DE69507853T2

DE69507853T2 - Reinigungsvorrichtung für ein Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69507853T2
Application number: DE69507853T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Inoue; Taisuke Kamimura; Tetsunori Mitsuoka; Masaaki Ozaki; Masanori Yamada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2015-05-24
Also published as: DE69507853D1; JPH07319356A; EP0684532A1; EP0684532B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von Restsubstanzen, die auf einer Oberfläche eines Bilddaten-Erzeugungskörpers nach Abschluß einer Reihe von Bilderzeugungsprozessen in einem Bilderzeugungsgerät zurückbleiben, das Elektrophotographie verwendet, wie beispielsweise einem Kopierer, einem Laserdrucker oder einem Faksimilegerät.

2. Beschreibung des Standes der Technik:

Anhand der Fig. 12 wird ein allgemeines Bilderzeugungsgerät, das Elektrophotographie verwendet, beschrieben. Ein allgemeines Bilderzeugungsgerät umfaßt einen photoleitenden Körper 90, auf dem Bilddaten zu erzeugen sind. Das Bilderzeugungsgerät hat weiterhin eine Hauptladeeinheit 91, eine Entwicklungsvorrichtung 93, eine Übertragungsladeeinheit 94 und eine Ladungsentfernungslampe 95, die gegenüber zu dem photoleitenden Körper 90 gelegen sind. Wenn ein photoleitender Körper 90 in der Richtung eines Pfeiles A umläuft, wird eine Oberfläche des photoleitenden Körpers 90 mit gleichmäßiger Ladung durch Koronaentladung versorgt, die durch die Hauptladeeinheit 91 durchgeführt wird. Wenn die Oberfläche mit Licht durch eine Belichtungsvorrichtung 92 belichtet ist, wird auf der Oberfläche ein elektrostati sches Latentbild erzeugt. Das elektrostatische Latentbild wird in ein Tonerbild durch Toner 81 entwickelt, der von der Entwicklungsvorrichtung 93 zugeführt ist. Ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Papierblatt, wird zwischen dem photoleitenden Körper 90 und der Übertragungsladeeinheit 94 transportiert, und das Tonerbild auf der Oberfläche des photoleitenden Körpers 90 wird auf das Papierblatt 97 durch eine Koronaentladung übertragen, die durch die Übertragungsladeeinheit 94 vorgenommen wird. Das auf dem Papierblatt 97 erzeugte Bild wird durch Wärme und Druck fixiert, die von einer (nicht gezeigten) Fixiervorrichtung zugeführt sind.
Bei der Transferierung der oben beschriebenen Bilderzeugungsoperation wird das Tonerbild auf der Oberfläche des photoleitenden Körpers 90 nicht vollständig auf das Papierblatt 97 übertragen. Demgemäß bleibt nach der Transferierung der für die Erzeugung des Tonerbildes verwendete Toner teilweise als Resttoner 82 zurück. Weiterhin haften Substanzen, die durch die Koronaentladung erzeugt sind, in dem Papierblatt 97 eingeschlossene Papierpulver und Talk auf der Oberfläche des photoleitenden Körpers 90. Derartige Substanzen sind durch eine Haftsubstanz 83 in Fig. 12 dargestellt. Der Resttoner 82 und die Haftsubstanz 83 haben einen ungünstigen Einfluß auf die anschließende Bilderzeugung und vermindern so die Bildqualität. Um ein derartiges Problem zu verhindern, ist eine Reinigungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Reinigungsklinge 96, zwischen der Übertragungsladeeinheit 94 und der Ladungsentfernungslampe 95 vorgesehen. Eine Spitze der Reinigungsklinge 96 berührt die Oberfläche des photoleitenden Körpers 90 und kratzt so den Resttoner 82 und die Haftsubstanz 83 von der Oberfläche ab. Eine andere bekannte Reinigungsvorrichtung umfaßt eine Pelzbürste oder eine Reinigungswalze, die in Berührung mit der Oberfläche des photoleitenden Körpers 90 gebracht sind, um den Resttoner 82 und die Haftsubstanz 83 zu entfernen.
Die japanischen Patentpublikationen Nr. 5-17552 und 5-23436 offenbaren jeweils die Anordnung einer Luftabsorbieröffnung oder einer Lufteinblasöffnung in der Nähe der Oberfläche des photoleitenden Körpers, durch die die Restsubstanzen ohne physikalischen Kontakt absorbiert oder weggeblasen werden. Die offengelegte japanische Patentpublikation Nr. 62-67577 offenbart die Anordnung einer Metallwalze mit einer zum photoleitenden Körper parallelen Drehachse. Die Metallwalze ist mit einem Spalt von der Oberfläche des photoleitenden Körpers gelagert und wird mit einer Vorspannung versorgt, die durch Überlagern einer Gleichstrom-Vorspannung und einer Wechselstrom-Vorspannung erhalten ist, um so den Toner zu der Oberfläche der Metallwalze zu absorbieren.
