DE3876403T2 - Reinigungsgeraet fuer eine ladungshaltende oberflaeche. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Kopiergerät und mehr im einzelnen ein Reinigungsgerät zum Entfernen von restlichem Toner und Ablagerungen wie beispielsweise Papierfasern und Kaolin von einer ladungshaltenden Oberfläche, die einen Bestandteil des Kopiergerätes bildet, mit anschließender elektrostatischer Trennung von Toner von den Ablagerungen.
• Bei elektrofotografischen Anwendungen wie beispielsweise der Xerografie wird eine ladungshaltende Oberfläche elektrostatisch geladen und einem Lichtmuster eines zu kopierenden Originalbildes ausgesetzt, um die Oberfläche in Übereinstimmung damit wahlweise zu entladen. Das resultierende Muster geladener und entladener Bereiche an der Oberfläche bilden ein elektrostatisches Ladungsmuster (ein elektrostatisches latentes Bild), das mit dem Originalbild übereinstimmt. Das latente Bild wird entwickelt, indem es mit einem fein verteilten elektrostatisch anziehbaren Pulver in Kontakt gebracht wird, das als Toner bezeichnet wird. Toner wird auf den Bildbereichen durch die elektrostatische Ladung an der Oberfläche gehalten. Auf diese Weise wird ein Tonerbild erzeugt in Übereinstimmung mit einem Lichtbild des Originals, das kopiert wird. Das Tonerbild kann dann übertragen werden auf ein Substrat (zum Beispiel Papier), und das daran angeheftete Bild, um eine permanente Aufzeichnung des zu kopierenden Bildes zu bilden. Anschließend an die Entwicklung wird auf der ladungshaltenden Oberfläche zurückgelassener überschüssiger Toner von der Fläche abgeputzt. Das Verfahren ist allgemein bekannt und nützlich für das Lichtlinsenkopieren von einem Original und für Kopieranwendungen von elektronisch erzeugten oder gespeicherten Originalen, wo eine geladene Oberfläche in einer Vielzahl von Arten bildweise entladen werden kann.
• Obwohl der überwiegende Teil des Toners, der das Bild bildet, während der Übertragung auf das Papier übertragen wird, verbleibt unweigerlich etwas Toner auf der ladungshaltenden Oberfläche, an der er gehalten wird durch relativ hohe elektrostatische und/oder mechanische Kräfte. Zusätzlich haben Papierfasern, Kaolin und andere Ablagerungen (debris) die Tendenz, an die ladungshaltende Oberfläche angezogen zu werden. Für optimalen Betrieb ist es wesentlich, daß der auf der Oberfläche verbleibende Toner gründlich von ihr abgeputzt wird.
• Eine kommerziell erfolgreiche Art der Reinigung, die in der automatischen Xerografie angewendet wird, verwendet eine Bürste mit weichen Faserborsten, welche geeignete triboelektrische Merkmale aufweisen. Während die Borsten weich genug sind, sind sie ausreichend fest, um restliche Tonerteilchen von der ladungshaltenden Fläche zu entfernen. Zusätzlich sind Flore oder Bänder aus weichen fasrigen oder klebrigen Materialien und andere Reinigungssysteme bekannt.
• Entwicklungen in letzter Zeit auf dem Gebiet des Beseitigens von restlichem Toner und Ablagerungen von einer ladungshaltenden Oberfläche haben zu Reinigungsaufbauten geführt, welche zusätzlich dazu, daß sie sich auf das physikalische Kontaktieren der zu bearbeitenden Oberfläche verlassen, auch auf elektrostatische Felder verlassen, die durch elektrisches Vorspannen eines oder mehrerer Teile in einem Reinigungssystem hergestellt werden.
• Es hat sich herausgestellt, daß das Herstellen eines elektrostatischen Feldes zwischen der ladungshaltenden Oberfläche und dem Reinigungsteil wie beispielsweise einer Faserbürste oder einer magnetischen Bürste die Toneranziehung zu der Reinigungsbürstenfläche verbessert. Eine vorgespannte "Enttonungseinrichtung" kann dazu verwendet werden, Toner von dem Reinigungsteil zu entfernen. Solche Anordnungen sind offenbart in US-A-3,572,923 an Fischer, US-A-3,655,373 an Fischer et al., US-A-3,780,391 an Leenhouts, 3,580,673 an Young und US-A-3,722,018 an Fischer. Die Erzeugung des elektrostatischen Feldes zwischen der Bürste und einem Fotorezeptor wird erreicht durch Anlegen einer Gleichspannung an die Bürste. Wenn die Fasern oder Körnchen, welche die Bürste bilden, elektrisch leitend sind und eine Vorspannung daran angelegt wird, wird, wie zu beobachten, das Reinigen effizienter, als wenn die Fasern oder Körnchen nichtleitend oder isolierend sind.
