DE69017954T2

DE69017954T2 - Elektrostatisches Bilderzeugungsgerät.

Info

Publication number: DE69017954T2
Application number: DE69017954T
Authority: DE
Inventors: Nero R Lindblad; Robert J Meyer
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2010-06-20
Also published as: EP0404491B1; DE69017954D1; EP0404491A2; EP0404491A3; JP2651265B2; JPH0331885A; US5030999A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf elektrostatische Abbildungsvorrichtungen und insbesondere auf eine Anordnung für eine verstärkte Reinigung der Abbildungsoberflächen durch Beaufschlagung von Hochfrequenzschall- oder Schwingungsenergie auf restlichen Toner und Restteilchen.
In elektrophotographischen Anwendungen, wie beispielsweise der Xerographie, wird eine eine Ladung haltende Oberfläche elektrostatlsch aufgeladen und mit einem Lichtmuster einer Originalabbildung belichtet, um wiedergegeben zu werden, um die Oberfläche selektiv entsprechend dem Lichtmuster zu entladen. Das sich ergebende Huster der aufgeladenen und entladenen Flächenbereiche auf der Oberfläche bildet ein elektrostatlsches Ladungsmuster (eine elektrostatische, latente Abbildung), die mit der Originalabbildung übereinstimmt. Die latente Abbildung wird durch in Berührungbringen von dieser mit einem fein zerteilten, elektrostatisch anziebaren Pulver, das als "Toner" bezeichnet wird, entwickelt. Toner wird auf den Abbildungsoberflächen durch die elektrostatische Aufladung auf der Oberfläche gehalten. Demzufolge wird eine Tonerabbildung in Übereinstimmung mit einer Lichtabbildung des Originals, das reproduziert werden soll, gebildet. Die Tonerabbildung kann dann auf ein Substrat (z. B. Papier) übertragen werden und die Abbildung wird daran fixiert, um eine permanente Aufzeichnung der Abbildung, die reproduziert werden soll, zu bilden. Auf die Entwicklung folgend wird überflüssiger Toner, der auf der die Ladung haltenden Oberfläche zurückbleibt, von der Oberfläche gereinigt. Das Verfahren ist ausreichend bekannt und für eine Lichtobjektivkopierung von einem Original und Druckanwendungen von elektronisch erzeugten oder gespeicherten Originalen anwendbar, wo eine aufgeladene Oberfläche abbildungsweise in einer Vielfalt von Arten entladen werden kann. Ionenprojektionsvorrichtungen, wo eine Ladung abbildungsweise auf einem eine Ladung haltenden Substrat aufgebracht wird, arbeiten ähnlich.
Obwohl ein überwiegender Teil des Toners, der die Abbildung bildet, auf das Papier während des Übertragungsverfahrensschritts übertragen wird, verbleibt etwas Toner unveränderlich auf der die Ladung haltenden Oberfläche, er wird daran durch relativ hohe elektrostatische und/oder Van-der-Waal-Kräfte gehalten. Zusätzlich besitzen Papierfasern, Kaolin und andere Restteilchen die Tendenz, daß sie auf die die Ladung haltende Oberfläche angezogen werden. Es ist für einen optimalen Betrieb wesentlich, daß der Toner und die Restteilchen, nachfolgend gemeinsam als "Toner" bezeichnet, die auf der Oberfläche verbleiben, gründlich davon gereinigt werden.
Verschiedene Reinigungsverfahren sind vorgeschlagen worden, um eine effektive Tonerentfernung von der Abbildungsoberfläche durchzuführen, einschließlich Messer, die in abstreifender oder abwischender Weise getragen werden, drehender oder überstreichender, neutraler oder elektrisch vorgespannter Faserbürsten, magnetischer Bürsten, Vakuumsysteme und verschiedener Kombinationen davon. Allerdings sind Tonerkomponenten und Restteilchen fest an der Oberfläche durch elektrostatische und mechanische Kräfte angeklebt und tendieren dazu, sich einer Freigabe zu widersetzen. Demgemäß erzielen, insbesondere dann, wenn die Form eines Teilchens nicht optimal ist, z. B. ein flaches Tonerteuchen, bekannte Reinigungsverfahren keine optimale Reinigung. Zusätzlich ist festgestellt worden, daß gerade im Fall einer Vorreinigungsaufladung die Ladung an dem Toner und der Photorezeptoroberflächen-Zwischenfläche nicht in dem Maß neutralisiert wird, das für die nachfolgende Tonerfreigabe erforderlich ist. Es wird davon ausgegangen, daß dieses Problem aufgrund des Fehlschlagens einer Neutralisierung von Ionen durch die Vorreinigungsaufladungsvorrichtung entsteht, um sämtliche aufgeladenen Flächenbereiche auf dem Toner und dem Photorezeptor zu erreichen. Gerade wenn eine Vorreinigungsbeleuchtung vorgesehen wird, um die Ladung auf der Oberfläche wegzunehmen und zwar durch Abdeckung der Rückseite eines transluzenten Photorezeptors, verbleibt eine fest angebundene Ladung an dem Teilchen/der Abbildungsoberflächen-Zwischenfläche.
