DE68918313T2

DE68918313T2 - Elektrostatisches Aufnahmegerät.

Info

Publication number: DE68918313T2
Application number: DE68918313T
Authority: DE
Inventors: Isamu Komatsu; Toru Miyasaka; Osamu Namikawa; Takao Umeda
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-22
Also published as: KR960016801B1; DE68928805D1; EP0334287A3; DE68928805T2; JP2927808B2; EP0334287A2; US5138380A; EP0590691A3; EP0590691B1; EP0590691A2; US5504556A; US5404201A; DE68918313D1; EP0334287B1; JPH02139583A; CA1325241C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostatische Aufnahmevorrichtung des Typs, auf den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezug genommen wird. Eine derartigee Vorrichtung ist aus der EP-A-0 031 043 bekannt.
Nach bekanntem Stand der Technik wird in einer elektrostatischen Aufnahmevorrichtung im allgemeinen ein photoleitfähiges Element elektrisch aufgeladen, um eine Belichtung eines optischen Bildes zu veranlassen, um ein latentes elektrostatische Bild zu erzeugen, das dann entwickelt wird, um ein Tonerbild auf einem photoleitfähigen Element zu erhalten. Anschließend wird das Tonerbild auf ein Blatt Papier übertragen, um das Bild auf dem Blatt zu fixieren, wodurch ein Aufnahmevorgang erzielt wird. Bei diesem Vorgang bestimmt die Menge an Elektrizität, mit der das photoleitfähige Element aufgeladen wird, d.h. das Niveau eines elektrischen Potentials des Elements, die Wirkung der elektrostatischen Aufnahmevorgangs, und daher ist ein zugehöriger Steuermechanismus vorgesehen.
Gemäß der JP-A-61-56514 wird ein Abschniff einer photoleitfähigen Lage derart auf einer photoleitfähige Trommel aufgerollt, daß ein Verwendungsabschnitt der Lage durch Aufwickeln der Lage gewechselt wird, wobei für die photoleitfähige Lage des aufgewickelten Typs ein auf der Trommel angeordneter Abdeckabschnitt einer Öffnung zum vorwärts und rückwärts Hindurchführen der photoleitfähigen Lage in jeder Situation auf ein Erdungspotential gesetzt ist oder das Abdeckungspotential auf das Erdungspotential gesetzt ist, wenn sich der Abdeckabschnitt in einer Position befindet, die Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln gegenüberliegt. Es ist eine Aufgabe dieses Systems, daß auf den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln eine Nullpotentialkorrektur durchgeführt wird, wenn die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel den Abdeckabschnitt passieren. Eine weitere Aufgabe dieses Systems ist das Messen des Oberflächenpotentials des photoleitfähigen Elements unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel, um die Ladevorrichtung zu steuern.
In jedem Fall ist das Potentials des Abdeckabschnitts offen oder auf das Erdungspotential gesetzt.
Die JP-A-584172 andererseits beschreibt ein System, bei dem eine Kalibrierspannung mit dem Abdeckabschnitt verbunden wird, wenn der Abdeckabschnitt auf eine Stelle eingestellt ist, die den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln gegenüberliegt, um die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel zu kalibrieren, oder der Abdeckabschnitt mit einem Ampèremeter verbunden wird, um einen Koronastrom zu messen, um eine Ausgabe der Stromquelle der Ladevorrichtung einzustellen.
Gemäß der oben beschriebenen Technologie wird der in einem Abschnitt der Oberfläche des photoleitfähigen Elements oder Körpers angeordnete Abdeckabschnitt (Referenzpotential-Meßabschnitt) als Elektrode zur Kalibrierung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel oder als Elektrode zum Erfassen des Koronastroms der Ladevorrichtung verwendet.
Die EP-A-0 031 043 offenbart eine elektrostatische Aufnahmevorrichtung mit einer Ladevorrichtung zum Laden einer Ladungsaufnahmefläche eines photoleitfähigen Körpers und einem Abschnitt zum Durchführen der Belichtung, Entwicklung und Übertragung, einem auf einem Abschnitt einer Oberfläche des photoleitfähigen Körpers angeordneten und elektrisch von der Ladungsaufnahmefläche isolierten Referenzpotential-Meßabschnitt zum Bereitstellen eines Zielpotentials; Spannungsanlegemitteln zum Anlegen des Zielpotentials an den Referenzpotential-Meßabschnitt; und Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln zum Erfassen eines Potentials des Referenzpotential-Meßabschnitts und eines Potentials der Ladungsaufnahmefläche.
Die vorliegende Erfindung soll weiter wirksam den Abdeckabschnitt nutzen und hat die folgenden Aufgaben.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Oberflächenpotential- Steuermittel zu schaffen, bei denen ein Oberflächenpotential des Referenzpotentialabschnitts und ein Oberflächenpotential der Ladungsaufnahmefläche derart vergleichend gemessen werden, daß die Ladevorrichtung gesteuert wird, um das Potential für die Ladungsaufnahmefläche und für den Abdeckabschnitt anzugleichen, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit entwickelt wird, ohne daß notwendigerweise eine Kalibrierung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel erforderlich ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, daß das Potential des Referenzpotentialabschnitts abhangig von einer Entwicklungsbedingung (normale oder umgekehrte Entwicklung für ein positives oder negatives Bild) elektrisch aufgeladen wird, wenn der Referenzpotentialabschnitt einen Entwickler passiert, um zu verhindern, daß Toner auf dem Referenzpotential-Meßabschnitt fixiert und dadurch auf einen Bereich übertragen wird, in dem der Toner nicht erforderlich ist.
Diese Aufgaben werden durch eine elektrostatische Aufnahmevorrichtung gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Abhängige Ansprüche betreffen Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zusammenfassung anhand des Prinzips der vorliegenden Erfindung, die zum Lösen der oben genannten Aufgaben geeignet ist.
In einem Abschnitt der Oberfläche einer Trommel mit einem photoleitfähigen Körper ist ein von dem Übertragungsvorgang ausgenommener Bereich angeordnet, und dort ist ein Element zur direkten oder indirekten Versorgung des Bereichs mit einer Spannung von einer externen Stromversorgung angeordnet, um den Abschnitt auf ein vorbestimmtes Potential zu setzen, und dann wird auf der Oberfläche der rotierenden Trommel ein Referenzpotential-Meßabschnitt konfiguriert. Das Verfahren der indirekten Zuführ der Spannung bedeutet hier ein Verfahren zur Zuführ einer elektrischen Ladung unter Verwendung einer Ladevorrichtung.
Auf diese Weise können die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel durch Anordnen der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel an einem oberen Abschnitt der photoleitfähigen Trommel während der Drehung der photoleitfähigen Trommel das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts und das der Ladungsaufnahmefläche in vorbestimmten Intervallen bzw. in einem Zyklus messen, wodurch die oben genannten Aufgaben gelöst werden. Die Figuren 1A und 1B sind zur Erläuterung der oben beschriebenen Funktionsweise geeignete erklärende Diagramme. Wie in Fig. 1A gezeigt, ist die photoleitfähige Trommel derart beschaffen, daß ein Abschnitt einer photoleitfähigen Lage 4 durch eine in einem Abschnitt eines Trommelrohrs 3 nach der Außenseite hin angeordnete Öffnung 5 von einer Vorratsrolle 1 gezogen wird, um auf das Trommelrohr 3 aufgerollt zu werden; anschließend wird die Lage 4 von der Öffnung 5 wieder in das Innere zugeführt, um auf eine Aufnahmerolle 2 aufgerollt zu werden, und die Öffnung 5 wird durch eine Abdeckung 6 abgedeckt. Das Potential der Abdeckung 6 wird auf VS gesetzt. Bei diesem Aufbau kann ein Referenzpotenzialbereich in einem Abschnitt der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel angeordnet sein. Bei dem Beispiel nach Fig. 1A bildet die Abdeckung 6 den Referenzpotenzialbereich.
Das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts ist auf einen Wert gesetzt der von dem Potential auf der Trommeloberfläche (der Ladungsaufnahmefläche) derart angenommen werden soll, daß die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel während der Drehung der Trommel das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts und das Potential der Ladungsaufnahmefläche erfassen, um eine Differenz zwischen diesen zu ermitteln, und die Funktion der Ladeeinrichtung ist zum Minimieren des Differenzpotentials eingestellt, um das Potential der Ladungsaufnahmefläche zu variieren. In dieser Situation kann der Spannungserfassungsfehler während einer Drehung der Trommel als konstant für die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel betrachtet werden; daher kann eine hochgradig präzise Oberflächenpotentialsteuerung erreicht werden, ohne regelmäßig eine Kalibrierung der Oberflächenpotential- Erfassungsmittel vorzunehmen. Wenn das Potential des Referenzspannungs- Meßabschnitts entsprechend dem Entwicklungszustand in geeigneter Weise eingestellt ist, ist es zudem möglich, eine Fixierung des Toners auf dem Abschnitt zu verhindern, wenn der Abschnitt den Entwickler durchläuft, der über dem Randbereich der Trommel angeordnet ist. Ferner erfassen die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts und das Potential der Ladungsaufnahmefläche, um die Differenz zwischen diesen und ihre Verteilung zu überprüfen, und daher ist es möglich, eine erhebliche oder unregelmäßige Änderung des Potentials aufgrund einer Verschlechterung der Ladungsaufnahmefläche zu erkennen, was das Erfassen der Verschlechterung der Ladungsaufnahmefläche, d.h. des photoleitfähigen Körpers, und daher die Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers ermöglicht.

KURZBESCHRElBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:
Fig. 1A und Fig. 1B schematische Diagramme sind, die eine Ausführungsform zeigen, in der das grundlegende erfindungsgemäße Funktionsprinzip dargestellt ist, wobei Fig. 1A eine erfindungsgemäße elektrostatische Aufnähmevorrichtung und Fig. 1B das Diagramm eines zugehörigen Steuersystems zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm ist, das wie Fig. 1A und Fig. 1B schematisch eine weitere Ausführungsform zur Erklärung des grundlegenden erfindungsgemäßen Funktionsprinzips zeigt wobei eine zeitabhängige Schwankung des Oberflächenpotentials einer Oberfläche eines photoleitfähigen Körpers in einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Aufnahmevorrichtung dargestellt ist;
Fig. 3A bis Fig. 3K erklärende Diagramme sind, die zur Erklärung des Referenzspannungs-Meßabschnitts (Abdeckabschnitts) und dessen Funktionsweise in einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Aufnahmevorrichtung nützlich sind;
Fig. 4A und Fig. 4B schematische Diagramme sind, die eine Systemkonfiguration einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Aufnahmevorrichtung mit einem Aufbau eines Ersatzsystems für photoleitfähige Lagen auf der Grundlage einer Oberflächenpotentialsteuerung und einer Haltbarkeitsbewertung der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers zeigt;
Fig. 5A und Fig. 5B Diagramme sind, die schematisch eine weitere Ausführungsform zeigen, in der abhängig von der Oberflächenstromsteuerung des photoleitfähigen Körpers nach dem Ladevorgang in bezug auf die Oberflächenpotentialsteuerung nach Fig. 4A und Fig. 4B eine Haltbarkeitsbewertung erfolgt;
Fig. 6A und Fig. 6B Diagramme sind, die ein Steuersystem zeigen, in dem nach der Belichtung die Restspannung des photoleitfähigen Körpers gemessen wird, um eine Bildsteuerung von hoher Qualität und eine Haltbarkeitsbewertung des photoleitfähigen Körpers nach Fig. 4A und Fig. 4B zu veranlassen;
Fig. 7A und Fig. 7B Konfigurationsdiagramme sind, die eine photoleitfähige Trommel einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Aufnahmevorrichtung zeigen;
Fig. 8 ein Systemkonfigurationsdiagramm ist, das ein Datenverarbeitungssystem zeigt das eine erfindungsgemäße elektrostatische Aufnahmevorrichtung verwendet;
Fig. 9A bis Fig. 9C Betriebsdiagramme sind, die eine zeitabhängige Schwankung des gemessenen Potentials des Oberflächenpotentials eines erfindungsgemäßen photoleitfähigen Körpers zeigen; und
Fig. 10A und Fig. 10B schematische Diagramme sind, die zur Erklärung eines Beispiels der von den erfindungsgemäßen Oberflächenpotential- Erfassungsmitteln gemessenen Ausgabe der Oberfläche eines Ladungsaufnahmeelements nützlich sind.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zur klareren Erklärung der vorliegenden Erfindung erfolgt zunächst eine Beschreibung der Funktionsweise einer elektrostatischen Aufnahmevorrichtung, bei dem die vorliegende Erfindung nicht angewendet wird.
In den Figuren 1A und 1B ist ein Trommelrohr 3 durch eine darauf aufgerollte Lage 4 aus einem photoleitfähigen Material bedeckt um eine photoleitfähige Trommel zu bilden, und dreht sich in die Richtung des gebogenen Pfeils R. Eine elektrische Ladungsaufnahmefläche der photoleitfähigen Trommel wird durch eine Ladevorrichtung 8 aufgeladen, und dann bewirkt ein optisches System 9 eine Belichtung eines optischen Bilds, um ein latentes Bild darauf zu bilden. Anschließend wird das latente Bild von einem Entwickler 10 entwickelt, um ein Tonerbild als sichtbares Bild zu ergeben, das dann von einer Übertragungsvorrichtung 11 auf ein Blatt Papier übertragen wird. Das übertragene Tonerbild wird von einer Fixiervorrichtung 14 auf dem Blatt 13 fixiert und das Blatt 13 wird aus der Vorrichtung ausgegeben. Das Restpotential der photoleitfähigen Trommel wird andererseits durch eine Löschvorrichtung 15 entfernt, und anschließend wird die Oberfläche des photoleitfähigen Körpers von einem Reiniger 16 von verbliebenem Toner gereinigt, danach werden die Schritte des Vorgangs beginnend mit dem Ladeschritt wiederholt ausgeführt.
Die Figuren 1A und 1B zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Konfiguration nach der Fig. 1A wird ein Abschnitt der photoleitfähigen Lage 4 von einer Vorratsrolle 1 durch eine in einem Abschnitt des Trommelrohrs 3 angeordnete Öffnung derart zur Außenseite gezogen, daß er auf das Trommelrohr 3 gewickelt ist; danach wird die Lage 4 wieder durch die Öffnung 5 zur Innenseite zugeführt, um auf eine Aufnahmespule 2 aufgerollt zu werden, wodurch die photoleitfähige Trommel gebildet wird. Die Öffnung 5 ist von einer Abdeckung 6 bedeckt, die gegenüber dem Trommelrohr 3 isoliert ist. Diese Abdeckung 6 wird als im Bereich der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel ausgebildeter Referenzpotential-Meßabschnitt (Abdeckabschnitt) verwendet.
In Fig 1A bezeichnen die Bezugszeichen 17, 18 und 19 jeweils einen Sensor zum Erfassen der Position der Abdeckung 6, eine Stromquelle der Ladevorrichtung 14 und eine zugehörige Steuerschaltung.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Betriebs, wenn der oben erwähnte Referenzpotential-Meßabschnitt vorgesehen ist. Fig. 1A ist eine Draufsicht, die auf der Abdeckung 6 zentrierte Abschnitte zeigt die als Referenzpotentialabschnitt angeordnet ist. Fig. 2 zeigt eine zeitabhängige Schwankung einer Ausgabe eines unter Verwendung der über der photoleitfähigen Trommel angeordneten Oberflächenpotential-Erfassungsmittel auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel gemessenen Potentials. Fig. 2 zeigt ein in einem Stadium, in dem die Oberfläche des photoleitfähigen Körpers von der Ladevorrichtung 8 aufgeladen wird, entwickeltes Merkmal. Das Potential VS des Abdeckelements 6 kann durch Verwendung einer externen Stromversorgung frei eingestellt werden. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die Spannung auf ein von dem Material des Ladungsaufnahmeabschnitts (des photoleitfähigen Körpers) bestimmtes Potential VS eingestellt ist. Das Potential der Oberfläche des Ladungsaufnahmekörpers variiert abhängig von Bedingungen wie Ladungsbedingungen der Ladevorrichtung (der Ladespannung, der Netzspannung etc.) und dem Grad der Abnutzung der Ladungsaufnahmefläche. Wenn die Ladebedingungen ungeeignet sind, wird das Potential VO der Ladungsaufnahmefläche niedriger oder höher als das Potential VS. Dadurch muß der Wert von VO derart gesteuert werden, daß er einen Wert nahe VS annimmt.
Bei dieser Anordnung nimmt die Ausgabe von der Oberflächenpotential- Erfassungsvorrichtung auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel durch Steuern der Ladevorrichtung während der Drehung der Trommel im wesentlichen den gleichen Wert an wie das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts, da der Referenzpotentialabschnitt 6, der das Abdeckelement umfaßt auf einer Oberfläche des photoleitfähigen Körpers angeordnet ist, wodurch das Potential der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers derart gesteuert wird, daß es einen geeigneten Wert annimmt.
Wie in Fig. 2 gezeigt werden die Verhältnisse zum Spannungsniveau durch einen Vergleich mit dem Referenzpotentialabschnitt derart festgelegt daß eine Korrektur im folgenden Zyklus bewirkt wird.
Nach dieser Anordnung müssen die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel das absolute Potential auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel nicht messen, d.h. das Potential auf der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers kann ohne eine absolute Kalibrierung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
