaugwalze mit einem Leitblech, die gegenüber Masse auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen, übertragen wird, wobei zwischen Absaugwalze und Leitblech eine elektrische Potentialdifferenz angelegt ist, so daß der Trockenentwickler von der Ansaugwalze angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich oder mindestens während eines Zeitabschnitts (tj), der außerhalb der Reinigungszeit des bildtragenden Teils (Q, C₂, Ci) durch die Reinigungsbürste (38) liegt, an die Ansaugrollen (42) eine reine Wechselspannung angelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabschnitt ein Abschnitt zwischen dem Ende eines Reinigungsvorgangs der Reinigungseinrichtung (30) und dem Bewegungsende des bildtragenden Teils (10) ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabschnitt von einem Zeitabschnitt zwischen einem Bewegungsstart des bildtragenden Teils (10) und einem Bewegungsende des bildtragenden Teils (10) jeder Zeitabschnitt außer einem Zeitabschnitt ist, während welchem ein Reinigen des betragenden Teils (10) erforderlich ist.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 5, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (50, 52, 54) mit einem Polaritätsumschalter (52), der von einer Steuereinrichtung (54) ansteuerbar ist und die Polarität einer Gleichspannungsquelle (50) umschaltet

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Wechselspannungsquellen-Schalteinrichtung (58), welche zwischen die Ansaugrolle (42), an welche eine Gleichspannung angelegt ist, und eine Wechselspannungsquelle (56) geschaltet ist, und eine Steuereinrichtung (60) aufweist, um die Wechselspannung der Wechselspannungsquelle (56) für einen vorbestimmten Zeitabschnitt der Gleichspannung zu überlagern.