Die US-A-4,111,546 schlägt eine Verstärkung einer Reinigung durch Beaufschlagung einer hochfrequenten Schwingungsenergie auf eine Abbildungsoberfläche mit einem Schwingungsteil vor, das mit einer Abbildungsoberfläche an der Reinigungsstation verbunden ist, um eine Tonerfreigabe zu erzielen. Das Schwingungsteil, das beschrieben ist, ist eine Hornanordnung, die durch einen piezoelektrischen Wandler (PZT-Element) mit einer Frequenz von ungefähr 20 Kilohertz erregt wird. Allerdings ist eine solche Anordnung ziemlich laut und erfordert eine relativ hohe Energiezuführung, um eine optimale Schwingung zu erhalten. Die US-A-4,684,242 beschreibt ein Reinigungsgerät, das ein magnetisch permeables Reinigungsfluid liefert, das innerhalb einer Reinigungskammer gehalten wird, worin ein Ultraschallhorn, das durch ein piezoelektrisches Element betrieben wird, das mit der Rückseite der Abbildungsoberfläche verbunden ist, so verbunden ist, um das Fluid innerhalb der Kammer für eine verstärkte Reinigung in Schwingung zu versetzen. Die US-A-4,007,982 liefert ein Reinigungsmesser mit einer Kante, die unter einer Frequenz vibriert wird, um im wesentlichen den Reibungswiderstand zwischen der Messerkante und der Abbildungsoberfläche zu verringern, vorzugsweise unter Ultraschallfrequenzen. Die US-A-4,121,947 schafft eine Anordnung, die einen Photorezeptor schwing bzw. vibriert, um Tonerpartikel durch Herumführen des Photorezeptors um eine Walze zu verschieben, während sich die Walze um eine exzentrische Achse dreht. Das Xerox Disclosure Journal "Floating Diaphragm Vacuum Shoe" von Hull et. al., Vol. 2, No. 6, November/Dezember 1977, stellt einen Vakuumreinigungsschuh dar, bei dem ein Diaphragma unter einer Frequenz in dem Ultraschallbereich oszilliert wird. Die US-A-3,653,758 et. al. schlägt vor, daß eine Übertragung von Toner von einer Abbildungsoberfläche auf ein Substrat durch Beaufschlagung einer Schwingungsenergie auf die Rückseite einer Abbildungsfläche an der Übertragungsstation verstärkt werden kann. Die US-A-4,833,553 offenbart die Verwendung einer PZT-Vorrichtung zur Verstärkung der Entwicklung eines Farbdrucksystems. Andere Reinigungsgeräte sind aus der US-A-4,804,999 und der JP-A-60 176 078 bekannt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstärken einer Vorreinigungsentladefunktion in Verbindung mit einer elektrostatischen Abbildungsvorrichtung für eine verstärkte Reinigung einer Abbildungsoberfläche geschaffen.
Gemäß einem Gedanken der Erfindung wird eine piezoelektrische Wandler-(PZT)-Vorrichtung, die unter einer relativ hohen Frequenz arbeitet, mit einer Abbildungsoberfläche gekoppelt, um eine lokalisierte Schwingung unter einer vorgegebenen Amplitute zu bewirken und ist in Verbindung mit einer vorreinigenden, elektrostatischen Entladungs- oder Aufladungsvorrichtung positioniert, die einer Abbildungsoberflächen-Reini gungsfunktion zugeordnet ist, wobei restlicher Toner an der Entladungs station für eine verstärkte elektrostatische Entladung des Toners und der Abbildungsoberfläche fluidislert und gegen die elektrischen und mechanischen Kräfte, die den Toner an der Abbildungsoberfläche anhaften lassen, freigegeben wird.