In einer Vorrichtung mit einem Glied, wie beispielsweise einer Reinigungsklinge, die die Restsubstanzen durch Berühren der Oberfläche des photoleitenden Körpers entfernt, muß ein Bereich der mit einem derartigen Glied zu berührenden Oberfläche eine ausreichende Härte haben. Da weiterhin ein derartiges Glied den Bereich mit einer relativ großen Last berühren muß, ist es möglich, daß ein Überzug aus Toner oder Talk auf der Oberfläche gebildet wird oder daß die Oberfläche durch Papierpulver beschädigt wird, die aus unebenen oder stabilen Körnern gebildet sind. Aus diesen Gründen ist die Bildqualität vermindert, und die Lebensdauer des photoleitenden Körpers ist verkürzt.
Durch das oben erläuterte System des Absorbierens von Luft von der Oberfläche des photoleitenden Körpers muß das Bilderzeugungsgerät mit einem relativ großen Absorptionsgerät versehen sein. Nach einem kontinuierlichen Gebrauch über eine lange Zeitdauer setzen sich Restsubstanzen in der Luftabsorbieröffnung fest, wodurch die Absorptionsfähigkeit vermindert wird. Weiterhin ist eine Wartung einschließlich eines Ersatzes von Filtern zum Trennen des Toners von der absorbierten Luft erforderlich. Durch das oben erwähnte System des Blasens von Luft zu dem photoleitenden Körper muß das Bilderzeugungsgerät mit einem Luftzufuhrgerät versehen werden, und somit wird dessen Abmessung unvermeidbar vergrößert. Eine Klinge, die in Berührung mit der Oberfläche des photoleitenden Körpers kommt, ist vorgesehen, um die Luft wirksam zu der Oberfläche des photoleitenden Körpers einzuführen. Eine solche Klinge verursacht die Bildung einer Beschichtung von Toner oder Talk oder eine Beschädigung der Oberfläche durch Papierpulver. Weiterhin ist eine Wartung einschließlich eines Ersatzes von Filtern zum Trennen des Toners von der Abluft erforderlich.
In dem oben erwähnten System, das Resttoner an der Metallwalze haften läßt, die mit einer Vorspannung beaufschlagt ist, können nichtmagnetische Substanzen, wie beispielsweise Papierpulver oder Talk, nicht entfernt werden.
Das zum Stand der Technik zählende Dokument EP-A-0 366 426 offenbart eine elektrophotographische Vorrichtung, die eine erste Reinigungseinrichtung, die an einem Spalt von einem Photorezeptor angeordnet ist, und eine zweite Reinigungseinrichtung in Druckkontakt mit dem Photorezeptor hat.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung sieht eine Reinigungsvorrichtung vor, wie diese in Patentanspruch 1 angegeben ist. Bevorzug te Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät verwendet wird, um Restsubstanzen auf einer Oberfläche des Bilderzeugungsgerätes nach einer Bilderzeugungsoperation einschließlich eines Prozesses zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes, das durch Elektrophotographie auf einer Oberfläche eines Bilddaten-Erzeugungskörpers des Bilderzeugungsgerätes gebildet wird, und eines Prozesses zum Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Aufzeichnungsmedium, zu entfernen, umfaßt eine erste Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von Resttoner von der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers und eine zweite Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von einer Haftsubstanz, die von dem Toner verschieden ist, von der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers. Die zweite Reinigungsvorrichtung ist stromab bzw. hinter der ersten Reinigungseinrichtung in einer Richtung vorgesehen, in welcher die Bilderzeugungsoperation fortschreitet. Die erste Reinigungsvorrichtung umfaßt ein erstes Wiedergewinnungsglied, das gegenüber zu der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers mit einem Spalt von dem Bilddaten-Erzeugungskörper gelegen ist, und eine Strom- bzw. Spannungsversorgungsvorrichtung zum Anlegen einer Vorspannung an das erste Wiedergewinnungsglied, und die zweite Reinigungsvorrichtung umfaßt ein zweites Wiedergewinnungsglied mit einer ausreichenden Flexibilität, um auf der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers in Druckkontakt mit der Oberfläche des Bilddaten- Erzeugungskörpers zu gleiten.
Resttoner und andere Restsubstanzen, die auf der Oberfläche des photoleitenden Körpers haften, werden getrennt durch die erste Reinigungsvorrichtung und die zweite Reinigungs vorrichtung entfernt, welche jeweils aus einer ersten bzw. einer zweiten Walze gebildet sind. Aufgrund eines derartigen Betriebes können die erste Reinigungsvorrichtung und die zweite Reinigungsvorrichtung aus einem Material gebildet werden, das geeignete Eigenschaften für den Toner oder die andere zu entfernende Substanz hat und die Entfernung mit Sicherheit durchführt, ohne die Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers zu beschädigen oder eine Erzeugung einer Beschichtung des Toners oder der anderen Restsubstanzen zu verursachen.
