DE3025647A1

DE3025647A1 - Rakelvorrichtung in einem photokopiergeraet

Info

Publication number: DE3025647A1
Application number: DE19803025647
Authority: DE
Inventors: Raymond Gerard Cormier; Austin Everett Davis; Jacques Guiguizian; Leo Oswald Lutz; N H Nashua; Henry Theodore Pauk
Original assignee: Nashua Corp
Current assignee: Nashua Corp
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1981-02-05
Also published as: AU5962780A; GB2053093A; FR2461288A1; US4255044A; JPS5625770A

Description

OR.-ING. DIPL.-INO.M. i>C. DlPUVHY^. OR. DIPL-PHVS. l-*hV6. DR.

HÖGER - STELLRSCKT - GRfESSBACH - HAECKER BOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 44 201 b Anmelder: Nashua Corporation

t - 168 44 Franklin Street

3. Juli 1980 Nashua, New Hampshire 03

USA

Beschreibung Rakelvorrichtung in einem Photokopiergerät

Die Erfindung geht aus von einer Rakelvorrichtung in einem Photokopiergerät mit drehbarer Trommel zum Entfernen von Tonerresten von der photoempfindlichen Oberfläche der Trommel mit einer elastischen Rakel und einer Haltevorrichtung, welche eine Reinigungskante der Rakel über die Breite der Trommel in Kontakt mit der Oberfläche der Trommel zu bringen vermag.

Derartige Rakelvorrichtungen sind aus den US-PSen 3 9 27 93 6, Re 29 632 und 38 59 691 bekannt. Sie sind jedoch mit Voreilrakeln aufgebaut und haben den Nachteil, daß die Resultierende an der Rakel aus Reibungs- und Normalkraft es den Toner- und etwaigen Fremdstoff teilchen auf der Trommeloberfläche relativ leicht ermöglicht, die Rakel von der Trommeloberfläche abzuheben, so daß die Reinigungswirkung der Rakel vermindert wird. Darüber hinaus haben die Rakeln bei den bekannten Rakelvorrichtungen, weil sie verhältnismäßig leicht von der Trommeloberfläche abgedrängt werden können, die äußerst unerwünschte Eigenschaft, kleine Teilchen aufzuhalten und einzuklemmen, wodurch die Gefahr besteht, daß die hochempfindliche und kostspielige Oberfläche der Trommel zerkratzt und dadurch unbrauchbar wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Rakelvorrichtung in einem Photokopiergerät der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Reinigungswirkung erheblich verbessert und deren Einklemmneigung für Fremdkörperpartikel ganz wesentlich verringert ist.

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Diese Aufgabe wird bei einer Rakelvorrichtung dieser Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rakel als Schlepprakel ausgebildet ist und daß der wirksame Elastizitätsmodul der Reinigungskante der Rakel in einer primären Rakelachse parallel zur Längskante des Rakelquerschnittes kleiner ist als in einer dazu senkrechten transversalen Rakelachse parallel zur Querkante des Rakelquerschnittes.

Diese Rakelvorrichtung hat eine ausgezeichnete Reinigungswirkung und verhindert praktisch vollkommen, daß Teilchen eingeklemmt werden, welche die Trommeloberfläche beschädigen könnten. Sie hat den weiteren Vorteil, sehr betriebssicher, einfach aufgebaut und leicht zu fertigen zu sein.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Rakel aus einer weichen Schicht aus einem Material mit relativ niedrigem Elastizitätsmodul, die zwischen zwei härteren Schichten aus einem Material mit demgegenüber höherem Elastizitätsmodul angeordnet ist, wobei die drei Schichten sich senkrecht zu der primären und der transversalen Rakelachse erstrecken. Die Reinigungskante befindet sich hier also an einer Schicht mit dem relativ höheren Elastizitätsmodul. Durch diesen Schichtaufbau kann sich die Rakel in Richtung der primären Rakelachse leichter deformieren als in der transversalen Rakelachse, wodurch von der Rakel aufgefangene Teilchen leichter weggewaschen werden können als bei den bekannten Rakelvorrichtungen.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besteht die Rakel aus einem Material mit relativ hohem Elastizitätsmodul und ist rohrförmig mit einem einen Teil des Rakelquerschnittes einnehmenden Hohlraum ausgebildet, der sich parallel zur Drehachse der Trommel erstreckt und in Richtung der primären Rakelachse relativ

