DE19618165C2

DE19618165C2 - Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste

Info

Publication number: DE19618165C2
Application number: DE19618165A
Authority: DE
Inventors: Sadaaki Yoshida
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: CN1164680A; US5633701A; DE19618165A1; CN1084488C; JPH0943937A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste zum Laden einer Oberfläche eines Bild formungselements nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bür ste ist aus der JP 6-138750 A bekannt. Diese bekannte La dungsvorrichtung dient dazu, um mit Hilfe der leitfähigen Bürste eine Ladung auf die Oberfläche eines Bildformungs elements aufzubringen, wobei die leitfähige Bürste so ange ordnet ist, daß sie in Kontakt mit dem Bildformungselement rotieren kann. Diese bekannte Ladungsvorrichtung umfaßt ferner auch eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an die leitfähige Bürste, um eine gegebene Spannung an die leitfähige Bürste anzulegen. Diese Spannung besteht aus ei ner Gleichspannung, der eine Wechselspannung überlagert ist. Um bei dieser bekannten Anordnung restlichen Toner, der sich im Laufe des Betriebs in der leitfähigen Bürste gesammelt hat, aus dieser zu entfernen, ist im Umfangsbe reich der leitfähigen Bürste eine gekrümmte leitfähige Platte angeordnet, die mit Erdpotential verbunden ist, so daß restlicher Toner, der an der leitfähigen Bürste anhaf tet, zu dieser leitenden Platte hin angezogen wird und da durch aus der leitfähigen Bürste entfernt wird.

Eine ähnliche Konstruktion einer Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste ist aus der JP 4-366865 A bekannt. Auch diese bekannte Ladungsvorrichtung umfaßt eine leitfä hige Bürste, um die Oberfläche eines Bildformungselements zu laden, wobei die leitfähige Bürste so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit der Oberfläche des Bildformungsele ments rotieren kann. Auch ist eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an die leitfähige Bürste vorgesehen, die je doch an die Bürste lediglich eine Gleichspannung anlegt. Eine Einrichtung, um den in der leitfähigen Bürste sich sammelnden Resttoner aus dieser zu entfernen, fehlt bei dieser bekannten Konstruktion vollständig.

Aus der EP 629 928 A2 ist eine weitere Ladungsvorrich tung bekannt, bei der jedoch keine leitfähige Bürste, son dern eine Walze mit glatter Oberfläche zur Anwendung ge langt. Diese bekannte Ladungsvorrichtung umfaßt ebenfalls eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an die leitfä hige Walze und es ist eine Schabervorrichtung vorgesehen, die aus einem relativ dünnen Schaberelement in Form einer Reinigungsklinge besteht, welche Reinigungsklinge eine Dic ke von etwa 0,5 mm hat und aus Urethangummi hergestellt sein kann.

Aus der JP 4-289878 ist eine Ladungsvorrichtung be kannt, bei der eine leitfähige Bürste zur Anwendung ge langt, in die ein Tonerentfernungselement in Form eines runden Stabes, der sich entlang der Längsachse der leitfä higen Bürste erstreckt, eingetaucht ist. Dieses stabförmige Tonerentfernungselement besteht aus einem adhäsiven Tone rentfernungselement, um dadurch besser den an den leitenden Bürstenhaaren anhaftenden Toner zu entfernen.

Die Entwicklung der Büroautomation in jüngerer Zeit hat den umfangreichen Einsatz einer elektrophotographischen Abbildungsvorrichtung, wie z. B. eines Laserstrahldruckers in Computerausgabeendgeräten, Telefaxgeräten, Kopierern und dergleichen, mit sich gebracht. In einer derartigen Abbil dungsvorrichtung wird eine photoempfindliche Walze durch eine Ladungsvorrichtung auf ein gegebenes Potential geladen und wird anschließend gemäß der Bildinformation belichtet, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoemp findlichen Walze zu bilden. Anschließend wird das elek trostatische latente Bild auf der photoempfindlichen Walze mit einem Toner entwickelt, um ein Tonerbild zu bilden, das wiederum auf ein Blatt Aufzeichnungspapier übertragen wird. Das auf das Aufzeichnungspapier übertragene Tonerbild wird anschließend fixiert, um einen Ausdruck zu erhalten. Nach dem Übertragungsschritt wird die photoempfindliche Walze durch eine Löscheinrichtung deelektrisiert und der auf der Oberfläche der photoempfindlichen Walze verbliebene Restto ner wird von der Oberfläche der photoempfindlichen Walze durch eine Reinigungseinrichtung abgeschabt, womit ein Ar beitszyklus des Druckvorganges vollendet wird.

