DE4409188B4

DE4409188B4 - Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE4409188B4
Application number: DE4409188A
Authority: DE
Inventors: Katsuya Katsuta Kawai; Masayasu Katsuta Anzai; Toshimitsu Katsuta Harada; Shinichi Katsuta Nishino
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2014-03-18
Also published as: DE4409188A1; US5481351A

Abstract

Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, umfassend eine Reinigungseinheit mit
(a) einem an elektrischer Spannung liegenden, leitfähigen Reinigungsglied (11; 108), das an einer Oberfläche des drehbar gelagerten Ladungsbildträgers (1; 101) reibend anliegt und an dessen Oberfläche eine Reibungsfläche bildet, deren Größe in Drehrichtung des Ladungsbildträgers (1; 101) in einem Bereich von 5 bis 20 mm liegt, und
(b) einer Sammelwalze (12; 109) zum Sammeln von Toner, der an dem Reinigungsglied (11; 108) haftet, wobei die Sammelwalze (12; 109) an einer höheren Spannung liegt als das Reinigungsglied (11; 108),
(c) wobei der Quotient des elektrischen Widerstandes zwischen der Sammelwalze (12; 109) und dem Reinigungsglied (11; 108) und der Größe der vom Reinigungsglied (11; 108) auf der Oberfläche des Ladungsbildträgers (1; 101) gebildeten Reibungsfläche in einem Bereich von 0,003 bis 2 MΩ/cm² liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial.

Die DE 38 11 182 A1 offenbart eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung, die eine Ladeeinrichtung und eine Lampe aufweist, die in Umlaufrichtung der Aufzeichnungstrommel vor einer Reinigungseinrichtung angeordnet sind, so dass das Potential der Oberfläche der Aufzeichnungstrommel zur Stabilisierung des Reinigungsprozesses gesteuert werden kann. Demzufolge sind dort die Ladeeinrichtung und die Lampe zwischen der Übertragungseinrichtung und der Reinigungseinrichtung angeordnet.

Die DE 32 34 799 A1 offenbart eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Lade- und Reingigungseinrichtung für die lichtemepfindliche Trommel, wobei Ladung und Reinigung gleichzeitig erfolgen unter Anlegen einer Spannung an die Lade- und Reinigungswalze, die einen Oberflächenkontakt aufweist.

Die Druckschrift JP 63-15278 A beschreibt ein Resttoner-Reinigungsverfahren, bei welchem der übrigbleibende Toner auf der Photorezeptoroberfläche gleichförmig durch eine Gleichspannungs-Ladungseinheit geladen wird, unmittelbar bevor eine leitfähige Reinigungsbürste über den Photorezeptor geführt wird.

Ferner beschreibt die Druckschrift JP 55-33075 B2 ein weiteres Verfahren zur Bereitstellung einer einfachen Trennung des verbleibenden Toners, bei welchem eine Lichtquelle zur Abschwächung der Haftkraft des verbleibenden Toners an dem Photorezeptor eingesetzt wird. Diese Vorgehensweise verwendet eine Ladungsentfernungs-Aufladungsvorrichtung und eine Lampe als Lichtquelle. Die Lampe projiziert Licht auf einen Oberflächenbereich einschließlich eines Entladungsbereichs für die Ladungsentfernungs-Aufladungsvorrichtung und eines Bereichs außerhalb des Entladungsbereiches, gleichzeitig mit der Entladung durch die Ladevorrichtung.

Allgemein bekannt ist ein Verfahren unter Verwendung einer Ladungszufuhreinheit, beispielsweise einer Gleichspannungs-Ladevorrichtung, zur Verbesserung der Funktion zur Reinigung der Oberfläche des Photorezeptors. Wenn der übrigbleibende Toner durch die Aufladungseinheit aufgeladen wird, so wird die Haftkraft des verbleibenden Toners an der Oberfläche des Photorezeptors stark, wenn die Ladungsmenge zu groß ist. Dies verschlechtert die Reinigungsfunktion. Darüber hinaus ist die Spannung des Photorezeptors nach dem Reinigungsvorgang nicht gleichmäßig. Diese ungleichmäßige Spannung wird bei dem darauffolgenden Ladevorgang problematisch.

Die Tendenz des Einflusses des Stroms, welcher dem Photorezeptor durch die Ladungszufuhreinheit zugeführt wird (dieser Strom wird nachstehend als "zugeführter Strom" bezeichnet), auf die Reinigungsfunktion hängt von dem Ladungszustand des restlichen Toners ab. Der verbleibende Toner lässt sich in die nachstehend angegebenen vier Arten unterteilen, abhängig von dem Vorgang zur Ausbildung des restlichen Toners.

1) Ein Tonerbild wurde normal auf den Photorezeptor übertragen, jedoch haftet ein Teil der Tonerschicht, welche das Tonerbild bildet, weiterhin an der Oberfläche des Photorezeptors an (dieser restliche Toner wird als "normaler restlicher Toner" bezeichnet).
2) Eine weitere Art von Toner stellt der Toner dar, der an der Oberfläche des Photorezeptors in Form von Nebel haften geblieben ist, und als "restlicher Nebeltoner" bezeichnet wird. Dieser Toner unterscheidet sich von dem Toner des Tonerbildes.
3) Eine weitere Art verbleibenden Toners stellt solcher Toner dar, der nicht an einem Aufzeichnungspapier anhaften kann, infolge eines Stauproblems oder eines Abschneidens eines Aufzeichnungspapiers, und direkt Ladung von der Übertragungseinheit empfängt. Diese Art von Toner wird als "Resttoner infolge von Stau" bezeichnet.
4) Infolge einer ungeeigneten Stromzuführung zur Übertragungseinheit wird Toner nicht auf das Papier übertragen, und bleibt auf dem Photorezeptor (diese Art von Toner wird als "Stromausfall-Resttoner" bezeichnet).

Daher ist restlicher Toner, der unterschiedliche Eigenschaften aufweist, auf der Oberfläche des Photorezeptors vorhanden. Daher muss der Wert des zugeführten Stroms innerhalb eines ordnungsgemäßen Bereiches gehalten werden.

Bei dem Vorspannungs-Reinigungsverfahren beeinflusst die Reibungsbreite des leitfähigen Reinigungsteils und des Photorezeptors die Reinigungsfunktion bei der Entfernung des restlichen Toners von der Oberfläche des Photorezeptors sowie die Lebensdauer des Photorezeptors. Liegt die Reibungsbreite außerhalb des ordnungsgemäßen Bereiches, so wird der Reinigungs-Wirkungsgrad verringert, und die Lebensdauer des Photorezeptors verringert, infolge des Abriebs des Photorezeptors.

