DE60310635T2

DE60310635T2 - Ladevorrichtung für ein Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE60310635T2
Application number: DE60310635T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Sunahara; Keiji Okano; Satoru Motohashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2023-04-09
Also published as: EP1353239A3; EP1353239A2; US20030219268A1; US6882806B2; EP1353239B1; DE60310635D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladevorrichtung, die zur Verwendung in einer Bilderzeugungsvorrichtung geeignet ist, die Elektrophotographie, elektrostatisches Aufzeichnen, usw. einsetzt.
13 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer gewöhnlichen Bilderzeugungsvorrichtung.
Die Bilderzeugungsvorrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine/ein elektrophotographische/r Kopiermaschine oder Drucker.
Bezug nehmend auf 13 umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung ein (nachfolgend als eine lichtempfindliche Trommel bezeichnetes) elektrophotographisches lichtempfindliches Element 100 des Drehtrommeltyps als ein aufzuladendes Element (Latentbildhervorbringelement). Die lichtempfindliche Trommel 100 wird in einer Richtung eines Pfeils mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit drehend angesteuert bzw. angetrieben, durch eine Ladevorrichtung 101 während der Drehung gleichmäßig auf eine vorbestimmte Polarität und ein vorbestimmtes Potential aufgeladen, und sie wird dann durch eine Belichtungsvorrichtung 102 einer bildweisen Belichtung unterzogen. Als ein Ergebnis wird ein elektrostatisches Latentbild auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel erzeugt, und es wird dann durch eine Entwicklungsvorrichtung 103 mit einem als ein Tonerbild zu visualisierenden Toner entwickelt. Das auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel erzeugte Tonerbild wird durch eine Übertragungsvorrichtung 105 auf ein Aufzeichnungsmedium 104, wie beispielsweise Papier, übertragen, das von einem nicht abgebildeten Papierzuführabschnitt zugeführt wird. Das Aufzeichnungsmedium 104 wird, nachdem das Tonerbild darauf übertragen ist, von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel getrennt, damit es in eine Fixiervorrichtung 106 eingeführt wird, durch welche das Tonerbild fixiert wird, damit es als ein bilderzeugtes Produkt ausgestoßen wird. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel wird nach Trennung des Aufzeichnungsmediums durch Abkratzen eines Übertragungsresttoners durch eine Reinigungsvorrichtung 107 gereinigt, und sie wird wiederholt einer Bilderzeugung unterzogen.
Wie zuvor beschrieben, wird eine Bilderzeugung durch Wiederholen der Schritte des Ladens, Belichtens, Entwickelns, Übertragens, Fixierens und Reinigens durch die zuvor erwähnte Einrichtung der Bilderzeugungsvorrichtung durchgeführt.
Als die Ladevorrichtung 101 wurden im breiten Maße diejenigen verwendet, die ein Kontaktladungsschema verwenden, bei welchem ein Ladelement des Rollen- oder Klingentyps veranlasst wird, die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel zu kontaktieren, während an das Kotaktladeelement eine Spannung angelegt wird, um die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel zu laden. Insbesondere ermöglicht das ein Ladeelement des Rollentyps (Laderolle) verwendendes Kontaktladeschema einen stabilen Ladebetrieb für eine lange Dauer.
An die Laderolle als das Kontaktladeelement wird von einer Ladevorspannungsanlegeeinrichtung eine Ladevorspannung angelegt. Die Ladevorspannung kann nur aus einer Gleichspannung bestehen, jedoch kann sie eine Vorspannung umfassen, wie in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift (JP-A) Sho 63-149669 beschrieben, die eine einem gewünschten Dunkelpotential Vd an einer lichtempfindlichen Trommel entsprechende Gleichspannung Vdc umfasst, die mit einer eine Spitzen-zu-Spitzenspannung bzw. Spitzenspannung (Vpp) aufweisenden Wechselspannung vorgespannt oder überlagert ist, welche zumindest zweimal eine Entladungsstartspannung zu der Zeit eines Anlegens der Gleichspannung Vdc ist.
Dieses Ladeschema ist beim gleichmäßigen Laden der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel exzellent und vermeidet eine lokale Potentialunregelmäßigkeit an der lichtempfindlichen Trommel, indem eine Spannung angelegt wird, die eine mit einer Wechselspannung vorgespannte Gleichspannung aufweist. Die resultierende Ladespannung Vd konvergiert gleichmäßig bei dem angelegten Gleichspannungswert Vdc.
Jedoch erhöht dieses Schema eine Menge von ausgestoßenen elektrischen Ladungen im Vergleich zu dem Fall des Anlegens von nur der Gleichspannungskomponente als die Ladevorspannung, wodurch es dafür verantwortlich ist, dass dies eine Oberflächenverschlechterung derart beschleunigt, dass die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel durch Abtragung zwischen der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel und der Reinigungsvorrichtung abgenutzt wird. Um eine derartige Oberflächenverschlechterung zu verhindern, war es erforderlich, dass die Laderolle eine übermäßige Entladung gegen die lichtempfindliche Trommel verhindert, indem die Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung Vpp der Ladungsvorspannung unterdrückt wird.
Jedoch ist eine Beziehung zwischen der Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Wechselspitzenspannung (Vpp) und der Menge von ausgestoßenen elektrischen Ladungen nicht immer konstant, da sie sich abhängig von einer Dicke einer lichtempfindlichen Schicht an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, Betriebsumgebungsbedingungen, usw. ändert.
Beispielsweise nimmt eine Impedanz der Laderolle, auch wenn an die Laderolle eine identische Spitzen-zu-Spitzen-Spannung bzw. Spitzenspannung angelegt wird, in einer Umgebung mit geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit zu, so dass eine Menge von ausgestoßenen elektrischen Ladungen vermindert wird. Andererseits wird in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, in welcher die Impedanz vermindert wird, die Menge von ausgestoßenen elektrischen Ladungen erhöht. Zudem wird sogar bei einer identischen Betriebsumgebung, wenn die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel aufgrund von Abnutzung bei ihrem Gebrauch abgetragen wird, die resultierende Impedanz verglichen mit der bei dem Anfangszustand verringert, was eine größere Menge von ausgestoßenen elektrischen Ladungen zur Folge hat.
Um dieses Problem zu beseitigen, wurde ein Verfahren des Steuerns einer Wechselkomponente mit einem konstanten Strom vorgeschlagen (US-Patent Nr. 5,420,671). Gemäß diesem Verfahren wird ein durch die lichtempfindliche Trommel (lichtempfindliches Element) laufender Wechselstrom Iac erfasst und gesteuert, damit er konstant ist. Als ein Ergebnis variiert eine Spitzen-zu-Spitzen-Spannung bzw. Spitzenspannung unabhängig von der Änderung der Impedanz aufgrund von Umgebungsvariation oder Abtragung der lichtempfindlichen Trommel frei, so dass es möglich ist, die Menge von ausgestoßenen elektrischen Ladungen ungeachtet einer Umgebungsänderung, einer Filmdicke der lichtempfindlichen Trommel, usw. im Wesentlichen konstant zu halten.
Zudem hat die US-Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-19669 ein Verfahren offenbart, bei welchem als eine Vorspannung eine Wechselspannung Verwendung findet, die eine geeignete Ausstoß- bzw. Entlademenge zulässt, die durch Erfassen eines durch eine lichtempfindliche Trommel laufenden Wechselstroms Iac, wenn eine Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung Vpp an eine Ladevorrichtung zu der Zeit einer Nichtbilderzeugung in Bezug auf einen entladenen Bereich und einen unentladenen Bereich angelegt ist, und Berechnen einer Menge eines Entladestroms auf der Grundlage der Beziehung zwischen den Iac-Werten in Bezug auf den entladenen und unentladenen Bereich erlangt wird.
Gemäß diesem Verfahren wird der Entladestrom zudem direkt gesteuert, so dass es möglich wird, den Entladestrom im Vergleich zu der herkömmlichen Konstantstromsteuerung mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Die zuvor erwähnten Verfahren bringen viel Wirkung beim Sicherstellen einer erhöhten Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel und eine gute Ladefähigkeit mit sich.
Darüber hinaus hat JP-A HEI 09-190143 ein Verfahren offenbart, bei welchem eine Prozesskartusche mit einer Erfassungs- und Speichereinrichtung von Betriebszeit der Prozesskartusche ausgestattet ist, und es wird eine Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung gesetzt, um zumindest zwei Arten von Konstantspannungsausgaben zur Verfügung zu stellen, um eine Filmdicke einer lichtempfindlichen Trommel abzuschätzen, wodurch die Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung in Stufen reduziert wird.
Bei dem Fall, bei welchem die Wechselkomponente mit einer Konstantspannung gesteuert wird, kann eine Gleichspannung erzeugt werden, indem ein Hochsetztransformator zur Wechselspannungsausgabe (Spannungserhöhungseinrichtung) T-AC mit einem Kondensator C zur Gleichspannungserzeugung über eine Diode D verbunden wird und der Kondensator vollständig geladen wird, wie in 14A gezeigt, so dass es möglich wird, eine überlagerte Vorspannung einer mit einer Wechselspannung vorgespannten Gleichspannung auszugeben, indem nur die einzelne bzw. einzige Spannungserhöhungseinrichtung T-AC verwendet wird.
Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, eine Gleichspannungsenergieversorgung und eine Wechselspannungsenergieversorgung in Kombination zu verwenden, so dass eine Energieversorgungsschaltung im Vergleich mit dem Fall einer Konstantstromsteuerung beträchtlich vereinfacht ist. Als ein Ergebnis bringt die Energieversorgungsschaltung Vorteile in Hinblick auf ihre Preisreduktion und Platzersparnis mit sich.
Darüber hinaus wird, nachdem die Prozesskartusche montiert ist, wie in JP-A HEI 11-258957 beschrieben, eine Erfassung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Prozesskartusche durchgeführt, indem über ein Kontaktladelement in einigen Fällen eine Ladevorspannung an eine lichtempfindliche Trommel angelegt wird. Genauer wird ein Wert eines durch die lichtempfindliche Trommel und das Ladeelement laufenden Wechselstroms zu der Zeit eines Ladevorspannungsanlegens erfasst, und wenn der Stromwert höchstens ein gewisser Wert ist, wird eine Mitteilung über das Nichtvorhandensein der Prozesskartusche gemacht.
Bei dem Fall, bei welchem eine Prozesskartusche eingesetzt wird, die zumindest eine lichtempfindliche Trommel und eine Kontaktladeeinrichtung umfasst und an einer Bilderzeugungsvorrichtung abnehmbar montiert ist, ist es nicht ungewöhnlich, dass der verwendete Bilderzeugungsvorrichtungskörper während einer Verwendung durch einen anderen ersetzt wird, welcher dann verwendet wird. Zu dieser Zeit kann die Vorrichtung vorzugsweise derart gestaltet sein, dass sie bei einer beliebigen Kombination der Prozesskartusche und dem Vorrichtungskörper keinen Ladungsfehlerauslaß verursacht, und dass sie keine übermäßig große Vorspannung anlegt.
Wie zuvor beschrieben, ist es, um zu steuern, dass die Menge von ausgestoßenen bzw. entladenen elektrischen Ladungen ungeachtet von Verwendungsmustern im Wesentlichen konstant ist, möglich, das in dem US-Patent Nr. 5,420,671 beschriebene Wechselkonstantstromsteuerverfahren oder das in der US-Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-19669 beschriebene Entlademengenberechnungsverfahren einzusetzen. Jedoch kann bei diesen Verfahren, wenn eine überlagerte Spannung aus Wechselspannung und Gleichspannung aus einer einzelnen bzw. einzigen Spannungserhöhungseinrichtung T-AC ausgegeben wird, wie in 14A gezeigt, ein Kondensator bei einer Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsbedingung oder bei einem späteren Zustand einer eine Spitzenwechselspannung verringernden Bilderzeugung nicht voll geladen werden, wodurch es misslingt, eine gewünschte Gleichspannung zur Verfügung zu stellen. Als ein Ergebnis wird kein gutes Laden der lichtempfindlichen Trommel durchgeführt, so dass eine Schwierigkeit, wie beispielsweise ein Auftreten eines Lademisslingens bzw. Ladefehlschlagens entsteht.
