DE60019832T2

DE60019832T2 - Kombinierte Auflade- und Reinigungsklinge

Info

Publication number: DE60019832T2
Application number: DE60019832T
Authority: DE
Inventors: Michael F. Zona
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: DE60019832D1; EP1031889A1; BR0000961A; US6134405A; EP1031889B1; BR0000961B1; JP2000250289A

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf elektrofotografische Reproduktionsmaschinen und insbesondere Auflade- und Reinigungsstationen in einer elektrostatografischen Reproduktionsmaschine. Besonders bezieht sich diese Erfindung auf eine derartige elektrostatografische Reproduktionsmaschine, welche eine kombinierte Aufladung und Reinigung einschließt.
Im Allgemeinen schließt der Prozess der elektrostatografischen Reproduktion wie er in elektrostatografischen Reproduktionsmaschinen stattfindet, das Laden eines fotoleitenden Elements auf ein im wesentlichen gleichförmiges Potential ein, um die Oberfläche desselben zu sensibilisieren. Ein geladener Abschnitt der fotoleitenden Oberfläche wird bei einer Belichtungsstation mit einem aus Licht bestehenden Bild eines Originaldokuments, welches reproduziert werden soll, belichtet. Typischerweise wird ein Originaldokument, welches reproduziert werden soll, entweder manuell oder mittels einer automatischen Dokumentenhandhabung auf einer Platte für eine derartige Belichtung in zu registrierender Stellung angeordnet.
Das Belichten eines Bildes eines Originaldokumentes wie etwa dasjenige auf der Belichtungsstation zeichnet ein elektrostatisches verborgenes Bild des Originalbildes auf dem fotoleitenden Element auf. Das aufgezeichnete verborgene Bild wird nachfolgend unter Verwendung einer Entwicklungsvorrichtung durch Aufbringen eines geladenen, trockenen oder flüssigen Entwicklermaterials in Kontakt mit dem verborgenen Bild entwickelt. Allgemein werden zweikomponentige oder einkomponentige Entwicklermaterialien verwendet. Ein typisches zweikomponentiges trockenes Entwicklermaterial weist magnetische Trägerkörnchen mit schmelzbaren Tonerpartikeln auf, welche an denselben triboelektrisch anhaften. Ein einkomponentiges trockenes Entwicklermaterial, welches ausschließlich Tonerpartikel umfasst, kann ebenso verwendet werden. Das durch eine der artige Entwicklung ausgebildete Tonerbild wird nachfolgend bei einer Übertragungsstation auf ein Kopierblatt übertragen, welches zu dieser Station geführt wird, und auf welchem das Tonerpartikelbild daraufhin erhitzt und dauerhaft aufgeschmolzen wird, um eine "Kopie" des Originalbildes zu schaffen.
Es ist bekannt, eine Anzahl von Elementen und Komponenten einer elektrostatografischen Reproduktionsmaschine in der Form von kunden- oder nutzertauschbaren Einheiten (customer replaceable unit: CRU) auszubilden. Typischerweise werden derartige Einheiten jeweils als eine Kassette ausgebildet, welche in den Maschinenrahmen durch einen Kunden oder Nutzer eingesetzt oder aus demselben entfernt werden kann. Reproduktionsmaschinen wie etwa Kopierer und Drucker schließen üblicherweise Verbrauchsmaterialien wie etwa Toner, volumenbegrenzende Komponenten wie etwa ein Abfalltonerbehälter und lebensdauerbegrenzende Komponenten wie etwa einen Fotoaufnehmer und eine Reinigungseinrichtung ein. Weil diese Elemente der Kopiermaschine oder des Druckers öfters ausgetauscht werden müssen, werden diese höchstwahrscheinlich in eine tauschbare Kassette wie oben eingebaut.
Daher gibt es verschiedene Typen und Größen von Kassetten, welche variieren zwischen Kassetten für ein einziges Maschinenelement, wie etwa eine Tonerkassette bis zu alles-in-einem Kassetten für die Ausbildung des elektrostatografischen Tonerbildes und den Übertragungsprozess. Insbesondere kann die Auslegung einer alles-in-einem Kassette sehr kostenaufwendig und kompliziert sein durch eine Notwendigkeit, die Lebensdauerzyklen von verschiedenen Elementen zu optimieren, wie auch alle notwendigen Elemente zu integrieren, wobei die Bildqualität nicht vernachlässigt werden darf.
Der elektrostatografische Druckprozess schließt sechs Schritte oder Stationen innerhalb der Druckmaschine ein. Der erste dieser Schritte ist der Ladeschritt, welcher durch eine Ladestation durchgeführt wird. Der zweite dieser Schritte ist der bilderzeugende Schritt, welcher an der Belichtungsstation durchgeführt wird. Der dritte Schritt ist der Entwicklungsschritt, welcher an der Entwicklungsstation durchgeführt wird. Der vierte Schritt ist der Übertragungsschritt, welcher an der Übertragungsstation stattfindet. Der fünfte Schritt ist der Schmelzschritt, welcher an der Schmelzstation stattfindet. Der sechste Schritt ist der Reinigungsschritt, welcher an der Reinigungsstation durchgeführt wird.
Eine typische elektrostatografische Druckmaschine nach dem Stand der Technik ist in 2 als Druckmaschine 1 gezeigt. Die Druckmaschine 1 schließt eine fotoleitende Oberfläche, hier in Form einer fotoleitenden Walze 2 gezeigt, ein. Wenngleich die Druckmaschine gemäß 2 in der Form einer Walze gezeigt ist, schließen Druckmaschinen nach dem Stand der Technik ebenso ein flexibles Band ein, welches durch Walzen abgestützt ist (nicht gezeigt).
Die Druckmaschine 1 schließt eine Ladestation A ein, an welcher ein verborgenes Bild auf eine fotoleitende Walze 2 angewandt wird. Die Ladestation A schließt ein Ladecorotron 3 zur Erzeugung von Ionen ein, um die Walze 2 zu laden. Das Ladecorotron 3 kann jedes beliebige Corotron sein, welches in der Lage ist, eine Ladung auf die Walze 2 anzuwenden. Beispielsweise kann das Corotron 3 ein Corotron vom Drahttyp einschließen.