Weiterhin beeinflusst bei dem Vorspannungs-Reinigungsverfahren der Widerstandswert des leitfähigen Reinigungsteils die Reinigungsfunktion. Der Widerstand, den das leitfähige Reinigungsteil zeigt, wenn das leitfähige Reinigungsteil stillsteht, in bezug auf den Photorezeptor oder auf die Aufnahmewalze, unterscheidet sich von dem Widerstand, den das Reinigungsteil zeigt, wenn es sich in bezug auf die genannten Teile bewegt. Wesentlich für die Reinigungsfunktion ist der Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils, wenn sich dieses bewegt. Der Reinigungswirkungsgrad bei der Entfernung verbleibenden Toners ändert sich in Abhängigkeit von diesem dynamischen Widerstand. Der Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils ist darüber hinaus empfindlich auf den Wert der Spannung, die an das leitfähige Reinigungselement angelegt wird, und auf den Berührungszustand des leitfähigen Reinigungsteils mit der Aufsammelwalze. Um einen hohen Reinigungswirkungsgrad aufrecht zu erhalten ist es daher wesentlich, den Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils zu kennen, der im selben Zustand gemessen wird wie bei dem Vorgang der Reinigung des Photorezeptors. Bei einer elektrophotographischen Aufzeichnungsvorrichtung wird allerdings die Messung des Widerstands des leitfähigen Reinigungsteils ausgeführt, wenn dieses hergestellt wird, oder wenn der Reinigungsvorgang nicht durchgeführt wird. Daher wurde kein ordnungsgemäßer Wert für das leitfähige Reinigungsteil während des Vorgangs der Reinigung erhalten.

Weiterhin wird normalerweise der durch die Reinigungsvorrichtung aufgesammelte Toner als Abfall weggeworfen, oder in unverändertem Zustand zur Entwicklereinheit zurückgebracht.

Beim Recyclen des aufgesammelten Toners sind Papierstücke, Papierfasern, Papierteilchen, Staub und andere Fremdkörper, die in dem Toner enthalten sind, problematisch.

Ein Verfahren zum Entfernen von Fremdkörpern, die mit dem Toner vermischt sind, ist in der Druckschrift JP 03-9384 A beschrieben. Bei diesem veröffentlichten Verfahren wird eine Netzplatte als Fremdkörper-Entfernungseinheit verwendet. Die Maschengröße des Netzes ist so eingestellt, dass sie kleiner ist als der Spalt zwischen einem Abstreifrakel und der Magnetwalze. Fremdkörper, die größer als die Maschengröße sind, sind Papierstücke. Das Verfahren ist daher so ausgelegt, dass es keine Fremdkörper berücksichtigt, die kleiner sind als die Maschengröße.

Die konventionelle Tonerrecycle-Einrichtung kann kleine Fremdkörper nicht entfernen, die mit dem Toner vermischt sind, beispielsweise Fasern und Papierteilchen. Daher wird der Toner für die Entwicklung verwendet, in welchem kleine Fremdkörper enthalten sind. Dies führt zu einer Verschlechterung der Druckqualität infolge einer Verringerung der Ladungsmenge in dem Entwickler, zu einer Klumpenbildung in der Entwicklereinheit, oder zu fehlerhafte Bildern, die durch aneinander anhaftende Fremdkörper hervorgerufen werden, durch eine Verringerung des Fließvermögens des Entwicklers, und dergleichen.

Falls versucht wird, die Maschenweite weiter zu verringern, um kleine Fremdkörper zu erfassen, führt dies zu einer weiteren Schwierigkeit. Ein Sieb mit einer so kleinen Maschengröße, dass kleine Fremdkörper entfernt werden, blockiert den Toner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, wobei diese Vorrichtung bei einem vergleichsweise einfachen Aufbau und hoher Wirksamkeit kurze Bearbeitungszeiten ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1, 8, 12 und 15 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den diesen Ansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüchen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann aufweisen: Eine Übertragungseinheit zum Übertragen eines Tonerbildes auf dem Photorezeptor auf eine Bildaufnahmeeinrichtung, eine Vorspannungs-Reinigungseinheit mit einem leitfähigen Reinigungsteil, an welches eine Spannung angelegt wird, um auf der Oberfläche des Photorezeptors verbleibenden Toner zu entfernen, sowie eine Sammelwalze zum Sammeln von Toner, der an dem leitfähigen Reinigungsteil anhaftet, wobei an die Walze eine Hochspannung von dem leitfähigen Reinigungsteil angelegt wird, wobei eine Ladungszufuhreinheit zum Liefern von Ladung an die Oberfläche des Photorezeptors und eine Lichtlöscheinheit zum Projizieren von Licht auf die Oberfläche des Photorezeptors zwischen der Übertragungseinheit und der Vorspannungs-Reinigungseinheit in dieser Reihenfolge angeordnet sind, gesehen in der Richtung der Drehung des Photorezeptors, und die Lichtlöscheinheit Löschlicht auf eine Photorezeptoroberflächenfläche abgesehen von der mit Ladung versorgten Fläche projiziert.

In der elektrophotographischen Aufzeichnungsvorrichtung beträgt der Absolutwert einer Gleichspannungskomponente eines Stroms, welcher dem Photorezeptor durch die Ladungszufuhreinheit zugeführt wird, 0,01 bis 0,2 μC/cm². Die Reibungsbreite des leitfähigen Reinigungsteils und des Photorezeptors während des Vorgangs der Reinigung des Photorezeptors beträgt 5 bis 20 mm. Ein Wert, der sich aus der Division eines Widerstandswerts zwischen dem leitfähigen Reinigungsteil und der Sammelwalze während des Vorgangs der Reinigung des Photorezeptors durch die Reibungsbreite ergibt, beträgt 0,003 bis 2 MΩ/cm².

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung entfernt den verbleibenden Toner durch die nachstehend angegebenen Vorgänge.

1) Ein Tonerbild wird von dem Photorezeptor auf eine Papier durch die Übertragungseinheit übertragen. Der Toner, der bei der Übertragung auf das Papier während des Bildübertragungsvorgangs versagt, verbleibt als restlicher Toner auf der Oberfläche des Photorezeptors.
2) Vor der Vorspannungs-Reinigung liefert die Ladungszufuhreinheit eine Ladung an den verbleibenden Toner. Durch die Ladungszufuhr wird die Aufladung des verbleibenden Toners auf eine Polarität eingestellt. Mit anderen Worten werden der Toner, der mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird, und der ungeladene Toner entfernt.
3) Die Lichtlöscheinheit projiziert Licht auf einen Oberflächenbereich, abgesehen von dem Bereich, welcher die Ladung von der Ladungszufuhreinheit empfängt. Dies führt dazu, daß die Haftkraft des verbleibenden Toners an dem Photorezeptor geschwächt wird.
4) Der verbleibende Toner gelangt an der Ladungszufuhreinheit und der Lichtlöscheinheit vorbei und erreicht das leitfähige Reinigungsteil. Am Ort des leitfähigen Reinigungsteils wird der restliche Toner durch eine mechanische Kraft der Drehung des leitfähigen Reinigungsteils und die elektrostatische Anziehungskraft infolge der Spannung, die an das leitfähige Reinigungsteil angelegt wird, entfernt.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Sammler für Fremdkörper mit einer solchen Siebgröße aufweisen, dass diese größer ist als die Abmessung von Fremdkörpern, beispielsweise Faser von Papierteilchen, jedoch den Durchgang von Toner zulässt, und in einem solchen Zustand in Schwingungen versetzt wird, dass ein Teil oder der gesamte Fremdkörpersammler in dem Toner oder Entwickler angeordnet ist.