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dünne Seitenwände aufweist, die zwei senkrecht dazu verlaufende Schichten verbinden. Durch diesen speziellen Hohlraum kann sich die Rakel leichter in Richtung der primären Rakelachse verbiegen als in der dazu senkrechten Richtung. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Hohlraum der Rakel mit einem Material relativ niedrigen Elastizitätsmoduls ausgefüllt sein.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch sind aus den übrigen Unteransprüchen ersichtlich. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen n'äher erläutert. Dabei zeigen die
Fig. 1 bis 4 je ein Ausführungsbeispiel im Querschnitt.

Die beschriebenen Rakelvorrichtungen sind besonders für ein Photokopiergerät mit flüssigem Entwickler geeignet. Bei einem solchen Gerät wird auf der photoempfindlichen Oberfläche der Trommel ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt und mit einer Entwicklerflüssigkeit entwickelt, die geladene Tonerteilchen enthält und somit selektiv an dem latenten Bild haften bleibt. Das auf diese vieise entwickelte Bild wird dann auf einen Aufzeichnungsträger übertragen, vorzugsweise aif gewöhnliches Schreibpapier, wo es fixiert wird. Da auf der Trommeloberfläche stets einige Tonerreste verbleiben, muß die Oberfläche vor dem nächsten Kopiervorgang gereinigt werden. Hierzu dienen die beschriebenen Rakelvorrichtungen.

In Fig. 1 ist eine drehbare Trommel 9 eines Photokopiergerätes dargestellt, an deren photoempfindlichen Oberfläche 10 eine Rakel 11 anliegt, welche nach dem Übertragungsvorgang auf der Oberfläche 10 verbliebene Tonerreste abwischt. Die Rakel 11 ist, beispielsweise durch eine über die Trommelbreite verteilte Anzahl von Schrauben, an einem Bügel 12 befestigt, der wiederum an einer

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Haltevorrichtung 13 angebracht ist, die um eine Achse 14 geschwenkt werden kann, so daß die Rakel 11 mit einer Reinigungskante 16 auf die Oberfläche 10 aufgesetzt und im Bedarfsfall abgeschwenkt werden kann. Die Reinigungskante 16 berührt die Oberfläche 10 dabei an einem Punkt, der um einen Winkel <£ von vorzugsweise 24° hinter dem Gipfelpunkt der Oberfläche 10 liegt.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Rakel 11 aus einer metallenen Trägerplatte M, beispielsweise aus Aluminium, und drei elastischen Schichten; einer weichen Schicht S aus e'inem Material mit relativ niedrigem Elastizitätsmodul und zwei härteren Schichten H₁ und H- aus einem Material mit demgegenüber höherem Elastizitätsmodul. Das Material hierfür darf von der Entwicklerflüssigkeit nicht angegriffen werden. Geeignete Materialien sind Teflon, Silikongummi, Polyester, Polyäthylen, Polyurethan usw. Vorteilhafterweise bestehen die Schichten H. und H„ aus einem Polyurethan mit einer Durometerhärte zwischen 75 und 80 (Shore A), beispielsweise aus "Elastacast" der Firma Acushnet Company, und die Schicht S aus Neoprengummi mit geschlossenen Poren.

Der Bügel 12 kann aus mit Chromsäure oder klareloxiertem Aluminium bestehen. Die Rakel 11 hat an ihren Enden hier nicht dargestellte Seitenteile, die sich radial bis unter die Trommeloberfläche erstrecken und den Trommelrand abwischen, um zu verhindern, daß Entwicklerflüssigkeit vor der Schlepprakel um die Rakel herum auf deren Rückseite gelangt.

Vor der Zusammenstellung der Schichten zur Rakel 11 wird die Schicht H₁ mit einem Grundiermittel, beispielsweise mit "Eccoprime", vorbehandelt, dann werden die Schichten mit Hilfe eines halbharten Klebers, z. B. mit "Eccobond 45 Klar" und "Catalyst-15 Klar"

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(1:2 Gewichtsteile), untereinander und mit der Trägerplatte M verklebt und ausgehärtet, beispielsweise 45 Minuten lang bei 70 C. (Die genannten Materialien sind von der Firma Emerson and Cuming, Inc. in Canton, Massachusetts, erhältlich.)

