DE19952283A1 - Bilderzeugungsverfahren und -vorrichtung mit Vorkehrung, um eine Verschmutzung eines Bürstenwalzenladers zu unterbinden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren, um eine Kontaminierung eines Bürstenwalzenladers mit Tonerablagerungen zu unterbinden. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfasst einen Fotoleiter, einen Bürstenwalzenauflader, einen Bildentwicklungsmechanismus, einen Bildübertragungsmechanismus, einen Reinigungsmechanismus, einen Spannungsversorgungsmechanismus und eine Steuereinheit. Der Fotoleiter trägt auf sich ein elektrostatisches latentes Bild. Der Bürstenwalzenlader dreht sich in Kontakt mit dem Fotoleiter und bereitet die Oberfläche des Fotoleiters durch Aufbringen einer Ladung darauf vor. Der Bildentwicklungsmechanismus berührt die Oberfläche des Fotoleiters und führt Toner zu, um entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild auf der Oberfläche des Fotoleiters ein Tonerbild zu entwickeln. Der Bildübertragungsmechanismus überträgt das Tonerbild von dem Fotoleiter auf ein Aufzeichnungsblatt. Der Reinigungsmechanismus reinigt die Oberfläche des Fotoleiters. Der Spannungsversorgungsmechanismus führt dem Bürstenwalzenlader eine Spannung zu. Die Steuereinheit steuert den Spannungsversorgungsmechanismus, um die an den Bürstenwalzenlader angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls zu unterbrechen, mit einer Zeitdauer, die erforderlich ist, damit sich der Bürstenwalzenlader zumindest einmal dreht, nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilder­ zeugungsverfahren und betrifft insbesondere eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren, um eine Kontaminierung bzw. Verschmutzung eines Bürstenwalzenladers mit Tonerablagerungen zu unterbinden.

Grundsätzlich erzeugt eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung ein elektrostatisches latentes Bild auf einer gleichförmig aufgeladenen fotoleitenden Oberfläche, indem ein Teil dieser Oberfläche mit Licht belichtet wird, so dass das Potential des belichteten Teils geändert wird. Das so erzeugte elektrostatische latente Bild auf der fotoleitenden Oberfläche wird mit Hilfe von Toner als Tonerbild entwickelt, das anschließend auf ein Aufzeichnungsblatt, beispielsweise auf Papier oder Karton, übertragen wird.

Für eine solche elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung gibt es zwei Verfahren zum Aufladen der fotoleitenden Oberfläche. Einerseits wird ein nicht berührender Lader bzw. Auflader verwendet, andererseits ein berührender Lader bzw. Auflader. Der nicht berührende Lader erzeugt eine Bogenentladung, um auf die Oberfläche eine Ladung aufzubringen, und ist so ausgelegt, dass er einen Abstand, vorzugsweise einen konstanten Abstand, zu der fotoleitenden Oberfläche einhält. Der berührende Lader andererseits berührt die Oberfläche, um so unmittelbar auf diese eine Ladung aufzubringen. Folglich ist der nicht berührende Lader unempfindlicher gegen Kontaminierungen bzw. Verschmutzungen durch Tonerpartikel als der berührende Lader. Ein Problem bei dem nicht berührenden Lader ist jedoch die Erzeugung von Ozon, zu der es bei dem berührenden Lader nicht kommt.

Ein Beispiel für einen typischen berührenden Lader ist der sog. Walzenlader, der sich in Kontakt mit einer sich drehenden fotoleitfähigen Walze dreht. Wie vorstehend beschrieben wurde, neigt der Walzenlader, der ein Beispiel für einen berührenden Lader ist, durch Tonerpartikel verschmutzt zu werden. Die Fig. 1A und 1B verdeutlichen Beispiele für Vorgehensweisen, um eine solche Kontaminierung herabzusetzen. In Fig. 1 ist ein Reinigungsmittel 51, das aus einem Material wie beispielsweise einem Schwamm, einem Filz oder dergleichen besteht, in Kontakt mit einem Walzenlader 50 montiert bzw. gehaltert, um auf diese Weise die Oberfläche des Walzenladers 50 zu reinigen. Gemäß Fig. 1B ist eine Schabklinge 52, die aus einem vergleichsweise harten bzw. spröden Material besteht, beispielsweise aus Kunststoff oder dergleichen, in Kontakt mit einem Walzenlader 50 montiert bzw. gehaltert, um so Tonerablagerungen von der Oberfläche des Walzenladers 50 abzuschaben.