• EP 036290-B1 offenbart eine magnetische Bürste und eine isolierende Enttonungswalze, an welche beide elektrische Vorspannungen angelegt werden zum Herstellen der erwünschten elektrostatischen Felder zwischen der Bürste und dem Fotorezeptor und zwischen der Bürste und der Enttonungswalze. Das zwischen der leitenden Bürste und dem isolierenden Fotorezeptor hergestellte Feld ist so geartet, daß der Toner auf dem Fotorezeptor zu der Bürste angezogen wird. Wenn also der Toner auf dem Fotorezeptor positiv geladen ist, dann wäre das vorerwähnte Feld negativ. Um den Toner von der Bürste zu der Enttonungswalze anzuziehen, wird diese elektrisch vorgespannt auf ein größeres negatives Potential als die Bürste.
• US-A 4,494,863 an Laing offenbart eine Tonerbeseitigungseinrichtung zum Entfernen von restlichem Toner und Ablagerungen von einer ladungshaltenden Oberfläche nach der Übertragung von Tonerbildern von der Oberfläche. Diese Einrichtung ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Paares von Enttonungswalzen, einer zum Entfernen von Toner von einer vorgespannten Reinigerbürste und die andere zum Entfernen von Ablagerungen wie zum Beispiel Papierfasern, Kaolin usw. von der Bürste. Die Walzen sind elektrisch so vorgespannt, daß eine von ihnen Toner von der Bürste anzieht, während die andere Ablagerungen anzieht. Der Toner kann also wiederverwendet werden ohne Verminderung der Kopiequalität, während die Ablagerungen ausgesondert werden können. US-A 4,639,124 an Young et al. zeigt eine ähnliche Anordnung, welche von einer magnetischen Bürste gesammelte gefärbte Toner trennt. US-A 4,116,555 an Young et al. offenbart ähnlich eine Tonerentfernungseinrichtung, die gekennzeichnet ist durch die Verwendung eines Paares von Enttonungswalzen, einer zum Entfernen des Toners von einer vorgespannten magnetischen Reinigerbürste und die andere zum Entfernen von Toner falschen Vorzeichens (wrong sign toner).
• Eine Klingenreinigungsanordnung zum Entfernen von Toner von den Enttonungswalzen wird in den Xerox-Kopierern 1075 und 1090 verwendet. Diese Produkte verwenden einen 0,05 mm dicken Starretstahl-Shimwerkstoff als Abstreifklinge, die in einem Kanal mit einer Plastikhaltefeder gehalten wird. Wenn die Klinge wegen Verschleiß ersetzt werden muß, müssen die Klingen- und Schneckenkanalanordnung aus dem Reiniger entfernt werden, die Haltefeder entfernt werden, die Klinge entfernt werden, die neue Klinge eingesetzt werden, die Haltefeder wieder installiert werden und die Anordnung wieder in dem Reiniger installiert werden. Dies ist ein zeitaufwendiger Vorgang und ist schwierig durchzuführen. US-A 4,083,633 an Shanly und US-A 4,447,929 an Hennig et al. zeigen Klingenhalter, bei denen die Klinge durch ihre eigene Nachgiebigkeit und Reibungskontakt mit den Wänden des Klingenhalters in ihrer Stellung gehalten wird.
• In den Xerox-Kopierern 1075 und 1090 enthält die Klingenhalteanordnung die Lageraufbauten der Schneckenrohre. Diese Lagerungen haben die Gestalt von Aluminiumstrangpreßteilen, die sich in Aussparungen einschieben lassen, welche in dem Reinigergehäuse vorgesehen sind. Diese Anordnungen einschließlich der Schneckenrohre sind zum Reinigen entfernbar, falls erforderlich. Wenn der Reiniger in einem einzigen extrudierten Gehäuse vorgesehen wurde, was wegen der Kosten und der Montagevorteile wünschenswert ist, ist es möglich, daß Toner sich zwischen dem Schneckenrohr, dem Halter um die Schnecke herum und dem Reinigerpreßteil sammeln könnte. JP 57-198485 an Hida zeigt eine von einer Kopiermaschine abnehmbare Reinigungseinrichtung mit einem Gefäß, in welchem sich ansammelnder Toner sammelt, und eine Dichtung, welche bewirkt, daß der sich ansammelnde Toner in das Gefäß fällt. US-A 4,436,411 an Miyoshi zeigt eine Entwicklungseinrichtung mit einem Tonerteilchenverteiler mit einer hin- und hergehenden Gleitplatte zum Aufbrechen von zusammengeballten Massen, welche sich entlang den Seitenwänden des Tonerteilchenverteilers bewegen, um Verstopfung zu verhindern.
• Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Reinigungseinrichtung zum Entfernen von Toner und Ablagerungen von einer ladungshaltenden Oberfläche oder Fotorezeptorfläche.
