ES2202545T3 - Polarizacion de cepillos para sistema de limpieza de cepillos electrostaticos dobles sin corona de prelimpieza para toner con carga tribioelectrica negativa. - Google Patents
Polarizacion de cepillos para sistema de limpieza de cepillos electrostaticos dobles sin corona de prelimpieza para toner con carga tribioelectrica negativa.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN METODO Y UN APARATO PARA LIMPIAR PARTICULAS DE TONER TRIBOELECTRICAS NEGATIVAS (95) DE UNA SUPERFICIE FOTORRECEPTORA MOVIL (10) SIN LA NECESIDAD DE UN COROTRON DE PRELIMPIEZA. PARA ELIMINAR LAS PARTICULAS RESIDUALES, UN PRIMER CEPILLO LIMPIADOR (100) SE POLARIZA NEGATIVAMENTE PARA ELIMINAR LAS PARTICULAS DE TONER POSITIVAMENTE CARGADAS (P) Y PARA APLICAR MAS CARGA NEGATIVA A LAS PARTICULAS NEGATIVAMENTE CARGADAS (T). ENTONCES, UN SEGUNDO CEPILLO LIMPIADOR, SITUADO CORRIENTE ABAJO DEL PRIMER CEPILLO LIMPIADOR (100), EN LA DIRECCION DEL MOVIMIENTO DEL FOTORRECEPTOR (10), ES POSITIVAMENTE POLARIZADO PARA ELIMINAR LAS PARTICULAS NEGATIVAS RESIDUALES DE TONER (T) DE LA SUPERFICIE DEL FOTORRECEPTOR (10) A MEDIDA QUE EL SEGUNDO CEPILLO (105) HACE CONTACTO CON LA MISMA.
Description
Polarización de cepillos para sistema de limpieza
de cepillos electrostáticos dobles sin corona de prelimpieza para
toner con carga tribioeléctrica negativa.
Esta invención se refiere a una impresora o
fotocopiadora electroestatográfica, y más concretamente se refiere a
un aparato y un procedimiento de limpieza para eliminar toner con
carga triboeléctrica negativa sin la utilización de un corotrón de
pre-limpieza.
Para el Revelado en Zona de Descarga (Discharge
Area Development/DAD) y por razones de calidad de imagen, se están
usando con mayor frecuencia toners con carga triboeléctrica
negativa en impresoras y fotocopiadoras electroestatográficas.
Estos toners están diseñados para tener, de modo inherente, carga
triboeléctrica negativa, y se cargan negativamente con un portador
de revelado positivo. El objeto de esta carga triboeléctrica
negativa de las partículas de toner es la eliminación efectiva de
dichas partículas de la superficie de formación de imagen.
El documento
US-A-5 257079 describe un cepillo de
limpieza polarizado eléctricamente con una corriente alterna para
eliminar partículas despolarizadas de una superficie de formación
de imagen. Las partículas de la superficie de formación de imagen
se descargan mediante un dispositivo de generación de corona
eléctrica. Un segundo dispositivo de limpieza, que puede incluir un
cepillo aislante, un cepillo conductor o una cuchilla, situados
corriente arriba del primer cepillo mencionado, en la dirección de
movimiento de la superficie de formación de imagen, elimina de dicha
superficie, adicionalmente, las partículas redepositadas.