Diese Reinigungsverfahren, wie sie in den Fig. 1A und 1B gezeigt sind, sind jedoch nur für Walzenlader geeignet, die eine Walze aus Gummi oder Kautschuk bzw. mit einer Gummi- oder Kautschukoberfläche aufweisen, ist jedoch nicht für solche Walzenlader geeignet, bei der die Walze als Bürste ausgebildet ist. Das liegt daran, dass der Walzenlader mit Bürste an seinen Außenabschnitten elastisch ist und deshalb dazu neigt, seine Form im äußeren Bereich zu verändern, wenn das Reinigungsteil während eines vergleichsweise langen Zeitraums einen Druck auf den äußeren Bereich ausübt. Dies ist typischerweise dann der Fall, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung nicht in Betrieb ist, und deshalb werden das Reinigungsteil und der Bür­ stenwalzenlader in gegenseitigem Eingriff gehalten. Als Folge nimmt das Reini­ gungsvermögen des Bürstenwalzenladers ab.

Ein weiteres Verfahren ist vorgeschlagen worden, bei dem an den Bürstenwalzenlader beispielsweise eine positive oder negative Spannung angelegt wird und bei dem ein Gleichstrom (AC) an eine Bildübertragungseinheit angelegt wird, um ein Tonerbild von dem Fotoleiter auf ein Aufzeichnungsblatt zu übertragen, so dass sich der Fotoleiter entlädt. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine Hochspannungsversorgung, was die Herstellungs- und Betriebskosten erhöht.

Elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtungen, die einen Bürstenwalzenlader verwenden, neigen dazu, dass vergleichsweise häufig anormale Bilder erzeugt werden, was sich daran zeigt, dass in einem Halbtonbild häufig weiße Flecken auftauchen. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von anormalen Bildern, die weiße Flecken aufweisen, nimmt typischerweise zu, wenn die Geräte bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und unter Luftfeuchtigkeit betrieben werden, nachdem eine vergleichsweise große Anzahl von Bilderzeugungsvorgängen ausgeführt worden sind.

Durch Experimente haben die benannten Erfinder herausgefunden, dass das vorge­ nannte Weißfleckenproblem am häufigsten durch eine Kontaminierung des Bür­ stenwalzenladers mit Tonerpartikeln hervorgerufen wird. Wie die benannten Erfinder beobachtet haben, sind, wenn das Weißfleckenproblem auftritt, extrem feine Partikel auf der Oberseite bzw. den Spitzen einer Bürste abgelagert, nachdem eine gewisse Anzahl von Bilderzeugungsvorgängen ausgeführt worden ist. Stromaufwärts, in Drehrichtung betrachtet, von dem Bürstenwalzenlader ist eine Reinigungseinheit an­ geordnet, die die Oberfläche des Fotoleiters reinigt, so dass deshalb all die Partikel, die auf der Oberfläche zurückbleiben, extrem feine Partikel sind.

Die auf der Oberseite bzw. den Spitzen der Bürste abgelagerten Partikel umfassen Partikel von Toner und Siliziumoxid bzw. Silica; letztgenanntes ist ein Additiv, um das Fließvermögen von Toner zu erhöhen. Diese extrem feinen Partikel von Toner und Additiv besitzen für gewöhnlich einen Widerstand, der sogar bis zum elektrischen Isolationsvermögen reichen kann. Auf der anderen Seite besteht die Bürste aus einer vergleichsweise großen Anzahl von leitenden Fasern bzw. Borsten, an die eine Spannung angelegt wird und die demgemäß die Ladung auf die Oberfläche des Fotoleiters aufbringen. Wenn die Bürste mit elektrisch isolierendem Material, bei­ spielsweise mit den Partikeln aus Toner und Silica, bedeckt ist, kann deshalb der Widerstand der Bürste zunehmen. Außerdem neigt eine solche Kontaminierung bzw. Verschmutzung der Bürste mit Partikeln aus Toner und Silica dazu, dass diese lokal und punktweise auf der Oberfläche der Bürstenwalze auftritt. Diese Neigung kann zumeist der Länge und der Form der Bürste zugeschrieben werden. Im Ergebnis lädt der Bürstenwalzenlader die Oberfläche des Fotoleiters ungleichmäßig auf.

Beispielsweise nimmt die Oberfläche eines Fotoleiters für gewöhnlich in etwa einen Wert von -750 V als Potential des Bürstenwalzenladers an, wenn an dem Bürsten­ walzenlader eine Spannung von -1200 V angelegt wird. In diesem Fall kann jedoch die Oberfläche des Fotoleiters lokal zumindest eine Stelle aufweisen, die in etwa einen Wert von -1200 V aufweist, wenn der Bürstenwalzenlader in der Weise, wie vorstehend beschrieben, verschmutzt ist und deshalb sein Widerstand nicht gleich­ mäßig ist. Dies wird durch einen ungleichmäßigen Widerstand auf der Oberfläche des Bürstenwalzenladers hervorgerufen. Eine allzu große Entladung tritt in der Nähe eines Bereichs auf, wo der Widerstand vergleichsweise gering ist. Der Einschluss von Fasern bzw. Borsten mit einem vergleichsweise niedrigen Widerstand kann dazu beitragen, diese übermäßige Entladung zu verstärken.

