DE69313390T2

DE69313390T2 - Reinigungsgerät

Info

Publication number: DE69313390T2
Application number: DE69313390T
Authority: DE
Inventors: N Kedarnath; Clark V Lange; Samuel P Mordenga; Darryl L Pozzanghera; Bruce E Thayer
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2013-09-09
Also published as: US5257079A; DE69313390D1; EP0588553B1; JPH06110364A; EP0588553A3; JP2719094B2; EP0588553A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrostatografischen Drucker oder Kopierer und betrifft insbesondere eine darin eingesetzte Reinigungsvorrichtung.
Es gibt elektrostatografische Druckgeräte, bei denen eine leitende Bürste mit einer negativen Gleichvorspannung eingesetzt wird. Von dem Vorreinigungs-Dicorotron positiv geladener Toner wird so entfernt, indem die vorgespannte Reinigungsbürste gedreht wird. Das Enttonen der Bürste wird mit Enttonwalzen und einem Flimmerbalken/Vakuumsystem (flicker bar/vacuum system) ausgeführt. Mit diesem Reiniger ist es schwierig, Toner mit falschem Vorzeichen und Papierrückstände mit dem falschen Vorzeichen zu entfernen. In vielen Kopierern werden Klingenreiniger eingesetzt, sie kommen jedoch in Geräten mit großer Kapazität aufgrund ihrer geringen Zuverlässigkeit nicht häufig zum Einsatz. Ein hohes Masse/Fläche-Verhältnis (mass/area-M/A) des Toners an dem Klingenreiniger erzeugt einen Belastungseingang. Es ist nachgewiesen worden, daß, wenn das M/A verringert werden könnte, die Reinigung bei niedrigeren minimalen Klingenbelastungen ausgeführt werden könnte. Weiterhin ist bei anderen Geräten festgestellt worden, daß Kometenbildung (comet formation), d.h. kleine Ablagerungen, die normalerweise aus Toner und Tonerzusätzen bestehe n, die sich nicht von einer Oberfläche entfernen lassen und zu einer Größe anwachsen können, die Kopiequalitätsmängel bewirkt, auf dem Fotorezeptor verringert wurde, indem die Belastung der Klinge verringert wurde, wobei dies möglich wäre, wenn das M/A verringert wurde. Bei Mehrfarbkopierern und -druckern der Zukunft ist es wichtig, höchst robuste Reinigerkonstruktionen vorzusehen, um annehmbare Reinigungsleistung bei dem breiten Spektrum von Materialien und Zuständen zu gewährleisten, die auftreten können. Gewisse Erfolge bei der Schaffung dieses robusten Reinigers sind mit einer einzelnen leitenden Bürste mit einer Wechselvorspannung erzielt worden, die es ermöglicht, Toner beider Polarität mit der gleichen Bürste zu entfernen. Diese einzelne Bürste mit Wechselvorspannung arbeitet gelegentlich gut, jedoch kommt es häufig zur Wiederanlagerung von Toner von der Bürste an der Fotorezeptoroberfläche (der Abbildungsoberfläche), nachdem die Reinigungsbürste zum Entfernen von Toner von der Fotorezeptoroberfläche eingesetzt wurde.
Bei anderen Geräten wurden Doppelbürsten-ESB (electrostatic brush - Elektrostatikbürsten)-Reiniger eingesetzt, bei denen die erste Bürste negativ vorgespannt ist und die zweite Bürste positiv vorgespannt ist. Dieser Typ Reiniger ist ein robuster Reiniger für zwei Polaritäten von Toner und Rückständen, bei dem eine Bürste eine Polarität aufnimmt und die andere Bürste die entgegengesetzte Polarität aufnimmt. Bei Mehrfarbkopierern und -druckern der Zukunft ist es wichtig, die robustesten Reinigerkonstruktionen vorzusehen, um annehmbare Reinigungsleistung bei dem breiten Spektrum von auftretenden Materialien und Bedingungen zu gewährleisten.