Die Druckmaschine 2 schließt weiterhin eine bilderzeugende Station B ein, an welcher ein Bild durch Belichten eines Abschnitts des verborgenen Bildes ausgebildet wird, welches bei der Ladestation A ausgebildet wurde. Die bilderzeugende Station B kann die Form einer Nichtlinsenbildstation oder einer optischen Abtasteinrichtung vom Lasertyp der Bildstation sein.
Die Druckmaschine 1 schließt weiterhin eine Entwicklungsstation C ein, an welcher Markierungspartikel verwendet werden, um das verborgene Bild zu entwickeln, welches durch die bilderzeugende Station B ausgebildet wurde. Die Entwicklungsstation C kann beispielsweise eine Walze 4 zum Transport von Markierungspartikeln zu der Walze 2 einschließen.
Die Druckmaschine 1 schließt weiterhin eine Übertragungsstation D ein, bei welcher das durch die Entwicklungsstation C entwickelte Bild auf ein Blatt übertragen wird.
Die Druckmaschine 1 schließt weiterhin eine Schmelzstation E auf, an welcher das entwickelte Bild durch Schmelzwalzen 5 auf das Blatt aufgeschmolzen wird.
Die Druckmaschine 1 schließt weiterhin eine Reinigungsstation F auf, bei welcher die fotoleitende Walze 2 von Verunreinigungen und restlichen Partikeln gereinigt wird, so dass die Druckmaschine 1 bei der Ladestation A wieder aufgeladen werden kann. Die Reinigungsstation F kann beispielsweise eine Tonerentfernungswalze, eine rotierende Bürste, oder, wie in 2 gezeigt, eine Reinigungsklinge 6 einschließen zum Entfernen von Verunreinigungen und restlichen Tonerpartikeln von der fotoleitenden Walze 2.
Eine alternative Form der Maschine aus dem Stand der Technik ist als Druckmaschine 1' in der 3 gezeigt. Die Druckmaschine 1' schließt eine fotoleitende Oberfläche in Form einer fotoleitenden Walze 2 ein. Die fotoleitende Oberfläche kann alternativ dazu in der Form eines Bandes sein, welches durch Walzen abgestützt wird (nicht gezeigt). Die Druckmaschine 1' schließt eine Ladestation A' ein, bei welcher eine Ladung auf die fotoleitende Walze 2 angewendet wird. Beispielsweise kann die Ladestation A' eine vorgespannte Ladewalze 7 einschließen, welche Ladung auf die fotoleitende Walze 2 anwendet.
Nachdem die fotoleitende Oberfläche aufgeladen wurde, wird die fotoleitende Oberfläche bei der bilderzeugenden Station B' belichtet. Bei der Belichtungsstation B' wird die geladene Oberfläche belichtet, um ein verborgenes Bild auszubilden. Die Belichtungsstation kann ein Lichtlinsensystem oder ein Lasersystem mit Rasterausgabe sein.
Bei der Entwicklungsstation C' wird das verborgene Bild mit Markierungspartikeln entwickelt, um ein entwickeltes Bild auszubilden. Die Markierungspartikel werden zu der fotoleitenden Walze 2 beispielsweise durch eine Entwicklerwalze 8 transportiert.
Bei der Übertragungsstation D' wird das von der Entwicklungsstation C' entwickelte Bild auf ein Blatt übertragen.
Bei der Schmelzstation E' wird ein Satz von Schmelzwalzen 9 verwendet, um das entwickelte Bild auf das Blatt aufzuschmelzen.
Bei der Reinigungsstation F' wird die Reinigungsklinge 6 verwendet, um überschüssige Markierungspartikel und Verschmutzung von der fotoleitenden Walze 2 zu entfernen, so dass der xerographische Prozess erneut an der Ladestation A' beginnen kann.
Druckmaschinen nach dem Stand der Technik wie die Druckmaschine 1 der 2 und die Druckmaschine 1' der 3 erfordern getrennte Vorrichtungen für die Ladestation und für die Reinigungsstation. Die Ladestation und die Reinigungsstation erfordern sowohl teure Hardware als auch erhebliche Zusammenbauzeit und Kosten. Weiterhin stellt die Erfordernis für getrennte Reinigungs- und Ladesysteme eine erhöhte Entwicklungsdauer dar, um ein xerographisches System zu entwickeln, welches in der Druckmaschine sachgemäß arbeitet. Weiterhin bedeutet die Erfordernis für getrennte Reinigungs- und Ladestationen ein großes, umständliches xerographisches System. Überlegungen zu Komponentengröße und Gewicht begrenzen die Flexibilität der Auslegung für die Druckmaschine mit getrennten Reinigungs- und Ladestationen. Weiterhin erfordern das Reinigungs- und das Ladesystem jeweils Platz entlang der fotoleitenden Oberfläche, was nach sich zieht, dass das xerographische System groß wird.
Ladeeinrichtungen nach dem Stand der Technik sind besonders mit Problemen befrachtet. Beispielsweise sind Ladeeinrichtungen vom Corotrontyp gemäß 2 eine erhebliche Ozonquelle. Es wurden Anstrengungen unternommen, um Ozon zu reduzieren, welches von Corotroneinrichtungen erzeugt wird. Beispielsweise kann ein Umwickeln mit Karbonpapier hinzugefügt werden, um das Corotron abzuschirmen oder es kann eine tiefe AG-Beschichtung auf das Corotrongitter angewandt werden. Das Einwickeln mit Karbonpapier und die AG-Beschichtung dienen dazu, das Ozon zu reduzieren, welches durch die Corotroneinrichtung erzeugt wird. Trotz der Anstrengungen, das Ozon des Corotrons zu reduzieren, tendieren Corotrone dazu, eine erhebliche Quelle für Ozonemission darzustellen.
Der alternative Typ einer Ladeeinrichtung besteht in der Form einer Vorspannungsladewalze. Eine Vorspannungsladewalze berührt den Fotoaufnehmer und kann eine Abnutzung der fotoleitenden Oberfläche verursachen.