Die Fremdkörper werden von dem Toner durch den auf diese Weise aufgebauten Fremdkörpersammler entfernt. Der saubere Toner wird der Entwicklereinheit zugeführt.

Bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

In den Zeichnungen zeigen:

1 eine elektrophotographische Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Vorrichtung gemäße einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung;

2(a) bis 2(e) Darstellungen einer Ladungszufuhreinheit und einer Lichtlöscheinheit gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

3 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorspannungs-Reinigungseinheit bei einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

4 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Wirkungsgrades einer Resttoner-Reinigungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Menge zugeführter Ladung;

5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen dem Reinigungswirkungsgrad, der Reibungsbreite des Photorezeptors und des leitfähigen Reinigungsteils sowie der Lebensdauer des Photorezeptors;

6 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Reinigungswirkungsgrades in Abhängigkeit vom Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils;

7 eine Darstellung einer Konstruktion mit einer Kombination einer Ladungszufuhreinheit, einer Lichtlöscheinheit und einer Vorspannungsreinigungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8 ein erläuterndes Diagramm mit einer Darstellung eines Photorezeptors, der eine Entwicklervorrichtung und Bauteile verwendet, die um den Photorezeptor herum angeordnet sind;

9 eine Schnittansicht eines Reinigungsabschnitts, welcher einen Sammler für Fremdkörper enthält;

10 eine perspektivische Darstellung des Fremdkörper-Sammlers;

11 eine Seitenansicht des Aufbaus eines Teils des Fremdkörper-Sammlers;

12 eine Seitenansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

13 eine Vorderansicht des in 5 gezeigten Schwingungsmechanismus;

14 eine Seitenansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

15 eine Vorderansicht des Schwingungsmechanismus von 14;

16 eine Seitenansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

17 eine Vorderansicht des in 16 gezeigten Schwingungsmechanismus;

18 eine Seitenansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

19 eine Vorderansicht des in 18 gezeigten Schwingungsmechanismus;

20 eine Ansicht von unten eines wesentlichen Abschnitts des in 18 gezeigten Fremdkörper-Sammlers;

21 eine Ansicht von unten einer Abänderung des in 20 gezeigten Fremdkörper-Sammlers;

22 eine Vorderansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

23 eine Seitenansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

24 eine Vorderansicht des in 23 gezeigten Schwingungsmechanismus;

25 eine Vorderansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

26 ein Diagramm mit einer Darstellung des Aufbaus eines Reinigungsabschnitts, der mit einem Fremdkörper-Sammler gemäß einer weiteren Ausführungsform versehen ist;

27 ein Diagramm mit einer Darstellung eines wesentlichen Abschnitts des Reinigungsabschnitts, bei welchem sich der Fremdkörper-Sammler in einem angehobenen Zustand befindet;

28 ein Diagramm mit einer Darstellung eines wesentlichen Abschnitts des Reiniger-Abschnitts, wobei sich der Fremdkörper-Sammler in einem abgesenkten Zustand befindet;

29 ein Diagramm mit einer Darstellung eines Beispiels für den Aufbau einer Entwicklervorrichtung mit einem Fremdkörper-Sammler;

30 ein Diagramm mit einer Darstellung eines weiteren Beispiels für die Konstruktion eines wesentlichen Abschnitts einer Entwicklervorrichtung mit einem Fremdkörper-Sammler; und

31 ein Diagramm mit einer Darstellung einer Entwicklervorrichtung, bei welcher ein Fremdkörper-Sammler zwischen einem Reinigerabschnitt und einer Entwicklereinheit vorgesehen ist.