Als eine Ladungsvorrichtung zum Laden der photoemp findlichen Walzenoberfläche auf ein gegebenes Potential sind eine Koronaladungsvorrichtung, eine Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Walze oder eine Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste in breitem Umfang in Verwendung. Unter diesen Ladungsvorrichtungen ist die Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste in jüngerer Zeit bedingt durch ihre niedrigen Kosten erhöhter Aufmerksamkeit ausgesetzt und ih re Nutzbarkeit nimmt zu. In einem elektrophotographischen Drucker, der eine derartige Bürstenladungsvorrichtung ver wendet, verbleibt jedoch noch eine geringe Menge von feinen Tonerpartikeln oder feinen Additivpartikeln auf der pho toempfindlichen Walze, auch nachdem der Resttoner von der photoempfindlichen Walze durch Verwendung der Reinigungs einrichtung entfernt wurde.

Nach der Reinigung auf der photoempfindlichen Walze verbliebener Toner oder verbliebenes Additiv haften an ei ner rotierenden Bürste der Bürstenladungsvorrichtung und verursachen eine Verschlechterung der Ladungseigenschaften der Bürstenladungsvorrichtung für die photoempfindliche Walze. Als Folge tritt eine als "Nebel" bezeichnete Ver schmutzung im Hintergrund jedes gedruckten Blattes mit steigender Anzahl von gedruckten Blättern auf, womit die Druckqualität vermindert wird. Ferner ist es erwünscht, da die Lebensdauer der rotierenden Bürste der Ladungsvorrich tung mit leitfähiger Bürste relativ kurz ist, ein Verfahren zur effektiven Entfernung des Toners oder des Additivs, der oder das in der rotierenden Bürste abgelagert ist, zu er reichen, ohne die Lebensdauer der rotierenden Bürste zu verringern.

Fig. 9 zeigt eine Ladungsvorrichtung 4 mit leitfähi ger Bürste nach dem Stand der Technik. In der in Fig. 9 gezeigten Konfiguration wird eine gegebene Spannung an eine rotierende leitfähige Bürste 4a der Bürstenladungsvorrich tung 4 angelegt, so daß die Oberfläche einer photoempfind lichen Walze 2 durch Gleitkontakt zwischen der leitfähigen Bürste 4a und der photoempfindlichen Walze 2 auf ein gege benes Potential geladen wird. Die photoempfindliche Walze 2 wird anschließend gemäß der Bildinformation durch eine op tische Einheit (nicht dargestellt) belichtet, um ein elek trostatisches latentes Bild auf der photoempfindlichen Wal ze 2 zu bilden. Das elektrostatische latente Bild wird an schließend mit einem Toner entwickelt, um ein Tonerbild zu schaffen, das wiederum auf ein Blatt Aufzeichnungspapier übertragen wird. Der auf der photoempfindlichen Walze 2 nach dem Übertragen des Tonerbildes verbliebene Resttoner wird von der photoempfindlichen Walze 2 durch eine Reini gungseinrichtung (nicht dargestellt) entfernt, womit ein Arbeitszyklus des Druckvorganges vollendet ist.