JP 07333946 A (Patent Abstract of Japan) beschreibt eine bilderzeugende Einrichtung. Eine Prozesskassette umfasst eine fotoleitende Walze und ein elektrisierendes Element und an demselben angebracht ein Reinigungselement, wobei das Reinigungselement an der Oberfläche der fotoleitenden Walze anliegt. Das Reinigungselement verursacht einen Spalt zwischen dem elektrisierenden Element und der fotoleitenden Walze, so dass eine elektrisierende Oberfläche des elektrisierenden Elements der Oberfläche der fotoleitenden Walze gegenüberliegt.
JP 05094118 A (Patent Abstract of Japan) beschreibt eine bilderzeugende Einrichtung. Die Einrichtung umfasst eine Reinigungsklinge, welche leitfähig ist und mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist und daher ebenso in der Lage ist, die Walze der bilderzeugenden Einrichtung zu laden. Ein elektrisch leitfähiger Metallkörper, von welchem aus sich die Reinigungsklinge erstreckt und welcher die Ladung von einer Ladungsquelle zu der Reinigungsklinge überträgt, wird nicht beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Prozesskassette für die Verwendung in einer elektrostatografischen Druckmaschine zu verbessern. Dieses Ziel wird durch Bereitstellung einer Prozesskassette gemäß Anspruch 1 erreicht.
Vorzugsweise umfasst der Abschnitt der Klinge Urethan.
Vorteilhafterweise schließt der Abschnitt der Klinge ein Additiv ein, um die elektrische Leitfähigkeit zu unterstützen.
Vorzugsweise ist das Element eingerichtet, um eine elektrische Spannung von mindestens 1000 Volt Wechselstrom von der Ladungsquelle zu empfangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bei der nachstehenden, eingehenden Beschreibung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen:
1 ist eine schematische Ansicht einer elektrophotografischen Druckvorrichtung, welche eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 ist eine schematische Ansicht einer elektrophotografischen Druckvorrichtung nach dem Stand der Technik, welche ein Ladecorotron zum Laden und eine getrennte Reinigungsklinge zum Reinigen verwendet;
3 ist eine schematische Ansicht einer weiteren elektrophotografischen Druckvorrichtung nach dem Stand der Technik, welche eine vorgespannte Ladewalze zum Laden und eine getrennte Reinigungsklinge zum Reinigen verwendet;
4 ist eine schematische Ansicht einer elektrophotografischen Kopiermaschine, welche eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
5 ist eine schematische Ansicht einer elektrofotografischen Druckmaschine mit einer Rasterausgabeabtastung für die Belichtung und einer photoleitenden Walze, wobei die Maschine eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
6 ist eine schematische Ansicht einer elektrophotografischen Druckmaschine mit einer Rasterausgabeabtastung für die Belichtung und einem photoleitenden Band, wobei die Maschine eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
7 ist eine schematische Ansicht eines Lade- und Reinigungssystems für die Verwendung in einer elektrophotografischen Druckmaschine, wobei das Lade- und Reinigungssystem eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
8 ist eine Seitenansicht eines Prozesskassettenmoduls, welches eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
9 ist eine teilweise perspektivische Ansicht der zweistufigen Ladung und Dosierung der kombinierten Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in der Richtung der Pfeile der kombinierten Lade- und Reinigungsklinge der 9;
11 ist eine vordere senkrechte Verdeutlichung einer beispielhaften, kompakten elektrostatografischen Reproduktionsmaschine, welche eine kombinierte Lade- und Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet; und
12 ist eine perspektivische Ansicht der Maschine der 11.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Wenngleich die vorliegende Erfindung nachfolgend in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform derselben beschrieben wird, ist hervorzuheben, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Ausführungsform zu begrenzen. Im Gegensatz dazu ist es beabsichtigt, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, wie sie im Geist und Umfang der Erfindung, die in den beiliegenden Ansprüchen festgelegt ist, einzuschließen.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 1 ist eine Druckmaschine gezeigt, welche die kombinierte Lade- und Reinigungsklinge der vorliegenden Erfindung enthält. Die gezeigte elektrofotografische Druckmaschine ist mit einer fotoleitenden Walze 12 ausgestattet, wenngleich Fotoaufnehmer in der Form eines Bandes ebenso bekannt sind und für dieselbe als Ersatz dienen können. Die Walze 12 weist eine fotoleitende Oberfläche 14 auf, welche auf einem fotoleitenden Substrat 16 angeordnet ist. Die Walze 12 bewegt sich in der Richtung des Pfeiles 18, um aufeinanderfolgende Abschnitte der Walze 12 der Reihe nach durch die verschiedenen Prozessstationen voranzubewegen, welche entlang des Bewegungsweges der Walze 12 angeordnet sind. Ein Motor 20 dreht die Walze 12, um die Walze 12 in der Richtung des Pfeiles 18 zu bewegen. Die Walze 12 ist mit dem Motor 20 durch jegliche passende Einrichtung wie etwa einen Antrieb gekoppelt.
Anfänglich durchlaufen aufeinanderfolgende Abschnitte der Walze 12 durch die Ladestation A". Bei der Ladestation A" wird eine kombinierte Lade- und Reinigungseinheit 22 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Reinigungs- und Ladeeinheit 22 dient dazu, die Walze 12 auf ein ausgewähltes, hohes, gleichförmiges elektrisches Potential, vorzugsweise negativ, aufzuladen. Jede passende Stromversorgung, wie sie im Stand der Technik wohl bekannt ist, beispielsweise die Ladungsquelle 24 kann verwendet werden, um die Ladung, welche durch die Reinigungs- und Ladeeinheit 22 angewandt wird, zu steuern. Die Reinigungs- und Ladeeinheit 22 ist eingerichtet, um eine Ladung 26 von der Ladungsquelle 24 zu der fotoleitenden Oberfläche 14 auf der fotoleitenden Einheit 12 zu übertragen. Die fotoleitende Oberfläche 14 ist eingerichtet, um ein verborgenes Bild 28 zu empfangen. Die kombinierte Reinigungs- und Ladeeinheit 22 ist eingerichtet, mindestens entweder Markierungspartikel 30 oder Verunreinigungen 32 von der fotoleitenden Oberfläche 14 der Walze 12 zu reinigen.
