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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen elektrostatographischen Drucker oder Kopierer und insbesondere
eine Reinigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von triboelektrisch-negativem Toner
ohne Verwendung einer Vorreinigungskorotroneinheit.
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Wegen des Verfahrens DAD (Discharge Area
Development) und der Bildqualität
werden troboelektrisch-negative Toner häufiger in elektrostatographischen
Druckern und Kopierern verwendet. Diese Toner sind inhärent triboelektrisch-negativ
und laden sich mit einem positiven Entwicklerträger negativ auf. Diese triboelektrisch-negative
Ladung der Tonerpartikel beeinträchtigt
die wirksame Reinigung dieser Partikel von der Bebilderungsfläche.
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US-A-5 257 079 stellt eine mit Wechselstrom elektrisch
vorgespannte Reinigungsbürste
zum Entfernen von aufgeladenen Partikeln von einer Bebilderungsfläche vor.
Die Partikel auf der Bebilderungsfläche werden durch eine koronaerzeugende
Vorrichtung entladen. Eine zweite Reinigungsvorrichtung mit einer
nichtleitenden Bürste,
einer leitenden Bürste oder
einer leitenden Klinge, die in der Bewegungsrichtung der Bebilderungsfläche vor
der erstgenannten Bürste
angeordnet ist, entfernt auf der Bebilderungsfläche erneut abgelagerte Partikel.
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US-A-4 545 669 stellt eine Vorrichtung
für das
gleichzeitige Aufladen, Belichten und Entwickeln von Bebilderungsteilen
bei niedrigen Spannungen vor, bestehend aus einem halbtransparenten
elastischen Bebilderungsteil, einer elektronischen Bebilderungsquellenvorrichtung,
einem Lichtstrahlendeflektorteil, einer Magnete enthaltenden Vorrichtung,
einer Magnete enthaltenden Entwicklungsrollenvorrichtung, einer
Spannungsquellenvorrichtung für
die Sensibilisierungsrollenvorrichtung, einer Spannungsquelle für die Entwicklungsrollenvorrichtung,
einem Entwicklerzulaufbehälter
mit darin enthaltenen leitenden Entwicklerpartikeln, bestehend aus
isolierenden Tonerharzpartikeln und leitenden Trägerpartikeln, einem Sensibilisierungsspalt
zwischen dem elastischen Bebilderungsteil und der Sensibilisierungsrolle sowie
aus einem Entwicklungsspalt zwischen dem Bebilderungsteil und der
Entwicklungsrolle. Die Sensibilisierungsrollenvorrichtung und die
Entwicklungsrollenvorrichtung bewegen sich in der gleichen Bewegungsrichtung
wie das halbtransparente abgelenkte elastische Bebilderungsteil.
Die von der Spannungsquelle mit dem Sensibilisierungsspalt erzeugte Spannung
hat eine entgegengesetzte Polarität zu der von der Spannungsquelle
für die
Entwicklungsrolle erzeugten Spannung, so dass zwischen dem halbtransparenten
abgelenkten elastischen Bebilderungsteil und der Sensibilisierungsvorrichtung
ein elektrisches Feld einer vorbestimmten Polarität entsteht.
Das elektrische Feld bringt in der Sensibilisierungsrollenvorrichtung
und in dem Sensibilisierungsspalt eine elektrostatische Kraft auf
die geladenen Tonerpartikel auf, wodurch die Tonerpartikel gleichmäßig zu dem
Bebilderungsteil hin wandern, wodurch nachfolgend das abgelenkte
elastische Bebilderungsteil der elektronischen Bildquelle unterworfen wird,
wobei die auf die Tonerpartikel neben den lichtbestrahlten Bereichen
des elastischen Bebilderungsteils ausgeübte elektrostatische Kraft
verstärkt
wird, sich die Tonerpartikel auf dem abgelenkten elastischen Bebilderungsteil
absetzen und wobei die Tonerpartikel in nicht von der Entwicklungsrolle
lichtbestrahlten Bereichen von dem abgelenkten elastischen Bebilderungsteil
entfernt werden und in den lichtbestrahlten Bereichen entwickelt
werden.
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Aus dem Dokument D1 Lindblad N R
et al "Dual Electrostatic
Brush Cleaner For Cleaning Multiple Toner Types" (Elektrostatische Doppelbürstenreinigungsvorrichtung
zum Reinigen verschiedener Tonertypen = nichtautorisierte Übersetzung – d. Übers.) 1.
