DE2003373B2

DE2003373B2 - Tonerabfuehrgeraet mit einer triboelektrisch wirkenden abfuehrungswalze unter verwendung an einem elektrostatisch arbeitenden kopiergeraet

Info

Publication number: DE2003373B2
Application number: DE19702003373
Authority: DE
Inventors: John R Chicago 111 Sargis (VStA)
Original assignee: Addressograph Multigraph Corp, Cleveland Ohio (V St A)
Priority date: 1969-01-27
Filing date: 1970-01-26
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE2003373A1; CA937004A; DE2003373C3; GB1302922A

Description

Die Erfindung betrifft ein Tonerabführgerät mit einer triboelektrisch wirkenden Abführungswalze unter Verwendung an einem elektrostatisch arbeitenden Kopiergerät, bei welchem auf einem Trägerband gehaltene Tonerpartikeln bei Durchlauf des Trägerbandes durch einen Spalt zwischen einer elektrisch geladenen Übertragungswalze und einer Gegenwalze auf gleichzeitig in den Spalt einführbares Kopienmateria! übertragen werden.

Bekannt sind Geräte (US-PS 29 11 330 und 34 05 682), bei welchen Toner-Restpartikeln mittels triboelektrischer Wirkung von einem Träger abführbar sind. Dies geschieht beispielsweise mittels einer sogenannten Magnetbürste, welche aus einem Magnetkörper und aus auf der Außenseite des Magnetkörpers sich formierenden, magnetisierbaren Partikeln besteht. Ein weiteres Reinigen eines Trägers, so einer Walze, kann mittels einer drehbaren Bürste mechanischer Wirkungsweise vorgenommen werden.

Bei elektrostatisch arbeitenden Kopiergeräten der in Rede stehenden Art wird Kopienmaterial durch ein Walzenpaar hindurchgeführt, welches aus einer Gegenwalze und aus einer Übertragungswalze besteht. Wird das einzelne Kopienblatt in den genannten Spalt eingeführt, so wirkt die elektrisch geladene Übertragungswalze über das in den Spalt einführbare Kopienblatt auf die an der entgegengesetzten Seite des Kopienblattes sich anlegenden Tonerpartikeln entgegengesetzter Ladung derart ein, daß sich das Tonermaterial auf das Kopienblatt auflegt und dort haftenbleibt. Das Kopienblatt wird anschließend in bekannter Weise einer zum Fixieren dienenden Einrichtung zugeführt.

Bei Kopiergeräten der vorgenannten Wirkungsweise können indessen Probleme der Funktion auftauchen, welche die gesamte Anlage und nachfolgende Einrichtungen beeinflussen. So kommt bei Übertragung des Tonermaterials auf die Kopienblätter die Übertragungswalze gewöhnlich mit dem Tonermaterial nicht in Berührung, da dieses vollständig durch das Kopienblatt aufgenommen wird. Wird jedoch das Kopienblatt in den zwischen Übertragungswalze und Gegenwalze bestehenden Spalt nicht eingeführt, so kann das Tonermaierial hinderungsfrei auf die Außenfläche der Übertragungswalze gelangen und kann an dieser haftenbleiben. Es ist offensichtlich, daß dieser Wirkung nachteilige Folgen zukommen, so dann, wenn das nächste Kopienblatt in den Spalt eingeführt wird. In diesem Fall wird das Kopienblatt durch das von der entgegengesetzten Seite mittels der Übertragungswalze herangeführte Tonermaterial verschmiert, so daß es nicht mehr als Kopie verwendbar ist. Es erweist sich nunmehr als erforderlich, die Übertragungswalze zeitaufwendig vollständig zu säubern, bevor der nächste Kopiendurchlauf durchgeführt werden kann.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Tonerabführgerät der in Rede stehenden Art an einem Kopiergerät elektrostatischer Wirkungsweise so auszugestalten, daß die auf die Übertragungswalze gelangenden Tonerpartikeln vollständig abgeführt werden können, ohne daß es hierzu einer Unterbrechung der Anlage oder manueller Eingriffe bedarf. Es soll dadurch ein von der Rückseite her sich vollziehendes Verschmieren der Kopienblätter verhindert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abführungswalze drehbar am Außenumfang der Übertragungswalze anliegt, daß sich innerhalb der Abführungswalze ein mit seinem Magnetfeld auf die Außenfläche der Abführungswalze einwirkender stationärer Permanentmagnet befindet und daß die Abführungswalze innerhalb eines Behälters in ein Bad magnetisierbarer und durch die Walzenaußenfläche aufnehmbarer Partikeln eintaucht, um auf der Übertragungswalze verbleibende Tonerpartikeln mittels triboelektrischer Wirkung durch die als Magnetbürste wirkenden Partikeln am Außenumfang der Abführungswalze abzuführen.