Wenngleich die Einheit 22 jede beliebige passende Größe und Form aufweisen kann und in jedem passenden Aufbau hergestellt werden kann, welcher in der Lage ist, mindestens entweder die Markierungspartikel 30 oder die Verschmutzung 32 zu reinigen, ist die Einheit 22 vorzugsweise in der Form einer Klinge. Um sicherzustellen, dass die Ladung 26 von der Ladungsquelle 24 zu der Oberfläche 14 der Walze 12 übertragen wird, schließt mindestens ein Abschnitt der Klinge 22 ein elektrisch leitendes Material ein. Beispielsweise wird der Abschnitt der Klinge 22, welcher die Oberfläche 14 der Walze 12 berührt, einfacherweise aus Kunststoff hergestellt, um die Abnutzung auf der Oberfläche 14 zu minimieren und die Kosten zu reduzieren.
Wenngleich jeder passende beanspruchbare Kunststoff für den Abschnitt der Klinge verwendet werden kann, welcher die Oberfläche 14 der Walze 12 berührt, ist die Klinge 22 vorzugsweise aus Urethan hergestellt. Um sicherzustellen, dass die Ladung 26 von der Ladungsquelle 24 wirksam durch die Klinge 22 auf die Oberfläche 14 der Walze 12 angewandt wird, schließt der Abschnitt der Klinge 22, durch welchen die Ladung 26 durchtritt, vorzugsweise ein Additiv 34 auf, um die Leitfähigkeit von Elektrizität zu unterstützen. Das Additiv 34 kann jedes passende Material sein, welches in der Lage ist, die elektrische Leitfähigkeit der Klinge 22 zu verbessern. Beispielsweise kann das Additiv 34 in der Form von Kohlefasern sein, welche mit dem Material, aus welchem die Klinge 22 gegossen wird, vermischt werden.
Die Einheit 22 überträgt Ladung 26 von der Ladungsquelle 24, um eine geladene Oberfläche 36 auf dem Umfang 14 der Walze 12 auszubilden. Wenn sich die Walze 12 in der Richtung des Pfeiles 18 dreht, bewegt sich die geladene Oberfläche 36 von der Ladestation A" zu der bilderzeugenden Statinn R" Bei der bilderzezgenden Station R" station A" zu der bilderzeugenden Station B". Bei der bilderzeugenden Station B" wird die geladene Oberfläche 36 teilweise belichtet, um ein verborgenes Bild 28 auszubilden. Die bilderzeugende Station B" kann in der Form eines Lichtlinsensystems sein, welches eine Lichtquelle und eine Folge von Spiegeln und Linsen (nicht gezeigt) derart einschließt, dass ein Dokument (nicht gezeigt) beleuchtet werden kann, um wahlweise einen Abschnitt der geladenen Oberfläche 36 zu entladen. Es ist anzumerken, dass die Druckmaschine eine digitale Druckmaschine sein kann. In einer digitalen Druckmaschine kann ein rastender optischer Abtaster (raster output scanner: ROS) ein Bild in einer Folge von horizontalen Abtastlinien erzeugen, wobei jede Linie eine bestimmte Anzahl von Bildelementen pro Inch aufweist. Der ROS kann einen Laser (nicht gezeigt) mit einem rotierenden Polygonspiegelblock, welcher mit demselben verknüpft ist, einschließen. Der ROS belichtet die fotoleitende Oberfläche des Druckers.
Wenn sich die Walze 12 in der Richtung des Pfeiles 18 weiterdreht, wird das verborgene Bild 28 zu der Entwicklungsstation C" weiterbewegt. Bei der Entwicklungsstation C" fördert ein magnetisches Entwicklungssystem oder eine Entwicklungseinheit, allgemein mit Bezugszeichen 38 bezeichnet, Markierungspartikel 30 in Berührung mit dem verborgenen Bild 28 auf der Walze 12. Wie in 1 gezeigt, schließt die magnetische Entwicklereinheit 38 beispielsweise eine Einrichtung wie eine magnetische Walze 40 ein, zum Fortbewegen von Markierungspartikeln 30 zu der Walze 12. Daher enthält die Entwicklereinheit 38 eine magnetische Walze 40. Eine geeignete Entwicklervorspannung zur Unterstützung der Übertragung von Markierungspartikeln von der Entwicklerwalze zu dem verborgenen Bild 28 kann über eine Stromversorgung 42 elektrisch mit der Entwicklereinheit 38 verbunden sein.
Die Entwicklereinheit 38 entwickelt geladene Bildbereiche des verborgenen Bildes 28 auf der fotoleitenden Oberfläche 14. Die Entwicklereinheit 38 enthält beispielsweise schwarzen magnetischen Toner, beispielsweise Markierungspartikel 30, welche durch ein elektrostatisches Feld geladen werden, welches zwischen der fotoleitenden Oberfläche 14 und der elektrisch vorgespannten Entwicklerwalze 40 in der Entwicklereinheit 38 vorhanden ist.
Ein Blatt von Trägermaterial 46 wird in Berührung mit dem entwickelten Bild 48 bei der Übertragungsstation D" bewegt. Das Blatt 46 wird zu der Übertragungsstation D" durch eine passende Blattfördervorrichtung (nicht gezeigt) voranbewegt. Beispielsweise schließt die Blattfördereinrichtung eine Förderwalze (nicht gezeigt) ein, welche das oberste Blatt eines Stapels von Kopierblättern berührt. Die Förderwalzen rotieren, um das oberste Blatt von dem Stapel in einen Schacht fortzubewegen, welcher das fortbewegte Blatt des Trägermaterials in Berührung mit der fotoleitenden Oberfläche der Walze in einem Zeitablauf bringt, so dass das entwickelte Bild 48, welches auf derselben entwickelt ist, das fortschreitende Blatt 46 des Trägermaterials bei der Übertragungsstation D2' berührt.