• Gemäß der Erfindung wird ein Vervielfältigungsgerät geschaffen mit einer ladungshaltenden Oberfläche, einer Bildformungseinrichtung zum Bilden eines latenten Bildes auf der ladungshaltenden Oberfläche, einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes mit Toner, einer Transfereinrichtung zum Übertragen des entwickelten Tonerbildes von der ladungshaltenden Oberfläche auf eine Auflagefläche und einer Reinigungseinrichtung zum Entfernen von restlichem Toner und Ablagerungen von der ladungshaltenden Oberfläche, wobei die Reinigungseinrichtung umfaßt: eine Reinigungsbürste, die gelagert ist zur Drehung und zum Kontakt mit der ladungshaltenden Oberfläche, um restlichen Toner und Ablagerungen von dieser zu entfernen, wobei die Bürste elektrisch vorgespannt ist, um die Beseitigung von restlichem Toner und Ablagerungen von der ladungshaltenden Oberfläche zu unterstützen, und eine Enttonungseinrichtung, die zum Kontakt mit der Bürste gelagert ist und elektrisch vorgespannt ist zur Beseitigung von restlichem Toner und Ablagerungen von der Bürste, dadurch gekennzeichnet, daß die Enttonungseinrichtung benachbart einer oder mehreren der Positionen um die Bürste herum plaziert ist, wo die Bürstenborsten miteinander gebündelt werden als Ergebnis der Drehbewegung der Bürste und der Lösung der Bürstenborsten aus dem Reinigungskontakt mit der ladungshaltenden Oberfläche.
• Eine elektrisch vorgespannte Faserbürsten-Reinigungseinrichtung ist benachbart einer Fotorezeptorfläche angeordnet bei einer 12-Uhr-Position (bezüglich des Fotorezeptors) zum Entfernen von restlichem Toner und Ablagerungen, die darauf abgelagert werden während des Betriebs des Gerätes. Ein Paar elektrisch vorgespannter Enttonungswalzen ist um die Peripherie der Reingigungsbürste herum annähernd bei der 2-Uhr- und 4-Uhr-Position (bezüglich der Reinigungsbürste) angeordnet zum Entfernen von durch die Bürste gesammeltem Toner und Ablagerungen. Die genaue Position der ersten Enttonungswalze wird so nahe wie möglich an einem ersten Schwingungsknoten der Fasern gewählt, wobei die Schwingung der Fasern dadurch veranlaßt wird, daß sie den Bürstenkontakt mit dem Fotorezeptor verlassen. Das Positionieren der Enttonungswalze benachbart dem Schwingungsknoten verbessert die Beseitigung von Toner von der Bürste, da der Tonerbeseitigungsprozeß sich die Schwingungsenergie in der Bewegung der Fasern zunutze macht, welche dazu neigt, Luft, Toner und Ablagerungen von diesen auszutreiben.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung verbessert das Positionieren der Enttonungswalzen um die Faserbürste herum und nahe benachbart dem Fotorezeptor die Beseitigung von Toner und Ablagerungen von der Faserbürste. Die Enttonungswalzen werden vorgespannt zur Beseitigung von Toner und Ablagerungen, wobei mit ihnen ein besonderer Ladungspegel verknüpft ist. Wenn Toner durch die Faserbürstenborsten bewegt wird, findet eine schlecht verstandene triboelektrische Ladungsübertragung statt zwischen den Bürgtenborsten und dem Toner und Ablagerungen. Mit der Zeit verändert die triboelektrische Ladungsübertragung die Ladung an dem Toner und Ablagerungen über den Ladungspegel hinaus, der als optimal zum Entfernen durch vorgespannte Enttonungswalzen angesehen wird. Dementsprechend gestattet das Minimieren der triboelektrischen Ladungsübertragung durch Minimierung der Zeit, während der Toner und Ablagerungen der triboelektrischen Wirkung der Bürstenfasern unterworfen sind, daß der Toner der Beseitigung von den Bürstenfasern unterworfen wird, bevor die triboelektrische Wirkung die Ladung an dem Toner verändert hat über den optimalen Pegel zur Beseitigung durch die vorgespannten Enttonungswalzen hinaus.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gestattet die Anordnung der Enttonungswalzen auf einer gemeinsamen Seite der Faserreinigungsbürste, daß die Enttonungswalzen und das zugeordnete Lagerungs- und Sammelgerät im wesentlichen identisch sind, was einen wesentlichen wirtschaftlichen Herstellungsvorteil zuläßt. In dieser Hinsicht und in Vergleich zu anderen Sammlungsaufbauten sind die vorliegenden Enttonungswalzen jeweils versehen mit einem identischen Klingenreinigungsaufbau zur Beseitigung von angesammeltem Toner und Ablagerungen von den Walzen, wobei die Klingenreinigungseinrichtung eine mit dem Halter einteilige Klinge umfaßt, die mit einer Montageposition in dem Reinigungseinrichtungsgehäuse in Schiebeeingriff zu bringen ist.
• Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung liegt eine vorteilhafte Anordnung für die Lagerung der beschriebenen einigungseinrichtung in einem einteiligen Extrusionsteil, in welchem Aussparungen vorgesehen sind für die Lagerung der Enttonungswalzenanordnungen einschließlich der zugeordneten Lagerung von Enttonungswalzen-Reinigungsklingen, Schnecken für die Entfernung von Toner aus dem Bereich um die Klingen herum und Schneckenextrusionsauskleidungen, welche das Reinigen der Schneckenrohre zulassen, in welchen die Schnecken gelagert sind.