Gemäß einem anderen Gedanken der Erfindung wird eine PZT-Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist, in enger Zuordnung zu einer Entladungslampe positioniert, die eine photoleitende Abbildungsoberfläche mit Licht flutet, um die Abbildungsoberfläche vor einer Reinigung zu entladen. In herkömmlicher Praxis wird die Entladungslampe an der gegenüberliegenden Seite einer transluzenten Abbildungsoberfläche hinsichtlich einer Tonerreinigungsanordnung positioniert. Allerdings ist festgestellt worden, daß während der Beleuchtungsentladungen eines wesentlichen Bereichs der Ladung auf der Oberfläche eine gewisse Ladung auf der Abbildungsoberfläche aufgrund der Anziehung der festgesetzten Ladung auf dem Toner verbleibt. Als Ergebnis hält eine elektrostatische und mechanische Anziehung Toner festhaftend an der Oberfläche. Die PZT-Vorrichtung, die in enger Zuordnung zu der Entladungslampe angeordnet ist, wirkt unterstützend bei der Freigabe des Toners gegen diese Anziehung für eine Verstärkung der Abbildungsoberflächen-Ladungsneutralisation, was zu einer besseren Reinigung führt.
Gemäß einem noch anderen Gedanken der Erfindung wird eine PZT-Vorrichtung, wie sie beschrieben ist, an der gegenüberliegenden Seite der Abbildungsoberfläche hinsichtlich einer eine Vorreinigung erzeugenden Corona-Entladungsvorrichtung positioniert. Hierbei ist die Funktion der Vorreinigungs-Corona-Erzeugungsvorrichtung diejenige, eine Ladung auf die Toner- und/oder Abbildungsoberfläche aufzubringen, um den Reinigungsvorgang zu verstärken, wobei die PZT-Vorrichtung, die die Freigabe des Toners von der Abbildungsoberfläche bewirkt, die Aussetzung der Oberflächen der Tonerteuchen und der Abbildungsoberfläche zu der neutralisierenden Ladung hin verstärkt, um die Ladung darauf vollständiger zu neutralisieren.
Diese und andere Gedanken der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die dazu verwendet wird, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darzustellen, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
Figur 1 eine schematische Aufrißansicht zeigt, die eine elektrostatische Abbildungsvorrichtung darstellt, die die vorliegende Erfindung einsetzt;
Figur 2 eine schematische Aufrißansicht zeigt, die eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der Relnigungseinrichtung einer elektrostatischen Abbildungsvorrichtung darstellt;
Figuren 3A-3C die oszillierende Wirkung der PZT-Vorrichtung mit dem angelegten Strom demonstrieren;
Figur 4 eine schematische Aufrißansicht zeigt, die eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer AC-Corotron-Vorreinigungsfunktlon einer elektrostatischen Abbildungsvorrichtung darstellt;
Figur 5 eine schematische Aufrißansicht zeigt, die eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Dicorotron-Vorreinigungsfunktion einer elektrostatischen Abbildungsvorrichtung darstellt; und
Figur 6 eine andere schematische Aufrißansicht zeigt, die die Erfindung in einer Ausführungsform der Zuordnung mit der Vorreinigungsfunktion einer elektrostatischen Abbildungsvorrichtung darstellt.
Unter Bezug auf die Zeichnungen werden die verschiedenen Bearbeitungsstationen, die in der Reproduktionsmaschine eingesetzt werden, die in Figur 1 dargestellt ist, nur kurz beschrieben. Die verschiedenen Bearbeitungselemente finden auch eine vorteilhafte Verwendung in elektrophotographischen Druckanwendungen von einem elektrostatisch gespeicherten Original und mit geeigneten Modifikationen bei einer ionenprojizierenden Vorrichtung, die Ionen auf eine Abbildungskonfiguration auf einer eine Ladung haltenden Oberfläche niederschlägt.