Die Übertragungsstation D" kann beispielsweise eine Ladeeinrichtung wie etwa eine Corona-Ladeeinrichtung (nicht gezeigt) einschließen, welche Ionen einer passenden Polarität auf die Rückseite des Blattes 46 sprüht. Die Ionen ziehen das entwickelte Bild 40 von der Walze 12 ab und übertragen dieses auf das Blatt 46. Nach der Übertragung bewegt sich das Blatt in der Richtung des Pfeiles 50 zu einem Förderer (nicht gezeigt) weiter, welcher das Blatt zu einer Schmelzstation E" fortbewegt.
Die Schmelzstation E" schließt beispielsweise eine Schmelzerbaugruppe 52 ein, welche das übertragene, entwickelte Bild 48 auf dem Blatt 46 dauerhaft befestigt. Die Schmelzerbaugruppe umfasst beispielsweise eine geheizte Schmelzwalze 54 und eine Druckwalze 56. Das Blatt 46 läuft zwischen der Schmelzwalze 54 und der Druckwalze 56 durch, wobei das entwickelte Bild 48 die Schmelzwalze 54 berührt. Auf diese Weise wird das Tonerbild auf dem Blatt 46 dauerhaft befestigt. Nach dem Aufschmelzen leitet ein Schacht (nicht gezeigt) das sich fortbewegende Blatt 46 zu einem Auffangbehälter (nicht gezeigt) für die nachfolgende Entnahme aus der Druckmaschine 10 durch einen Bediener. Es ist anzumerken, dass weitere, dem Aufschmelzen folgende Arbeitsgänge eingeschlossen sein können, beispielsweise Heften, Binden, Invertieren und Zurücksenden des Blattes für Duplexdruck und Ähnliches.
Nachdem das Blatt von Trägermaterial 46 von der fotoleitenden Oberfläche der Walze 12 getrennt ist, müssen restliche Markierungspartikel 30 und Verschmutzung 32, welche von den Bildbereichen und Nichtbildbereichen auf der fotoleitenden Oberfläche getragen werden, von der fotoleitenden Oberfläche 14 der Walze 12 entfernt werden, so dass der elektrofotographische Prozess wiederholt werden kann.
Die Markierungspartikel 30 und die Verschmutzung 32 werden bei der Lade- und Reinigungsstation A" entfernt. Die Einheit 22, welche ebenso verwendet wird, um Ladung auf die fotoleitende Oberfläche 14 anzuwenden, wird verwendet, um sowohl restliche Markierungspartikel 30 als auch Verschmutzung 32 von der fortleitenden Oberfläche 14 der Walze 12 zu entfernen. Die restlichen Partikel und die Verschmutzung 32 werden auf diese Weise durch die Einheit 22 von der Walze 12 abgeschabt und daraufhin in einen Abfallbehälter (nicht gezeigt) abgeführt. Gleichzeitig mit der Reinigung wird die fotoleitende Oberfläche 14 wieder aufgeladen, um den elektrofotographischen Prozess zu wiederholen.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 9 wird eine Reinigungs- und Ladeeinheit 22 genauer dargestellt. Gemäß 9 ist die Einheit 22 in der Form einer Klinge. Es ist jedoch anzumerken, dass die Einheit 22 jede passende Form aufweisen kann, welche in der Lage ist, die fotoleitende Oberfläche 14 der Walze 12 zu berühren.
Gemäß 9 ist die Einheit 22 vorzugsweise in der Form einer Klinge. Die Klinge 22 kann jede passende Form aufweisen, welche in der Lage ist, eine Berührung mit der fotoleitenden Einheit 12 bereitzustellen. Gemäß 9 kann die Klinge 22 beispielsweise eine im Allgemeinen rechtwinklige Form mit einer Länge LM und einer Höhe HM aufweisen. Die Klinge 22 weist ebenso eine Dicke TM auf. Vorzugsweise ist die Länge LM der Klinge 22 gemäß 9 gleich oder größer als die Länge LS des entwickelten Bildes 40. Dadurch, dass die Klinge 22 mit einer Breite LM ausgestattet ist, welche größer als das entwickelte Bild 40 ist, kann die Klinge sowohl die Oberfläche 14 der fotoleitenden Einheit 12 aufladen, als auch Markierungspartikel 30 und Verschmutzungen 33 von der gesamten nutzbaren Breite der fotoleitenden Einheit 12 reinigen. Für eine Druckmaschine, welche in der Lage ist, Blätter mit einer Länge von 11 Inch (1 Inch = 22,4 mm) zu drucken, ist die Länge LS vorzugsweise 11 Inch, wobei die Länge LM etwas größer als die Länge LS ist.
Die Klinge 22 kann jede passende Höhe und Dicke aufweisen, welche in der Lage ist, eine sachgerechte Flexibilität der Klinge 22 bereitzustellen, so dass diese in geeigneter Weise mit der fotoleitenden Einheit 12 in Eingriff kommt und diese berührt, um Ladung auf dieselbe zu übertragen und ausreichend Berührung mit der Oberfläche 14 der Einheit 12 aufzuweisen, so dass die Verunreinigung 32 und die Markierungspartikel 30 von der Oberfläche 14 der Einheit 12 entfernt werden können. Beispielsweise kann die Klinge 22 eine Höhe HM von 10 bis 15mm und eine Dicke TM von ungefähr 1 bis 3mm aufweisen. Es ist anzumerken, dass die Festigkeit und der Modul des Klingenmaterials die geeignete Höhe und Dicke der Klinge beeinflussen.
Wenngleich die Klinge 22 aufwendig hergestellt sein kann aus einer einzigen Komponente, schließt die Klinge 22 vorzugsweise zwei Komponenten ein. Gemäß 9 schließt die Klinge 22 einen leitfähigen Körper 60 und eine flexible Spitze 62 ein, welche sich nach außen von dem leitfähigen Körper 60 erstreckt. Der leitfähige Körper 60 dient dazu, die flexible Spitze 62 der Klinge 22 abzustützen und dient dazu, die Ladung 26 von der Ladungsquelle 24 zu der flexiblen Spitze 62 zu übertragen. Der leitfähige Körper 60 weist jegliche passende Form auf und kann aus Gründen der Einfachheit eine im Allgemeinen rechtwinklige Form aufweisen. Der leitfähige Körper 60 kann eine Höhe HB von beispielsweise einem halben bis drei Inch aufweisen und eine Dicke TB von beispielsweise 0,05 bis 0,25 Inch aufweisen.