US-A-4,999,679 von Corbin et al. offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen einer fotoleitenden Oberfläche. Diese Vorrichtung enthält ein Paar einander entgegengesetzt vorgespannter Reinigungsbürsten. Jede Bürste befindet sich in einem separaten Gehäuse, wobei jedes Gehäuse auf die gleiche Polarität vorgespannt ist wie die darin befindliche Bürste.
US-A-4,989,047 und 5,031,000 von Jugle et al. bzw. Pozniakas et al. offenbaren Reinigungsvorrichtungen, die eine mit negativer Gleichspannung vorgespannte Faserreinigungsbürste enthalten, die als Primärreinigungselement dient, ein Klingenelement, das als Sekundärreinigungselement dient, sowie eine Vakuum-Enttonanordnung für die Bürste.
US-A-4,984,028 von Tonomoto offenbart eine Reinigungseinheit, die eine drehbare Pelzbürste, eine Reinigungsklinge und eine Saugeinrichtung enthält, die damit zusammenwirkt.
US-A-4,878,093 von Edmunds offenbart eine Doppelwalzen-Reinigungsvorrichtung. Ein Reinigungsgehäuse, das mit einem Vakuum verbunden ist, nimmt einen stromauf gelegenen Bürstenwalzenreiniger und einen stromab gelegenen, aus Schaumstoff bestehenden oder poromerischen Walzenreiniger auf. Der Bürstenwalzenreiniger erfüllt eine Primärreinigungsfunktion, während der Schaumstoffwalzenreiniger eine Sekundärzusatzreinigungsfunktion erfüllt.
US-A-4,967,238 von Bares et al. offenbart eine Reinigungsleistungsüberwachungseinrichtung. Die Überwachungseinrichtung erfaßt Toner- oder Rückstandsablagerungen auf einer Abbildungsfläche stromab von einer Reinigungsstation.
US-A-4,640,599 von Doutney offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen einer fotoleitenden Oberfläche. Die Vorrichtung enthält eine mit Wechselspannung geladene Reinigungsbürste und eine Reinigungsklinge, die sich unmittelbar stromab von der Reinigungsbürste befindet. Die Reinigungsbürste befindet sich stromab von einer Blatttrenneinrichtung und dient dazu, restlichen Toner sowie etwa verbliebene Restladung von der fotoleitenden Oberfläche zu entfernen. Die Reinigungsklinge entfernt anschließend alle verbliebenen Tonerteilchen von der Oberfläche.
US-A-3,801,197 von Akiyama et al. offenbart ein elektrofotografisches Farbkopiergerät, das eine Reinigungsvorrichtung mit aufeinanderfolgenden Reinigungseinrichtungen enthält.
US-A-3,795,025 von Sadamitsu offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen eines elektrofotografischen Fotorezeptors. Die Vorrichtung enthält ein Paar Bürsten, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die Drehbürsten sind in einem Bürstengehäuse eingeschlossen, und ein Vakuumsystem entfernt Toner von den Bürsten und aus dem Inneren des Bürstengehäuses.
Das Xerox Disclosure Journal, Vol. 15, Nr. 6, Seite 463-466, Lindblad, offenbart eine Reinigungsvorrichtung mit zwei Bürsten mit Gleichvorspannung.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine robuste Reinigungsvorrichtung mit einer annehmbaren Reinigungsleistung über ein breites Spektrum von auftretenden Materialien und Bedingungen zu schaffen.
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Entfernen von Restteilchen von einer Abbildungsfläche, wobei die Vorrichtung den beigefügten Ansprüchen entspricht.
