DE3140681C2 - - Google Patents
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- G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
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Description
Die Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bisherige elektrostatische Kopiergeräte verwenden als
Aufladevorrichtungen beispielsweise Koronaentladungseinheiten.
Diese arbeiten aber mit hohen Spannungen,
welche eine Atmosphären- und Geräteverschmutzung durch
Ozonerzeugung bedingen. Außerdem sind solche Koronaentladungseinheiten
in der Herstellung aufwendig.
Andere bisherige Kopiergeräte verwenden als Aufladevorrichtungen
Rollen bzw. Walzen oder Bürsten, durch
die aber die lichtempfindlichen Elemente mechanisch
und elektrisch leicht beschädigt werden. Keine dieser
Aufladevorrichtungen ist daher auf lichtempfindliche
Elemente anwendbar, die sehr oft (mehrere 1000mal)
benutzt werden sollen.
Zur Ausräumung der angegebenen Probleme ist in jüngster
Zeit eine Aufladevorrichtung diskutiert worden, bei
der ein Kontaktelement, das aus einem nachgiebigen
Werkstoff besteht, einen vorbestimmten elektrischen
Widerstand besitzt und mit einem aufzuladenden Objekt
in Berührung steht, eine Elektrode, die mit dem
Kontaktelement elektrisch verbunden ist und einen unter
dem vorbestimmten Widerstand des Kontaktelements
liegenden elektrischen Widerstand besitzt, und eine
Einrichtung zum Anlegen von Spannung an die Elektrode
zur Aufladung des aufzuladenden Objekts vorgesehen
sind. Bei dieser sogenannten Kontakttyp-Aufladevorrichtung
werden eine Gleichspannung und eine dämpfende
Wechselspannung an die Elektrode angelegt, die an der
Rückseite des Kontaktelements angeordnet ist, das aus
einem Material, etwa in Form einer Bürste, mit einem
passenden elektrischen Widerstand besteht. Bei tausendmaliger
oder häufiger wiederholter Aufladung werden
von dieser Aufladevorrichtung gute Ergebnisse erwartet.
Der Widerstand des Kontaktelements variiert mit Änderungen
der Umgebungsbedingungen, speziell der relativen
Luftfeuchtigkeit. Da eine solche Widerstandsänderung
einen ungünstigen Einfluß auf die Aufladeleistung
hat, ist es notwendig, den Widerstandswert
des Kontaktelements auf einer gewünschten, festen
Größe zu halten. Bei der oben beschriebenen Aufladevorrichtung
wird nun die durch den Einfluß der Luftfeuchtigkeit
bedingte Änderung der Aufladeleistung
dadurch verhindert, daß das Kontaktelement, um es
trocken zu halten, ständig durch ein Heizelement erwärmt
wird oder daß ein Mechanismus vorgesehen wird,
welcher den Kontaktdruck des Kontaktelements gegen
eine lichtempfindliche Schicht, aus aufzuladendes
Objekt, in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit einzustellen
vermag. Hierbei erhält jedoch die Aufladevorrichtung
einen sehr komplizierten Aufbau, während
zusätzlich ständig Strom für die Erwärmung und die
Luftfeuchtigkeitsmessung zugeführt werden muß, was
wiederum eine Erhöhung der laufenden Betriebskosten
bedeutet.
Wenn sich der Widerstand des Kontaktelements in Abhängigkeit
von der Luftfeuchtigkeit verringert, vergrößert
sich zudem die in das lichtempfindliche
Material fließende Strommenge, so daß möglicherweise
ein Kurzschluß in diesem Material auftritt.
Im einzelnen ist eine Aufladevorrichtung der eingangs
genannten Art z. B. aus der US-PS 31 46 385 bekannt.
Bei dieser Aufladevorrichtung werden elektrisch leitende
Elektrodendrähte in Kontakt mit der Oberfläche
einer lichtempfindlichen Schicht gebracht, um diese
aufzuladen. Der dort verwendete Metalldraht hat jedoch
ernsthafte Nachteile, die die Anwendbarkeit der bekannten
Vorrichtung sehr einschränken. So besteht zunächst
einmal die Gefahr, daß die lichtempfindliche
Schicht durch die metallischen Drähte mechanisch verkratzt
wird. Weiterhin besitzen die metallischen
Drähte eine gute elektrische Leitfähigkeit, so daß
beim Aufladevorgang ein relativ großer Strom in die
fotosensitive Schicht fließt. Dabei besteht die Gefahr
eines elektrischen Durchschlags.
Diese bekannte Aufladevorrichtung wird daher nur zur
Aufladung von beschichtetem Papier angewandt. In diesem
Fall wird jedes Blatt des Papiers nur einmal aufgeladen
und dann abgezogen. Damit wirkt sich das
mechanische Verkratzen der Oberfläche durch die
Metalldrähte praktisch nicht nachteilig aus. Auch der
elektrische Durchschlag ist dort kein Problem, da beschichtetes
Papier einen hohen Widerstand besitzt.
In den meisten Kopiergeräten wird aber unbeschichtetes
Papier verwendet. In diesem Fall liegt eine lichtempfindliche
Schicht mit niedrigem Widerstand vor,
die für eine große Zahl von Aufladevorgängen verwendbar
sein muß.
Weiterhin beschreibt die US-Patentschrift 36 97 836
eine Aufladetechnik für Kopierpapier mit einer Walze
aus isolierendem Keramikmaterial, das mit Eisenoxid
durchsetzt ist, um einen gewünschten Widerstandswert
zu erhalten. Mit dieser Vorrichtung wird aber lediglich
beschichtetes Papier aufgeladen, nicht eine
lichtempfindliche Schicht auf einer Trommel. Das beschichtete
Kopierpapier kann zwar durch die Keramikwalze
gleichmäßig aufgeladen werden, wobei bei diesem
Papier auch die Gefahr einer mechanischen Beeinträchtigung
eine geringe Rolle spielt. Für die Oberflächenschicht
einer lichtempfindlichen Trommel ist
dagegen eine derartige Keramikwalze nicht verwendbar.
Aus der DE-OS 24 14 000 ist eine Vorrichtung zur Übertragung
eines vorgegebenen Musters elektrisch aufgeladener
Teilchen bekannt, bei der eine Übertragungswalze
verwendet wird, die innen eine Gummibeschichtung
und auf der Außenfläche ein elektrisch leitendes Florgewebe
besitzt.