Unter solchen Umständen kann eine ausreichende Belichtung nicht auf solchen Be­ reichen erfolgen, wo eine solche übermäßige Entladung auftritt. Im Ergebnis kann während eines Bilderzeugungsvorgangs zum Erzeugen insbesondere eines Halbtonbilds ein Tonerbild nicht in der Nähe eines solchen Bereichs erzeugt werden. In dieser Weise kommt es zum vorgenannten Weißfleckproblem.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine elektrofotografische Bilder­ zeugungsvorrichtung und ein elektrofotografisches Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, um eine Kontaminierung eines Bürstenwalzenladers mit Tonerablagerungen weitest möglich zu unterbinden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß den Patent­ ansprüchen 1, 2, 6 und 7 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 11 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird eine Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen, die zumindest umfasst einen Fotoleiter, einen Bürstenwalzenlader bzw. Bürstenwalzenauflader, einen Bildentwicklungsmechanismus, einen Bildübertragungsmechanismus, einen Reinigungsmechanismus, einen Spannungsversorgungsmechanismus und eine Steu­ ereinheit. Der Fotoleiter trägt auf sich ein elektrostatisches latentes Bild. Der Bür­ stenwalzenlader dreht sich in Kontakt mit dem Fotoleiter und bereitet die Oberfläche des Fotoleiters durch Aufbringen einer Ladung auf diese Oberfläche vor. Der Bildentwicklungsmechanismus berührt die Oberfläche des Fotoleiters und führt Toner zu, um auf der Oberfläche des Fotoleiters ein Tonerbild entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln. Der Bildübertragungsmechanismus überträgt das Tonerbild von dem Fotoleiter auf ein Aufzeichnungsblatt. Der Reini­ gungsmechanismus reinigt die Oberfläche des Fotoleiters. Der Spannungsversor­ gungsmechanismus legt eine Spannung an den Bürstenwalzenlader an. Die Steuer­ einheit steuert den Spannungsversorgungsmechanismus so, dass die an den Bür­ stenwalzenlader angelegte Versorgungsspannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen ist, und zwar mit einer Zeitdauer, die erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader zumindest eine Umdrehung ausführen kann, nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilder­ zeugungsvorgang gestartet wird.

Der Bürstenwalzenlader kann sich mit einer relativen Umfangs- bzw. Zeilenge­ schwindigkeit drehen, die mindestens 2,4mal so groß ist wie die des Fotoleiters.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Bilderzeugungsverfahren ge­ schaffen, mit den Schritten Bereitstellen, Anlegen, Erzeugen, Zuführen, Übertragen, Reinigen und Steuern. Bei dem Bereitstellschritt wird ein Bürstenwalzenlader bereitgestellt, der sich in Kontakt mit einem Fotoleiter dreht. Bei dem Anlegeschritt wird an den Bürstenwalzenlader eine Spannung angelegt, so dass der Bür­ stenwalzenlader auf den Fotoleiter eine Ladung aufbringt, um die Oberfläche des Fotoleiters zu initialisieren bzw. vorzubereiten. Bei dem Erzeugungsschritt wird ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche des Fotoleiters ausgebildet bzw. erzeugt. Bei dem Zuführschritt wird der Oberfläche des Fotoleiters Toner zugeführt, um auf der Oberfläche des Fotoleiters ein Tonerbild entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln. Bei dem Übertragungsschritt wird das Tonerbild von dem Fotoleiter auf ein Aufzeichnungsblatt, beispielsweise aus Papier oder Karton, übertragen. Bei dem Reinigungsschritt wird die Oberfläche des Foto­ leiters gereinigt. Bei dem Steuerschritt wird das Anlegen der Versorgungsspannung so gesteuert, dass die an den Bürstenwalzenlader angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen ist, und zwar während einer Zeitdauer, die erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader zumindest eine Umdrehung ausführen kann, nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

Weitere Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden, wenn diese gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.

Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben werden, in denen:

Fig. 1A und 1B verwandte Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Aufladen des Fotoleiters darstellen;

Fig. 2 eine Darstellung ist, um schematisch den Aufbau einer elektrofo­ tografischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

Fig. 3 eine Darstellung ist, um eine Vorgehensweise zum Messen des Widerstands eines Bürstenwalzenladers zu erläutern; und

Fig. 4 eine Darstellung ist, um schematisch den Aufbau einer elektrofo­ tografischen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu zeigen.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird in der nachfolgenden Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsbeispiele eine spezielle Terminologie verwendet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die gewählte spezielle Terminologie eingeschränkt werden soll und dass jedes speziell so offenbarte Element sämtliche technischen Äquivalente mit umfasst, die hinsichtlich ihrer Funktionsweise gleichwirkend sind. In den beigefügten Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische oder gleichwirkende bzw. sich entsprechende Teile.