Auf diese Weise wird der Resttoner auf der photoemp findlichen Walze 2 von der photoempfindlichen Walze 2 durch die Reinigungseinrichtung entfernt. Insbesondere ein feiner Toner 3 kann jedoch nicht vollständig durch die Reinigungs einrichtung entfernt werden und verbleibt in einigen Fällen auf der photoempfindlichen Walze 2. Dieser Resttoner auf der photoempfindlichen Walze 2 haftet an der rotierenden leitfähigen Bürste 4a bei der Ladung der photoempfindlichen Walze 2 mit der Bürstenladungsvorrichtung 4 an. Obgleich die an der leitfähigen Bürste 4a anhaftende Menge von Rest toner 3 tatsächlich gering ist, werden die Ladungseigen schaften der Bürstenladungsvorrichtung 4 für die photoemp findliche Walze 2 durch die Ablagerung des Resttoners 3 in großem Umfang beeinträchtigt. Als Resultat werden die La dungseigenschaften der Bürstenladungsvorrichtung 4 für die photoempfindliche Walze 2 verringert, was das Auftreten von Nebel im Hintergrundbereich des gedruckten Blattes verur sacht. Eine Erhöhung der Anzahl von Druckvorgängen verur sacht die Kumulation von abgelagertem Toner an der leitfä higen Bürste 4a, was zu einer Steigerung des in dem Hinter grundbereich auftretenden Nebels führt.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ladungsvorrichtung 4' mit leitfähiger Bürste nach dem Stand der Technik, die vorste hend genanntes Problem lösen soll. Die Ladungsvorrichtung 4' mit leitfähiger Bürste hat eine Tonerabnehmplatte 5, die in Kontakt mit einer leitfähigen Bürste 4a gehalten wird, um an der leitfähigen Bürste 4a abgelagerten Toner 3 abzu streifen. Der Toner 3, der durch die Tonerabnehmplatte 5 entfernt wurde, wird in einem Toneraufnahmebehälter 6 gela gert. Gemäß dieser Konfiguration kann der an der leitfähi gen Bürste 4a abgelagerte Toner durch die Tonerabnehmplatte 5 entfernt werden, so daß die Ladungseigenschaften der La dungsvorrichtung 4' mit leitfähiger Bürste für die pho toempfindliche Walze 2 in einem gewissen Ausmaß verbessert werden können. Da die Tonerabnehmplatte 5 jedoch kaum in die leitfähige Bürste 4a eindringt, ist die Effizienz bei der Entfernung des an der leitfähigen Bürste 4a abgelager ten Toners gering. Demgemäß werden die Ladungseigenschaften der Bürstenladungsvorrichtung 4' für die photoempfindliche Walze 2 im Laufe eines längeren Zeitraumes verringert.

Weitere bekannte Bürstenladungsvorrichtungen werden nachfolgend beschrieben.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 3- 288184 zeigt eine Technik auf, bei der ein Entwicklerent fernungselement mit Vibration um den Drehungsmittelpunkt einer Rotationsbürste gedreht wird. Das Entwicklerentfer nungselement entfernt jedoch teilweise einen Entwickler, der an der Spitze der Rotationsbürste abgelagert ist, und kann den an der Bürste abgelagerten Entwickler nicht voll ständig entfernen. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 4-289878 zeigt eine Ladungsvorrichtung mit leitfä higer Bürste auf, die einen runden Stab zum Entfernen von an einer leitfähigen Bürste abgelagertem Toner hat. Der einmal entfernte Toner wird jedoch möglichweise wiederum an der leitfähigen Bürste abgelagert, so daß es schwierig ist, den an der leitfähigen Bürste abgelagerten Toner effizient zu entfernen.

Während in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. Hei 4-366865 und Nr. Sho 63-221366 weitere Techniken aufgezeigt sind, ist es schwierig, an einer leitfähigen Bürste abgelagerten Toner gemäß diesen Techniken vollstän dig zu entfernen, und es bleibt das Problem, daß die La dungseigenschaften der Bürstenladungsvorrichtung für die photoempfindliche Walze im Verlauf der Zeit verringert wer den.

Wie vorstehend erwähnt kann bei den herkömmlichen La dungsvorrichtungen mit leitfähiger Bürste der an der leit fähigen Bürste abgelagerte Toner nicht vollständig entfernt werden. Als Resultat verursacht die Wiederholung von Druck arbeitszyklen über einen langen Zeitraum die Kumulation von Toner, der in der leitfähigen Bürste abgelagert ist, was die Ladungseigenschaften der Ladungsvorrichtung mit leitfä higer Bürste verringert, was zu dem Auftreten von Nebel im Hintergrundbereich jedes gedruckten Blattes führt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste zum Laden einer Oberfläche eines Bildformungselements der ein gangs genannten Art zu schaffen, welche die Möglichkeit bietet, die leitfähige Bürste auch über lange Betriebsperi oden hinweg immer von Toner reinzuhalten, um dadurch eine Verschlechterung der Ladungseigenschaften der leitfähigen Bürste für das Bildformungselement zu verhindern.

Diese Aufgabe wird bei einer Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ei ne Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste zum Laden der Oberfläche eines Bildformungselements geschaffen, umfassend eine leitfähige Bürste, die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit dem Bildformungselement rotiert; eine Einrich tung zum Anlegen von Spannung, um eine gegebene Spannung an die leitfähige Bürste anzulegen; und ein Entwicklerentfer nungselement, das aus einem porösen Material gebildet ist und so angeordnet ist, daß es mit der leitfähigen Bürste über deren gesamte Breite in Oberflächenkontakt gehalten wird.