Schließlich ist aus der DE-OS 21 56 299 eine Übertragungsordnung
bekannt, die ähnlich arbeitet wie
die gemäß der gerade genannten DE-OS 24 14 000. Dabei
wird ein elektrostatisches Bild von einem Bildträger
auf einen Kopienträger, also ein Papierblatt, mit
Hilfe einer drehbaren Rolle übertragen, die als
Bürstenrolle aus federnden und elektrisch leitenden
Borsten aufgebaut ist. Diese Borsten müssen in erster
Linie elektrisch leitend sein, wobei sie gemäß einem
Ausführungsbeispiel durchaus aus rostfreiem Stahl bestehen
können. Damit besteht aber die bereits erwähnte
Gefahr einer mechanischen Beschädigung der kontaktierten
Oberfläche, was bei dem dortigen Anwendungsfall
keine Rolle spielt, da das Kopierpapier zwischen der
lichtempfindlichen Schicht und der Bürste liegt, so
daß ein direkter Kontakt zwischen Bürste und lichtempfindlicher
Schicht während der Übertragung nicht
besteht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der die Florfasern unabhängig von
der Luftfeuchtigkeit einen im wesentlichen konstanten Widerstand
haben, um so eine gleichbleibende Aufladeleistung zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird bei einer Aufladevorrichtung nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß
durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen
Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Das Kontaktelement ist also mit Florfasern aus elektrisch isolierendem Fasermaterial
besetzt, in dem leitfähige Kohlenstoff-Teilchen
dispergiert sind. Die Florfasern haben einen
spezifischen elektrischen Widerstand von 10⁵ bis 10⁸ Ω · cm.
Dadurch wird ein unabhängig von der Luftfeuchtigkeit
im wesentlichen konstanter elektrischer Widerstand der
Florfasern gewährleistet, was zu einer gleichbleibenden
Aufladeleistung führt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Innenaufbaus
eines elektrostatischen Kopiergeräts unter Verwendung
einer Aufladevorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht
einer Aufladevorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch die Vorrichtung nach
Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine in stark vergrößertem Maßstab gehaltene Stirnansicht
eines bei der Aufladevorrichtung gemäß Fig. 2
verwendeten Kontaktelements,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
Luftfeuchtigkeit und Widerstand des Kontaktelements
gemäß Fig. 5,
Fig. 7 ein Schaltbild zur schematischen Veranschaulichung
des elektrischen Anschlusses der Aufladevorrichtung,
Fig. 8 ein dem Schaltbild von Fig. 7 entsprechendes Ersatzschaltbild,
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
Luftfeuchtigkeit und Widerstand des Kontaktelements
für eine andere Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 10 eine Fig. 9 ähnelnde graphische Darstellung für
eine dritte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 11 eine Teilschnittansicht einer Aufladevorrichtung
gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
den Größen von Strom und Spannung und der
Lage einer bei der ersten Ausführungsform verwendeten
lichtempfindlichen Schicht,
Fig. 13 eine Schnittansicht eines Kontaktelements
zur Verwendung bei einer Aufladevorrichtung
gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 14 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
den Größen von Strom und Spannung und der Lage der
lichtempfindlichen Schicht beim Kontaktelement
gemäß Fig. 13,
Fig. 15 eine Schnittansicht einer Elektrode bei einer Aufladevorrichtung
gemäß einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 16 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
den an das Kontaktelement angelegten
Wechsel- und Gleichspannung einerseits und der
Elektrodenübergangsposition
bei der Elektrode nach Fig. 15 andererseits,
Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
den Größen von Strom und Spannung und der Lage
der lichtempfindlichen Schicht im Fall der
Elektrode nach Fig. 15,
Fig. 18 eine Schnittansicht einer Elektrode für eine
siebte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 19 eine Schnittansicht einer Abwandlung der Ausführungsform
nach Fig. 18,
Fig. 20 und 21 eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht
eines Auflader-Trägers bei einer Aufladevorrichtung
gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 22 und 23 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht bzw.
eine Aufsicht auf eine Aufladevorrichtung unter
Verwendung des Auflader-Trägers gemäß Fig. 20
und 21,
Fig. 24 eine perspektivische Darstellung einer neunten
Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 25 eine Seitenansicht einer zehnten Ausführungsform
der Erfindung.
Nachstehend ist anhand der Fig. 1 bis 8 eine Aufladevorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im
einzelnen beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht den grundsätzlichen Aufbau eines mit
der Aufladevorrichtung ausgerüsteten elektrostatischen
Kopiergerätes. Ein auf der Oberseite eines Gehäuses 1 montierter
Vorlagenträger 2 ist durch einen im Gehäuse 1 angeordneten
Antriebsmotor 3 geradlinig hin- und hergehend in
Bewegung setzbar. Etwa im Mittelbereich des Gehäuses 1 ist
eine lichtempfindliche Trommel 4 a drehbar gelagert, die sich
im Gleichlauf mit der geradlinigen Bewegung des Vorlagenträgers
2 dreht. Die lichtempfindliche Trommel 4 a umfaßt
einen zylindrischen Träger und eine photo- bzw. lichtempfindliche
Schicht als aufzuladendes Objekt, die durch Dispersion
eines Harzes in Zinkoxid ausgebildet und auf die Mantelfläche
des zylindrischen Trägers aufgebracht ist. Zwischen
der lichtempfindlichen Schicht 4 und dem Vorlagenträger
2 ist ein Beleuchtungs- oder Belichtungssystem 7 angeordnet,
das eine Lampe 5, ein konvergentes Lichtübertragungselement
6 usw. umfaßt. Die Lampe 5 schickt einen Lichtstrahl
auf eine auf dem Vorlagenträger 2 befindliche Vorlage,
wobei das Lichtübertragungselement 6 das von der Vorlage
reflektierte Licht auf die lichtempfindliche Schicht 4
wirft, um auf dieser ein latentes Ladungsbild der Vorlage
zu erzeugen. Eine Entwicklungseinheit 8, eine Übertragungseinheit
9, eine Putzeinheit 10 und eine noch näher zu beschreibende
Aufladevorrichtung 11 sind in der angegebenen
Reihenfolge, von der Bilderzeugungsposition aus in Richtung
der im Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung der Trommel 4 a
gesehen, um die lichtempfindliche Trommel 4 a herum angeordnet.
Die Entwicklungseinheit 8 bildet mittels eines Toners
ein Tonerbild aus dem latenten Ladungsbild der Vorlage, das
durch das Belichtungssystem 7 auf der lichtempfindlichen
Schicht 4 erzeugt worden ist. Die Übertragungseinheit 9
überträgt das auf der Schicht 4 gebildete Tonerbild der
Vorlage auf ein Kopierpapierblatt P. Die Putzvorrichtung 10
dient zur Entfernung des auf der Oberfläche der lichtempfindlichen
Schicht 4 zurückbleibenden Toners.