Mit Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, infolge eines Fehlens eines Kopienblattes oder auf sonstige Weise auf die Übertragungswalze gelangende Tonerpartikeln vollständig von dieser abzuführen, so daß die genannten nachteiligen Folgen nicht auftreten können.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Abführungswalze entgegengesetzt der Drehrichtung der Übertragungswalze drehbar ist. Somit kann die Abführung des Tonermaterials in gewissem Sinne mechanisch unterstützt werden.

Das Tonerabführgerät ist von einfacher Wirkungsweise, es bedarf keiner aufwendigen Einstellmittel und es kann leicht gewartet werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausfühfjngsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung

erläutert. .

pig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines mit einem Tonerabführgerät versehenen, elektrostatisch arbeitenden Kopiergerätes; und

Fig.2 ist eine vergrößerte Teilansicht des Tonerabführgerätes nach F i g. 1 unter schematischer Darstellung der Funktionsweise desselben.

In Fig.1 der Zeichnung ist ein elektrostatisch arbeitendes Kopiergerät 10 dargestellt, bei welchem das Tonerabführgerät zur Anwendung gelangt. Das Kopiergerät 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer oberen Wand 14 und einer unteren Wand 16 auf, welche durch ein Paar Endwände 18 und durch ein Paar von Seitenwänden 20 miteinander verbunden sind. Die obere Wand 14 des Gehäuses ist mit einer Öffnung 22 ausgestattet, in welche eine transparente Platte 24 aus Glas oder dergleichen eingesetzt ist. Ein photoleitfähiger Körper 28 im vorliegenden Fall in Form eines Trägerbandes 30, ist'gemäß Darstellung nach Fig. 1 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet bewegbar, wie durch die Richtungspfeile dargestellt ist. Das Trägerband verläuft auf im Abstand zueinander angeordneten Rollen bzw. Walzen 32 34 und auf einer Gegenwalze 36 von nachfolgend beschriebener Funktion. In der Nähe der Walze 32 ist ein Ladebereich 38 mit einer Koronaeinheit 40 bekannter Ausführungsform vorgesehen. Die Koronaeinheit dient zum Aufladen der photoleitfähigen Fläche des Trägerbandes 30. Vom Ladebereich 38 ausgehend (gegen den Uhrzeigersinn gerichtet gesehen) ist ein optisches System 42 oberhalb des Trägerbandes angeordnet. Das optische System arbeitet mit reflektierenden Spiegeln 44, 46 und mit einer dazwischen befindlichen Linse 48 als auch mit Lichtquellen 50 und dient dazu, Reflexionsstrahlen des beleuchteten, auf die Platte 24 aufzulegenden Originals auf das Trägerband zu werfen. Der zwischen den reflektierten Lichtstrahlen 52 und 54 bestehende Bereich auf dem Trägerband 30 ist als Abbildungsbereich 56 bezeichnet. Auf diesem Abbildungsbereich wird die aufgeladene, photoleitfähige Fläche des Trägerbandes in bestimmter Weise entladen, derart, daß auf dem Trägerband ein Latentbild entsteht.

Im Bereich der Walze 34 ist ein Entwicklerbereich mit einem Magnetbürstenentwickler 60 bekannter Ausführungsform vorgesehen. Der Magnetbürstenentwickler 60 befindet sich innerhalb eines Tonerpartikeln enthaltenden Behälters 62. Mit Hilfe des Magnetbürstenentwicklers 60 werden Tonerpartikeln auf den das Bild tragenden, aufgeladen verbliebenen Bereichen des Trägerbandes 30 aufgetragen, wenn dieses den Entwicklerbereich 58 passiert. Dies ist im besonderen in F i g. der Zeichnung dargestellt.

Am gemäß Darstellung linken Ende des Kopiergerätes 10 befindet sich ein Stapel 68 von Kopienblättern. Einzelne Blätter 70 werden synchron mit der Bewegung des umlaufenden Trägerbandes 30 vom Stapel abgezogen. Die Kopienblätter werden nach Abzug vom Stapel in Richtung eines Spaltes transportiert, der zwischen der Gegenwalze 36 und einer elektrisch geladenen Übertragungswalze 78 besteht. Die Gegenwalze 36 und die Übertragungswalze 78 bilden zusammen den Ubertragungsbereich 80. Gemäß Darstellung ist die Übertragungswalze an eine Stromquelle 79 angeschlossen und dient dazu, die auf dem Trägerband 30 transportierten und in den Übertragungsbereich 80 einlaufenden Toneroartikeln 66 auf die einzelnen Kopienblätter zu übertragen. Die elektrische Ladung der Übertragungswalze 68 ist von entgegengesetzter Polarität gegenüber derjenigen der Tonerpartikeln, so daß die Partikeln vom Trägerband in Richtung der Übertragungswalze 78 s abgezogen werden. Bei normaler Funktion ist jeweils ein Kopienblatt zwischen der Übertragungswalze 78 und dem Trägerband 30 vorgesehen, so daß sich vorzugsweise alle Tonerpartikeln 66 auf der Oberfläche des Kopienblattes niederschlagen, wenn sie die ίο Bildbereiche des photoleitfähigen Trägerbandes verlassen.