El documento
US-A-4 545 669 describe un aparato
para, de modo simultáneo, cargar, exponer y revelar miembros de
formación de imagen a tensiones bajas que comprende un miembro
flexible de formación de imagen semitransparente y curvado, un
medio de fuente electrónica de formación de imagen, un miembro
desviador de haz de luz, un medio que contiene imanes en ellos, un
medio de rodillo de revelado que contienen imanes en ellos, un
medio de fuente de tensión para sensibilizar el medio de rodillo,
una fuente de tensión para el medio de rodillo de revelado, un
depósito de alimentación de revelador que contiene en él partículas
conductoras de revelador compuestas de partículas aislantes de
resina de toner y partículas conductoras de portador, una distancia
de sensibilización situada entre el miembro flexible de formación de
imagen y el rodillo de sensibilización, y una distancia de revelado
situada entre el miembro de formación de imagen y el rodillo de
revelado. El medio de rodillo de sensibilización y el medio de
rodillo de revelado se mueven en la misma dirección que el miembro
flexible de formación de imagen semitransparente y curvado. La
tensión generada por la fuente de tensión en la distancia de
sensibilización es de polaridad opuesta a la de la tensión generada
por la fuente de tensión en el rodillo de revelado, de modo que se
establezca un campo eléctrico de una polaridad predeterminada entre
el miembro flexible de formación de imagen semitransparente y
curvado y el medio de rodillo sensibilizador. El campo eléctrico
ejerce en el medio de rodillo de sensibilización y en la distancia
de sensibilización una fuerza electrostática en las partículas de
toner polarizadas que hace que estas partículas se muevan de modo
uniforme hacia el miembro de formación de imagen, sometiendo
subsiguientemente al miembro flexible de formación de imagen curvado
a la fuente de imagen electrónica por lo que la fuerza
electrostática ejercida en las partículas de toner junto a las
zonas de incidencia de luz del miembro flexible de formación de
imagen se incrementa, haciendo, de ese modo, que las partículas de
toner se depositen en el miembro flexible de formación de imagen,
siendo eliminadas las partículas de toner de las zonas no expuestas
a la luz del miembro flexible de formación de imagen curvado
mediante el rodillo de revelado y siendo reveladas en las zonas
expuesta a la luz.
A través del documento D1 de Lidblad N R et al:
"Dual Electrostatic Brush Cleaner For Cleaning Multiple Toner
Types", de fecha 1 de noviembre de 1990, publicado en el Xerox
Disclosure Journal, volumen 15, nº 6, páginas
463-466 XP000161173, se conoce un aparato para
eliminar partículas con carga triboeléctrica de una superficie
móvil, que comprende un primer cepillo electrostático con una
primera polarización, negativa, y un segundo cepillo electrostático
con una segunda polarización, positiva, estando situado dicho
segundo cepillo corriente abajo del primer cepillo, en la dirección
de movimiento de la superficie. Además de los cepillos primero y
segundo, el aparato está equipado con una posición de
pre-limpieza que incluye un dispositivo generador
corotrón de pre-limpieza. El dispositivo de carga
de pre-limpieza proporciona una corriente para
cargar las partículas residuales de la superficie, permitiendo que
algunas de ellas sean eliminadas por el primer cepillo.
El documento
EP-A-0 512 362 describe un aparato
similar, en particular un aparato que comprende dos cepillos con
cargas electrostáticas opuestas, posicionados uno corriente abajo
del otro, y un dispositivo de pre-limpieza situado
corriente arriba con respecto a los cepillos.
Expresado claramente y según un aspecto de la
presente invención, se proporciona un aparato según la
reivindicación 1, en particular un aparato para eliminar partículas
(95) con carga triboeléctrica de una superficie (10, 11) móvil,
teniendo dichas partículas una distribución de carga determinada,
comprendiendo el aparato:
- primer medio (100) de limpieza con una primera
polarización, que corresponde a la polaridad que resulta de la
distribución de carga de las partículas; y,
- segundo medio (105) con una segunda
polarización opuesta a dicha primera polarización y situados
corriente abajo del primer medio (100) de limpieza, en la dirección
de movimiento de la superficie (10, 11); y que comprende,
además,
- un alojamiento (70) para encerrar en él,
parcialmente, a los miembros primero y segundo (100, 105);
en el que dicho aparato trabaja sin un
tratamiento de pre-limpieza y el primer medio de
limpieza eliminan las partículas con carga opuesta a su polaridad e
inyectan cargas con su polaridad a las partículas que quedan en la
superficie, aumentando la carga de las partículas que quedan de
modo que puedan ser eliminadas por el segundo medio de limpieza, con
polaridad opuesta.
Siguiendo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento según la reivindicación
7, en particular un procedimiento para eliminar partículas (95) con
carga triboeléctrica negativa de una superficie móvil (10, 11),
teniendo dichas partículas una distribución de carga determinada,
comprendiendo el procedimiento únicamente las etapas de:
- cargar un medio primero (100) de limpieza de
modo correspondiente con la polaridad de las partículas que
resultan de la distribución de carga, para eliminar las partículas
de polaridad opuesta e inyectar cargas con su polaridad a las
partículas residuales, a medida que dicho primer medio (100) de
limpieza hacen contacto con la superficie (10, 11), a fin de
aumentar la carga de las partículas (95, P) restantes, y,
- cargar un segundo medio (105) de limpieza
situado corriente abajo del primer medio (100) de limpieza, en la
dirección de movimiento de la superficie (10, 11), de modo opuesto
a la polaridad de dicho primer medio (100) de limpieza, para
eliminar de la superficie (10, 11) las partículas restantes (95,
T), a medida que dicho segundo medio de limpieza hace contacto con
la superficie (10, 11), de modo que las cargas de ambas polaridades
sean eliminadas sin que se lleve a cabo ningún paso de
pre-limpieza.
