DE3116560C2

DE3116560C2 - Reinigungseinrichtung für ein Zweifarbenkopiergerät

Info

Publication number: DE3116560C2
Application number: DE3116560A
Authority: DE
Inventors: Fuyuhiko Wako Saitama Matsumoto; Shuichi Tokyo Tsushima
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-04-26
Filing date: 1981-04-25
Publication date: 1983-07-07
Also published as: DE3116560A1; US4673284A; JPS56151976A

Abstract

Eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen der zurückgebliebenen Tonerpartikel auf der isolierenden Oberfläche in einem Zweifarben-Kopiergerät weist eine rotierende Reinigungsbürste mit zwei Arten von Fasermaterialien, die mit entgegengesetzten Polaritäten geladen sind, und eine Abstreif- oder Flickereinrichtung auf, um die Reinigungsbürste in eine "flatternde" Bewegung zu bringen, um dadurch die Tonerpartikel zu entfernen, wenn sich die Bürste dreht.

Description

SS

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zur Entfernung der beiden verschiedenen, auf unterschiedliche Polaritäten aufladbaren Tonerarten, die auf der isolierenden Fläche eines Abbildungselementes eines Zweifarben-Kopiergerätes zurückgeblieben sind, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 22 18 918 ist ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Reinigungsbürste bekannt, deren leitfähige Borsten bzw. Borstenfäden elektrisch leitend mit der geerdeten Lagerung des Abbildungselementes verbunden sind. Diese Reinigungsbürste weist einen langhaarigen Flor aus PTFE-Endlosgarn auf, dem ein Metallfaden als Endlosfaden beigemengt ist.

Weiterhin sind Reinigungsvorrichtungen bekannt, um die Aufzeichnungsfläche von Toner unterschiedlicher Polarität zu befreien (GB-PS 1411198; GB-PS 14 73 277); zum Stand der Technik gehören auch spezieile Ausgestaltungen von Bürsten, um Toner einer vorgegebenen Polarität von einer Aufzeichnungsfläche abzubürsten (GB-PS 14 82 037; GB-PS 13 76 740).

Eine Reinigungsvorrichtung zur Entfernung der beiden auf unterschiedliche Polarität aufgeladenen Tonerarten, die auf der isolierenden Fläche eines Abbildungselementes eines Zweifarben-Kopiergerätes zurückgeblieben sind, der angegebenen Gattung, ist schließlich noch aus der DE-OS 23 58 235 bekannt und weist eine rotierende Reinigungsbürste, deren Fasern die isolierende Fläche berühren, sowie einen an den Fasern anliegenden Abstreifer auf.

Bei einer solchen Reinigungsvorrichtung treten insofern Probleme auf, als die Tonerteilchen durch elektrostatische Anziehungskräfte auf der isolierenden Fläche gehalten werden, also die Reinigungswirkung im allgemeinen nicht optimal ist Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie im vorliegenden Fall, mit zwei verschiedenen Polaritäten gearbeitet wird, also die sonst übliche Entladung der Tonerteilchen nicht ausreicht, um die elektrostatischen Anziehungskräfte aufzuheben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der auch die beiden, unterschiedlich aufgeladenen Tonerarten ohne großen konstruktiven Aufwand von der isolierenden Fläche entfernt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß mittels einer einzigen Reinigungsbürste die beiden Tonerarten entfernt werden können, also keine zweite Reinigungsbürste erforderlich ist, so daß diese Reinigungsvorrichtung insgesamt einen sehr kompakten Aufbau hat und nur wenig Raum benötigt wie es für die modernen Kleinkopiergeräte angestrebt wird. Trotzdem ergibt sich eine sehr gründliche Reinigung, da die elektrostatischen Anziehungskräfte durch die gezielte Aufladung der beiden Fasergruppen aufgehoben werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht eines elektrophotographischen Zweifarben-Kopiergerätes,

F i g. 2 und 3 eine Seitenansicht der Reinigungsbürste,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 3, und

Fig.5 und 6 Seitenansichten weiterer Ausführungsformen der Reinigungsbürste.