November 1990, Xerox Disclosure Journal, Bd. 15, Nr. 6, S. 463-466
XP000161173 ist eine Vorrichtung zum Reinigen triboelektrisch geladener Partikel
von einer sich bewegenden Fläche
bekannt, bestehend aus einer ersten elektrostatischen Bürste mit
einer ersten negativen Vorspannung und einer zweiten elektrostatischen
Bürste
mit einer zweiten positiven Vorspannung, wobei die zweite Bürste in der
Bewegungsrichtung der Fläche
hinter der ersten Bürste
angeordnet ist. Zusätzlich
zu der ersten und der zweiten Bürste
ist die Vorrichtung mit einer Vorreinigungsstation mit einer eine
Vorreinigungskorotroneinheit erzeugenden Vorrichtung ausgerüstet. Die
Vorreinigungsladeeinrichtung liefert einen Strom zum Aufladen der
Restpartikel auf der Fläche,
so dass einige dieser Partikel von der ersten Bürste entfernt werden können.
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Das Dokument EP-A-O 512 362 stellt
eine ähnliche
Vorrichtung vor, nämlich
eine Vorrichtung bestehend aus zwei hintereinander angeordneten entgegengesetzt
aufgeladenen elektrostatischen Bürsten
und einer vor den Bürsten
angeordneten Vorreinigungsvorrichtung.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgestellt, nämlich eine
Vorrichtung zum Entfernen triboelektrisch aufgeladener Partikel
(35) von einer sich bewegenden Fläche (10, 11),
wobei die Partikel eine gegebene Ladungsverteilung aufweisen, wobei
die Vorrichtung besteht:
aus einer ersten Reinigungsvorrichtung
(100) mit einer ersten Vorspannung entsprechend der aus
der Ladungsverteilung der Partikel resultierenden Polarität,
aus
einer zweiten Reinigungsvorrichtung (105) mit einer zu
der ersten Vorspannung entgegengesetzten zweiten Vorspannung, angeordnet
in der Bewegungsrichtung der Fläche
(10, 11) hinter der ersten Reinigungsvorrichtung
(100),
aus einem Gehäuse (70) zur teilweisen
Umhausung der ersten und der zweiten Reinigungsvorrichtung (100, 105),
wobei
die Vorrichtung ohne Vorreinigungsbehandlung arbeitet und wobei
die erste Reinigungsvorrichtung die Partikel entfernt, die entgegen
ihrer Polarität geladen
sind, und Ladungen ihrer Polarität
in die auf der Oberfläche
verbleibenden Partikel injiziert, wodurch die Ladung der verbleibenden
Partikel erhöht wird,
so dass diese von der zweiten Reinigungsvorrichtung entgegengesetzter
Polarität
entfernt werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 7 bereitgestellt,
nämlich
ein Verfahren zum Reinigen triboelektrisch negativ geladener Partikel
(95) von einer sich bewegenden Fläche (10, 11),
wobei die Partikel eine gegebene Ladungsverteilung aufweisen und
wobei das Verfahren aus den folgenden Schritten besteht:
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Aufladen einer ersten Reinigungsvorrichtung (100)
entsprechend der sich aus der Ladungsverteilung ergebenden Polarität der Partikel
zum Entfernen der Partikel mit entgegengesetzter Polarität und zum Injizieren
von Ladungen ihrer Polarität
in die Restpartikel, wenn die erste Reinigungsvorrichtung (100)
mit der Fläche
(10, 11) in Berührung kommt, um die Ladung
der verbleibenden Partikel (95, P) zu erhöhen, und Aufladen
einer in der Bewegungsrichtung der Fläche (10, 11)
hinter der ersten Reinigungsvorrichtung (100) angeordneten
zweiten Reinigungsvorrichtung (105) entgegengesetzt zu
der Polarität
der ersten Reinigungsvorrichtung (100) zum Entfernen der verbleibenden
Partikel (95, T) von der Fläche (10, 11),
wenn die zweite Reinigungsvorrichtung mit der Fläche (10, 11)
in Berührung
kommt,
so dass die Ladungen der beiden Polaritäten ohne die
Durchführung
eines Vorreinigungsschrittes entfernt werden
negatives Aufladen
einer ersten Vorrichtung zum Entfernen positiv geladener Restpartikel
und Erhöhen
der negativen Ladung der negativ geladenen Restpartikel, wenn die
erste Vorrichtung mit der Fläche
in Berührung
kommt; und positives Aufladen der zweiten Vorrichtung, die in der
Bewegungsrichtung der Fläche
hinter der ersten Vorrichtung angeordnet ist, um die negativ geladenen
Restpartikel von der Fläche
zu entfernen, wenn die zweite Vorrichtung mit der Fläche in Berührung kommt.