- cargar negativamente un primer medio para
eliminar las partículas residuales polarizadas positivamente y
aumentar la carga negativa de las partículas residuales polarizadas
negativamente a medida que dicho primer medio hace contacto con la
superficie; y cargar positivamente un segundo medio, situado
corriente abajo del primer medio en la dirección de movimiento de
la superficie, para eliminar las partículas residuales polarizadas
negativamente de la superficie a medida que dicho segundo medio hace
contacto con la superficie.
Otras características de la presente invención se
pondrán de manifiesto, a modo de ejemplo solamente, a partir de la
descripción que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos, en
los que:
la figura 1 es una ilustración esquemática que
muestra el primer paso de un experimento para ilustrar el fenómeno
de inyección de carga;
la figura 2 es una ilustración gráfica de la
distribución de carga de toner mostrada en la figura 1;
la figura 3 es una ilustración esquemática del
segundo paso del experimento, que ilustra la inyección de
carga;
la figura 4 es una ilustración esquemática del
tercer paso del experimento, que ilustra la inyección de carga;
la figura 5 es una ilustración gráfica de la
distribución de carga del toner mostrada en la figura 4;
la figura 6 es una ilustración esquemática del
fenómeno de inyección de carga usando un limpiador de cepillo;
las figuras 7 a 10 muestran ilustraciones
gráficas de la distribución de carga de toner con carga
triboeléctrica negativa en diferentes pasos de la operación de
limpieza de la figura 6;
la figura 11 muestra una ilustración esquemática
de la presente invención para la limpieza de toner con carga
triboeléctrica negativa sin corotrón de
pre-limpieza;
la figura 12 muestra una distribución bipolar de
carga del resto P de toner del fotorreceptor después de la
transferencia;
la figura 13 muestra una distribución de carga
del resto T de toner del fotorreceptor que pasó bajo el cepillo de
limpieza polarizado negativamente; y,
la figura 14 es una ilustración esquemática de un
aparato de impresión que incorpora el aparato de la presente
invención.
Para la comprensión general de una máquina
electroestatográfica de impresión o fotocopiado en color a la que
pueda incorporarse la presente invención, se hace referencia a los
documentos US-A-4 599 285 y
US-A-4 679 929, que describen la
imagen en un proceso de formación de imagen con revelado en
múltiples pasadas y con transferencia en una sola pasada. Aunque
tanto el procedimiento como el aparato de limpieza de la presente
invención se adaptan particularmente bien para su utilización en una
máquina electroestatográfica de impresión o fotocopiado en color,
resultará evidente a partir de la descripción que sigue que son
perfectamente adecuados, también, para usar en una amplia
pluralidad de dispositivos y no están necesariamente limitados a las
realizaciones particulares descritas y mostradas en esta
memoria.
Con referencia ahora a los dibujos, cuyo
propósito es describir una realización preferida de la invención y
no limitarla, las diversas posiciones de tratamiento empleadas en
la máquina de reproducción ilustrada en la figura 14 serán descritas
con brevedad.
Una máquina de reproducción, en la que la
presente invención encuentra una utilización ventajosa, utiliza un
miembro retentivo de carga, o fotorreceptor, en forma de cinta
fotoconductora 10 que consiste en una superficie 11 fotoconductora o
de formación de imagen y un sustrato conductor de electricidad y
transmisor de luz. La cinta 10 está montada para moverse pasando
por la estación o posición A de carga, la posición B de exposición,
las posiciones C de revelado, la posición D de transferencia, la
posición E de fusión y la posición F de limpieza. La cinta 10 se
mueve en la dirección de la flecha 16 para hacer avanzar partes
sucesivas de ella de modo secuencial a través de las diversas
posiciones de tratamiento dispuestas en torno a la trayectoria del
movimiento de la misma. La cinta 10 es hecha desplazar en torno a
una pluralidad de rodillos 18, 20 y 22, pudiendo ser usado este
último para proporcionar la tensión adecuada de la cinta 10 del
fotorreceptor. El motor 23 hace girar al rodillo 20 para hacer
avanzar la cinta 10 en la dirección de la flecha 16. El rodillo 20
está acoplado al motor 23 a través de medios adecuados tales como
una transmisión por correa (no mostrada).