Eine Vorspannung zwischen dem ersten Wiedergewinnungsglied und dem Bilddaten-Erzeugungskörper liegt von der Strom- bzw. Spannungsversorgungsvorrichtung an dem ersten Wiedergewinnungsglied, das gegenüber zu der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers mit einem Spalt von diesem gelegen ist. Somit wird der Resttoner auf der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers von der Oberfläche des Bilddaten- Erzeugungskörpers zu dem ersten Wiedergewinnungsglied angezogen. Das zweite Wiedergewinnungsglied liegt stromab bzw. hinter dem ersten Wiedergewinnungsglied in einer Richtung, in welcher die Bilderzeugungsoperation fortschreitet. Das zweite Wiedergewinnungsglied gleitet flexibel auf der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers in einem Druckkontaktzustand. Die Haftsubstanzen, die von dem Toner verschieden sind, werden von dem Bilddaten-Erzeugungskörper durch das zweite Wiedergewinnungsglied entfernt. Auf diese Weise können der Toner und die anderen Substanzen, die auf der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers zurückbleiben, nachdem eine Reihe von Bilderzeugungsprozessen abgeschlossen ist, getrennt durch die ersten und zweiten Wiedergewinnungsglieder entfernt werden. Aufgrund einer solchen getrennten Wiedergewinnung kann der Toner wieder verwendet werden. Da es darüber hinaus nicht erforderlich ist, den Toner oder andere Haftsubstanzen durch ein die Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers berührendes Glied zu entfernen, kann der Druck des Kontaktes des zweiten Wiedergewinnungsgliedes zu der Bilderzeugungsvorrichtung ausreichend niedrig sein. Demgemäß können die Bildung eines Überzuges durch Talk und ein Beschädigen der Oberfläche durch Papierpulver vermieden werden.
Somit entfernt die für ein Bilderzeugungsgerät verwendete vorliegende Reinigungsvorrichtung Restsubstanzen auf der Oberfläche des photoleitenden Körpers gemäß dem Typ der Substanzen, ohne die Oberfläche zu beschädigen oder eine Beschichtung von Toner oder Talk, der auf der Oberfläche zu bilden ist, zu verursachen, wodurch die Lebensdauer des photoleitenden Körpers angehoben wird und die Bilderzeugungsoperation beschleunigt wird.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann nach Lesen und Verstehen der folgenden Detailbeschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren offenbar.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem ersten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem zweiten Beispiel ge mäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 3 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion des spezifischen Durchgangswiderstandes einer mit einer Vorspannung beaufschlagten Walze in der Reinigungsvorrichtung in dem zweiten Beispiel veranschaulicht.
Fig. 4 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit einer anderen Walze bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit einer photoleitenden Trommel in dem zweiten Beispiel veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit der mit einer Vorspannung beaufschlagten Walze bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit der photoleitenden Trommel in dem zweiten Beispiel veranschaulicht.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem dritten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät in einer Abwandlung des drit ten Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 8 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion der Frequenz der an einer Walze anliegenden Vorspannung in dem dritten Beispiel veranschaulicht.
Fig. 9 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion der Spitze-zu- Spitze-Spannung veranschaulicht.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem vierten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem fünften Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines Teiles eines Bilderzeugungsgerätes einschließlich einer herkömmlichen Reinigungsvorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch veranschaulichende Beispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Beispiel 1