Das Entwicklerentfernungselement umfaßt ein aus ge schäumtem porösem Material gebildetes Plattenelement. Al ternativ umfaßt das Entwicklerentfernungselement eine aus einem geschäumten Material gebildete Walze. Ferner kann das Entwicklerentfernungselement aus einem leitfähigen Material geformt sein und eine Spannung, die höher ist als die gege bene, an die leitfähige Bürste angelegte Spannung, kann in diesem Fall an das Entwicklerentfernungselement angelegt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das aus einem porösen Material geformte Entwicklerentfer nungselement in Oberflächenkontakt mit der leitfähigen Bür ste über deren gesamte Breite gehalten. Wenn entsprechend die leitfähige Bürste in Umdrehung versetzt wird, reibt das poröse Entwicklerentfernungselement gegen die leitfähige Bürste entlang deren Borsten und entfernt dadurch effizient den an der Bürste abgelagerten Entwickler.

Da ferner das Entwicklerentfernungselement aus einem porösen Material geformt ist, wird der entfernte Entwickler in zahlreichen Poren des porösen Entwicklerentfernungsele ments zurückgehalten, wodurch eine Langzeitreinigungsfunk tion erreicht wird. Als Resultat können die Ladungseigen schaften der leitfähigen Bürste für das Bildformungselement über einen langen Zeitraum auf einem zufriedenstellenden Niveau gehalten werden, wodurch das Auftreten von Nebel in dem Hintergrundbereich eines gedruckten Blattes verhindert und entsprechend die Druckqualität verbessert wird.

Da ferner das Entwicklerentfernungselement aus einem porösen Material geformt ist, wird der entfernte Entwickler in den Poren des porösen Entwicklerentfernungselements wie vorstehend erwähnt zurückgehalten. Entsprechend ist es, an ders als nach Stand der Technik, nicht erforderlich, einen Aufnahmebehälter zum Aufnehmen des von der leitfähigen Bür ste abgeschabten Toners vorzusehen. In dem Fall, in dem das Entwicklerentfernungselement leitfähig ist und eine gegebe ne Spannung an das leitfähige Entwicklerentfernungselement angelegt ist, kann der Entwickler nicht nur durch Gleitkon takt zwischen dem Entwicklerentfernungselement und der leitfähigen Bürste, sondern auch durch elektrische Anzie hung entfernt werden. Als Resultat kann die Effizienz des Entfernens des Entwicklers in diesem Fall weiter verbessert werden.

Die vorstehend genannte und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise zur Verwirklichung derselben werden deutlicher und die Erfindung selbst wird am besten verständlich durch das Studium der folgenden Beschreibung und der beigefügten An sprüche unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Druc kers, an welchem die vorliegende Erfindung in geeigneter Wei se angewendet wird;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die erste bevorzugte Ausführungsform;

Fig. 4 ist eine Kurve, die den Widerstand einer leitfä higen Bürste in der ersten bevorzugten Ausführungsform im Vergleich mit dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 5 ist eine Kurve, die das Oberflächenpotential ei ner photoempfindlichen Walze in der ersten bevorzugten Aus führungsform im Vergleich mit dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 6 ist eine Kurve, die den Nebel auf der photoemp findlichen Walze in einer ersten bevorzugten Ausführungsform im Vergleich mit dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines ersten Beispiels für den Stand der Technik; und

Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines zweiten Beispiels für den Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine teilweise ausgebrochene schematische Seitenansicht eines elektrophotographischen Druckers, wie z. B. eines Laserstrahldruckers, an welchem eine Ladungsvor richtung mit leitfähiger Bürste gemäß vorliegender Erfindung in geeigneter Weise angewendet wird. Bezugszeichen 10 be zeichnet eine photoempfindliche Walze, die mit einer konstan ten Geschwindigkeit in einer durch einen Pfeil P dargestell ten Richtung in Umdrehung versetzt wird. Die photoempfindli che Walze 10 wird durch eine Ladungsvorrichtung 12 mit leit fähiger Bürste auf ein gegebenes Potential geladen und an schließend gemäß einer Bildinformation durch eine optische Einheit 14 belichtet, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der zylindrischen Oberfläche der photoempfindlichen Walze 10 zu bilden. Andererseits wird ein Blatt Papier 20, das durch die Rotation einer Zulieferwalze 22 aus einer Kassette 18 zugeführt wird, oder ein Blatt Papier, das über eine manu elle Zuführung 26 eingeführt wird, durch einen Papierzulie ferweg 24 in einer durch einen Pfeil Q dargestellten Richtung zugeliefert. Das auf der photoempfindlichen Walze 10 gebilde te Tonerbild wird anschließend auf die Vorderfläche des Pa piers 20 durch eine an die Rückseite des Papiers 20 durch ei ne Übertragungswalze 28 angelegte Ladung übertragen. Das auf das Papier 20 übertragene Tonerbild wird anschließend unter Druck durch eine Fixiereinrichtung 34 auf dem Papier fixiert und das Papier 20 wird dann bei einseitigem Bedrucken in eine Stapeleinrichtung 36 ausgeworfen. Es ist schwierig, das Tonerbild auf der photoempfindlichen Walze 10 vollständig auf das Papier 20 zu übertragen, so daß eine gewisse Menge Toner auf der photoempfindlichen Walze 10 verbleibt. Dieser Restto ner wird von der photoempfindlichen Walze 10 durch eine Rei nigungseinrichtung 32 entfernt, wodurch die Vorbereitung für den nächsten Druckzyklus erfolgt.