Im unteren Bereich des Gehäuses 1 ist an dessen einem Ende
eine Papiervorrats- bzw. -zufuhrvorrichtung 14 vorgesehen,
die eine herausnehmbare Kassette 12 zur Aufnahme eines Stapels
des Kopierpapiers P und eine Papier-Transportrolle 13
umfaßt, welche die Papierblätter P einzeln zwischen die
lichtempfindliche Trommel 4 a und die Übertragungseinheit 9
einführt. Die Übertragungseinheit 9 umfaßt eine Antriebsrolle
15, mehrere angetriebene Rollen 16 sowie ein zwischen
diesen Rollen gespanntes, elektrisch isoliertes, endloses
Übertragungsband 17 aus z. B. einer handelsüblichen Polyäthylenterephthalat-Folie. Das Übertragungsband 17 steht
mit einem Teil der Mantelfläche der Trommel 4 a und außerdem
mit einer für die Übertragung vorgesehenen Aufladevorrichtung
18, welche im wesentlichen denselben Aufbau besitzt
wie die Aufladevorrichtung 11, und einer Abstreif-
oder Putzklinge 19 in Berührung. An der Seite des Austragendes
des Übertragungsbands 17 sind weiterhin eine Fixiereinheit
20 und eine Austragungsrolle 21 angeordnet. Durch die
Fixiereinheit 20 wird ein Tonerbild auf dem Kopierpapierblatt
P fixiert, auf welches das Tonerbild durch die Übertragungseinheit
9 übertragen worden ist, worauf das Kopierpapier
P durch die Austragrolle 21 in eine am anderen Endabschnitt
des Gehäuses 1 vorgesehene Mulde 22 ausgetragen wird.
Bei 23 ist eine Steuervorrichtung angedeutet.
Der Motor 3 ist mit einem Absauggebläse versehen, welches
die im Belichtungssystem 7 erzeugte Wärme aus dem Gehäuse 1
abführt. Die lichtempfindliche Trommel 4 a ist in der Weise
hergestellt, daß eine dünne Aluminiumtrommel bzw. ein
Aluminiumzylinder als Träger mit einer Wanddicke von 0,8 mm
und einem Durchmesser von etwa 80 mm mit der lichtempfindlichen
Schicht 4 beschichtet worden ist, die durch Dispersion
eines (Kunst-)harzes in Zinkoxyd, das durch ein Pigment,
wie Rose Bengal, sensibilisiert worden ist, hergestellt wurde.
Die Putzklinge 19 dient hierbei zum Abstreifen des Toners
vom Übertragungsband 17, um letzteres zu reinigen.
Im folgenden ist die Aufladevorrichtung 11 im einzelnen erläutert.
Die Fig. 2 bis 8 veranschaulichen eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Aufladevorrichtung 11,
die mit einem Auflader-Körper 51 versehen ist, welcher der
lichtempfindlichen Schicht 4 zugewandt ist und einen Führungsrahmen
31 aufweist, der seinerseits an beiden Seiten
einander gegenüberstehende, L-förmig abgebogene Abschnitte
30 aufweist und am Rahmen des Gehäuses 1 befestigt ist. In
den Führungsrahmen 31 ist ein Auflader-Träger 32 herausnehmbar
eingesetzt, der als viereckiges Kissen bzw. Polster
ausgebildet ist, sich senkrecht zur Zeichnungsebene von
Fig. 2 erstreckt und aus einem Kunstharz, wie Acrylharz
oder ABS- bzw. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz besteht.
Zwei verschiebbar an den abgebogenen Abschnitten 30 des
Führungsrahmens 31 anliegende Flansche 33, die an der
Oberseite des Trägers 32 angeformt sind, stehen von diesem
seitlich ab. Eine Andruckfeder 34 in Form einer Blattfeder
ist zwischen die Oberseite des Trägers 32 und die Unterseite
des Führungsrahmens 31 eingesetzt. Die Feder 34 drückt
die Flansche 33 elastisch gegen die abgebogenen Abschnitte
30, so daß der Auflader-Träger 32 gegen den Führungsrahmen
31 angedrückt und an ihm festgehalten wird. Gemäß Fig. 4
liegt die eine Stirnseite des Trägers 32 an einem Anschlag
36 an, der von einem an der Rückseite des Gehäuses 1 angebrachten
hinteren Rahmenteil 35 nach unten ragt. Gemäß
Fig. 3 ist der andere Endabschnitt bzw. die andere Stirnseite
des Trägers 32 einer Einstellöffnung 38 zugewandt,
die in einem vorderen Rahmenteil an der Vorderseite des Gehäuses
1 vorgesehen ist. Von der der Einstellöffnung 38 zugewandten
Stirnfläche des Trägers steht ein Ziehstück 39
waagerecht ab.
An der der Mantelfläche der lichtempfindlichen Schicht 4
zugewandten Unterseite des Auflader-Trägers 32 sind ein
Kissen 40, eine Elektrode 43, ein elektrischer Leiter 44
und ein Florgewebe 45 als Kontaktelement angeordnet, wobei
diese Elemente in der angegebenen Reihenfolge von der Unterseite
des Trägers 32 zur Mantelfläche der Schicht 4
schichtweise zusammengefügt sind. Diese Schichten sind so
miteinander verbunden, daß sie die Unterseite und die beiden
Seitenflächen des Trägers 32 bedecken. Das Kissen 40
besteht aus einer Kunstschaumlage mit einer Dicke von etwa
3 mm, so daß es als Isolierelement wirkt. Die Elektrode 43
besteht aus einem leitfähigen Gummi bzw. Kautschuk, der
auf die im folgenden beschriebene Weise zu einer Lage von
etwa 50 µm Dicke geformt worden ist. Zunächst wird eine
Primärlösung hergestellt, indem in einem Mischungsverhältnis
von 82,5 : 17,5 ein Lösungsmittel mit einer festen Masse
vermischt wird, die erhalten wurde durch Vermischen von
30 Gew.-% eines handelsüblichen Kohlenstoffs, 50 Gew.-%
SBR (TUFPRENE, ASAHI KASEI KOGYO K.K.) und 20 Gew.-% eines
handelsüblichen Xylolharzes. Die Primärlösung wird sodann
in einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 mit einer Sekundärlösung
vermischt, die durch Vermischen von 50% SBR und 50%
eines Lösungsmittels, wie Toluol erhalten wurde. Die
Elektrode 43 besitzt einen niedrigeren spezifischen Widerstand
(10² bis 10⁴ Ω · cm) als das Florgewebe 45. Der Leiter
44, der aus einer Aluminiumfolie mit einer Dicke von etwa
50 µm besteht, ist in Querrichtung in zwei Teile unterteilt,
nämlich eine Gleichspannungs- und eine Wechselspannungs-Leiterplatte
44 a bzw. 44 b. Diese beiden Leiterplatten 44 a
und 44 b sind durch einen am Mittelbereich der Elektrode 43
angeformten, erweiterten oder verdickten Aufladeteil 43 a
voneinander getrennt. Gemäß Fig. 4 sind die Endabschnitte
dieser beiden Leiterplatten 44 a und 44 b an der Seite des
hinteren Rahmenteils 35 über die endseitige Stirnfläche
des Auflader-Trägers 32 herumgebogen. Diese abgebogenen
Teile dienen als Kontaktklemmen bzw. -anschlüsse 46 a und
46 b der Leiterplatten 44 a bzw. 44 b. Der diesen Anschlüssen
46 a und 46 b zugewandte hintere Rahmenteil 35 ist mit einer
Gleichspannungsversorgungs-Zunge 47 a und einer Wechselspannungsversorgungs-Zunge 47 b versehen, die an den Anschlüssen
46 a bzw. 46 b anliegen. Für das Florgewebe 45 kann Velvetin
verwendet werden.