Como puede verse con referencia adicional a la
figura 14, inicialmente, partes sucesivas de la cinta 10 pasan a
través de la posición A de carga. En la posición A de carga, un
dispositivo de tratamiento corona tal como un escorotrón, corotrón o
dicorotrón, indicado en general mediante el número de referencia
24, carga la cinta 10 con un potencial uniforme elevado,
selectivamente positivo o negativo. Puede emplearse cualquier
control adecuado, bien conocido en la técnica, para controlar el
dispositivo 24 de tratamiento corona.
A continuación, las partes polarizadas de la
superficie fotoconductora de la cinta 10 son hechas avanzar a
través de la posición B de exposición. En la posición B de
exposición, la superficie 11 fotoconductora o de formación de
imagen, uniformemente polarizada, de la cinta 10 se expone a un
dispositivo 25 de escaneado a base de láser de entrada y/o salida,
que hace que la superficie 11 fotoconductora o de formación de
imagen se descargue de acuerdo con la salida del dispositivo de
escaneado (que es, por ejemplo, un Escáner de Trama de Salida
(ETS)).
El fotorreceptor o cinta 10, que está polarizado
inicialmente con una cierta tensión, experimenta una descarga en la
oscuridad hasta un determinado nivel de tensión. Cuando se dispone
en la posición B de exposición, se descarga a potencial casi cero o
potencial de tierra para obtener la zona de imagen con todos los
colores.
En la posición C de revelado, un sistema de
revelado, indicado en general con el número de referencia 30, hace
avanzar a los materiales de revelado para ser hechos poner en
contacto con las imágenes electrostáticas latentes. El sistema de
revelado 30 comprende aparatos reveladores primero 42, segundo 40,
tercero 34 y cuarto 32. (Sin embargo, este número puede aumentar o
disminuir en función del número de colores, es decir, en este caso
se hace referencia a cuatro colores, por lo tanto, hay cuatro
alojamientos de revelador.) El primer aparato revelador 42
comprende un alojamiento que contiene un rodillo donante 47, un
rodillo magnético 48 y material 46 revelador. El segundo aparato
revelador 40 comprende un alojamiento que contiene un rodillo
donante 43, un rodillo magnético 44 y material 45 revelador. El
tercer aparato revelador 34 comprende un alojamiento que contiene
un rodillo donante 37, un rodillo magnético 38 y material 39
revelador. El cuarto aparato revelador 32 comprende un alojamiento
que contiene un rodillo donante 35, un rodillo magnético 36 y
material 33 de revelado. Los rodillos magnéticos 36, 38, 44 y 48
hacen llegar el toner a los rodillos 35, 37, 43 y 47
respectivamente. A continuación, los rodillos donantes 35, 37, 43 y
47 hacen llegar el toner a la superficie 11 de formación de imagen
del fotorreceptor o cinta 10. Se hace notar que los alojamientos 32,
34, 40, 42 de revelado y cualesquiera alojamientos de revelado
subsiguientes deben estar libres de suciedad, para no perturbar la
imagen formada por el aparato de revelado precedente. Los cuatro
alojamientos contienen material revelador 33, 39, 45 y 46 de colores
escogidos. La carga eléctrica se consigue por medio de la fuente de
alimentación 41, conectada eléctricamente con los aparatos
reveladores 32, 34, 40 y 42.
Se hacen avanzar láminas de sustrato o material
de soporte 58 hacia la posición D de transferencia desde una
bandeja de alimentación (no mostrada). Las láminas son alimentadas
desde la bandeja mediante un alimentador de láminas (no mostrado,
tampoco) y son hechas avanzar hacia la posición D de transferencia a
través de un dispositivo 60 de carga por tratamiento corona.
Después de la transferencia, las láminas continúan moviéndose en la
dirección de la flecha 62, hacia la posición E de fusión.