Fig. 2 zeigt schematisch eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 2 umfasst die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung 100, die ein Bilderzeugungsver­ fahren gemäß dem elektrofotografischen Verfahren ausführt, einen Fotoleiter 1, einen Bürstenwalzenlader bzw. -auflader 2, eine optische Schreibeinheit 3, eine Bildentwicklungseinheit 4 und eine Bildübertragungseinheit 5. Die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung 100 umfasst außerdem eine Bildfixiereinheit 6, eine Blattaustrageinheit 7, eine Reinigungseinheit 8, eine Blattnachschubablage 9 und eine Blattzuführwalze 10.

Der Fotoleiter 1 dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil A ange­ deutet. Der Bürstenwalzenlader 2, der sich gegen den Uhrzeigersinn und in Kontakt mit dem Fotoleiter 1 dreht, bereitet die Oberfläche des Fotoleiters 1 vor, indem Ladung gleichmäßig auf dessen Oberfläche aufgebracht wird. Die optische Schreibeinheit 3 emittiert Licht bzw. einen Lichtstrahl, dem die aufgeladene Ober­ fläche des Fotoleiters 1 ausgesetzt wird, so dass darauf ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet wird. Während sich der Fotoleiter 1 dreht, passiert das elektrosta­ tische latente Bild die Bildentwicklungseinheit 4, die dann das elektrostatische latente Bild mittels Toner entwickelt. Die Entwicklungseinheit 4 ist bei dieser Aus­ führungsform eine Berührungs-Entwicklungseinheit, die in Berührung mit dem Fotoleiter 1 gehalten wird bzw. montiert ist.

Als nächstes passiert somit das entwickelte Tonerbild auf dem Fotoleiter 1 die Bildübertragungseinheit 5, bei der das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsblatt 9a übertragen wird. Dieses Aufzeichnungsblatt 9a ist in der Blattnachschubablage bzw. im Vorratsfach 9 enthalten und wird der Bildübertragungseinheit 5 mit Hilfe der Blattzuführwalze 10 zugeführt, um so auf dessen Oberfläche das Tonerbild von dem Fotoleiter 1 zu übernehmen. Das Aufzeichnungsblatt 9a mit dem Tonerbild gelangt dann zu der Bildfixiereinheit 6, wo das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert wird, und wird dann mit Hilfe der Blattaustrageinheit 7 ausgetragen.

Während der vorgenannten Verfahrensschritte kann es auftreten, dass eine gewisse Menge an Toner nicht von der Bildentwicklungseinheit 4 für das Bildentwicklungs­ verfahren verwendet wird und nach dem Bilderzeugungsvorgang auf dem Fotoleiter 1 verbleibt. Weil sich der Fotoleiter 1 dreht, wird der nicht verwendete Toner durch die Reinigungseinheit 8 gesammelt, so dass die Oberfläche des Fotoleiters 1 gereinigt wird. Anschließend wird der Fotoleiter 1 wiederum mit Hilfe des Bürstenwalzenladers 2 gleichmäßig auf seiner Oberfläche aufgeladen.

Die vorgenannten Verfahrensschritte bilden in etwa einen Zyklus für das Bilder­ zeugungsverfahren entsprechend dem elektrofotografischen Bilderzeugungsverfahren aus. Durch Wiederholen dieses Zyklus können nacheinander eine Anzahl von Bilderzeugungsvorgängen ausgeführt werden.

Bei dieser Ausführungsform wird eine Spannungsversorgung für den Bürstenwal­ zenlader 2 in einer solchen Art und Weise gesteuert, dass die an den Bürstenwal­ zenlader 2 angelegte Versorgungsspannung während eines vorbestimmten Zeitin­ tervalls, das erforderlich ist, damit sich der Bürstenwalzenlader 2 zumindest einmal dreht, unterbrochen ist, nachdem der Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor der nächste Bilderzeugungsvorgang gestartet wird. Nachdem die an den Bürsten­ walzenlader 2 angelegte Versorgungsspannung für ein solches vorbestimmtes Zei­ tintervalls unterbrochen worden ist, wird dann der nächste Bilderzeugungsvorgang gestartet.

