DE69211285T2

DE69211285T2 - Bilderzeugungsgerät mit Ablösemitteln für das Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE69211285T2
Application number: DE69211285T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Ohta-Ku Tokyo Ito
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: US5523834A; DE69211285D1; JPH05119634A; EP0538902B1; EP0538902A2; JP2737036B2; EP0538902A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Biiderzeugungsgerät, wie z. B. ein eiektrophotographisches Gerät oder ein elektrotatisches Aufzeichnungsgerät, welches ein Ablösemittel zum elektrostatischen Ablösen eines Aufzeichnungsmaterials aufweist.
In einem herkömmlichen Bilderzeugungsgerät, in welchem ein übertragbares Tonerbild auf einer Oberfläche eines Bildtra gelements erzeugt wird, wie z. B. einem lichtempfindlichen Element und einem dieiektrischen Element, welches elektrostatisch auf ein Transfermaterial oder ein Aufzeichnungsmaterial in Form von Papier oder Folie übertragen wird, führt die während des Transfervorgangs auf das Transfermaterial einwirkende elektrische Ladung nach dem Bildtransfervorgang zu der Tendenz, daß das Transfermaterial zum Bildtragelement hin elektrostatisch angezogen wird. Aus diesem Grund wird ein Ablösemittel verwendet, um das Transfermaterial sachgemäß vom Bildtragelement abzulösen.
Es ist ein elektrostatisches Ablösemittel als ein Transfermaterial-Ablösemittel vorgeschlagen worden, in welchem eine Ablöseladeeinrichtung in einer vorbestimmten Position unmittelbar nach der Bildübertragungsposition angeordnet ist, um die elektrische Ladung aufzubringen, welche die entgegengesetzte Polarität gegenüber der Transferladeeinrichtung aufweist, um das Transfermaterial zu neutralisieren oder um die während des Transfervorgangs aufgebrachte elektrische Ladung zu entladen, wodurch die Anziehungskraft zum Bildtragelement vermindert wird. Dieses elektrostatische Ablösemittel ist bis zu einem gewissen Grad wirkungsvoll.
Im wesentlichen weist die Ablöseladeeinrichtung die Form einer Wechselstrom-Korona-Entladeeinrichtung auf, welcher eine mit Gleichspannung vorgespannte Wechselspannung zugeführt wird, und die als elektrostatisches Ablösesystem bezeichnet wird.
Fig. 6 zeigt schematisch ein elektrostatisches Ablösesystem. Neben der Position, in welcher das Transfermaterial P mit dem Tonerbild T (weist negative Polarität auf) auf dem Bildtragelement in der Form einer lichtempfindlichen Trommel 1 in Kontakt gelangt, führt eine Transferladeeinrichtung 2 der Rückseite des Transfermaterials P ein Transferpotential mit der Polarität (positiv) zu, entgegengesetzt zu der des Tonerbilds T, so daß das Tonerbild T auf das Transfermaterial P übertragen wird. Um nachfolgend das Transfermaterial P von der lichtempfindlichen Trommel 1 mit dem Tonerbild T abzulösen, wird durch eine Ablöseentladeeinrichtung 3 eine Wechselspannungs-Entladeoperation zum Entfernen des Transferpotentials ausgeführt.
Wird die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp als Reaktion auf die Erhöhung der Kopiergeschwindigkeit vergrößert, ist das Entfernen des Transferpotentials nicht ausreichend, und das unsachgemäße Ablösen erfolgt. Im Hinblick darauf wird angestrebt, die Spitze-Spitze-Spannung Vpp der an der Ablöseentladeeinrichtung anliegenden Wechselspannung zu erhöhen.
Mit der weiteren Zunahme der Kopiergeschwindigkeit ist jedoch deutlich erkennbar, daß es schwieriger wird, das Transfer- und das Ablösevermögen allein durch Erhöhen der Spitze-Spitze-Spannung Vpp zu gewährleisten. Wenn in mehr besonderer Weise die Spitze-Spitze-Spannung Vpp zu hoch ist, kann das Tonerbild T während des Ablösevorgangs wieder auf die lichtempfindliche Trommel 1 zurückgeführt werden (Rückübertragung).
Dieses Problem tritt besonders in Hochgeschwindigkeits-Kopiermaschinen in Erscheinung, in welchen die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit nicht weniger als etwa 300 mm/s beträgt. Dieses Problem liegt in Kopiermaschinen mit mittlerer oder niedriger Arbeitsgeschwindigkeit nicht vor, es sind aber Hilfseinrichtungen, wie z. B. der Vortransfer-Ladeeinrichtung, der Vortransfer-Entwicklungseinrichtung, der Luftansaugeinrichtung (den Ablöseelementen, dem Ablöseband, der Scorotron-Ablöseladeeinrichtung oder dergleichen) vorzusehen, um das Rückübertragen zu verhindem. In jedem Fall liegen hohe Kosten und geringe Haltbarkeit vor.
Andererseits ist es allgemein üblich, daß eine Stomdifferenz, welche eine Stromdifferenz zwischen einem Absolutwert der positiven Komponente und dem Absolutwert der negativen Komponente der Ablöseladeeinrichtung eingestellt wird, um ein erwünschtes Ablöseverhalten zu gewährleisten. Wird die Stromdifferenz mehr auf die Seite derselben Polarität wie die der Transfervorspannung gerichtet, tritt infolge der ungenügenden elektrischen Entladung des Transfermaterials ein unsachgemäßer Ablösevorgang ein. Wird sie mehr nach der Seite der entgegengesetzten Polarität der Transfervorspannung gerichtet, so tritt das Rückübertragen aufgrund der übermäßigen Entladung ein. Um das gleichmäßige Ablösen zu bewirken, ist zu bevorzugen, daß der zweckentsprechende Strombereich der Stromdifferenz groß ist. Um dies zu erreichen, wird in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9375/1987 vorgeschlagen, eine Öffnung einer Abschirmung der Ablöseladeeinrichtung mit einem Gitter zu versehen, welches mit einem Impedanzelement Z verbunden ist, um zu versuchen, die vorstehend beschriebene Wirkung zu erreichen (Fig. 11). Beim Dauereinsatz wird das Gitter jedoch durch Tonerteilchen und Papierstaub verunreinigt, so daß die erwartete Funktion (nach 200 000 - 300 000 Unterlagen) nicht ausgeführt wird. Außerdem weist das Gitter eine begrenzte Einsatzdauer auf (es ist nach der Bearbeitung von 500 000 Unterlagen leicht zerbrechlich), und daher ist die Haltbarkeitsdauer nicht hoch.