Anhand von F i %, 1 wird ein elektrostatisches Zweifarben-Kopiergerät beschrieben. Dieses Kopiergerät weist eine photoleitfähige Trommel 1 mit einem geerdeten, elektrisch leitenden Kern 2, einer inneren photoleitfähigen Schicht 3 und einer äußeren photoleitfähigen Schicht 4 auf. Jede der photoleitfähigen Schichten hat eine andere Spektralempfindlichkeit Mittels eines ersten Laders 5 wird eine gleichförmige

positive Ladung auf die Oberfläche der Trommel 1 und mittels eines zweiten Laders 6 wird eine negative Ladung auf die Trommel t im Dunklen aufgebracht, wodurch ein gleichförmiges geschichtetes Ladungsmuster auf der Trommel ausgebildet ist Durch eine bildmäßige Belichtung der Trommel 1 mit einem Lichtbild 7 wird ein elektrostatisches Bild auf den Schichten entsprechend den jeweiligen Farben, wie schwarz und rot, ausgebildet. Mittels einer ersten Entwicklungseinrichtung 8 werden positiv geladene Farbtonerpartikel, beispielsweise rote, und mit einer zweiten Entwicklungseinrichtung 9 werden negativ geladene Tonerpartikel, beispielsweise schwarze, aufgebracht Auf diese Weise wi^rd ein Zweifarben-Tonerbild auf der Trommel ί geschaffen. Das Tonerbild auf der Oberfläche der Trommel 1 wird mit Hilfe eines Vorladers in eines mit einer gleichförmigen Polarität, z. B. positiv umgewandelt Ein Kopierblatt P wird mittels einer (nicht dargestellten) Zuführeinrichtung mit derselben Oberflächengeschwindigkeit wie die der Trommel zugeführt und an dieser in Anlage gebracht um das Tonerbild auf das Kopierblatt P zu übertragen. Mittels eines Übertragungsladers 11 wird eine negative Übertragungsladung auf die Rückseite des Kopierblattes P aufgebracht um die Tonerbild-Übertragung zu erleichtern. Das Tonerbild wird dann durch von Heizrollen 19 erzeugte Wärme (und erforderlichenfalls mittels einer Andrückrolle) auf dem ICopierblatt P fixiert wodurch eine fertige, dauerhafte Kopie geschaffen ist

Nach der Übertragung wird mit einem Entlader 12 die Trommel 1 entladen, mit einer Reinigungseinrichtung 13 wird irgendwelcher Resttoner von der Trommel entfernt und mittels einer Löschlampe 14 wird die Trommel 1 vor dem nächsten Kopiervorgang gründlich entladen.

Die Reinigungseinrichtung 13 weist eine rotierende Bürste 17 auf, die einen Kern 16 mit einer Anzahl Fasern 15 hat die von diesem aus radial nach außen verlaufen. Die Bürstenfasern 15 können aus zwei Arten von Fasermaterialien hergestellt sein. Eines der Materialien, beispielsweise eine PoIy-4-Fluoräthylen-Faser (das eingetragene Warenzeichen TEFLON), wird durch die Berührung mit der Trommel 1 reibungselektrisch mit negativer Polarität geladen. Das andere Material, das eine Reyon- bzw. Kunstseidefaser oder eine Polyester-Faser sein kann, wird ebenfalls reibungselektrisch geladen, allerdings mit positiver Polarität

Die Reinigungsbürste 17 ist in der Reinigungseinrichtung 13 so gehaltert daß sie in oder entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist; sie wird aber vorzugsweise in derselben Drehrichtung wie die Trommel 1 gedreht Die Reinigungsbürste 17 kommt mit der Oberfläche der Trommel 1 in Berührung, und die jeweiligen Bürstenfasern entfernen aufgrund einer elektrostatischen Anziehungskraft die zurückgebliebenen Tonerpartikel.

Eine Abstreif- bzw. Flickerplatte 18 ist in axialer Richtung parallel zu der Bürste 17 angeordnet und dient dazu, die Bürstenfasern 15 in herkömmlicher Weise in eine »flatternde« Bewegung zu versetzen, wenn sich die ω Bürste dreht, um die Trennung der Tonerpartikel von den Bürstenfasern 15 zu erleichtern.