1 ist eine Längsschnittansicht, welche eine elektrophotographische Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Um einen Photorezeptor 1 herum, der in der Richtung eines Pfeils A gedreht wird, befinden sich eine Ladevorrichtung 2, eine Belichtungseinheit 3, eine Entwicklereinheit 4, eine Übertragungseinheit 5, eine Ladungszufuhreinheit 8, eine Lichtlöscheinheit 9, und eine Vorspannungs-Reinigungseinheit 10, und zwar in dieser Reihenfolge.
Nachstehend wird der Betrieb der auf diese Weise aufgebauten elektrophotographischen Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben.
Die Ladevorrichtung 2 lädt gleichmäßig die Oberfläche des Photorezeptors 1 auf, und die Belichtungseinheit 3 bildet durch Belichtung auf sich ein elektrostatisches latentes Bild. Das latente elektrostatische Bild wird, wenn es an der Entwicklereinheit 4 vorbeigeht, durch negativ geladenen Toner als Tonerbild sichtbar gemacht. Die Übertragungseinheit 5 legt positive Ladungen auf die rückwärtige Seite eines Papiers 6 an, welches von einer Papierzufuhreinheit (nicht gezeigt) her transportiert wird, so dass das Tonerbild von dem Photorezeptor 1 auf die Oberflächenseite des Papiers 6 übertragen wird. Der Toner, der nicht auf das Papier 6 übertragen wurde, bleibt als restlicher Toner auf der Oberfläche des Photorezeptors 1. Normalerweise ist der überwiegende Anteil des restlichen Toners, nachdem dieser dem Übertragungsvorgang ausgesetzt wurde, negativ geladen. Die Ladungszufuhreinheit 8 führt einen Strom von vorzugsweise –0,02 bis –0,1 μC/cm² dem restlichen Toner zu, so dass der Strom den restlichen Toner negativ auflädt. Außerhalb des Ladungszufuhrbereiches der Ladungsversorgungseinheit 8 projiziert die Lichtlöscheinheit 9 Licht mit 2 bis 10 μW/mm² auf die Photorezeptoroberfläche, welche den restlichen Toner trägt. Daraufhin wird die Oberfläche des Photorezeptors 1 durch ein leitfähiges Reinigungsteil 11 gereinigt, an welches eine Vorspannung von +300 bis +1000 V angelegt wird, mit entgegengesetzter Polarität zum Toner, von einer Stromquelle 14.
Der an dem leitfähigen Reinigungsteil 11 anhaftende Toner bewegt sich zu einer Sammelwalze 12, an welche eine Vorspannung von +500 bis +1500 V angelegt wird, die höher ist als die Vorspannung, die an das leitfähige Reinigungsteil 11 angelegt wird, und die Spannung stammt von einer Stromquelle 15. Daraufhin wird der Toner auf der Sammelwalze 12 mit einer Klinge 13 abgeschabt und in einer Vorspannungs-Reinigungseinheit 10 gesammelt. Der gesammelte Toner wird aus der Vorspannungs-Reinigungseinheit 10 durch eine Schraube 21 ausgestoßen, und zu einer Toner-Schüttvorrichtung 20 übertragen, welche den empfangenen Toner als frischen Toner für eine erneute Verwendung liefert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das leitfähige Reinigungsteil 11 die Form eine Bürste auf. Die Bürste hat folgenden Eigenschaften: die Borsten weisen eine Dicke von 4 bis 6 Den auf und eine Länge von 2 bis 10 mm, und bestehen aus einem Azetat- oder Polyamidharz, welches Kohlenstoff oder Kohlenstoffschichten enthält. Der Außendurchmesser der Bürste beträgt 20 bis 40 mm, und ihre Axiallänge 200 bis 500 mm. Als das leitfähige Reinigungsteil 11 kann auch ein schwammartiges Teil statt der Bürste verwendet werden.
Ein Isoliermaterial wie beispielsweise SUS oder ein Aluminiumteil mit einer mit Aluminium behandelten Oberfläche kann ebenso wie das leitfähige Material als Sammelwalze 12 verwendet werden.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet zwei getrennte Stromquellen 14 und 15 zum Anlegen der Vorspannung an das leitfähige Reinigungsteil 11 und die Sammelwalze 12. Es kann, wie in 3 gezeigt, eine einzige Stromquelle 22 gemeinsam verwendet werden, wenn eine solche elektrische Verbindung vorgenommen wird, daß eine Hochspannungs-Vorspannnung an die Sammelwalze 12 von dem leitfähigen Reinigungsteil 11 angelegt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Polarität der Ladung, die von der Ladungszufuhreinheit 8 angelegt wird, dieselbe wie jene des restlichen Toners. Die Polarität der Ladungszufuhreinheit kann jener des restlichen Toners entgegengesetzt sein. In diesem Fall ist die Polarität der Vorspannung, die an das leitfähige Reinigungsteil 11 und die Sammelwalze 12 angelegt wird, umgekehrt als im voranstehend geschilderten Fall. Falls der gesammelte Toner erneut für die Entwicklung verwendet wird, ist die Polarität der von der Ladungsversorgungseinheit 8 angelegten Ladung vorzugsweise so eingestellt, daß sie dieselbe ist wie jene des verbleibenden Toners. Der Grund hierfür besteht darin, daß die vorherige Aufladung des Toners die Ladungszeit des Toners in der Entwicklereinheit 4 verringert. Die Gleichspannungsleistung zum Treiben der Ladungsversorgungseinheit 8 kann durch die elektrische Leistung ersetzt werden, die sich aus der Überlagerung der Wechselspannungsleistung auf die Gleichspannungsleistung ergibt. In diesem Fall muß die Gleichspannungskomponente die voranstehend angegebenen Bedingungen erfüllen.
Die 2(a) bis 2(e) sind Querschnittsansichten, welche die Ladungszufuhreinheit und die Lichtlöscheinheit 9 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. Im Falle von 2(a) sind die Ladungszufuhreinheiten 8 und die Lichtlöscheinheit 9, die Seite an Seite angeordnet sind, zu einem einzigen Stück zusammengebaut. In der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 16 eine Abschirmplatte, 17 eine Röhrenlampe als Lichtquelle und 18 eine Abschirmplatte.
Im Falle von 2(b) ist die Lichtlöscheinheit 9 auf der Rückseite der Lichtlöscheinheit 9 angeordnet. Die Innenseite der Abschirmplatte 18 wird als reflektierende Oberfläche verwendet. Von der reflektierenden Oberfläche reflektiertes Licht wird zum Photorezeptor 1 gelenkt.
Im Falle von 2(c) ist die Lichtlöscheinheit 9 an einem anderen Ort angeordnet als der Photorezeptor 1. Licht von der Lampe 17 wird durch eine geeignete Einheit, beispielsweise eine Faseroptik 19, der Oberfläche des Photorezeptors 1 zugeführt, nachdem es an der Ladungszufuhreinheit 8 vorbeigegangen ist.
Im Falle von 2(d) ist die Lichtlöscheinheit 9 auf der Rückseite der Ladungszufuhreinheit 8 angeordnet, wie im Falle von 2(b). Licht von der Lichtlöscheinheit 9 wird auf die Oberfläche des Photorezeptors 1 auf beiden Seiten der Ladungszufuhreinheit 8 projiziert. Diese Anordnung der Ladungszufuhreinheit 8 und der Lichtlöscheinheit 9 kann so abgeändert werden, daß zwei Lichtquellen, die in einem oder zwei Teilen enthalten sind, auf beiden Seiten der Ladungszufuhreinheit 8 angeordnet sind. Licht von diesen Lichtquellen wird direkt auf die Oberfläche des Photorezeptors 1 projiziert, wie im Falle der 2(a).
Im Falle der 2(e) wird eine Lichtemissionsdiode 17b für die Lichtlöscheinheit 9 eingesetzt.
Selbstverständlich kann irgendeine Lichtquelle, abgesehen von der Röhrenlampe 17, bei der Lichtlöscheinheit 9 in den Fällen 2(a) bis 2(d) verwendet werden, wie im Falle der 2(e), in welchem die Lichtemissionsdiode 17b verwendet wird. Zwar wird eine Ladungsvorrichtung des Corotron-Typs als Ladungszufuhreinheit 8 bei den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen verwendet, jedoch ist die Verwendung einer Ladungsvorrichtung des Scorotron-Typs vorzuziehen.