Der leitfähige Körper kann an der flexiblen Spitze 62 auf jede passende Art und Weise befestigt sein. Beispielsweise kann der leitfähige Körper 60 durch Befestigungen, oder gemäß 9 an die Spitze 62 mittels eines Klebers 63 befestigt sein, welcher zwischen dem Körper 60 und der Spitze 62 angewandt wird. Der Kleber 63 kann jeder passende Kleber sein, beispielsweise ein Klebstoff.
Der leitfähige Körper 60 kann aus jedem passenden dauerhaften Material hergestellt sein und kann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem Metall wie etwa Aluminium hergestellt sein. Die flexible Spitze 62 kann aus einem elektrisch leitenden Kunststoff hergestellt sein. Beispielsweise kann die flexible Spitze 62 aus einem Urethan hergestellt sein, welches Additive 34 in der Form von Karbonfasern oder Salz einschließt, um die elektrische Leitfähigkeit der Spitze 62 zu unterstützen. Die Spitze 62 kann eine abgeschrägte Oberfläche 64 einschließen, welche eine Endkante 66 derselben aufweist. Die Kante 66 dient dazu, mit dem fotoleitenden Element 12 in Berührung zu stehen, um die Markierungspartikel 30 und die Verschmutzung 32 von demselben zu entfernen.
Die Ladungsquelle 24 kann jede beliebige Quelle sein, welche in der Lage ist, eine Ladung für die fotoleitende Oberfläche 14 des Fotowiderstandselements 12 bereitzustellen. Beispielsweise könnte die Ladungsquelle 24 sowohl eine Gleichstromquelle 68 als auch eine Wechselstromquelle 70 einschließen. Die Wechselstromquelle 70 könnte eine Spannung von 1000 bis 2000 Volt Wechselstrom aufweisen. Die Gleichstromquelle kann beispielsweise eine Spannung von 50 bis 500 Volt aufweisen.
Mit weiterem Bezug auf die 10 wird die Klinge 22 in Berührung mit der Walze 12 gezeigt. Der Körper 60 der Klinge 22 kann in der Druckmaschine 10 auf jede beliebige Weise angebracht sein. Beispielsweise kann der Körper 60 der Klinge 22 an den Rahmen 74 der Druckmaschine 10 angebracht sein. Beispielsweise kann der Körper 60 an dem Rahmen 74 mit Befestigungselementen wie etwa Schrauben 76 befestigt sein. Die flexible Spitze 62 der Klinge 22 ist derart in Bezug auf die Walze 12 angeordnet, dass restliche Partikel 30 und Verunreinigungen 32, welche auf der Oberfläche 14 der Walze 12 angeordnet sind entfernt werden können, wenn sich die Walze 12 in der Richtung des Pfeiles 18 dreht.
Beispielsweise kann die Endfläche 64 der flexiblen Spitze 62 der Klinge 22 im Allgemeinen parallel mit der Oberfläche 14 angeordnet sein. Die Kante 66 der Spitze 62 kann auf diese Weise die Oberfläche 14 der Walze 12 abschaben oder die Verunreinigungen 32 und restliche Partikel 30 von der Oberfläche 14 entfernen.
Beispielsweise kann die Klinge 22 in Bezug auf die Walze 12 derart angeordnet sein, dass die Kante 66 der Klinge 22 derart in Bezug auf die Oberfläche 14 angeordnet werden kann, dass die Linie 78 durch die Kante 66 und die Mittelpunktslinie 80 der Walze 12 senkrecht zu der Tangentenlinie 82 zu der Oberfläche 14 der Walze 12 an der Kante 66 ist. Die Linie 84 entlang der Klinge 22 kann mit einem Winkel α von beispielsweise 10 bis 50° zwischen der Linie 84 und der Tangentenlinie 82 angeordnet sein. Um einen Freiraum zwischen der Oberfläche 14 und der Oberfläche 64 der Klinge 22 bereitzustellen, legt die Oberfläche 64 vorzugsweise einen Winkel φ zwischen der Oberfläche 64 und der Linie 84 fest, welcher kleiner als der Winkel α ist.
Bestimmte Komponenten innerhalb einer Druckmaschine neigen dazu, sich abzunutzen oder einen Ersatz der Druckmaschine zu erfordern. Derartige Einheiten schließen typi scherweise Komponenten ein, welche während des Druckprozesses verwendet werden, wie etwa die Markierungspartikel, die Substrat- oder Papierblätter, ebenso wie bestimmte Komponenten, welche dazu neigen, sich während des Druckprozesses abzunutzen. Derartige Einheiten mit Abnutzung schließen die fotoleitende Oberfläche oder Walze ein, ebenso wie die Reinigungsklinge und andere ähnliche Komponenten. Neuerdings werden derartige Verbrauchs- und Abnutzungskomponenten in einem Untersystem zusammengefasst, welches aus der Druckmaschine entfernbar ist, so dass der Ersatz der Verbrauchs- und Abnutzungseinheiten einfach durch den Bediener der Maschine durchgeführt werden kann.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 8 wird ein derartiges Untersystem in der Form einer Prozesskassette 86 gezeigt. Die Prozesskassette 86 wird in der Druckmaschine 10 zum Entwickeln eines verborgenen Bildes 28 mit Markierungspartikeln 30 verwendet. Die Prozesskassette 86 schließt ein Gehäuse 88 ein, welches eine Kammer 90 für die Lagerung eines Vorrats von Markierungspartikeln 30 in derselben festlegt. Die Prozesskassette 86 schließt weiterhin ein bilderzeugendes Element in der Form einer Walze 12 ein, welche funktionsmäßig mit dem Gehäuse 88 in Bezug steht. Beispielsweise kann die Walze 12 drehbar an dem Gehäuse 88 angebracht sein. Die Walze 12 schließt eine Oberfläche 14 ein, welche eingerichtet ist, ein verborgenes Bild 28 zu empfangen.