Gemäß Fig. 5 besteht das Velvetingewebe aus einer Baumwollgrundschicht
48 und zahlreichen in diese eingearbeiteten,
einen gleichmäßigen elektrischen Widerstand besitzenden
Florfasern 49. Letztere bestehen aus Kunstfasern, in welche
Kohlenstoff als leitfähige Teilchen eindispergiert ist.
Für diese Kunstfasern können handelsübliche, kohlenstoffgefüllte
Acrylfasern, entsprechende Nylonfasern sowie entsprechende
Zellstoff- bzw. Rayonfasern verwendet werden.
Diese Kunstfasern bilden das in Tabelle I näher bezeichnete
Velvetingewebe 45.
Fig. 6 veranschaulicht die Beziehungen zwischen der Luftfeuchtigkeit
und dem (elektrischen) Widerstand des mit
solchen Florfasern 49 besetzten Gewebes 45. In Fig. 6 stehen
die ausgezogenen Linien (a), (b) und (c) für die Änderungen
dieser Beziehungen beim Gewebe 45 mit Florfasern 49 aus
Acrylfasern, Nylonfasern bzw. Rayonfasern, jeweils mit eindispergiertem
Kohlenstoff. Die gestrichelten Linien (d)
und (e) zeigen andererseits die entsprechenden Änderungen
im Falle von Geweben mit Florfasern aus herkömmlichen Rayon-
bzw. Acrylfasern. Wie sich aus Fig. 6 ergibt, besitzt das
Gewebe 45 mit den Florfasern 49 aus Kunstfasern mit eindispergiertem
Kohlenstoff unabhängig von Änderungen der Luftfeuchtigkeit
einen gleichmäßigen Widerstand (10⁵ bis 10⁸ Ω · cm).
Dies kann dem Umstand zugeschrieben werden, daß der Innen-
bzw. Eigenwiderstand der Florfasern 49 durch den in die
Kunstfasern eindispergierten Kohlenstoff unter ihren Oberflächenwiderstand
herabgesetzt werden kann, so daß der
elektrische Widerstand der Florfasern 49 insgesamt unabhängig
von Änderungen der Luftfeuchtigkeit konstant bleiben
kann, weil der Innen- bzw. Eigenwiderstand der Florfasern
49, welcher den allgemeinen elektrischen Widerstand
der Florfasern 49 bestimmt, auch bei einer Änderung des
Oberflächenwiderstands infolge von Änderungen der Luftfeuchtigkeit
durch letztere nicht beeinflußt wird.
Gemäß Fig. 5 sind die Spitzen der Florfasern 49 abgerundet,
so daß die Kontaktfläche zwischen diesen Spitzen und der
Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 4 ausreichend
groß ist. Bei dem auf die beschriebene Weise hergestellten
Gewebe 45 ist die Oberseite der Grundschicht 48 mittels
eines leitfähigen Klebmittels 50 mit dem Leiter 44 verklebt.
Eine Reinigungsbürste 53 (handelsübliche sogen. Etiquette-Bürste)
ist in der Nähe der Einstell- bzw. Einsetzöffnung
38 des Auflade-Körpers 51 mittels einer Tragplatte 52 angebracht,
die an der Innenfläche des vorderen Rahmenteils
37 befestigt ist. Unter der Reinigungsbürste 53 ist ein
Toneraufnahmebehälter 54 angeordnet, so daß der an den
Florfasern 49 anhaftende Toner durch die Reinigungsbürste
53 abgestreift werden kann, wenn der Auflade-Körper 51
nach vorn herausgezogen wird.
Gemäß Fig. 7 ist die Gleichspannungsversorgungs-Zunge 47 a
mit der Minusklemme einer Gleichspannungsversorgung 55
verbunden, deren Plusklemme bzw. -pol an Masse liegt. Weiterhin
ist diese Zunge 47 a an die eine Seite eines ersten
Kondensators 56 zur Ableitung von Wechselstromanteilen angeschlossen.
Die andere Seite dieses Kondensators 56 liegt
an Masse. Die Wechselspannungsversorgungs-Zunge 47 ist
andererseits über einen zweiten Kondensator 57 zur Unterbrechung
eines Gleichstromflusses an die eine Seite einer
Wechselspannungsquelle 58 angeschlossen, deren andere Seite
an Masse liegt. Die die lichtempfindliche Schicht 4 tragende
Aluminiumtrommel liegt ebenfalls an Masse. Bei dieser
Ausführungsform sind die Gleichspannungs- und Wechselspannungsquellen
55 bzw. 58 mit einer Nennleistung von 2 kV
ausgelegt, während erster und zweiter Kondensator 56 bzw.
57 jeweils einen Nennwert von 0,03 µF besitzen.
Fig. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild der vorstehend beschriebenen
Anordnung. Darin stehen die Symbole R 1 und R 2
für Widerstände, welche die Äquivalente der Elektrode 43
bzw. des Florgewebes 45 angeben. Die Symbole E 1 und E 2
stehen für die Gleichspannungs- und Wechselspannungsquelle
55 bzw. 58, die elektrische Gleichspannungs- bzw. Wechselspannungsfelder
liefern. Die Kondensatoren 56 und 57 sind
durch die Symbole C 1 bzw. C 2 angegeben. Eine Parallelschaltung
aus einem Widerstand R 0 und einem Kondensator C 0
steht als Ersatzschaltkreis für die lichtempfindliche
Schicht 4.
Wenn durch die Stromversorgungen oder -quellen E 1 und E 2
das elektrische Gleichspannungs- bzw. Wechselspannungsfeld
an die beiden Enden der Elektrode 43 angelegt wird, fließen
Ströme auf die in Fig. 8 durch die Pfeile angedeutete Weise.
Die Wechsel- und Gleichstromflüsse sind dabei durch ausgezogene
bzw. gestrichelte Linien angegeben. Da die Elektrode
43 dem Widerstand R 1 äquivalent ist, ist das durch das
elektrische Wechselspannungsfeld hervorgerufene Potentialgefälle
derart, daß das Potential, das an einer mit der
Wechselspannungsversorgungs-Zunge 47 b in Kontakt stehenden
Punkt A hoch ist, allmählich in Richtung auf einen Punkt B
abfällt, der mit der Gleichspannungsversorgungs-Zunge 47 a
in Kontakt steht. Andererseits ist das durch das elektrische
Gleichspannungsfeld hervorgerufene Potentialgefälle
derart, daß das Potential am Punkt B hoch ist und in Richtung
auf den Punkt A allmählich abnimmt. Durch diese Anlegung
der elektrischen Felder wird zumindest das Potential
am einen Endabschnitt der Elektrode 43, bezogen auf den
Massepunkt, niedriger als das Potential an jedem anderen
Abschnitt der Elektrode 43, bezogen auf bzw. verglichen
mit dem Massepunkt. Die lichtempfindliche Schicht 4 wird
daher in keinem Fall rasch einem hohen elektrischen Feld ausgesetzt,
durch das sie beschädigt werden könnte.