Die vorliegende Erfindung wird als Beispiel weitergehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht einer mit Wechselspannung vorgespannten leitenden Faserbürste mit geladenem Toner ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer mit Wechselspannung vorgespannten leitenden Faserbürste mit einem ungeladenen Tonerteilchen ist;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer mit Wechselspannung vorgespannten elektrostatischen Bürste mit einer Mehrfachklingen-Stufe ist;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer mit Wechselspannung vorgespannten elektrostatischen Bürste mit einer mit Gleichspannung vorgespannten Folgebürste gemäß einer Ausführung der Erfindung ist;
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer mit Wechselspannung vorgespannten Bürste mit einer isolierenden Folgebürste gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung ist; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Druckvorrichtung ist, die die erfinderischen Merkmale der Erfindung beinhaltet.
Zum allgemeinen Verständnis eines elektrofotografischen Drukkers oder Kopierers, in den die vorliegende Erfindung integriert werden kann, wird auf Fig. 6 verwiesen, die schematisch die verschiedenen Bauteile desselben zeigt. Im folgenden werden gleiche Bezugszeichen durchgängig zur Bezeichnung identischer Elemente benutzt. Obwohl der elektrostatische Bürstenreiniger mit einer Sekundärreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besonders gut für den Einsatz in einem elektrofotografischen Druckgerät geeignet ist, sollte aus der folgenden Erläuterung hervorgehen, daß er sich ebensogut für den Einsatz auf anderen Gebieten eignet und nicht notwendigerweise auf die hier dargestellten speziellen Ausführungen beschränkt ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die in dem in Fig. 6 dargestellten Wiedergabegerät eingesetzt werden, im folgenden kurz erläutert. Es liegt auf der Hand, daß die verschiedenen Bearbeitungselemente auch beim elektrofotografischen Druck eines elektronisch gespeicherten Originals und mit entsprechenden Abwandlungen bei einer Ionenprojektionsvorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden können, die Ionen in Bildaufbau auf eine Ladungshaltende Fläche aufträgt.
Ein Wiedergabegerät, bei dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft eingesetzt wird, weist ein Fotorezeptorband 10 mit einer fotoleitenden (bzw. Abbildungs-) Oberfläche 11 auf. Das Fotorezeptorband 10 bewegt sich in der Richtung von Pfeil 12 und transportiert aufeinanderfolgende Abschnitte des Bandes 10 nacheinander durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die um den Bewegungsweg desselben herum angeordnet sind. Das Band 10 läuft um eine Abziehwalze 14, eine Spannwalze 16 und eine Antriebswalze 20. Antriebswalze 20 ist über geeignete Einrichtungen, wie beispielsweise einen Riementrieb, mit einem Motor 21 verbunden. Das Band 10 wird durch ein Paar Federn, (nicht dargestellt), die Spannwalze 16 mit der gewünschten Federkraft federnd an das Band 10 drücken, in Spannung gehalten. Sowohl die Abziehwalze 14 als auch Spannwalze 16 sind drehbar angebracht. Es handelt sich bei ihnen um Laufwalzen, die sich frei drehen, wenn sich das Band 10 in der Richtung von Pfeil 12 bewegt.
Wie weiterhin aus Fig. 6 zu ersehen ist, durchläuft zunächst ein Abschnitt des Bandes 10 Ladestation A. In Ladestation A lädt eine Coronavorrichtung 22 einen Abschnitt des Fotorezeptorbandes 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen einheitliches Potential, das entweder positiv oder negativ ist.
In Belichtungsstation B liegt ein Originaldokument mit der Oberseite nach unten auf einer transparenten Auflageplatte 30 auf und wird mit Blitzlampen 32 beleuchtet. Von dem Originaldokument reflektierte Strahlen werden durch ein Objektiv 33 reflektiert und auf den geladenen Abschnitt des Fotorezeptorbandes 10 projiziert, um die Ladung darauf selektiv aufzulösen. So wird ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Band aufgezeichnet, das dem Informationsbereich entspricht, der in dem Originaldokument enthalten ist. Als Alternative dazu kann ein Laser vorhanden sein, um den Fotorezeptor entsprechend gespeicherten elektronischen Informationen in Bildaufbau zu entladen.