• Die Reinigungseinrichtung kann ein Reinigungsgehäuse umfassen, das in einteiliger Extrusion geformt und benachbart der ladungshaltenden Oberfläche gelegen ist, ferner eine im Querschnitt zylindrische Faserbürste, die in einem allgemein passenden Bürstenabschnitt gelagert ist, der in dem Reinigungsgehäuse zur Drehung und Kontakt mit der ladungshaltenden Oberfläche ausgebildet ist, um restlichen Toner und Ablagerungen von dieser bei einer 12-Uhr-Stellung zu entfernen, wobei die Bürste elektrisch vorgespannt ist, um die Beseitigung von restlichem Toner und Ablagerungen von der ladungshaltenden Oberfläche zu unterstützen, sowie erste und zweite Enttonungseinrichtungen, die in Enttonungsbereichauskehlungen gelagert sind, welche in dem Reinigungsgehäuse benachbart dem passenden Bürstenabschnitt ausgebildet sind zum Kontakt mit der Bürste und elektrisch vorgespannt sind zur Beseitigung von restlichen Ablagerungen bzw. Toner von der Bürste, wobei jede Enttonungseinrichtung eine Enttonungswalze in Kontakt mit der Faserbürste umfaßt, ferner ein Reinigungsklingenteil zum Abputzen von gesammeltem Toner oder Ablagerungen von den Enttonungswalzen und eine Schneckeneinrichtung zur Beseitigung von Toner aus der Enttonungseinrichtung zu einer Ausgabestelle.
• Alternativ kann die Reinigungseinrichtung umfassen: ein Reinigungsgehäuse, das in einer einteiligen Extrusion ausgebildet und benachbart der ladungshaltenden Oberfläche gelegen ist, ein Reinigungsklingenteil, das einteilig einen Klingenabschnitt und einen Halterabschnitt umfaßt, wobei der Halterabschnitt verschiebbar und abnehmbar in eine komplementäre Halteaussparung einsetzbar ist, die in dem Reinigungsgehäuse ausgebildet ist, um das Reinigungsklingenteil in seiner Arbeitsstellung benachbart einer Fläche zu halten, von welcher Toner zu entfernen ist, und eine Tonertransporteinrichtung zum Transportieren von entferntem Toner weg aus dem Bereich um das Reinigungsklingenteil herum.
• Die Reinigungseinrichtung kann auch umfassen: ein Reinigungsgehäuse , das in einer einteiligen Extrusion ausgebildet und benachbart der ladungshaltenden Fläche gelegen ist, eine Reinigungsklingenanordnung zum Entfernen von Toner von einer Oberfläche und eine Tonertransporteinrichtung zum Transportieren von entferntem Toner aus dem Bereich um das Reinigungsklingenteil weg und umfassend eine Schnecke zum Transport von entferntem Toner zu einem Ausgang, wobei die Schnecke in einer Schneckenauskehlung, die in dem Reinigungsgehäuse ausgebildet ist, zu einer Schneckenförderbewegung gelagert ist und den Toner durch die Schneckenauskehlung zu einem Ausgang bewegt, sowie eine Schneckenextrusionsverkleidung, die abnehmbar in die Schneckenauskehlung einsetzbar ist und eine mit der Schneckenextrusionsauskleidung einteilige Dichtungseinrichtung, um zu verhindern, daß Toner aus der Schneckenauskehlung entkommt.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
• Figur 1 einen schematischen Aufriß, der eine elektrofotografische Kopiermaschine darstellt, welche die Erfindung enthält; und
• Figur 2 eine schematische Darstellung eines in die Maschine von Figur 1 eingebauten Reinigers.
• Anhand der Figuren, die zum Zweck der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und nicht zu ihrer Beschränkung gezeigt werden, werden die verschiedenen Bearbeitungsstationen, die in der in Figur 1 dargestellten Kopiermaschine angewendet werden, nur kurz beschrieben. Zweifellos leuchtet es ein, daß die verschiedenen Bearbeitungselemente auch vorteilhafte Verwendung finden in elektrofotograf ischen Kopieranwendungen von einem elektronisch gespeicherten Original.
• Eine Kopiermaschine, in welcher die Erfindung vorteilhafte Anwendung findet, verwendet ein Fotorezeptorband 10. Das Band 10 bewegt sich in Richtung des Pfeiles 12, um aufeinanderfolgende Abschnitte des Bandes der Reihe nach durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen hindurch zu transportieren, die um seine Bewegungsbahn herum angeordnet sind.
• Das Band 10 ist herumgewunden um eine Abstreifwalze 14, eine Spannwalze 16, Leerlaufwalzen 18 und eine Antriebswalze 20. Die Antriebswalze 20 ist mit einem (nicht gezeigten) Motor gekoppelt durch eine geeignete Einrichtung wie beispielsweise einen Riemenantrieb.