Vom Übertragungsbereich 80 aus werden die Kopienblätter mittels eines Förderbandes 82 nachfolgenden Einrichtungen zugeführt, so einem Heizgerät 90, weiches die Tonerpartikeln zum Schmelzen bringt.

Falls eines der Blätter 70 durch Fehlfunktion nicht vom Stapel 68 abgezogen und weitergeleitet wird, dann können die auf dem Trägerband 30 bestehenden Tonerpartikeln 66 dennoch im Übertragungsbereich 80 übertragen werden. Die Anziehungskraft der Übertragungswalze 78 auf die entgegengesetzte Ladung aufweisenden Tonerpartikeln 66 bewirkt, daß sich diese vom Trägerband in'Richtung der Übertragungswalze lösen und dabei auf der Außenfläche der Übertragungswalze (Fig. 2) haftenbleiben. Falls keine Vorsorge getroffen ist, die Tonerpartikeln von der Oberfläche der Übertragungswalze 78 wieder abzuführen, können im Übertragungsbereich später zugeführle Kopienblätter auf ihrer Rückseite durch Tonermaterial verschmiert bzw. verunreinigt werden.

Um diesen Zustand zu vermeiden, ist das Tonerabführgerät 94 im Kopiergerät 10 vorgesehen. Das Tonerabführgerät nach der Erfindung weist einen an der Oberseite offenen Behälter % auf, welcher die Form 3«. eines Troges oder dergleichen besitzt. Der Behälter % ist teilweise mit magnetisierbaren Partikeln 98 gefüllt. Es kann sich dabei um Eisenfeilspäne, Eisenfeilstaub usw. handeln. Eine triboelektrisch wirkende Abführungswalze 100 ist innerhalb des Behälters % gelagert und liegt drehbar am Außenumfang der Übertragungswalze 78 an. Gemäß F i g. 2 befindet sich innerhalb der Abführungswalze 100 ein mit seinem Magnetfeld auf die Außenfläche der Abführungswalze einwirkender stationärer Permanentmagnet 102. Wie vorstehend erläutert wurde, ist die Abführungswalze 100 innerhalb des Behälters % drehbar gelagert, wobei sie sich um den stationären Permanentmagneten dreht. Der innerhalb des Behälters befindliche Bereich des Außenumfangs 104 der Abführungswalze 100 bewegt sich aus den vorgenannten Gründen immer durch die magnetisierbaren Partikeln 98. Die Flußlinien 103 des Permanentmagneten (Fig. 2) sind an den entgegengesetzten Bereichen 107 und 109 der Außenumfangsfläche der sich drehenden Abführungswalze konzentrierter angeordnet und erzeugen ein Magnetfeld, welches nahe zur Übertragungswalze und außerdem direkt gegenüberliegend, d.h. 180° versetzt, stärker ausgebildet ist. Auf diese Weise werden Partikeln 98 an diesen Bereichen magnetisch angezogen, werden jedoch weniger stark am Außenumfang der Abführungswalze gehalten, wenn sie bei Drehung derselben in den schwächeren Bereich des Magnetfeldes gelangen. Magnetisierte Partikeln, welche Tonerpartikeln von der Übertragungswalze abziehen, werden deshalb leichter in den Behälter 65 abgeladen, wenn sie aus dem Bereich größerer Magnetfeldkonzentration in Richtung des Behälters gelangen.

Ein Paar Rollen 106 und 108 ist drehbar innerhalb des

Behälters % gelagert und dient zum Umrühren der im Behälter befindlichen Partikeln 98. Die Rollen sind im Abstand zueinander angeordnet, wobei ihre Drehachsen parallel zur Drehachse der Abführungswalze 100 liegen. Die Partikeln werden mit Hilfe der Rollen umgerührt, um die Trennung der magnetisierbaren Partikeln aufrechtzuerhalten und um die Verteilung von mit Tonermaterial geladenen, magnetisierbaren Partikeln innerhalb des Behälters 96 zu unterstützen. Die Rollen können an ihrer Außenfläche gekehlt sein bzw. Profile aufweisen, um die magnetisierbaren Partikeln besser zu durchmischen.