Ein Reproduktionsgerät, bei dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft Verwendung findet, verwendet ein Photorezeptorband 10, das eine photoleitende Oberfläche 11 besitzt. Typischerweise, allerdings nicht notwendigerweise, ist das Band transluzent. Das Band 10 bewegt sich in der Richtung des Pfeils 12, um aufeinanderfolgende Bereiche des Bands sequenziell durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen zu führen, die um der Bewegungsdurchgangsweg davon herum angeordnet sind. In der Verwendung hier bezieht sich auslaufseitig auf eine Stelle entlang des Bands 10 in der Verfahrensrichtung, während sich einlaufseitig auf eine Stelle entlang des Bands in einer Richtung entgegen der Verfahrensrichtung bezieht.
Das Band 10 wird um eine Reinigungswalze 14, eine Spannwalze 16 und eine Antriebswalze 20 herumgeführt. Die Antriebswalze 20 ist mit einem Motor 21 mittels einer geeigneten Einrichtung, wie beispielsweise ein Antriebsriemen, verbunden.
Das Band 10 wird durch ein Paar (nicht dargestellter) Federn auf Spannung gehalten, das elastisch die Spannwalze 16 gegen das Band 10 mit der erwünschten Federkraft drückt. Sowohl die Reinigungswalze 10 als auch die Spannwalze 16 sind drehbar befestigt. Diese Walzen sind Führungen, die sich frei drehen, wenn sich das Band 10 in der Richtung des Pfeils 12 bewegt. Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 1 führt anfänglich ein Bereich des Bands 10 durch eine Aufladungsstation A. An der Aufladungsstation A lädt eine Corona-Vorrichtung 22 das Photorezeptorband 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichförmiges Potential entweder positiv oder negativ auf.
An einer Belichtungsstation B wird ein Originaldokument mit der Sichtfläche nach unten auf eine transparente Auflageplatte 30 zur Beleuchtung mit Blitzlampen 32 positioniert. Lichtstrahlen, die von dem Originaldokument reflektiert werden, werden durch eine Linse 33 reflektiert und auf einen Ladungsbereich eines Photorezeptorbands 10 projiziert, um die Ladung davon selektiv wegzunehmen. Dies zeichnet eine elektrostatische, latente Abbildung auf dem Band auf, die dem informativen Flächenbereich entspricht, der innerhalb des Originaldokuments enthalten ist. Alternativ kann ein Laser vorgesehen werden, um den Photorezeptor entsprechend der gespeicherten, elektrostatischen Information zu entladen.
Danach schiebt das Band 10 die elektrostatische, latente Abbildung zu einer Entwicklungsstation C vor. An der Entwicklungsstation C wird eines von mindestens zwei Entwicklergehäusen 34 und 36 in Berührung mit dem Band 10 zum Zweck der Entwicklung der elektrostatischen, latenten Abbildung gebracht. Die Gehäuse 34 und 36 können in und aus der Entwicklungs position mit entsprechenden Nocken 38 und 40 bewegt werden, die selektiv durch einen Motor 21 angetrieben werden. Jedes Entwicklergehäuse 34 und 36 trägt ein Entwicklungssystem, wie magnetische Bürstenwalzen 42 und 44, die ein sich drehendes, magnetisches Teil bilden, um Entwicklergemisch (d.h. Trägerteilchen und Toner) in Berührung mit der elektrostatischen, latenten Abbildung vorzuschieben. Die elektrostatische, latente Abbildung zieht Tonerteilchen von den Trägerteilchen an, wodurch Tonerpulverabbildungen auf dem Photorezeptorband 10 gebildet werden. Falls zwei Farben eines Entwicklermaterials nicht erforderlich sind, kann das zweite Entwicklergehäuse weggelassen werden.
Das Band 10 schiebt dann die entwickelte, latente Abbildung zu einer Übertragungsstation D vor. An der Übertragungsstation D wird ein Blatt eines Trägermaterials, wie beispielsweise Papier, in Berührung mit den entwickelten, latenten Abbildungen auf dem Band 10 vorgeschoben. Eine eine Corona erzeugende Vorrichtung 46 lädt das Kopierblatt auf ein geeignetes Potential so auf, daß es zu dem Photorezeptorband 10 hin angezogen wird, und die Tonerpulverabbildung wird von dem Photorezeptorband 10 auf das Blatt angezogen. Nach der Übertragung lädt ein Corona-Generator 48 das Kopierblatt auf eine entgegengesetzte Polarität auf, um das Kopierblatt von dem Band 10 abzuziehen, worauf das Blatt von dem Band 10 an eine Reinigungswalze 14 abgezogen wird. Substratblätter oder Trägermaterial 49 wird zu der Übertragungsstation D von einem Zuführschacht 50 vorgeschoben. Blätter werden von dem Schacht 50 mit der Blattzuführeinrichtung 52 zugeführt und zu der Übertragungsstation 0 entlang einer Fördereinrichtung 46 vorgeschoben. Nach der Übertragung fährt das Blatt fort, sich in der Richtung des Pfeiis 60 zu einer Schmelzstation E zu bewegen.