Eine Reinigungsvorrichtung für ein Bilderzeugungsgerät in einem ersten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch eine Struktur für eine Reinigungsvorrichtung 1 in dem ersten Beispiel.
Das Bilderzeugungsgerät einschließlich der Reinigungsvorrichtung 1 hat auch eine photoleitende Trommel 10 als ein photoleitendes Glied, auf dem Bilddaten erzeugt werden. Die photoleitende Trommel 10 mit einer zylindrischen Gestalt mit einem Außendurchmesser von 80 mm und einer Länge von 310 mm umfaßt eine Trommelbasis, die aus Aluminium gebildet ist, und eine organische photoleitende Schicht (im folgenden als eine "OPC-Schicht" bezeichnet), die auf einer äußeren Umfangsfläche hiervon gebildet ist. Die photoleitende Trommel 10 läuft in der Richtung eines Pfeiles A mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 175 mm/s um. Das photoleitende Glied kann eine Schichtbasis anstelle einer Trommelbasis aufweisen, und die Trommelbasis oder die Schichtbasis können durch andere Materialien anstelle von Aluminium gebildet sein.
Eine Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 wird durch eine (nicht gezeigte) Hauptladeeinheit geladen, um eine zu der Polarität des Toners entgegengesetzte Polarität zu haben. Ein elektrostatisches Latentbild wird auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 durch eine Belichtung gebildet, die gemäß Bilddaten durchgeführt wird. Toner wird zu der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 durch eine (nicht gezeigte) Entwicklungsvorrichtung gespeist, um dadurch das elektrostatische Latentbild in ein Tonerbild zu entwickeln. Dann wird das Tonerbild auf ein Papierblatt durch eine (nicht gezeigte) Übertragungsvorrichtung übertragen. Nachdem die Transferierung abgeschlossen ist, haften Resttoner 7 und andere Substanzen (in Fig. 1 als eine Haftsubstanz 8 veranschaulicht) an der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10. Die Hauptladeeinheit und die Übertragungsvorrichtung können von irgendeinem bekannten Typ sein.
Die Reinigungsvorrichtung umfaßt eine Walze 2 als ein erstes Wiedergewinnungsglied, eine Strom- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 3 als eine Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung zum Liefern einer Vorspannung zu der Walze 2 und eine Klinge 4 zum Abkratzen des Resttoners 7, der von einer Oberfläche der Walze 2 wiedergewonnen ist. Die Walze 2 wird gegenüber zu der photoleitenden Trommel 10 mit einem kleinen Spalt d von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 gelagert. Eine Drehachse der Walze 2 ist parallel zu einer Drehachse der photoleitenden Trommel 10, und die Walze 2 ist in der Richtung eines Pfeiles B drehbar.
Die Walze 2 hat eine Gestalt eines Hohl- oder Festzylinders und ist aus einem nicht-isolierendem Material gebildet, das (1) ein leitendes Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, Eisen und eine Legierung hiervon oder (2) ein leitendes oder halbleitendes organisches Polymermaterial, wie beispielsweise Gummi oder Kunststoffe einschließlich eines leitenden Materials, wie beispielsweise Kohlenstoff, enthält. Die Walze 2 kann eine Mehrschichtstruktur haben, die mit einem leitenden oder einem halbleitenden organischen Polymermaterial einschließlich einem leitenden Material, wie beispielsweise Kohlenstoff, bedeckt ist.