Aus diesem Grund gibt es im Fall des Verwendens der vorangehenden Verfahren eine Grenze zur Ausgabe der überlagerten Spannung aus Wechselspannung und Gleichspannung durch die einzelne bzw. einzige Spannungserhöhungseinrichtung. Dementsprechend werden, um eine stabile Ladevorspannung zu erlangen, wie in 14B gezeigt, eine Gleichspannungsenergieversorgung T-DC und eine Wechselspannungsenergieversorgung separat angeordnet, wodurch eine Montage von zwei Spannungserhöhungseinrichtungen für Gleichspannung und Wechselspannung erforderlich ist.
Die Spannungserhöhungseinrichtung ist jedoch nicht nur teuer, sondern sie hat auch eine große Größe in einer Ladungserzeugungsschaltung. Als ein Ergebnis ist es bei einer kleinformatigen und preisreduzierten Bilderzeugungsvorrichtung in Anbetracht einer Platzersparnis und einer Preisreduktion der Energieversorgungsschaltung wünschenswert, dass eine stabile Ladungsvorspannung aus einer einzigen Spannungserhöhungseinrichtung ausgegeben wird. Andererseits entsteht auch ein weiteres Problem dahingehend, dass die Energieversorgungsschaltung dafür verantwortlich ist, dass sie durch eine Unregelmäßigkeit der Vorspannung des Vorrichtungskörpers, eine Impedanz des Ladeelements, eine Filmdicke der lichtempfindlichen Trommel, usw. beeinflusst wird.
Bei dem in JP-A HEI 09-190143 beschriebenen Verfahren ist es möglich, eine Ladungsvorspannungserzeugungsschaltung durch eine einzige Vorspannungserhöhungseinrichtung zu bilden, wodurch beträchtliche Vorteile in Hinblick auf Platzersparnis und Preisreduktion zur Verfügung gestellt werden. Jedoch wird bei dem Verfahren ein Spannungsschalten (eine Verminderung von Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt (wenn die lichtempfindliche Trommel für eine vorbestimmte Zeit verwendet wird) durchgeführt. Als ein Ergebnis wird beispielsweise das Spannungsschalten auf der Grundlage einer Energieversorgungstoleranz usw. der Ladevorspannungserzeugungsschaltung durchgeführt, auch wenn die Menge von entladenen elektrischen Ladungen in einem geeigneten Bereich liegt, wenn die Ausgabe der Spitzen-zu-Spitzen-Spannung bzw. Spitzenspannung ein unterer Toleranzgrenzwert ist, wodurch es eine nicht ausreichende Entlademenge zur Folge hat, so dass in einigen Fällen ein Lademisslingen verursacht wird. Andererseits ist es denkbar, dass, wenn die Ausgabe der Spitzenspannung ein oberer Toleranzgrenzwert ist, das Spannungsschalten bis zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nicht durchgeführt werden kann, auch wenn die Entlademenge übermäßig ist, wodurch die Abnutzung und Abtragung der lichtempfindlichen Trommel beschleunigt wird. Als ein Ergebnis ist das Verfahren gegenüber dem zuvor beschriebenen Konstantstromsteuerverfahren bei Genauigkeit von Entladesteuerung schlechter. Die vorstehenden Probleme können gelöst werden, indem ein elektrischer Widerstand der Ladevorrichtung und/oder eine Energieversorgungstoleranz der Ladevorspannungserzeugungsschaltung reduziert wird, jedoch ist eine kleinere Energieversorgungstoleranz in Anbetracht von Erträgen nicht wünschenswert.
In Anbetracht dieser Umstände war es gewünscht, dass eine Ladesteuerung durchgeführt wird, die in der Lage ist, kein Lademisslingen bzw. -fehlschlagen zu verursachen und ein Maß des Abnutzens des lichtempfindlichen Elements (Trommel) auf einem Minimum zu halten, auch wenn eine einfache Energieversorgungsschaltung eingesetzt wird, die in der Lage ist, durch eine einzige Spannungserhöhungseinrichtung eine überlagerte Vorspannung aus Wechselspannung und Gleichspannung auszugeben.
Dokument US-A-2001 019 669 offenbart ein Steuerverfahren von einer Spannung, die an einen Elektrisierer anzulegen ist, welches die Schritte umfasst, eines Messens eines Integralwerts einer Wechselsignalform und Steuerns eines Wechselstroms derart, dass der Integralwert bei einer vorbestimmten Zeit konstant ist.
Dokument EP-A-0 520 819 offenbart eine Bilderzeugungsvorrichtung, welche eine Bilderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Bilds auf einem Aufzeichnungsmaterial umfasst, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung ein Bildhervorbringelement, ein Ladeelement zum Laden des Bildhervorbringelements und eine Spannungsquelle zum Zuführen einer Spannung zu dem Ladeelement umfasst; und eine Bestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer substantiellen Schnittpunkts zwischen einer tatsächlichen Spannungsstromcharakteristikkurve zwischen dem Ladeelement und dem Bildhervorbringelement und einer vorbestimmten Spannungsstromkurve, die für das Ladeelement vorbestimmt ist, und zur Bestimmung einer Vorspannung, die an das Ladeelement während eines Bilderzeugungsbetriebs anzulegen ist, auf der Grundlage des Schnittpunkts.
Dokument US-B-6 332 064 offenbart eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung, bei welcher ein elektrostatisches Latentbild auf einer geladenen Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel erzeugt wird. Das Bild wird mit Toner in ein Tonerbild entwickelt, und das Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen. Eine Laderolle steht in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel und lädt die lichtempfindliche Trommel, wenn die Laderolle eine hohe Spannung empfängt. Ein Detektor detektiert bzw. erfasst eine Charakteristik, wie beispielsweise einen elektrischen Widerstand der Laderolle und gibt ein die Charakteristik angebendes Signal aus. Eine Ladeenergieversorgung legt eine hohe Spannung an die Laderolle an, wobei die Spannung einen Wert gemäß dem Signal aufweist. Eine Neutralisierungsvorrichtung neutralisiert die geladene Oberflache der lichtempfindlichen Trommel bevor der Detektor die Charakteristik der Laderolle detektiert, jedoch neutralisiert er die geladene Oberflache der lichtempfindlichen Trommel nicht, wenn das elektrostatische Latentbild erzeugt wird.
Dokument US-A-5 812 905 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Ladespannung einer organischen lichtleitfähigen (OPC-)Trommel bei einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung, welche zur Verbesserung der Qualität des Bilds durch gleichmäßiges Ladens der OPC-Trommeloberfläche unabhängig von einer Spannungsabweichung zwischen der OPC-Trommel und der Laderolle, der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit der Bilderzeugungsvorrichtung dient. Diese Vorrichtung besteht aus einem Detektor zum Messen eines durch eine Masse der OPC-Trommel fließenden Massestroms, einen Komparator zum Vergleichen des gemessenen Massestroms und im Voraus gesetzten spannungsbezogenen Informationen, und eine Steuereinrichtung zum Ableiten einer optimalen Spannung zum Laden der OPC-Trommel auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine geeignete Ladesteuerung durchzuführen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine Abtragung eines zu ladenden Elements zu unterbinden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, ungeachtet von Raumumgebung und Abtragung eines zu ladenden Elements ein gutes Laden durchzuführen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, von einer Spannungsanlegeeinrichtung den Platzbedarf zu senken und ihren Preis zu reduzieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine geeignete Ladesteuerung derart durchzuführen, dass weder ein Auftreten eines Ladungsmisslingens bzw. -fehlschlagens verursacht wird, noch wird eine Menge einer entladenen bzw. ausgestoßenen elektrischen Ladung übermäßig groß, unmittelbar nachdem eine Prozesskartusche an einem Vorrichtungshauptkörper montiert ist, ungeachtet einer Kombination der Prozesskartusche mit einem Bilderzeugungsgerät.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben durch eine Ladevorrichtung gemäß Anspruch 1 erzielt.
Vorteilhafte weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung, die bei dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
2 ist ein Schaubild, das eine Betriebssequenz der Bilderzeugungsvorrichtung zeigt;
3 ist ein Blockschaltbild, das eine Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung zeigt;
4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung und einer verfügbaren Ausgangsgleichspannung zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren des Bestimmens einer Ladungsvorspannung zeigt;
6, 7, 8A und 8B sind Graphen, die jeweils einen Effekt von Ausführungsbeispiel 1 erläutern;
9A und 9B sind jeweils ein Flussdiagramm, das ein Verfahren des Bestimmens einer Ladevorspannung bei Ausführungsbeispiel 2 zeigt;
10 ist eine Ansicht eines Verfahrens eines Messens eines elektrischen Widerstands, der bei Ausführungsbeispiel 3 erwähnt ist;
11A und 11B sind Graphen zur Erläuterung eines Effekts von Ausführungsbeispiel 3 bei dem Fall einer größeren Widerstandsvariation;
12A und 12B sind Graphen zur Erläuterung eines Effekts von Ausführungsbeispiel 3 bei dem Fall einer kleineren Widerstandsvariation;
13 ist eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtung.
14A und 14B sind Schaubilder, die herkömmliche Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltungen zeigen;
15 ist ein Blockschaltbild, das eine Betriebssequenz einer Bilderzeugungsvorrichtung zeigt;
16 ist ein Blockschaltbild, das eine Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung zeigt;
17 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung und einer verfügbaren Ausgangsgleichspannung zeigt;
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren des Bestimmens einer Ladungsvorspannung zeigt;
19 und 20 sind Graphen, die jeweils Effekte von Ausführungsbeispielen 4 und 5 zeigen;
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
<Ausführungsbeispiel 1>
Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderzeugungsvorrichtung zumindest eine Ladevorspannungserzeugungsschaltung mit einem Wechseloszillationsausgang umfasst, der in der Lage ist, eine überlagerte Spannung aus Wechselspannung und Gleichspannung durch eine einzige Spannungserhöhungseinrichtung und zumindest zwei Arten von Spitzenwechselspannungen auszugeben, und die eine Wechselstromerfassungseinrichtung zur Erfassung eines zu der Zeit eines Ladevorspannungsanlegens durch ein lichtempfindliches Element (Trommel) laufenden Wechselstroms umfasst, wobei die Wechselstromerfassungseinrichtung einen durch die lichtempfindliche Trommel laufenden Wechselstrom Iac bei Anlegen von zumindest zwei Arten von Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannung bzw. Spitzenwechselspannung erfasst, wenn Energie bzw. das Netz eingeschaltet ist oder kein Bild erzeugt wird, und die erfassten Wechselströme Iac zurück in eine Maschinensteuereinrichtung speist, um einen Spannungspegel in einem eine ideale Entladung zulassenden Bereich als eine Ladevorspannung zu der Zeit eines Druckens auszuwählen, und die ausgewählte Ladevorspannung wird zu der Zeit einer Bilderzeugung angelegt.
(1) Konfiguration und Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Bilderzeugungsvorrichtung ist ein Laserstrahldrucker der elektrophotographischen und abnehmbaren Prozesskartuschenschemen.
Bezug nehmend auf 1 umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element (lichtempfindliche Trommel) des Drehtrommeltyps als ein Bildhervorbringelement, das ein zu ladendes Element ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die lichtempfindliche Trommel 10 ein negativ ladbares organisches lichtempfindliches Element, und sie wird durch einen nicht abgebildeten Antriebsmotor mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit in einer Richtung eines Pfeils im Uhrzeigersinn drehend angetrieben. Während dieser Drehung wird die lichtempfindliche Trommel 10 durch eine Ladevorrichtung gleichmäßig bzw. gleichförmig auf ein vorbestimmtes negatives Potential geladen. Die Ladevorrichtung ist eine Ladevorrichtung des Kontakttyps, die eine Laderolle 11 als ein Ladeelement verwendet.
Die Laderolle 11 ist durch elektrisch leitfähige Lager 11-a an ihren beiden Enden drehbar gestützt, und sie wird in Richtung auf eine Mittenrichtung der lichtempfindlichen Trommel 10 durch eine Andruckeinrichtung, wie beispielsweise eine Andruckfeder 11-b, gedrückt, so dass die Laderolle 11 mit der lichtempfindliche Trommel 10 als Paar gedreht wird. An die Laderolle 11 wird eine Vorspannung von einer Ladevorspannungsenergieversorgung 1 über die Andruckfeder 11-b und die Lager 11-a angelegt. Die Ladevorspannung wird gemäß einem Überlagerungsanlegeschema angelegt, bei welchem eine Wechselspannung mit einer Spitzen-zu-Spitzen-Spannung bzw. Spitzenspannung (Vpp), welche zumindest zweimal eine Entladestartspannung ist, mit einem Gleichspannung Vdc entsprechend einem gewünschten Oberflächenpotential Vd an der lichtempfindlichen Trommel überlagert oder vorgespannt wird. Dieses Ladeverfahren dient zum gleichmäßigen Laden der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel auf das zu der angelegten Gleichspannung Vdc identische Potential Vd, indem die mit der Wechselspannung vorgespannte Gleichspannung angelegt wird.