Anschließend transportiert das Band 10 das elektrostatische latente Bild zu einer Entwicklungsstation C. In Entwicklungsstation C wird eines von wenigstens zwei Entwicklergehäusen 34 und 36 mit dem Band 10 in Kontakt gebracht, um das elektrostatische latente Bild zu entwickeln. Die Gehäuse 34 und 36 können mit entsprechenden Nocken 38 und 40, die wahlweise von Motor 21 angetrieben werden, in Entwicklungsposition und aus dieser heraus bewegt werden. Jedes Entwicklergehäuse 34 und 36 enthält ein Entwicklungssystem, wie beispielsweise Magnetbürstenwalzen 42 und 44, so daß ein sich drehendes magnetisches Element vorhanden ist, das Entwicklergemisch (d. h. Trägerkörnchen und Toner) mit dem elektrostatischen latenten Bild in Kontakt bringt. Das elektrostatische latente Bild zieht Tonerteilchen von den Trägerkörnchen an und stellt so Tonerpulverbilder auf dem Fotorezeptorband 10 her. Wenn keine zwei Farben des Entwicklermaterials erforderlich sind, kann das zweite Entwicklergehäuse weggelassen werden.
Anschließend transportiert das Fotorezeptorband 10 das entwikkelte latente Bild zu übertragungsstation D. In Übertragungsstation D wird ein Blatt Trägermaterial, wie beispielsweise ein Kopieblatt, mit den entwickelten latenten Bildern auf dem Band 10 in Kontakt gebracht. Eine Coronaerzeugungsvorrichtung 46 lädt das Kopieblatt auf das richtige Potential, so daß es an dem Fotorezeptorband 10 haften bleibt, und das Tonerpulverbild wird von dem Fotorezeptorband 10 auf das Blatt angezogen. Nach dem Übertragen lädt eine coronaerzeugungseinrichtung 48 das Kopieblatt auf eine umgekehrte Polarität, um das Kopieblatt von dem Band 10 zu lösen, so daß das Blatt an Abziehwalze 14 von dem Band 10 abgezogen wird.
Blätter aus Trägermaterial 49 werden aus einer Zuführkassette 50 zu übertragungsstation D transportiert. Blätter werden mit Blattzuführeinrichtung 52 aus Kassette 50 zugeführt und über Fördereinrichtung 56 zu Übertragungsstation D transportiert.
Nach der Übertragung bewegt sich das Blatt weiter in der Richtung von Pfeil 60 zu Fixierstation E. Fixierstation E enthält eine Fixierbaugruppe, die allgemein mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet ist und die übertragenen Tonerpulverbilder dauerhaft auf den Blättern fixiert. Vorzugsweise umfaßt die Fixierbaugruppe 70 eine beheizte Fixierwalze 72, die in Druckkontakt mit einer Stützwalze 74 kommt, wobei die Tonerpulverbilder mit der Fixierwalze 72 in Kontakt kommen. Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Blatt fixiert, und diese Blätter werden über einen Schacht 62 zu einer Ausgabe 80 oder einer Endbearbeitungseinrichtung geleitet.
Restteilchen, die auf dem Fotorezeptorband 10 verbleiben, nachdem jede Kopie hergestellt wurde, können in Reinigungsstation F entfernt werden. Der Hybridreiniger der vorliegenden Erfindung wird durch das Bezugszeichen 92 dargestellt. (Fig. 3 und 5 zeigen detailliertere Ansichten der Reinigungsvorrichtung). Entfernte Restteilchen können darüberhinaus zur Entsorgung gespeichert werden.
Eine Gerätesteuerung 96 ist vorzugsweise eine bekannte programmierbare Steuerung oder eine Kombination aus Steuerungen, die auf herkömmliche Weise die Schritte und obenbeschriebenen Funktionen des Gerätes steuern. Die Steuerung 96 spricht auf eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen an, um die Steuerung der Maschine zu verbessern, und leitet darüberhinaus Diagnosevorgänge zu einer Benutzerschnittfläche (nicht dargestellt) weiter, wenn dies erforderlich ist.