Die Schmelzstation E umfaßt eine Schmelzanordnung 70, die permanent die übertragenen Tonerpulverabbildungen an den Blättern fixiert. Vorzugsweise umfaßt die Schmelzanordnung 70 eine beheizte Schmeizwalze 72, die dazu geeignet ist, unter Druck mit einer Gegenwalze 74 mit der die Tonerpulverabbildungen berührenden Schmelzwalze 72 gebracht zu werden. Auf diese Art und Weise wird die Tonerpulverabbildung permanent an dem Blatt fixiert.
Nach dem Aufschmelzen werden die Kopierblätter zu einem Auffangschacht 80 oder einer Endbearbeitungsstation zum Binden, Heften, Zusammenstellen usw. gerichtet und aus dem Gerät durch den Benutzer entfernt. Alternativ kann das Blatt zu einem (nicht dargestellten) Duplexschacht vorgeschoben werden, von dem es zu dem Prozessor und der Fördereinrichtung 56 zur Aufnahme einer Kopie auf der zweiten Seite zurückgeführt wird. Eine Umkehrung von der Führungskante zu der Schleppkante und eine ungerade Anzahl von Blattumkehrungen sind allgemein für die Präsentation der zweiten Seite zum Kopieren erforderlich. Allerdings ist, wenn eine überlagerte Information in Form einer zusätzlichen oder einer zweiten Farbinformation auf der ersten Seite des Blatts erwünscht ist, keine Umkehrung von der Führungskante zu der Schleppkante erforderlich. Natürlich kann die Umkehrung der Blätter zur Duplex- oder Überlagerungskopierung auch manuell durchgeführt werden.
Verbleibender Toner und Restteilchen, die auf dem Photorezeptorband 10, nachdem jedes Kopieren durchgeführt ist, verbleiben, können an einer Reinigungsstation F entfernt werden, bei der es sich um irgendeine der verschiedenen bekannten Reinigungseinrichtungen 90 handeln kann, wie beispielsweise Messer, die in dichtendem Kontakt mit der Abbildungsober fläche in abstreifenden oder abwichenden Arten getragen werden, sich drehende oder abwichende Faserbürsten, magnetische Bürsten, Schaumrollen, Vakuumsysteme und verschiedene Kombinationen davon. Wenn Toner von der Oberfläche des Bands 10 freigesetzt wird, muß er von der Bandoberfläche mit irgendeiner verschiedener Entfernungsanordnungen abtransportiert werden. Falls sich, wie nachfolgend beschrieben werden wird, Toner in einem fluidisierten oder wolkenartigen Zustand, wo er schon im wesentlichen von der Abbildungsoberfläche an der Reinigungsstation freigegeben ist, befindet, sammelt eine vorgespannte Walze Toner auf einer Walzenoberfläche und entfernt den Toner zu einer andere Stelle hin, oder eine laufende Wellenanordnung kann für die Entfernung des Toner von der Abbildungsoberfläche weg verwendet werden. Entfernter, restlicher Toner kann zu einem Sumpf zur Entsorgung oder zur Zurückführung zu dem Entwickler zur Wiederverwendung transportiert werden. Eine Vorreinigungs-Coronavorrichtung 94, wie beispielsweise ein Corotron oder ein Dicorotron, die einlaufseitig der Reinigungseinrichtung 90 angeordnet ist, kann auch dazu verwendet werden, die Ladung von restlichem Toner und von dem Transportband 10 zu korrigieren, um die Betriebsweise der verschiedenen Reinigungsvorrichtungen zu verstärken.