Die Prozesskassette schließt weiterhin eine multifunktionale Einheit 22 in der Form einer Klinge 22 ein. Die Klinge 22 ist funktionsmäßig mit der Walze 12 verknüpft. Beispielsweise schließt die Klinge 22 eine Kante 66 ein, welche mit der Oberfläche 14 der Walze 12 in Berührung kommen kann. Die Klinge 22 weist mindestens zwei Funktionen auf. Die erste Funktion besteht in der Übertragung einer Ladung 26 von der Ladungsquelle 24 zu der Oberfläche 14 der Walze 12. Die zweite Funktion der Klinge 22 besteht darin, Markierungspartikel 30 und Verschmutzungen 32 von der Oberfläche 14 der Walze 12 zu reinigen.
Die Prozesskassette 86 schließt weiterhin ein Fortbewegungselement in der Form einer Entwicklerwalze 40 ein. Die Entwicklerwalze 40 ist funktionsmäßig mit dem Gehäuse 88 verknüpft und kann drehbar an demselben angebracht sein. Das Fortbewegungselement 40 wird verwendet, um Markierungspartikel 30 zu der Oberfläche 14 der Walze 12 zu bewegen.
Es ist anzumerken, dass die Ladungsquelle 24 integraler Bestandteil der Prozesskassette 86 sein kann oder eine Komponente sein kann, welche getrennt von der Prozesskassette 86 ist.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 11 wird die Druckmaschine 10 gezeigt. Die Druckmaschine 10 verwendet die Prozesskassette 86 der 8. Blätter 46 bewegen sich entlang des Papierweges 91. Das verborgene Bild 28 wird bei der bilderzeugenden Station B" ausgebildet und bei der Entwicklungswalze 40 innerhalb der Prozesskassette 88 entwickelt. Das entwickelte Bild wird auf das Blatt 46 übertragen, welches sich zu der Schmelzerbaugruppe 52 weiterbewegt, an welcher das Entwicklermaterial auf das Blatt 46 aufgeschmolzen wird und dieses weiter zu dem Ausgabebehälter 92 fortschreitet.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 12 ist die Druckmaschine 10 mit dem Ausgabebehälter 92 genauer gezeigt.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 5 wird eine alternative Ausführungsform der Druckmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Druckmaschine 110 gezeigt. Die Druckmaschine 110 verwendet die kombinierte Lade- und Reinigungsklinge 122, welche zu der Reinigungsklinge 22 der 1 ähnlich ist. Die Walze 112, welche ähnlich zu der Walze 12 der Druckmaschine 10 der 1 ist, rotiert in der Richtung des Pfeiles 118. Ein verborgenes Bild 128 wird auf der Oberfläche 114 der Walze 112 bei der bilderzeugenden Station B''' ausgebildet. Gemäß 5 ist die bilderzeugende Station B''' diejenige einer Druckmaschine, welche eine digitale Druckmaschine repräsentiert. Bei einer digitalen Druckmaschine erzeugt ein ROS 194 (raster output scanner: ROS) ein Bild in einer Folge von horizontalen Abtastzeilen, wobei jede Zeile eine bestimmte Anzahl von Bildelementen pro Inch aufweist. Der ROS kann einen Laser einschließen (nicht gezeigt), welcher einen damit verknüpften, rotierenden Polygonspiegelblock aufweist. Der ROS belichtet die fotoleitende Oberfläche 114 der Walze 112.
Das latente Bild 128 wird bei der Entwicklungseinheit 138 entwickelt. Die Entwicklungseinheit 138 schließt eine Entwicklerwalze 140 ein, welche von einer Hochspannungsstromquelle 142 vorgespannt wird. Ein Blatt 146 mit dem darauf übertragenen entwickelten Bild durchläuft die Schmelzerbaugruppe 152, wo das Bild auf das Blatt 146 aufge schmolzen wird. Nachdem das entwickelte Bild bei der Übertragungsstation D''' übertragen worden ist, werden Markierungspartikel 130 und Verschmutzungen 132, welche auf der Oberfläche 114 der Walze 112 verbleiben, von derselben durch die Klinge 122 entfernt. Die Klinge 122 überträgt gleichzeitig Ladung 126 von der Ladungsquelle 124 auf die Oberfläche 114 der Walze 112, um den xerografischen Prozess zu wiederholen.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 6 wird eine alternative Druckmaschine 210 gezeigt. Die Druckmaschine 210 ist ähnlich zu der Druckmaschine 110 der 5, mit der Ausnahme, dass anstelle der Walze 112 der Druckmaschine 110, die Druckmaschine 210 ein Band 212 einschließt. Das Band 212 schließt eine Oberfläche 214 desselben ein, welche fotoleitend ist. Ein verborgenes Bild 228 wird durch den rasternden optischen Abtaster 294 entwickelt. Das verborgene Bild 228 wird durch die Entwicklerwalze 240 bei der Entwicklungseinheit 238 entwickelt. Das entwickelte Bild wird auf das Blatt 246 übertragen und durch die Schmelzabbaugruppe 252 aufgeschmolzen.
Das Band 212 wird durch ein Reinigungs- und Ladeelement 222 gereinigt und wiederaufgeladen, welches ähnlich zu dem Reinigungselement 122 der 5 ist. Das Ladeelement 222 erhält eine Ladung 226 von einer Ladungsquelle 224 und überträgt dieselbe auf die Oberfläche 114 des Bandes 212.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 4 wird eine alternative Druckmaschine 310 gezeigt, welche eine Lade- und Reinigungsklinge 322 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Klinge 322 ist ähnlich zu der Klinge 222 der 6 und zu der Klinge 122 der 5. Die Klinge 322 überträgt Ladung 326 von der Ladungsquelle 324. Die Klinge 322 ist auf dem Rahmen 374 der Druckmaschine 310 angebracht. Die Walze 312 rotiert in der Richtung des Pfeiles 318. Ein zu reproduzierendes Dokument 390 wird auf der Platte 392 angeordnet, welche bei der Belichtungsstation B'''' angeordnet ist, wo dasselbe auf bekannte Art durch eine Lichtquelle wie etwa eine Wolfram-Halogenlampe 394 beleuchtet. Das Dokument 390, welches auf diese Weise beleuchtet wird, wird auf die Walze 312 durch ein System von Spiegeln 396 und Linsen 398 wie gezeigt abgebildet. Das optische Bild entlädt stellenweise die Oberfläche 314 der Walze 312 in einer bildmäßigen Konfiguration, wobei ein elektrostatisches verborgenes Bild 328 des Originaldokuments auf der Walze 312 aufgezeichnet wird.