• Das Band 10 wird in Spannung gehalten durch ein Paar Federn (nicht gezeigt), welche die Spannwalze 16 mit der gewünschten Federkraft nachgiebig gegen das Band 10 drücken. Die Abstreifwalze 18 sowie die Spannwalze 16 sind drehbar angebracht. Diese Walzen sind Leerlaufwalzen, welche frei rotieren, wenn sich das Band 10 in Richtung des Pfeiles 16 bewegt.
• Wie weiterhin anhand von Figur 1 erläutert wird, durchläuft ein Abschnitt des Bandes 10 anfänglich eine Ladestation A. Bei der Ladestation A laden zwei Koronaeinrichtungen 22 und 24 das Fotorezeptorband 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichförmiges negatives Potential.
• An einer Belichtungsstation B wird ein Originaldokument zur Beleuchtung mit Blitzlampen 32 mit der Vorderseite nach unten auf eine transparente Trägerplatte 30 gelegt. Von dem Originaldokument reflektierte Lichtstrahlen werden durch eine Linse 34 reflektiert und auf einen geladenen Abschnitt des Fotorezeptorbandes 10 projiziert, um die Ladung darauf wahlweise aufzulösen. Dies zeichnet ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Band auf, welches dem in dem Originaldokument enthaltenen Informationsbereich entspricht.
• Danach transportiert das Band 10 das elektrostatische latente Bild zu einer Entwicklungsstation C. Bei der Entwicklungsstation C bringt eine magnetische Bürstenentwicklereinheit 38 eine Entwicklermischung (das heißt Toner und Trägerkörnchen) in Kontakt mit dem elektrostatischen latenten Bild zu. Das latente Bild zieht die Tonerteilchen von den Trägerkörnchen an, wobei Tonerpulverbilder auf dem Fotorezeptorband 10 gebildet werden.
• Das Band 10 transportiert dann das entwickelte latente Bild zu einer Transferstation D. Bei der Transferstation D wird ein Blatt Trägermaterial wie zum Beispiel ein Papierkopierblatt in Kontakt mit den entwickelten latenten Bildern auf dem Band 10 verschoben. Zuerst wird das latente Bild auf dem Band 10 einem Vortransfer-Licht von einer (nicht gezeigten) Lampe exponiert, um die Anziehung zwischen dem Fotorezeptorband 10 und dem darauf befindlichen Tonerpulverbild zu vermindern. Sodann lädt eine Koronoerzeugungseinrichtung 40 das Kopierblatt auf das geeignet Potential auf, so daß es an das Fotorezeptorband 10 angeheftet wird und das Tonerpulverbild von dem Fotorezeptorband 10 zu dem Blatt angezogen wird. Nach der Übertragung lädt ein Koronagenerator 42 das Kopierblatt auf eine entgegengesetzte Polarität auf, um das Anheften des Kopierblattes an dem Band 10 zu lösen, woraufhin das Blatt bei der Abstreifwalze 14 von dem Band 10 abgestreift wird.
• Blätter aus Trägermaterial werden zu der Transferstation D zugebracht von Vorratsfächern 50, 52 und 54, welche verschiedene Mengen, Größen und Typen von Trägermaterialien aufnehmen können. Blätter werden entlang einem Förderer 56 und Walzen 58 zu der Transferstation D zugebracht. Nach der Übertragung bewegt sich das Blatt weiter in Richtung des Pfeiles 60 auf einen Förderer 62, welcher das Blatt zu einer Schmelzstation E transportiert.
• Die Schmelzstation E umfaßt eine Schmelzanordnung, die allgemein durch das Bezugszeichen 70 bezeichnet ist, welche die übertragenen Tonerpulverbilder permanent an den Blättern befestigt. Vorzugsweise umfaßt die Schmelzanordnung 70 eine erhitzte Schmelzwalze 72, die dafür vorgesehen ist, mit einer Stützwalze 74 in Druckkontakt zu stehen, wobei die Tonerpulverbilder die Schmelzwalze 72 kontaktieren. Auf diese Art wird das Tonerpulverbild permanent an das Blatt angeheftet.
• Nach dem Schmelzen werden Kopierblätter, die geschmolzene Bilder tragen, durch eine Glättungseinrichtung 76 gelenkt. Eine Rinne 78 führt das von der Glättungseinrichtung 76 vorrückende Blatt zu einer Auffangablage 80 oder einer Endbearbeitungsstation zum Binden, Heften, Kollationieren usw. und zur Entnahme aus dem Gerät durch den Bediener. Alternativ kann das Blatt von einem Duplexgatter 92 zugebracht werden zu einem Duplexfach 90, von welchem es zu dem Verarbeitungsgerät und dem Förderband 66 zurückgeführt wird zum Aufnehmen einer Kopie auf der zweiten Seite.
• Eine Vorreinigungs-Koronaerzeugungseinrichtung 94 ist dafür vorgesehen, restlichen Toner und Verunreinigungen (nachfolgend zusammenfassend als Toner bezeichnet) positiven Ladungen auszusetzen, um dadurch die Ladungsverteilung darauf einzuengen zu einer effektiveren Beseitigung bei einer Reinigungsstation F, die nachfolgend vollständiger beschrieben wird. Es wird in Betracht gezogen, restlichen Toner, der nach der Übertragung auf dem Fotorezeptorband 10 verbleibt, wiederzugewinnen und zu der Entwicklerstation C zurückzuführen durch eine von mehreren allgemein bekannten Aufbereitungsanordnungen und gemäß der nachfolgend beschriebenen Erfindung.