Bei der Anordnung nach den Figuren 1A und 1B wird der Positionssensor 17 verwendet, um die Position des Abdeckabschnitts zu bestimmen. Daher kann auch davon ausgegangen werden, daß der Abdeckabschnitt nicht auf den Referenzwert begrenzt sein muß es kann nämlich durch die Verwendung des Positionssensors an einem Abschnitt des photoleitfähigen Körpers derart ein Sensorbetrieb erfolgen, daß das Oberflächenpotential gemessen wird, welches dann als Referenzwert für einen Vergleich mit dem Potential eines weiteren Abschnitts verwendet wird.
Der photoleitfähige Körper erfährt bei einem Langzeitbetrieb eine Verschlechterung. Die Verschlechterung umfaßt eine elektrische, mechanische und chemische Verschlechterung.
Dies bedeutet, daß die Oberfläche des photoleitfähigen Körpers mit der Zeit oxydiert, wenn der photoleitfähige Körper einer Koronaentladung ausgesetzt ist, und daß daher der Wert des Oberflächenwiderstands abnimmt.
Wenn auf der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers vorhandene Fehler wie ein Nadelstich der Koronaentladung ausgesetzt werden, wird ferner der Durchgangswiderstand stellenweise vermindert. Diese Phänomene verursachen die elektrische Verschlechterung.
Als chemische Verschlechterung kann eine beispielsweise durch Ozon oder NO&sub3; verursachte Verschlechterung betrachtet werden.
Zudem wird durch ein beim Entwickeln auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel fixiertes Entwicklermaterial (hauptsächlich einen Träger) und durch eine zerstörende Wirkung des Reinigers die mechanische Verschlechterung verursacht. Tatsächlich tritt eine zusammengesetzte Verschlechterung ein, die mit einer Kombination dieser Phänomene zusammenhängt.
Wenn der photoleitfähige Körper eine Verschlechterung erfährt, verliert er die Glätte seiner Oberfläche, und dadurch ist die Verteilung des Oberflächenpotentials nach dem Ladevorgang nicht einheitlich, es treten nämlich zufällig Stellen auf, an denen das Oberflächenpotential lokal jeweils hoch und niedrig ist (lokale Variationen des Oberflächenpotentials des photoleitfähigen Körpers). In einer derartigen Situation kann die nachteilige Bedingung nicht nur durch die Spannungssteuerung der Ladevorrichtung berichtigt werden es ist nämlich erforderlich, den photoleittähigen Körper zu ersetzen.
Aus den oben aufgeführten Gründen sind Steuermittel derart vorgesehen, daß die Verteilung des Oberflächenpotentials auf der Ladungsaufnahmefläche unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel gemessen wird, um den Verteilungszustand mit dem Referenzwert zu vergleichen, wodurch die Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers erreicht wird.
Während der Drehung der Trommel wird ferner das Potential auf dem Referenzpotential-Meßabschnitt und der Ladungsaufnahmefläche unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel gemessen, um derart die Differenz zwischen den gemessenen Spannungen zu ermitteln, daß die Funktion der Ladevorrichtung zum Andern des Potentials der Ladungsaufnahmefläche minimiert wird. In dieser Situation kann der Spannungserfassungsfehler der Oberflächenpotential- Erfassungsmittel als während der Rotation der Trommel konstant betrachtet werden; daher kann das Oberflächenpotential ohne eine ständige Kalibrierung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden. Wenn ferner das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts abhängig von den Entwicklungsbedingungen in geeigneter Weise gesetzt ist, ist es möglich, eine Fixierung des Toners auf dem Abschnitt zu verhindern, wenn der Abschnitt den über dem Rand der Trommel angeordneten Entwickler passiert. Zudem messen die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel das Potential auf dem Referenzpotential- Meßabschnitt und auf der Ladungsaufnähmefläche, um die Differenz zwischen den Potentialwerten und ihrer Verteilung zu überprüfen, wodurch die Erkennung einer erheblichen Änderung und einer unregelmäßigen Schwankung des Potentials aufgrund der Verschlechterung der Ladungsaufnahmefläche ermöglicht wird; und wodurch daher die Erkennung der Verschlechterung der Ladungsaufnähmefläche, d.h. des photoleitfähigen Körpers ermöglicht wird.
Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf die Figuren 3A bis 3K eine Beschreibung einer weiteren Ausführungsförm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig 3A bezeichnet das Bezugszeichen 6 ein Abdeckelement, das einen Referenzpotential-Meßabschnitt bildet (dieser Abschnitt wird nämlich auf das Referenzpotential zurückgesetzt gehalten).
In dieser Ausführungsform ist eine Ladevorrichtung 8 als Mittel zur Zuführ des Referenzpotentials zum Abdeckelement 6 ohne Verwendung einer externen Gleichstromzufuhr vorgesehen.
Für das Abdeckelement 6 sind ein Varistor 20 als Spannungsregulierelement und ein Kondensator C vorgesehen, die parallel verbunden sind, um mit den Erdungspotential verbunden zu sein Die Bezugszeichen 18a und 18b bezeichnen Stromzuführen für die Ladevorrichtung 8.
In einer Scorotron-Ladevorrichtung, die derart angeordnet ist, däß sie dem Abdeckelement 6 gegenüberliegt und von diesem getrennt ist, wird ein Oberflächenpotential des Abdeckelements 6 wie in Fig. 3B gezeigt verändert, wenn eine Leitungsspannung Vc einer Entladeleitung 8a oder eine Netzspannung Vg eines Stromnetzes 8b erhöht wird. In diesem Diagramm bezeichnet VV ein Betriebspotential (Varistorspannung) des Varistors 20, und iV ist ein Varistorstrom.
Wie aus Fig. 3B hervorgeht, steigt das Oberflächenpotential Vk des Abdeckelements 6, wenn die Netzspannung Vg höher wird; und wenn Vk das Betriebspotential VV des Varistors 20 erreicht, ist der Wert von Vk gesättigt, und der Varistorstrom iV beginnt sodann zu steigen.
Auf diese Weise wird die Oberflächenspannung des Abdeckelements 6, das den Referenzpotential-Meßabschnitt bildet, auf das Referenzpotential VV zurückgesetzt gehalten.
Fig. 3C ist ein Graph, der eine zeitabhängige Schwankung des Abdekkungsoberflächenpotentials Vk nach dem Passieren einer Position unter der Ladevorrichtung 8 durch das Abdeckelement 6 zeigt. Wie hier gezeigt, wird das Potential Vk entsprechend einer Zeitkonstante C und R verringert, wobei R einen Widerstand des Varistors 20 bezeichnet.
Wenn das Entwicklungsverfahren eine gewöhnliche Entwicklung ist, wird, wenn das Potential des Abdeckelements 6 auf einen Wert gesetzt ist, der niedriger ist als ein Entwicklungsvorspannungspotential, der Toner nicht auf dem Abdeckelement 6 fixiert, wenn dieses den in Fig. 1A gezeigten Entwickler 10 passiert.
Auch wenn ein anderer Referenzpotentialabschnitt als das Abdeckelement 6 vorgesehen ist, ist es lediglich erforderlich, das Potential des Referenzpotentialabschnitts niedriger einzustellen als das Entwicklungsvorspannungspotential.
Zudem muß im Falle einer umgekehrten Entwicklung das Potential des Referenzpotentialabschnitts höher eingestellt werden als das Vorspannungspotential um eine Fixierung des Toners darauf zu verhindern. Das Potential VJ zu einem Zeitpunkt, zu dem das Abdeckelement 6 eine Position unter den Oberflächenpotential- Erfassungsmitteln (Fig. 1A) passiert wird die folgt ausgedrückt:
VJ=VV e-t/C R
Um das Potential der Ladungsaufnahmefläche des photoleitfähigen Körpers auf das Referenzpotential VS zu setzen, ist des dementsprechend lediglich erforderlich, wie folgt einen Varistor mit einer Betriebsspannung VV für die Verwendung zu wählen:
VV=VS e-t/CR
Dadurch ist das Potential Vk des Abdeckabschnitts niedriger als VS, wenn der Abdeckabschnitt eine Position unter den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln passiert. Wie oben beschrieben erübrigt sich durch die Verwendung des Varistors und von C und R die Verwendung einer weiteren externen Stromquelle. Um eine Gleichstromzuführ von einer externen Stromquelle zu bewirken, ist ein Schlupfringmechanismus erforderlich, der in dem erfindungsgemäßen System ebenfalls überflüssig wird. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß ein einfaches Verfahren implementiert, und es ist keine zusätzliche Stromquelle erforderlich, und daher kann mit geringen Kosten ein kompaktes System zusammengestellt werden.