Eine Gerätesteuereinrichtung 96 ist vorzugsweise eine bekannte, programmierbare Steuereinrichtung oder eine Kombination von Steuereinrichtungen, die in herkömmlicher Weise alle Geräte, Verfahrensschritte und Funktionen, die beschrieben sind, steuern. Die Steuereinrichtung 96 spricht auf eine Vielfalt von Sensoreinrichtungen an, um die Steuerung des Geräts zu verstärken, und liefert auch eine Verbindung von diagnostischen Betriebsweisen zu einer Benutzerschnittstelle (nicht dargestellt) hin, wo dies erforderlich ist. Gemäß der Erfindung und wie dies beschrieben ist, kann die Reinigungsein richtung 90, die in Figur 2 dargestellt ist, irgendeines Typs sein Gemäß der Erfindung wird an einer Position entlang des Bands 10 an der gegenüberliegenden Seite des transluzenten Bands 10 zu der Reinigungsanordnung 90 eine Entladungslichtquelle 100 zur Beleuchtung der Rückseite der transluzenten, photoleitenden Oberfläche des Bands 10 vorgesehen. Eine Beleuchtung auf diese Art und Weise bewirkt eine Entladung der verbleibenden Ladung auf dem Photorezeptor nach der Abbildung. In der beschriebenen Ausführungsform ist eine Entladungslichtquelle 100 ein Lichtleiter, der Licht von einer Lichtquelle 102 ausrichtet. Allerdings ist der Fehler einer solchen Beleuchtung, um eine Freigabe bestimmter, fest angebundener Ladungen zwischen den Tonerteilchen und der Bandoberfläche zu ermöglichen, noch bemerkbar. Demgemäß wird in dichter Zuordnung zu der Entladungslichtquelle 100 eine piezoelektrische Wandler-(PZT)-Vorrichtung 104 vorgesehen, und zwar in engem Kontakt mit der Rückseite des Bands 10, so daß eine Beleuchtung und Hochfrequenzoszillation der Bandoberfläche mehr oder weniger gleichzeitig auftritt. Vorteilhafterweise kann mit der Verwendung eines Lichtleiters oder ähnlich stark gerichteten Lichtquellen die PZT-Vorrichtung 104 in dichter Zuordnung zu der Entladungslichtquelle 100 plaziert werden und in Figur 2 ist sie innerhalb des Flächenbereichs der Beleuchtung dargestellt.
Die PZT-Vorrichtungen, die durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen werden, besitzen vortelhafterweise, allerdings nicht notwendigerweise, einen rechteckigen Querschnitt und sind quer zu der Richtung der Bandbewegung zu 12 angeordnet in innigem Kontakt mit dem Band über dessen Breite. Die Pol-Achse Y der PZT-Vorrichtungen verläuft in erwünschter Weise senkrecht zu der Ebene des Bands, wenn es durch die Reinigungsstation hindurchführt, obwohl Variationen zu der senkrechten Ausrichtung möglich sind. Die Vorrichtung ist so ausgewählt, um eine Oszillationsamplitude von ungefähr 1-10 µm unter Oszillationsfrequenzen zwischen 50-200 Kiloherz zu schaffen. Die Trägheitskraft Fvib, die zur Verfügung steht, um die Tonerteuchen von der Bandoberfläche zu lösen, ist gegeben durch:
Fvib = m4..²f²A
wobei A die Amplitude der Schwingung der Abbildungsoberfläche ist; f die Frequenz der Schwingung ist, und m die Masse der Tonerteilchen, die entfernt sind, ist. Die Adhäsionskraft Fa von Toner an der Abbildungsoberfläche ist empirisch in dem Bereich von 5 bis 500 mDynes bestimmt worden. Für ein Anhaften ist es notwendig, daß Fvib größer als Fa ist. Um die Oszillationswirkung der PZT-Vorrichtung zu bewirken, ist die Vorrichtung mit einer AC-Spannungsquelle 106 verbunden, die eine Frequenz f besitzt. Wie in den Figuren 3A-3C dargestellt ist, verformt sich mit der Beaufschlagung eines AC-Spannungssignals auf die PZT-Vorrichtung diese entsprechend der Polarität des Spannungssignals das beaufschlagt wird, wobei die Figuren 3A und 3C Spannungen von entgegengesetzter und gleicher Polarität darstellen, während Figur 38 die Beaufschlagung kleinerer Spannungen darstellt.