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schichten H₁, S und H₂ ungefähr 9,5 mm, 4,8 mm bzw. 3,2 mm dick. Die Breite der Rakel 11 senkrecht zu der primären Rakelachse 17, d.h. in Richtung der transversalen Rakelachse 18, beträgt ungefähr 12,7 mm.

Diese' Rakelanordnung widersteht Verformungen in Richtung der transversalen Rakelachse 18 in größerem Ausmaß als Verformungen in Richtung der longitudinalen primären Rakelachse 17. Die relativ hohe transversale Steifigkeit der Rakel 11 erhöht ihre Fähigkeit, Tonerreste zu entfernen, während die relative Verformbarkeit entlang der primären Rakelachse 17 verhindert, daß Tonerteilchen zwischen Rakel 11 und Trommeloberflache 10 eingekeilt werden, so daß die Möglichkeit des Zerkratzens der photoempfindlichen Oberfläche 10 durch Toner- und andere Teilchen erheblich verringert wird. Die Rakel 11 kann nach einer gewissen Betriebsdauer auch umgedreht werden, so daß eine Reinigungskante 19 zur Anlage an die Trommeloberfläche 10 kommt.

Die Rakel 11 wird als Schlepprakel eingesetzt, d.h. mit einem Anstellwinkel θ zwischen einer Tangente an die Trommeloberfläche 10 am Berührungspunkt zwischen Rakel 11 und Oberfläche 10 und der primären Rakelachse 17, der kleiner als 90 und vorzugsweise ungefähr 56° ist. Der Bügel 12 dient sowohl als Träger als auch als Anschlag für die Rakel 11, der die transversale Verformung auf einen Maximalwert von beispielsweise 1,6 mm begrenzt.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dar-

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gestellt, in welchem eine wieder als Sbhlepprakel ausgebildete Rakel 20 aus relativ hartelastischem Material, beispielsweise aus hartem Polyurethan, einen Hohlraum 21 aufweist, der entweder bereits beim.Ausformen oder aber spanabhebend gebildet worden ist. Die Rakel 20 ist hier an dem Bügel 12 durch Kleben befestigt. Infolge des Hohlraumes 21 hat die Rakel 20 relativ dünne Seitenwände 22 aus dem hartelastischem Material, wodurch sie für eine gute Reinigungswirkung eine verhältnismäßig hohe transversale Steifigkeit und eine relativ niedrige Steifigkeit entlang der primären Rakelachse 17 aufweist, um das Einklemmen von Fremdkörpern und damit das Zerkratzen der Trommeloberfläche zu verhindern.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel· der Erfindung gezeigt. Eine als Schlepprakel ausgebildete Rakel 30 aus relativ hartelastischem Material besitzt hier einen Hohlraum 31, der mit einem verhältnismäßig weichelastischem Material ausgefüllt ist. Auch hier ergibt sich wieder eine hohe transversale und eine niedrige longitudinale Steifigkeit entlang der. primären Rakelachse 17.

Fig. 4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, in welchem eine als Schlepprakel ausgebildete Rakel 40, beispielsweise durch Verkleben, an einer Haltevorrichtung 41 befestigt ist, die um eine Achse 42 verschwenkt werden kann. Ein Schlitz 43 in der Haltevorrichtung 41 gleitet auf einem Führungsstift 44 , der an einem hier nicht dargestellten Rahmen des Photokopiergerätes befestigt ist. Die Rakel 40 ist hier ähnlich der Rakel 11 mit drei elastischen Schichten aufgebaut, zwei harten Schichten H_ und H. und einer weichen Schicht S₁, die von diesen eingeschlossen wird. Genauso gut ist aber auch eine Rakel ähnlich den Rakeln 20 und 30 gemäß Fig. 2 und 3 geeignet.