Das nicht-isolierende Metallmaterial hat eine befriedigende Stärke und einen befriedigenden Widerstand gegen Abrieb oder Verschleiß und dergleichen. Eine gewünschte Vorspannung kann an die Walze 2 gelegt werden, die aus einem derartigen Material gebildet ist. Das leitende oder halbleitende organische Polymermaterial, das ein leitendes Material. wie beispielsweise Kohlenstoff enthält, kann ein Kunststoffmaterial, wie beispielsweise FRP sein, das eine leitende Faser, wie beispielsweise eine Kohlenstoffaser, die in technische Kunststoffe diffundiert ist, leitende technische Kunststoffe oder Gummi, leitende Keramiken oder ein funktionelles Gradientmaterial enthält.
In dem ersten Beispiel ist die Walze 2 eine hohle Aluminiumzylinderwalze mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Länge von 310 mm. Die Oberfläche der Walze 2 ist glatt. Die Walze 2 ist gegenüber zu der photoleitenden Trommel 10 mit einem Spalt d von 200 um von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 gelegen. Der Spalt d kann in gewünschter Weise gemäß mechanischen und elektrischen Einschränkungen eingestellt sein.
Die Walze 2 wird mit beispielsweise einer Gleichstromvorspannung durch eine Strom- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 3 beaufschlagt. Durch Anlegung der Gleichstromvorspannung an die Walze 2 werden Teilchen des Resttoners 7, die ein Rest auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 sind, zu der Oberfläche der Walze 2 angezogen. Durch Berührung der Klinge 4 mit der Oberfläche der Walze 2 werden die Teilchen des Resttoners 7, der an der Oberfläche der Walze 2 haftet, abgekratzt und dann durch ein (nicht gezeigtes) Wiedergewinnungsgefäß wiedergewonnen.
Die Reinigungsvorrichtung 1 umfaßt weiterhin eine Walze 5 als ein zweites Wiedergewinnungsglied und eine Klinge 6 zum Abkratzen der Haftsubstanz 8 von der Oberfläche der Walze 5. Die Walze 5 hat eine Gestalt eines hohlen oder vollen bzw. festen Zylinders und wird durch ein isolierendes elastisches Material gebildet, das ein organisches Polymermaterial, wie beispielsweise einen festen Gummi oder einen porösen Schaumgummi, enthält. Die Walze 5 kann eine bürstenähnliche Walze sein, die aus einem organischen Polymermaterial, wie beispielsweise einem isolierenden Fasermaterial, gebildet ist. Die Walze 5 ist in der gleichen Richtung wie die photoleitende Trommel 10 drehbar.
Das isolierende elastische Material kann ein organisches Polymermaterial, wie beispielsweise Urethan, das ausreichend einfach zu formen und herzustellen ist, fester oder voller Gummi, der aus Silikon oder dergleichen hergestellt ist, oder poröser Schaumgummi sein.
In dem ersten Beispiel ist die Walze 5 eine feste bzw. volle, isolierende und elastische Zylinderwalze, die aus Schaumurethan mit geschlossenen Zellen hergestellt ist und einen Durchmesser von 20 mm, eine Länge von 310 mm und eine Härte von 50º hat. Die Walze 5 ist in Berührung mit der photoleitenden Trommel 10 mit einem Druck von 200 gf/cm angeordnet. Der Kontaktdruck kann in gewünschter Weise aufgrund des Materials und der Glätte der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 sowie der Geschwindigkeit der Bilderzeugungsoperation eingestellt sein.
Die Walze 5 mit der oben beschriebenen Struktur und Eigenschaften gleitet flexibel auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 in Druckkontakt mit der Oberfläche. Somit wird hauptsächlich die Haftsubstanz 8 von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 zu der Oberfläche der Walze 5 durch eine mechanische Scherkraft wiedergewonnen, die durch eine derartige Relativbewegung der photoleitenden Trommel 10 und der Walze 5 erzeugt ist. Die Haftsubstanz 8 wird dann von der Oberfläche der Walze 5 durch die Klinge 6 mittels Berührung der Klinge 6 mit der Oberfläche der Walze 5 abgekratzt und sodann in ein (nicht gezeigtes) Wiedergewinnungsgefäß wiedergewonnen.