Während verschiedene PZT-Vorrichtungen zur Verfügung stehen und in den vorliegenden Anwendungen brauchbar sein können, wird davon ausgegangen, daß feste Keramikvorrichtungen, wie diejenigen, die durch die Vernitron Piezoelectric Division, Bedford, Ohia, hergestellt werden, wie diese in der Broschüre "Modern Piezoelectric Ceramics" (Datum unbekannt), Vernitron Piezoelectric Division, Bedford, Ohio, beschrieben sind, besonders brauchbar sind, teilweise aufgrund der Festigkeit eines solchen Materials beim Betrieb in rauher Umgebung.
Gemäß einem anderen Gedanken der Erfindung und unter Bezugnahme auf die Figur 4 kann eine PZT-Vorrichtung auch vorteilhafterweise in Verbindung mit einer Vorreinigungs-Korona-Aufladungs-Vorrichtung eingesetzt werden, die die Ladung an dem Toner und dem Transportband in Vorbereitung nicht-elektrostatischer Reinigungsverfahren (z.B. eine Messer- bzw. Vakuum-Reinigungseinrichtung) gemäß Figur 4 in enger Zuordnung zu einem Vorreinigungs-AC-Korotron 200, das einlaufseitig der Reinigungseinrichtung 90 vorgesehen ist, neutrailisiert, wobei eine piezoelektrische Wandler-(PZT)-Vorrichtung 202 in innigem Kontakt mit der Rückseite des Bands 10 vorgesehen ist, das mit einer AC-Spannungsquelle 206 einer Frequenz f verbunden ist, so daß die Aufladung und die Hochfrequenz-Oszillation der Bandoberfläche mehr oder weniger gleichzeitig auftritt. Es ist die Theorie, daß eine gleichförmige und vollständige Neutralisation von Tonerteilchen mindestens teilweise von der Oberflächenbereichsaussetzung der Tonerteilchen gegenüber Ionen abhängig ist. Demzufolge ist, je größer die Aussetzung der Oberfläche des Tonerteilchens gegenüber neutralisierenden Ionen ist, desto vollständiger die Entladung des Tonerteilchens. Falls der Toner von dem Kontakt mit der Oberfläche des Bands 10 freigegeben werden kann und in erwünschter Weise einer Taumelbewegung unterworfen wird, tritt eine vollständigere Ladungsneutralisation an dem Tonerteuchen auf. Aufgrund der hochfrequenten Vibrationsenergie der piezoelektrischen Vorrichtung, die so betrieben wird, wie dies zuvor beschrieben ist, tendiert diese dazu, Toner auf der Bandoberfläche zu lösen und zu fluidisieren, wobei die Taumelwirkung auftritt, was eine bessere Ladungsneutralisation ermöglicht. Zusätzlich ist die fluidisierte Tonermasse hoch porös, wenn sie mit einer kompakten bzw. verdichteten, stationären Masse verglichen wird. Demgemäß ist die Photorezeptorbandoberfläche vollständiger den neutralisierenden Ionen ausgesetzt, was eine vollständigere Neutralisation der Ladung auf dieser Oberfläche ebenso ermöglicht.
Entsprechend der Figur 5 kann eine PZT-Vorrichtung auch vorteilhafterweise in Verbindung mit einer Vorreinigungs-Corona-Aufladungsvorrichtung verwendet werden, die Toner auf eine gleichförmige Polarität zur Entfernung durch ein elektrostatisches Reinigungsverfahren (z.B. eine elektrostatische Bürstenreinigungseinrichtung) auflädt. Entsprechend Figur 5 ist in enger Zuordnung zu einen Dicorotron 94 (eine Coronavorrichtung mit einer dielektrisch beschichteten Coronode) eine piezoelektrische Wandler-(PZT)-Vorrichtung 302 vorgesehen, und zwar in innigem Kontakt mit der Rückseite des Bands 10, das mit einer AC-Spannungsquelle 306 verbunden ist, die eine Frequenz f besitzt, derart, daß eine Aufladung und Hochfrequenz-Oszillation der Bandoberfläche mehr oder weniger gleichzeitig auftritt. Es ist die Theorie, ähnlich des AC-Corotrons, das vorstehend beschrieben ist, daß eine gleichförmige Aufladung von Tonerteilchen mindestens teilweise von einer vollständigen Oberflächenaussetzung der Tonerteuchen gegenüber Ionen abhängig ist. Demzufolge ist, je vollständiger die Aussetzung der Oberfläche des Tonerteilchens gegenüber Ionen ist, desto gleichförmiger die Aufladung der Tonerteilchen.