Im Fall des beidseitigen Bedruckens, wenn eine Bedie nungstafel (nicht dargestellt) des Druckers betätigt wird, um den Drucker zur Ausführung eines beidseitigen Druckes zu in struieren, wird der Einseitendruckmodus durch einen Steuerab schnitt des Druckers in einen beidseitigen Druckmodus umge schaltet. In diesem Fall wird ein im Papierzulieferweg 24 vorgesehenes Tor 38 umgeschaltet, um das Papier 20, dessen Vorderfläche bedruckt wurde, einer Papierwendeeinheit 40 zu zuführen. Nachdem das Papier 20 in der Papierwendeeinheit 40 gelagert ist, wird ein Tor 42 umgeschaltet, um das Papier 20 durch einen Papierzulieferweg 44 in einer durch einen Pfeil R gezeigten Richtung zuzuliefern. Anschließend wird ein Toner bild auf die Rückfläche des Papiers 20 übertragen und fixiert und dieses wird schließlich in die Stapeleinrichtung 36 aus geworfen.

Die Ladungsvorrichtung 12 mit leitfähiger Bürste gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung wird nachfolgend im Detail unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Eine leitfähige Bürste 12a der Bürstenladungs vorrichtung 12 wird durch eine Vorspannungsstromversorgung 48 auf ein gegebenes Potential vorgespannt. Demgemäß wird die photoempfindliche Walze 10 durch Gleitkontakt zwischen der photoempfindlichen Walze 10 und der leitfähigen Bürste 12a auf ein gegebenes Potential geladen. Die photoempfindliche Walze 10 wird anschließend entsprechend der Bildinformation durch die optische Einheit 14 belichtet, wodurch ein elektro statisches latentes Bild auf der photoempfindlichen Walze 10 gebildet wird.

Dieses elektrostatische latente Bild wird durch eine Entwicklungswalze 16a der Entwicklungseinheit 16 zu einem Tonerbild entwickelt und das Tonerbild wird anschließend auf das Papier 20 durch die Übertragungswalze 28 übertragen, an die eine Spannung mit einer der Polarität des Tonerbildes entgegengesetzten Polarität angelegt wurde. Nach dem Übertra gungsprozeß auf der photoempfindlichen Walze 10 verbliebener Resttoner wird von der photoempfindlichen Walze 10 durch die Reinigungseinrichtung 32 entfernt. In einigen Fällen wird der Resttoner jedoch nicht vollständig entfernt und eine geringe Menge von Toner 33 verbleibt auch nach dem Reinigungsprozeß noch auf der photoempfindlichen Walze 10.

Die photoempfindliche Walze 10, an der der Resttoner 33 verbleibt, kommt mit der leitfähigen Bürste 12a der Bürsten ladungsvorrichtung 12 in Gleitkontakt, so daß der Resttoner 33 an der leitfähigen Bürste 12a anhaftet. Gemäß dieser be vorzugten Ausführungsform enthält die Bürstenladungsvorrich tung 12 eine Tonerentfernungsplatte 50, die aus einem porösen Material, z. B. einem Etherurethanschaum, geformt ist, der ei ne elektrisch isolierende Eigenschaft hat. Die Tonerentfer nungsplatte 50 wird gegen die leitfähige Bürste 12 in der Art eines Oberflächenkontakts gepreßt, wodurch der an der leitfä higen Bürste 12a abgelagerte Toner entfernt wird.