Die in Fig. 2 bis 6 dargestellten Ausführungsformen betreffen die Ausbildung und Verteilung der zwei Arten Fasermaterialien der Reinigungsbürste gemäß der Erfindung. Die erste Ausführungsform ist in F i g. 2 dargestellt TEFLON-Fasern und Reyon-Fasern sind durch lange gesonderte Stoff- oder Tuchstücke angebracht Die Stoff- oder Tuchstöcke sind jeweils abwechselnd spiral- bzw, schraubenförmig auf den Kern 16 geklebt Folglich sind auf der Reinigungsbürstenrolle 10 zwei schrauben- bzw, spiralförmige Bereiche 22 und 23 aus TEFLON- und Reyonfasern ausgebildet Die Breite W jedes Tuch- oder Stoffstreifens ist kleiner als 30 mm, und beträgt vorzugsweise 20 mm, um eine ungleichmäßige Reinigung zu vermeiden.

Beispiel 1

Zu Versuchszwecken wurde ein Gerät das dem in F i g. 1 dargestellten Kopiergerät entspricht erstellt Das photoieitfähige Teil bestand aus einem Aluminiumträger, einer ersten photoleitfähigen Schicht aus Zinkoxidharz, das mit Rose-Bengale sensibilisiert worden ist (Gewichtsverhältnis Zinkoxid : Harz=3 :1, wobei das Harz das Silikonharz KR 214 von Sinetsu Kagaku Co, Japan ist), wobei diese erste photoieitfähige Schicht in einer Dicke von 10 Mikron auf den Aluminiumträger aufgebracht wurde, und aus einer zweiten photoleitfähigen Schicht aus einer organischen Zusammensetzung einer 1 :1-Mischung aus PoIy-N-Vinylcarbazol (PVK) und 2,4,7-Trinitro-9-Fluorenon (TNF), die in einer Dicke von 20 Mikron aufgebracht war. Die erste photoieitfähige Schicht war unempfindlich gegenüber rotem Licht aber empfindlich gegenüber grünem Licht während die zweite Schicht eine panchromatische Lichtempfindlichkeit hatte. Eine Primärladung wurde im Dunkeln mit +6,5 kV aufgebracht um ein Oberflächenpotential von +1800 V zu erzeugen, und danach wurde eine Sekundärladung ebenfalls im Dunkeln mit —4,8 kV aufgebracht um das Oberflächenpotential auf +600 V zu erniedrigen. Eine Vorlage mit einem schwarzen und einem roten Flächenbereich auf einem weißen Untergrund wurde bildmäßig auf das photoieitfähige Teil aufgebracht und Oberflächenpotentiale von +400V, +30V und -600 V wurden auf dem schwarzen, dem weißen bzw. dem roten Flächenbereich erzeugt Der schwarze Flächenbereich wurde durch eine Entwicklung mit einer magnetischen Bürste mit Hilfe eines negativ geladenen schwarzen Toners von — \3\ic/g (μ Coulomb/Gramm) und der rote Flächenbereich wurde mit einem positiv geladenen roten Toner von +10μα^ entwickel. Nach der Übertragung des jeweiligen Tonerbildes auf das Kopierblatt betrug die Menge des auf der Oberfläche der Trommel zurückgebliebenen schwarzen Toners 0,11 mg/cm² und die des roten Toners betrug 0,15 mg/cm².

Nach der Übertragungseinrichtung waren der Entlader und die Reinigungseinrichtung angebracht. Die Reinigungsbürste 20 v/ar jeweils aus Fasergeweben mit einer Breite W von 20 mm gebildet, wobei die Länge L der jeweiligen Fasern 15 mm betrug. Etwa 8 mm des vorderen Rands der Faserbürste wurde mit der photoleitfähigen Trommel in Anlage gebracht, und das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Reinigungsbürste 20 zu der der Trommel 1 war auf 15:1 eingestellt Unter diesen Voraussetzungen betrug die Reinigungswirkung bezüglich der schwarzen Tonerpartikel 93% und die bezüglich des roten Toners betrug 95%. Die Reinigungswirkung wurde als das Verhältnis der Mengen der von der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel entfernten Tonerpartikel zu der Menge der zurückgebliebenen Tonerpartikel vor der Reinigung der Trommeloberf lach? festgelegt.