Indem man eine solche Unterbrechung der an dem Bürstenwalzenlader 2 angelegten Versorgungsspannung periodisch vornimmt, nimmt die elektrostatische Kraft des Bürstenwalzenladers 2, der Tonerpartikel anzieht, ab. Indem man insbesondere ein solches vorbestimmtes Zeitintervall auf eine Zeitdauer einstellt, die erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader 2 zumindest eine Umdrehung ausführt, können die Ablagerungen von Tonerpartikeln auf dem Bürstenwalzenlader 2 vom Bürstenwal­ zenlader 2 abgeschabt bzw. abgerieben werden, was die benannten Erfinder in Ex­ perimenten herausgefunden haben. Während sich der Fotoleiter 1 dreht, werden die abgeschrubbten Ablagerungen von Tonerpartikeln zu der Entwicklungseinheit 4 transferiert, die darin diese Ablagerungen sammelt. Folglich wird verhindert, dass die Übertragungseinheit 5 aufgrund von abgeschrubbten bzw. abgeriebenen Ablagerungen kontaminiert wird.

Außerdem können die Ablagerungen von Tonerpartikeln auf dem Bürstenwalzenlader 2 von dem Bürstenwalzenlader 2 wirksamer abgeschrubbt werden, wenn zwischen dem Fotoleiter 1 und dem Bürstenwalzenlader 2 eine Differenz in den Um­ fangsgeschwindigkeiten besteht. Die Wirkung eines solchen Abschrubbens der Ablagerungen wird insbesondere dann einzusetzen beginnen, wenn das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten des Fotoleiters 1 und des Bürstenwalzenladers 2 auf einen Wert von etwa 1,4 eingestellt wird, wie die Experimente der benannten Erfinder ergeben haben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die relative Um­ fangsgeschwindigkeit des Bürstenwalzenladers 2 vorzugsweise zumindest auf etwa den 2,4fachen Wert der Umfangsgeschwindigkeit des Fotoleiters 1 eingestellt.

Die Wirkung eines solchen Abschrubbens von Ablagerungen wird auch wirkungsvoll dadurch erhöht, dass die Breite bzw. Stärke des Eingriffs des Bürstenwalzenladers 2 relativ zu dem Fotoleiter 1 vergrößert wird. In diesem Fall wird die Breite des Eingriffs des Bürstenwalzenladers 2 bzw. der gegenseitigen Berührung vorzugsweise auf einen Wert innerhalb des Bereichs von etwa 0,1 mm bis 0,5 mm eingestellt, wie die benannten Erfinder durch Experimente herausgefunden haben. Falls die Breite eines solchen Eingriffs übermäßig groß ist, kann die Bürste des Bürstenwalzenladers 2 permanent seine Form ändern, wenn der Bürstenwalzenlader 2 aufhört sich zu drehen.

Außerdem kann man gemäß der vorliegenden Erfindung das vorstehend im Zu­ sammenhang mit den Ausführungen zum Stand der Technik beschriebene Weiß­ fleckproblem beseitigen, indem man den Widerstandswert einer Ladebürste des Bürstenwalzenladers 2 auf einen Wert innerhalb des Bereichs von etwa 0,7 MΩ bis 4 MΩ einstellt. Dies ist deshalb so, weil das Einstellen des Widerstandswerts der Aufladebürste auf einen bestimmten Wert den Anteil an eingeschlossenen Fasern mit geringem Widerstand in der Ladebürste herabsetzt. Falls jedoch ein solcher Widerstandswert auf einen Wert oberhalb von 4 MΩ eingestellt wird, kann dies die Leistungsfähigkeit der primären Funktion zum Aufladen des Fotoleiters 1 ver­ schlechtern. Deshalb wird der Widerstandswert der Ladebürste des Bürstenwalzen­ aufladers 2 vorzugsweise auf einen Wert unterhalb von etwa 4 MΩ eingestellt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Ablagerungen wirksam von dem Fotoleiter 1 entfernt werden, wenn sich der Fotoleiter 1 und der Bürstenwalzenlader 2 mit verschiedenen Umfangs- bzw. Zeilengeschwindigkeiten drehen. Bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, bei der sich der Fotoleiter 1 und der Bürstenwalzenlader 2 in entgegengesetzten Richtungen drehen, kann die Umfangsgeschwindigkeit des Bürstenwalzenladers 2 vorzugsweise etwa auf den 3,4fachen Wert der Um­ fangsgeschwindigkeit des Fotoleiters 1 eingestellt werden, um so die relative Um­ fangsgeschwindigkeit des Bürstenwalzenladers 2 zumindest auf etwa den 2,4fachen Wert der Umfangsgeschwindigkeit des Fotoleiters 1 einzustellen.

Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße elektrofotografische Bilderzeugungs­ vorrichtung 100 ein Bild von überlegener Qualität erzeugen, ohne dass dieses weiße Flecken oder Schmutzflecken auf dem Aufzeichnungsblatt aufweist.