La posición E de fusión incluye un conjunto de
fusión, indicado en general con el número de referencia 64, que
fija de modo permanente las imágenes transferidas de polvo de toner
a las láminas. Preferiblemente, el conjunto 64 de fusión incluye un
rodillo de fusión 66 calentado, destinado a aplicarse mediante
presión con un rodillo 68 auxiliar, poniéndose en contacto las
imágenes de polvo de toner con el rodillo de fusión 66. De esta
manera, la imagen de polvo de toner se fija de modo permanente a la
lámina.
Después de la fusión, las láminas de copias se
dirigen a una bandeja de retención (no mostrada) o posición de
acabado para ser unidas, grapadas, inspeccionadas, etc., y para ser
retiradas de la máquina por parte del operario. Alternativamente, la
lámina puede ser hecha avanzar a una bandeja doble (no mostrada)
desde la que será hecha retornar al equipo de tratamiento para ser
provista de una segunda copia en el otro lado. Para presentar el
segundo lado a fin de recibir la copia se requiere, generalmente,
cambiar entre sí las posiciones de los bordes anterior y posterior,
así como un número impar de inversiones de lámina. Sin embargo, si
se desea sobreponer información en forma de información adicional o
de segundo color en el primer lado de la lámina, no se requiere
cambiar las posiciones de los bordes. Ciertamente, la vuelta de las
láminas para copiado doble o sobrepuesto puede realizarse
manualmente. El toner residual y los restos que queden en el
fotorreceptor o cinta 10 después de hacerse cada copia, pueden
retirarse en la posición de limpieza F mediante un cepillo u otro
tipo de sistema 70 de limpieza.
En la presente invención, no se requiere un
tratamiento de pre-limpieza después de la
transferencia cuando la polaridad de cepillo de un CESD (es decir,
cepillo electrostático doble) es negativa (-)/positiva (+), es
decir, cuando, en la dirección de movimiento del fotorreceptor, el
primer cepillo tiene carga negativa y el segundo cepillo tiene
carga positiva. En la presente invención, después de retirarse las
partículas de toner residual con carga positiva, a las partículas
restantes se les proporciona una carga negativa mayor, para que
puedan eliminarse de modo eficaz mediante el segundo cepillo,
polarizado positivamente. En la presente invención, el proceso de
cargar negativamente el toner mediante el primer cepillo se
denomina fenómeno de inyección de carga.
Experimentos de laboratorio han mostrado que una
polaridad (-/+) de carga de cepillo elimina de modo efectivo las
distribuciones de carga de toner transferido. La densidad típica de
masa de toner, después de la transferencia, es, aproximadamente, de
0,05 mg/cm^{2}. En experimentos de laboratorio se han eliminado
densidades de masa de toner de hasta 0,7 mg/cm^{2}, que es un
incremento sensible de la densidad de la masa de toner que puede
eliminarse de un fotorreceptor sin un tratamiento de
pre-limpieza. Se ha determinado, también, que pueden
eliminarse densidades de masa de toner incluso mayores aumentando,
simplemente, la velocidad de rotación (rpm) del cepillo, o
aumentando la densidad de ligamento del cepillo, es decir, el número
de impactos de fibra de cepillo en las partículas de toner. De ese
modo, en la presente invención, cuando las partículas de toner
tengan de forma natural carga triboeléctrica negativa, puede usarse
un limpiador CESD con polaridad (-/+) de carga de cepillo para
eliminar dichos toners con carga triboeléctrica negativa sin
corotrón de pre-limpieza.
Para mostrar cómo mediante la presente invención,
utilizando inyección de carga, se limpia de modo efectivo sin
corotrón de pre-limpieza, se proporciona la
siguiente descripción de experimentos de laboratorio usados para
determinar la polaridad de cepillo preferida, a fin de eliminar, de
modo efectivo, la distribución de carga del toner residual. Las
figuras 1, 3 y 4 muestran un simple experimento en tres pasos que
pone de manifiesto el fenómeno de inyección de carga y la polaridad
de cepillo preferida. Se hace referencia ahora a la figura 1, que
ilustra, de modo esquemático, el primer paso del experimento para
mostrar el fenómeno de inyección de carga. En primer lugar, el toner
95 con carga triboeléctrica negativa se carga positivamente con un
corotrón 96 de pre-limpieza positivo. Esta
distribución de carga de toner se muestra gráficamente en la figura
2. La pequeña zona R rayada de la distribución ilustra la magnitud
de la carga negativa de las partículas 95 de toner presente después
del tratamiento (+) de pre-limpieza mostrado en la
figura 1. El toner 95, con carga triboeléctrica negativa, se carga
positivamente, de modo predominante, mediante el corotrón o corona
96 de pre-limpieza positivo.