• Wie oben beschrieben, kann eine Kopiermaschine gemäß der Erfindung irgendeine von verschiedenen allgemein bekannten Einrichtungen sein. Veränderungen können erwartet werden in der spezifischen Verarbeitung, der Papierhandhabung und den Steueranordnungen, ohne die Erfindung zu beeinflussen.
• Erfindungsgemäß und unter Bezugnahme auf Figur 2 umfaßt die Reinigungsstation F eine Faserbürsten-Reinigungsanordnung mit zwei "Enttonungswalzen" (detoning rolls) zur Beseitigung von restlichem Toner und Ablagerungen (debris) von dem Band 10.
• Eine festgehaltene Faserreinigungsbürste 100 ist zur Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 102 über einen Motor 104 in einem Reinigungsgehäuse 106 gelagert und negativ vorgespannt mittels einer Gleichspannungsquelle 108. Wie in US-A 3,572,923 an Fischer et al. beschrieben, kann eine Faserbürste vorteilhaft eine große Zahl von leitenden Reinigungsfasern 110 umfassen, die an einem zylindrischen leitenden Teil 112 gelagert sind. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gehäuse 106 wirtschaftlich hergestellt werden in einer einteiligen Extrusion, wobei Aussparungen gemäß Bauteileanforderungen gebildet werden. Restlicher Toner und Verunreinigungen oder Ablagerungen wie beispielsweise Papierfasern und Kaolin werden von der Oberfläche des Fotorezeptorbandes 10 entfernt mittels einer Bürstenwirkung der Fasern 110 gegen das Band 10 und der elektrostatischen Ladung, die von der Gleichspannungsquelle 108 an die Fasern angelegt wird. In einem xerographischen System der hier offenbarten Art entfernt die Bürste 100 sowohl Toner wie auch Ablagerungen von dem Fotorezeptor, wobei der erstere eine positive und der letztere eine negative Ladung aufweist. Negativ geladene Verunreinigungen werden zusammen mit den positiv geladenen Tonerteilchen entfernt, an welchen sie haften können. Gemäß der Erfindung werden die Bürstenfasern 110, die von dem Band 10 entfernten Toner und Ablagerungen tragen, zuerst durch eine erste Enttonungswalze 110 kontaktiert, die gelagert ist zur Drehung in Richtung des Pfeiles 115, der gleichen Richtung wie die Bürste 100, mittels eines Motors 117. Eine elektrische Vorspannung wird an die erste Enttonungswalze 114 angelegt von einer Gleichspannungsquelle 116. Erfindungsgemäß ist die Enttonungswalze 114 in Arbeitsposition gegen die Bürste 100 gelagert, in geringem Abstand von der Position, in der die Bürstenfasern 110 den Kontakt mit der Oberfläche des Fotorezeptorbandes 10 verlassen. Die Position der Enttonungswalze 114 ist so gewählt, daß die Bürstenfasern 110 durch die Enttongungswalze kontaktiert werden in enger Nachbarschaft zu dem ersten Schwingungsknoten I, nachdem der Kontakt mit dem Fotorezeptor beendet ist. Das heißt, nachdem die Fasern den Kontakt mit dem Fotorezptor verlassen, besteht für die Fasern eine Neigung, partiell gedämpft zu schwingen. Diese Oszillationsbewegung bewirkt, daß Luft und Toner von der Bürste ausgestoßen werden an Knotenstellen, wo die Fasern zusammengebündelt sind, wie in der Zeichnung gezeigt. Eine Plazierung der ersten Enttonungswalze in geringem Abstand zu dieser Position läßt die Sammlung von ausgestoßenem Material zu. Es ist besonders beachtenswert, daß dieser ausgestoßene Toner und Ablagerungen eine relativ niedrige Ladung aufweisen und wahrscheinlich Toner mit falschem Vorzeichen (wrong sign toner) ist, der wünschenswert entfernt wird von Toner, welcher zu dem Entwicklergehäuse rezirkuliert wird, sowie leicht geladene Papierfasern oder Kaolin (nachfolgend gemeinsam als Ablagerungen bezeichnet). Die Schwingungsknotenpositionen variieren um den Umfang der Bürste herum gemäß der Geschwindigkeit der Reinigungsbürste. Es ist außerdem wünschenswert, daß diese Position auch nahe benachbart dem Fotorezeptor gelegen ist, so daß ein minimaler Zeitbetrag zugelassen wird für die Ladung zum triboelektrischen Ladungsaustausch zwischen dem Toner und Ablagerungen und den Bürstenfasern. Auf diese Weise kann der Vorspannpegel an den Enttonungswalzen so gewählt werden, daß eine optimale Anziehung von Ablagerungen erhalten wird.