Wenn das elektrische Feld auf diese Weise an die Elektrode
43 angelegt wird, wird der Äquivalentkondensator C 0 der
lichtempfindlichen Schicht 4 aufgeladen, so daß letztere
eine elektrische Aufladung erhält.
Zum Kopieren einer auf dem Vorlagenträger 2 befindlichen
Vorlage wird zunächst eine nicht dargestellte Kopier-Drucktaste
betätigt. Hierauf arbeiten die verschiedenen Einheiten
in an sich bekannter Weise, wobei ein das Vorlagenbild
tragendes Kopierpapierblatt P in die Mulde 22 ausgetragen
wird. In der Aufladevorrichtung 11 werden gleichzeitig bei
der Drehung der lichtempfindlichen Schicht 4 Spannungen von
den Stromquellen 55 und 58 an die Elektrode 43 angelegt.
Da die Elektrode 43 mit den Gleichspannungs- und Wechselspannungs-Leiterplatten
44 a bzw. 44 b in Kontakt steht, bestimmt
sich die an die Elektrode 43 angelegte Gesamtspannung
als Ergebnis der Überlagerung der Wechselspannung zur
Gleichspannung. Da in diesem Fall eine Wechselspannung von
2000 V einer Gleichspannung von 2000 V überlagert ist, ist
die lichtempfindliche Schicht 4 gegen eine Raumladung geschützt,
so daß sie in kurzer Zeit vollaufgeladen werden
kann.
Versuche haben gezeigt, daß beim Aufladen der lichtempfindlichen
Schicht 4 aus ZnO die Ladungsstabilität mangelhaft
ist und die Dunkeldämpfung bzw. -abschwächung
zunimmt, falls nur eine Gleichspannung angelegt
wird.
Der Grund hierfür ist folgender: während die lichtempfindliche
Schicht eine Äquivalentkapazität C 0 besitzt, besitzen
die ZnO-Teilchen, mikroskopisch gesehen, ebenfalls eine
Äquivalentkapazität Cp. Nach Aufladung der lichtempfindlichen
Schicht 4 wird zunächst jede Kapazität Cp aufgeladen,
was als einer Aufladung der Kapazität Co insgesamt äquivalent
angesehen werden kann. Daraufhin ist das Wechselspannungsfeld
ziemlich wirksam, wenn die Kapazität Cp
aufgeladen ist.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der
Erfindung bestehen die Florfasern 49 des Kontaktelements
aus Kunstfasern mit darin dispergiertem Kohlenstoff, so
daß sie unabhängig von der Luftfeuchtigkeit einen festen
Widerstand besitzen. Die Aufladevorrichtung 11 vermag somit
die lichtempfindliche Schicht 4 unabhängig von Luftfeuchtigkeitsänderungen
gleichmäßig aufzuladen.
Obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform Florfasern
49 aus Kunstfasern mit darin dispergiertem Kohlenstoff als
leitfähige Teilchen verwendet werden, können wahlweise die
Kunstfasern als Kernmaterial mit einer hochmolekularen
Substanz beschichtet werden, in welcher leitfähige Teilchen
dispergiert sind. Als zweite Ausführungsform wird somit
ein Kontaktelement geschaffen, das auf die im folgenden
zu beschreibende Weise hergestellt wird. In der folgenden
Beschreibung weiterer Ausführungsformen sind der vorher beschriebenen
Ausführungsform gleiche oder entsprechende
Teile mit denselben oder ähnlichen Bezugsziffern wie vorher
bezeichnet.
Rayonvelvetin mit Florfasern eines Titers von 5 Denier,
einer Länge von 3 mm und einer Faserdichte von etwa
16 000/cm² wird 1 Minute lang in ein Lösungsmittel aus 8 g
eines handelsüblichen thermoplastischen Polyesters, 2 g
eines herkömmlichen Kohlenstoffs, 95 g Methyläthylketon
(MEK) und 95 g Toluol eingetaucht, sodann bei Normaltemperatur
an der Luft getrocknet und schließlich mit einer
10 Denier-Polyäthylenflorbürste gerauht. Die Florfasern
des auf diese Weise hergestellten Kontaktelements bestehen
jeweils aus einem Rayonkern, der mit thermoplastischem
Polyester mit darin dispergiertem Kohlenstoff beschichtet
ist. Wie durch die ausgezogene Linie (f) in Fig. 9 dargestellt,
besitzt dieses Kontaktelement unabhängig von
Luftfeuchtigkeitsänderungen einen im wesentlichen gleichbleibenden
Widerstand. Bei Verwendung des Kontaktelements
mit diesen Florfasern vermag somit die Aufladevorrichtung
unabhängig von Luftfeuchtigkeitsänderungen jeweils eine
gleichbleibende Aufladung zu gewährleisten.
In weiterer Ausführungsform kann das Kontaktelement aus
Kunstfasern geformt werden, die unter niedrigem Luftdruck
verkohlt bzw. gekohlt worden sind. Dieses Kontaktelement
wird in der Weise hergestellt, daß ein Rayonvelvetin eines
Titers von 5 Denier, einer Länge von 3 mm und einer Faserdichte
von etwa 16 000/cm² unter einem Druck von 1,33 Pa (1,0 × 10-2
Torr) auf 500°C erwärmt und 35 Minuten lang gekohlt wird.
Wie durch die ausgezogene Linie (g) in Fig. 10 dargestellt,
besitzt das so ausgebildete Kontaktelement unabhängig von
Luftfeuchtigkeitsänderungen einen im wesentlichen festen
bzw. gleichbleibenden Widerstand. Bei Verwendung eines
solchen Kontaktelements kann daher die Aufladevorrichtung
unabhängig von Änderungen der Luftfeuchtigkeit stets eine
stabile oder gleichbleibende Aufladung gewährleisten.