Anhand von Fig. 3 wird nun ein Beispiel zur Vorgehensweise zum Messen des vorstehend beschriebenen Widerstandswerts der Ladebürste beschrieben. Fig. 3 erläutert eine Anordnung für diese Messung, die den Bürstenwalzenlader 2, ein Strommessgerät 11, eine leitende Aluminiumwalze 12 mit einem Durchmesser von 24 mm und eine Strom- bzw. Spannungsquelle 13 umfasst. Bei dieser Anordnung befindet sich der Bürstenwalzenlader 2 mit einem Durchmesser von 14 mm und einer Länge von 225 mm auf einer Breite von 0,2 mm mit der leitenden Aluminiumwalze 12 in Eingriff. Die Aluminiumwalze 12 wird mit einer Geschwindigkeit von 30 Umdrehungen pro Minute gegen den Uhrzeigersinn gedreht.

Nachdem diese Anordnung, wie in Fig. 3 gezeigt, ausgelegt wurde, wird eine Spannung (d. h. -100 V) an die Metallachse des Bürstenwalzenladers 2 angelegt und wird ein Strom I (gemessen in Ampere), der von dem Aluminium zur Span­ nungsquelle 13 zurückfließt, mit Hilfe des Strommessgeräts 12 gemessen. Der Wi­ derstand wird dann auf Grundlage der angelegten Spannung V und des gemessenen Stroms I unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

R = V/I = 100/I. (1)

Der Durchmesser des Bürstenwalzenladers 2 wird gemäß vorstehender Erläuterung auf 14 mm eingestellt, ist jedoch nicht auf diesen Wert beschränkt und kann auf irgendeinen geeigneten Wert eingestellt werden. Wenn der Bürstenwalzenlader 2 eine Länge L aufweist, die vom vorgenannten Fall abweicht, wird der Widerstand auf Grundlage der angelegten Spannung V und des gemessenen Stroms I unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

R = V/I × 22,5/L (2)

In diesem Fall kann man den Strom vorzugsweise unter Bedingungen mit 25°C Temperatur und 60% Luftfeuchtigkeit messen, nachdem man zuvor den Bürsten­ walzenlader 2 während 12 h unter Bedingungen mit 25°C Temperatur und 60% Luftfeuchtigkeit ruhen gelassen hat.

Anhand von Fig. 4 wird ein Beispiel für eine weitere Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung beschrieben. Fig. 4 zeigt schematisch eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung 200, die vergleichbar zu der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung 100 gemäß Fig. 2 ist, mit der Ausnahme, dass die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung 200 keine Reinigungseinheit aufweist. Dies ist deshalb so, weil die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform hinsichtlich des Bildübertragungsvorgangs verbessert wurde und weil folglich ein Großteil des von der Entwicklungseinheit zugeführten Toners während des Bildübertragungsvorgangs auf das Aufzeichnungsblatt übertragen werden kann und nur eine geringere Menge an Toner auf dem Fotoleiter 1 übrigbleibt. Aus diesem Grund hat man eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform entwickelt, die keine Reinigungseinheit aufweist.

Bei der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung 200 werden die relative Umfangsgeschwindigkeit des Bürstenwalzenladers 2 relativ zum Fotoleiter 1, die Tiefe des Eingriffs des Bürstenwalzenladers 2 relativ zum Fotoleiter 1 und der Wi­ derstandswert des Bürstenwalzenladers 2 auf dieselben Werte eingestellt, wie bei der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung 100 gemäß Fig. 2.

Bei der so ausgelegten elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung 200 ist es möglich, dass Toner den Bildübertragungsvorgang, der durch die Entwicklungseinheit 4 ausgeführt wird, umgeht und auf dem Fotoleiter 1 verbleibt. Indem man jedoch periodisch für eine Unterbrechung der an den Bürstenwalzenlader 2 angelegten Versorgungsspannung sorgt, nimmt die elektrostatische Kraft des Bürstenwalzenladers 2, der Tonerpartikel anzieht, ab. Indem man insbesondere ein solches vorbestimmtes Zeitintervall auf eine Zeitdauer einstellt, die erforderlich ist, damit sich der Bürstenwalzenlader 2 zumindest einmal dreht, können die Ablagerungen von Tonerpartikeln auf dem Bürstenwalzenlader 2 von dem Bürstenwalzenlader 2 durch den Fotoleiter 1 abgeschrubbt bzw. abgerieben werden. Während sich der Fotoleiter 1 dreht, werden die abgeschrubbten bzw. abgeriebenen Ablagerungen von Tonerpartikeln an die Entwicklungseinheit 4 transferiert, die dann diese Ablagerungen sammelt. Folglich wird verhindert, dass die Übertragungseinheit 5 durch abgeschrubbte Ablagerungen kontaminiert wird. Im Ergebnis kann die elektrofoto­ grafische Bilderzeugungsvorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform ein Bild bzw. eine Kopie von überlegener Qualität erzeugen, ohne dass Schmutzflecken auf dem Aufzeichnungsblatt vorliegen. Offensichtlich sind zahlreiche weitere Mo­ difikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung in Kenntnis der vorstehenden Ausführungsformen möglich. Es sei deshalb darauf hingewiesen, dass im Rahmen der beigefügten Patentansprüche die vorliegende Erfindung auch in anderer Weise als speziell vorstehend beschrieben, praktiziert werden kann.

Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der japanischen Pa­ tentanmeldungen Nr. JPAP 10-310899 mit Anmeldetag vom 30. Oktober 1998, JPAP 10-367293 mit Anmeldetag von 24. Dezember 1998 und JPAP 11-149980 mit Anmeldetag vom 28. Mai 1999. Der gesamte Offenbarungsgehalt der priori­ tätsbegründenden Voranmeldungen sie hiermit ausdrücklich im Wege der Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung mit aufgenommen.

Claims (15)

1. Bilderzeugungsvorrichtung, zumindest umfassend:
einen Fotoleiter (1), der auf sich ein elektrostatisches latentes Bild trägt;
einen Bürstenwalzenlader (2), der sich in Kontakt mit dem Fotoleiter (1) dreht und die Oberfläche des Fotoleiters durch Aufbringen einer Ladung vorbereitet;
einen Bildentwicklungsmechanismus (4), der die Oberfläche des Fotoleiters (1) berührt und Toner zuführt, um ein Tonerbild auf der Oberfläche des Fotoleiters (1) in Entsprechung zu dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln;
einen Bildübertragungsmechanismus (5), der das Tonerbild von dem Fotoleiter (1) auf ein Aufzeichnungsblatt (9a) überträgt;
einen Reinigungsmechanismus (8), der die Oberfläche des Fotoleiters (1) reinigt;
einen Spannungsversorgungsmechanismus (13), der an den Bürstenwalzenlader (2) eine Spannung anlegt; und
eine Steuereinheit, die ausgelegt ist, um den Spannungsversor­ gungsmechanismus so zu steuern, dass die an den Bürstenwalzenlader (2) angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen ist, das erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader (2) zumindest eine Umdrehung ausführt, und zwar nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

2. Bilderzeugungsvorrichtung, zumindest umfassend:
einen Fotoleiter (1), der auf sich ein elektrostatisches latentes Bild trägt;
einen Bürstenwalzenlader (2), der sich in Kontakt mit dem Fotoleiter (1) dreht und die Oberfläche des Fotoleiters durch Aufbringen einer Ladung vorbereitet;
einen Bildentwicklungsmechanismus (4), der die Oberfläche des Fotoleiters (1) berührt und Toner zuführt, um ein Tonerbild auf der Oberfläche des Fotoleiters (1) in Entsprechung zu dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln;
einen Bildübertragungsmechanismus (5), der das Tonerbild von dem Fotoleiter (1) auf ein Aufzeichnungsblatt (9a) überträgt;
einen Spannungsversorgungsmechanismus (13), der an den Bürstenwalzenlader (2) eine Spannung anlegt; und
eine Steuereinheit, die ausgelegt ist, um den Spannungsversor­ gungsmechanismus so zu steuern, dass die an den Bürstenwalzenlader (2) angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen ist, das erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader (2) zumindest eine Umdrehung ausführt, und zwar nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

3. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich der Bürstenwalzenlader (2) mit einer relativen Umfangs- bzw. Zeilengeschwindigkeit dreht, die zumindest 2,4mal so groß ist wie die des Fotoleiters (1).

4. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich der Bürstenwalzenlader (2) mit dem Fotoleiter (1) über einer Breite von mindestens etwa 0,1 mm in Eingriff befindet.

5. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Bürstenwalzenlader (2) einen Widerstand im Bereich von etwa 0,7 MΩ bis etwa 4 MΩ aufweist.

6. Bilderzeugungsvorrichtung, zumindest umfassend:
ein Fotoleitermittel (1), um darauf ein elektrostatisches latentes Bild zu tragen;
ein Bürstenwalzenlademittel, das sich in Kontakt mit dem Fotoleitermittel (1) dreht, um die Oberfläche des Fotoleitermittels durch Aufbringen einer Ladung vorzubereiten;
ein Bildentwicklungsmittel (4), das die Oberfläche des Fotoleitermittels (1) berührt, um Toner zuzuführen und um ein Tonerbild auf der Oberfläche des Fotoleitermittels (1) entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln;
ein Bildübertragungsmittel (5), um das Tonerbild von dem Fotoleitermittel (1) auf ein Aufzeichnungsblatt (9a) zu übertragen;
ein Reinigungsmittel (8), um die Oberfläche des Fotoleitermittels (1) zu reinigen;
ein Spannungsversorgungsmittel (13), um an das Bürstenwalzenlademittel (2) eine Versorgungsspannung anzulegen, und
ein Steuermittel, um das Spannungsversorgungsmittel (13) so zu steuern, dass die an das Bürstenwalzenlademittel (2) angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen ist, das erforderlich ist, damit das Bürstenwalzenlademittel (2) zumindest eine Umdrehung ausführt, und zwar nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