Dann wird die lichtempfindliche Trommel 10 durch eine Belichtungsvorrichtung 12 einer bildweisen Belichtung von Licht unterzogen. Die Belichtungsvorrichtung 12 dient zum Erzeugen eines elektrostatischen Latentbilds an der gleichförmig geladenen Oberfläche der lichtempfindliche Trommel 10 und weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen Halbleiterlaserstrahlscanner auf. Die Belichtungsvorrichtung 12 gibt ein Laserlicht L aus, das in Entsprechung zu einem von einer (nicht abgebildeten) Hostvorrichtung gesendeten Abbildungssignal (Bildsignal) in der Bilderzeugungsvorrichtung moduliert ist, und bewirkt eine Abtastbelichtung (bildweise Belichtung) der gleichförmig geladenen Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 10 durch ein Belichtungsfenster einer Prozesskartusche C (was später beschrieben ist). An der Oberfläche der lichtempfindliche Trommel 10 wird ein absoluter Wert bei der Belichtungsposition geringer als derjenige des Ladepotentials, wodurch ein elektrostatisches Latentbild abhängig von Bilddaten sukzessive erzeugt wird.
Danach wird das elektrostatische Latentbild durch eine Umkehrentwicklungsvorrichtung 13 entwickelt, damit es als ein Tonerbild visualisiert wird. Die Entwicklungsvorrichtung 13 dient zur Visualisierung des elektrostatischen Latentbilds durch Entwickeln des Latentbilds an der lichtempfindlichen Trommel 10 mit einem Toner 13-a als einem Entwickler (Umkehrentwicklung). Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Sprungentwicklungsschema eingesetzt. Gemäß diesem Entwicklungsschema wird, durch Anlegen einer Entwicklungsvorspannung mit einer überlagerten Spannung aus Wechselspannung und Gleichspannung von einer nicht abgebildeten Entwicklungsvorspannungsenergieversorgung an eine Entwicklungshülse 13-c, das an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel erzeugte elektrostatische Latentbild mit dem Toner 13-a umkehrentwickelt, der durch Tribolelektrifizierung an dem Kontaktabschnitt der Entwicklungshülse 13-a mit einem Entwicklungsschichtdickeregelelement 13-b negativ geladen ist.
Das Tonerbild an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel wird durch eine Übertragungsvorrichtung auf ein Aufzeichnungsmedium (Übertragungsmaterial), wie beispielsweise Papier, das von einer nicht abgebildeten Papierzuführeinheit zugeführt wird, übertragen. Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Übertragungsvorrichtung ist von einem Kontaktübertragungstyp und umfasst eine Übertragungsrolle 15. Die Übertragungsrolle 15 wird in Richtung auf die Mittenrichtung der lichtempfindlichen Trommel 10 durch eine (nicht abgebildete) Andruckeinrichtung, wie beispielsweise eine Andruckfeder 11-b, gedrückt. Wenn ein Übertragungsschritt durch Tragen des Übertragungsmaterials 14 initiiert wird, wird eine positive Übertragungsvorspannung von einer nicht abgebildeten Übertragungsvorspannungsenergieversorgung an die Übertragungsrolle 15 angelegt, wodurch der negativ geladene Toner an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel auf das Übertragungsmaterial 14 übertragen wird.
Das der Tonerbildübertragung unterzogene Übertragungsmaterial 14 wird von der Oberfläche der lichtempfindliche Trommel getrennt, damit es in eine Fixiervorrichtung 16 eingeführt wird, bei welcher das Tonerbild daran fixiert wird, und dann wird das Übertragungsmaterial 14 aus dem Bilderzeugungsvorrichtungshauptkörper ausgestoßen. Die Fixiervorrichtung 16 fixiert das auf das Übertragungsmaterial 14 übertragene Tonerbild mittels Wärme oder Druck permanent.
Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel wird nach Trennung des Übertragungsmaterials durch Abkratzen eines Übertragungsresttoners durch eine Reinigungsvorrichtung 17 unter Verwendung einer Reinigungsklinge gereinigt. Die Reinigungsklinge dient zur Einholung des Übertragungsresttoners, welcher bei dem Übertragungsschritt nicht von der lichtempfindlichen Trommel 10 auf das Übertragungsmaterial 14 übertragen worden ist, und sie stößt mit einem gewissen Druck gegen die lichtempfindliche Trommel 10, um den Übertragungsresttoner einzuholen, wodurch die Oberfläche der lichtempfindliche Trommel gereinigt wird. Nach Beendigung des Reinigungsschritts wird die Oberfläche der lichtempfindliche Trommel erneut dem Ladeschritt unterzogen.
Die Bilderzeugungsvorrichtung führt eine Bilderzeugung durch Wiederholen der zuvor erwähnten jeweiligen Schritte des Ladens, Belichtens, Entwickelns, Übertragens, Fixierens und Reinigens mit den jeweiligen zuvor erwähnten Einrichtungen durch.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Prozesskartusche C an dem Hauptkörper 20 der Bilderzeugungsvorrichtung austauschbar und abnehmbar montiert, und sie umfasst vier Prozessausrüstungen von der lichtempfindlichen Trommel 10 als das Latentbildhervorbringelement, die Laderolle 11 als das die lichtempfindliche Trommel 10 kontaktierende Ladeelement, die Entwicklungsvorrichtung 13, und die Reinigungsvorrichtung 17, die einteilig in dem Vorrichtungshauptkörper 20 gestützt sind.
Die Prozesskartusche C wird von dem Hauptkörper 20 des Bilderzeugungsgeräts 20 durch Öffnen und Schließen einer Kartuschentür (Hauptkörpertür) 18 des Hauptkörpers 20 angebracht und abgenommen. Das Montieren der Prozesskartusche C wird auf eine derartige Weise durchgeführt, dass die Prozesskartusche C in den Vorrichtungshauptkörper 20 in einer vorbestimmten Weise eingefügt und montiert wird, und dann die Kartuschentür 18 geschlossen wird. Die folglich auf die vorbestimmte Weise in den Vorrichtungshauptkörper 20 montierte Prozesskartusche C befindet sich in einem Zustand, bei dem sie mit der Seite des Hauptkörpers 20 der Bilderzeugungsvorrichtung mechanisch und elektrisch verbunden ist.
Die Entfernung bzw. Beseitigung der Prozesskartusche C von dem Vorrichtungshauptkörper 20 wird durchgeführt, indem die Prozesskartusche C in dem Vorrichtungshauptkörper auf eine vorbestimmte Weise nach Öffnen der Kartuschentür 18 herausgezogen wird. Bei dem Beseitigungszustand der Prozesskartusche C wird eine (nicht abgebildete) Trommelabdeckung zu einer geschlossenen Position bewegt, um einen belichteten unteren Oberflächenabschnitt der lichtempfindlichen Trommel 10 abzudecken und zu schützen. Ferner wird das Belichtungsfenster auch durch eine (nicht abgebildete) Blendenplatte in einem geschlossenen Zustand gehalten. Die Trommelabdeckung und die Blendenplatte werden jeweils zu einer geöffneten Position bei dem Montagezustand der Prozesskartusche C in dem Vorrichtungshauptkörper 20 bewegt und bei ihr gehalten.
Hierbei ist die Prozesskartusche erstellt, indem das elektrophotographische lichtempfindliche Element als das Bildhervorbringelement und zumindest eine der Ladeeinrichtung, der Entwicklungseinrichtung und der Reinigungseinrichtung in einer einzigen Einheit integriert gestützt werden, welche an dem Bilderzeugungsvorrichtungshauptkörper abnehmbar montierbar ist.
(2) Druckerbetriebssequenz
Nun wird eine kurze Erläuterung einer Druckerbetriebssequenz bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 gegeben.
Unter Bezugnahme auf 2 startet ein Mehrfachvordrehschritt, wenn die Energie bzw. das Netz für die Bilderzeugungsvorrichtung eingeschaltet wird, und, während eines Antriebs zur Drehung der lichtempfindlichen Trommel durch einen Hauptmotor, wird eine Erfassung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Prozesskartusche und der Reinigung der Übertragungsrolle durchgeführt.
Nach Beendigung der Mehrfachvordrehung wird die Bilderzeugungsvorrichtung in einen Wartezustand (Betriebsbereitschaftszustand) versetzt. Wenn Bilddaten von einer nicht abgebildeten Ausgabeeinrichtung, wie beispielsweise einem Hostcomputer, zu der Bilderzeugungsvorrichtung gesendet werden, treibt der Hauptmotor die Bilderzeugungsvorrichtung an bzw. steuert sie an, wodurch die Vorrichtung in einen Vordrehschritt versetzt wird. Bei dem Vordrehschritt werden vorbereitenden Betriebe bzw. Operationen bzw. Arbeitsvorgänge zum Drucken von verschiedensten Prozessausrüstungen, wie beispielsweise ein vorgelagertes Laden an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, ein in Betriebnehmen eines Laserstrahlscanners, ein Bestimmen einer Übertragungsvorspannung und Temperatursteuerung der Fixiervorrichtung, durchgeführt.
Nachdem der Vordrehschritt beendet ist, startet der Druckschritt. Während des Druckschritts werden eine Zufuhr des Übertragungsmaterials bei einem vorbestimmten Zeitpunkt, eine bildweise Belichtung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, eine Entwicklung, usw. durchgeführt. Nach Beendigung des Druckschritts wird das Bilderzeugungsgerät, bei dem Fall des Vorhandenseins eines nachfolgenden Drucksignals, in ein Blattintervall versetzt, bis ein nachfolgendes Übertragungsmaterial zugeführt ist, wodurch sie für einen nachfolgenden Druckbetrieb vorbereitet wird.
Nachdem der Druckbetrieb beendet ist, wird die Bilderzeugungsvorrichtung, wenn kein nachfolgendes Drucksignal vorhanden ist, in einen Nachdrehschritt versetzt. Bei dem Nachdrehschritt wird eine Ladungsbeseitigung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel und/oder eine Bewegung des an der Übertragungsrolle anhaftenden Toners in Richtung auf die lichtempfindliche Trommel (Reinigen der Übertragungsrolle) durchgeführt.
Nach Beendigung des Nachdrehschritts wird die Bilderzeugungsvorrichtung erneut in den Wartezustand (Bereitschaftszustand) versetzt, und sie wartet auf ein nachfolgendes Drucksignal.
(3) Erzeugung von Ladevorspannung und Bestimmung einer geeigneten Ladevorspannung
3-1) Erzeugung von Ladevorspannung (Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung)
Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 21 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Prozesskartusche ist nicht mit dieser Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 21 ausgestattet, sondern die Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 21 ist in dem Hauptkörper des Bilderzeugungsgeräts angeordnet.
Unter Bezugnahme auf 3 kann die Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 21 drei verschiedene Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannungen bzw. Spitzenwechselspannungen Vpp von Vpp-1, Vpp-2 und Vpp-3 (Vpp-1 > Vpp-2 > Vpp-3) aus einem Wechseloszillationsausgang 22 ausgeben. Die Ausgabe dieser Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannungen bzw. Spitzenwechselspannungen Vpp-1, Vpp-2 und Vpp-3 wird selektiv durchgeführt, indem eine AC-Ausgabeauswahleinrichtung 30 in einer Maschinensteuereinrichtung 28 gesteuert wird.
Zuerst werden die aus dem Wechseloszillationsausgang 22 ausgegebenen Ausgangsspannungen durch eine Verstärkerschaltung 23 verstärkt, durch eine Sinusspannungswandlungsschaltung 24, die einen Operationsverstärker, einen Widerstand, einen Kondensator usw. aufweist, in eine sinusförmige Welle gewandelt, einer Beseitigung einer DC-Komponente durch einen Kondensator C1 unterzogen, und in einen Aufwärtstransfer T1 als eine Spannungserhöhungseinrichtung eingegeben. Die in den Aufwärtstransformators eingegebene Spannung wird in eine sinusförmige Welle heraufgesetzt, die der Anzahl von Windungen einer Spule des Transformators entspricht.