Der Versuch des Zusammenbaus der Ladungszufuhreinheit 8 und der Lichtlöscheinheit 9 als eine Einheit verringert die Abmessungen der Maschine und sorgt für eine einfache Wartung. Ein weiterer Versuch des Zusammenbaus der Ladungszufuhreinheit 8, der Lichtlöscheinheit 9, und der Vorspannungs-Reinigungseinheit 10 zu einer einzigen Einheit, wie in 7 gezeigt, verringert weiterhin die Abmessungen der Maschine.
3 ist eine Schnittansicht, welche eine Vorspannungs-Reinigungseinheit 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der vorliegenden Vorspannungs-Reinigungseinheit befindet sich die Sammelwalze 12 stromaufwärts des leitfähigen Reinigungsteils 11, gesehen in der Drehrichtung des Photorezeptors, in einem Zustand, in welchem die Sammelwalze 12 in Berührung mit dem Photorezeptor 1 oder in dessen unmittelbare Nähe gebracht wird. Diese Vorspannungs-Reinigungseinheit ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß die Sammelwalze 12 nicht nur den Vorgang der Reinigung des Photorezeptors 1 unterstützt, sondern auch Toner aufsammelt, der bei der Drehung des leitfähigen Reinigungsteils 11 herunterfällt.
4 ist ein Diagramm, welches die Änderung des Resttoner-Reinigungswirkungsgrades in bezug auf die Menge zugeführter Ladung zeigt. In dem Graphen zeigt eine Linie a die Reinigungseigenschaften normalen, übrigbleibenden Toners; b zeigt die Reinigungseigenschaften für übrigbleibenden Nebel-Toner; c zeigt die Reinigungseigenschaften für infolge eines Staus übrigbleibenden Toner; und d zeigt die Reinigungseigenschaften für infolge eines Stromausfalls übrigbleibenden Toner. Der Reinigungswirkungsgrad ist als y/x definiert, wobei x die Menge restlichen Toners nach dem Durchgang durch die Vorspannungs-Reinigungseinheit 10 ist, und y die Menge verbleibenden Toners ist, die sich daraus ergibt, daß der verbleibende Toner nach dem Durchgang durch die Übertragungseinheit 5 von dem Wert für x subtrahiert wird. Ein Bereich, in welchem der Reinigungswirkungsgrad 80 oder mehr beträgt, ist durch A bezeichnet. Wie aus 4 hervorgeht, sind in dem Bereich A die Mengen des zugeführten restlichen Toners a, b, c und d unterschiedlich. Damit die Mengen des zugeführten restlichen Toners a, b, c und d sämtlich in dem Bereich A liegen, muß die Ladungszufuhr so gewählt werden, daß der Absolutwert der Gleichspannungskomponente innerhalb von 0,02 bis 0,1 μC/cm² liegt. Erfolgt die Reinigung nur für den verbleibenden Toner a und b, so reicht die Auswahl des Absolutwertes für die Gleichspannungskomponente innerhalb von 0,02 bis 0,2 μC/cm² aus, obwohl dies nicht gezeigt ist. Für ein System, bei welchem ein niedrigerer Reinigungswirkungsgrad zulässig ist, kann der Absolutwert der Gleichspannungskomponente innerhalb des Bereiches 0,01 bis 0,2 μC/cm² eingestellt werden, obwohl dies nicht gezeigt ist.
5 ist ein Diagramm mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Resttoner-Reinigungswirkungsgrad, der Reibungsbreite des Photorezeptors und des leitfähigen Reinigungsteils, und der Lebensdauer des Photorezeptors. Die Bezugszeichen a, b, c, d und A bezeichnen dieselben Größen wie in 4. Das Bezugszeichen e bezeichnet ein Verhältnis der Photorezeptor-Lebensdauer LB und des Spezifikationswertes LA für die Photorezeptor-Lebensdauer, wenn die Reibungsbreite variiert wird. Das Bezugszeichen B bezeichnet einen Bereich, in welchem LB/LA ≥ 1 ist. Dieser Bereich ist ein optimaler Bereich, wenn man die Lebensdauer des Photorezeptors betrachtet. Wie aus 5 hervorgeht, steigt der Reinigungswirkungsgrad stärker an, wenn die Reibungsbreite zunimmt. Allerdings wird die Lebensdauer des Photorezeptors kürzer, da der Photorezeptor stärker verschleißt, infolge seiner Reibung mit dem leitfähigen Reinigungsteil. Daher liegt der Optimalwert der Reibungsbreite innerhalb von 5 bis 20 mm, wobei die Mengen des zugeführten restlichen Toner a, b, c und d sämtlich in beiden Bereichen A und B liegen.
6 ist ein Diagramm, welches die Änderung des Reinigungswirkungsgrades in bezug auf den Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils zeigt. Die Bezugszeichen a, b, c und d sowie A haben dieselbe Bedeutung wie in den 4 und 5. Wie aus 6 hervorgeht, ändert sich der Reinigungswirkungsgrad in Abhängigkeit vom Widerstand. Nimmt man an, daß der durch A gezeichnete Bereich ein optimaler Bereich ist, so ist ein Bereich 0,003 bis 2 MΩ/cm² als Wert für das Ergebnis der Division eines Widerstandswertes zwischen der Sammelwalze und dem leitfähigen Reinigungsteil durch den Reibungsbereich zwischen diesen Teilen vorzuziehen. Ein Bereich von 0,01 bis 1 MΩ/cm² ist vorzuziehen, da dieser Bereich eine geringere Verringerung des Reinigungswirkungsgrades hervorruft. Ein Bereich von 0,03 bis 0,8 MΩ/cm² ist eher vorzuziehen, da dieser Bereich eine geringe Verringerung des Reinigungswirkungsgrads hervorruft.
Der Versuch, bei welchem die in den 4 bis 6 gezeigten Daten erhalten wurden, wurde unter den nachstehenden Bedingungen durchgeführt:
Umfangsgeschwindigkeit des Photorezeptors: 250 mm/s
Tonerladungsmenge: 15 bis 25 μC/g
Material für das leitfähige Reinigungsteil (Bürste): Kunstharzfaser, beispielsweise Azetat oder Polyamid mit darin verteiltem Kohlenstoff, oder eine Faser, die in dem Kunstharz eine Kohlenstoffschicht enthält.
Anzahl der Umdrehungen des leitfähigen Reinigungsteils pro Minute: 135 Umdrehungen pro Minute.
Im wesentlichen dieselben Ergebnisse wurden unter folgenden Bedingungen erzielt:
Umfangsgeschwindigkeit des Photorezeptors: 100 und 400 mm/s.
Tonerladungsmenge: 10 bis 20 μC/g.
Anzahl der Umdrehungen des leitfähigen Reinigungsteils pro Minute: 50 bis 200 Umdrehungen pro Minute.
Wie voranstehend erläutert werden die Reibungsbreite des leitfähigen Reinigungsteils und der Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils und der Sammelwalze, die sich aus der Division des Widerstands infolge des Reibungsbereiches durch die Reibungsbreite zwischen diesen Teilen ergeben, nicht nur bei der Anordnung der in 1 gezeigten elektrophotographischen Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt. Ein Einsatz findet sich auch bei einer Vorspannungs-Reinigungsvorrichtung einer elektrophotographischen Aufzeichnungsvorrichtung ohne eine Ladungszufuhreinrichtung und eine Lichtlöscheinrichtung. Weiterhin findet sich ein Einsatz bei einer Vorspannungs-Reinigungsvorrichtung, bei welcher ein zu reinigender Gegenstand nicht ein Photorezeptor ist, sondern ein Zwischenübertragungsmedium oder ein Übertragungsband.
Wie voranstehend erläutert ist eine elektrophotographische Aufzeichnungsvorrichtung, welche das Vorspannungs-Reinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, so aufgebaut, daß die Ladungszufuhreinheit und die Lichtlöscheinheit zwischen der Übertragungseinheit und der Vorspannungs-Reinigungseinheit angeordnet sind, und Löschlicht auf eine Photorezeptoroberflächenfläche projiziert wird, abgesehen von der mit Ladung versorgten Fläche. Bei einem derartigen Aufbau kann der auf einer Oberfläche des Photorezeptors übrigbleibende Toner wirksam entfernt werden. Es wird erfolgreich ein derartiger Nachteil ausgeschaltet, daß Toner, der als Ergebnis einer unzureichenden Reinigung übrigbleibt, in dem nächsten Zyklus an dem Bildaufnahmeteil, beispielsweise Papier, haften bleibt.