Wie aus den vorstehenden Ausführungen deutlich wird, führt die Erhöhung der Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp zum nicht sachgerechten Ablösen oder zum Rückübertragen, und die Anwendung des Gitters in der Öffnung der Ablöseladeeinrichtung schließt eine unzureichende Haltbarkeitsdauer ein.
Das US-Patentdokurnent Nr. 4 979 000 beschreibt ein Bilderzeugungsgerät zum Erzeugen eines Bildes auf einer Aufzeichnungsunterlage mit einer lichtempfindlichen Trommel, um ein Tonerbild zu tragen, einem Entwickler zum Erzeugen des Tonerbilds auf der lichtempfindlichen Trommel, einer Bildtransfereinrichtung zum elektrostatischen Übertragen des Tonerbilds von der lichtempfindlichen Trommel auf die Aufzeichnungsunterlage und einer Blattablöseeinrichtung zum Ablösen der Aufzeichnungsunterlage von der lichtempfindlichen Trommel bei sich weiterbewegender Aufzeichnungsunterlage. Die Blattablöseeinrichtung weist eine einzelne gabelähnliche Elektrode auf und wird angesteuert, um eine Entladespannung zu erzeugen, welche mindestens Wechselströme mit verschiedenen Wirkleistungen aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist dementsprechend eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, im welchem das unsachgemäße Ablösen oder das Rückübertragen wirksam verhindert sind.
Es ist eine andere erfindungsgemäße Aufgabe, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, welches eine lange Haltbarkeit aufweist.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, welches ein gutes Ablösen ermöglicht, selbst wenn die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials erhöht wird.
Es ist eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, in dem die Haltbarkeit einer in einer Öffnung einer Abschirmung einer Ablöseentladeeinrichtung angeordnete Gitterelektrode erhöht werden kann.
Diese Aufgaben werden durch ein Bilderzeugungsgerät erfüllt, welches die Merkmale des Anspruchs 1 oder 7 aufweist. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung wird durch die in den Unteransprüchen erwähnten Merkmale erreicht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts,
Fig. 2 zeigt ein Kurvenbild einer Beziehung zwischen einer Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit und einem Gesamtentladestrom,
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Transfermaterial-Ablöseeinrichtung in einem Bilderzeugungsgerät gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer Ablöseladeeinrichtung, weiche eine Abwandlung der Ablöseladeeinrichtung der Fig. 3 ist,
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer in einem Bilderzeugungsgerät gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendeten Transfermaterial-Ablöseeinrichtung,
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer nicht erfindungsgemäßen Transfermaterial-Ablöseeinrichtung,
Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung des Entladestroms auf eine lichtempfindliche Trommel,
Fig. 8 zeigt eine graphische Darstellung der Entladeströme über einen Punkt Q vor einem Ablösepunkt,
Fig. 9 zeigt graphische Darstellungen der Potentialänderung entsprechend (1), (2) und (3) der Fig. 8,
Fig. 10 zeigt ein Kurvenbild einer Beziehung zwischen einer Anderung der Stromdifferenz und einem Rückseitenpotential des Transfermaterials nach dem Ablösen,
Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht einer Öffnung einer Ablöseladeeinrichtung mit einem Gitter,
Fig. 12 und Fig. 13 zeigen Seitenansichten der Abschirmungen der Ablöseladeeinrichtungen gemäß anderer Beispiele.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachstehend werden die erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Bilderzeugungsgerät gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In dieser Figur ist ein Bildtragelement in der Form einer lichtempfindlichen Trommel 1, welche mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit (= Vp [mm/s]) in eine durch einen Pfeil A gekennzeichnete Richtung gedreht wird. In dieser Ausführungsform weist die lichtempfindliche Trommel 1 eine lichtempfindliche Schicht 1A aus amorphem Silizium auf, welche positiv aufladbar ist, und einen leitenden, elektrisch mit der Masse verbundenen Grundkörper, welcher die lichtempfindliche Schicht 1A trägt. Die lichtempfindliche Trommel 1 wird durch eine Ladeeinrichtung 7 elektrisch positiv aufgeladen und dem der Bildinformation des Originals oder dergleichen entsprechenden Lichtbild L ausgesetzt, so daß ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt wird. Das elektrostatische, latente Bild wird durch eine Entwicklungseinrichtung 8 entwickelt, wobei die Tonerteilchen auf negative Polarität geladen werden. Das Tonerbild T wird entwickelt und von der lichtempfindlichen Trommel 1 auf das Aufzeichnungsmaterial in der Form eines Transfermaterials P (Papier oder dergleichen) durch eine Transfer-Korona-Ladeeinrichtung 2 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Transfer-Korona-Ladeeinrichtung 2 eine Spannung positiver Polarität zugeführt, welche zur Ladepolarität des Toners entgegengesetzt ist. Die Transfer-Korona-Ladeeinrichtung 2 führt die positive elektrische Ladung der Rückseite des Transfermaterials P zu. Nach dem Bildtransfer entfernt eine Ablöse-Korona-Entladeeinrichtung 3 die Transferladung von der Rückseite des Transfermaterials P und vermindert auf diese Weise die elektrostatische Anziehungskraft zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und dem Transfermaterial P, so daß sich das Transfermaterial P von der lichtempfindlichen Trommel 1 lösen kann. Die Ablöse-Korona-Entladeeinrichtung 3 weist eine Entladedrahtelektrode 31 und eine Abschirmelektrode 32 auf. Der Entladedrahtelektrode 31 wird eine mit einer Gleichspannung vorgespannte Wechseispannung zugeführt, wobei die Gleichspannungskomponente eine negative Polarität aufweist, welche zu der Transferladungspolarität entgegengesetzt ist.