Beispiel 2
Die Arbeitsweise des BeisDiels 1 wurde wiederholt.

mit der Ausnahme, daß eine Reinigungsbürste 20 mit Polyesterfasern statt mit Reyon-Fasern verwendet wurde. Die Reinigungswirkung betrug 97% bezüglich der jeweiligen Tonerpartikel.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird ■> anhand der Fig.3 und 4 beschrieben. Bei dieser Reinigungsbürstenrolle 24 sind TEFLON-Fasern 25 und Reyon-Fasern 26 durch ein Stoff- oder Tuchstück mit einer gleichmäßigen Dichte, aber einer beliebigen Mischung bezüglich jeder Faser auf dem Kern 21 aufgebracht. Bei dieser Bürste ist die Dichte der jeweiligen Faser bezüglich der Reinigungswirkung wichtig. Die Dichte wurde festgelegt als (Durchmesser einer Faser) χ (Anzahl der Fasern auf einer Flächeneinheit). Das Verhältnis der Dichte der TEF-LON-Fasern zu den Reyon-Fasern wurde in einem Bereich von 5 : Vs, vorzugsweise von 3 : '/3, eingestellt. Dieses Dichteverhältnis wurde durch die Masse der jeweils beim Entwickeln benutzten Tonerpartikel bestimmt. Im allgemeinen ist bei einer zweifarbigen 21) Vorlage auf weißem Untergrund der schwarze Flächenbereich größer als der rote Flächenbereich, so daß die Anzahl der Bürstenfasern, die verwendet wird, um schwarze Tonerpartikel zu entfernen, größer sein sollte als die der Fasern, die verwendet wird, um rote Tonerpartikel zu entfernen.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise des Beispiels I wurde mit der Reinigungsbürste 24 gemäß der zweiten Ausführungsform wiederholt. Das Dichteverhältnis der TEFLON- zu den Reyon-Fasern betrug 2:1. Die Reinigungswirkung bezüglich des schwarzen Toners betrug 97% und die des roten Toners etwa 100%.

Beispiel 4

35

Statt der Reyon-Faser wurde die Polyesterfaser benutzt, und das Dichteverhältnis der TEFLON- z:i der Polyesterfaser betrug 1:1. Mit einer so ausgebildeten Reinigungsbürste 24 wurde die Arbeitsweise des Beispiels 1 wiederholt. Die .^inigungswirkung betrug bezüglich beider Tonerpartikel etwa 100%.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der F i g. 5 beschrieben. Bei dieser Reinigungsbürste 27 sind die TEFLON-Fasern und die Reyon-Fa- sern durch ein Tuch- oder Stoffstück auf dem Kern 21 in Form von abwechselnden bandförmigen Flächen 22 und 23 aufgebracht, die in axialer Richtung angeordnet sind. Der Abstand Pder jeweiligen bandförmigen Flächenbereiche 22 und 23 der Fasermaterialien ist vorzugsweise so kleiner als 50 mm. Da die schwarzen Tonerpartikel in einer größeren Menge verwendet werden als die roten Tonerpartikel, ist die Breite des Fasermaterials zum Entfernen des schwarzen Toners vorzugsweise größer als die des Fasermaterials zum Entfernen des roten Toners. Wenn beispielsweise die schwarzen Tonerpartikel mit positiver Polarität und die roten Tonerpartikel mit negativer Polarität geladen wurden, sollte die Breite 22 der TEFLON-Fasern vorzugsweise 50 mm und die Breite 23 der Reyon-Fasern 10 mm sein. In dieser Ausführungsform kann statt der Reyon-Fasern auch die Polyester-Faser verwendet werden.