Die aus einem Urethanschaum gebildete Tonerentfernungs platte 50 hat eine hohe Wärmebeständigkeit und wird kaum hy drolisiert. Wie Fig. 3 zeigt, erstreckt sich die Tonerent fernungsplatte 50 über die Breite (axiale Länge) der leitfä higen Bürste 12a. Genauer bezeichnen die Maße W1 und W2 die Breite der leitfähigen Bürste 12a bzw. die Breite der Toner entfernungsplatte, wobei die Beziehung W1 ≦ W2 vorgegeben ist.

Da die Tonerentfernungsplatte 50 aus einem Weichschaum gebildet ist, kann der Oberflächenkontakt der Tonerentfer nungsplatte 50 und der leitfähigen Bürste 12a mit einer ge ringen Belastung der leitfähigen Bürste 12a bewirkt werden. Mit anderen Worten kann die Eindringtiefe der Tonerentfer nungsplatte 50 in die leitfähige Bürste 12a erhöht werden. Das hat zur Folge, daß die Erzeugung von Reibungswärme auf grund des Gleitkontakts zwischen der leitfähigen Bürste 12a und der Tonerentfernungsplatte 50 verringert werden kann und die plastische Verformung der leitfähigen Bürste 12a verhin dert werden kann. Ferner kann die Tonerentfernungsplatte 50 problemlos ersetzt werden, nachdem sie verschlissen ist.

Der poröse Schaum, der die Tonerentfernungsplatte 50 in dieser bevorzugten Ausführungsform bildet, hat die folgenden charaktistischen Werte, d. h. eine Dichte von 10 bis 90 kg/m³, vorzugsweise 18 bis 22 kg/m³, eine eine Rückformungselastizi tät von 30% oder weniger, eine Härte von 2 bis 170 kg, vor zugsweise 5 bis 11 kg, eine Zellanzahl von 10 bis 90 Zel len/25 mm, vorzugsweise 10 bis 30 Zellen/25 mm, eine Zugfe stigkeit von 0,5 kg/m² oder weniger, eine Dehnung von 100% oder weniger, eine Druckrestspannung von 0,4% oder mehr und eine wiederholte Druckrestspannung von 5% oder mehr.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration der Bür stenladungsvorrichtung 12 gemäß dieser bevorzugten Ausfüh rungsform wird der von der leitfähigen Bürste 12a durch die Tonerentfernungsplatte 50 bedingt durch den Gleitkontakt zwi schen der Tonerentfernungsplatte 50 und der leitfähigen Bür ste 12a abgeschabte Toner 33 elektrostatisch an der durch Reibung geladenen Tonerentfernungsplatte 50 abgelagert, so daß der Toner 33 sicher an und in dem porösen Schaum zurück gehalten wird.

Entsprechend kann, während die leitfähige Bürste 12a in Umdrehung ist, d. h. während der Druckvorgang durchgeführt wird, der Resttoner stets von der leitfähigen Bürste 12a ent fernt werden und ein gegebenes Potential kann daher von der leitfähigen Bürste 12a an die photoempfindliche Walze 10 an gelegt werden. Als Resultat können die Ladungseigenschaften der Bürstenladungsvorrichtung 12 für die photoempfindliche Walze 10 über einen langen Zeitraum stabilisiert werden und das Auftreten von Nebel im Hintergrundbereich eines gedruck ten Blattes kann unterdrückt werden, wodurch eine gute Druckqualität sichergestellt wird.

Der vorstehend genannte Effekt der ersten bevorzugten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezug auf Fig. 4 bis 6 im Vergleich mit dem Stand der Technik erläutert, der vor stehend unter Bezug auf Fig. 9 und 10 beschrieben wurde. Fig. 4 bis 6 zeigen die Messergebnisse, die durch kontinuier lichen Druck vieler Papierblätter im A4-Format erhalten wur den, wobei die Papierzulieferrichtung der Längsrichtung jedes Blattes entsprach. Im einzelnen zeigt Fig. 4 den Widerstand (Ω) der leitfähigen Bürste, der durch den an dieser angela gerten Toner bedingt ist, welcher mit einer Zunahme der Ge samtzahl von gedruckten Blättern steigt. Fig. 5 zeigt das Oberflächenpotential (Vs) der photoempfindlichen Walze, das mit einer Zunahme des Widerstandes der leitfähigen Bürste ab nimmt; und Fig. 6 zeigt das Ausmaß von Nebel (optische Dich te), das mit einer Verringerung des Oberflächenpotentials der photoempfindlichen Walze zunimmt.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist die Gesamtzahl von gedruckten Blättern, die dem praktischen Toleranzgrenzwert der optischen Dichte in dem ersten Beispiel nach dem Stand der Technik, das in Fig. 9 gezeigt ist, und in dem zweiten Beispiel nach dem Stand der Technik, das in Fig. 10 gezeigt ist, entspricht, 18.000 bzw. 20.000. Im Gegensatz dazu ist die Gesamtzahl von gedruckten Blättern bei der ersten bevor zugten Ausführungsform 60.000 und mehr. Entsprechend kann ei ne gute Druckqualität gemäß der ersten Ausführungsform über einen langen Zeitraum sichergestellt werden.

Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung. In der folgenden Beschreibung dieser bevorzugten Aus führungsform werden Teile, die im wesentlichen denjenigen der ersten bevorzugten Ausführungsform gleich sind, durch diesel ben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung der selben wird zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet. Im Gegensatz zu der ersten bevorzugten Ausführungsform, die die aus einem Urethanschaum mit einer elektrisch isolierenden Ei genschaft gebildete Tonerentfernungsplatte 50 verwendet, ver wendet die zweite bevorzugte Ausführungsform eine Tonerent fernungsplatte 50', die aus einem Urethanschaum geformt ist, der mit einer leitfähigen Substanz imprägniert ist, sowie ei ne Vorspannungsstromversorgung 52 zum Anlegen einer Spannung an die Tonerentfernungsplatte 50', die höher ist als die Spannung, die von einer Vorspannungsstromversorgung 50 an ei ne leitfähige Bürste 12a angelegt wird.

Beispielsweise wird eine Spannung von -650 Volt von der Vorspannungsstromversorgung 48 an die leitfähige Bürste 12a angelegt und eine Spannung von -800 Volt wird von der Vor spannungsstromversorgung 52 an die Tonerentfernungsplatte 50' angelegt. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine höhere Vorspannung als die an die leitfähige Bürste 12a ange legte an die Tonerentfernungsplatte 50' angelegt, so daß der Toner von der leitfähigen Bürste 12a zusätzlich zu der Funk tion des Entfernens des Toners durch Gleitkontakt zwischen der leitfähigen Bürste 12a und der Tonerentfernungsplatte 50' elektrisch entfernt wird.

Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist es, da die Toneranziehungskraft der Tonerentfernungsplatte 50' größer ist als bei der ersten bevorzugten Ausführungsform, nicht er forderlich, die Tonerentfernungsplatte 50' so stark gegen die leitfähige Bürste 12a zu pressen. Als Resultat kann die an die leitfähige Bürste 12a in der zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform angelegte Last niedriger eingestellt werden als bei der ersten bevorzugten Ausführungsform, wodurch das Auftreten von Reibungswärme weiter unterdrückt wird und die Lebensdauer der leitfähigen Bürste 12a weiter verlängert wird.

Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung. Bei der folgenden Beschreibung der dritten bevorzugten Ausführungsform werden diejenigen Teile, die im wesentlichen denjenigen der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform gleich sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung derselben wird zur Vermeidung von Wiederho lungen verzichtet. Diese bevorzugte Ausführungsform verwendet eine Tonerentfernungswalze 54, die beispielsweise aus einem Urethanschaum gebildet ist, anstelle der Tonerentfernungs platte 50 in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Die Tonerentfernungswalze 54 wird in Kontakt mit einer leitfähi gen Bürste 12a in Umdrehung versetzt, um dadurch den an der leitfähigen Bürste 12a abgelagerten Toner zu entfernen.

Die Tonerentfernungswalze 54 kann gleitend durch die Um drehung der leitfähigen Bürste 12a unter einer bestimmten Last drehend angetrieben werden. Vorzugsweise wird die Toner entfernungswalze 54 durch eine unabhängige Antriebsquelle mit einer Umfangsgeschwindigkeit drehend angetrieben, die von der Umfangsgeschwindigkeit der leitfähigen Bürste 12a verschieden ist. Bevorzugter wird die Tonerentfernungswalze 54 in eine der Drehrichtung der leitfähigen Bürste 12a entgegengesetzten Richtung in Umdrehung versetzt oder die Tonerentfernungswalze 54 wird bezüglich der Drehung der leitfähigen Bürste 12a in Gegendrehung versetzt, da der Reinigungseffekt um so größer ist, je größer das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen der Walze 54 und der Bürste 12a ist.

Da die Kontaktoberfläche zwischen der Tonerentfernungs walze S4 und der leitfähigen Bürste 12a nicht festgelegt ist, sondern durch die Rotation der Walze 54 stets variiert, kann die kontaktierbare Fläche der Tonerentfernungswalze 54 an der leitfähigen Bürste 12a vergrößert werden.