Andererseits wird die heraufgesetzte sinusförmige Welle durch eine eine Diode umfassende Gleichrichterschaltung D1 gleichgerichtet und dann wird ein Kondensator C2 voll geladen, wodurch eine gewisse Gleichspannung Vdc1 erzeugt wird. Zudem wird aus einer Gleichspannungsoszillationsschaltung 25 eine abhängig von beispielsweise einer Druckdichte bestimmte Ausgangsspannung ausgegeben, durch eine Gleichrichterschaltung 26 gleichgerichtet, und in ein negativen Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers IC1 eingegeben. Zu der selben Zeit wird in einen positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers IC1 eine Spannung Vb eingegeben, die durch Dividieren einer Anschlussspannung von Anschlussspannungen des Aufwärtstransformators T1 mit zwei Widerständen gegeben ist, und dann wird ein Transistor Q1 derart angesteuert, dass die Spannungen Va und Vb einander gleich sind. Als ein Ergebnis fließt ein Strom durch die Widerstände R1 und R2, um eine Spannungsverminderung zu bewirken, wodurch eine Gleichspannung Vdc2 erzeugt wird.
Eine gewünschte Gleichspannung kann erlangt werden, indem die zuvor beschriebenen Gleichspannungen Vdc1 und Vdc2 addiert werden, und sie wird mit der zuvor erwähnten Wechselspannung auf einer Seite einer zweiten Stufe der Wechselspannungserhöhungseinrichtung T1 überlagert, so dass die resultierende Spannung an eine Laderolle 11 in der Prozesskartusche C angelegt wird.
Beispielsweise wird die Gleichspannung bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Wechselspannungserhöhungseinrichtung T1 erzeugt, so dass die Gleichspannung von der Spitzenspannung Vpp abhängt.
Mit anderen Worten, um eine gewünschte Gleichspannung Vdc zu erlangen, ist es notwendig, elektrische Ladungen in den Kondensator C2 bei einem gewissen Pegel zu laden. Wie in 4 gezeigt, ist es erforderlich, um eine vorbestimmte Gleichspannung Vdc' zu erzielen, dass die alternierende Spitzenspannung bzw. Spitzenwechselspannung Vpp zumindest 2 × |Vdc'| ist. Ist die Spitzenwechselspannung Vpp geringer als 2 × |Vdc'|, kann der Kondensator C2 nicht voll geladen werden, wodurch es misslingt, die vorbestimmte Gleichspannung Vdc' zur Verfügung zu stellen. Als ein Ergebnis kann die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel nicht auf ein Potential Vd geladen werden, das gleich einem gewünschten Potentialpegel ist, wodurch es misslingt, ein gutes Bild zur Verfügung zu stellen.
Andererseits wird, wenn eine Kapazität des Kondensators C2 erhöht wird, die Menge von geladenen elektrischen Ladungen größer, jedoch wird eine zum Laden von elektrischen Ladungen in den Kondensator erforderliche Zeit länger. Als ein Ergebnis wird eine Zeit zur Stabilisierung einer Ladewellenform erforderlich, so dass die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in einigen Fällen eine Unregelmäßigkeit des Oberflächenpotentials Vd verursacht.
Dementsprechend wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein Minimum Vpp-min von verfügbaren Spitzenwechselspannungen Vpp gesetzt, um die folgende Beziehung mit einer vorbestimmten Gleichspannung Vdc zu erfüllen: Vpp-min ≥ 2 × |Vdc|.
3-2) Bestimmung einer geeigneten Ladevorspannung
Als Nächstes wird ein Verfahren des Bestimmens einer Ladevorspannung zu der Zeit einer Bilderzeugung unter Bezugnahme auf 3 und 5 erläutert.
Unter Bezugnahme auf 3 fließt ein Wechselstrom Iac durch eine Hochvoltenergieversorgungsschaltung GND über die Laderolle 11 und die lichtempfindliche Trommel 10, wenn die Ladevorspannung an die Laderolle 11 angelegt ist. Zu dieser Zeit erfasst und wählt eine Wechselstromerfassungseinrichtung 27 nur eine Wechselstromkomponente mit einer Frequenz, die gleich einer Ladefrequenz von dem Wechselstrom Iac ist, durch eine nicht abgebildete Filterschaltung aus, und die ausgewählte Wechselstromkomponente wird in eine entsprechende Spannung gewandelt, welcher Wert dann in die Maschinensteuereinrichtung 28 eingegeben wird. Beispielsweise kann die Wechselstromerfassungseinrichtung 27 zum Beispiel durch den Widerstand, Kondensator, und Diode gebildet sein, wodurch Erhöhungen von Preis und Platz der Energieversorgungsschaltung weniger beeinflusst werden.
Die eingegebene Spannung, die in die Maschinensteuereinrichtung 28 eingegeben ist, wird mit einer minimalen Spannung V0 verglichen, welche eine vorbestimmte Spannung ist, deren Eingabepegel durch eine Spannungsvergleichseinrichtung 29 im Voraus gesetzt ist. Beispielsweise ist die minimale Spannung V0 eine Ausgangsspannung für eine minimale Spitzenwechselspannung ohne Verursachung einer Ladeunregelmäßigkeit, und ein Wert davon wird auf der Grundlage eines minimalen Stromwerts Iac-0 bestimmt, der in der Lage ist, ein gleichmäßiges Laden zu bewirken. Der Wert von Iac-0 entsteht bzw. variiert auf der Grundlage einer Prozessgeschwindigkeit einer Vorrichtung, einer Ladefrequenz, und Materialien für die Ladevorrichtung 11 und die lichtempfindliche Trommel 10. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, dass die minimale Spannung 0 in jedem Fall auch geeignet gesetzt wird.
Die Maschinensteuervorrichtung 28 umfasst eine Wechselausgangauswahleinrichtung 30, welche eine minimale Wechselausgangsspannung auswählt, welche zumindest die minimale Spannung V0 ist, das heißt welche eine Ladevorspannung zu der Zeit einer Bilderzeugung auswählt, insbesondere in Bezug auf einen Bereich entsprechend zu einem Bilderzeugungsbereich (zweiter Bereich) der lichtempfindlichen Trommel.
Als Nächstes wird die Prozedur von der Wechselstromerfassung zur Ladevorspannungsbestimmung bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 5 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 21 verwendet, die drei Ausgangsspannungen Vpp-1, Vpp-2 und Vpp-3 (die Vpp-1 > Vpp-2 > Vpp-3 erfüllen) einsetzt, welche aus dem Wechseloszillationsausgang 22 ausgeben werden.
Zuerst erfasst und wandelt die Wechselstromerfassungseinrichtung 27, wenn die niedrigste Spitzen-zu-Spitzen-Spannung bzw. Spitzenspannung Vpp-3 der verschiedenen Spitzen-zu-Spitzen-Wechselspannungen bzw. Spitzenwechselspannungen angelegt wird, einen durch die lichtempfindlichen Trommel laufenden Wechselstrom Iac-3 in eine Erfassungsspannung V3, welche zurück zu der Maschinensteuereinrichtung 28 gespeist wird (Schritt S1). Zu dieser Zeit wird, wenn V3 ≥ V0 gilt, V3 als eine Ladevorspannung zu der Zeit eines Druckens bestimmt (die als eine "Druckvorspannung" bezeichnet wird) (Schritte S2 und S6).
Andererseits wird, wenn V3 < V0 gilt, die mittlere Spannung Vpp-2 angelegt, und es wird eine resultierende Erfassungsspannung V2 zurückgespeist und mit V0 verglichen (Schritte S2, S3 und S4). Wenn V2 ≥ V0 gilt, wird V2 als die Druckvorspannung verwendet (Schritte S4 und S7). Wenn V2 < V0 gilt, wird Vpp-1 als die Druckvorspannung verwendet (Schritte S4 und S5).
Bei diesem Fall wird eine Ausgangsspannung V1 zu der Zeit eines Anlegens der maximalen Spannung Vpp-1 der verfügbaren Spitzenspannungen im Voraus gesetzt, um V1 ≥ V0 in einer beliebigen Umgebung zu erfüllen, wodurch in einer beliebigen Umgebung kein Ladefehlschlagen bzw. Lademisslingen auftreten kann.
Die zuvor erwähnten Schritte können bei dem Mehrfachvordrehprozess von unmittelbar nachdem die Energie eingeschaltet ist bis zu dem Bereitschaftszustand der Vorrichtung durchgeführt werden, und können noch bevorzugter zumindest einmal bei einem beliebigen Zeitpunkt außer für den Druckprozess durchgeführt werden, nachdem der Druckbetrieb startet, das heißt bei einer beliebigen Zeit während eines Nichtbilderzeugungsbetriebs. Mit anderen Worten, um die Spitzenspannung zu bestimmen, wird es möglich, verschiedene Spitzenspannungen an die Laderolle in aufsteigender Reihenfolge an zumindest einen Teil eines Bereichs entsprechend zu dem Nichtbilderzeugungsbereich (erster Bereich) anzulegen. Zudem ist die Reihenfolge eines Vorspannungsanlegens nicht notwendigerweise identisch zu der, die in 5 gezeigt ist. Gemäß der vorangehenden Vorspannungsbestimmungsprozedur kann der durch die lichtempfindliche Trommel laufende Wechselstrom Iac im Wesentlichen sukzessive erfasst werden, wodurch eine bessere Ladevorspannungssteuerung ermöglicht wird.
(4) Effekte
Nachfolgend werden Effekte dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
a) Effekte auf Preisreduktion und Platzersparnis von Energieversorgungsschaltung
Wie zuvor bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben, wird die überlagerte Spannung aus Wechselspannung und Gleichspannung durch die einzige Spannungserhöhungseinrichtung für Wechselausgabe angelegt, so dass es möglich wird, eine Platzersparnis und Kostenreduktion der Energieversorgungsschaltung zu realisieren. Zudem werden die minimale Spannung Vpp-min der verfügbaren Spitzenspannungen und eine gewünschte Gleichspannung Vdc gesetzt, dass sie die Beziehung Vpp-min ≥ |Vdc| × 2 erfüllen, so dass es möglich ist, eine gewünschte Ladevorspannung stabil zu erlangen, auch wenn die überlagerte Gleich/Wechselspannung aus der einzigen Spannungserhöhungseinrichtung ausgegeben ist.
b) Effekt auf Ladesteuerung
b-1) Effekt auf Fluktuationen bei Betriebsumgebungen
6 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Betriebsumgebungen und Erfassungsstrom Iac durch die Wechselstromerfassungseinrichtung 27 zeigt, wenn Ladespannungen Vpp-1, Vpp-2 und Vpp-3 angelegt werden, indem die selbe Bilderzeugungsvorrichtung jeweils bei einer Umgebung geringer Temperatur (LT) und geringer Feuchtigkeit (LH) (10°C, 10%RH), Umgebung normaler Temperatur (NT) und normaler Feuchtigkeit (NH) (23°C, 64%RH), und Umgebung hoher Temperatur (HT) und geringer Feuchtigkeit (HH) (35°C, 85%RH) Verwendung findet.
Die Ladevorrichtung hat eine Impedanz, welche in der LT/LH-Umgebung groß ist und in der HT/HH-Umgebung klein ist, was eine Änderung des Wechselstroms Iac zur Folge hat.
Wie durch dunkle (schwarze) Kreise in 6 gezeigt, ist die minimale Spitzenspannung zum zur Verfügung Stellen zumindest des minimalen Stroms Iac-0 (Erfassungsspannung V0) in der LT/LH- und NT/NH-Umgebung Vpp-1 und sie ist in der HT/HH-Umgebung Vpp-2, so dass Spitzenspannungen bei den jeweiligen Umgebungen ausgewählt werden.
Als ein Ergebnis läuft sogar bei dem Fall, bei welchem die Impedanz der Ladevorrichtung abhängig von einer Änderung der Umgebung geändert wird, kein übermäßiger Wechselstrom durch die lichtempfindliche Trommel, so dass es möglich ist, eine bessere Ladesteuerung zu bewirken.
b-2) Effekt auf Änderung der Betriebszeit (die Anzahl von Druckblättern)
Wie in 7 gezeigt, nimmt der Wechselstromwert Iac mit einer zunehmenden Zahl von Druckblättern durch die lichtempfindliche Trommel 10 zu. Dies trägt zu einer Verringerung der Impedanz durch Abtragung (Abnutzung) der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel bei.
Unter Bezugnahme auf 7 wird Vpp-1 beispielsweise in der LT/LH-Umgebung als die Druckvorspannung bei einem Anfangszustand verwendet. Zur Zeit A der Verwendung der lichtempfindlichen Trommel überschreitet ein Wechselstromwert Iac-2 bei Anlegen von Vpp-2 den minimalen Stromwert Iac-0, so dass Vpp-2 als die Druckvorspannung zu der Zeit einer Bilderzeugung von der Zeit A aufwärts verwendet wird. Zudem überschreitet zur Zeit B ein Wechselstromwert Iac-3 bei Anlegen von Vpp-3 den Wert Iac-0, so dass von der Zeit B aufwärts Vpp-3 als die Druckvorspannung verwendet wird.
Außerdem wird bei der HT/HH-Umgebung eine ähnliche Steuerung durchgeführt. Als ein Ergebnis wird eine Zunahme des Wechselstroms effektiv unterbunden, um ein gutes Laden über die gesamte Verwendung der lichtempfindlichen Trommel zu ermöglichen.
b-3) Effekt auf Ausgabetoleranz von Spitzenwechselspannung
8A und 8B sind Graphen, die jeweils eine Beziehung zwischen einer Betriebszeit der lichtempfindlichen Trommel und einem Wechselstromwert Iac bei dem Fall von oberen und unteren Energietoleranzgrenzwerten zeigen.
Bei dem Fall des oberen Energietoleranzgrenzwerts (8B) sind die ausgegebenen Spitzenspannungswerte im Allgemeinen erhöht. Dementsprechend wird Vpp-2 als eine Druckvorspannung zu einem Anfangszustand verwendet und wird bei und nach einer Betriebszeit F der lichtempfindlichen Trommel zu Vpp-3 umgeschaltet. Andererseits wird bei dem Fall des unteren Energietoleranzgrenzwerts (8A) Vpp-1 als eine Druckvorspannung bei einem Anfangszustand verwendet, die bei einer Betriebszeit D zu Vpp-2 umgeschaltet ist, und bei einer Betriebszeit F zu Vpp-2 umgeschaltet ist. Als ein Ergebnis ist es sogar bei dem Fall, bei welchem die Toleranz der Ladevorspannungsenergieversorgung in Betracht gezogen wird, möglich, eine Ladesteuerung zu bewirken, indem die Zunahme des Wechselwerts unterbunden wird.
Wie zuvor beschrieben, werden die Effekte, auch wenn die Effekte dieses Ausführungsbeispiels beschrieben sind, wobei das Verfahren des Steuerns der drei Arten von Spitzenspannungen als ein Beispiel genommen wird, in ähnlicher Weise durch die Verwendung von anderen Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltungen erzielt, die in der Lage sind, zwei oder mehr Arten von Spitzenwechselspannungen auszugeben. Dementsprechend sollte es verstanden werden, dass derartige Fälle auch von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
Wie zuvor beschrieben, erfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel, sogar bei dem System zum Anlegen einer überlagerten Vorspannung aus Wechselspannung und Gleichspannung durch die einzige Spannungserhöhungseinrichtung, die Wechselstromerfassungseinrichtung einen Stromwert, der durch das lichtempfindliche Element (Trommel) läuft, bei Anlegen einer Vielzahl von Wechselspannungen während des Vordrehbetriebs oder bei einem beliebigen Zeitpunkt einer Nichtbilderzeugung, und es wird ein geeigneter Spannungspegel als eine Vorspannung eingesetzt. Als Konsequenz davon wird der durch das lichtempfindliche Element laufende Wechselstrom Iac im Wesentlichen eingestellt bzw. abgeglichen, dass er nah an einem gewissen Wert liegt.
Als ein Ergebnis wird es möglich, eine Ladesteuerung durchzuführen, bei welcher sich die Impedanz aufgrund der Betriebsumgebungen und der Filmdicke der lichtempfindlichen Trommel ändert, und die Toleranz der Ladevorspannungsenergieversorgung wird korrigiert. Als ein Ergebnis wird es möglich, die Preisreduktion und die Platzersparnis der Energieversorgungsschaltung und der Prozesskartusche in Kombination mit der Entladesteuerung zu realisieren.
<Ausführungsbeispiel 2>
Wird eine Spitzenwechselspannung Vpp gesteuert, dass sie konstant ist, wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel mit ihrem Gebrauch allmählich abgetragen, so dass ein durch die lichtempfindliche Trommel laufender Strom Iac erhöht wird. Als ein Ergebnis wird die Wechselspannung, wie beispielsweise in 7 gezeigt, auf eine derartige Weise angelegt, dass Vpp-1 von dem Anfangszustand vor der Betriebszeit A angelegt wird und von der Betriebszeit A an zu Vpp-2 geschaltet wird, die geringer als Vpp-1 ist. Mit anderen Worten, eine Vpp-n verwendende Druckvorspannung wird unausweichlich in einen Spannungswert Vpp-(n + 1) geändert, der um einen Pegel bei einem gewissen Zustand geringer als Vpp-n ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung einer derartigen Charakteristik die Prozedur von der Erfassung des durch die lichtempfindliche Trommel laufenden Stroms zu der Verminderung der Druckvorspannung zu der Zeit einer Bilderzeugung vereinfacht. Genauer wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Druckvorspannung Vpp-n zu der Zeit einer Bilderzeugung bestimmt, indem die bei Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Wechselerfassung bewirkt wird, wenn die Energie eingeschaltet wird, und, bei einem Druckbetrieb, der Spannungswert Vpp-(n + 1) geringer als die Druckvorspannung Vpp-n um einen Pegel zu der gesamten oder einem Teil der Zeit eines Nichtbilderzeugungsbetriebs gesetzt wird. Bei dem Fall, bei welchem ein zu dieser Zeit erfasster resultierender Spannungswert Vn + 1 den minimalen Spannungswert V0 überschreitet, wird eine nachfolgende Druckvorspannung um einen Pegel erniedrigt.
Die Ladevorspannungsbestimmungsprozedur bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf der Grundlage von in 9A und 9B gezeigten Flussdiagrammen beschrieben.
Zuerst wird, wenn die Prozesskartusche montiert ist, wie in 9a gezeigt, eine Druckvorspannung Vpp-n zu der Zeit einer Bilderzeugung, das heißt, wenn die Ladeposition des Ladeelements sich in einem Bereich (zweiter Bereich) entsprechend dem Bilderzeugungsbereich der lichtempfindlichen Trommel befindet, auf die selbe Weise wie bei Ausführungsbeispiel 1 bestimmt.
Während des Druckbetriebs wird der Spannungswert Vpp-(n + 1), der um einen Pegel geringer als Vpp-n ist, in der gesamten oder einem Teil der Dauer zur Nichtbilderzeugung angelegt. Genauer wird zu der gesamten oder einem Teil der Zeit, wenn die Ladeposition sich in einem Bereich (erster Bereich) entsprechend dem Nichtbilderzeugungsbereich befindet, der Spannungswert Vpp-(n + 1) angelegt. 9B zeigt eine Sequenz, wobei Vpp-(n + 1) bei dem Nachdrehprozess als ein Beispiel bei diesem Ausführungsbeispiel angelegt wird. Unter Bezugnahme auf 9B wird Vpp-n, wenn eine erfasste Spannung Vn + 1 zu dieser Zeit unter der minimalen Spannung V0 ist, sukzessive als eine Druckvorspannung für eine nachfolgende Bilderzeugung verwendet. Ist Vn + 1 zumindest die minimale Spannung V0, wird Vpp-(n + 1) als die Druckvorspannung für die nachfolgende Bilderzeugung verwendet. Beispielsweise kann, auch wenn das Beispiel eines Anlegens von Vpp-(n + 1) bei dem Nachdrehprozess gezeigt ist, Vpp-(n + 1) bei einem beliebigen Zeitpunkt, beispielsweise bei dem Nachdrehprozess, angelegt werden.
Unter Verwendung der zuvor erwähnten Prozedur wird die Vorspannung, die bei der Stromerfassungssequenz zu der Zeit eines Druckbetriebs angelegt werden muss, nur ein Spannungswert (Vpp-(n + 1)), wodurch eine Zeit von der AC- Erfassung zu der Vorspannungsbestimmung reduziert wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Prozedur auf eine Bilderzeugungsvorrichtung anzuwenden, die eine kürzere Bilderzeugungszeit hat.
Zudem wird zu der gesamten oder einem Teil der Zeit einer Nichtbilderzeugung eine geringere Vorspannung als die Druckvorspannung angelegt, wodurch die Menge von entladenen elektrischen Ladungen verringert wird. Als ein Ergebnis wird auch der Effekt des Vermindern eines Ausmaßes eines Abtragens der lichtempfindlichen Trommel erzielt.
<Ausführungsbeispiel 3>
Wie in 6 gezeigt, variiert der Wechselstromwert Iac, der durch die lichtempfindliche Trommel läuft, zu der Zeit eines Anlegens der selben Ladespannung Vpp abhängig von den Betriebsumgebungen sogar bei dem Anfangszustand. Dies kann im Prinzip einer Fluktuation des elektrischen Widerstands des Ladevorrichtung auf eine derartige Weise zugeschrieben werden, dass die Änderung des elektrischen Widerstands in der LT/LH-Umgebung größer und in der HT-HH-Umgebung insbesondere unter dem Einfluss von Feuchtigkeit kleiner wird.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines elektrischen Widerstands R-gering in der LT/LH-Umgebung (10°C/10%RH) zu einem elektrischen Widerstand R-hoch in der HT/HH-Umgebung (35°C/85%RH) der verwendeten Ladevorrichtung in dem Bereich von 0,1 ≤ R-gering/R-hoch ≤ 10 ist.
Der elektrische Widerstand, auf den hierbei Bezug genommen wird, wird auf die folgende Weise gemessen.
(1) Verfahren zum Messen des Widerstands
10 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Verfahren zum Messen des Widerstands der Ladevorrichtung.
Unter Bezugnahme auf 10 wird die Ladevorrichtung gegen eine Metalltrommel mit einem Durchmesser von 30 mm unter einer Last von 500 gf an ihren beiden Enden gedrückt. Die Metalltrommel wird durch eine (nicht gezeigte) Metalltrommelantriebseinrichtung mit einer Geschwindigkeit von 30 UpM gedreht. Während der Drehung der Metalltrommel wird eine Spannung von 100 V an ein Kegel- bzw. Konusmetall der Ladevorrichtung angelegt. Nach Ablauf von 10 Sekunden von der Spannungsanlegung wird ein auf einen Festwiderstand r (r = 1–100 kΩ) ausgeübter Spannungswert E(V) durch ein Voltmeter gelesen.
Der Widerstandswert R der Ladevorrichtung wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet: R(Ω) = 100/(E/r)
Zudem bedeutet der Widerstandswert der Ladevorrichtung bei der LT/LH-Umgebung einen gemessenen Wert nachdem die Ladevorrichtung für 8 Stunden in einer Umgebung von 10°C und 10%RH stehen gelassen wurde, und der bei der HT/HH-Umgebung bedeutet einen gemessenen Wert nachdem die Ladevorrichtung für 8 Stunden in einer Umgebung von 35°C und 85 RH stehen gelassen wurde.
(2) Effekte dieses Ausführungsbeispiels
11A zeigt schematisch eine Umgebungsänderung bei AC, der durch die lichtempfindliche Trommel läuft, bei einem Anfangszustand bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, die eine Ladevorspannungsenergieversorgung mit 5 schaltbaren Spannungspegeln und einer Ladevorrichtung zeigt, die eine große Umgebungsänderung beim Widerstand verursacht, und 11B zeigt ein Stromwertfortschreiten bei dem Fall eines Durchführens einer kontinuierlichen Bilderzeugung durch die Bilderzeugungsvorrichtung.
Bezug nehmend auf 11A wird als ein Ladespannungswert Vpp bei der LT/LH-Umgebung Vpp-1 ausgewählt, welches einen Stromwert größer als einen vorbestimmten minimalen Stromwert Iac-0 bereitstellt. Andererseits wird bei der HT/HH-Umgebung Vpp-4, welches einen Stromwert größer als Iac-0 bereitstellt und am geringsten unter den Spitzenspannungen ist, die Iac-0 überschreitende Stromwerte bereitstellen, als Vpp ausgewählt.
Bei diesen Umgebungen wird, wenn die Bilderzeugung fortgesetzt wird, wie in 11B gezeigt, der Ladespannungswert Vpp von Vpp-1 zu Vpp-2 zu der Zeit der Anzahl von Druckblättern L1 in der LT/LH-Umgebung geändert. Danach wird Vpp zu Zeiten L2, L3 und L4 geändert, und die Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel läuft bei LE ab.
Andererseits wird bei der HT/HH-Umgebung, zu der Zeit H1, Vpp von Vpp-4 zu Vpp-5 geändert, und die Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel läuft bei HE ab, bei einem früheren Zeitpunkt als demjenigen in der LT/LH-Umgebung, da es keinen Spannungswert geringer als Vpp-5 gibt. Als ein Ergebnis wird die lichtempfindliche Lebensdauer X verkürzt, die Benutzern garantiert werden kann. Um die Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel bei der HT/HH-Umgebung zu verlängern, ist es möglich eine Einrichtung zur Addition angelegter Spannungen (Vpp-6, Vpp-7, ...), die geringer als Vpp-5 sind, für die Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung zu verwenden, jedoch ist es in Anbetracht von Preisreduktion und Platzersparnis der Energieversorgungsschaltung vorzuziehen, dass ein derartige Modifikation nicht vorgenommen wird.
Als Nächstes zeigt 12A schematisch eine Umgebungsänderung bei AC, der durch die lichtempfindliche Trommel läuft, bei einem Anfangszustand bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, die eine Ladevorspannungsenergieversorgung mit 5 schaltbaren Spannungspegeln und einer Ladevorrichtung zeigt, die eine relativ kleine Umgebungsänderung beim Widerstand verursacht, und 12B zeigt ein Stromwertfortschreiten bei dem Fall eines Durchführens einer kontinuierlichen Bilderzeugung.
Bezug nehmend auf 12A wird als ein Ladespannungswert Vpp bei der LT/LH-Umgebung Vpp-1 ausgewählt, welches einen Stromwert größer als den minimalen Stromwert Iac-0 bereitstellt und der geringste Spitzenspannungswert ist. Andererseits wird bei der HT/HH-Umgebung Vpp-2, welches einen Stromwert größer als Iac-0 bereitstellt und der geringste Spitzenspannungswert ist, als Vpp ausgewählt.
Wird in diesen Umgebungen die kontinuierliche Bilderzeugung durchgeführt, wird, wie in 12B gezeigt, Vpp von Vpp-1 zu Vpp-2 zu der Zeit L1' (wenn ein Drucken auf einer vorbestimmten Anzahl von Blättern beendet ist), gefolgt durch sukzessive Änderung zu L2', L3' und L4', geändert, um schließlich LE' zu erreichen, die der Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel entspricht.
Andererseits wird bei der HT/HH-Umgebung Vpp von Vpp-2 zu Vpp-3 zu der Zeit H1', gefolgt durch sukzessive Änderung zu H2', und H3', geändert, um schließlich HE' zu erreichen, die der Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel entspricht. Wenn die Ladevorrichtung eine kleinere Änderung der Umgebungsbedingung verursacht, kann das Stromwertfortschreiten bei der kontinuierlichen Bilderzeugung bei der HT/HH-Umgebung näher zu der unter Konstantstromsteuerung gebracht werden. Als ein Ergebnis kann die Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel in der HT/HH-Umgebung verlängert werden, so dass die längere Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel ermöglicht wird, die Benutzern garantiert werden kann.
Wie zuvor beschrieben, kann die umgebungsbedingte Änderung des Widerstands der Ladevorrichtung vorzugsweise so klein wie möglich sein. Gemäß unserer Untersuchung wurde es bestätigt, dass, wenn das Verhältnis von R-gering (Widerstand bei 10°C und 10%RH nach Stehen für 8 Stunden) zu R-hoch (Widerstand bei 35°C und 85%RH nach Stehen für 8 Stunden) die Beziehung von 0,1 ≤ R-gering/ R-hoch ≤ 10 erfüllt, es möglich ist, einen Ladepegel ohne praktisches Problem zu steuern. Ferner wurde es auch bestätigt, dass es auch möglich ist, eine bessere Ladesteuerung zu bewirken, wenn 0,5 ≤ R-gering/R-hoch ≤ 2 erfüllt ist.
<Ausführungsbeispiel 4>
Dann wird ein anderes Ausführungsbeispiel einer Sequenz eines Druckbetriebs gezeigt.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderzeugungsvorrichtung zumindest eine Ladevorspannungserzeugungsschaltung mit einem Wechseloszillationsausgang umfasst, der in der Lage ist, eine überlagerte Spannung aus Wechselspannung und Gleichspannung durch eine einzige Spannungserhöhungseinrichtung und zumindest zwei Arten von Spitzenwechselspannungen auszugeben, und die eine Wechselstromerfassungseinrichtung zur Erfassung eines zu der Zeit eines Ladevorspannungsanlegens durch ein lichtempfindliches Element (Trommel) laufenden Wechselstroms umfasst, wobei die Wechselstromerfassungseinrichtung einen durch die lichtempfindliche Trommel laufenden Wechselstrom Iac bei Anlegen von zumindest zwei Arten von Spitzenwechselspannungen zu der Zeit einer Mehrfachvordrehung erfasst, nachdem die Prozesskartusche montiert ist, und die erfassten Wechselströme Iac zurück in eine Maschinensteuereinrichtung speist, um einen Spannungspegel in einem kein Ladefehlschlagen verursachenden Bereich als eine Ladevorspannung zu der Zeit eines Druckens auszuwählen, und die ausgewählte Ladevorspannung wird zu der Zeit einer Bilderzeugung angelegt.
Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Bilderzeugungsvorrichtung hat eine identische Konfiguration zu derjenigen der bei. dem Ausführungsbeispiel 1 verwendeten Vorrichtung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der einzige Bilderzeugungsvorrichtungshauptkörper in der Lage, eine geeignete Vorspannungen an jede von zwei Arten von Prozesskartuschen anzulegen, die sich in der Filmdicke der lichtempfindlichen Trommel unterscheiden.
(2) Druckerbetriebssequenz
Es wird eine kurze Erläuterung einer Druckerbetriebssequenz bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 15 gegeben.
Bezug nehmend auf 15 startet ein Mehrfachvordrehschritt, wenn die Energie bzw. das Netz für die Bilderzeugungsvorrichtung bei einem derartigen Zustand eingeschaltet wird, dass eine abnehmbar montierbare Prozesskartusche C an eine Hauptkörper 20 der Bilderzeugungsvorrichtung montiert ist und eine Kartuschentür geschlossen ist, und während eines Antriebs zur Drehung der lichtempfindlichen Trommel durch einen Hauptmotor wird eine Erfassung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Prozesskartusche und der Reinigung der Übertragungsrolle durchgeführt. Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladevorspannungsbestimmungssequenz bei diesem Schritt eingefügt ist, wie nachfolgend beschrieben.
Nach Beendigung der Mehrfachvordrehung wird die Bilderzeugungsvorrichtung in einen Wartezustand (Betriebsbereitschaftszustand) versetzt. Wenn Bilddaten von einer nicht abgebildeten Ausgabeeinrichtung, wie beispielsweise einem Hostcomputer, zu der Bilderzeugungsvorrichtung gesendet werden, treibt der Hauptmotor die Bilderzeugungsvorrichtung an bzw. steuert sie an, wodurch die Vorrichtung in einen Vordrehschritt versetzt wird. Bei dem Vordrehschritt werden vorbereitenden Betriebe bzw. Operationen bzw. Arbeitsvorgänge zum Drucken von verschiedensten Prozessausrüstungen, wie beispielsweise ein vorgelagertes Laden an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, ein in Betriebnehmen eines Laserstrahlscanners, ein Bestimmen einer Übertragungsvorspannung und eine Temperatursteuerung der Fixiervorrichtung, durchgeführt.
Nachdem der Vordrehschritt beendet ist, startet der Druckschritt. Während des Druckschritts werden eine Zufuhr des Übertragungsmaterials bei einem vorbestimmten Zeitpunkt, eine bildweise Belichtung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, eine Entwicklung, usw. durchgeführt. Nach Beendigung des Druckschritts wird das Bilderzeugungsgerät, bei dem Fall des Vorhandenseins eines nachfolgenden Drucksignals, in ein Blattintervall versetzt, bis ein nachfolgendes Übertragungsmaterial zugeführt ist, wodurch sie für einen nachfolgenden Druckbetrieb vorbereitet wird.
Nachdem der Druckbetrieb beendet ist, wird die Bilderzeugungsvorrichtung, wenn kein nachfolgendes Drucksignal vorhanden ist, in einen Nachdrehschritt versetzt. Bei dem Nachdrehschritt wird eine Ladungsbeseitigung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel und/oder eine Bewegung des an der Übertragungsrolle anhaftenden Toners in Richtung auf die lichtempfindliche Trommel (Reinigen der Übertragungsrolle) durchgeführt.
Nach Beendigung des Nachdrehschritts wird die Bilderzeugungsvorrichtung erneut in den Wartezustand (Bereitschaftszustand) versetzt, und sie wartet auf ein nachfolgendes Drucksignal.
(3) Erzeugung von Ladevorspannung und Bestimmung der geeigneten Ladevorspannung
3-1) Erzeugung von Ladevorspannung (Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung)
Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 21 wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 16 kann die Ladevorspannungsenergieversorgungsschaltung 121 vier verschiedene Spitzenwechselspannungen Vpp von Vpp-1, Vpp-2, Vpp-3 und Vpp-4 (Vpp-1 > Vpp-2 > Vpp-3 > Vpp-4) aus einem Wechseloszillationsausgang 22 ausgeben. Die Ausgabe dieser Spitzenwechselspannungen Vpp-1, Vpp-2, Vpp-3 und Vpp-4 wird selektiv durch eine Maschinensteuereinrichtung 28 gesteuert.
Zuerst werden die aus dem Wechseloszillationsausgang 122 ausgegebenen Ausgangsspannungen durch eine Verstärkerschaltung 124 verstärkt, durch eine Sinusspannungswandlungsschaltung 125, die einen Operationsverstärker, einen Widerstand, einen Kondensator usw. aufweist, in eine sinusförmige Welle gewandelt, einer Beseitigung einer AC-Komponente durch einen Kondensator C1 unterzogen, und in einen Aufwärtstransfer T1 als eine Spannungserhöhungseinrichtung eingegeben. Die in den Aufwärtstransformators eingegebene Spannung wird in eine sinusförmige Welle heraufgesetzt, die der Anzahl von Windungen einer Spule des Transformators entspricht.
Andererseits wird die heraufgesetzte sinusförmige Spannung durch eine Gleichrichterschaltung D1 gleichgerichtet und dann wird ein Kondensator C2 voll geladen, wodurch eine gewisse Gleichspannung Vdc1 erzeugt wird. Zudem wird aus einer DC-Oszillationsschaltung 126 eine abhängig von beispielsweise einer Druckdichte bestimmte Ausgangsspannung ausgegeben, durch eine Gleichrichterschaltung 127 gleichgerichtet, und in ein negativen Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers IC1 eingegeben. Zu der selben Zeit wird in den positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers IC1 eine Spannung Vb eingegeben, die durch Dividieren einer Anschlussspannung von Anschlussspannungen des Aufwärtstransformators T1 mit zwei Widerständen gegeben ist, und dann wird ein Transistor Q1 angesteuert, so dass die Spannungen Va und Vb einander gleich sind. Als ein Ergebnis fließt ein Strom durch die Widerstände R1 und R2, um eine Spannungsverminderung zu bewirken, wodurch eine Gleichspannung Vdc2 erzeugt wird.
Eine gewünschte Gleichspannung kann erlangt werden, indem die zuvor beschriebenen Gleichspannungen Vdc1 und Vdc2 addiert werden, und sie wird mit der zuvor erwähnten Wechselspannung auf einer Seite einer zweiten Stufe der Wechselspannungserhöhungseinrichtung T1 überlagert, so dass die resultierende Spannung an eine Laderolle 11 in der Prozesskartusche C angelegt wird.
Beispielsweise wird die Gleichspannung bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Wechselspannungserhöhungseinrichtung T1 erzeugt, so dass die Gleichspannung von der Spitzenspannung Vpp abhängt. Mit anderen Worten, um eine gewünschte Gleichspannung Vdc zu erlangen, ist es notwendig, elektrische Ladungen in den Kondensator C2 bei einem gewissen Pegel zu laden. Wie in 17 gezeigt, ist es erforderlich, um eine vorbestimmte Gleichspannung Vdc' zu erzielen, dass die alternierende Spitzenspannung bzw. Spitzenwechselspannung Vpp zumindest 2 × |Vdc'| ist. Ist die Spitzenwechselspannung Vpp geringer als 2 × |Vdc'|, kann der Kondensator C2 nicht voll geladen werden, wodurch es misslingt, die vorbestimmte Gleichspannung Vdc' zur Verfügung zu stellen. Als ein Ergebnis kann die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel nicht auf ein Potential Vd geladen werden, das gleich einem gewünschten Potentialpegel ist, wodurch es misslingt, ein gutes Bild zur Verfügung zu stellen.
Andererseits wird, wenn eine Kapazität des Kondensators C2 erhöht wird, die Menge von geladenen elektrischen Ladungen größer, jedoch wird eine zum Laden von elektrischen Ladungen in den Kondensator erforderliche Zeit länger. Als ein Ergebnis wird eine Zeit zur Stabilisierung einer Ladewellenform erforderlich, so dass die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in einigen Fällen eine Unregelmäßigkeit des Oberflächenpotentials Vd verursacht.
Dementsprechend wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein Minimum Vpp-min von verfügbarer Spitzenwechselspannungen Vpp gesetzt, um die folgende Beziehung mit einer vorbestimmten Gleichspannung Vdc zu erfüllen: Vpp-min ≥ 2 × |Vdc|.
3-2) Bestimmung einer Vorrichtungsladevorspannung
Als Nächstes wird ein Verfahren des Bestimmens einer Ladevorspannung zu der Zeit einer Bilderzeugung unter Bezugnahme auf 16 und 17 erläutert.
Unter Bezugnahme auf 16 fließt ein Wechselstrom Iac durch eine Hochvoltenergieversorgungsschaltung GND über die Laderolle 11 und die lichtempfindliche Trommel 10, wenn die Ladevorspannung an die Laderolle 11 angelegt ist. Zu dieser Zeit erfasst und wählt eine Wechselstromerfassungseinrichtung 27 nur eine Wechselstromkomponente mit einer Frequenz, die gleich einer Ladefrequenz von dem Wechselstrom Iac ist, durch eine nicht abgebildete Filterschaltung aus, und die ausgewählte Wechselstromkomponente wird in eine entsprechende Spannung gewandelt, welcher Wert dann in die Maschinensteuereinrichtung 123 eingegeben wird. Beispielsweise kann die Wechselstromerfassungseinrichtung 128 zum Beispiel durch den Widerstand, Kondensator, und Diode gebildet sein, wodurch Erhöhungen von Preis und Platz der Energieversorgungsschaltung weniger beeinflusst werden.
Die eingegebene Spannung, die in die Maschinensteuereinrichtung 123 eingegeben ist, wird mit einer minimalen Spannung V0 verglichen, welche eine vorbestimmte Spannung ist, deren Eingabepegel im Voraus gesetzt ist. Beispielsweise ist die minimale Spannung V0 eine Ausgangsspannung für eine minimale Spitzenwechselspannung ohne Verursachung einer Ladeunregelmäßigkeit, und ein Wert davon wird auf der Grundlage eines minimalen Stromwerts Iac-0 bestimmt, der in der Lage ist, eine gleichmäßige Ladung zu bewirken. Der Wert von Iac-0 variiert abhängig von einer Prozessgeschwindigkeit einer Vorrichtung, einer Ladefrequenz, und Materialien für die Ladevorrichtung 11 und die lichtempfindliche Trommel 10. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, dass die minimale Spannung 0 in jedem Fall auch geeignet gesetzt wird.
Die Maschinensteuereinrichtung 123 wählt eine minimale Wechselausgangsspannung, welche zumindest eine vorbestimmte minimale Spannung V0 ist, als eine Wechselausgangsspannung aus dem Wechseloszillationsausgang 122 aus, das heißt wählt eine Ladevorspannung zu der Zeit einer Bilderzeugung aus.
Als Nächstes wird die Prozedur von der Wechselstromerfassung zur Ladevorspannungsbestimmung bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 18 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Ladevorspannungsbestimmungsschritt durchgeführt, unmittelbar nachdem die Prozesskartusche montiert ist.
Zuerst legt die Maschinensteuereinrichtung 123 des Vorrichtungshauptkörpers 20, wenn eine Erfassung des geschlossenen Zustands der Kartuschentür 18 bewirkt wird, die zu der Zeit eines Montierens der Prozesskartusche in den Bilderzeugungsvorrichtungshauptkörper 20 zu öffnen und zu schließen ist, zuerst eine geringste verfügbare Spitzenspannung Vpp-4 an.
Die Wechselstromerfassungseinrichtung erfasst und wandelt einen durch die lichtempfindlichen Trommel laufenden Wechselstrom Iac-4 in eine Erfassungsspannung V4, und speist die Erfassungsspannung V4 zurück zu der Maschinensteuereinrichtung 123 (Schritte S2 und S3).
Gilt V4 < Vx, wobei Vx eine Erfassungsspannung repräsentiert, wenn ein Bezugs-AC-Wert zur Erfassung des Vorhandenseins und des Nichtvorhandenseins der Prozesskartusche als Iac-x definiert ist, wird die Prozesskartusche beurteilt, dass sie nicht montiert ist, und Benutzer werden über das Nichtvorhandensein der Prozesskartusche informiert (Schritte S3, S11 und S12).
Andererseits wird, wenn V4 ≥ V0 gilt, Vpp-4 als eine Ladevorspannung zu der Zeit eines Druckens bestimmt ("Druckvorspannung") (Schritte S4, S13 und S10).
Wenn Vx < V4 < V0 gilt, wird die zweitniedrigste Spannung Vpp-3 angelegt, und es wird eine Erfassungsspannung V3 zurückgespeist und mit V0 verglichen (Schritt S5).
Wenn zu dieser Zeit V3 ≥ V0 gilt, wird Vpp-3 als eine Druckvorspannung verwendet (Schritte S6, S14 und S10).
Wenn V3 < V0 gilt, wird eine höhere Spannung Vpp-2 angelegt, und es wird eine resultierende Erfassungsspannung V2 erlangt (Schritt S7). Wenn V2 ≥ V0 gilt, wird V2 als die Druckvorspannung verwendet (Schritte S8, S15 und S10). Wenn V2 < V0 gilt, wird Vpp-1 als die Druckvorspannung verwendet (Schritte S8, S9 und S10).
Bei diesem Fall wird eine Ausgangsspannung V1 zu der Zeit eines Anlegens der maximalen Spannung Vpp-1 der verfügbaren Spitzenspannungen im Voraus gesetzt, um V1 ≥ V0 in einer beliebigen Umgebung zu erfüllen, wodurch in einer beliebigen Umgebung kein Ladefehlschlagen bzw. Lademisslingen auftreten kann. Zudem ist die Reihenfolge eines Vorspannungsanlegens nicht notwendigerweise identisch mit der in 18 Gezeigten.
(4) Effekte dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf 19 beschrieben
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurden zwei Arten von Prozesskartuschen CA und CB an den selben Bilderzeugungsvorrichtungshauptkörper 20 vorbereitet und montiert, gefolgt durch eine Mehrfachvordrehung. Die Prozesskartusche CA ist eine neue Kartusche und die Prozesskartusche CB ist eine gebrauchte Kartusche, die ungefähr die Hälfte der Betriebslebensdauer der neuen Prozesskartusche hat.
Die Prozesskartusche CA hat eine ausreichende Filmdicke der lichtempfindlichen Trommel 10, so dass eine kombinierte Kapazität davon mit der Ladeeinrichtung 11 klein ist. Als ein Ergebnis läuft durch die Prozesskartusche CA kaum ein Wechselstrom. Andererseits ist bei dem Fall der Prozesskartusche CB die lichtempfindliche Trommel 10 durch ihren Gebrauch bzw. Verwendung abgetragen, wodurch ihre Filmdicke vermindert ist, so dass die kombinierte Kapazität erhöht ist. Dementsprechend wird auch ein resultierender Wechselstromwert erhöht.
Wird die zuvor beschriebene Ladevorspannungsprozedur auf die Prozesskartuschen CA und CB angewendet, werden die in 19 gezeigten Ergebnisse erzielt. Wechselstromwerte Iac-4A, Iac-3A und Iac-2A beim Anlegen von Vpp-4, Vpp-3 und Vpp-2 sind jeweils unter einem Stromwert Iac-0, der kein Ladefehlschlagen verursacht, und nur ein Wechselstromwert Iac-1A bei Anlegen von Vpp-1 überschreitet Iac-0. Dementsprechend wird die Ladevorspannung zu der Zeit einer Montage der Prozesskartusche CA als Vpp-1 bestimmt.
Andererseits überschreiten Wechselstromwerte Iac-2B bei Anlegen von Vpp-2 Iac-0, auch wenn Wechselstromwerte Iac-4B und Iac-3B bei Anlegen von jeweils Vpp-4 und Vpp-3 unter Iac-0 sind. Dementsprechend wird es verstanden, dass die Prozesskartusche CB nicht das Ladefehlschlagen bei Anlagen von Vpp-2 verursacht. Bei dem Fall der Prozesskartusche CB wird der Ladevorspannungswert als Vpp-2 bestimmt.
Wie zuvor beschrieben, ist es notwendig, wenn die Erfassung von Iac nicht durchgeführt wird, Vpp-1, die kein Ladefehlschlagen verursacht, sogar an die Prozesskartusche CB anzulegen. Als ein Ergebnis wird die Menge der entladenen elektrischen Ladungen groß, und es gibt die Annahme, dass die lichtempfindliche Trommel 10 einen beträchtlichen Schaden erleidet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Fall des Verwendens der lichtempfindlichen Trommel 10 beschrieben, die eine verschiedene Filmdicke hat, jedoch ist der Fall des Verwendens von Ladeelementen 11, die eine verschiedene Impedanz haben, in ähnlicher Weise anwendbar.
Wie zuvor beschrieben, werden während der Mehrfachvordrehung, unmittelbar nach einer Montage der Prozesskartusche C, die Vielzahl von Ladewechselvorspannungen auf eine schaltende Weise angelegt, und zu der Zeit wird der durch die lichtempfindliche Trommel 10 und das Ladeelement 11 laufende AC-Wert erfasst, wodurch es möglich ist, eine geeignete Ladevorspannung der montierten Prozesskartusche C zu bestimmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind 4 Arten von Ladewechselvorspannungen zum Anlegen gesetzt, jedoch sollte es verstanden werden, dass, wenn zumindest zwei Arten der Ladewechselvorspannung anlegbar ist, derartige Fälle auch von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
<Ausführungsbeispiel 5>
Auch wenn Ausführungsbeispiel 4 beschreibt, dass die geeignete Ladevorspannung für jede der verschiedenen Prozesskartuschen CA und CB ausgewählt werden kann, kann bei diesem Ausführungsbeispiel die geeignete Ladevorspannung auch ausgewählt werden, auch wenn verschiedene Hauptkörper der Bilderzeugungsvorrichtung zum Einsatz kommen.
Bei Ausführungsbeispiel 4 variierte der erfasste AC-Wert abhängig von Unterschieden der Filmdicke der lichtempfindlichen Trommel 10 und der Impedanz des Ladeelements 11, sogar bei Anlegen der selben Spitzenspannung.
Andererseits ist es im Stand der Technik sehr gut bekannt, dass die Ladevorspannungsanlegeschaltung 121 der Bilderzeugungsvorrichtung bis zu einem gewissen Ausmaß Variationen an den Tag legt. Variiert die Spitzenspannung der Ladevorspannungsanlegeschaltung 121, variiert auch ein durch die lichtempfindliche Trommel 10 und das Ladeelement 11 laufender resultierender AC-Wert, sogar wenn die selbe lichtempfindliche Trommel 10 und das selbe Ladeelement 11 Verwendung finden.
20 zeigt einen Zustand, dass eine Ladevorspannung für jeden eines Bilderzeugungsvorrichtungskörpers D, der für einen oberen Grenzwert der Ladevorspannung gestaltet ist, und eines Bilderzeugungsvorrichtungskörpers E, der für einen unteren Grenzwert der Ladevorspannung gestaltet ist, während kein Ladefehlschlagen verursacht wird und die Menge der entladenen elektrischen Ladungen niedrig gehalten wird. Beispielsweise ist die Prozesskartusche eine gebrauchte Prozesskartusche.
Bezug nehmend auf 20 liegt, im Hinblick auf den Hauptkörper D, ein Wechselstromwert Iac-4D bei Anlegen von Vpp-4 unter Iac-0, jedoch überschreitet ein Wechselstromwert Iac-4D den Wert Iac-0. Dementsprechend wird es verstanden, dass es kein Problem gibt, wenn Vpp-3 als die Ladevorspannung ausgewählt wird.
Andererseits liegen, im Hinblick auf den Hauptkörper E, Wechselstromwerte Iac-4E und Iac-3E bei Anlegen von jeweils Vpp-4 und Vpp-3 unter Iac-0. Aus diesem Grund verursacht der für den unteren Grenzwert der Ladevorspannung gestaltete Hauptkörper E das Ladefehlschlagen, wenn Vpp-3 als die Ladevorspannung ähnlich wie bei dem für den oberen Grenzwert der Ladevorspannung gestalteten Hauptkörper D ausgewählt wird. Wird ein Wechselstromwert Iac-2E bei Anlegen eines höheren Spannungswerts Vpp-2 gemessen, überschreitet der gemessene Wechselstromwert Iac-2E den Wert Iac-0. Dementsprechend wird es verstanden, dass es erforderlich ist, Vpp-2 bei dem Hauptkörper E anzulegen, der für den unteren Grenzwert der Ladevorspannung gestaltet ist.
Wie zuvor beschrieben, ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, einen geringere Spitzenspannung einzusetzen, die kein Ladefehlschlagen bei den beiden Hauptkörpern D und E verursacht. Als ein Ergebnis wird es möglich, ungeachtet von Variationen des Bilderzeugungsvorrichtungshauptkörpers einen geeigneten Vorspannungswert anzulegen.
<Vermischtes>

1) Die Form des Kontaktladeelements 11 ist nicht auf die Rollenform beschränkt, sondern sie kann beispielsweise eine Form eines endlosen Bands haben. Ferner kann das Kontaktladeelement zusätzlich zu der Laderolle in der Form einer Fellbürste, Filzes, Gewebes, usw. verwendet werden. Es ist auch möglich, das Ladeelement 11 durch Lamination mit einer geeigneten Elastizität (Flexibilität) und Elektroleitfähigkeit auszustatten. Ferner kann das Ladeelement 11 in eine Ladeklinge, ein magnetisches Ladelement des Bürstentyps usw. modifiziert werden.
2) Die Belichtungseinrichtung zur Erzeugung des elektrostatischen Latentbilds ist nicht auf die Laserstrahlabtastbelichtungseinrichtung 12 zur Erzeugung eines Latentbilds auf eine digitale Weise beschränkt, sondern sie kann eine Einrichtung sein, wie beispielsweise eine gewöhnliche analoge Bildbelichtungseinrichtung und eine LED umfassende Lichtemissionsvorrichtungen sein. Es ist möglich, eine beliebige Einrichtung anzuwenden, die in der Lage ist, ein elektrostatisches Latentbild entsprechend zu Bilddaten zu erzeugen, wie beispielsweise eine Kombination der Lichtemissionsvorrichtung, wie beispielsweise eine fluoreszierende Lampe mit einer Flüssigkristallblende.
3) Das Latentbildhervorbringbauteil 10 kann beispielsweise ein dielektrischer Körper zum elektrostatischen Aufzeichnen sein. Bei diesem Fall ist die Oberfläche des dielektrischen Körpers hauptsächlich gleichmäßig auf eine vorbestimmte Polarität und ein vorbestimmtes Potential geladen, und dann werden von ihm die Ladungen selektiv durch eine Ladungsbeseitigungseinrichtung beseitigt, wie beispielsweise ein Ladungsbeseitigungsnadelkopf oder eine Elektronenpistole, wodurch ein objektives elektrostatisches Bild durch Schreiben erzeugt wird.
4) Die bei den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen verwendete Entwicklungsvorrichtung 13 ist von einem Umkehrentwicklungstyp, jedoch ist sie nicht darauf beschränkt. Es ist auch eine Entwicklungsvorrichtung eines normalen Typs anwendbar. Im Allgemeinen kann das Entwicklungsverfahren des elektrostatischen Latentbilds grob in die vier Typen klassifiziert werden, umfassend: ein Einkomponenten-Nichtkontaktentwicklungsverfahren, bei welchem ein Toner, der auf ein Entwicklertrageelement, wie beispielsweise eine Hülse, mit einer Klinge, usw. aufgetragen wird, für einen nichtmagnetischen Toner, oder der auf ein Entwicklertrageelement durch die Wirkung einer Magnetkraft aufgetragen wird, für einen magnetischen Toner, bei einem Nichtkontaktzustand auf das Bildhervorbringelement getragen und angewendet wird, um ein elektrostatisches Latentbild zu entwickeln; ein Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren, bei welchem der auf die zuvor erwähnte Weise auf das Entwicklertrageelement aufgetragene Toner bei einem Kontaktzustand auf das Bildhervorbringelement angewendet wird, um das elektrostatische Latentbild zu entwickeln; ein Zweikomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren, bei welchem ein durch Mischen von Tonerpartikeln mit einem magnetischen Träger erstellter Zweikomponentenentwickler bei einem Kontaktzustand auf das Bildhervorbringelement getragen und angewendet wird, um das elektrostatische Latentbild zu entwickeln; und ein Zweikomponenten-Nichtkontaktentwicklungsverfahren, bei welchem der Zweikomponentenentwickler bei einem Nichtkontaktzustand auf das Bildhervorbringelement angewendet wird, um das elektrostatische Latentbild zu entwickeln. Auf die vorliegende Erfindung sind diese vier Typen von Entwicklungsverfahren anwendbar.
5) Die Übertragungseinrichtung 15 ist nicht auf die Übertragungsrolle beschränkt, sondern sie kann in eine Übertragungseinrichtung modifiziert werden, die ein Band, Koronaentladung, usw. verwendet. Zudem ist es auch möglich, ein Zwischenübertragungselement (ein Element, auf das zeitweise übertragen wird), wie beispielsweise eine Übertragungstrommel oder ein Übertragungsband, zur Verwendung in einer Bilderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Vielfarben- oder Vollfarbenbildern durch Mehrfachübertragungsbetrieb zusätzlich zu einem monochromatischen Bild einzusetzen.
6) Als eine Wellenform bzw. Signalform einer Wechselspannungskomponente der an das Ladeelement 11 oder das Entwicklertrageelement 13-c (das heißt, eine AC-Komponente, welche eine Spannung mit einem sich periodisch variierenden Spannungswert ist), ist es möglich, eine sinusförmige Welle, eine Rechteckwelle, und eine Dreieckwelle einzusetzen. Zudem kann die Wechselspannung eine Rechteckwelle aufweisen, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Gleichspannungsenergieversorgung erzeugt wird.

Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und Variationen und Modifikationen können in dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.

Claims

Ladevorrichtung, mit einem Ladeelement (11) zum Laden eines zu ladenden Elements (10), wobei es mit dem zu ladenden Element (10) während einer ersten und zweiten Zeit kontaktierbar ist, einer Spannungsanlegeeinrichtung (21) zum Anlegen erster Wechselspannungen mit verschiedenen ersten Spitzen-zu-Spitzen-Spannungen an das Ladeelement (11) während der ersten Zeit, wobei ein Wechselstrom erfassbar ist, der durch das zu ladende Element (10) als Reaktion auf jede an das Ladeelement (11) angelegte erste Wechselspannung läuft, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (28), die dahingehend ausgestaltet ist, um eine an das Ladeelement (11) anzulegende zweite Spitzen-zu-Spitzen-Spannung auf der Grundlage einer einem minimalen Strom entsprechenden Spitzen-zu-Spitzen-Spannung zu bestimmen, wobei die zweite Spitzen-zu-Spitzen-Spannung während der zweiten Zeit an das Ladeelement (11) angelegt wird, wobei der minimale Strom nicht geringer als ein vorbestimmter Strom ist und der geringste Wechselstrom von Wechselströmen ist, die durch das zu ladende Element (10) laufen, wenn die ersten Wechselspannungen an das Ladeelement (11) angelegt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spannungsanlegeeinrichtung (21) eine Einzelspannungserhöhungseinrichtung (T1) aufweist, welche eine überlagerte Spannung ausgibt, die eine Wechselspannung und eine Gleichspannung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn eine minimale Spitzen-zu-Spitzen-Spannung der verschiedenen Spitzen-zu-Spitzen-Spannungen der ersten Wechselspannungen eine durch Vppmin bezeichnete minimale Spitzen-zu-Spitzen-Spannung umfasst, und eine Gleichspannung durch Vdc bezeichnet wird, die folgende Beziehung erfüllt ist: Vppmin/2 ≥ |Vdc|.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen Spitzen-zu-Spitzen-Spannungen der ersten Wechselspannungen sukzessive in aufsteigender Reihenfolge angelegt werden, bis die Bestimmungseinrichtung (28) die zweite Spitzen-zu-Spitzen-Spannung erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wechselströme durch das zu ladende Element (10), wenn eine maximale Spitzen-zu-Spitzen-Spannung der ersten Spitzen-zu-Spitzen-Spannungen angelegt wird, nicht geringer als der vorbestimmte Strom sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, zudem mit einer Erfassungseinrichtung (27) zur Erfassung des Wechselstroms.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zu ladende Element (10) ein Bildhervorbringelement ist; und die zweite Zeit ist eine Bilderzeugungszeit zur Erzeugung eines Bilds an dem Bildhervorbringelement.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spitzen-zu-Spitzen-Spannungen Wechselspannungen umfassen, die durch Vpp-n, und Vpp-(n + 1) in absteigender Reihenfolge bezeichnet werden, wobei n eine natürliche Zahl ist, wobei Vpp-n an das Ladeelement (11) während der zweiten Zeit angelegt wird und Vpp-(n + 1) während der ersten Zeit an das Ladeelement (11) angelegt wird, wobei die Spannung, die während der zweiten Zeit an das Ladeelement (11) angelegt wird, wenn der während der ersten Zeit durch das zu ladende Element (10) hindurchlaufende Strom kleiner als der vorbestimmte Strom ist, bei Vpp-n gehalten wird, und wobei die Spannung, die während der zweiten Zeit an das Ladeelement (11) angelegt wird, wenn der während der ersten Zeit durch das zu ladende Element (10) hindurchlaufende Strom nicht geringer als der vorbestimmte Strom ist, auf Vpp-(n + 1) geladen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladeelement (11) die folgende Beziehung erfüllt: 0,1 ≤ Rgering/Rhoch ≤ 10,wobei Rgering einen elektrischen Widerstandswert des Ladelements (11) in einer Umgebung einer Temperatur von 10°C und einer Feuchtigkeit von 10% repräsentiert, und Rhoch einen elektrischen Widerstandswert in einer Umgebung einer Temperatur von 35°C und einer Feuchtigkeit von 85% repräsentiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zu ladende Element (10) ein Bildhervorbringelement ist oder ein Bild trägt, und das Bildhervorbringelement und das Ladeelement (11) sind in einer Prozesskartusche zur Verfügung gestellt, die an einem Hauptkörper einer Bilderzeugungsvorrichtung abnehmbar montierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spannungsanlegeeinrichtung (21) dahingehend ausgestaltet ist, um die zweite Spitzen-zu-Spitzen-Spannung während eines Intervalls zu bestimmen, von da an, wenn die Prozesskartusche an dem Hauptkörper der Bilderzeugungsvorrichtung montiert ist und in einem Bereitschaftszustand gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zu ladende Element (10) ein Bildhervorbringelement ist, wobei die zweite Zeit eine Bilderzeugungszeit zur Erzeugung eines Bildes an dem Bildhervorbringelement ist, und wobei die erste Zeit eine Nicht-Bilderzeugungszeit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladeelement (11) das Bildhervorbringelement nur mit der zweiten Spitzen-zu-Spitzen-Spannung lädt, wenn an dem Bildhervorbringelement gerade ein Bilderzeugungsbetrieb durchgeführt wird.