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Weitere Merkmale der vorliegenden
Endung werden beispielhaft aus der nun folgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Abbildungen offensichtlich werden.
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Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
eine schematische Darstellung und zeigt den ersten Schritt eines
Experimentes zur Veranschaulichung des Phänomens der Ladungsinjektion.
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2 ist
eine graphische Darstellung und zeigt die in 1 dargestellte Tonerladungsverteilung.
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3 ist
eine graphische Darstellung des zweiten Schrittes des Experimentes
zur Veranschaulichung der Ladungsinjektion.
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4 ist
eine schematische Darstellung des dritten Schrittes des Experimentes
zur Veranschaulichung der Ladungsinjektion.
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5 ist
eine graphische Darstellung der in 4 gezeigten
Tonerladungsverteilung.
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6 ist
eine schematische Darstellung des Phänomens der Ladungsinjektion
unter Verwendung einer Bürstenreinigungsvorrichtung.
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7 bis 10 zeigen graphische Darstellungen
der Tonerladungsverteilung des triboelektrisch-negativen Toners
bei verschiedenen Schritten des Reinigungsverfahrens aus 6.
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11 zeigt
eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung für triboelektrisch-negative
Toner ohne Vorreinigungskorotroneinheit.
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12 zeigt
eine bipolare Ladungsverteilung eines Tonerpatches P am lichtaufnehmenden Element
nach der Übertragung.
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13 zeigt
eine Ladungsverteilung eines Tonerpatches T am lichtaufnehmenden
Element nach dem Durchlaufen unter der negativ vorgespannten Reinigungsbürste.
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14 ist
eine schematische Darstellung einer Druckeinrichtung mit der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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Für
das allgemeine Verständnis
eines elektrostatographischen Farbvergrößerungsgerätes oder Kopiergerätes unter
Einbeziehung der vorliegenden Erfindung wird auf US-A-4 599 285
und US-A-4 679 929 verwiesen, die das Bild-auf-Bild-Verfahren mit mehrstufiger
Entwicklung und Einmalübertragung beschreiben.
Obwohl sich das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren
und die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung
insbesondere zur Anwendung in elektrostatographischen Vergrößerungs-
und Kopiergeräten
eignen, wird aus der nun folgenden Diskussion ersichtlich werden,
dass sie sich gleichermaßen für den Einsatz
in einer Vielzahl von Geräten
und Vorrichtungen eignen und nicht zwangsläufig auf die hierin beschriebenen
und gezeigten Ausführungsbeispiele
begrenzt sind.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen,
die der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung
und nicht der Begrenzung derselben dienen sollen, werden die verschiedenen in 14 dargestellten in einem
Vervielfältigungsgerät eingesetzten
Verarbeitungsstationen kurz beschrieben werden.
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Ein Vervielfältigungsgerät, für das die vorliegende Erfindung
vorteilhafterweise eingesetzt werden kann, arbeitet mit einem Ladungshalteteil
oder einem lichtaufnehmenden Teil in Form des fotoleitenden Bandes 10 bestehend
aus einer fotoleitenden oder Bebilderungsfläche 11 und einem elektrisch
leitenden, lichtdurchlässigen
Trägermaterial.
Das Band 10 ist so montiert, dass es die Ladestation A und die Belichtungsstation
B, die Entwicklerstationen C, die Übertragungsstation D, die Fixierstation
E und die Reinigungsstation F passiert. Das Band 10 bewegt sich
in der Richtung des Pfeils 16, so dass aufeinanderfolgende
Teile des Bandes nacheinander die verschiedenen Bearbeitungsstationen,
die entlang des Bewegungspfades des Bandes angeordnet sind, durchlaufen.