Se hace referencia ahora a la figura 3, que
muestra, de modo esquemático, el segundo paso del experimento. Se
utilizó un alambre conductor delgado para simular una fibra de
cepillo conductora. (Sin embargo, se hace notar que en la presente
invención puede usarse cualquier elemento conductor que proporcione
una carga negativa, incluyendo una cuchilla conductora polarizada
negativamente). El alambre 97 se cargó a -250 voltios, y fue hecho
desplazar a través de la imagen de toner polarizada positivamente,
en la dirección de la flecha 98. Si se producía inyección de carga,
la cabeza 99 de cerilla de toner (véase la figura 4) desarrollada
en el alambre 97 se hacía más negativa a medida que el toner era
eliminado del fotorreceptor o cinta 10.
Se hace referencia ahora a la figura 4, que
muestra el paso final de este experimento de laboratorio. La
distribución de carga de toner en el alambre 97 fue medida y se
muestra en la figura 5. A partir de la zona S rayada en el lado
negativo del gráfico mostrado en la figura 5, resulta evidente que,
después del paso segundo, hay más toner con carga negativa. La
carga negativa del toner se incrementa desde, aproximadamente, el
19% del primer paso hasta, aproximadamente, el 48% del tercer paso,
como se muestra en la figura 5. Este aumento de la carga negativa
del toner resulta evidente, también, en la distribución Q/D
mostrada en la figura 5, en la que Q es la carga y D es el diámetro
de una partícula. En la figura 5, la distribución de carga de toner
es la distribución de carga de un material de toner determinada
mediante la relación carga/diámetro para cada tamaño de partícula
del material de toner. Esto se denomina espectrograma de carga.
De ese modo, este experimento mostró que el
alambre negativo 97 (en este caso) inyectaba carga al toner cuando
el alambre 97 era hecho poner en contacto con el toner. Un segundo
experimento muestra, además, que el alambre con carga negativa, u
otro dispositivo polarizado negativamente, inyecta carga a las
partículas de toner cuando es hecho poner en contacto con las
partículas de toner.
El segundo experimento muestra las mediciones de
la distribución de carga hechas en un cepillo 100, polarizado
negativamente, utilizado para eliminar toner del fotorreceptor o
cinta 10. La figura 6 es una ilustración, esquemática, que muestra
el fenómeno de inyección de carga cuando el cepillo elimina el
toner del fotorreceptor o cinta 10 y cuando el rodillo para
eliminar toner residual retira el toner del cepillo. En este caso,
la inyección de carga da lugar a un defecto de
re-depósito N en el fotorreceptor o cinta 10. Las
figuras 7 a 10 muestran las distribuciones de carga medidas en el
cepillo 100 y en el fotorreceptor o cinta 10. Después del
tratamiento 96 de pre-limpieza, la distribución de
carga de toner se muestra en la figura 7. Como se muestra mediante
dicha figura 7, después de la pre-limpieza positiva
hay una pequeña cantidad de toner con carga negativa, mostrada
mediante la zona rayada designada por J'. La mayor parte del toner
mostrado mediante el resto de toner J en la figura 6, se elimina
del fotorreceptor o cinta 10 mediante el cepillo 100, polarizado
negativamente. Ello se ilustra, en el cepillo 100, mediante el resto
K curvado; (es decir, se trata realmente de un resto de toner en el
cepillo 100). La distribución de carga de este resto K de toner se
muestra en la figura 8. Ya resulta evidente que ha tenido lugar una
cierta inyección de carga, porque la distribución de carga es más
negativa, como se muestra mediante la zona K' rayada. A medida que
el cepillo 100 gira, una parte del resto K se elimina mediante el
rodillo 101 para eliminar toner residual. La parte eliminada del
residuo se representa mediante el resto L de la figura 6. El rodillo
101 para eliminar toner residual tiene una carga negativa mayor que
el cepillo 100, con objeto de eliminar el toner residual. El toner
que queda en el cepillo después de la eliminación de toner residual
se designa por M. La distribución de carga de toner correspondiente
a este resto se muestra en la figura 9, indicándose la parte
negativa mediante la zona rayada M'. De nuevo, aumenta la carga
negativa del toner, haciendo, entonces, que el resto M sea más
negativo que el resto K. Puesto que el cepillo 100 está polarizado
negativamente, el toner negativo del resto M es repelido por el
cepillo 100 hacia el fotorreceptor o cinta 10, para dar lugar al
defecto del re-depósito del resto de toner designado
por N. La distribución de carga de este toner N
re-depositado presenta incluso una mayor carga
negativa, como se muestra mediante la distribución de carga N', que
muestra, además, que el cepillo 100, polarizado negativamente, y el
rodillo 101 para eliminar toner residual, polarizado negativamente,
están inyectando carga negativa al toner con carga triboeléctrica
negativa.