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Die Haltevorrichtung 41 trägt hier weiterhin eine Auftragsvorrichtung 45 für eine Schmiermittelflüssigkeit, vorzugsweise für Entwicklerflüssigkeit, die in üblicher Weise in ein Rohr 4 6 gepumpt wird, das mit öffnungen 47 versehen ist und über die ganze Breite der Trommel 9 verläuft. Durch die öffnungen 47, die vorzugsweise gleichmäßig über das Rohr 46 verteilt sind, gelangt die Flüssigkeit entweder direkt oder über eine Reinigungswalze 48 auf die Trommeloberflache 10. Die Reinigungswalze 48 dreht sich im gleichen Sinne wie die Trommel 9, so daß sich an ihrer Berührungsfläche ihre beiden Oberflächen in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Dadurch wird etwas aus den Öffnungen 4 7 stammende Schmiermittelflüssigkeit aus der Reinigungswalze 48 herausgepreßt und durch Schwerkraft und Reibung zu dem Punkt geführt, an welchem die Rakel 40 die photoempfindliche Schicht 10 berührt. Durch diese Schmierung wird die Möglichkeit eines Zerkratzens der photoempfindlichen Oberfläche 10 durch eingeklemmte Tonerteilchen und andere Fremdkörper verringert. Ein Bügel 49 begrenzt wieder die transversale Verformung der Rakel 40.

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Claims

OR.-ING. DIPL.-IN-C. M". j:; DIPL.-PHV 3 DR. DIPL.-PHVS. CXPL-PHYS. Dft

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PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 44 201 b Anmelder: Nashua Corporation

t - 168 44 Franklin Street

3. Juli 1980 Nashua, New Hamshire 03061

USA

Patentansprüche :

Rakelvorrichtung in einem Photokopiergerät mit drehbarer Trommel zum Entfernen von Tonerresten von der photoempfindlichen Oberfläche der Trommel mit einer elastischen Rakel und einer Haltevorrichtung, welche eine Reinigungskante der Rakel über die Breite der Trommel in Kontakt mit der Oberfläche der Trommel zu bringen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel (11) als Schlepprakel ausgebildet ist und daß der wirksame Elastizitätsmodul der Reinigungskante (16) der Rakel (11) in einer primären Rakelachse (17) parallel zur Längskante des Rakelquerschnittes kleiner ist als in einer dazu senkrechten transversalen Rakelachse (18) parallel zur Querkante des Rakelquerschnitts.

2. Rakelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel (11) aus einer weichen Schicht (S) aus einem Material mit relativ niedrigem Elastizitätsmodul besteht, die zwi-

' sehen zwei härteren Schichten (H₁, H₀) aus einem Material mit demgegenüber höherem Elastizitätsmodul angeordnet ist, wobei die drei Schichten (S, H₁, H2) sich senkrecht zu der primären (17) und der transversalen Rakelachse (18) erstrecken. -

3. Rakelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel (20) aus einem Material mit relativ hohem Elastizitätsmodul besteht und rohrförmig mit einem einen Teil des Rakelquerschnittes einnehmenden Hohlraum (21) ausgebildet ist, der sich parallel zur Drehachse der Trommel (9) erstreckt und in Richtung der primären Rakelachse (17) relativ dünne Seitenwände (22) aufweist, die zwei senkrecht dazu verlaufende Schichten verbinden.

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4. Rakelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (31) der Rakel (30) mit einem Material relativ niedrigen Elastizitätsmoduls ausgefüllt ist.

5. Rakelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (13) eine Schwenkvorrichtung besitzt, mit welcher die Rakel (11) von einer Arbeitsstellung, in welcher ihre Reinigungskante (16) die Oberfläche (10) der Trommel (9) berührt, in eine Ruhestellung verschwenkbar ist, in welcher die Reinigungskante (16) einen Abstand von der Oberfläche (10) aufweist.

6. Rakelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (13) einen starren Bügel (12) besitzt, der in einem vorgegebenen Abstand von der Rakel (11) angeordnet ist und eine Auslenkung der Rakel (11) in Richtung der transversalen Rakelachse (18) zu begrenzen vermag, wenn sich die Rakel (11) in ihrer Arbeitsstellung befindet.

7. Rakelvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung der Trommel (9) gesehen vor der Rakel

(40) eine Auftragsvorrichtung (45) vorgesehen ist, welche eine Schmiermittelflüssigkeit auf eine an die Oberfläche (10) der Trommel (9) anstellbare Reinigungswalze (48) und/oder auf die Oberfläche (10) aufzutragen vermag und an der Haltevorrichtung

(41) befestigt ist.

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