Beispiel 2

Anhand der Fig. 2 wird eine Reinigungsvorrichtung eines Bilderzeugungsgerätes in einem zweiten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung 20 in dem zweiten Beispiel. In dem zweiten Beispiel sind die Walze 2, die Strom- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 3, die Klinge 4, die Walze 5, die Klinge 6 und die photoleitende Trommel 10 die gleichen wie diejenigen in dem ersten Beispiel, und somit wird eine Detailbeschreibung hiervon weggelassen.
Die Walze 5 ist mit einer Gleichstromvorspannung durch eine Strom- bzw. Spannungsversorgungsvorrichtung 11 beaufschlagt. Die Gleichstromvorspannung hat eine entgegengesetzte Polarität zu der Polarität der Haftsubstanz 8. Die Walze 5 gleitet flexibel auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 in Druckkontakt hiermit. Die Haftsubstanz 8 wird von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 zur Oberfläche der Walze 5 durch elektrostatische Kraft, die durch Einwirkung der Gleichstromvorspannung erzeugt ist, sowie durch mechanische Scherkraft wiedergewonnen.
Fig. 3 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion des spezifischen Durchgangswiderstandes der Walze 5 in der Reinigungsvorrichtung 1 veranschaulicht. Wie oben beschrieben ist, ist die Walze 5 eine Vollzylinderwalze, die aus einem nicht isolierenden elastischen Material gebildet ist. Beispielsweise ist die Walze 5 aus einem organischen Polymermaterial, wie z. B. einem halbleitenden Vollgummi oder einem porösen Schaumgummi, der ein leitendes Material, wie z. B. Kohlenstoff enthält, gebildet. Wenn, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, der spezifische Durchgangswiderstand der Walze 5 kleiner als 1 · 10&supmin;&sup7; Ω · cm ist, wird ein Überzug der Haftsubstanz 8 auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 durch einen durch die Walze 5 fließenden Überstrom gebildet. Wenn der spezifische Durchgangswiderstand der Walze 5 größer als 1 · 10&sup9; Ω · cm ist, ist der spezifische Durchgangswiderstand in verschiedenen Teilen der Oberfläche der gleichen Walze 5 nicht gleichmäßig, um dadurch die Reinigungswirksamkeit zu reduzieren. Demgemäß liegt der spezifische Durchgangswiderstand der Walze 5 vorzugsweise zwischen 1 · 10&sup7; Ω · cm und 1 · 10&sup9; Ω · cm, um ein befriedigendes Reinigungsverhalten zu erzielen.
Fig. 4 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 2 bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit der photoleitenden Trommel 10 in dem zweiten Beispiel veranschaulicht. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, wird durch Drehen der Walze 2 und der photoleitenden Trommel 10 in entgegengesetzten Richtungen zueinander, während das oben erwähnte Verhältnis zwischen 50% und 400% liegt, der Resttoner 7, der zu der Walze 2 wiedergewonnen wurde, nicht gestreut. Das oben erwähnte Verhältnis liegt vorzugsweise zwischen 100% und 300%, um den Resttoner 7 von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 einfacher zu trennen. Auf diese Weise kann ein befriedigenderes Reinigungsverhalten erzielt werden.
Fig. 5 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 5 bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit der photoleitenden Trommel 10 veranschaulicht. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, kann durch Drehen der Walze 5 und der photoleitenden Trommel 10 in der gleichen Richtung, während das oben erwähnte Verhältnis zwischen 50 und 400% liegt, die Haftsubstanz 8 befriedigend wiedergewonnen werden. Wenn insbesondere das oben erwähnte Verhältnis 100% oder mehr beträgt, steigt die Reinigungswirksamkeit scharf an. Wenn das oben erwähnte Verhältnis 200% überschreitet, ist die mechanische Scherkraft zwischen der Walze 5 und der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 übermäßig groß, was eine Schwankung in der Rotationslast zwischen der Walze 5 und der photoleitenden Trommel 10 und andere Nachteile verursacht. Demgemäß liegt das oben erwähnte Verhältnis vorzugsweise zwischen 100% und 200%.