Das verborgene Bild 328 wird durch die Entwicklerwalze 340 mittels Markierungspartikeln 330 entwickelt. Die Markierungspartikel werden durch die Hochspannungsversorgung 342 von der Walze 340 zu dem verborgenen Bild 328 gezogen. Verschmutzung 332 und Markierungspartikel 330 werden von der Oberfläche 314 der Walze 312 entfernt, nachdem das entwickelte Bild auf das Blatt 346 übertragen worden ist, und gleichzeitig wird die Oberfläche 314 der Walze 312 durch die Klinge 322 geladen. Das Blatt 346 wird bei der Schmelzstation 352 aufgeschmolzen. Die Verschmutzung 332 und die Markierungspartikel 330 werden von der Oberfläche 314 der Walze 312 durch die Klinge 322 entfernt, wodurch der xerografische Prozess fertiggestellt wird.
Mit nachfolgendem Bezug auf die 7 wird ein Reinigungs- und Ladesystem 490 für die Verwendung in einer xerografischen Druckmaschine 410 gezeigt. Das System 490 wird zur Übertragung einer Ladung 326 von der Ladungsquelle 324 auf eine Oberfläche 414 der Walze 412 verwendet, welche eingerichtet ist, ein verborgenes Bild 428 zu empfangen und zum Entfernen der Markierungspartikel 430 und Verschmutzung 432 von der Oberfläche 414 der Walze 412 verwendet. Das Reinigungs- und Ladesystem 490 schließt einen Rahmen 474 ein, welcher an der Druckmaschine 410 angebracht ist. Das Reinigungs- und Ladesystem 490 schließt ebenso ein Element 422 in der Form einer Klinge ein, welche ähnlich zu der Klinge 22 der 1 ist. Die Klinge 422 ist mit dem Rahmen 474 verknüpft. Die Klinge 422 ist in Berührung mit der Oberfläche 414 der Walze 412. Die Klinge 422 ist eingerichtet, die Ladung 426 von der Ladungsquelle 424 zu der Oberfläche 414 zu übertragen. Die Klinge 422 ist ebenso eingerichtet, Markierungspartikel 430 und Verunreinigung 432 von der Oberfläche 414 zu reinigen. Die Reinigung und Aufladung kann auf diese Weise gleichzeitig durch die Klinge 422 durchgeführt werden.
Durch die Bereitstellung eines Vielfunktionenelements zum Reinigen und Aufladen kann die Ozonemission durch die Druckmaschine vermindert werden.
Durch Bereitstellen eines Vielfunktionenelements zum Reinigen und Aufladen kann eine Druckmaschine bereitgestellt werden, welche einfacher, billiger und kostengünstiger in der Herstellung und im Zusammenbau ist.
Durch Bereitstellung eines Reinigungs- und Ladeelements, welches eine Klinge verwendet, um die fotoleitende Oberfläche zu reinigen und zu laden wird die Verwendung einer teuren Ladeeinrichtung wie etwa eines Corotrons oder einer vorgespannten Ladungswalze vermieden.
Durch Bereitstellung einer Vielfunktionenklinge zum Reinigen und Aufladen können Zeit und Kosten des Zusammenbaus von den Kosten der Druckmaschine vermindert werden.

Claims

Eine Prozesskassette (86) für die Verwendung in einer elektrostatografischen Druckmaschine zum Entwickeln eines verborgenen Bildes mit Markierungspartikeln, wobei die Prozesskassette umfasst: ein Gehäuse (88), welches eine Kammer (90) zur Aufnahme eines Vorrats von Markierungspartikeln (30) in derselben festlegt; ein bilderzeugendes Element (12), welches funktionsmäßig mit dem Gehäuse verknüpft ist und welches eine Oberfläche (14) desselben einschließt, welche eingerichtet ist, um ein verborgenes Bild (28) zu empfangen; ein multifunktionelles Element, welches eine Klinge (22) umfasst, und welches innerhalb des Gehäuses angebracht und funktionsmäßig mit dem bilderzeugenden Element verknüpft ist zur Übertragung einer Ladung (26) von einer Ladungsquelle (24) zu der Oberfläche des bilderzeugenden Elements und zum Reinigen von entweder Markierungspartikeln oder Verschmutzung (32) oder Markierungspartikeln und Verschmutzung von der Oberfläche des bilderzeugenden Elements; ein Förderelement (40), welches funktionsmäßig mit dem Gehäuse verknüpft ist zum Fortbewegen von Markierungspartikeln (30) auf einer Oberfläche desselben von der Kammer (90) des Gehäuses zu der Oberfläche des bilderzeugenden Elements, wobei die Klinge umfasst: einen elektrisch leitenden Metallkörper (60), welcher elektrisch mit der Ladungsquelle (24) verbunden werden kann; wobei die Prozesskassette dadurch gekennzeichnet ist, dass die Klinge weiterhin ein flexibles Element (62) umfasst, welches sich von dem Körper (60) weg erstreckt, wobei das flexible Element in Berührung mit der Oberfläche stehen kann und einen elektrisch leitenden Kunststoff umfasst, wobei der Metallkörper (60) die Ladung (26) von der Ladungsquelle zu dem flexiblen Element überträgt.
Eine Prozesskassette gemäß Anspruch 1, wobei das flexible Element Urethan umfasst.
Die Prozesskassette gemäß Anspruch 2, wobei das flexible Element (62) ein Additiv einschließt, um die Leitung von Elektrizität zu unterstützen.