Bei der vorher beschriebenen ersten Ausführungsform der
Erfindung sind das Florgewebe 45 als Kontaktelement und
die Elektrode 43 getrennt ausgebildet und mit Hilfe eines
leitfähigen Klebmittels 50 miteinander verbunden. In weiterer
Ausführungsform kann jedoch gemäß Fig. 11 das Grundgewebe
48 des Florgewebes 45 aus Fasern bestehen, deren
elektrischer Widerstand niedriger ist als derjenige der
Florfasern 49, und das mit Hilfe eines leitenden Klebmittels
50 unmittelbar mit dem Leiter 44 verklebt ist. Das
Florgewebe 45 kann beispielsweise Florfasern 49 aus handelsüblichen
Nylonfasern mit eindispergiertem Kohlenstoff
sowie eine Grundschicht 48 aus handelsüblichen Rayonfasern
mit eindispergiertem Kohlenstoff umfassen. Da die Florfasern
49 und die Grundschicht 48 hierbei einen Widerstand
von 10⁶ bis 10⁷ Ω · cm bzw. 10⁵ bis 10⁶ Ω · cm besitzen, kann
die Grundschicht 48 als Elektrode dienen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 braucht keine getrennte
Elektrode vorgesehen zu sein, so daß sich die Herstellung
unter Gewährleistung einer Kostensenkung einfacher
gestaltet. Aufgrund des Fortfalls einer Metallelektrode
kann die Aufladevorrichtung insgesamt flexibel bzw. biegsam
sein und sich daher weich an die lichtempfindliche
Schicht 4 anlegen. Hierdurch wird die Möglichkeit für eine
mechanische Beschädigung der Schicht 4 weitgehend herabgesetzt
und damit die Betriebslebensdauer dieser Schicht 4
entsprechend verlängert.
Im folgenden ist anhand der Fig. 12 bis 14 eine fünfte
Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Fig. 12 veranschaulicht, wie ein bestimmter Infinitesimalabschnitt
der lichtempfindlichen Schicht 4 bei der ersten
Ausführungsform auf das Oberflächenpotential aufgeladen
wird. Wenn die Schicht 4 als Kondensator angesehen wird,
entspricht der in die lichtempfindliche Schicht 4 fließende
Strom I(t)
I(t) = (V(t))/R
während das Oberflächenpotential V(t) auf der lichtempfindlichen
Schicht
entspricht. In obigen Gleichungen stehen V für die Spannung
der Wechselspannungsversorgung, R für den Widerstand
des Kontaktelements und C für die Kapazität der lichtempfindlichen
Schicht. Bei Berücksichtigung einer anderen
Bedingung, nämlich daß das Oberflächenpotential bei anfänglicher
Berührung des Kontaktelements mit der lichtempfindlichen
Schicht 4 gleich 0 V ist, ergibt sich folgendes:
(ausgezogene Linie in Fig. 12)
(gestrichelte Linie).
Aus diesen beiden Gleichungen und aus Fig. 12 geht hervor,
daß der in die lichtempfindliche Schicht 4 fließende Strom
seinen größten Wert erreicht, wenn das Kontaktelement erstmals
mit der Schicht 4 in Berührung gelangt. In diesem Fall
ist daher die Möglichkeit für eine elektrische Beschädigung
der lichtempfindlichen Schicht unter Verkürzung ihrer Betriebslebensdauer
am größten.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, bei welcher der
elektrische Widerstand der Florfasern 49 gleichmäßig ist,
wird bei der fünften Ausführungsform gemäß Fig. 13 der Widerstand
der Florfasern 49 zur Ausschaltung des vorstehend
genannten Nachteils an einem Punkt C geändert. In Fig. 13
bezeichnen die Symbole A und B die Positionen der Florfasern
49, welche mit der lichtempfindlichen Schicht 4 zuerst
bzw. zuletzt in Berührung gelangen. Dabei besitzt ein erster
Florfaserteil 49 A in dem mit A bezeichneten Bereich einen
höheren Widerstand als ein zweiter Florfaserteil 49 B in
dem mit B bezeichneten Bereich. Ein infinitesimaler bzw.
unendlich kleiner Teil der lichtempfindlichen Schicht 4
wird daher gemäß Fig. 14 in Übereinstimmung mit der Widerstandsänderung
der Florfasern 49 aufgeladen. Im ersten
Florfaserteil 49 A ist ein in Fig. 14 durch die ausgezogene
Linie dargestellter Strom aufgrund des hohen Widerstands
begrenzt. Im zweiten Florfaserteil 49 B ist andererseits der
Spitzenstrom am Punkt C vergleichsweise niedrig, weil die
lichtempfindliche Schicht 4 ein durch die gestrichelte Linie
in Fig. 14 angegebenes Potential besitzt, obgleich der Widerstand
auf dieselbe Größe wie bei der zuerst beschriebenen
Ausführungsform eingestellt ist. Auf diese Weise wird die
lichtempfindliche Schicht 4 vor elektrischer Beschädigung
geschützt, so daß sie eine verlängerte Betriebslebensdauer
besitzt. Bei dieser fünften Ausführungsform besteht die
lichtempfindliche Schicht 4 aus Zinkoxid; die Umfangsgeschwindigkeit
der lichtempfindlichen Trommel 4 a beträgt
80 mm/s, die Florfasern 49 bestehen aus mit Kohlenstoff
gefüllten Rayonfasern, und der Unterschied
zwischen den Widerstandsgrößen von erstem und zweitem
Florfaserteil 49 A bzw. 49 B wird durch die Menge des dispergierten
Kohlenstoffs bestimmt. Länge, Dicke und Verteilungsdichte
der Florfasern 49 betragen weiterhin 3 mm, 5 Denier
bzw. etwa 16 000 Fasern/cm², und erster und zweiter Florfaserteil
49 A und 49 B sind 10 mm bzw. 15 mm breit.
Bei der tatsächlichen Verwendung der fünften Ausführungsform
nach Fig. 13 wird ein ähnlicher Aufladezustand wie
bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform erzielt, so
daß die lichtempfindliche Schicht 4 eine verlängerte Betriebslebensdauer
besitzt. Wie erwähnt, ändert sich bei
dieser fünften Ausführungsform der Widerstand der Florfasern
49 in zwei Stufen mit einem Punkt C als Übergangspunkt.
Wahlweise kann jedoch die Menge des dispergierten Kohlenstoffs
so eingestellt sein, daß der Widerstand linear vom
Punkt A zum Punkt B abnimmt oder sich in mehreren verschiedenen
Stufen ändert. Durch eine derartige Anordnung
wird die lichtempfindliche Schicht 4 wiederum vor elektrischer
Beschädigung geschützt.
Während bei der fünften Ausführungsform der Erfindung der
Widerstand der Florfasern 49 zum Schutze der lichtempfindlichen
Schicht 4 unterschiedlich ausgelegt ist, kann bei
einer sechsten Ausführungsform der Erfindung gemäß den
Fig. 15 bis 17 eine solche Beschädigung durch Änderung bzw.
Abstufung des Widerstands der Elektrode 43 verhindert werden.
Hierbei ist der Widerstandswert eines ersten Elektrodenteils
43 A, der sich von einem Punkt A bis zu einem Punkt C
erstreckt, höher gewählt als derjenige eines zweiten
Elektrodenteils 43 B, der sich vom Punkt C zu einem Punkt B
erstreckt. Beispielsweise können die Widerstandswerte des
ersten und des zweiten Elektrodenteils 43 A bzw. 43 B auf
10⁷ Ω · cm bzw. 10⁶ Ω · cm eingestellt sein. Diese Elektrodenteile
bestehen aus SBR, Kohlenstoff und Xylolharz, und sie
besitzen eine Dicke von 5 mm. Die Widerstandswerte der
Elektrodenteile ändern sich in Abhängigkeit von ihrem Kohlenstoffgehalt.