• Eine zweite Enttonungswalze 120 ist zur weiteren Beseitigung des Großteiles von restlichem Toner von der Bürste vorgesehen an einer Stelle, die entlang der Umfangslinie der Bürste beabstandet ist. Ein Motor 122 treibt die Walze in der Richtung des Pfeiles 124 an, der gleichen Richtung wie die Faserbürste 100 und die Walze 114. Eine elektrische Vorspannung wird der Walze 120 von einer Gleichspannungsquelle 123 zugeführt. In einer Arbeitsausführung der beschriebenen Reinigungsanordnung ist die Reinigungsbürste auf ein Potential von etwa -250V vorgespannt, während die erste Enttonungswalze auf etwa -50V vorgespannt ist und die zweite Enttonungswalze auf etwa -650V vorgespannt ist. Also werden bei der ersten Enttonungswalze nur die leicht geladenen Ablagerungen und der Toner von falschem Vorzeichen von der Bürste entfernt, während der Großteil des Toners von der zweiten Walze entfernt wird zur Rezirkulation. In einer funktionsfähigen Ausführungsform waren die erste und die zweite Enttonungswalze etwa bei den 4- Uhr- und 2-Uhr-Stellungen um eine Reinigungsbürste herum (bezüglich der Reinigungsbürste) gelegen. Also sind die Enttonungswalzen um die Reinigungsbürste herum gelegen in Positionen von etwa einem Sechstel und einem Drittel einer Umdrehung von der Reinigungsposition aus in Richtung der Drehung der Bürste. Die Reinigungsbürste ist bei 12 Uhr gelegen bezüglich dem Fotorezeptorband 10. Natürlich können die Positionen der Enttonungswalzen entsprechend der Geschwindigkeit der Reinigungsbürste variieren.
• Auskehlungen 130 und 132 in dem Reinigungsgehäuse 106 sind vorgesehen zur Lagerung der Enttonungswalzen 114 bzw. 120 in diesen. In diesen Auskehlungen und von der Reinigungsbürste 100 entfernt sind Klingen- und Schneckenanordnungen gelegen für die Abstemmbeseitigung von Toner von den Enttonungswalzen und Bewegung des Toners zu einem Vorratsbereich oder zu der Entwicklungsstation. Es ist ein Vorteil der beschriebenen Erfindung, daß durch Anordnen der Enttonungswalzen auf einer einzigen Seite der Reinigungsbürste 100, vorzugsweise auf der "ansteigenden" Seite zwischen der 12-Uhr-Stellung und der 5- Uhr-Stellung an der Reinigungsbürste, die Enttonungswalze, die Klinge und die Schneckenanordnungen im wesentlichen identisch sein können. Dementsprechend ist jede Enttonungswalze versehen mit einer zugeordneten Reinigungsklinge 150, die in Abstemmkontakt (chiseling contact) mit jeder Enttonungswalze in einem gegossenen Klingenhalter 152 gelegen ist, welcher verschiebbar einzusetzen ist in einteilig ausgebildete, komplementäre Klingenhalteraussparungen 154 und 156 in dem Gehäuse 106. Die einteilige Anordnung der Klinge 150 und des Klingenhalters 152 gestattet ein einfaches Entfernen aus den Plattenhalteraussparungen 154 und 156 und einen Austausch ohne Sorge um einen Austausch einer federbelasteten Montageeinrichtung.
• Ablagerungen und Toner von den Enttonungswalzen 114 und 120 werden aus dem Reinigungsgehäuse beseitigt durch eine Schneckenanordnung, welche jeweils Ablagerungen zu einem Lagerbereich zur anschließenden Beseitigung und Toner zu der Entwicklerstation zur Wiederverwendung bewegt. Dementstprechend sind Schnecken 170 zur Drehbewegung in Schneckenauskehlungen 180 und 182 gelagert, die in dem Reinigungsgehäuse benachbart den Aussparungen 130 und 132 für die Enttonungswalzen ausgebildet sind. Die Schnecken sind in dem Reinigungsgehäuse innerhalb von Auskleidungen 184 gelagert, die in Kunststoff so ausgebildet sind, daß sie in die Schneckenauskehlungen passen, und die zur Reinigung und Wartung verschiebbar aus den Röhren zu entfernen sind. Die Auskleidungen 184 sind vorteilhaft mit einem Paar Flügeln 188 und 190 versehen, welche in Schlitzen 192, 194, 196 und 198 gelagert sind, die einteilig in den Schnekkenaukehlungen des Reinigungsgehäuses ausgebildet sind. Um zu verhindern, daß Toner und Ablagerungen in einen Raum zwischen der Kunststoffauskleidung und der Schneckenauskehlung eintritt, ist ein Foliendichtungsglied 200 an den Auskleidungen 184 vorgesehen, das mit einem Klebemittel an eine Außenfläche der Auskleidung 184 angefügt ist, so daß sie sich von dem Bereich zwischen den Auskleidungen und der Schneckenauskehlung auswärts erstreckt. Das Foliendichtungsglied 200 erstreckt sich zu der Klinge 150 hin in den Kontakt mit den Enttonungswalzen, so daß von der Enttonungswalze mit der Klinge abgestemmter Toner und Ablagerungen in dem Bereich benachbart der Klinge und der Schneckenanordnung gehalten wird und nicht in den Bereich zwischen der Kunststoffauskleidung und der Schneckenauskehlung eintritt. Mit der Klinge 150 dichtet die Foliendichtung 200 die Schneckenanordnung wirksam ab gegen den übrigen Teil der Reinigungsstation und verhindert, daß durch die Klinge und die Schnecke erzeugte Tonerwolken aus dem Schnecken/Klingenhohlraum dispergieren.