7. Bilderzeugungsvorrichtung, zumindest umfassend:
ein Fotoleitermittel (1), um darauf ein elektrostatisches latentes Bild zu tragen;
ein Bürstenwalzenlademittel, das sich in Kontakt mit dem Fotoleitermittel (1) dreht, um die Oberfläche des Fotoleitermittels durch Aufbringen einer Ladung vorzubereiten;
ein Bildentwicklungsmittel (4), das die Oberfläche des Fotoleitermittels (1) berührt, um Toner zuzuführen und um ein Tonerbild auf der Oberfläche des Fotoleitermittels (1) entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln;
ein Bildübertragungsmittel (5), um das Tonerbild von dem Fotoleitermittel (1) auf ein Aufzeichnungsblatt (9a) zu übertragen;
ein Spannungsversorgungsmittel (13), um an das Bürstenwalzenlademittel (2) eine Versorgungsspannung anzulegen, und
ein Steuermittel, um das Spannungsversorgungsmittel (13) so zu steuern, damit die an das Bürstenwalzenlademittel (2) angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen ist, das erforderlich ist, damit das Bürstenwalzenlademittel (2) zumindest eine Umdrehung ausführt, und zwar nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

8. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der sich das Bürstenwalzenlademittel (2) mit einer relativen Umfangs- bzw. Zeilengeschwindigkeit dreht, die zumindest 2,4mal so groß ist wie die des Fotoleitermittels (1).

9. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der sich das Bürstenwalzenlademittel (2) mit dem Fotoleitermittel (1) über einer Breite von zumindest etwa 0,1 mm in Eingriff befindet.

10. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der das Bürstenwalzenlademittel (2) einen Widerstand im Bereich von etwa 0,7 MΩ bis 4 MΩ aufweist.

11. Bilderzeugungsverfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
es wird ein Bürstenwalzenlader (2) bereitgestellt, der sich in Kontakt mit einem Fotoleiter (1) dreht;
an den Bürstenwalzenlader (2) wird eine Spannung angelegt, so dass der Bürstenwalzenlader (2) auf den Fotoleiter (1) eine Ladung aufbringt, um die Oberfläche des Fotoleiters (1) vorzubereiten;
auf der Oberfläche des Fotoleiters (1) wird ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet;
der Oberfläche des Fotoleiters (1) wird Toner zugeführt, um auf der Oberfläche des Fotoleiters (1) ein Tonerbild entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln;
das Tonerbild wird von dem Fotoleiter (1) auf ein Aufzeichnungsblatt (9a) übertragen;
die Oberfläche des Fotoleiters (1) wird gereinigt; und
der Schritt zum Anlegen der Versorgungsspannung wird so gesteuert, dass die an den Bürstenwalzenlader (2) angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen wird, das erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader (2) zumindest eine Umdrehung ausführt, und zwar nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

12. Bilderzeugungsverfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
es wird ein Bürstenwalzenlader (2) bereitgestellt, der sich in Kontakt mit einem Fotoleiter (1) dreht;
an den Bürstenwalzenlader (2) wird eine Spannung angelegt, so dass der Bürstenwalzenlader (2) auf den Fotoleiter (1) eine Ladung aufbringt, um die Oberfläche des Fotoleiters (1) vorzubereiten;
auf der Oberfläche des Fotoleiters (1) wird ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet;
der Oberfläche des Fotoleiters (1) wird Toner zugeführt, um auf der Oberfläche des Fotoleiters (1) ein Tonerbild entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild zu entwickeln;
das Tonerbild wird von dem Fotoleiter (1) auf ein Aufzeichnungsblatt (9a) übertragen;
der Schritt zum Anlegen der Versorgungsspannung wird so gesteuert, dass die an den Bürstenwalzenlader (2) angelegte Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls unterbrochen wird, das erforderlich ist, damit der Bürstenwalzenlader (2) zumindest eine Umdrehung ausführt, und zwar nachdem ein Bilderzeugungsvorgang beendet ist und bevor ein nachfolgender Bilderzeugungsvorgang gestartet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem sich der Bürstenwalzenlader (2) mit einer relativen Umfangs- bzw. Zeilengeschwindigkeit dreht, die zumindest 2,4mal so groß ist wie die des Fotoleiters (1).

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem sich der Bürstenwalzenlader (2) in Eingriff mit dem Fotoleiter (2) befindet, und zwar über einer Breite von zumindest etwa 0,1 mm.

15. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der Bürstenwalzenlader (2) einen Widerstand im Bereich zwischen etwa 0,7 MΩ und 4 MΩ aufweist.