Die Optimalwerte für den Strom, welcher dem Photorezeptor zugeführt wird, für die Reibungsbreite des leitfähigen Reinigungsteils und Photorezeptors, und den Widerstand des leitfähigen Reinigungsteils und der Sammelwalze (als Ergebnis der Division des Widerstands durch die Reibungsfläche zwischen diesen Teilen) werden empirisch ermittelt. Daher kann eine stabile Reinigungsleistung aufrechterhalten werden, ohne die Lebensdauer des Photorezeptors zu verringern. Bei einem System, welches den aufgesammelten Toner erneut verwendet, kann die Toneraufladungszeit in der Entwicklereinheit verringert werden.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 31 eine weitere Zielrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
8 ist eine erläuternde Darstellung, welche einen Photorezeptor zeigt, der eine Entwicklervorrichtung und Bauteile verwendet, die um den Photorezeptor herum angeordnet sind.
In der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 101 einen Photorezeptor; 102 eine Ladungsvorrichtung; 103 eine Entwicklereinheit einschließlich einer Magnetwalze 104, einer Abstreifklinge 105 und einer Toner-Schüttvorrichtung 106; 107 einen Reinigerabschnitt einschließlich einer Bürste 108, einer Sammelwalze 109, einer Klinge 110, eines Fremdkörper-Sammlers 111 und einer Tonertransportschraube 112; 114 eine Übertragungseinheit; 115 Papier, und 116 eine Löschvorrichtung.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Toner-Schüttvorrichtung 106 mit dem Reiniger-Abschnitt 107 durch ein Toner-Transportrohr 117 verbunden. Die Entwicklereinheit 103 und der Reinigerabschnitt 107 bilden eine Entwicklervorrichtung.
Bei einem derartigen Aufbau führt die Ladungsvorrichtung 102 eine Corona-Entladung aus, um den Photorezeptor 101 aufzuladen. Durch den Belichtungsvorgang wird ein latentes Bild auf dem Photorezeptor 101 erzeugt. In der Entwicklereinheit 103 wird die Menge eines Entwicklers auf der Magnetwalze 104 ordnungsgemäß durch eine Abstreifklinge 105 gesteuert. Wenn der Photorezeptor 101 vor der Vorderseite der Magnetwalze 104 vorbeigeht, haftet Toner an dem latenten Bild an, wodurch das latente Bild entwickelt wird.
Daraufhin wird der Toner von dem Photorezeptor 101 an das Papier 115 durch die Übertragungseinheit 114 angezogen, beispielsweise ein Corotron. Der verbleibende Toner mit entgegengesetzter Polarität, der beispielsweise auf dem Photorezeptor 101 übrigbleibt, wird in dem Reinigerabschnitt 107 entfernt. Die Oberfläche des Photorezeptors 101 wird durch die Löschvorrichtung 116 entladen, beispielsweise eine Löschlampe, und ist bereit für den Kopiervorgang des zweiten Zyklus.
In dem Reinigerabschnitt 107 zieht die leitfähige Bürste 108, an welche eine Spannung angelegt wird, den Toner an. Der Toner wird auf die Sammelwalze 109 übertragen, die auf eine hohe Spannung eingestellt ist. Der Toner wird von der Sammelwalze 109 durch die Klinge 110 abgeschabt, und fällt in den Fremdkörper-Sammelbehälter 111. Dann wird er durch die Tonertransportschraube 112 in den Bereich außerhalb des Reinigerabschnitts transportiert.
Daraufhin gelangt der Toner durch das Tonertransportrohr 117 und kehrt dann zu der Toner-Schüttvorrichtung 6 oder einem Entwicklerbad zurück, und wird erneut verwendet.
Bei einer derartigen Konstruktion werden in dem gesammelten Toner enthaltene Fremdkörper durch den Fremdkörper-Sammler 111 entfernt, während das Sammeln und die erneute Verwendung des Toners wiederholt werden. Der von Fremdkörpern befreite Toner wird erneut für die Entwicklung eingesetzt.
9 ist eine Ansicht, welche einen Reinigerabschnitt zeigt, welcher einen Fremdkörper-Sammler enthält. 10 ist eine Perspektivansicht des Fremdkörper-Sammlers. 11 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Abschnitts des Fremdkörper-Sammlers zeigt.
Der Fremdkörper-Sammler 111 benutzt ein Netz oder ein Sieb. Das Netz mit Netzquadraten von 0,5 bis 3,0 mm besteht aus Polyamid-Imid, Azetat oder dergleichen. Das Sieb mit diesen Abmessungen läßt einen glatten Durchgang von Papierteilchen, Papierfasern und dergleichen und ebenfalls des Toners zu.
Das Netz weist eine solche Form auf, daß seine Oberseite offen ist, und sein Querschnitt die Form eines U aufweist, wie in 10 gezeigt ist. Das Netz wird in einen solchen Zustand versetzt, daß es in den Toner eingetaucht ist. Platten- oder stangenartige Schwingungsteile 113 sind auf dem Boden des Netzes unter Verwendung von Montagestücken 120 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen angebracht. Die Schwingungsteile 113 kommen jeweils in Berührung mit der Oberseite der Tonertransportschraube 112.
12 ist eine Seitenansicht, welche den Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 13 ist eine Vorderansicht des in 12 gezeigten Schwingungsmechanismus.
Wenn sich bei dieser Ausführungsform die Tonertransportschraube 112 dreht, gelangen die Schwingungsteile 113a, 113b, und 113c, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, gleichzeitig in Berührung mit der Oberseite der Tonertransportschraube 112. Wenn sich die Tonertransportschraube 112 weiterdreht, werden diese Teile oberhalb des Bodens der Tonertransportschraube 112 angeordnet.
Auf diese Weise werden die Schwingungsteile 113 wiederholt durch die Drehung der Tonertransportschraube 112 in Schwingungen versetzt. Infolge der Schwingung haften Papierteilchen und Fasern aneinander an und ziehen andere Fremdkörper an, wodurch Klumpen gebildet werden, die größer sind als die Maschengröße. Dies führt dazu, daß diese Fremdkörperklumpen durch das Netz abgefangen werden.
Das Netz wird durch die Drehung der Tonertransportschraube 112 in Schwingungen versetzt, selbst wenn die Schwingungsteile 113 nicht verwendet werden. Die Tonertransportschraube 112, welche einen solchen Aufbau aufweist, daß sie mit einem federartigen Teil versehen ist, welches keine Welle aufweist und von selbst schwingt, versetzt das Netz in größere Schwingungen als die Tonertransportschraube 112, welche mit einer Welle versehen ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Schwingungsteile 113 einzusetzen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Bürsten-Reinigungsvorrichtung verwendet. Allerdings läßt sich der Fremdkörper-Sammler ebenso bei einer anderen Reinigungsvorrichtung einsetzen, beispielsweise bei einer Klingen-Reinigungseinrichtung.
14 ist eine Seitenansicht, welche den Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 15 ist eine Vorderansicht des in 14 gezeigten Schwingungsmechanismus.
Bei dieser Ausführungsform werden nicht sämtliche Schwingungsteile 113 gleichzeitig in Berührung mit der Tonertransportschraube 112 gebracht. Nunmehr wird der Betriebsablauf dieser Ausführungsform in einzelnen Stufen überlegt. Wenn beispielsweise die Schwingungsteile 113a und 113c in Berührung mit der Oberseite der Tonertransportschraube 112 gebracht werden, so befindet sich das Schwingungsteil 113b oberhalb des Bodens der Tonertransportschraube 112. Die Schwingungsteile 113a, 113b, 113c und 113d gelangen in einen entsprechenden Zustand auf aufeinanderfolgende Weise. Bei der vorliegenden Ausführungsform tritt in dem Fremdkörper-Sammler 111 eine komplizierte Schwingung auf.
16 ist eine Seitenansicht, welche den Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 17 ist eine Vorderansicht des in 16 gezeigten Schwingungsmechanismus.
Bei dieser Ausführungsform ist jedes der Schwingungsteile 113 kugelförmig ausgebildet. Diese Ausführungsform kann nützliche Wirkungen erzielen, die ähnlich sind wie jene, die bei den bereits beschriebenen, voranstehenden zwei Ausführungsformen erzielt werden. Das Schwingungsteil 113, welche dazu dient, den Fremdkörper-Sammler 111 in Schwingungen zu versetzen, kann jede Form aufweisen, beispielsweise mit einer einzigen oder mehreren Stangen versehen sein.