• Die Erfindung ist anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden. Offensichtlich kommen Abwandlungen Anderen in den Sinn beim Lesen und Verstehen der Spezifikation in Verbindung mit den Zeichnungen. Diese Ausführungsform ist nur ein Beispiel, und verschiedene Alternativen, Abwandlungen, Veränderungen oder Verbesserungen können durch Fachleute vorgenommen werden.

Claims (8)

1. Vervielfältigungsgerät mit einer ladungshaltenden Oberfläche (10), einer Bildformungseinrichtung (24,22,32,30,34) zum Bilden eines latenten Bildes auf der ladungshaltenden Oberfläche, einer Entwicklungseinrichtung (38) zum Entwickeln des latenten Bildes mit Toner, einer Transfereinrichtung (40) zum Übertragen des entwickelten Tonerbildes von der ladungshaltenden Oberfläche auf eine Auflagefläche und einer Reinigungseinrichtung (F) zum Entfernen von restlichem Toner und Ablagerungen von der ladungshaltenden Oberfläche, wobei die Reinigungseinrichtung umfaßt:

eine Reinigungsbürste (100), die gelagert ist zur Drehung und zum Kontakt mit der ladungshaltenden Oberfläche (10), um restlichen Toner und Ablagerungen von dieser zu entfernen, wobei die Bürste elektrisch vorgespannt ist (108), um die Beseitigung von restlichem Toner und Ablagerungen von der ladungshaltenden Oberfläche zu unterstützen,

und eine Enttonungseinrichtung (114), die zum Kontakt mit der Bürste gelagert ist und elektrisch vorgespannt ist zur Beseitigung von restlichem Toner und Ablagerungen von der Bürste,

dadurch gekennzeichnet, daß die Enttonungseinrichtung (114) benachbart einer oder mehreren der Positionen (I) um die Bürste herum plaziert ist, wo die Bürstenborsten miteinander gebündelt werden als Ergebnis der Drehbewegung der Bürste und der Lösung der Bürstenborsten aus dem Reinigungskontakt mit der ladungshaltenden Oberfläche.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Enttonungseinrichtungen (114,120), die benachbart aufeinanderfolgenden Position der Positionen um die Bürste herum plaziert sind.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Enttonungseinrichtungen (114,120) um die Bürste herum angeordnet sind in Positionen etwa bei einem Sechstel und einem Drittel einer Umdrehung aus der Reinigungsposition in Richtung der Drehung der Bürste.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enttonungseinrichtung oder die erste Enttonungseinrichtung (114) benachbart der ersten der Positionen um die Bürste herum nach dem Reinigungskontakt mit der ladungshaltenden Oberfläche angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Enttonungseinrichtung eine Enttonungswalze umfaßt, die zur Drehung und in Kontakt mit der Bürste gelagert ist, ferner ein Reinigungsklingenteil (150) zum Abputzen von gesammeltem Toner oder Ablagerungen von der Enttonungswalze und eine Schneckeneinrichtung (170) zur Beseitigung von Toner, der von der Enttonungswalze abgeputzt worden ist, zu einem Ausgang.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsklingenteil einteilig einen Klingenabschnitt (150) und einen Halterabschnitt (152) umfaßt, wobei der Halterabschnitt verschiebbar einsetzbar ist in eine komplementäre Halteraussparung (154,156), die in dem Reinigungsgehäuse und in Verbindung mit jeder Enttonungseinrichtung ausgebildet ist.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckeneinrichtung zur Beseitigung von Toner aus der Enttonungseinrichtung zu einem Ausgang innerhalb einer Schneckenauskehlung (180,182) gelegen ist, die in dem Reinigungsgehäuse in der Enttonungsbereichauskehlung ausgebildet ist und eine Schnecke (170) umfaßt, die zur Schneckenförderbewegung gelagert ist, um Toner durch die Schneckenauskehlung zu einem Ausgang zu bewegen, eine Schneckenextrusionsauskleidung (184), die abnehmbar einsetzbar ist in die Schneckenauskehlung, und eine mit der Schnekkenextrusionsauskleidung einteilige Dichtungseinrichtung (200), um zu verhindern, daß Toner aus der Schneckenauskehlung austritt.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenextrusionsauskleidung mit wenigstens einer Einpaßnase versehen ist, um die Schneckenextrusionsauskleidung korrekt zu positionieren in einem komplementären Einpaßschlitz, der in dem Reinigungsgehäuse innerhalb der Schneckenaussparung ausgebildet ist.