Das Band 10 läuft
um eine Vielzahl von Rollen 18, 20 und 22,
von denen die erstgenannte genutzt werden kann, um dem lichtaufnehmenden Band
10 eine geeignete Spannung zu verleihen. Ein Motor 23 dreht
die Rolle 18, um das Band 10 in die Richtung des Pfeils 16 zu
bewegen. Eine Rolle 20 ist über eine geeignete Vorrichtung,
wie zum Beispiel einen Riementrieb (nicht dargestellt), mit dem
Motor 23 gekuppelt.
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Wie weiterhin unter Bezugnahme auf 14 ersichtlich ist, durchlaufen
anfangs aufeinanderfolgende Abschnitte des Bandes 10 die
Ladestation A. An der Ladestation A lädt eine Koronavorrichtung,
wie zum Beispiel eine Skorotroneinheit, eine Korotroneinheit oder
eine Dikorotroneinheit und wie normalerweise mit der Verweisnummer 24 bezeichnet,
das Band 10 auf ein gezielt hohes gleichförmiges positives oder negatives
Potential auf. Eine geeignete Steuerung, die in ihrer Ausführung hinreichend
bekannt ist, kann zur Steuerung der Koronavorrichtung 24 eingesetzt
werden.
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Als Nächstes durchlaufen die aufgeladenen Abschnitte
der fotoleitenden Fläche
des Bandes 10 die Belichtungsstation B. An der Belichtungsstation
B wird die gleichmäßig aufgeladene
fotoleitende oder Bebilderungsfläche 11 des
Bandes 10 einem Eingabe- und/oder
Ausgabeabtastgerät 25 auf
Laserbasis ausgesetzt, das bewirkt, dass die fotoleitende oder Bebilderungsfläche 11 entsprechend
dem Ausgang des Abtastgerätes
(beispielsweise ein zweistufiger Rasterausgabescanner (ROS)) entladen
wird.
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Das lichtaufnehmende Teil oder Band
10, das anfangs auf eine Spannung aufgeladen wird, unterliegt einem
Dunkelzerfall auf eine Spannungsebene. Bei Belichtung an der Belichtungsstation
B wird es für
den Bildbereich in allen Farben bis fast auf Null oder auf Erdpotential
entladen.
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An der Entwicklungsstation C bringt
ein im Allgemeinen mit der Verweisnummer 30 gekennzeichnetes
Entwicklungssystem Entwicklungsmaterialien in Berührung mit
den elektrostatisch latenten Bildern. Das Entwicklungssystem 30 besteht
aus einer ersten Entwicklervorrichtung 42, einer zweiten Entwicklervorrichtung 40,
einer dritten Entwick lervorrichtung 34 und einer vierten
Entwicklervorrichtung 32. (Diese Anzahl kann in Abhängigkeit
von der Anzahl der Farben größer oder
kleiner sein; d.h. hier werden vier Farben genannt, daher gibt es
vier Entwicklergehäuse.)
Die erste Entwicklervorrichtung 42 besteht aus einem Gehäuse mit
einer Donatorrolle 47, einer Magnetrolle 48 und
einem Entwicklermaterial 46. Die zweite Entwicklervorrichtung 40 besteht aus
einem Gehäuse
mit einer Donatorrolle 43, einer Magnetrolle 44 und
einem Entwicklermaterial 45. Die dritte Entwicklervorrichtung 34 besteht
aus einem Gehäuse
mit einer Donatorrolle 37, einer Magnetrolle 38 und
einem Entwicklermaterial 39. Die vierte Entwicklervorrichtung 32 besteht
aus einem Gehäuse mit
einer Donatorrolle 35, einer Magnetrolle 36 und einem
Entwicklermaterial 33. Die Magnetrollen 36, 38, 44 und 48 entwickeln
Toner auf den Donatorrollen 35, 37, 43 bzw. 47.
Die Donatorrollen 35, 37, 43 und 47 entwickeln
den Toner sodann auf die Bebilderungsflächell des lichtaufnehmenden
Teiles oder Bandes 10. Es wird darauf verwiesen, dass die
Entwicklungsgehäuse 32, 34, 40, 42 und
etwaige darauffolgende Entwicklungsgehäuse nicht gespült werden dürfen, um
das von der vorangegangenen Entwicklungsvorrichtung gebildete Bild
nicht zu stören.
Alle vier Gehäuse
enthalten Entwicklermaterial 33, 39, 45, 46 ausgewählter Farben.
Die elektrische Vorspannung wird über eine Stromversorgung 41 erreicht,
die elektrisch mit den Entwicklervorrichtungen 32, 34, 40 und 42 verbunden
ist.