Anhand der Figur 6 wird ersichtlich werden, daß sich Kombinationen der vorstehend beschriebenen Elemente vorteilhaft erweisen können. Demzufolge kann, wie in Figur 6 dargestellt ist, ein Vorreinigungs-AC-Corotron 402 gegenüberliegend zu einer PZT-Vorrichtung 202 in innigem Kontakt mit der Rückseite des Bands 10 angeordnet werden, das mit einer AC-Spannungsquelle 406 verbunden ist, das eine Frequenz f besitzt, wobei die Vorrichtung 100 in enger Zuordnung zu der Aufladungsbeleuchtungsquelle 404 positioniert ist, die Licht von einer Lichtquelle 102 zu der Rückseite eines transluzenten Bands 10 richtet. Die Aufladungsvorrichtungen und die eine hochfrequenz-energiebeaufschlagende PZT-Vorrichtung können alle gleichzeitig zur Verstärkung der Lösbarkeit des Toners vorgesehen werden.

Claims

1. Elektrostatsiche Abbildungsvorrichtung, in der eine elektrostatische, latente Abbildung auf einer ersten Oberfläche (11) eines Abbildungsteils (10) gebildet wird, das sich entlang eines endlosen Durchgangswegs in einer Verarbeitungsrichtung (12) bewegt, wobei die latente Abbildung mit Toner entwickelt wird und die Tonerabbildung demzufolge gebildet wird, die auf eine andere Oberfläche übertragen wird, die Einrichtungen zur Reinigung restlichen Toners von der Abbildungsoberfläche umfaßt, die aufweist:

eine Reinigungseinrichtung (90) zum Ablösen verbleibenden Toners von der ersten Oberfläche und zum Entfernen von diesem davon und eine Reinigungsverstärkungseinrichtung, die eine Vorrichtung (100) zum Entladen statischer Elektrizität von der ersten Oberfläche, in enger Zuordnung mit einem Hochfrequenzschwinger (104), umfaßt, wobei die Entladungsvorrichtung dazu geeignet ist, Ionen oder Photonen auf irgendwelchem verbleibendem Toner und der ersten Oberfläche niederzuschlagen, um die Ladung davon wegzunehmen, und wobei der Hochfrequenzschwinger mit einer zweiten Oberfläche des Abbildungsteus gekoppelt ist, wobei die Endladungsvorrichtung und der Schwinger gleichzeitig das Abbildungsteil entladen und mechanisch Toner, der daran anhaftet, wegnehmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrostatische Entladungsvorrichtung ein AC-Corotron ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hochfrequenzschwinger ein piezoelektrischer Wandler in Kontakt mit dem Abbildungsteil ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der piezoelektrische Wandler so betreibbar ist, um das Abbildungsteil unter einer Frequenz von 50 bis 200 kHz in Schwingung zu versetzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der piezoelektrische Wandler so betreibbar ist, um das Abbildungsteil mit einer Amplitude von 1 bis 10 µm in Schwingung zu versetzen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reinigungsverstärkungseinrichtung einlaufseitig der Reinigungseinrichtung hinsichtlich der Verfahrensrichtung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Abbildungsteil aus transluzentem Material gebildet ist und in der eine Lichtquelle dazu verwendet wird, das Abbildungsteil während der Reinigung zu entladen, wobei die Lichtquelle so angeordnet ist, um Licht auf die zweite Oberfläche des Abbildungsteils zu richten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Lichtquelle so angeordnet ist, um die zweite Seite des transluzenten Abbildungsteils in dem Flächenbereich angrenzend zu demjenigen zu beleuchten, auf den der Schwinger einwirkt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Corona-Aufladungsvorrichtung umfaßt, die zur Aufladung des Toners und der ersten Oberfläche des Abbildungsteils auf ein gleichförmiges Niveau angeordnet ist, wobei die Lichtquelle und der Schwinger in enger Beziehung zueinander angeordnet und an einer Position entlang des Abbudungsteus unmittelbar gegenüberliegend zu der Position der Corona-Entladungsvorrichtung angeordnet sind.