18 ist eine Seitenansicht, welche den Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 19 ist eine Vorderansicht des in 18 gezeigten Schwingungsmechanismus.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den voranstehend in bezug auf die 12 und 14 beschriebenen Ausführungsformen darin, daß die Schwingungsteile 113 auf dem Fremdkörper-Sammler 111 in der Richtung angebracht sind, die senkrecht zur offensichtlichen Ausbreitungsrichtung der Tonertransportschraube 112 verläuft.
Wenn sich die Tonertransportschraube 112 bewegt, werden die Schwingungsteile 113 in derselben Richtung zugeführt, da sie durch die Tonertransportschraube 112 gedrückt werden. Bewegt sich die Tonertransportschraube 112 um eine voreingestellte Entfernung, so gelangt das Schwingungsteil 113 über die Tonertransportschraube 112, um so in die Ausgangslage eingestellt zu werden. Eine Wiederholung dieses Vorgangs erzeugt eine Schwingung in dem Fremdkörper-Sammler 111.
20 ist eine Ansicht von unten eines wesentlichen Abschnitts des in 18 gezeigten Fremdkörper-Sammlers. 21 ist eine Ansicht von unten einer Abänderung des in 20 gezeigten Fremdkörper-Sammlers.
Bei der in 20 gezeigten Ausführungsform sind die Schwingungsteile 113 im rechten Winkel zur Längsrichtung des Fremdkörper-Sammlers 111 angeordnet. Bei der abgeänderten Ausführungsform von 21 sind die Schwingungsteile 113 auf dem Fremdkörper-Materialsammler 111 in einem solchen Zustand angebracht, der schräg zur anscheinenden Bewegungsrichtung der Tonertransportschraube 112 verläuft. Diese Ausführungsformen werden ebenso betrieben wie die voranstehenden Ausführungsformen der 12 und 14. Im Falle der 21 werden die Schwingungsteile 113 leichter in Berührung mit der Tonertransportschraube 112 gebracht, da die Schwingungsteile 113 schräg zur Tonertransportschraube 112 angeordnet sind.
22 ist eine Vorderansicht, welche den Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bei dieser Ausführungsform ist das Schwingungsteil des Fremdkörper-Sammlers 11 getrennt von dem Netz oder Sieb vorgesehen. In der Figur wird der Boden des Netzes an mehreren Orten mit zweigartigen, vorspringenden Teilen 118a des Drehteils 118 druckbeaufschlagt, wenn die vorspringenden Teile 118a sich in den oberen Raum zusammen mit der Drehung des Drehteils 118 drehen. Der Netzboden bewegt sich nach unten, wenn sich die vorstehenden Teile 118 in dem unteren Raum drehen. Wird dieser Zyklus wiederholt, so wird das Netz in Schwingungen versetzt. Die Anordnung der vorspringenden Teile 118a, die auf dem Drehteil 118 angebracht sind, ist nicht immer in bezug auf die Drehwelle symmetrisch.
23 ist eine Seitenansicht eines Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 24 ist eine Vorderansicht des in 23 gezeigten Schwingungsmechanismus.
Auch bei dieser Ausführungsform ist ebenso wie bei der Ausführungsform von 22 ein Drehteil 119 getrennt vom Netz oder Sieb vorgesehen.
Der Boden des Netzes ist an mehreren Orten mit dem Drehteil 19 gekuppelt, ähnlich wie eine Kurbel. Wenn sich einige der vorstehenden Teile 119a in den oberen Raum zusammen mit der Drehung des Drehteils 119 drehen, wird der Boden des Netzes nach oben gezogen. Wenn sich die vorstehenden Teile 119a in dem unteren Raum drehen, fällt der Boden des Netzes herunter. Eine Wiederholung dieses Zyklus führt dazu, daß das Netz in Schwingungen versetzt wird.
25 ist eine Vorderansicht des Schwingungsmechanismus eines Fremdkörper-Sammlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 121 eine feste Wand. Eine Zugfeder 122 ist an einem Ende an der festen Wand 121 befestigt, und am anderen Ende mit einem Ende des Fremdkörper-Sammlers 111. Ein exzentrischer Nocken 123 dreht sich um dessen Welle 123a, während er ständig in Berührung mit einem Ende des Fremdkörper-Sammlers 111 steht.
Wenn der exzentrische Nocken 123 gedreht wird, wird bei einem derartigen Aufbau der Fremdkörper-Sammler 111 in der Figur nach rechts bewegt, während er der Zugkraft der Zugfeder 122 widersteht, oder wird durch deren Zugkraft nach links bewegt.
Daher wird der Fremdkörper-Sammler 111 wiederholt nach rechts und links bewegt, wenn sich der exzentrische Nocken 123 dreht.
26 zeigt den Aufbau eines Reinigerabschnitts, der mit einem Fremdkörper-Sammler gemäß einer weiteren Ausführungsform versehen ist. 27 zeigt einen wesentlichen Abschnitt des Reinigerabschnitts, bei welchem sich der Fremdkörper-Sammler in einem angehobenen Zustand befindet. 28 zeigt den wesentlichen Abschnitt des Reinigerabschnitts, wenn sich der Fremdkörper-Sammler in einem abgesenkten Zustand befindet.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 119 Schwingungszahnräder 119, welche dazu führen, daß das Netz angehoben wird (27) bzw. abgesenkt wird (28), während einer Drehung der Schwingungszahnräder 119 im Gegenuhrzeigersinn.
29 zeigt den Aufbau eines Beispiels für eine Entwicklervorrichtung mit einem Fremdkörper-Sammler. 30 zeigt den Aufbau eines wesentlichen Abschnitts eines weiteren Beispiels für eine Entwicklervorrichtung mit einem Fremdkörper-Sammler.
Von dem Reinigerabschnitt 107 gesammelter Toner wird durch eine Transporteinheit zu einer Entwicklungseinheit 103 transportiert. Der gesammelte Toner wird durch ein Tonertransportrohr 117 zu einer Toner-Schüttvorrichtung 106 zurückgebracht. Ein Fremdkörper-Sammler 111 aus einem beutelartigen Netz ist mit dem Vorderende des Tonertransportrohres 117 verbunden. Das Netz wird durch eine Tonertransportschraube 112 nach oben und unten bewegt. Der gesammelte Toner wird zusammen mit frischem Toner in das Netz eingebracht. Infolge der Schwingung haften Fremdkörpermaterialien aneinander, und bilden Klumpen. Diese Fremdkörpermaterialklumpen werden durch das Netz abgefangen. Der Toner, der von in ihm enthaltenen Fremdkörpern befreit wurde, wird der Entwicklereinheit 103 zugeführt.
Die auf diese Weise aufgebaute Entwicklervorrichtung kann Fremdkörpermaterialien abfangen, die in dem zugeführten Toner in der Toner-Schüttvorrichtung 106 enthalten sind, ebenso wie Fremdkörper, die in dem gesammelten Toner enthalten sind.
31 zeigt eine Entwicklervorrichtung, bei welcher ein Fremdkörper-Sammler zwischen einem Reinigungsabschnitt und einer Entwicklereinheit vorgesehen ist.
Der Fremdkörpersammler 111 ist entfernbar in den unteren Abschnitt des Reinigungsabschnitts 107 eingesetzt, so daß er durch ein Schwingungszahnrad 124 in Schwingungen versetzt wird.
Der Fremdkörper-Sammler kann auf dieselbe Weise wie bei den voranstehend erwähnten Ausführungsformen in Schwingungen versetzt werden. Wenn bei dieser Ausführungsform eine Sättigungsmenge an Fremdkörpern erreicht wird, kann die Einheit, welche den Fremdkörper-Sammler enthält, durch eine neue Einheit ausgetauscht werden.
Wie voranstehend erläutert ballen sich Fremdkörper, die in dem gesammelten Toner enthalten sind, wenn sie durch den netzartigen Fremdkörper-Sammler in Schwingungen versetzt werden, zu Klumpen zusammen. Diese Fremdkörpermaterialklumpen werden abgefangen. Daher erreicht die Entwicklervorrichtung gemäß der Erfindung die Lösung derartiger Schwierigkeiten wie einer schlechten Druckqualität, die durch Fremdkörpermaterial hervorgerufen wird, welches auf dem Tonereinstellteil gefangen wird, sowie eine Verringerung der Ladungsmenge des Entwicklers innerhalb der Entwicklereinheit und eine Verringerung des Fließvermögens des Entwicklers, die sich aus der Mischung von Fremdkörpern mit dem Toner ergeben.