Die Florfasern 49 bestehen aus mit Kohlenstoff
gefüllten Rayonfasern mit einem Widerstand von 10⁷ Ω · cm,
einer Dicke bzw. einem Titer von 5 Denier, einer Länge von
3 mm und einer Faserdichte von etwa 16 000/cm².
Bei dieser Anordnung besitzt die an das Kontaktelement bzw.
Florgewebe 45 angelegte Spannung die Größe gemäß Fig. 16.
Wie durch die fette Linie in Fig. 16 angedeutet, wird die
Gleichspannung von der mit B bezeichneten Seite her angelegt
und der Widerstand des zweiten Elektrodenteils 43 A
ist niedriger als derjenige der Florfasern 49, so daß das
Potential am zweiten Elektrodenteil 43 B im wesentlichen
konstant ist. Am ersten Elektrodenteil 43 A entspricht der
Widerstand im wesentlichen demjenigen der Florfasern 49,
so daß ein Spannungsabfall auftritt und das Potential vom
Punkt C in Richtung auf den Punkt A abfällt. Infolgedessen
wird der in Fig. 7 durch eine ausgezogene Linie angedeutete
Spitzenwert des Stroms in der Position A aufgrund des
niedrigen Potentials in diesem Abschnitt kleiner, so daß
eine elektrische Beschädigung der lichtempfindlichen Schicht
4 weitgehend vermieden werden kann. Wie durch die dünne
Linie in Fig. 16 dargestellt, wird andererseits die Wechselspannung
von der Seite A her angelegt, wobei der Spannungsabfall
am ersten Elektrodenteil 43 A größer wird, so daß der
Einfluß der Wechselspannung auf die Aufladung am Punkt bzw.
im Abschnitt B verringert und damit der zweckmäßige Bereich
der Wechselspannung erweitert werden kann. Es ist darauf
hinzuweisen, daß sich der Widerstand der Elektrode 43 nicht
notwendigerweise in zwei Stufen, mit der Position C als
Übergangspunkt, zu ändern braucht, wie dies auch bei der
fünften Ausführungsform der Fall ist. Beispielsweise kann
sich der Widerstand linear oder in mehreren einzelnen Stufen
erhöhen.
Nachstehend ist anhand der Fig. 18 und 19 eine siebte Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
Bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung
wird die Schaltung gemäß Fig. 7 effektiv dazu benutzt, ein
stabiles bzw. gleichbleibendes Ladungspotential auf der
lichtempfindlichen Schicht 4 aus Zinkoxid zu erzielen.
Wenn jedoch die Wechselspannung im Abschnitt B zu hoch
ist, tritt eine ungleichmäßige Aufladung auf. Aus diesem
Grund ist es nötig, die Wechselspannung allmählich vom
Punkt A zum Punkt B hin zu reduzieren. Bei der zuerst beschriebenen
Ausführungsform erfolgt diese Verringerung der
Wechselspannung mittels des ersten Kondensators 56. Infolgedessen
fließt Wechselstrom ständig über die Elektrode 43,
was eine Stromvergeudung bedingt. Außerdem kann die Größe
der Herabsetzung der Spannung möglicherweise unmittelbar
durch den Widerstand der Elektrode 43 beeinflußt werden.
Dieser Nachteil kann bei der siebten Ausführungsform gemäß
Fig. 18 ausgeschaltet werden. Hierbei ist eine erste
Elektrode 60 mit Hilfe eines leitfähigen Klebmittels mit
der Oberseite der Grundschicht 48 des Kontaktelements 45
verbunden bzw. verklebt. Mit der Oberseite der ersten
Elektrode 60 ist eine dielektrische Schicht 61 verbunden,
mit deren Oberseite wiederum eine zweite Elektrode 62 verbunden
ist. Die Gleichspannungs- und die Wechselspannungsquelle
55 bzw. 58 sind dabei an erste bzw. zweite Elektrode
60 bzw. 62 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform besteht
das Kontaktelement 45 aus einem Velvetingewebe aus
mit Kohlenstoff gefüllten Rayonfasern und mit Florfasern
49, die eine Dicke bzw. einen Titer von 5 Dernier, eine Länge
von 3 mm und eine Dichte von etwa 16 000/cm² besitzen und
dabei einen Widerstand von 10⁷ Ω · cm zeigen. Die erste Elektrode
60 besteht aus Kohlenstoff, SBR und Xylolharz; sie besitzt
einen Widerstand von 10⁶ Ω · cm. Die dielektrische Schicht 61
besteht aus einer Polyesterfolie ("Mylar") und besitzt eine
Dicke von 12 µm. Die zweite Elektrode 62 besteht aus denselben
Werkstoffen wie die erste Elektrode 60 und sie besitzt
einen Widerstand von 10² Ω · cm. Die Gleichspannungsquelle
55 liefert eine Gleichspannung von -800 V, während
durch die Wechselspannungsquelle 58 eine Wechselspannung
von -80 V von 50 Hz angelegt wird, so daß die lichtempfindliche
Trommel mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 80 mm/s
umlaufen kann. Bei dieser Anordnung wird die lichtempfindliche
Schicht 4 auf ein stabiles bzw. gleichbleibendes
Oberflächenpotential von -400 bis -450 V aufgeladen. Bei
dieser Ausführungsform beträgt die angelegte Wechselspannung
zweckmäßig 10-20% der anliegenden Gleichspannung.
Eine niedrigere Wechselspannung führt zu einem mangelhaft
verteilten Potential, während eine höhere Wechselspannung
eine ungleichmäßige Aufladung herbeiführt.
Die ungleichmäßige Aufladung wird durch den großen Wechselstromfluß
durch einen Punkt B als Aufladeendpunkt hervorgerufen.
Indem die dielektrische Schicht 61 gemäß Fig. 19
im Bereich des Punkts B verdickt wird, kann der Wechselstromfluß
gesteuert werden. Hierdurch kann der zweckmäßige
Bereich der Wechselspannung erweitert werden, so daß weiterhin
durch Erhöhung der Wechselspannung ein stabiler Ladungszustand
erzielt werden kann.
Im folgenden ist anhand der Fig. 20 bis 23 eine achte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
Obgleich bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform der
Auflade-Körper 51 aus dem Führungsrahmen 31 herausgezogen
werden kann, ist er während des Aufladevorgangs im Führungsrahmen
31 festgelegt. Wahlweise kann jedoch der Auflade-Körper
68 so ausgelegt sein, daß er in Axialrichtung der
lichtempfindlichen Trommel 4 a schwingt. In diesem Fall
sind mit den Kontaktklemmen bzw. -anschlüssen 46 a und 46 b
verbundene Schleifanschlüsse 63 a und 63 b an beiden Querseiten
des Trägers 32 des Auflade-Körpers 68 angeordnet.