Ferner kann durch Erhöhen des Durchmessers der Tonerent fernungswalze 54 die Tonerrückhaltekapazität der Tonerentfer nungswalze 54 erhöht werden, um es dadurch zu ermöglichen, daß mehr Resttoner durch die Walze 54 erfaßt wird.

In dem Fall, daß die Tonerentfernungswalze 54 mit einer Umfangsgeschwindigkeit in Umdrehung versetzt wird, die von der Umfangsgeschwindigkeit der leitfähigen Bürste 12a ver schieden ist, oder in dem Fall, in dem die Walze 54 und die Bürste 12a in entgegengesetzte Richtungen in Umdrehung ver setzt werden, kann die Kontakttiefe zwischen der leitfähigen Bürste 12a und der Tonerentfernungswalze 54 unter Beibehal tung einer ausreichenden Reinigungsleistung verringert wer den, wodurch die Belastung der leitfähigen Bürste 12a verrin gert wird. Demgemäß kann die Lebensdauer der leitfähigen Bür ste 12a weiter verlängert werden, wobei eine gute Wirksamkeit der Tonerentfernung aufrecht erhalten bleibt. Als eine Modi fikation kann die Tonerentfernungswalze 54 wie die zweite 5 Ausführungsform leitfähig gemacht werden und eine gegebene Vorspannung kann in diesem Fall an die leitfähige Tonerent fernungswalze 54 angelegt werden.

Gemäß vorliegender Erfindung wird das aus einem porösen Material geformte Entwicklerentfernungselement in Oberflä chenkontakt mit der leitfähigen Bürste gehalten. Demgemäß kann der an der leitfähigen Bürste abgelagerte Entwickler ef fizient entfernt werden, um dadurch die Ladungseigenschaften der leitfähigen Bürste für das Bildformungselement über einen langen Zeitraum auf einem zufriedenstellenden Niveau zu hal ten. Als Resultat kann das Auftreten von Nebel im Hinter grundbereich eines gedruckten Blattes verhindert werden, wo mit die Druckqualität verbessert wird. Ferner wird der von der leitfähigen Bürste abgenommene Entwickler in den Poren des porösen Entwicklerentfernungselements zurückgehalten. Entsprechend ist es nicht erforderlich, einen Aufnahmebehäl ter zum Aufnehmen des von der leitfähigen Bürste abgekratzten Toners vorzusehen, wodurch eine Vereinfachung und Kostenredu zierung der Ladungsvorrichtung erzielt wird.

Claims

1. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste zum Laden einer Oberfläche eines Bildformungselements, mit:
einer leitfähige Bürste, die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit dem Bildformungselement rotiert;
einer Einrichtung zum Anlegen einer Spannung, um eine gegebene Spannung an die leitfähige Bürste anzulegen, ge kennzeichnet durch
ein Entwicklerentfernungselement, welches aus einem porösen Material besteht und so angeordnet ist, daß es in Oberflächenkontakt mit der leitfähigen Bürste über deren gesamte Breite gehalten wird.

2. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste nach An spruch 1, bei welcher das Entwicklerentfernungselement ein Plattenelement umfaßt, das aus geschäumtem Material geformt ist.

3. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste nach An spruch 1, bei welcher das Entwicklerentfernungselement aus einem leitfähigen Material geformt ist und die Ladungsvor richtung mit leitfähiger Bürste weiterhin eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an das leitfähige Entwicklerent fernungselement umfaßt, die höher ist als die gegebene Span nung, die an die leitfähige Bürste angelegt wird.

4. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste nach An spruch 1, bei welcher das Entwicklerentfernungselement eine drehbar gehalterte Walze umfaßt.

5. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste nach An spruch 4, bei welcher die Walze aus einem leitfähigen Materi al geformt ist und die Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste ferner eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an die leitfähige Walze umfaßt, die höher ist als die gegebene Spannung, die an die leitfähige Bürste angelegt wird.

6. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste nach An spruch 4, bei welcher die Walze mit einer Umfangsgeschwindig keit in Umdrehung versetzt wird, die von einer Umfangsge schwindigkeit der leitfähigen Bürste verschieden ist.

7. Ladungsvorrichtung mit leitfähiger Bürste nach An spruch 6, bei welcher die Walze in einer der Drehrichtung der leitfähigen Bürste entgegengesetzten Richtung in Umdrehung versetzt wird.