Beispiel 5

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde mit einer Reinigungsbürste 27 dieser Ausführungsform wiederholt, wobei jedes Fasermaterial einen Abstand, d. h. eine Breite von 20 mm hatte. Die Reinigungswirkung bezüglich der schw .lrzen Tonerpartikel betrug 94% und die bezüglich der roten Tonerpartikel 95%.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Reinigungsbürste 28 sind die TEFLON-Fasern und die Reyon-Fasern durch ein Stoff- oder Tuchstück auf dem Kern 21 in Form eines Schachbrettmusters aufgebracht. Aus dem gleichen Grund wie bei der dritten Ausführungsform ist der Flächenbereich 22 der TEFLON-Fasei vorzugsweise größer als der der Reyon-Faser. Der Flächenbereich 22 der TEFLON-Fasern liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 80% der gesamten Umfangsfläche des Kerns. Außerdem sind die Flächenbereiche sowohl der TEFLON- als auch der Reyon-Fasern (an jeder Stelle der Reyon-Fasern) in der axialen Richtung der Bürstenrolle 28 angeordnet. Auch bei dieser Reinigungsbiirste 28 kann statt der Reyon-Faser die Polyester-Faser verwendet werden.

Beispiel *

Die Arbeitsweise des Beispiels I wurde mit der Reinigungsbürste 28 wiederholt, auf welcher quadratische Flächen mit einer Seitenlänge von 30 mm ausgebildet waren. Die Reinigungswirkung bezüglich der schwarzen Tonerpartikel betrug 96% und die bezüglich der roten Tonerpartikel 97%. Bei jeder Ausführungsform kann anstelle der Reyon- oder der Polyesterfaser ein elektrisch leitendes Fasermaterial verwendet werden.

Gemäß der Erfindung weist die Reinigungseinrichtung eine Bürstenrolle mit zwei Arten von Fasermaterialien auf, die mit entgegengesetzten Polaritäten geladen sind, wodurch eine äußerst einfache, aber wirksame Einrichtung geschaffen ist, um die restlichen zurückgebliebenen Tonerpartikel in einem elektrostatischen Zweifarben-Kopiergerät zu entfernen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer photoleitfähigen Trommel mit zwei photoleitfähigen Schichten in einem Zweifarben-Kopiergerät beschrieben worden ist. kann die Erfindung selbstverständlich auch auf einer isolierenden Räche mit zwei Tonerpartikelarten angewendet werden, die mit entgegengesetzten Polaritäten geladen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Reinigungsvorrichtung zur Entfernung der beiden auf unterschiedliche Polaritäten auffadbaren Tonerarten, die auf der isolierenden Fläche eines Abbildungselementes eines Zweifarben-Kopiergerätes zurückgeblieben sind,

a) mit einer rotierenden Reinigungsbürste, deren Fasern die isolierende Fläche berühren, und ι ο

b) mit einem an den Fasern anliegenden Abstreifer.dadurch gekennzeichnet, daß

c) die Reinigungsbürste (17; 20; 24; 27; 28) zwei mit unterschiedlichen Polaritäten aufladbare Fasergruppen (15; 22,23; 25,26) aufweist

Z Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fasergruppen (25,26) gleichförmig dicht, jedoch beliebig gemischt angeordnet sind.

3. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichteverhäitnis der einen Fasergruppe (25) zu der anderen Fasergruppe (26) im Bereich von 5 zu ¹A liegt

4. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fasergruppen (22,23) auf einem zylindrischen Kern (21) abwechselnd in einem schrauben- oder spiralförmigen Muster angeordnet sind (F i g. 2\

5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (W) der Flächenberekhe der beiden Fasergruppen (22, 23) kleiner als 30 mm ist

6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fasergruppen (22,23) auf einem zylindrischen Kern (21) in Form eines abwechselnden, in axialer Richtung verlaufenden Bandmusters angeordnet sind (F ig. 5).

7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Flächenbereiche der beiden Fasergruppen (22, 23) kleiner als 50 mm ist

8. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fasergruppen (22,23) auf einem zylindrischen Kern (21) in Form eines Schachbrettmusters angeordnet sind (F ig. 6).

9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche einer Fasergruppe (22) etwa 20 bis 80% der gesamten Umfangsfläche eines zylindrischen Kerns (21) annimmt.