Beispiel 3

Anhand der Fig. 6 wird eine Reinigungsvorrichtung in einem dritten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 6 zeigt eine schematische Struktur für eine Reinigungsvorrichtung 30 in dem dritten Beispiel.
Wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, umfaßt eine Reinigungsvorrichtung 30 eine Gleichstrom-Strom- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 13 und eine Wechselstrom-Strom- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 14 anstelle der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Strom- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 3. Die anderen Elemente der Reinigungsvorrichtung 30 sind die gleichen wie diejenigen in den vorangehenden Beispielen, und eine Detailbeschreibung hiervon wird weggelassen.
Durch die oben beschriebene Struktur wird die Walze 2 als ein erstes Wiedergewinnungsglied zum Wiedergewinnen des Resttoners 7 von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 mit einer Gleichstromvorspannung von der Gleichstrom- Spannungsversorgungsschaltung 13 und auch mit einer Wechselstromvorspannung von der Wechselstrom-Spannungsversorgungsschaltung 14 beaufschlagt.
Die Pegel der durch die Gleichstrom-Spannungsversorgungsschaltung 13 und die Wechselstrom-Spannungsversorgungsschaltung 14 zugeführten Vorspannungen werden gemäß verschiedenen Bedingungen, wie beispielsweise der Abmessung des Spaltes b, bestimmt. Wenn beispielsweise der Spalt b 200 um beträgt, ist der Absolutwert der Amplitude von lediglich der Gleichstromvorspannung in einer der beiden Polaritäten größer als der Absolutwert des Potentials, bei dem die photoleitende Trommel 10 geladen wird, jedoch 2,7 kV oder weniger. Um weiterhin es dem Resttoner 7 zu erlauben, leicht elektrostatisch zu vibrieren, wird die Frequenz der Wechselstromvorspannung auf 3 kHz eingestellt, und eine Spitze-zu-Spitze-Spannung von 2 kVp-p liegt an. An dieser Stelle liegt eine Gleichstromvorspannung von -200 V an.
Die Wechselstromvorspannung liegt an, um es dem Resttoner 7 zu erlauben, elektrostatisch zu vibrieren, und kann eine Quadratwellenform, eine Rechteckwellenform, eine Dreieckwellenform, eine Wellenform, die durch Differenzieren der Rechteckwellenform erhalten ist, oder eine Wellenform, die durch Integrieren von Rechteckwellenformen erhalten ist, aufweisen. Die Wechselstromvorspannung kann jede andere Wellenform haben, die nach beiden Polaritäten bezüglich des Pegels der Gleichstromvorspannung vibriert.
Durch Anlegen einer Gleichstromvorspannung und einer Wechselstromvorspannung an die Walze 2 wirkt eine elektrostatische Vibrationskraft auf den Resttoner 7 auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 durch die Wechselstromvorspannung ein. In Einzelheiten haften die Teilchen des Resttoners 7 an der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 in mehreren Schichten. Durch die durch die Wechselstromvorspannung zugeführte Vibrationskraft springen die Teilchen des Resttoners 7 reziprok nacheinander ausgehend von den Teilchen in der äußersten Schicht. Die Teilchen treffen einander in geeigneter Wiederholung und gehen somit in den Zustand eines Schwimmens im Spalt d zwischen der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 und der Oberfläche der Walze 2 über. Auf diese Weise wird das Haften des Resttoners 7 an der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 durch die Wechselstromvorspannung vermindert, und der Resttoner 7 wird zu der Oberfläche der Walze 2 einfacher durch die Gleichstromvorspannung angezogen.
In dem Fall, in welchem die Reinigungsvorrichtung mit der Strom- bzw. Spannungsversorgungsvorrichtung 11, wie in Fig. 7 gezeigt, versehen ist, können die gleichen Effekte erhalten werden.
Fig. 8 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion der Frequenz der an der Walze 2 in der Reinigungsvorrichtung 30 anliegenden Vorspannung veranschaulicht. Fig. 9 ist ein Graph, der die Reinigungswirksamkeit durch eine Funktion der an der Walze 2 anliegenden Spitze- zu-Spitze-Spannung veranschaulicht. Wie aus den Fig. 8 und 9 zu ersehen ist, hat in dem Fall, in welchem eine Span nung, die durch Überlagern einer Gleichstromvorspannung und einer Wechselstromvorspannung erhalten ist, an der Walze 2 anliegt, während das Ladung-zu-Masse-Verhältnis des Resttoners 7 13 uC/g beträgt, die Wechselstromvorspannung vorzugsweise eine Frequenz von 500 Hz bis 6 kHz und eine Spitze-zu-Spitze-Spannung von 500 Vp-p bis 5 kVp-p. Vorzugsweise hat eine Wechselstromvorspannung eine Frequenz von 1,5 bis 6 kHz und eine Spitze-zu-Spitze-Spannung von 1 bis 4 kVp-p. Durch eine derartige Spannungsanlegung werden die Pulver des Resttoners 7 in den schwimmenden Zustand mit hoher Wirksamkeit gebracht, und somit wird der Resttoner 7 einfacher von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 getrennt. Als ein Ergebnis ist die Reinigungswirksamkeit merklich verbessert. Es wird angenommen, daß der Resttoner 7 in dem schwimmenden Zustand einfacher durch die oben beschriebene Spannungsanlegung infolge der Schwellenspannung und der Resonanzfrequenz geht, um den Resttoner 7 schwimmen zu lassen, und andere Faktoren werden stabilisiert.
Die in den Fig. 3, 4, 5, 8 und 9 angegebene Reinigungswirksamkeit wird aus der optischen Dichte des Toners, der an der photoleitenden Trommel 10 haftet, vor und nach dem Reinigen erhalten. In Einzelheiten wird die Messung der optischen Dichte wie folgt gemäß JIS K7611 "Verfahren zum Messen photographischer Eigenschaften von allgemeinem photographischen Papier" durchgeführt. Der an der photoleitenden Trommel 10 haftende Toner wird durch ein Band abgeschält, und die Dichte des an dem Band haftenden Toners wird optisch durch ein Reflexionsdensitometer gemessen. Eine derartige Messung wird vor und nach dem Reinigen vorgenommen, und die Reinigungswirksamkeit wird aus der Gleichung erhalten:
CR = (1 - R) · 100
wobei CR die Reinigungswirksamkeit angibt und R das Verhältnis der Dichten bedeutet, die vor und nach dem Reinigen erhalten sind.

Beispiel 4

Fig. 10 veranschaulicht schematisch eine Struktur einer Reinigungsvorrichtung 40, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem vierten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie in Fig. 10 veranschaulicht ist, umfaßt die Reinigungsvorrichtung 40 eine Koronaentladeeinheit 19, eine Ladungsentfernungslampe 10 stromauf oder vor der Walze 2, die als ein erstes Wiedergewinnungsglied in einer Richtung wirkt, in welcher die Bilderzeugungsoperation fortschreitet. Die Koronaentladeeinheit 19 kann von einem Corotron-Typ oder einem Scorotron-Typ sein. Durch die Koronaentladeeinheit 19 und die Ladungsentfernungslampe 20 wird die Restladung auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 entfernt. Demgemäß wird die Haftung des Resttoners 7 an der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 geschwächt. Somit wird die Toner-Wiedergewinnungsfähigkeit der Walze 2 verbessert, was zu einer verbesserten Reinigungswirksamkeit führt.