Ein Wiedergabegerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie beschrieben, eine von mehreren bekannten Vorrichtungen sein. Abweichungen können bei speziellen elektrofotografischen Verarbeitungs-, Papiertransport- und Steueranordnungen auftreten, ohne daß die vorliegende Erfindung beeinflußt wird. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß die obenstehende Beschreibung für die Zwecke der vorliegenden Patentbeschreibung ausreicht, und die allgemeine Funktion eines elektrofotograf ischen Druckgerätes veranschaulicht, das für einen Typ von Vorrichtung steht, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Im folgenden wird auf Fig. 1 - 5 Bezug genommen, wobei die Abbildungen der Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung und. nicht der Beschränkung derselben dienen.
Geladene dielektrische Teilchen, die an einer dielektrischen Oberfläche haften, können mit mechanischen, elektrischen oder elektro-mechanischen Einrichtungen entfernt werden. Bei dem elektrostatischen Bürstenreiniger wird eine Kombination elektrischer und mechanischer Kräfte eingesetzt, um Tonerteilchen von der Fotorezeptoroberfläche zu lösen und zu entfernen.
Um eine elektrostatische Kraft auf die Tonerteilchen auszuüben, werden die Tonerteilchen unter Verwendung einer Vorreinigungs-Coronavorrichtung geladen, und ein elektrisches Potential wird an die leitenden Fasern der Bürste angelegt. Dieses Potential erzeugt ein elektrisches Feld zwischen den Fasern und der Erdebene des Fotorezeptors. Auf die Tonerteilchen wirkt eine Kraft F, die dem Produkt (q x E) entspricht, wobei der Ausdruck q für die Tonerladung steht und E für das elektrische Feld steht. Diese Kraft qE muß die Adhäsionskraft zwischen den Tonerteilchen und der Fotorezeptoroberfläche übersteigen, um die Teilchen zu lösen. Die elektrische Kraft löst und entfernt geladene Tonerteilchen von der Fotorezeptoroberfläche, wenn sie mit den mechanischen (Ablenkungs-)Kräften der Fasern kombiniert wird.
Dieses Verfahren funktioniert recht gut bei den heute eingesetzten Tonermaterialien. Der Hauptnachteil dieses Verfahren besteht darin, daß die Bürstenfasern nicht in der Lage sind, große Mengen Toner wirkungsvoll zu entfernen. Wenn beispielsweise der Kopiervorgang aufgrund eines Papierstaus abgebrochen wird, muß das Reinigungs-Untersystem große Mengen nicht übertragenen Toners entfernen. Dabei handelt es sich um einen Belastungsfall für herkömmliche elektrostatische Reiniger. Der Grund für diese mangelhafte Leistung besteht darin, daß sich die geladenen Tonerteilchen an der Faserspitze ansammeln und das elektrische Feld der Faser abschirmen und den Tonerentfernungsvorgang zum Stillstand bringen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 1 zeigt eine vorgespannte leitende Faser einer Reinigungsbürste. Die Faser 108 sammelt eine Masse positiv geladener Tonerteilchen 111 an der Faserspitze an, so daß das elektrische Feld verringert wird, indem der ankommende Toner von der Faser abgeschirmt wird. Darüberhinaus führt das Vorreinigungsladen der Tonerteilchen auf dem Fotorezeptor zu stärkerer Adhäsionskraft zwischen dem Fotorezeptor und den Tonerteilchen. Diese Zunahme der Adhäsionskraft führt zu einer Verringerung des Reinigungswirkungsgrades.