Das Transfermaterial, welches das Tonerbild T trägt, wird einer Bildfixiereinrichtung 10 zugeführt, so daß ein Tonerbild T auf dem Transfermaterial P fixiert wird.
Andererseits wird nach dem Übertragen des Bilds die lichtempfindliche Trommel 1 durch eine Reinigungseinrichtung 7 gesäubert, so daß der rückständige Toner von dieser entfernt wird. Danach wird die lichtempfindliche Trommel 1 durch eine nicht gezeigte Vorbelichtungslampe gleichmäßig belichtet, so daß die verbliebene elektrische Ladung entfernt wird, um die lichtempfindliche Trommel 1 für den erneuten Bilderzeugungsvorgang vorzubereiten.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer in Fig. 6 gezeigten Ablöseladeeinrichtung 3', welche eine Abschirmung aufweist, mit einem Aufbau, der sich von dem der Ablöseladeeinrichtung in Fig. 1 unterscheidet. In Fig. 6 wird einer Transferladeeinrichtung 2' mit einer Spannung versorgt, welche eine Polarität aufweist, die der Ladepolarität des Tonerbilds T' entgegengesetzt ist, und die Ablöseladeeinrichtung 3' wird mit einer mit einem Gleichstrom vorgespannten Wechselspannung versorgt, wobei die Gleichspannungskomponente die Polarität aufweist, welche der Transferspannung entgegengesetzt ist.
Fig. 7 zeigt ein Kurvenbild des Entladestroms von der Transferladeeinrichtung 2' und der Ablöseladeeinrichtung 3' in Fig. 6 über die lichtempfindliche Trommel. Nachdem die lichtempfindliche Trommel 1 dem Transferentladestrom mit der Polarität (positiv) entgegengesetzt zu der des Toners ausgesetzt worden ist, wird sie den Wechselstrom-Entladestrom zum elektrischen Entladen unterworfen. Fig. 7 zeigt, daß der Ablösepunkt A des Transfermaterials P von der lichtempfindlichen Trommel 1 ein Punkt ist, an dem die lichtempfindliche Trommel 1 und die Entladedrahtelektrode 31' der Ablöseladeeinrichtung 3' einander am nächsten sind, d. h., wenn der Entladestrom von der Ablöseladeeinrichtung 3' am größten ist. Das Ablösen an diesem Punkt ist am stabilsten, da der aufgenommene Entladestrom abnimmt, und daher nimmt die Ablösekraft nach dem Punkt A ab.
Wird die Kopiergeschwindigkeit erhöht und damit auch die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp, wird das Transferpotential nicht ausreichend abgebaut, wodurch das unsachgemäße Ablösen zunimmt. Im Hinblick darauf wäre zu erwägen, die an der Ablöseladeeinrichtung anliegende Spitze-Spitze-Spannung zu erhöhen. Wenn diese jedoch zu hoch ist, kann das Tonerbild auf die lichtempfindliche Trommel 1 zurückgeführt werden (Rückübertragung).
Mit Bezug auf Fig. 8 wird dies ausfühlicher erläutert. In Fig. 8 zeigt (1) den von der Ablöseladeeinrichtung mit Bezug auf eine Laufstrecke x eines Punkts Q auf dem Transfermaterial vor dem Ablösepunkt A aufgenommenen Wechselentladestrom Ip. (2) zeigt denselben Vorgang, wenn die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp verdoppelt wird, wobei die Periode des Wechselentladestroms Ip verdoppelt und der Spitzenpegel des Wechselentladestroms Ip halbiert wird. Daher ist der vor dem Erreichen des Punkts A durch den Punkt Q aufgenommene Gesamtentladestrom, ( Ip+ + Ip- ) die Hälfte, was zur Folge hat, daß der Ablösefehler vor dem Punkt A auftritt. In Fig. 8 zeigt (3) den Fall, in welchem die Spitze-Spitze-Spannung Vpp erhöht ist, so daß der Gesamtentladestrom ( Ip+ + Ip- ) derselbe wie im Fall (1) ist. Bei dieser Vorgehensweise wird die Ablösekraft gleich der im Fall (1).
Der Wechsel des Potentials des Transfermaterials P, wobei der Wechselentladestrom Ip nach Fig. 8 aufgenommen wurde, ist in Fig. 9 gezeigt. Somit entspricht er einer Integration von Ip , und im Fall von (3) erreicht das Spitzenpotential zweimal das Spitzenpotential des Falls (1). Demzufolge wird die Rückübertragung wirksam, wenn Vpp wie im Fall (3) erhöht wird. Ist die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp relativ zu einer Frequenz f der Ablösewechselspannung zu hoch, tritt die Rückübertragung in der Form von Streifen mit einem Abstand von Vp/f ein. Ist dies der Fall, ist der Ablösevorgang instabil.
Im wesentlichen wird eine Stromdifferenz Is eingestellt, welche die Differenz zwischen dem Absolutwert einer positiven Komponente des Ablöseentladestroms und des Absolutwerts der negativen Komponente darstellt, um eine erwünschte Ablösewirkung zu erreichen.
Ist die Stromdifferenz Is auf der Seite derselben Polarität wie die der Transfervorspannung groß, wird das Ablösen infolge der nicht ausreichenden elektrischen Entladung des Transfermaterials unsachgemäß, und wenn die Stromdifferenz Is auf der Seite in Gegenüberlage groß wird, kommt es zum Rückübertragen aufgrund des Überentladens.
Mit Bezug auf Fig. 10 geht die Beschreibung auf diesen Punkt ein. In Fig. 10 ist eine Beziehung zwischen der Stromunterschiedsänderung in der Ablöseladeeinrichtung 3' der Fig. 6 und dem Rückseitenpotential des Transfermaterials nach dem Ablösen gezeigt. Ändert sich die Beziehung dazwischen, wie durch a in der Figur gekennzeichnet ist, beträgt die sachgemäße Stromdifferenz I1. Durch Einstellen der Ablösevorspannung entsprechend des Bereichs wird das sachgemäße Ablösen möglich.
Der zweckentsprechende Bereich kann sich jedoch ändern oder infolge der Umgebungsbedingungen oder der Kopiermoden verkleinern. Um daher das zuverlässige Ablösen jederzeit zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, den Bereich zu erweitern.
Wie zu erkennen ist, ist es vorteilhaft, die Neigung der Kurve unmittelbar neben dem Punkt des 0-Volt-Potentials zu vermindern, wie durch a' gekennzeichnet ist, da dann der sachgemäße Stromdifferenzbereich erweiterbar ist, wie durch I2 - I3 gekennzeichnet ist.
Um das unsachgemäße Ablösen oder das Rückübertragen zu vermeiden, selbst wenn die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit erhöht wird, ist Vp/f ≤ 0,5, wobei Vp die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit und f eine Frequenz der an der Ablöseladeeinrichtung anliegenden Wechselspannung ist, und eine Öffnung der Abschirmelektrode der Ablöseladeeinrichtung in Gegenüberlage zu dem Aufzeichnungsmaterial ist in dieser Ausführungsform kleiner als das entgegengesetzte Ende der Abschirmelektrode ausgeführt. D. h., wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Weite der Öffnung kleiner als die innere Weite der Abschirmung in der Position, in welcher die Entladedrahtelektrode angeordnet ist, wodurch die Abschirmung zur Öffnung hin reduziert wird.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird dies nachstehend ausführlich beschrieben. Die Ablöseladeeinrichtung 3 ist in Gegenüberlage zu der lichtempfindlichen Trommel 1 angeordnet, und die Öffnung der Abschirmung der Ablöseladeeinrichtung 3 ist zur lichtempfindlichen Trommel 1 hin verkleinert, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
In mehr besonderer Weise ist die Öffnung 32A kleiner als der Abschirmungsboden 32B.
Fig. 12 und Fig. 13 zeigen andere Ausführungsbeispiele, welche diese Anforderung erfüllen. Jedoch in der Konfiguration nach Fig. 12 tendiert der Strom zur Verzweigung zu der Kante 32C der Abschirmelektrode 32, was dazu führt, daß die Tonerteilchen und der Papierstaub dazu neigen, zur Kante 32C hin angezogen zu werden. Im Hinblick darauf werden die in Fig. 1 und Fig. 13 gezeigten Konfigurationen bevorzugt, in welchen sich die Abschirmungskante 32C allmählich von der einen Draht aufweisenden Entladedrahtelektrode 31 entfernt. Es ist zu bevorzugen, daß der Entladestrom in die Abschirmung nicht weniger als 60% des Gesamtentladestroms beträgt. Es ist ein zusätzlicher Vorzug, daß der Entladestrom in den Reduktionsabschnitt der Abschirmung nicht weniger als 10% des Gesamtentladestroms beträgt. Der Prozentsatz kann durch zweckentsprechendes Auswählen der Abstände zwischen der Entladedrahtelektrode und den Abschnitten der inneren Oberfläche der Abschirmung beeinflußt werden.
Durch Vermindern der Ausbildung der Abschirmung ist die ähnliche Wirkung wie durch Vorsehen eines Gitters an der Öffnung erreichbar.
In der Ablöseladeeinrichtung 3 dieser Ausführungsform ist die Transferwirkung durch Erhöhen der Frequenz f der Ablösewechselspannung zu gewährleisten. Dies wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Es wurden Untersuchungen im Hinblick auf den Gesamtentladestrom ( Ip+ + Ip- ) ausgeführt, welcher von der Ablöseladeeinrichtung 3 in das Transfermaterial P fließt. Dieser ergibt sich durch Subrahieren eines Gesamtabschirmungsstroms ( Is+ + Is- ) zur Abschirmelektrode 32 von einem Transformatorausgangs-Gesamtstrom ( It+ + It- ) in die Entladedrahtelektrode 31 der in Fig. 1 gezeigten Ablöseladeeinrichtung 3. Fig. 2 zeigt den Gesamtentladestrom ( Ip+ + Ip- ) mit Bezug auf die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp, wenn das Transfermaterial P sach gemäß von der lichtempfindlichen Trommel 1 abgelöst wird. Für diese jeweiligen Transfermaterial-Transportgeschwindigkeiten Vp ist der zweckentsprechende Stromdifferenzbereich (z. B. I1 - 10 in dem Fall von a in Fig. 10) ohne unsachgemäßes Ablösen und ohne Rückübertragen bestimmbar, wenn der gesamtentladestrom für das zweckentsprechende Ablösen wirkt.
Tabelle 1 zeigt, ob der Bereich praktisch verwendbar ist oder nicht. Tabelle 1 zweckentsprechender Stromdifferenzbereich (vergrößerte Öffnung der Ladeeinrichtung) E: merklich erweitert G: praktisch verwendbar F: fast nicht ausführbar (ein so kleiner praktisch ausführbarer Bereich, daß ein Teil praktisch verwendbar ist und der andere Teil nicht) N: nicht verwendbar (kaum ein zweckentsprechender Bereich)
In Tabelle 1 sind die drei auf der rechten Seite mit den Frequenzen angegebenen Daten für den Fall der Verwendung der Ablöseladeeinrichtung, in welcher die Abschirmungsöffnung nicht verkleinert ist. Die Daten auf der linken Seite gelten für die Ablöseladeeinrichtung mit der in Fig. 1 gezeigten verkleinerten Öffnung und bei der Frequenz von 500 Hz.
Wie aus dieser Tabelle deutlich wird, vermindert sich der zweckentsprechende Stromdifferenzbereich sehr, wenn die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp > 300 mm/s ist. Wenn aus diesem Grund das elektrophotographische Gerät eine lichtempfindliche Trommel und eine Transfermaterial- Transportgeschwindigkeit Vp von mehr als 300 mm/s aufweist, müssen in den meisten Fällen die vorstehend beschriebenen Hilfseinrichtungen (Vortransferladeeinrichtung oder dergleichen) zwischen der Entwicklungseinrichtung und der Transferladeeinrichtung verwendet werden.
Wie aus der Tabelle 1 erkennbar ist, hat sich gezeigt, daß das Ablösevermögen durch Erhöhen der Frequenz der Ablösewechselhochspannung von 500 Hz auf 800 Hz verbessert wird. Das Ablösevermögen wird ebenfalls durch Vergrößern der Öffnung der Ablöseladeeinrichtung verbessert, wie aus den Daten auf der linken Seite in Tabelle 1 ersichtlich ist.
Es hat sich ferner gezeigt, daß das Ablösevermögen ferner verbessert wird, wenn die Frequenz der Ablösewechselhochspannung auf 1000 Hz erhöht wird. Somit wird das Ablösevermögen durch günstigeres Gestalten der Ablöseladeeinrichtung stabilisiert und durch das Erhöhen der Frequenz sehr verbessert.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse des untersuchten zweckentsprechenden Stromdifferenzbereichs für die verschiedenen Transfermaterial-Transportgeschwindigkeiten Vp, wenn die Öffnung wie in Fig. 1 verkleinert und die Ablösewechselhochspannung erhöht ist. Tabelle 2 Prüfbedingungen: Raumtemperatur: 24ºC Luftfeuchtigkeit: 60%
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wird das Ablöseverhalten durch die Kombination des zweckentsprechenden Aufbaus der Ablöseladeeinrichtung und die Erhöhung der Frequenz der Ablösewechselhochspannung bemerkenswert verbessert.
Die in Klammern aufgeführten Werte von Vp/f sind die räumlichen Perioden auf dem Transfermaterial, welche den Perioden der Ablösewechselhochspannung entsprechen.
Da sich das Potential auf dem Transfermaterial mit diesen räumlichen Perioden ändert, können die Verminderung der Perioden und der sich ändernde Betrag verstärkt werden, um das Ablöseverhalten zu verbessern. Der Einfluß dieser Erhöhung wird noch offensichtlicher, wenn der Oberflächenwiderstand des Transfermaterials kleiner ist, und daher sollte den Umgebungsbedingungen Beachtung gewidmet werden, in welchen das Gerät verwendet wird. Obgleich Vp/f ≤ 0,5 angestrebt wird, ist die Frequenz f, wenn erforderlich, abgleichbar. Ist in der Transfermaterial-Ablöseeinrichtung dieser Ausführungsform die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp nicht geringer als 300 mm/s, wird die Frequenz f auf bis 600 Hz - 1400 Hz erhöht, und die Öffnung wird verkleinert oder der Schließlage angenähert.
In dieser Ausführungsform wird das durch das Entwickeln bereitgestellte Tonerbild T mit negativer Polarität aufgeladen und wird durch die positive elektrische Ladung des Bilds auf der lichtempfindlichen Trommel 1 angezogen. Durch die Transferladeeinrichtung 2, welche die positive Koronaentladung bereitstellt, wird die Rückseite des Transfermaterials P mit positiver Polarität aufgeladen, welche wirksam ist, um das Tonerbild T an das Transfermaterial anzuziehen. Wenn sich das Transfermaterial P weiter zur Ablöseladeeinrichtung 3 bewegt, wird die Rückseite des Transfermaterials durch die Wechselspannungs-Korona-Entladung entladen. Nähert sich das Potential der Rückseite des Transfermaterials 0 V, wird das Transfermaterial P mit dem Tonerbild T von der Trommel 1 abgelöst, aufgrund der Festigkeit des Transfermaterials P, und wird einer Bildfixiereinrichtung zugeführt und nach außerhalb des Geräts ausgegeben.
Mit Bezug auf Fig. 3 und Fig. 4 erfolgt nachstehend die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform einer Ablöseladeeinrichtung. Der Aufbau ist im wesentlichen derselbe wie in der ersten Ausführungsform, und daher wird der Aufbau mit Ausnahme der Transferstation ausgelassen. Dieselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform werden den Elementen mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet und deren ausführliche Beschreibung wird ausgelassen.
Wie Fig. 3 zeigt, weist die Ablöseladeeinrichtung 3 in dieser Ausführungsform eine erste Ablöseladeeinrichtung 31 und eine zweite Ablöseladeeinrichtung 32 auf, um das Ablöseverhalten zu stabilisieren. Bei einem solchen Aufbau werden der Gesamtstrom vom Transformator und der Entladebereich verdoppelt. In dem Fall, daß die erste Ablöseladeeinrichtung 31 das Transfermaterial nicht ausreichend entlädt, wird die nächste Ablöseladeeinrichtung 32 wirksam, um das weitere Entladen vorzunehmen. Somit ist das Risiko des Papierstaus infolge des Umwickelns der lichtempfindlichen Trommel 1 Papier und Transfermaterial P wesentlich verminderbar.
Wird der Gesamtstrom des Transformatorausgangs zur Ablöseladeeinrichtung zusammen mit der Frequenz der Ablösewechselhochspannung erhöht, tritt das Geräuschproblem auf.
Im Hinblick darauf zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, in welcher die Frequenz der an der Entladedrahtelektrode 31a anliegenden Wechselspannung und die Frequenz der an der mit Bezug zur Bewegungsrichtung des Transfermaterials abgangsseitig angeordneten Entladedrahtelektrode 31b anliegenden Wechselspannung unterschiedlich sind. Beträgt z. B. die Transfermaterial-Transportgeschwindigkeit Vp ungefähr 400 mm/s, ist die der Ablöseladeeinrichtung zugeführte Wechselhochspannung nicht kleiner als 10 KVpp, und die zwei Entladeelektroden erfordern einen Transformatorgesamtausgangs strom ( It+ + It- ) von 1 - 2 µA. Die verwendete Frequenz ist vorzugsweise nicht niedriger als 800 Hz - 1000 Hz, welche jedoch im Fall der dritten Ausführungsform vom Bediener als Koronageräusch hörbar ist. Dann wird der Tatsache mehr Beachtung gewidmet, daß die zugangsseitige Entladedrahtelektrode 31a bei der Beeinflussung des Ablöseverhaltens und des Verhinderns des Rückübertragens wirksamer ist als die abgangsseitige Entladedrahtelektrode, und die abgangsseitige vermittelt eine zusätzliche Wirkung. Daher wird der zugangsseitigen Entladedrahtelektrode 31b eine Spannung zugeleitet, welche eine höhere Frequenz als die abstromseitige aufweist. Die abgangsseitige Entladungsdrahtelektrode 31b wird mit einer Spannung versorgt, welche eine solche niedrige Frequenz aufweist, welche niedriger als der Hörfrequenzbereich ist, wodurch die Lautstärke im hörbaren Bereich verminderbar ist. Durch diese Vorgehensweise ist der Geräuschpegel im wesentlichen gleich dem Fall der einzelnen Enladedrahtelektrode.
Die reduzierte Gestaltung der Öffnung der Abschirmung ist sowohl für die zugangsseitige als auch für die abgangsseitige Ablöseentladeeinrichtung verwendbar, wobei das Verunreinigen beider Ablöseladeeinrichtungen vermeidbar ist. Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Unterschied im Ablöseverhalten ist jedoch der reduzierte offene Aufbau der Abschirmung, wenn erwünscht, nur in der zugangsseitigen Ablöseentladeeinrichtung verwendbar, wie in Fig. 4 gezeigt ist.
In diesen Ausführungsformen wird die Ablöseladeeinrichtung verwendet, um das Aufzeichnungsmaterial von dem Bildtragelement abzulösen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Anwendung begrenzt.
Eine Einrichtung einer dritten Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben, in welcher die Ablöseladeeinrichtung verwendet wird, um das Aufzeichnungsmaterial von einem Transporthand abzulösen. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines Hauptabschnitts eines Bilderzeugungsgeräts, welches die Ablöseeinrichtung in Fig. 1 verwendet.
Ein Transportband 5 ist um Transportband-Tragrollen 4a, 4b und 4c herumgeführt. Mit dem Transportband 5 ist ein drehbares, zylindrisches, lichtempfindliches Element 1 in Kontakt, welches sich in die durch einen Pfeil A bezeichnete Richtung dreht (Vp = 300 mm/s) und somit einen Bildübertragungsbereich B ausbildet. Die Transportband-Tragrolle 4a ist eine leitfähige Tragrolle, welche elektrisch mit Masse verbunden ist. Im Bildübertragungsbereich B oder in der Bildübertragungsposition ist ein Transferelement 20 zum Anlegen einer Transfervorspannung angeordnet, weiches sich in Gegenüberlage zu dem lichtempfindlichen Element 1 befindet.
Das Transportband 5 ist aus einem dielektrischen Material hergestellt, welches einen spezifischen Volumenwiderstand von ungefähr 10&supmin;¹&sup4; Ω cm und eine Dicke von ungefähr 50 µm aufweist. Es läuft in die durch einen Pfeil D gekennzeichnete Richtung im Gleichlauf mit dem lichtempfindlichen Element 1 um.
Das Transfermaterial P wird von der linken Seite des Transportbands der Bildübertragungsposition zugeleitet, wo es durch das Transferelement 20 der Transfervorspannung ausgesetzt wird. Die Transfervorspannung beträgt z. B. -3 kV, welche ein elektrisches Feld ausbildet. Das auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 elektrostatisch erzeugte Tonerbild wird auf das Transfermaterial P übertragen. Das Tonerbild wird in derselben Weise ausgebildet wie im Fall der Fig. 1.
Nach dem Übertragen des Bilds haftet das Transfermaterial P weiterhin am Transportband 5, welches durch das Transferelement 6 elektrisch geladen ist und nach rechts zu der Ablöseposition C transportiert wird, wo es vom Transportband 5 abgelöst wird, und wird zu einer nicht gezeigten Bildfixierstation transportiert.
Die rückständige Ladung auf dem Transporthand ist zu dem Zeitpunkt ausgeglichen, wenn es die Position erreicht, in der das Transfermaterial vom Transportband getrennt wird, und daher ist keine spezielle Entladeeinrichtung erforderlich.
Tatsächlich sind in dem herkömmlichen Gerät jedoch 2 - 7 Sekunden erforderlich, um die Ladung selbst unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit auszugleichen. Daher ist in einem Gerät mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit oder in einem Gerät, welches räumlich eingeschränkt ist, der elektrostatische Ladungsausgleich nicht ausreichend. Aus diesem Grund sind die Bildfehler, die sich durch Abrollentladen in der Position ergeben, in welcher das Transfermaterial vom Transportband getrennt wird, nicht zuverlässig verhinderbar. Die für den Ladungsausgleich erforder liche Zeitdauer ist unterschiedlich, abhängig vom Material der Transferunterlage, von den Umgebungsbedingungen und der Transferspannung, und daher kann die gleichbleibende Entladefunktion nicht erwartet werden.
In dieser Ausführungsform ist daher eine Ablöseladeeinrichtung 3 zum Ausführen des Hochfrequenz-Wechselspannungs-Entladens (800 Hz) in einer Ablöseposition C in der Ablöseposition C angeordnet. Der Aufbau der Ablöseladeeinrichtung ist derselbe wie in Fig. 1. Durch diese Verfahrensweise wird das Anziehen des Transfermaterials P am Transportband 5 rasch vermindert, und daher wird das Transfermaterial leicht vom Transportband abgetrennt, ohne daß das Abrollentladen eintritt. Daher sind das Zerstreuen von Toner und örtliche Leerstellen der Übertragung verhinderbar.
In den vorstehenden Ausführungen konnte die Wellenform der Wechselspannung sinusförmig, dreieckförmig, rechteckförmig oder dergleichen sein. Die Wechselspannung kann durch periodisches Zuschalten und Abschalten einer Wechselspannungsquelle rechteckförmig sein und verschiedene Spannungen, welche sich periodisch ändern, sind anwendbar.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Frequenz der an der Ablöseentladevorrichtung anliegenden Wechselspannung entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials erhöht, und die Öffnung der Abschirmelektrode wird verkleinert, wodurch das unsachgemäße Ablösen, das Rückübertragen, die Bildfehler infolge des Ablöseentladens oder dergleichen zuverlässig verhinderbar sind, wobei sich eine lange Haltbarkeitsdauer ergibt.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie jedoch nicht auf die beschriebenen Einzelheiten begrenzt. Es sollte klar sein, daß zahlreiche Abänderungen und Abwandlungen am Erfindungsgegenstand vorgenommen werden können, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät mit

einer Bilderzeugungseinrichtung (1, 2, 7, 8, 9) zum Erzeugen eines Tonerbilds (T) auf einem Aufzeichnungsmaterial (P), wobei die Bilderzeugungseinrichtung ein Kontaktelement (1, 5) aufweist, welches durch elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem Kontaktelement und dem Aufzeichnungsmaterial mit dem Aufzeichnungsmaterial in Berührung bringbar ist,

einer Ablöseentladeeinrichtung (3) zum elektrischen Entladen des Aufzeichnungsmaterials beim Ablösen des Aufzeichnungsmaterials vom Kontaktelement nach der Bilderzeugung auf dem Aufzeichnungsmaterial, wobei die Ablöseentladeeinrichtung eine Entladedrahtelektrode (31) und eine Abschirmelektrode (32) aufweist, wobei die Abschirmelektrode einen ersten Abschirmelektrodenabschnitt und einen zweiten Abschirmelektrodenabschnitt in dieser Reihenfolge in einer Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials aufweist, und wobei die Entladedrahtelektrode zwischen dem ersten Abschirmelektrodenabschnitt und dem zweiten Abschirmelektrodenabschnitt angeordnet ist, wobei Vp/f ≤ 0,5 mm erfüllt ist, wobei Vp [mm/s] eine Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials und f [Hz] eine Frequenz einer an der Ablöseentladeeinrichtung angelegten, sich periodisch ändernden Spannung ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Abschirmelektrodenabschnitt und dem zweiten Abschirmelektrodenabschnitt, gemessen in der Bewegungsrichtung, geringer in einer Position einer Öffnung der Abschirmelektrode als in einer Position der Entladedrahtelektrode ist.

2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Kontaktelement ein Bildtragelement (1) ist und die Biiderzeugungseinrichtung eine Transfereinrichtung (2) zum elektrostatischen Übertragen des Bilds vom Bildtragelement auf das Aufzeichnungsmaterial aufweist.

3. Gerät gemäß Anspruch 2, wobei die Spannung eine mit einer Gleichspannung vorgespannte Wechselspannung ist, welche eine Polarität entgegengesetzt zu einer Ladepolarität der Transfereinrichtung aufweist.

4. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Kontaktelement ein Aufzeichnungsmaterial-Tragelement (5) zum Tragen des Aufzeichnungsmaterials ist, und wobei die Bilderzeugungseinrichtung ein Bildtragelement (1) und eine Transfereinrichtung (3) zum Übertragen des Bilds vom Bildtragelement auf das Aufzeichnungsmaterial aufweist, welches vom Aufzeichnungsmaterial-Tragelement getragen wird.

5. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 4, wobei die Abschirmelektrode zum Kontaktelement hin allmählich reduziert wird.

6. Gerät gemäß Anspruch 5, wobei die Abschirmelektrode von einem Boden bis zu einem Reduktionsabschnitt (32C) eine gleichbleibende Breite aufweist.

7. Bilderzeugungsgerät mit

einer Bilderzeugungseinrichtung (1, 2, 7, 8, 9) zum Erzeugen eines Bilds (T) auf einem Aufzeichnungsmaterial (P), wobei die Bilderzeugungseinrichtung ein Kontaktelement (1) aufweist, welches durch elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem Kontaktelement und dem Aufzeichnungsmaterial mit dem Aufzeichnungsmaterial in Berührung bringbar ist,

einer Ablöseentladeeinrichtung (3) zum elektrischen Entladen des Aufzeichnungsmaterials beim Ablösen des Aufzeichnungsmaterials vom Kontaktelement nach dem Erzeugen des Bilds auf dem Aufzeichnungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ablöseentladeeinrichtung eine erste Ablöseentladeeinrichtung (31) und eine zweite Ablöseentladeeinrichtung (32) aufweist, welche mit Bezug auf eine Aufzeichnungsmaterial- Transportrichtung zugangsseitig und abgangsseitig angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Ablöseentladeeinrichtung jeweils mit der ersten und der zweiten Spannung versorgt werden, welche sich periodisch ändernde Spannungspegel aufweisen, wobei die erste und die zweite Spannung unterschiedliche Frequenzen aufweisen.

8. Gerät gemäß Anspruch 7, wobei die Frequenz der ersten Spannung höher als jene der zweiten Spannung ist.

9. Gerät gemäß Anspruch 8, wobei die Frequenz der zweiten Spannung niedriger als der Hörfrequenzbereich ist.

10. Gerät gemäß einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, wobei die erste und die zweite Ablöseentladeeinrichtung jeweils eine Entladedrahtelektrode (31a, 31b) und eine Abschirmelektrode aufweisen.

11. Gerät gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei Vp/f ≤ 0,5 mm ist, wenn Vp [mm/s] die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials und f [Hz] die Frequenz der ersten Spannung darstellen.

12. Gerät gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die erste Ablöseentladeeinrichtung eine Abschirmelektrode aufweist, welche zum Kontaktelement hin reduziert ist.

13. Gerät gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das Kontaktelement ein Bildtragelement (1) und die Bilderzeugungseinrichtung eine Transfereinrichtung (2) zum elektrostatischen Übertragen des Bilds vom Bildtragelement auf das Aufzeichnungsmaterial aufweist.

14. Gerät gemäß Ansdruch 13, wobei die erste und die zweite Spannung jeweils in der Form einer mit einer Gleichspannung vorgespannten Wechselspannung ist, mit einer Polarität, welche einer Ladepolarität der Transfereinrichtung entgegengesetzt ist.

15. Gerät gemäß Anspruch 12, wobei die Abschirmelektrode einen Bodenabschnitt aufweist, welcher größer als eine Öffnung der Abschirmelektrode ist.

16. Gerät gemäß einem der Ansprüche 12, 13, 14 oder 15, wobei die Abschirmelektrode zum Kontaktelement hin allmählich reduziert ist.

17. Gerät gemäß Anspruch 16, wobei die Abschirmelektrode vom Bodenabschnitt bis zu dem reduzierten Abschnitt eine gleichbleibende Breite aufweist.