Auf die Oberseite des Trägers 32 ist eine Tragplatte 64
aufgesetzt. Von der Oberseite der Tragplatte 64 steht in
einer vorbestimmten Position eine axial verlaufene Anschlagplatte
65 ab. Weiterhin ragt ein erster Stift 66
waagerecht von vorbestimmten Abschnitten an beiden Seitenflächen
der Tragplatte 64 nach außen. In vorbestimmten
Positionen auf der Oberseite der Tragplatte 64 sind mehrere
Rollen 67 schwenkbar gelagert, welche das
Einsetzen des Auflade-Körpers 68 in den Führungsrahmen 31
unter Ermöglichung einer Schwingbewegung begünstigen.
Der Führungsrahmen 31, in den dieser Auflade-Körper 68
einsetzbar ist, weist in seiner Oberseite einen Schlitz 69
zur Aufnahme der Anschlagplatte 65 auf. Am Endabschnitt
des Schlitzes 69 ist eine Kurvenscheibe 70 drehbar oder
schwenkbar gelagert, an welcher die Anschlagplatte 65 anliegt.
Die kreisscheibenförmige Kurvenscheibe 70 ist
exzentrisch gelagert und wird durch einen nicht dargestellten
Antrieb so in Drehung versetzt, daß sie sich in
Abhängigkeit von der Drehung der lichtempfindlichen Trommel
4 a dreht. An beiden Seitenflächen des Führungsrahmens 31
steht außerdem (je) ein zweiter waagerechter Stift 71 dem
betreffenden ersten Stift 66 gegenüber, wobei zwischen
erstem und zweitem Stift 66 und 71 jeweils eine Zugfeder 72
eingehängt ist. Diese Zugfedern 72 bewirken eine derartige
Vorbelastung des Auflade-Körpers 68, daß die Anschlagplatte
65 an diesem Körper 68 stets an der Kurvenscheibe 70 anliegt. An der Unterseite des Führungsrahmens 31 sind
elektrische (Kontakt-)Bürsten 73 a und 73 b angeordnet, die
zur Stromzufuhr mit den Schleifanschlüssen 63 a bzw. 63 b
in Kontakt stehen. An die Bürsten 73 a und 73 b sind die
Gleichspannungs- bzw. die Wechselspannungsquelle 55 bzw.
58 angeschlossen.
Bei dieser Anordnung dreht sich die Kurvenscheibe 70 in
Abhängigkeit von der Drehung der lichtempfindlichen Trommel
4 a, so daß der Auflade-Körper 68, der mit seiner Anschlagplatte 65 an der Kurvenscheibe 70 anliegt, in Axialrichtung
zu schwingen vermag.
Durch diese Schwingung wird die Möglichkeit für eine Aufhebung
der Berührung zwischen der lichtempfindlichen
Schicht 4 und den Florfasern 49 unter Hervorhebung von
streifenförmigen Zonen niedrigen Oberflächenpotentials
auf der lichtempfindlichen Schicht 4 ausgeschaltet, weil
möglicherweise herausgefallene Florfasern 49 mit der
lichtempfindlichen Schicht 4 in Berührung stehen.
Versuche haben gezeigt, daß die beschriebene Wirkung um so
größer ist, je höher Amplitude und Schwingungsfrequenz
sind. Bei dieser Ausführungsform wird die Amplitude größer
eingestellt als die Länge der Florfasern 49, während die
relative axiale Geschwindigkeit der lichtempfindlichen
Trommel 4 a und der Aufladevorrichtung während der Schwingbewegung
größer ist als die relative Umfangsgeschwindigkeit
zwischen Trommel 4 a und Aufladevorrichtung bei der Drehung
der Trommel 4 a.
Die Entstehung von streifenförmigen Zonen niedrigen Oberflächenpotentials
auf der lichtempfindlichen Schicht 4
aufgrund von herausgefallenen Florfasern 49 kann auch mit
der neunten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 24
verhindert werden. Bei dieser Ausführungsform ist das als
Kontaktelement verwendete Florgewebe 45 endlos ausgebildet,
wobei es in axialer Gleitberührung mit der Mantelfläche
der lichtempfindlichen Trommel 4 a steht. Hierdurch
wird dieselbe Wirkung erreicht wie bei der vorher beschriebenen
achten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 25 veranschaulicht noch eine zehnte Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher eine Fell- bzw. Florfaserbürste
73 zum Rauhen der Florfasern 49 des endlos ausgebildeten
Florgewebes 45 mit dessen Außenfläche drehbar in
Berührung steht. Mit dieser Ausführungsform kann somit dieselbe
Wirkung gewährleistet werden wie bei der eben beschriebenen
neunten Ausführungsform. Die Florfaserbürste
43 ist mit aus Polypropylen bestehenden Florfasern besetzt,
die eine Dicke bzw. einen Titer von 5 Denier und
eine Länge von 6 mm besitzen.
Claims (7)
1. Aufladevorrichtung mit einem Kontaktelement (45), das mit
einer Vielzahl von abstehenden Florfasern (49) aus weichem,
synthetischem, elektrisch isolierendem Fasermaterial
besetzt ist, die mit einem aufzuladenden Objekt (4) in
Berührung stehen, einer Elektrode (43), die elektrisch
an das Kontaktelement (45) angeschlossen ist und einen
bestimmten elektrischen Widerstand besitzt, sowie Einrichtungen
(55, 58) zum Anlegen einer Spannung an die
Elektrode (43) zwecks Aufladung des Objekts (4), dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Fasermaterial
leitfähige Kohlenstoffteilchen dispergiert sind und die Florfasern
einen spezifischen elektrischen Widerstand von 10⁵ bis
10⁸ Ω · cm besitzen, so daß der elektrische Widerstand
des Kontaktelements (45) höher als der elektrische
Widerstand der Elektrode (43) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Grundschicht (48) zur Halterung der Florfasern (49) aus Kunstfasern mit darin
dispergierten leitfähigen Kohlenstoffteilchen hergestellt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrische Widerstand der Grundschicht
(48) niedriger ist als derjenige der Florfasern (49).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die zahlreichen Florfasern
(49) einen im wesentlichen gleichmäßigen
elektrischen Widerstand besitzen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das aufzuladende
Objekt (4) in der einen Richtung bewegt und daß
sich der elektrische Widerstand der Vielzahl von
Florfasern (49) in Bewegungsrichtung des aufzuladenden
Objekts (4) allmählich verringert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektrode (43) einen
im wesentlichen gleichmäßigen elektrischen Widerstand
besitzt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das aufzuladende
Objekt (4) in der einen Richtung bewegt und daß
sich der elektrische Widerstand der Elektrode (43)
in Bewegungsrichtung des aufzuladenden Objekts
(4) allmählich verringert.
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