Der AC-ESB (alternating current-electrostatic brush - Wechselstrom-Elektrostatikbürste)-Reiniger der vorliegenden Erfindung weist nicht die Nachteile der herkömmlichen DC-ESB(direct current-electrostatic brush - Gleichstrom-Elektrostatikbürste) auf. Die DC-ESB benötigt geladenen Toner, um zu funktionieren, während die AC-ESB die dielektrischen Polarisationskräfte (dielectric polarization forces - DEP) nutzt, um ungeladene Tonerteilchen anzuziehen. Die Tonerteilchen werden durch entsprechende Vorreinigungs-Ladungsbehandlung entladen. Diese Behandlung gewährleistet, daß die durchschnittliche Ladung der Tonerteilchen ungefähr 0 µC/g beträgt. Eine Wechselvorspannung (im Frequenzbereich 50-500 Hz) wird an die Bürstenfasern angelegt. Die Tonerteilchen, die von dem elektrischen Feld in der Nähe der Faserspitze polarisiert werden, werden durch das ungleichmäßige elektrische Feld angezogen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Fig. 2 zeigt ein ungeladenes Tone rteilchen 112, das durch ein elektrisches Feld 206 in der Nähe einer vorgeladenen leitenden Faserbürste 108 polarisiert wird. Das Tonerteilchen 112 wird durch das ungleichmäßige elektrische Feld 200 von der Faserspitze angezogen. Diese Kraft hängt von dem Gradienten des elektrischen Feldes ab. In der Nähe der Faserspitze ist der Gradient des elektrischen Feldes sehr groß. Da der Toner ungeladen ist, wird die Adhasionskraft zwischen den Tonerteilchen und dem Fotorezeptor erheblich verringert. Darüberhinaus wird das elektrische Feld der Faserspitze nicht abgeschirmt. So kann jede Faser mehr Toner entfernen, als wenn der Toner geladen wäre. Das Wechselpotential der Bürste gewährleistet, daß alle Tonerteilchen unabhängig von der Polarität ihrer Restladung entfernt werden.
Fig. 3 zeigt ein Hybrid-Reinigungssystem, das aus einer AC-ESB (alternating current-electrostatic brush - Wechselstrom- Elektrostatikbürste) und einem Mehrfachklingen-Reiniger (nicht von den Ansprüchen abgedeckt) besteht. Der Primärreiniger des Systems ist die elektrostatische Bürste 100 mit einer Wechselvorspannung, die dazu dient, die Masse des Toners 110 auf der Abbildungsfläche 11 aufzunehmen. Die Fasern dieser Bürste 100 drehen sich in der Richtung von Pfeil 105 an der Abbildungsfläche 11. Ein Flimmerbalken 120 (bzw. Ladebalken) befindet sich oberhalb der Bürstenfasern 108. Die Bürstenfasern 108 sind drehend mit dem Flimmerbalken 120 in Kontakt. Das Vakuum 180 erzeugt einen Luftstrom, der den Toner 110 von den Bürstenfasern 108 aus dem Gehäuse 190 zieht, und lagert diesen Toner und andere Abfallmaterialien, die von der Fotorezeptoroberf läche entfernt werden, in einem Abfallbehälter (nicht dargestellt) ab. Jedoch wird bei der AC-ESB bei der Reinigung häufig Toner wieder auf der Abbildungsfläche 11 angelagert. Zu dieser Wiederanlagerung von Toner kommt es, wenn ein Teil des Toners 110, der durch die Reinigungsbürste 100 von der Fotorezeptoroberfläche 11 entfernt wurde, nicht von der Reinigungsbürste entfernt wird. Da die sich drehende Reinigungsbürste 100 wieder mit der Rezeptoroberfläche 11 in Kontakt kommt, wird ein Teil des Toners, 110, der in der Bürste 100 verbleibt, aufgrund der elektrostatischen Kräfte, die durch die Wechselvorspannung erzeugt werden, wieder auf die Fotorezeptoroberfläche 11 übertragen.