Wie in Fig. 3D gezeigt ist der Varistor 20 zusätzlich zu einer parallelen Verbindung des Kondensators C und des Festwiderstands R ferner seriell verbunden, um das Abdeckelement mit dem Erdungspotential zu verbinden, was zu einer ähnlichen Funktionsweise und Wirkung führt.
Ferner können durch Verwendung einer Zenerdiode anstelle des Varistors 20 eine ähnlichen Funktionsweise und Wirkung entwickelt werden. Es ist, kurz ausgedrückt möglich, ein geeignetes Spannungsregulierelement zu wählen.
Die Figuren 3E, 3F und 3G zeigen eine weitere Ausführungsform der Abdeckung 6a, wobei ein Verfahren für die Anwendung in einer externen Stromquelle zur Zuführ eines Potentials zur Abdeckung 6 gezeigt ist. Wie in Fig. 3E gezeigt ist die Abdeckung 6 derart beschaffen, daß sie entsprechend eines Umschaltvorgangs eines Schalters mit zwei Arten von Spannung angewendet werden kann, wobei V eine Kalibrierspannung ist und VS eine Aufnahmespannung auf der Ladungsaufnahmefläche bezeichnet. Fig. 3H zeigt ein Beispiel eines zeitbezogenen Ablaufdiagramms in einem Fall, in dem nach der Kalibrierung des Oberflächenelektrometers 7 die Oberfläche des photoleitfähigen Körpers einheitlich elektrisch aufgeladen wird. Dies bedeutet, däß zunächst, nachdem die Drehgeschwindigkeit der Trommel auf einen konstanten Wert eingestellt ist, die Stromquellenspannung Vl mit der Abdeckung 6 verbunden wird, die entsprechend das Einstellen des Abdeckungspotentials auf die Kalibrierspannung Vl bewirkt. In diesem Stadium mißt das Oberflächenelektrometer 7 das Abdekkungspotential, um das Oberflächenelektrometer 7 derart zu kalibrieren, daß es einen Spannungswert Vl angibt. Nach Abschluß der Kalibrierung wird der Schalter umgestellt, um das Abdeckungspotential auf VS zu setzen. Anschließend wird die Ladevorrichtung 8 in Betrieb gesetzt. Die Ladevorrichtung 8 wird gesteuert, um die Angabe VS im Elektrometer 7 der photoleitfähigen Oberfläche aufrecht zu erhalten. Dadurch kann das Elektrometer 7 korrekt kalibriert werden. In diesem Fall kann, wie in den Figuren 3F und 3G gezeigt, die Anordnung auf der VS-Seite genauso eingestellt sein wie in den Figuren 3A und 3D, obwohl zwei Einheiten externer Kraffquellen erforderlich sind. In dieser Situation kann die Anzahl der externen Kraftquellen auf eine verringert werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 3A bis 3K erfolgte eine Beschreibung eines Falles der umgekehrten Entwicklung. Bei dieser Konfiguration ist es erforderlich; daß das Potential der Abdeckung 6 auf einem Wert gehalten wird, der hinreichend größer als die Entwicklungsvorspannung ist, wenn die Abdeckung 6 den Entwickler 10 passiert, um eine Fixierung des Toners darauf zu verhindern. Im Falle einer normalen Entwicklung hingegen ist es erforderlich, das Potential der Abdeckung 6 auf einem hinreichend niedrigeren Wert als die Entwicklungsvorspannung zu halten, wenn die Abdeckung 6 den Entwickler 10 passiert. Die Figuren 3I bis 3J zeigen Stromquellensysteme, die im Falle einer normalen Entwicklung mit der Abdeckung 6 verbunden werden. Fig. 31 gehört zu einem Fall, in dem das Abdeckungspotential vollständig von einer externen Stromquelle zugeführt wird, wobei Vl eine Kalibrierspannung bezeichnet, VS verwendet wird, um ein Referenzpotential zur Steuerung des Oberflächenpotentials der Ladungsaufnahmefläche zuzuführen, und R einen Stromsteuerwiderstand zur Verringerung des Abdeckungspotentials auf das Erdungspotential bezeichnet. Fig. 3K zeigt ein zeitbezogenes Ablaufdiagramm, in den das Potential der Abdeckung 6 zunächst auf Vl gesetzt wird, um das Oberflächenpotential der Abdeckung 6 zu messen, wobei das Oberflächenelektrometer 7 kalibriert wird. Nach Abschluß der Kalibrierung wird das Potential der Abdeckung 6 auf VS gesetzt, und dann wird eine Ladevorrichtung 8 derart gestartet, däß das Oberflächenpotential der Ladungsaufnahmefläche nach dem Aufladevorgang unter Verwendung des Oberflächenelektrometers erfaßt wird, um die Ladevorrichtung 8 zu steuern, um einen erfaßten Wert VS zu erhalten. Dies bedeutet, daß die Ladespannung VC, die Netzspannung VG oder der Koronastrom einer Änderung unterzogen werden. Anschließend wird das Potential der Abdeckung 6 durch einen Widerstand geerdet, so daß es niedriger als die Vorspannung des Entwicklers 10 wird, und dann wird die Abdeckung 6 unter dem Entwickler 10 hindurchgeführt. Danach wird dieser Vorgang wiederholt ausgeführt.
Nach Fig. 3J werden anstelle der Stromquelle VS der Fig. 3I ein Widerstand, ein Kondensator und ein Varistor verwendet, was das Entfernen einer externen Stromquelle ermöglicht.
Die Figuren 4A und 4B zeigen Ersatzsysteme für photoleitfähige Lagen, die auf der Grundlage der Oberflächensteuerung des photoleitfähigen Körpers und der Bewertung von dessen Haltbarkeit nach einem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten.
Fig. 4A zeigt eine elektrostatische Aufnahmevorrichtung, bei der eine der Fig. 3A entsprechende Varistorschaltung angeordnet ist, wohingegen Fig. 4B eine elektrostatische Aufnähmevorrichtung zeigt, in der eine der Fig. 3D entsprechende Varistorschaltung angeordnet ist.
Wie unter Bezugnahme auf die Figuren 3A bis 3K beschrieben, wird das Referenzpotential VS der Ladungsaufnahmefläche des photoleitfähigen Körpers von der Ladevorrichtung 8 an den Abdeckabschnitt 6 angelegt.
Der Betrieb fünktioniert wie folgt:
(i) Der Positionssensor 17 erfaßt eine Position des Abdeckelements (Referenzpotentialabschnitts), und der zu diesem Zeitpunkt durch die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 gemessene Wert (der nicht notwendigerweise ein absoluter Wert ist) wird als Referenzspannung VS der Ladungsaufnahmefläche in einen arithmetischen Verarbeitungsabschnitt 24 eingegeben.
Bei dem Meßvorgang des Abdeckungsoberflächenpotentials kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem der von der Mitte der Abdeckung erhaltene Meßwert als Referenzpotential dem arithmetischen Verarbeitungsabschnitt zugeführt wird, um eine Einwirkung beispielsweise eines Spalts zwischen dem Abdeckelement und der photoleitfähigen Lage zu verhindern. Die Bezugszeichen 21, 22 und 23 bezeichnen jeweils einen Analog/Digital-Umwandler (A/D- Umwandler), eine Arithmetikeinheit und einen Digital/Analog-Umwandler (D/A-Umwandler). Die Arithmetikeinheit umfäßt eine Zentraleinheit (CPU), einen programmierbaren Speicher (RAM), einen Festspeicher (ROM) und dergleichen
(ii) Die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel messen das Oberflächenpotential VO der Ladungsaufnahmefläche, um dem arithmetischen Verarbeitungsabschnitt 24 das Potential VO zuzuführen, das dann mit der zuvor in Schritt 1 eingegebenen Referenzspannung VS der Ladungsaufnahmefläche verglichen wird.
Auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses steuert die Steuerschaltung 19 die Stromquellen 18a und 18b der Ladevorrichtung derart, däß die Steuerung des Oberflächenpotentials wie in Fig. 2 gezeigt erfolgt, um das Potential VO der Ladungsaufnahmefläche so einzustellen, daß es im nächsten Zyklus im wesentlichen mit VS identisch ist.
Als Verfähren zur Steuerung der Stromquelle der Ladevorrichtung kann eine Steuerung der Netzspannung Vg des Stromnetzes 8b, der Leitungsspannung VC der Entladeleitung 8a oder des Koronastroms Ic erfolgen.