La figura 11 muestra un tipo de defecto de
imagen, causado por la inyección de carga, que puede producirse con
un cepillo electrostático doble en una impresora o fotocopiadora.
Después de la transferencia, la distribución de carga de toner es
casi bipolar, como muestra la figura 12. La zona rayada P' es la
parte negativa de la distribución de carga. En la presente
invención, se utiliza un cepillo 100 polarizado negativamente para
eliminar el toner 95 con carga triboeléctrica negativa del
fotorreceptor o cinta 10. Una parte de la imagen (designada por P)
es recogida por el cepillo 100, y una parte (designada por T) queda
en el fotorreceptor o cinta 10 después de la limpieza mediante el
cepillo 100, con carga negativa. (T es la parte del toner que pasa
bajo el cepillo 100 y corresponde a un defecto de imagen y a toner
re-depositado procedente del cepillo 100.) La parte
T de toner que queda en el fotorreceptor o cinta 10 es más negativa
que el toner P de entrada. La distribución de carga del toner T se
muestra en la figura 13, y la zona rayada designada por T' es la
parte negativa de la distribución. Para eliminar el resto T de
toner, se utiliza un cepillo 105 polarizado positivamente como
limpiador secundario, en la dirección del movimiento (flecha 16)
del fotorreceptor o cinta 10. Incluso aunque este resto de toner T
tenga una cierta carga positiva, el cepillo 105, polarizado
positivamente, elimina dicho resto T de toner. Se ha demostrado
experimentalmente que un cepillo polarizado positivamente eliminará
una distribución de carga de toner con carga triboeléctrica negativa
cuyo valor de la relación Q/D se encuentre entre -1,7 y +0,45
fC/\mum, con, aproximadamente, dieciocho impactos de fibra. Y, si
se aumenta la cantidad de impactos de fibra en las partículas de
toner, el cepillo eliminará, incluso, toner con mayor carga
positiva. Siempre hay afinidad entre un cepillo positivo y un toner
con carga triboeléctrica negativa, aunque las partículas de toner
tengan una cierta carga positiva "real".
En la presente invención, el hecho de que un
limpiador polarizado negativamente, seguido de un limpiador
polarizado positivamente, en la dirección de movimiento de la
superficie de formación de imagen, funcione sin un tratamiento de
pre-limpieza, se debe a que el primer limpiador,
polarizado negativamente, elimina la parte positiva de las
partículas residuales de la superficie de formación de imagen e
inyecta una carga a las restantes partículas de la superficie,
haciendo que las partículas residuales se vuelvan más negativas. De
ese modo, el segundo limpiador, polarizado positivamente, tiene la
polaridad correcta para eliminar esta parte T de toner. De hecho, en
la presente invención se ha forzado experimentalmente el limpiador
aumentando la densidad de la masa de toner y la carga negativa del
toner de entrada, haciendo que fuera más difícil eliminar P. De ese
modo el toner T residual tiene una mayor densidad de masa y una
carga negativa más elevada. Sin embargo, en la presente invención
el segundo limpiador, polarizado positivamente, todavía limpiaba el
toner T, porque este toner T tiene la carga correcta. En
consecuencia, en la presente invención, el fenómeno de inyección de
carga que se produce con un cepillo de limpieza con carga negativa
y toner con carga triboeléctrica negativa, hace posible el
funcionamiento de un limpiador CES doble sin tratamiento de
pre-limpieza alguno.
Como recapitulación, la presente invención
utiliza el fenómeno de inyección de carga para ayudar a limpiar la
superficie del fotorreceptor sin pre-limpieza,
cargando los dos limpiadores (por ejemplo, cepillos) de forma
opuesta. Las partículas de toner con carga triboeléctrica están
polarizadas negativamente. Para eliminar las partículas residuales,
se carga negativamente un primer cepillo de limpieza, en la
dirección del movimiento de la superficie, para eliminar el toner
positivo (+) y cargar adicionalmente las partículas negativas. A
continuación, se carga positivamente el segundo cepillo, para
permitir que las partículas de toner (-) residual negativo sean
atraídas y eliminadas de la superficie a medida que dicho segundo
cepillo es hecho poner en contacto con la superficie. Por otra
parte, la presente invención reduce los costes, al eliminar la
necesidad de un corotrón de pre-limpieza.
Es evidente, por lo tanto, que según la presente
invención, se proporcionan cargas opuestas a los cepillos
electrostáticos dobles sin utilizar un corotrón de pre- limpieza,
con objeto de eliminar toner con carga triboeléctrica negativa,
satisfaciendo plenamente los objetivos y ventajas establecidas
anteriormente en este documento. Aunque esta invención se ha
descrito en conjunto con una realización específica de la misma, es
evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones
resultarán obvias a los expertos en la técnica. En consecuencia,
está previsto incluir todas las alternativas, modificaciones y
variaciones de ese tipo que pertenezcan al ámbito de las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1. Aparato para eliminar partículas (35) con
carga triboeléctrica de una superficie (10, 11) móvil, teniendo
dichas partículas una distribución de carga determinada,
comprendiendo el aparato:
primer medio (100) de limpieza, que tiene una
primera polarización que se corresponde con la polaridad que
resulta de la distribución de carga de las partículas; y,
segundo medio (105) de limpieza, que tiene una
segunda polarización opuesta a dicha primera polarización y
situado corriente abajo del primer medio (100) de limpieza en la
dirección de movimiento de la superficie (10, 11); comprendiendo,
además,
un alojamiento (70) para encerrar en él,
parcialmente, los primer y segundo medios (100, 105) de
limpieza;
en el que dicho aparato funciona sin un
tratamiento de pre-limpieza, y el primer medio de
limpieza elimina las partículas polarizadas de forma opuesta a su
polaridad, e inyecta cargas, con su polaridad, a las partículas que
quedan en la superficie, aumentando la carga de las partículas que
quedan, de modo que puedan ser eliminadas mediante el segundo medio
de limpieza, con polaridad opuesta.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que
el primer medio (100) de limpieza está polarizado
negativamente.
3. Aparato según la reivindicación 1, en el que
el primer medio (100) de limpieza está polarizado
positivamente.
4. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el primer medio (100) de limpieza
comprende un primer cepillo.
5. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el segundo medio (105) de
limpieza comprende un segundo cepillo.
6. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 4 o 5, en el que cada cepillo (100, 105) está
polarizado electrostáticamente.
7. Un procedimiento para eliminar partículas (95)
con carga triboeléctrica negativa de una superficie (10, 11) móvil,
teniendo dichas partículas una distribución de carga determinada,
comprendiendo el procedimiento, únicamente, las etapas de:
cargar un primer medio (100) de limpieza de modo
correspondiente a la polaridad de las partículas que resultan de la
distribución de carga, para eliminar las partículas de polaridad
opuesta e inyectar cargas con su polaridad a las partículas
residuales a medida que dicho primer medio (100) de limpieza hace
contacto con la superficie (10, 11) a fin de incrementar la carga
de las partículas (95, P) restantes, y,
cargar un segundo medio (105) de limpieza,
situado corriente abajo del primer medio (100) de limpieza en la
dirección de movimiento de la superficie (10, 11), de modo opuesto
a la polaridad de dicho primer medio (100) de limpieza, para
eliminar las partículas (95, T) restantes de la superficie (10, 11)
a medida que dicho segundo medio de limpieza hace contacto con la
superficie (10, 11), de modo que se eliminen cargas de ambas
polaridades sin que se lleve a cabo ninguna etapa de
pre-limpieza.
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