Wie weiterhin aus Fig. 3 zu ersehen ist, handelt es sich bei dem Sekundärreiniger für den Resttoner (und -teilchen), der wieder angelagert und mit dem Primärreinigungsverfahren nicht aufgenommen wird, um eine Mehrfachklingen-Baugruppe 130. Die Mehrfachklingen-Baugruppe 130 befindet sich stromab von der AC-ESB 190 in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fotorezeptors 10, die durch Pfeil 12 gekennzeichnet ist. Es sind Einrichtungen zum Weiterrücken der Klingenbaugruppe 130 vorhanden, um eine der Reinigungsklingen in Reibungskontakt mit der Abbildungsfläche zu bringen. Die Bürste könnte auf einen hohen Pegel (beispielsweise 500 V-Spitzenwert) vorgespannt sein, um maximale Massenreinigungskapazität zu ermöglichen, wobei geringfügige Wiederanlagerung oder Luftdurchschlagausfälle keine allzu große Rolle spielen, da die Klinge den restlichen Toner (und Teilchen) von der Abbildungsfläche 11 entfernen würde. (Zu einem Luftdurchschlagausfall kommt es, wenn eine zu hohe Spannung an der Bürste auftritt, es zu einem Kurzschluß zwischen den Fasern und dem Fotorezeptor kommt, der den Verlust von Ladung an dem Toner bewirkt oder die Tonerladung ändert.) Die Klinge würde von einem Sensor 150 überwacht, der Reinigungsklingenausfälle in der Mehrfachklingen-Baugruppe erfaßt, so daß Informationen erzeugt werden, die das Weiterrücken der Klingenbaugruppe und den Einsatz einer neuen Klingenkante ermöglichen. Das Vakuum 180 würde, wie oben erläutert, dazu dienen, sämtlichen Toner aus dem Tonerhohlraum einschließlich der Klingenfläche zu entfernen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführung der Erfindung, die ein Doppelbürsten-Reinigungssystem umfaßt. Der Primärreiniger ist eine elektrostatische Bürste 100 mit einer Wechselvorspannung, der eine mit Gleichspannung vorgespannte Bürste 160 als Sekundärreiniger folgt. Die erste Bürste 100 der Doppelbürstenkonstruktion ist mit Wechselspannung vorgespannt und entfernt die Masse des Toners 110. Die zweite Bürste 160 ist mit einer Gleichspannung vorgespannt, um den wiederangelagerten Toner (und andere Teilchen) von der Abbildungsfläche zu entfernen. Die erste Bürste 100 könnte auf einen hohen Pegel (beispielsweise 500 V Spitzenwert) vorgespannt sein, um maximale Massenreinigungskapazität zu ermöglichen, wobei geringfügige Wiederauftragung oder Luftdurchbruchausfälle keine allzu große Rolle spielen, da die Sekundärbürste 160 den restlichen Toner entfernt. (Ein Luftdurchbruchausfall tritt, wie oben beschrieben, dann auf, wenn eine zu hohe Spannung an der Bürste vorliegt (oder wenn die Fasern der Wechselspannungs- und/oder Gleichspannungs-Bürsten miteinander in Kontakt kommen), ein Kurzschluß zwischen den Bürstenfasern 108 und dem Fotorezeptor 10 auftritt, der Verlust von Ladung an dem Toner bewirkt oder die Tonerladung ändert. Daher sind die Doppelbürsten durch ein Gehäuse 200 voneinander getrennt.) Die hohe Massenreinigungskapazität der ersten Bürste 100 führt zu einem geringen Masseanfall an der zweiten Bürste 160, so daß die Möglichkeit von Toneremissionen von der Seite des Reinigers aus, die die Zweitbürste 160 enthält, verringert wird.
Fig. 5 zeigt ein alternatives Doppelbürsten-Reinigungssystem. Fig. 5 ähnelt zwar Fig. 4, jedoch wird hier eine isolierende Folgebürste 161 statt der mit Gleichspannung vorgespannten Folgebürste eingesetzt, wie sie in Fig. 4 dargestelt ist.