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Bögen
von Substrat oder Trägermaterial 58 werden
von einem Zuführkorb
(nicht gezeigt) zur Übertragungsstation
D transportiert. Die Bögen
werden von einem Bogenanleger (ebenfalls nicht gezeigt) von dem
Zuführkorb
zugeführt
und durch eine Koronaaufladevorrichtung 60 zu der Übertragungsstation
D transportiert. Nach der Übertragung
bewegt sich der Bogen weiter in der Richtung des Pfeils 62 hin
zur Fixierstation E.
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Die Fixierstation E beinhaltet eine
Fixiereinheit, die im Allgemeinen mit der Verweisnummer 64 bezeichnet
wird und die die übertragenen
Tonerpulverbilder dauerhaft auf den Bögen befestigt. Vorzugsweise
beinhaltet die Fixiereinheit 64 eine beheizte Fixierwalze 66,
die auf einen Druck eingestellt ist, den eine Stützrolle 68 mit den
Tonerpulverbildern aufbringt, die mit der Fixierwalze 66 in
Berührung kommt.
Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Bogen
aufgebracht.
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Nach dem Fixieren werden die Kopiebögen zu einem
Sammelkorb (nicht gezeigt) oder zum Zwecke des Bindens, Stapelns,
Zusammentragens etc. und der Wegnahe durch den Bediener zu einer
Endbearbeitungsstation transportiert. Alternativ dazu kann der Bogen
zu einem Duplexkorb (nicht gezeigt) transporrtiert werden, von wo
er zurück
zum Prozessor transportiert wird, um auf der zweiten Seite eine Kopie
zu erhalten. Zur Präsentation
der zweiten Seite zum Kopieren ist normalerweise Vorderkanten/Hinterkanten-Umkehrung und eine
ungerade Zahl der Seitenumkehr erforderlich. Wenn jedoch Overlay-Informationen
in Form zusätzlicher
oder einer zweiten Farbinformation auf der ersten Bogenseite wünschenswert
sind, ist keine Vorderkanten/Hinterkanten-Umkehrung erforderlich.
Natürlich
kann der Bogenrücklauf
für das
Duplex- oder Overlay-Kopieren auch manuell erfolgen. Nach dem Herstellen
einer Kopie auf dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10 verbleibender
Resttoner und Restpartikel können
an der Reinigungsstation F mit einer Bürste oder mit einem Reinigungssystem 70 anderer
Ausführung
entfernt werden. Das Reinigungssystem wird unter dem lichtaufnehmenden
Band von zwei Konsolen 160 und 170 gehalten.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist
keine Vorreinigungsbehandlung nach der Übertragung erforderlich, wenn
die Bürstenpolarität für eine DESB
(d.h. eine Dual Electrostatic Brush, eine doppelte elektrostatische
Bürste)
negativ (-)/positiv (+) ist, d.h. wenn die erste Bürste, in
der Bewegungsrichtung des lichtaufnehmenden Elementes gesehen, negativ
vorgespannt ist und wenn die zweite Bürste positiv vorgespannt ist.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die nach dem Entfernen der positiv geladenen Resttonerpartikel
verbleibenden Partikel stärker
negativ geladen, um eine wirksame Reinigung durch die zweite positiv
vorgespannte Bürste
zu erzielen. Erfindungsgemäß wird die
negative Aufladung des Toners durch die erste Bürste als das Ladungsinjektionsphänomen bezeichnet.
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Laborversuche haben gezeigt, dass
eine (-/+) Bürstenvorspannungspolarität eine wirksame Reinigung übertragener
Tonerladungsverteilungen bewirkt. Die typische Tonerdichte nach
der Übertragung
beträgt
etwa 0,05 mg/cm2. In Laborversuchen wurden
Tonerdichten bis 0,7 mg/cm2 gereinigt, was eine
wesentlich höhere
Tonerdichte ist, die ohne Vorreinigungsbehandlung von einem lichtaufnehmenden Element
gereinigt werden kann. Es wurde weiterhin festgestellt, dass sogar
höhere
Tonerdichten gereinigt werden können,
indem einfach die Drehzahl (U/min) der Bürste erhöht wird oder indem die Bindungsdichte
der Bürste,
d.h. die Anzahl der Bürstenfasern,
die auf die Tonerpartikel auftreffen, erhöht wird. Wenn die Tonerpartikel
erfindungsgemäß natürlich triboelektrisch negativ
sind, kann eine DESB-Reinigungsvorrichtung mit einer Bürstenvorspannungspolarität (-/+)
zur Reinigung triboelektrisch-negativer Toner ohne Vorreinigungskorotroneinheit
verwendet werden.
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Um zu zeigen, wie die vorliegende
Erfindung unter Nutzung der Ladungsinjektion ohne Vorreinigungskorotroneinheit
eine wirksame Reinigung bewirkt, wird die nun folgende Beschreibung
von Laborversuchen zur Ermittlung der bevorzugten Bürstenpolarität zur wirksamen
Reinigung der Ladungsverteilung des Resttoners gegeben. Die 1, 3 und 4 zeigen
einen einfachen dreistufigen Versuch, der das Ladungsinjektionsphänomen und
die bevorzugte Bürstenpolarität aufzeigt.
Nunmehr wird auf 1 Bezug
genommen, eine schematische Darstellung des ersten Schrittes des
Versuches zur Veranschaulichung des Ladungsinjektionsphänomens.
Zuerst wird der triboelektrischnegative Toner 95 mit einer positiven
Vorreinigungskorotroneinheit 96 positiv aufgeladen. Diese
Tonerladungsverteilung wird in 2 graphisch
dargestellt. Der kleine schraffierte Teil R der Verteilung zeigt
den Betrag der negativen Ladung an den Tonerpartikeln 95,
der nach der in 1 gezeigten
Vorreinigungsbehandlung (+) vorliegt. Der triboelektrisch-negative
Toner 95 wird durch die positive Vorreinigungskorotroneinheit 96 vorwiegend
positiv aufgeladen.
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Nunmehr wird Bezug auf 3 genommen, die den zweiten
Schritt des Versuches schematisch darstellt. Ein dünner leitender
Draht 97 wurde verwendet, um eine leitende Bürstenfaser
zu simulieren. (Es wird jedoch darauf verwiesen, dass erfindungsgemäß ein beliebiges
leitendes Element verwendet werden kann, das eine negative Ladung
bewirkt, einschließlich
eines negativ geladenen Rakels.) Der Draht 97 wurde mit – 250 Volt
vorgespannt und in der Richtung des Pfeils 98 durch das
positiv geladene Tonerbild gezogen. Wenn eine Ladungsinjektion auftrat,
wurde der auf dem Draht 97 entwickelte Tonerabstimmkopf
(siehe 4) umso negativer,
je mehr Toner aus dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10 entfernt
wird.
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Nunmehr wird Bezug auf 4 genommen, die den abschließenden Schritt
des Laborversuches zeigt. Die Tonerladungsverteilung an dem Draht 97 wurde
gemessen und wird in 5 gezeigt.
Aus dem schraffierten Bereich S auf der negativen Seite der Kurve
in 5 geht hervor, dass
nach dem zweiten Schritt mehr negativ geladener Toner vorliegt.
Der Anteil des negativ geladenen Toners erhöhte sich von et wa 19% im ersten
Schritt auf etwa 48% im dritten Schritt, wie aus 5 hervorgeht. Diese Zunahme der negativen
Tonerladung wird auch in dem in 5 gezeigten
Q/D-Bereich ersichtlich, wobei Q die Ladung der Partikel und D der
Durchmesser eines Partikels sind. In 5 ist
die Tonerladungsverteilung die Verteilung der Ladung auf einem Tonermaterial,
bestimmt für
das Ladungs-/Durchmesser-Verhältnis
für jede
Partikelgröße in dem
Tonermaterial. Dies wird auch als Ladungsspektrograf bezeichnet.
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Somit zeigte der Versuch, dass der
negative Draht 97 (in diesem Fall) eine Ladung in den Toner
injiziert, wenn der Draht 97 mit dem Toner in Berührung kommt.
Ein zweiter Versuch zeigte weiterhin, dass der negative Draht bzw.
eine andere negativ aufgeladene Vorrichtung eine Ladung in die Tonerpartikel
injiziert, wenn er bzw. sie mit den Tonerpartikeln in Berührung kommt.
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Der zweite Versuch zeigt die an einer
für das Reinigen
von Toner von dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10 verwendeten
negativ vorgespannten Bürste
durchgeführten
Ladungsverteilungsmessungen. 6 ist
eine schematische Darstellung, die das Ladungsinjektionsphänomen zeigt, wenn
die Bürste
den Toner von dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10 entfernt
und wenn die Tonerentfernungsrolle den Toner von der Bürste entfernt.
In diesem Fall erzeugt die Ladungsinjektion einen Wiederanlagerungsfehler
N auf dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10. 7 bis 10 zeigen die
von der Bürste 100 und
dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10 gemessenen Ladungsverteilungen.
Nach der Vorreinigungsbehandlung 96 wird die Tonerladungsverteilung
in 7 gezeigt. In 7 wird nach der positiven
Vorreinigung ein kleiner Betrag negativen Toners durch die mit J' bezeichnete schraffierte
Fläche
dargestellt. Der größte Teil des
durch das Tonerpatch J in 6 gezeigten
Toners wird durch die negativ vorgespannte Bürste 100 von dem lichtaufnehmenden
Element oder Band 10 entfernt. Dies wird an der Bürste 100 durch
den gekrümmten
Bereich K veranschaulicht (das ist in der Tat das Tonerpatch an
der Bürste 100).
Die Ladungsverteilung für
dieses Tonerpatch K wird in 8 gezeigt.
Es ist bereits hier offensichtlich, dass eine gewisse Ladungsinjektion
aufgetreten ist, da die Ladungsverteilung negativer ist als durch
die mit K' bezeichnete
schraffiere Fläche
gezeigt. Wenn sich die Bürste 100 dreht,
wird ein Teil des Patches K von der Tonerentfernungswalze 101 entfernt.
Der von Toner gereinigte Teil ist als Fläche L in 6 gezeigt. Die Tonerentfernungswalze 101 ist
stärker
negativ vorgespannt als die zum Entfernen von Toner vorgesehene Bürste 100.
Der nach dem Entfernen von Toner an der Bürste verbleibende Toner ist
mit M bezeichnet. Die entsprechende Tonerladungsverteilung für dieses
Patch wird in 9 gezeigt,
wobei der negative Teil durch die schraffierte Fläche M' veranschaulicht wird.
Erneut wurde die Tonerladung stärker
negativ, so dass das Patch M negativer war als das Patch K. Da die
Bürste 100 negativ
vorgespannt ist, wird der negative Toner in dem Patch M von der
Bürste 100 auf
das lichtaufnehmende Element oder Band 10 abgestoßen, so
dass der mit N bezeichnete Tonerwiederanlagerungsfehler entsteht.
Die Ladungsverteilung für
diesen Wiederanlagerungstoner N ist noch stärker negativ geladen als durch
die Ladungsverteilung N' dargestellt.
Weiterhin wird gezeigt, dass die negativ geladene Bürste 100 und
die negativ geladene Tonerentfernungswalze 101 eine negative
Ladung in den triboelektrischnegativen Toner injizieren.
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11 zeigt
ein Fehlerbild, durch Ladungsinjektion verursacht, das mit einer
doppeltelektrostatischen Bürste
in einem Drucker oder einem Kopierer auftreten kann. Nach der Übertragung
ist die Tonerladungsverteilung fast bipolar, wie in 12 gezeigt. Die schraffierte Fläche P' ist der negative
Teil der Ladungsverteilung. In der vorliegenden Erfindung wird eine
negativ geladene Bürste 100 verwendet,
um triboelektrischnegativen Toner 95 von dem lichtaufnehmenden
Element oder Band 10 zu reinigen. Ein Teil (mit P bezeichnet) des
Bildes wird von der Bürste 100 aufgenommen
und ein (mit T bezeichneter) Teil verbleibt nach dem Reinigen mit
der negativ vorgespannten Bürste 100 auf
dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10. (T ist der Teil des
Toners, der unter der Bürste 100 hindurch
läuft,
und entspricht einem Bildfehler und von der Bürste 100 wiederangelagerten
Toner.) Der auf dem lichtaufnehmenden Element oder Band 10 verbleibende
Teil T des Toners ist stärker
negativ als der Eingangstoner P. Die Tonerladungsverteilung von
T wird in 13 gezeigt,
und die mit T bezeichnete schraffierte Fläche ist der negative Teil der
Verteilung. Um das Tonerpatch T zu reinigen, wird eine positiv vorgespannte
Bürste 105 als
Sekundärreiniger
in der Bewegungsrichtung (Pfeil 16) des lichtaufnehmenden
Elementes oder Bandes 10 verwendet. Obwohl dieses Tonerpatch
eine gewisse positive Ladung hat, entfernt die positiv geladene
Bürste 105 das
Tonerpatch T. Es wurde experimentell nachgewiesen, dass eine positiv
geladene Bürste
eine triboelektrisch-negative Tonerladungsverteilung mit einem Q/D
= –1,7
bis +0,45 fC/μm
mit etwa achtzehn Faserstrichen entfernt. Und wenn die Anzahl der
Faser striche über
die Tonerpartikel erhöht wird,
entfernt die Bürste
sogar noch mehr positiven Toner. Es besteht stets eine gewisse Affinität zwischen
einer positiven Bürste
und einem triboelektrisch-negativen Toner, selbst wenn die Tonerpartikel eine
gewisse 'wirkliche' positive Ladung
haben sollten.
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In der vorliegenden Erfindung ist
der Umstand, dass eine von einer positiv vorgespannten Reinigungsvorrichtung
gefolgte negativ vorgespannte Reinigungsvorrichtung in der Richtung
der Bewegung der Bebilderungsfläche
ohne Vorreinigungsbehandlung funktioniert, darauf zurückzuführen, dass die
erste, negativ vorgespannte Reinigungsvorrichtung den positiven
Teil der Restpartikel auf der Bebilderungsfläche entfernt und eine Ladung
in die auf der Fläche
verbleibenden Partikel injiziert, wodurch die Restpartikel stärker negativ
werden. Somit hat die zweite, positiv vorgespannte Reinigungsvorrichtung die
richtige Polarität,
um diesen Teil des Toners T zu entfernen. In der Tat hat die vorliegende
Endung experimentell die Reinigungsvorrichtung beansprucht, indem
die Tonerdichte und die negative Ladung des Eingabetoners erhöht wurden,
wodurch es schwieriger wurde, P zu reinigen. Der Resttoner T hat
somit eine höhere
Dichte und eine höhere
negative Ladung. In der vorliegenden Erfindung hat jedoch die zweite,
positiv geladene Reinigungsvorrichtung den Toner T dennoch gereinigt,
da dieser Toner T die richtige Ladung hat. Somit ermöglicht das
erfindungsgemäße Ladungsinjektionsphänomen, das
bei einer negativ vorgespannten Reinigungsbürste und einem triboelektrischnegativen
Toner auftritt, das Betreiben einer Doppel-ESB-Reinigungsvorrichtung
ohne jegliche Vorreinigungsbehandlung.
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Zusammenfassend gesagt, nutzt die
vorliegende Erfindung das Ladungsinjektionsphänomen aus, um das Reinigen
einer Fläche
des lichtaufnehmenden Elementes ohne Vorreinigung zu ermöglichen,
indem die beiden Reinigungsvorrichtungen (z. B. Bürsten) entgegengesetzt
vorgespannt werden. Die triboelektrisch aufgeladenen Tonerpartikel
sind negativ geladen. Zur Entfernung der Restpartikel wird eine
erste Reinigungsbürste
in der Bewegungsrichtung der Fläche
negativ vorgespannt, um die positiven (+) Tonerpartikel zu entfernen
und um die negativen Partikel weiter aufzuladen. Danach wird die zweite
Bürste
positiv vorgespannt, um die negativen (-) Resttonerpartikel anzuziehen
und von der Fläche zu
entfernen, wenn die zweite Bürste
die Fläche
berührt.
Darüber
hinaus bringt die vorliegende Erfindung eine Kostensenkung mit sich,
indem die Notwendigkeit einer Vorreinigungskorotroneinheit nicht mehr
besteht.
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Somit ist offensichtlich, dass erfindungsgemäß die elektrostatischen
Doppelreinigungsbürsten ohne
die Verwendung einer Vorreinigungskorotroneinheit entgegengesetzt
vorgespannt werden, wenn ein negativ geladener triboelektrischer
Toner verwendet wird, der die hierin genannten Ziele und Vorteile vollständig erfüllt. Obwohl
die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels beschrieben worden
ist, ist offensichtlich, dass der Durchschnittsfachmann die Erfindung
in zahlreichen Alternativen, Modifikationen und Variationen umsetzen
kann. Dementsprechend sollen die genannten Alternativen, Modifikationen
und Variationen, die in den Geltungsbereich der angefügten Patentansprüche fallen,
hierin mit erfasst sein.