Beispiel 5

Fig. 11 veranschaulicht schematisch eine Struktur für eine Reinigungsvorrichtung 50, die in einem Bilderzeugungsgerät in einem fünften Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie in Fig. 11 veranschaulicht ist, umfaßt die Reinigungsvorrichtung 50 eine Transportschraube 22, die sich zwischen der Walze 2, die als ein erstes Wiedergewinnungsglied wirkt, und einer Entwicklungsvorrichtung 21 des Bilderzeugungsgerätes erstreckt. Durch eine derartige Struktur wird der von der Oberfläche der photoleitenden Trommel 10 zu der Walze 2 wiedergewonnene Resttoner 7 von der Oberfläche der Walze 2 durch die Klinge 4 abgekratzt und dann zu einem Entwicklungstank der Entwicklungsvorrichtung 21 durch die Transportschraube 22 transportiert. Auf diese Weise kann der Toner wirksam wieder verwendet werden.
Durch die Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können Resttoner und andere auf einer Oberfläche einer photoleitenden Trommel zurückbleibende Substanzen getrennt durch zwei verschiedene Walzen wiedergewonnen werden. Durch eine derartige Operation kann ein befriedigendes Reinigen über eine lange Zeitdauer ohne Beschädigung der photoleitenden Trommel durchgeführt werden. Als ein Ergebnis kann die Lebensdauer der photoleitenden Trommel gedehnt werden, und auch die Geschwindigkeit der Bilderzeugungsoperation ist angehoben.
Eine der Walzen ist mit einer Vorspannung zwischen der Walze und dem Bilddaten-Erzeugungskörper versorgt und gleitet flexibel auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel in einen Druckkontaktzustand. Der Resttoner auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel kann sicher durch eine elektrostatische Kraft einer derartigen Walze wiedergewonnen werden, und andere Substanzen, wie beispielsweise Papierpulver und Talk, die auf der Oberfläche der photoleitenden Trommel anhaften, können ebenfalls zuverlässig durch eine mechanische Scherkraft wiedergewonnen werden, die durch die Relativbewegung der Walze und der photoleitenden Trommel in einem Druckkontaktzustand erzeugt ist.
Verschiedene andere Abwandlungen sind für den Fachmann offenbar und sofort ausführbar, ohne von dem Bereich dieser Erfindung abzuweichen, wie diese in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.

Claims

1. Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von Restsubstanzen von der Oberfläche eines Bilddaten-Erzeugungskörpers (10) eines Bilderzeugungsgerätes nach einer Bilderzeugungsoperation einschließlich eines Prozesses zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes auf der Oberfläche und eines Prozesses zum Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Aufzeichnungsmedium, wobei die Reinigungsvorrichtung aufweist:

eine erste Reinigungseinrichtung (2) zum Entfernen von Resttoner von der Oberfläche und

eine zweite Reinigungseinrichtung (5) zum Entfernen einer von dem Toner verschiedenen Haftsubstanz von der Oberfläche, wobei die zweite Reinigungseinrichtung stromab bezüglich der ersten Reinigungseinrichtung in der Richtung gelegen ist, in welcher die Bilderzeugungsoperation fortschreitet,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Reinigungseinrichtung eine erste Walze (2), die gegenüber zu der Oberfläche mit einem Spalt von der Oberfläche gelegen ist, und eine Spannungsversorgungseinrichtung (3) zum Anlegen einer Vorspannung an die erste Walze aufweist, und

die zweite Reinigungseinrichtung eine zweite Walze (5) mit einer ausreichenden Flexibilität zum Gleiten auf der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers in Druckkontakt mit der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers umfaßt.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweite Reinigungseinrichtung eine weitere Spannungsversorgungseinrichtung (11) zum Anlegen einer Vorspannung an die zweite Walze (5) aufweist.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Spannungsversorgungseinrichtung der ersten Reinigungseinrichtung eine Gleichstrom-Spannungsversorgungsschaltung ist.

4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Spannungsversorgungseinrichtung der ersten Reinigungseinrichtung (2) eine Gleichspannungsversorgungsschaltung (13) und eine Wechselspannungsversorgungsschaltung (14) umfaßt.

5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Wechselspannungsversorgungsschaltung (14) eine Wechselspannung mit einer Wellenform anlegt, die in beiden Polaritäten bezüglich des Pegels der durch die Gleichspannungsversorgungsschaltung (13) angelegten Gleichspannung vibriert.

6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die weitere Spannungsversorgungseinrichtung (11) der zweiten Reinigungseinrichtung eine Gleichspannungsversorgungsschaltung ist.

7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Transportschraube (22) die sich zwischen der ersten Walze (2) und einer Entwicklungsvorrichtung (21) des Bilderzeugungsgerätes erstreckt, um den Resttoner (7), der von der Oberfläche des Bilddaten-Erzeugungskörpers (10) zu der ersten Walze (2) wiedergewonnen und der von der Oberfläche der ersten Walze (2) durch eine Klinge (4) abgekratzt ist, zu einem Entwicklungstank der Entwicklungsvorrichtung (21) zu transportieren.