Bei Inbetriebnahme des Gerätes dreht sich die große Abführungswalze, deren Außenfläche mit Eisenfeilspänen etc. bedeckt ist, so daß diese Partikeln nahe zur Außenfläche der Übertragungswalze 78 gelangen oder diese berühren. Falls Tonerpartikeln 66 auf der Außenfläche der Übertragungswalze vorgesehen sind, werden sie durch triboelektrische Kräfte von den die Abführungswalze bedeckenden Partikeln 98 angezogen und werden somit von der Oberfläche der Übertragungswalze 78 abgeführt. Die abgeführten Tonerpartikeln 66 werden in den Vorrat magnetisierbarer Partikeln innerhalb des Behälters % transportiert und werden dort abgegeben, wo das durch den Permanentmagneten 102 erzeugte Magnetfeld schwächer ist. Die Tonerpartikeln setzen sich aus diesem Grunde innerhalb des Behälters ab.

Durch Verwendung des Tonerabführgerätes nach der Erfindung sind die Übertragungswalze 78 und das Trägerband 30 im wesentlichen frei von Tonerpartikeln,

ίο wodurch eine fehlerhafte Funktion des Kopiergerätes vermieden wird, d. h„ es ist ausgeschaltet, daß Tonerpartikeln auf die Rückseite nachfolgender, durch den Übertragungsbereich 80 hindurchgeführter Kopienblätter gelangen. Die Abführungswalze ist in beiden

Richtungen drehbar. Wenn sich die Abführungswalze in dargestellter Weise dreht, also entgegengesetzt der Drehrichtung der Übertragungswalze, dann wird die vorstehend beschriebene, durch Magnetkräfte hervorgerufene Abführung durch mechanische Wirkung

unterstützt, was sich bei höheren Drehgeschwindigkeit ten als vorteilhaft erweisen kann.

Bezugszeichenliste

58 Entwicklerbereich

60 Magnetbürstenentwickler

62 Behälter

66 Tonerpartikeln

68 Stapel

70 Kopienblätter

78 Übertragungswalze

79 Stromquelle

80 Übertragungsbereich
82 Förderband

90 Heizgerät

94 Tonerabführgerät

96 Behälter

98 Partikeln

100 Abführungswalze

102 Permanentmagnet

103 Flußlinien

104 Außenumfang

106 Rolle

107 Bereich

108 Rolle

109 Bereich

10 Kopiergerät

12 Gehäuse

14 obere Wand

16 untere Wand

18 Endwände

20 Seitenwände

22 öffnung

24 Platte

28 photoleitfähiger Körper

30 Trägerband

32 Rollen oder Walzen

34 Rollen oder Walzen

36 Gegenwalze

38 Ladebereich

40 Koronaeinheit

42 optisches System

44 Spiegel

46 Spiegel

48 Linse

50 Lichtquelle

52 Lichtstrahlen

54 Lichtstrahlen

56 Abbildungsbereich

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tonerabführgerät mit einer triboelektrisch wirkenden Abführungswalze, unter Verwendung an einem elektrostatisch arbeitenden Kopiergerät, bei welchem auf einem Trägerband gehaltene Tonerpartikeln bei Durchlauf des Trägerbandes durch einen Spalt zwischen einer elektrisch geladenen Übertragungswalze und einer Gegenwalze auf |₀ gleichzeitig in den Spalt einführbares Kopienmaterial übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführungswalze (100) drehbar am Außenumfang der Übertragungswalze (78) anliegt, daß sich innerhalb der Abführungswalze ein mit seinem Magnetfeld auf die Außenfläche dei Abführungswalze einwirkender stationärer Permanentmagnet (102) befindet und daß die Abführungswalze innerhalb eines Behälters (96) in ein Bad magnetisierbarer und durch die Walzenaußenfläche aufnehmbarer Partikeln (98) eintaucht, um auf der Übertragungswalze verbleibende Tonerpartikeln (66) mittels triboelektrischer Wirkung durch die als Magnetbürste wirkenden Partikeln (98) am Außenumfang der Abführungswalze abzuführen.

2. Tonerabführgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführungswalze (100) entgegengesetzt der Drehrichtung der Übertragungswalze (78) drehbar ist.

3. Tonerabführgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in das Bad der Partikeln (98) eintauchende, zum Umrühren der Partikeln dienende Rollen (106,108).

4. Tonerabführgerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Magnetfeld des Permanentmagneten (102) magnetisierbaren Partikeln (98) aus Eisenfeilspänen bestehen.

5. Tonerabführgerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikeln (98) aus Eisenfeilstaub bestehen.