Das bevorzugte Verfahren zum Entfernen von Teilchen von der Abbildungsfläche des Fotorezeptors besteht, zusammengefaßt, darin, daß eine Wechselspannungs-Elektrostatikbürste die Masse der Restteilchen auf der Abbildungsfläche entfernt. Die Restteilchen werden durch ein Vorreinigungs-Coroton auf ungefähr 0 µC/g entladen, so daß die DEP-Kräfte der mit Wechselspannung vorgespannten Bürste eine große Menge an Restteilchen von der Abbildungsfläche anziehen können. Dieses Wechselspannungsbürsten-Reinigungsverfahren kann zur Wiederanlagerung eines Teils der Teilchen auf der Abbildungsfläche und/oder zum Verbleiben von Restteilchen auf der Abbildungsfläche aufgrund von Luftdurchbruchausfällen führen. Daher ist eine Sekundärreinigungseinrichtung erforderlich. Gemäß der Erfindung handelt es sich bei dieser Sekundärreinigungseinrichtung um einen weiteren Bürstenreiniger. Die Sekundärreiniger zum Entfernen von aufgrund von Wiederanlagerung und/oder Luftdurchbruchausfällen der mit Wechselspannung vorgespannten Bürste vorhandenem Resttoner, die hier beschrieben wurden, enthalten: Eine Mehrfachklingenbaugruppe (nicht von den Ansprüchen abgedeckt), eine mit Gleichspannung vorgespannte Bürste sowie eine isolierende Bürste. Jeder dieser Sekundärreiniger kann mit einer mit Wechselspannung vorgespannten Bürste kombiniert werden, um eine effektivere Reinigungsvorrichtung für die Abbildungsfläche zu schaffen.
Es liegt daher auf der Hand, daß gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektrostatischer Bürstenreiniger mit einem Sekundärreiniger geschaffen worden ist&sub1; der die oben aufgeführten Ziele und Vorteile vollständig erbringt. Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer speziellen Ausführung derselben beschrieben wurde, liegt auf der Hand, daß viele Alternativen, Abwandlungen und veränderungen für den Fachmann ersichtlich sind. Dementsprechend sind alle Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen eingeschlossen, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Vorrichtung zum Entfernen von Restteilchen von einer Abbildungsfläche (11), die ein Gehäuse, in dem eine Kammer mit offenem Ende ausgebildet ist; eine Entladungseinrichtung zum Entladen der Teilchen auf der Abbildungsfläche (11) auf ungefähr 0 µC/g;

eine erste Bürste (100), die drehbar in der in dem Gehäuse ausgebildeten Kammer angebracht ist, um die entladenen Teilchen von der Abbildungsfläche (11) zu entfernen, wobei die Entladungseinrichtung eine coronaerzeugungsvorrichtung enthält, die sich in bezug auf die Bewegungsrichtung der Abbildungsfläche stromauf von der ersten Bürste (100) befindet;

eine Vorspanneinrichtung zum elektrischen Vorspannen der Bürste (100) mit einer Wechselspannung;

eine zweite Bürste (160, 161), die sich in bezug auf die Bewegungsrichtung der Abbildungsfläche stromab von der ersten Bürste (100) befindet, wobei die zweite Bürste entweder isolierend oder mit einer Gleichspannung vorgespannt ist;

und eine Einrichtung enthält, die mit dem Gehäuse verbunden ist, um einen Luftstrom in dem Gehäuse zu erzeugen, der die Teilchen von der ersten Bürste (100) und der zweiten Bürste (160) weg zu einem Auslaß des Gehäuses leitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Bürste (160, 161) in der Bewegungsrichtung der Abbildungsfläche (11) stromab von der ersten Bürste (100) drehbar in dem Gehäuse angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Bürste (160, 161) in einer Richtung entgegengesetzt zu der der ersten Bürste (100) drehbar angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Bürste (160, 161) außerhalb des Gehäuses angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Bürste (160, 161) isolierend ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Einrichtung zum elektrischen Vorspannen der zweiten Bürste (160, 161) mit einer Gleichspannung vorhanden ist.