(iii) Wenn das Potential der Ladungsaufnahmefläche den vorliegenden Wert (einschließlich VS) nicht erreichen kann, obwohl die Spannung und Stromstärke der Ladevorrichtung aufgrund der Verschlechterung des photoleitfähigen Körpers erhöht werden, muß das Erfassen des Endes der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers festgestellt werden, so daß die photoleitfähige Lage unter Verwendung des Aufspuhlmechanismus 25 für die photoleitfähige Lage herausgezogen wird. Als Parameter für die Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers kann zusätzlich zu dem Potential (absoluter Wert) der Ladungsaufnahmefläche auch der variierende Wert des Oberflächenpotentials herangezogen werden.
(iv) Wenn die elektrostatische Aufnahmevorrichtung in Haltestatus oder inaktivem Status ist, ist der photoleitfähige Körper in einem stationären Zustand. Wenn in diesem Zustand ein Sensor der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 derart angeordnet ist, daß er der Ladungsaufnahmefläche des photoleitfahigen Körpers gegenüberliegt, bewirkt das Restpotential (100 bis 200 V) das Auftreten einer Gleichspannung, die den Meßelektrodensensor der Oberflächenpotential- Erfassungsmittel 7 beeinflußt. (Es wirkt beispielsweise ein nachteiliger Einfluß auf den Aufladevorgang ein.) Um diese Schwierigkeit auszuräumen, werden die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 veranlaßt dem Abdeckelement 6 gegenüberzuliegen, um das Potential des Abdeckelements 6 auf Null zu setzen, wenn der photoleitfähige Körper stationär ist.
Wenn wie in Fig. 4A gezeigt eine Gleichspannungsschaltung mit einem Kondensator C und einem Varistor 20 vorgesehen ist und wenn, wie in Fig. 4B gezeigt ein Festwiderstand mit damit kombiniert ist, um eine Gleichspannungsschaltung zu bilden, kann die Spannung innerhalb einiger Sekunden nach dem Anhalten des photoleitfähigen Körpers auf Null gesetzt werden, wenn die charakteristischen Werte dieser elektrischen Bauteile geeignet gewählt sind. Dadurch kann ein nachteiliger Einfluß auf den Aufladevorgang der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 verhindert werden. Ferner wird auch das elektrische Feld in der Nahe der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 entfernt, was das Problem löst, daß Toner derart verteilt wird, daß er auf der Meßelektrode der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel fixiert wird und eine Fehlfünktion dieser verursacht.
Ferner ist es während des halbaktiven oder inaktiven Status der elektrostatische Aufnahmevorrichtung möglich; eine Nullpunktkorrektur auf den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln 7 zu erzielen.
Fig. 5A ist ein erklärendes Diagramm, daß zur Erklärung eines weiteren Verfahrens zur Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers nützlich ist.
Wenn der photoleitfähige Körper einem Langzeitbetrieb ausgesetzt ist, tritt wie oben beschrieben ein Verschleiß auf. Insbesondere wenn die Oberfläche derart beschädigt ist, daß ein Fehler auftritt, wird der Widerstandswert an einem feuchten Standort erheblich vermindert (1/100 bis 1/1000 des ursprünglichen Werts). Dadurch tritt eine Verformung eines Bilds auf, was zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt.
Auf der Grundlage des oben beschriebenen Aspekts kann auch durch Messen des Oberflächenstroms des photoleitfähigen Körpers nach dem Aufladevorgang die Haltbarkeit (der Verschleißgrad) des photoleitfähigen Körpers bewertet werden.
Um dieses Verfahren praktisch anzuwenden, ist das Abdeckelement 6 dergestalt mit einem elektrischen Leiter ausgebildet, daß der Leiter mit der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers verbunden ist. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß ein Endabschnitt des Abdeckelements 6 aus einem leitfähigen Kautschuk ausgebildet ist, um die Oberfläche des photoleitfähigen Körpers nicht zu beschädigen.
Fig. 5B zeigt ein Konfigurationsbeispiel der Abdeckung 6. In der vorangehenden Beschreibung kann, obwohl das Material der Abdeckung 6 nicht im besonderen beschrieben wurde, die Abdeckung 6 aus einem metallischen Werkstoff wie Aluminium ausgebildet sein, wenn das Übertragungsverfahren mit der Koronaübertragungseinrichtung zusammenhängt. Bei einem Walzenübertragungsvorgang besteht jedoch, da im allgemeinen für die Walze ein Kautschukwerkstoff verwendet wird, die Gefahr, daß ein Verschleiß der Kautschukwalze auftritt, wenn der metallene Abdeckabschnitt in Berührung mit der Walze gehalten wird. In dieser Situation ist es wünschenswert, eine weiche Abdeckung zu verwenden. Dies bedeutet, daß die Abdeckung vorzugsweise aus einem leitfähigen Kautschuk oder einem vorzugsweise auf einem metallischen Werkstoff 6a ausgebildeten leitfähigen Kautschukfilm 6b gefertigt ist. Ferner kann anstelle des leitfähigen Kautschuks ein leitfähiges Harz verwendet werden.
Ein Ampèremeter 27 ist zwischen dem Abdeckelement 6 und dem Erdungspotential angeschlossen, um einen Streustrom 26 zu erfassen.
Dieser Strom wird derart überwacht, daß davon ausgegangen wird, daß das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers festgestellt wird, wenn der Stromwert einen vorbestimmten Wert überschreitet, wodurch der Ersatz des photoleitfähigen Körpers erfolgt.
Wenn das Abdeckelement entweder aus einem leitfähigen Kautschuk oder aus einem Metall besteht, kann die Ladesteuerung erfolgen, um die Differenz zwischen den unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 auf dem Abdeckelement 6 und auf der Ladungsaufnahmefläche gemessenen Spannungen zu minimieren. Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines konkreten Verfahrens zur Steuerung der Ladevorrichtung. Die Figuren 9A bis 9C zeigen zeitbezogene Schwankungen der von den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln 7 gemessenen Spannung, wobei das Potential Vk des Abdeckelements 6 auf die zu dem Ladevorgang der Ladungsaufnahmefläche gehörige Spannung Vs gesetzt ist.
In Fig 9A ist ein Fall dargestelft in dem der Ausgabewert der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 geringer ist als das Potential Vk = VC des Abdeckelements 6 als Referenzpotentialabschnitt. In diesem Fall ist ein Steuern der Ladevorrichtung 8 erforderlich; um das Oberflächenpotential zu erhöhen. Als Verfahren zum Erhöhen des Oberflächenpotentials erfolgt ein Steuervorgang derart, daß die folgende Aussage durch den maximalen Ausgabewert VH und den minimalen Ausgabewert VL der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 und der Ausgabe V der Abdekkung 6 erfüllt wird.
Vc = α (VH - VL) + VL
wobei 0 ≤ α ≤ 1. Ferner kann durch Ausüben einer ähnlichen Steuerung das Potential der Ladungsaufnahmefläche auf einen geeigneten Wert gesetzt werden, auch wenn der Ausgabewert des Elektrometers 7 höher als das Potential der Abdekkung als Referenzpotentialabschnitt ist.
Es erfolgt nun eine Beschreibung eines weiteren Verfahrens zur Steuerung der Ladevorrichtung 8. Fig. 9C zeigt die zeitabhängige Schwankung des durch eine am Ausgabewert der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 vorgenommene Differentiation und Gleichrichtung erhaltenen Signals Wenn das Potential der Ladungsaufnahmefläche dem Referenzpotential entspricht, ist das Potential in einer Impulsform im wesentlichen Null, wenn jedoch das Potential der Ladungsaufnahmefläche nicht dem Referenzpotential entspricht, wird vor und hinter dem Abdeckelement 6 eine pulsierende Spannung erzeugt. Wenn die Ladevorrichtung 8 derart gesteuert wird, daß die pulsierende Spannung im höchstmöglichen Maße minimiert wird, kann das Oberflächenpotential der Ladungsaufnahmefläche auf einen geeigneten Wert gesetzt werden.
Wenn die oben beschriebene Steuerung des Oberflächenpotentials unmöglich wird, wird davon ausgegangen, daß der photoleitfähige Körper ersetzt werden muß.
Konkreter wird festgestellt, daß der photoleitfähige Körper ersetzt werden muß, wenn die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert den vorbestimmten Wert überschreitet.