Claims

Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, umfassend eine Reinigungseinheit mit (a) einem an elektrischer Spannung liegenden, leitfähigen Reinigungsglied (11; 108), das an einer Oberfläche des drehbar gelagerten Ladungsbildträgers (1; 101) reibend anliegt und an dessen Oberfläche eine Reibungsfläche bildet, deren Größe in Drehrichtung des Ladungsbildträgers (1; 101) in einem Bereich von 5 bis 20 mm liegt, und (b) einer Sammelwalze (12; 109) zum Sammeln von Toner, der an dem Reinigungsglied (11; 108) haftet, wobei die Sammelwalze (12; 109) an einer höheren Spannung liegt als das Reinigungsglied (11; 108), (c) wobei der Quotient des elektrischen Widerstandes zwischen der Sammelwalze (12; 109) und dem Reinigungsglied (11; 108) und der Größe der vom Reinigungsglied (11; 108) auf der Oberfläche des Ladungsbildträgers (1; 101) gebildeten Reibungsfläche in einem Bereich von 0,003 bis 2 MΩ/cm² liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Reinigungsglied (11; 108) und die Sammelwalze (12; 109) in einem gemeinsamen Gehäuse (10; 107) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das Gehäuse (10; 107) eine Fördereinrichtung (21; 112) zum Herausführen von gesammeltem Toner aus dem Gehäuse (10; 107) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher im Gehäuse (10; 107) ein Fremdkörper-Sammler (111) vorgesehen ist zum Entfernen von Fremdkörpern, die in dem von der Sammelwalze (12; 109) gesammelten Toner enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Fremdkörper-Sammler (111) netz- oder siebartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher ein Schwingungsmechanismus vorgesehen ist, welcher den Fremdkörper-Sammler (111) in Schwingungen versetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Schwingungsmechanismus eine Tonertransportschraube (112) und ein am Fremdkörper-Sammler (111) angeordnetes Schwingungsteil (113) aufweist, das bei Berührung mit der Tonertransportschraube (112) in Schwingungen versetzt wird.
Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, umfassend eine in Umlaufrichtung des drehbar gelagerten Ladungsbildträgers (1; 101) vor einer Reinigungseinheit (11; 108) angeordnete Ladeeinrichtung (8) zum Aufbringen elektrischer Ladung auf den Ladungsbildträger (1; 101), wobei eine Gleichspannungskomponente des Ladungsstromes im Bereich von 0,01 bis 0,2 μC/cm² liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Ladeeinrichtung (8) Ladungen gleicher Polarität wie der des bei der Entwicklung des Ladungsbildes verwendeten Toners auf den Ladungsbildträger (1; 101) aufbringt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher der Ladeeinrichtung (8) eine Lichtlöscheinrichtung (9) zugeordnet ist, welche Löschlicht auf die Oberfläche der Lichtempfangseinrichtung (1; 101) projiziert unter Ausschluß solcher Bereiche, die Ladungen von der Ladeeinrichtung (8) erhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Ladeeinrichtung (8) und die Lichtlöscheinrichtung (9) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, umfassend (a) eine Ladeeinrichtung (8) zum Aufbringen elektrischer Ladung auf den drehbar gelagerten Ladungsbildträger (1; 101), wobei eine Gleichspannungskomponente des Ladungsstromes im Bereich von 0,01 bis 0,2 μC/cm² liegt, (b) ein in Umlaufrichtung des Ladungsbildträgers (1; 101) nach der Ladeeinrichtung (8) angeordnetes, an elektrischer Spannung liegendes, leitfähiges Reinigungsglied (11; 108), das am Ladungsbildträger (1; 101) reibend anliegt und mit ihm eine Reibungsfläche bildet, die in Drehrichtung des Ladungsbildträgers (1; 101) in einem Bereich von 5 bis 20 mm liegt, und (c) eine Sammelwalze (12; 109) zum Sammeln von Toner, der an dem Reinigungsglied (11; 108) haftet, wobei die Sammelwalze (12; 109) an einer höheren Spannung liegt als das Reinigungsglied (11; 108), (d) wobei der Quotient des elektrischen Widerstandes zwischen der Sammelwalze (12; 109) und dem Reinigungsglied (11; 108) und der Größe der Reibungsfläche zwischen dem Ladungsbildträger (1; 101) rund dem Reinigungsglied (11; 108) in einem Bereich von 0,003 bis 2 MΩ/cm² liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Ladeeinrichtung (8), das Reinigungsglied (11; 108) und die Sammelwalze (12; 109) in einem gemeinsamen Gehäuse (10; 107) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welchem das Gehäuse (10; 107) eine Lichtlöscheinrichtung (9) aufweist, die in Umlaufrichtung des Ladungsbildträgers (1; 101) zwischen der Ladeeinrichtung (8) und dem Reinigungsglied (11; 108) angeordnet ist.
Elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung, umfassend a) einen drehbar gelagerten Ladungsbildträger (1; 101), (b) eine Entwicklungseinrichtung (4; 103) zur Entwicklung eines auf dem Ladungsbildträger (1; 101) gebildeten Ladungsbildes durch Bildung eines Tonerbildes auf einer Oberfläche des Ladungsbildträgers (1; 101), (c) eine Übertragungseinrichtung (5; 114) zur Übertragung des auf dem Ladungsbildträger (1; 101) jeweils gebildeten Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial und (d) eine Vorrichtung zur Beseitigung von Resttoner von einem Ladungsbildträger einer elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung nach Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche.