DE2032370B2

DE2032370B2 - Reinigungsvorrichtung zum Entfernen trockener Tonerpartikel von einer Ladung festhaltenden Trommel

Info

Publication number: DE2032370B2
Application number: DE2032370A
Authority: DE
Inventors: Dennis P. Webster N.Y. Gerbast (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1969-07-03
Filing date: 1970-06-30
Publication date: 1979-05-23
Also published as: NO133164C; NL160099C; CH514165A; DK129483C; NL7009830A; SE359942B; JPS5437503B1; SU384250A3; BE752937A; FI55589C; ES381388A1; FI55589B; FR2054087A5; ZA704533B; DE2032370A1; PL81341B1; DK129483B; US3660863A; AT324838B; GB1259446A

Description

Die Entfernung bezieht sich auf eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen trockener Tonerpartikel von einer Ladung festhaltenden Trommel mit einer Oberfläche, welche die Tonerpartikel elektrostatisch darauf halten kann, mit einer Reinigungsklinge aus elastischem Material, die so angeordnet ist, daß sie gegen die Bewegungsrichtung der Trommel wirkt.

In der Elektrofotografie wird eine Bildererzeugung derart durchgeführt, daß ein elektrofotografischer Aufzeichnungsträger, der meist aus einer auf einer leitfähigen Unterlage vorgesehenen fotoleitfähigen Schicht besteht, gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und mit einem Lichtbild des zu reproduzierenden Originals belichtet wird. Die fotoleitfähige Schicht wird durch den Einfluß des Lichtbilds leitfähig und bewirkt dadurch eine selektive Ableitung der elektrostatischen Ladung. Dadurch entsteht ein elektrostatisches latentes Bild. Dieses kann durch Entwicklung mit einem der bekannten fein verteilten Pigmentstoffharze sichtbar gemacht werden, die speziell zu diesem Zweck entwickelt wurden. Beim elektrofotografischen Verfahren wird das Pigmentstoffharz oder der Toner von dem latenten Bild auf der fotoleitfähigen Fläche entsprechend der jeweils noch vorhandenen Ladung elektrostatisch angezogen. Bereiche geringer Ladungskonzentration werden zu Bereichen geringer Tonerdichte, während Bereiche größerer Ladungskonzentration entsprechend dichter getönt werden. Das voll entwikkelte Bild wird meist von der Aufzeichnungsfläche auf einen anderen Bildträger übertragen, beispielsweise auf ein Papierblatt Auf diesem kann es zur dauerhaften

it Aufzeichnung fixiert werden.

Der größte Teil des Toners wird von dem fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger auf den endgültigen Bildträger während der Bildübertragung übertragen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die die Tonerteilchen an der Aufzeichnungsfläche haltenden Kräfte in einigen FSl -en größer sind als die Übertragungskräfte, weshalb einige Tonerteilchen auch nach der Bildübertragung auf der Aufzeichnungsfläche verbleiben. Dieser restliche Toner kann nachfolgend zu erzeugende Bilder und Entwicklungsvorgänge beeinträchtigen, wenn er nicht entfernt wird.

In automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschinen werden die verschiedensten Einrichtungen zur Reinigung der Aufzeichnungsfläche von restlichem Toner verwendet. Eine derartige Reinigungsvorrichtung wird in der älteren Anmeldung DE-OS 17 97 598 vorgeschlagen. Diese vorgeschlagene Reinigungsvorrichtung neigt jedoch zum Vibrieren, wodurch kurzzeitig nicht die gesamte Reinigungskante an der Abbildungsfläche anliegt, wodurch Flächenreste auf der Oberfläche weiterhin Tonerpartikel aufweisen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein Vibrieren der Reinig jpgskante vermieden und ein sicheres Anliegen der Reinigungskante an der Abbildungsfläche gewährleistet i3t.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reinigungsklinge auf der Oberfläche so angeordnet ist, daß sie hinsichtlich zur Oberfläche eine konvexe Krümmung einnimmt, daß die Reinigungskante der Reinigungsklinge unterhalb der horizontalen Mittellinie der zu reinigenden Trommel angeordnet ist, und daß die Reinigungsklinge in einer Halterung befestigt ist, deren Schwenkpunkt auf der Tangente durch den Berührungspunkt der Reinigungskante mit der Trommel liegt.

Mit einer derartig ausgebildeten Reinigungsklinge wird in technisch vorteilhafter Weise ein Vibrieren und zeitweiliges Abheben der Reinigungskante von der Trommeloberfläche vermieden, wodurch ein sicheres Entfernen der auf der Abbildungsfläche verbliebenen Tonerpartikel gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung wird im folgenden anhand der Figur beschrieben. Diese zeigt die Anwendung einer solchen Vorrichtung an einer fotoleitfähigen Aufzeichnungstrommel.

Eine automatisch arbeitende elektrofotografische Reproduktionsmaschine enthält eine elektrofotografisehe Oberfläche 10 mit einer fotoleitfähigen Schicht auf einer leitfähigen Unterlage, die die Form einer im Maschinenrahmen auf einer nicht dargestellten Welle drehbaren Trommel hat. Diese Oberfläche 10 wird in

der dargestellten Richtung derart gedreht, daß sie nacheinander an einer Anzahl elektrofotografischer Verfahrensstationen vorbei geführt wird. Die Reinigungsklinge 46 ist in einer Halterung 40 befestigt In der Arbeitsstellung ruht sie in Längsrichtung an der Oberfläche 10 der Trommel und übt auf diese einen Druck aus. Die Schneidkante der Reinigungsklinge 46, die durch die obere Schmalseite 47 und die Seitenfläche 48 gebildet wird, ist etwas unterhalb der horizontalen Mittellinie der Trommel angeordnet und ruht derart auf der Oberfläche 10 der Trommel, daß sie das Tonermaterial leicht von der Oberfläche 10 abtrennen kann, wie dies auch mit dem Schneidestahl einer Drehbank an einem Werkstück geschieht Es hat sich gezeigt, daß die mit einer solchen Reinigungsklinge 46 ausgeübten Kräfte ähnlich denjenigen eines Schneidwerkzeugs sind, weshalb die Reinigungsklinge 46 am besten wie ein Schneidestahl geformt und gelagert ist Die obere Schmalseite 47 der Reinigungsklinge 46 ist leicht abgeschrägt, so daß sie mit der Seitenfläche 48 einen spitzen Winkel und damit eine rehtiv scharfe Schneidkante bildet Die Reinigungsklinge 46 ist auch im dargestellten Ausführungsbeispiel derart geragert, daß ein Hinterstellwinkel zwischen der Seitenfläche 48 und der Tangente t an der Oberfläche 10 durch den Berührungspunkt der Schneidkante gebildet wird. Der Hinterstellwinkel ändert sich natürlich, wenn ein anderes Klingenmaterial verwendet wird und die Klinge jeweils in die optimale Schneidstellung gebracht wird und dabei unempfindlich gegenüber Stoßeinwirkungen und Reibungskräften durch die sich bewegende Trommeloberfläche sein soll. Versuche haben gezeigt, daß die Schneidwinkel der verschiedenen Reinigungsklingen 46 derart eingestellt werden können, daß Erschütterungen des Blattes und andere unerwünschte Einwirkungen, die durch die gegenseitige Bewegung beider Teile und anderer Vorgänge verursacht werden, wirksam vermieden werden können.

Ein geeignetes nichtmetallisches flexibles Reinigungsklingenmaterial mit hoher Elastizität und hoher Festigkeit soll für die Reinigungsvorrichtung verwendet werden. Geeignete Stoffe sind: Polysiloxankautschuk, Polyurethankautschuk, Polytetrafluoräthylenharz, PoIytrifluorchloräthylenharz, Styrolbutadienkautschuk, Nitrilkautsrhuk, Nitrosilikonkautsch-;k, flexibler Polyurethanschaum, Polyäthylenharz und Mischungen sowie Copolymere dieser Stoffe. Die Reinigungsklinge 46 soll jedoch ausreichend weich sein, um die Abnutzung der Oberfläche 10, insbesondere einer Selenfläche, minimal zu haften. Das Reinigungsklingenmaterial soll vorzugsweise eine Shore-Härte zwischen 55 und 70 Durometer, einen Dehnungsmodul zwischen 14,06 und 21,09 kg/cm² bei 100% Ausdehnung und eine Elastizität haben, die bei Prüfung nach einem ASTM-Standardtest D-1564 einen Rückstoß von 35% ergibt Tests haben gezeigt, daß die Stärke der Reinigungsklinge innerhalb weiter Grenzwerte liegen kann, wobei keine merkliche Änderung der Reinigungsqualität auftritt

Die gesamte Halterung 40 ist auf einer Trägerstruktur 58 befestigt die auf einer Achse 59 am Maschinenrahmen schwenkbar montiert ist Zur leichteren Entfernung der Trommel aus der Maschine kann die gesamte Halterung 40 um die Achse 59 geschwenkt werden,

lü wodurch die Reinigungsklinge 46 aus dem Bereich der Trommel genommen wird. Die Anordnung wird in der Betriebsstellung mit einer Federklinke verriegelt so daß die Oberfläche 10 in der dargestellten Weise in Druckberührung anliegt

Die Reinigungsklinge 46 ist vorzugsweise aus Polyurethan gefertigt welches die vorstehend beschriebenen physikalischen Eigenschaften hat Sie ist innerhalb der Halterung 40 frei tragend befestigt und ragt um den Betrag / über die Halterung 40 hinaus. Ist die Halterung 40 in der Betriebsstellu..^ verriegelt, ruht die Schneidkante in Druckberührung an d_-r Trommeloberfläche, wodurch die Klinge um einen Betrag d gebogen wird. Wegen ihrer Elastizität übt die Klinge eine." Druck auf die Oberfläche 10 aus und stellt sich selbsttätig auf Unregelmäßigkeiten der Trommeloberfläche ein, so daß die Kantenberührung über die gesamte Trommeloberfläche aufrecht erhalten bleibt Es hat sich gezeigt daß eine Verbiegung, die gleich dem Wert I³ ist eine optimale Reinigung mit minimalen Erschütterungen der Klinge ergibt Der Wert I³ gilt einigermaßen genau nur für Werte zwischen 03 cm und 1,3 cm. Die allgemeine Regel ist, daß die Auslenkung etwa gleich einem Sechstel der unabgestützen Länge / sein soll. Ferner wird bei einem Schrägungswinkel a von ca. 95° und einem Hinterstellwinkel b von ca. 25° die Erschütterung der Klinge auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig die Reinigungsklinge 46 in einer Lage gehalten, die eine ausgezeichnete Entfernung der Tonerteilchen gewährleistet

Zur weiteren Verringerung der Tendenz der Klinge, während des Reinigungsvorgangs zu wandern oder zu vibrieren, wird die Achse 59 für die Halterung 40 am besten auf der Tangente / angeordnet, wodurch Stoß- und Reibungskräfte durch die bewegte Trommel in der Achse absorbiert werden.

Wird die Reinigungsklinge etwas unter der horizontalen Mittellinie der Trommeloberfläche angeordnet und mit einem leichten Schrägungswinkel versehen, so wird der entfernte restliche Toner über die Rückseite der Klinge, also über die der Trommeloberfläche abgewandte Breitseite abgeführt, bzw. kann der entfernte restliche Toner über die Rückseite der Klinge herabfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reinigungsvorrichtung zum Entfernen trockener Tonerpartikel von einer Ladung festhaltenden Trommel mit einer Oberfläche, welche die Tonerpartikel elektrostatisch darauf halten kann, mit einer Reinigungsklinge aus elastischem Material, die so angeordnet ist, daß sie gegen die Bewegungsrichtung der Trommel wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsklinge (46) auf der Oberfläche (10) so angeordnet ist, daß sie hinsichtlich zur Oberfläche (10) eine konvexe Krümmung einnimmt, daß die Reinigungskante der Reinigungsklinge (46) unterhalb der horizontalen Mittellinie der zu reinigenden Trommel angeordnet ist, und daß die Reinigungsklinge (46) in einer Halterung (40) befestigt ist, deren Schwenkpunkt auf der Tangente durch den Berührungspunkt der Reinigungskante mit der Trommel liegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die die wegragende Schneidkante bildenden Teile, die obere Schmalseite (47) und die Seitenfläche (48) der Reinigungsklinge (46) unter einem spitzen Winkel treffen, daß die Reinigungskante quer zur Bewegungsrichtung der Oberfläche (10) gelagert ist, und daß die Reinigungsklinge (46) über die ungestüme Breite der Reinigungsklinge (10) durch die Oberfläche (10) abgelenkt wird, wodurch die Schneidkante die Tonerpartikel von der Oberfläche (10) durch Keilwirkung trennt.

3. VorricN*ung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (40) der Reinigungsklinge (46) eine Trägerstruktur (58) umfaßt, die auf einer Achse (59) schwenkbiy angebracht ist, daß die Reinigungsklinge (46) in und außer Kontakt mit der Ladung festhaltenden Oberfläche (10) schwenkbar ist, und daß die Achse (59), um welche die Trägerstruktur (58) für die Reinigungsklinge (46) schwenkbar angeordnet ist, in einer Ebene liegt, welche die Oberfläche (10) an der Stelle unterhalb der horizontalen Mittellinie tangiert, wo die Reinigungskante der Reinigungsklinge (46) die Oberfläche (10) berührt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsklinge (46) aus einem federnden, elastomeren Material mit hoher Dehnungsfestigkeit besteht.