Um das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers zu bestimmen, ist es ferner auch möglich; die Anzahl der Umdrehungen des photoleitfähigen Körpers im Zusammenhang mit dem Zeitpunkt seines Ersatzes zu messen, so daß die Feststellung des Endes der Lebensdauer angenommen wird, wenn bei der praktischen Anwendung des photoleitfähigen Körpers der experimentell ermittelte Wert erreicht ist.
Fig. 10A zeigt wie Fig. 9A ein zu der Ladungsaufnahmefläche gehöriges Ausgabebeispiel der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7. Nach einem Verfahren zur Bewertung der Haltbarkeit wird, wenn der maximale Wert VV und der minimale Wert VZ die folgende Gleichung erfüllen, davon ausgegangen, daß das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers festgestellt wurde.
(VH-VL)> VD
wobei VD ein vorbestimmter Wert ist.
Als zweites Verfahren zur Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem wie in Fig. 10 Potentialwerte VCH und VCL im Vergleich zu der zu dem Referenzpotential-Meßabschnitt gehörigen Ausgabe der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7 jeweils auf einen geringfügig höheren bzw. niedrigeren Wert gesetzt werden, worauf die Anzahl NH der Male, wenn die Ausgabe der Ladungsaufnahmefläche VCH überschreitet und die Anzahl NL der Male, wenn die Ausgabe der Ladungsaufnahmefläche unter VCL liegt in der Steuerschaltung nach Fig. 1A gezahlt werden, so daß davon ausgegangen wird, daß das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers festgestellt wurde, wenn die oben beschriebenen, mit der photoleitfähigen Trommel in Zusammenhang stehenden Zählungsergebnisse den vorbestimmten Wert NG überschreiten.
Bei dem Verfahren zur Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers nach diesem Beispiel wird eine Schwingungsform verwendet, die durch Differentiation des gemessenen Potentials erzielt wird. Fig. 10B zeigt eine zeitabhängige Schwankung der durch die Differentiation der Ausgabe des Elektrometers 7 erhaltenen Werte im Falle einer Verschlechterung des photoleitfähigen Körpers. Durch die Verarbeitung der Differentiation kann eine Stelle ermittelt werden, an der das Oberflächenpotential schlagartig abnimmt; daher ist es möglich; kritische Fehler wie Nadelstiche zu erkennen. Dies bedeutet, daß eine höhere Anzahl an Impulsschwingungsformen auftritt, wenn die Oberfläche des photoleitfähigen Körpers eine weitere Verschlechterung erfährt. Unter diesen Schwingungsformen überwacht das System die Anzahl der Impulse, die von den zum Referenzpotential-Meßabschnitt gehörigen abweichen, oder die Spitzenwerte der Impulse. Wenn die Anzahl der so überwachten Impulse einen vorbestimmten Wert NW übersteigt oder wenn die Differenz zwischen den maximalen und minimalen Werten der Impulsspitzenwerte einen Referenzwert VW übersteigt, wird davon ausgegangen, daß das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers festgestellt wurde.
Die Figuren 6A und 6B zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln 7b zum Messen des Oberflächenpotentials nach der Belichtung, um ein Restpotential VR zu erhalten.
Die Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln 7a werden verwendet, um vergleichend das Potential des Abdeckabschnitts 6 und das Oberflächenpotential der Ladungsaufnahmefläche nach dem Ladevorgang zu messen, und, wie unter Bezugnahme auf die Figuren 4A und 4B beschrieben, wird die Ladevorrichtung 8 derart gesteuert, daß das Oberflachenpotential der Ladungsaufnahmefläche in jeder Situation auf den Referenzwert VS zurückgesetzt gehalten wird.
Wie in Fig. 6B gezeigt wird jedoch das Oberflächenpotential nach der Belichtung von dem optischen System 9 beeinflußt, das Restpotential VR steigt namlich wegen der Verschlechterung des photoleitfähigen Körpers selbst bei gleichbleibender Belichtungsmenge mit dem Verstreichen der Zeit (dem Anstieg des Werts t entlang der Abszisse).
Das Restpotential VR wird von den zweiten Oberflächenpotential- Erfassungsmitteln 7b gemessen, um unter Verwendung des arithmetischen Verarbeitungsabschnitts 24 mit VO derart verglichen zu werden, daß die Steuereinrichtung 19 die Vorspannstromquelle 28 des Entwicklers 10 steuert, um die Vorspannung VB auf einen Wert zu setzen, der niedriger als VO und höher als VR ist. Dadurch tritt kein Schleier auf dem erzielten Bild auf.
Andererseits wird auf der Grundlage von VO und VR ein Kontrastpotential ΔV als Differenz zwischen VO und VR errechnet, so daß das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers angenommen wird, wenn der Wert ΔV niedriger als ein vorbestimmter Wert wird oder wenn VR höher als ein vorbestimmter Wert wird, und der photoleitfähige Körper ersetzt wird.
Nach diesem Verfahren kann die Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers mit höherer Genauigkeit erfolgen, da die Merkmale des photoleitfähigen Körpers auch nach der Belichtung bewertet werden.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6A und 6B ist es, obwohl zwei Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7a und 7b verwendet werden, auch möglich; nur ein Oberflächenpotential-Erfassungsmittel 7b derart zu verwenden, daß die Belichtung so erfolgt, daß der helle und der dunkle Zustand wiederholt auftreten, so daß VO im Zusammenhang mit der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers im dunklen Abschnitt und VR entsprechend der Oberfläche des photoleitfähigen Körpers im hellen Abschnitt gemessen werden. Dies ermöglicht das Lösen der Aufgabe mit nur einem Oberflächenpotential-Erfassungsmittel.
Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf eine elektrostatische Aufnahmevorrichtung beschrieben wurden, das eine photleitfähigen Körper eines sogenannten Lagenaufrolltyps verwendet, bei der die Lage 4 des photoleitfähigen Körpers auf das Trommelrohr 3 aufgerollt ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers nicht auf diese Ausführungsformen beschrankt, sondern auch auf andere Systeme anwendbar. Die Figuren 7A und 7B zeigen Beispiele, bei denen das oben beschriebene Verfahren für ein System des sogenannten Photoleitertrommeltyps verwendet wird, es ist nämlich eine Ladungsaufnahmefläche 29 auf der Oberfläche des Rohrs ausgebildet. Fig. 7A zeigt einen Fall, in dem eine Trommel mit einer zugehörigen geformten Lage verwendet wird, die anwendbar ist, wenn die Umfangslänge der Trommel länger als die Breite des Blatts Papier ist, und ein Referenzpotentialabschnitt 6 elektrisch von einem Rohr 3' isoliert ist. Fig. 7B zeigt eine Zusammenstellung, die bei einer durchgehenden Form und bei einer geformten Lage anwendbar ist, bei der der Aufnahmevorgang auf einer Form erfolgen kann, die eine Breite autweist, die die Länge e nicht überschreitet.
Fig. 8 ist ein erklärendes Diagramm, das zur Erklärung eines Beispiels nützlich ist, bei dem ein Datenverarbeitungssystem mit der erfindungsgemäßen elektrostatischen Aufnahmevorrichtung zusammengestellt und das Datenverarbeitungssystem in bezug auf die Aufnahmevorrichtung getrennt installiert ist.
In den unter Bezugnahme auf die Figuren 1A, 1B, 4A, 4B, 6A und 6B beschriebenen Ausführungsformen erfolgen die Vorgänge wie die Steuerung der Entwicklervorspannung und der Ladevorrichtung durch Anordnen eines Datenverarbeitungsabschnitts in der elektrostatischen Aufnahmevorrichtung; in Fällen mit einer Verarbeitung, in denen beispielsweise mit einer Suprahochgeschwindigkeits- und Suprapräzisions-Computergrafik ein vollständiger Farbdruck in einer überragend hohen Bildqualität erzielt wird, muß jedoch die Steuerung mit einer höheren Genauigkeit erfolgen. In einem derartigen Fall muß die Datenverarbeitungsvorrichtung die elektrostatische Aufnahmevorrichtung sieuern. Es können für dieses System wie folgt zwei Verfahren (1) und (2) berücksichtigt werden.

(1) Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers und Ersetzen der photoleitfähigen Trommel

Daten, die den Oberflächenzustand des photoleitfähigen Körpers angeben, werden von der elektrostatischen Aufnahmevorrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung gesendet, um dort verarbeitet zu werden, so daß von der Datenverarbeitungsvorrichtung ein Signal zum Ersetzen des photoleitfähigen Körpers an die elektrostatische Aufnahmevorrichtung geleitet wird, wenn als Ergebnis der Datenverarbeitung das Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers festgestellt wird, wodurch der photoleitfähige Körper automatisch oder manuell ersetzt wird.

(2) Steuerung der Bildqualität

Ein unter Verwendung der elektrostatischen Aufnahmevorrichtung ausgedrucktes Bild wird durch einen Lesemechanismus gelesen, um daraus dergestalt Daten zu bilden, daß die Daten an die Datenverarbeitungsvorrichtung gesendet werden, die ihrerseits die Verarbeitung der Daten bewirkt und dann die Bildqualitäts-Steuersignale, die die Ladungsmenge, die Belichtungsmenge und den Entwicklungszustand angeben, an die elektrostatische Aufnahmevorrichtung überträgt, wodurch die Bildqualitätssteuerung erreicht wird.
Es ist ferner auch wirkungsvoll, daß die Datenverarbeitungsvorrichtung zur Durchführung einer Fehlerdiagnose und einer Fehlerverhindernngsfünktion in der elektrostatischen Aufnahmevorrichtung verwendet wird. Dies bedeutet, daß die elektrostatische Aufnahmevorrichtung die Datenverarbeitungsvorrichtung mit charakteristischen Daten der Bauteile wie beispielsweise der Leitung der Ladevorrichtung, des Belichtungsstroms, des Entwicklers, der Wärmewalze und der Entladelampe derart versorgt, daß die Daten mit den zu den entsprechenden Bauteilen gehörigen Haltbarkeitsbewertungsdaten verglichen werden, um ein Geräteprüfangabensignal zu erzeugen. Damit ist es möglich, das Auftreten einer Fehlfünktion in der elektrostatischen Aufnahmevorrichtung im voraus zu verhindern.
Erfindungsgemäß werden die folgenden Wirkungen erzielt.
(1) Da der Referenzpotential-Meßabschnitt, der ein vorbestimmtes Potential beibehält, in einem Abschnitt des Bereichs auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel ausgebildet ist, kann das Oberflächenpotential der Ladungsaufnahmefläche (des photoleitfähigen Körpers) durch einen Potentialvergleich zwischen dem Oberflächenpotential-Meßabschnitt und dem Ladungsaufnahmeabschnitt gesteuert werden. Daher muß keine durchgehende Kalibrierung auf den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln erfolgen; ferner kann das Oberflächenpotential mit einer relativ hohen Genauigkeit auf einfache Weise gesteuert werden.
(2) Da eine lokale Variation des Potentials auf dem photoleitfähigen Körper nach dem Ladevorgang mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann, ist es möglich, die mit einer Verschlechterung der Oberfläche verbundene Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers zu bewerten, und daher den Zeitpunkt des Ersatzes des photoleitfähigen Körpers zu bestimmen.
(3) Das Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts kann in geeigneter Weise eingestellt werden, daher ist es möglich, auf einfache Weise eine Fixierung des Toners auf dem Referenzpotential-Meßabschnitt zu verhindern, wenn dieser Abschnitt den Entwickler passiert, d.h. die Übertragung des Toners auf einen Bereich zu verhindern, in dem kein Toner erforderlich ist.
(4) Auf der photoleitfähigen Trommel ist der Referenzpotential-Meßabschnitt angeordnet, der ein vorbestimmtes Potential aufweist, und daher können die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel leicht kalibriert werden, ohne daß eine Funktion zum Wegbewegen der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel von der photoleitfähigen Trommel erforderlich ist.
Ferner werden durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bewertung der Haltbarkeit des photoleitfähigen Körpers die folgenden Wirkungen entwickelt.
(5) Da der Referenzpotentialabschnitt, der ein vorbestimmtes Potential aufweist, in einem Abschnitt des photoleitfähigen Körpers ausgebildet ist, ist es möglich, die Lebensdauer in Abhängigkeit von dem zu dem Referenzpotentialabschnitt gehörigen Vergleichswert zu bewerten, ohne daß eine Funktion zur Erkennung des absoluten Werts des Oberflächenpotentials des Ladungsaufnahmeabschnitts (der photoleitfähigen Fläche als Bewertungsobjekt) erforderlich ist. Daher kann das Oberflächenpotential mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, ohne daß eine Kalibrierung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel erforderlich ist.
(6) Die Schwankung des Ladepotentials des photoleitfähigen Körpers, sein Restpotential und sein Oberflächenstrom können mit hoher Genauigkeit gemessen werden, und daher kann die Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers anhand der Meßergebnisse auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit bewertet werden.
(7) Auf der photoleitfähigen Trommel ist der Referenzpotential-Meßabschnitt angeordnet, der ein vorbestimmtes Potential autweist, und daher können die Oberflächenpotential-Erfassungsmittel leicht kalibriert werden, ohne daß eine Funktion zum Wegbewegen der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel von der photoleitfähigen Trommel erforderlich ist.
(8) Die erfindungsgemäße elektrostatische Aufnahmevorrichtung kann verwendet werden, wenn ein Datenverarbeitungssystem mit einer Kombination von Aufnahmevorrichtung und Datenverarbeitungsvorrichtung zusammengestellt werden soll. Daher ist die Durchführung der Haltbarkeitsbewertung des photoleitfähigen Körpers, der Bildqualitätssteuerung und der Fehlerdiagnose der elektrostatischen Aufnahmevorrichtung möglich.
Während bestimmte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der in den Patentansprüchen definierten vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung mit einer Ladeeinrichtung (8) zum Aufladen einer Ladungsaufnahmefläche (4) eines photoleitfähigen Körpers und eines Abschnitts zur Durchführung der Belichtung, Entwicklung und Übertragung,

einem auf einem Abschnitt einer Oberfläche des photoleitfähigen Körpers angeordneten und von der Ladungsaufnahmefläche elektrisch isolierten Referenzpotential- Meßabschnitt (6) zum Bereit stellen eines Zielpotentials;

Spannungsanlegemittein (20, C, R) zum Anlegen des Zielpotentials an den Referenzpotential-Meßabschnitt; und

Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln (7) zum Erfassen eines Potentials des Referenzpotential-Meßabschnitts und eines Potentials der Ladungsaufnahmefläche;

gekennzeichnet durch

Positionserfassungsmittel (17) zum Angeben, ob die Oberflächenpotential- Erfassungsmittel das Potential auf dem Referenzpotential-Meßabschnitt oder auf der Ladungsaufnahmefläche erfassen, und

Steuermittel (19) zum Steuern eines Ladevorgangs der Ladung auf der Grundlage von Daten von den Oberflächenpotential-Erfassungsmitteln und den Positionserfassungsmitteln zur Minimierung der Differenz zwischen dem Zielpotential des Referenzpotential-Meßabschnitts (6) und dem von der Ladungsaufnahmefläche (4) erfaßten Potential.

2. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

der photoleitfähige Körper eine Lage (4) ist, so daß ein photoleitfähiger Körper in Form einer Trommel (3) des sogenannten Aufrolltyps, bei der ein Abschnitt des photoleitfähigen Körpers in Form einer Lage auf die photoleitfähige Trommel aufgerollt ist, so daß ein Verwendungsabschnitt der Lage durch Aufrollen der Lage gewechselt werden kann und

eine Abdeckung (6) einer Öffnung (5), die zum Hindurchführen des photoleitfähigen Körpers in Form der Lage in der Trommel angeordnet ist, als Referenzpotential-Meßabschnitt verwendet wird.

3. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Spannungsanlegermittel die Ladeeinrichtung und eine Schaltung umfassen, die zwischen dem Referenzpotential-Meßabschnitt und einem Erdungspotential angeschlossen ist, wobei die Schaltung eine Parallelschaltung eines Kondensators (C) und ein Spannungsregulierelement (20) oder eine Parallelschaltung eines Kondensators (C) und eines Widerstands (R) und ein seriell daran angeschlossenes Spannungsregulierelement (20) umfaßt und

der Referenzpotential-Meßabschnitt mit einer elektrischen Ladung versorgt wird, die von der Ladeeinrichtung in einer Zeitspanne geliefert wird, in der der Referenzpotential-Meßabschnitt der Ladeeinrichtung derart gegenüberliegt, daß ein Potential des Referenzpotential-Meßabschnitts auf jeden Fall auf eine Spannung gesetzt ist, die von einer Charakteristik des Spannungsregulierelements bestimmt wird.

4. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsregulierelement einen Varistor (20) umfaßt.

5. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel die Ladeeinrichtung derart steuern, daß durch die Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel ein Potential der Ladungsaufnahmefläche auf eine fortlaufende Weise, eine zufällige Weise oder in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen wird, um einen maximalen Wert und minimalen Wert daraus zu ermitteln, um dadurch einen zwischen diesen beiden Werten ermittelten Wert an einen Ausgang der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel an einer Position des Referenzpotential-Meßabschnitts anzugleichen.

6. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel die Ladeeinrichtung derart steuern, daß unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel ein Potential der Ladungsaufnahmefläche auf eine fortlaufende Weise, eine zufällige Weise oder in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen wird, um einen Wert zu erhalten, der sich aus einer daran durchgeführten Differentiation ergibt, um dadurch eine Amplitude einer Impulsspannung einzustellen, die als Ergebnis der Differentiation auf Null erzeugt wird.

7. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel eine Funktion haben, bei der unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel ein Potential der Ladungsaufnähmefläche auf eine fortlaufende Weise, eine zufällige Weise oder in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen wird, um einen maximalen und einen minimalen Wert daraus zu erhalten, um dadurch festzustellen, daß ein Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers erfaßt wird, wenn eine Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert einen festen Wert überschreitet.

8. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel eine Funktion haben, bei der unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel ein Potential der Ladungsaufnahmefläche auf eine fortlaufende Weise, eine zufällige Weise oder in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen wird, um eine Anzahl der Male zu erhalten, bei denen das Potential der Ladungsaufnahmefläche einen Wert außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs annimmt, um dadurch festzustellen, daß ein Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers erfaßt wird, wenn die zu der Anzahl der Umdrehungen des photoleitfähigen Körpers in Form der Trommel gehörige Zähl einen festen Wert übersteigt.

9. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel eine Funktion haben, bei der unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel ein Potential der Ladungsaufnähmefläche auf eine fortlaufende Weise, eine zufällige Weise oder in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen wird, um durch eine am Potential der Ladungsaufnahmefläche vorgenommene zeitbezogene Differentiation eine örtliche Verteilung des Potentials der Ladungsaufnahmefläche in Form einer Impulsspannung zu exträhieren; um dadurch festzustellen, daß ein Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers erfaßt wird, wenn die mit der Impulsspannung zusammenhängende Anzähl der Impulse einen festen Wert übersteigt.

10. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel eine Funktion haben, bei der unter Verwendung der Oberflächenpotential-Erfassungsmittel ein Potential der Ladungsaufnahmefläche auf eine fortlaufende Weise, eine zufällige Weise oder in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen wird, um durch eine am Potential der Ladungsaufnahmefläche vorgenommene zeitbezogene Differentiation eine örtliche Verteilung des Potentials der Ladungsaufnahmefläche in Form einer Impulsspannung zu extrahieren, um dadurch festzustellen, daß ein Ende der Lebensdauer des photoleitfähigen Körpers erfaßt wird, wenn die Differenz zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert, die jeweils den Spitzenwerten der Pulsspannung darstellen, einen festen Wert übersteigt.

11. Elektrostatische Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenpotential des Referenzpotential-Meßabschmtts, wenn der Entwickler (10) den Referenzpotential-Meßabschnitt passiert, im Falle daß das Entwicklungsverfahren vom normalen Entwicklungstyp ist, auf eine Spannung gesetzt ist, die hinreichend niedriger ist, als die Entwicklungsvorspannung und das Potential eingestellt sind, und im Falle daß das Entwicklungsverfahren vom umgekehrten Entwicklungstyp ist, auf eine Spannung gesetzt ist, die hinreichend höher als die Entwicklungsvorspannung ist, um dadurch zu verhindern, daß Toner auf dem Referenzpotential-Meßäbschnitt fixiert wird.