DE69233089T2

DE69233089T2 - Aufladevorrichtung, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät mit einer Aufladevorrichtung

Info

Publication number: DE69233089T2
Application number: DE69233089T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Ohta-ku Kisu; Masaharu Ohta-ku Ohkubo; Kazushige Ohta-ku Sakurai; Michihito Ohta-ku Yamazaki; Eriko Ohta-ku Asano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2012-03-20
Also published as: JPH04291374A; EP0504877B1; DE69233089D1; JP2899123B2; US5541711A; HK1011845A1; EP0504877A3; EP0504877A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Aufladevorrichtung wird beispielsweise verwendet, um ein aufzuladendes Element, wie beispielsweise ein lichtempfindliches Element oder ein dielektrisches Element, aufzuladen.
Um ein Element elektrisch aufzuladen, ist eine Aufladevorrichtung bekannt, bei der ein Aufladeelement in der Form einer Rolle bzw. Walze oder dergleichen mit dem aufzuladenden Element kontaktiert wird. Wenn die Herstellungsgenauigkeit einer derartigen Aufladewalze nicht hoch genug ist, beispielsweise wenn die Aufladewalze exzentrisch ist, kann das Aufladeelement teilweise einen Abstand aufweisen, wobei die Aufladung bei einem derartigen Abschnitt ungenau wird. Um das Auftreten des Raumes bzw. Abstandes zu vermeiden, wird das Aufladeelement aus einem relativ weichen Material hergestellt, um einen ausreichend breiten Walzenspalt zwischen dem aufzuladenden Element und dem Aufladeelement zu bilden. Wenn der ausreichend breite Walzenspalt mit der Verwendung des weichen Materials gebildet ist, ist die geeignete Entfernung zwischen dem Aufladeelement und dem aufzuladenden Element außerhalb des Walzenspalts bereitgestellt, wobei folglich die ungenaue Aufladung vermieden werden kann.
In dem US-Patent Nr. 4,851,960, das dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung zugeordnet worden ist, ist vorgeschlagen worden, dass ein leitfähiges Element verwendet wird, an das eine oszillierende Spannung in der Form einer Wechselspannung, die eine Gleichspannung als Vorspannung aufweist, angelegt ist, wobei das leitfähige Element mit dem aufzuladenden Element kontaktiert wird. Genauer gesagt wird das Aufladeelement mit der lichtempfindlichen Trommel kontaktiert, wobei an das Aufladeelement eine oszillierende Spannung (V_ac + V_dc) in der Form einer Wechselspannung V_ac mit einer Spitze-Spitze-Spannung V_pp, die mehr als zweimal so groß ist wie die Aufladestartspannung, und die eine Gleichspannung V_dc als Vorspannung aufweist, angelegt wird.
Es ist jedoch herausgefunden worden, dass das Aufladeelement ein Problem verursacht. Wie es in 9 gezeigt ist, versetzt die Wechselspannungskomponente V_ac, die an die Elektrode 2-3 angelegt wird, das Aufladeelement 2 in Schwingung mit dem Ergebnis eines Schwingungsrauschens (Aufladerauschen).
Der Mechanismus der Rauscherzeugung ist untersucht worden. Dies ist unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. In dieser Figur ist durch Bezugszeichen 1 eine lichtempfindliche Trommel bezeichnet, die eine lichtempfindliche Schicht 1-1 und eine Aluminiumbasis 1-2, die elektrisch mit Masse verbunden ist bzw. geerdet ist, umfasst, wobei die lichtempfindliche Trommel 1 mit einer Geschwindigkeit von 40 mm/sek gedreht wird.
Da an das Aufladeelement 2 die Wechselspannungskomponente angelegt wird, wird die positive elektrische Ladung bei der Seite des Aufladeelementes 2-1 (EPDM oder dergleichen, in das Kohlenstoff dispergiert ist) der lichtempfindlichen Schicht 1-1 induziert, und die negative elektrische Ladung wird bei der Seite der Basisschicht 1-2 der lichtempfindlichen Trommel induziert, wie es bei einem bestimmten Beispiel durch die dicke Linie in 9(a) gezeigt ist. Diese elektrischen Ladungen ziehen sich gegenseitig an und folglich wird die Oberfläche des Gummis 2-1 zu der lichtempfindlichen Trommel gezogen, so dass sie sich von der Position, die durch die dicke durchgezogene Linie angegeben ist, zu der Position bewegt, die durch die dünne durchgezogene Linie angegeben ist. Wenn die Polarität des elektrischen Wechselfelds beginnt, sich umzukehren, werden die positive Ladung des Gummis 2-1 und die negative Ladung der Trommelbasis 1-2 durch die Ladung entgegengesetzter Polarität, die nun induziert wird, neutralisiert. Wenn das elektrische Wechselfeld sich von der positiven Seite zu der negativen Seite ändert, werden die positive Ladung bei dem Gummi 2-1 und die negative Ladung bei der Trommelbasis 1-2 abgeleitet. Als Ergebnis kehrt die Oberfläche des Gummis 2-1 zu der Position zurück, die durch die dünne durchgezogene Linie (9(b)) angegeben ist. Wenn die negative Spitze des Wechselfelds erreicht ist, werden die negativen und positiven elektrischen Ladungen bei der Seite des Gummis 2-1 bzw. bei der Seite der Trommelbasis 1-2 induziert, wie es in 9(c) gezeigt ist. Dann wird der Gummi 2-1 wieder von der Position bei der dicken Linie zu der Position bei der dünnen Linie bewegt. Die vorstehend beschriebenen Bewegungen werden wiederholt, so dass das Aufladeelement 2 schwingt, wenn die Wechselspannung angelegt ist. Es ist herausgefunden worden, dass dies der Grund für das Aufladerauschen ist. Wie es aus der vorstehenden Analyse verständlich ist, schwingt das Aufladeelement 2 zweimal in einer Periode der Wechselspannung, und folglich weisen eine Frequenz f der Wechselspannung und eine Schwingfrequenz F des Aufladeelements 2 die nachstehende Beziehung auf: 2f (Hz) = F(Hz) ... (1)
In der EP 0 308 185 A2 ist eine Aufladewalze offenbart, die eine Elektrode, an die eine Spannung angelegt wird, und eine Oberflächenschicht umfasst, die bei der Aufladewalze angeordnet ist und mit einem aufzuladenden Element kontaktierbar ist. Die Innenseite der Aufladewalze umfasst einen Hohlraum, der sich in einer zugehörigen Umfangsrichtung erstreckt, zwischen dem Elektrodenelement und der Oberflächenschicht.
Der hohle Hohlraum der Aufladewalze gemäß dem Stand der Technik ist in einer honigwabenartigen oder einer schwammartigen Struktur ausgelegt, wobei sich Aufteilungswände parallel zu der Achse der Walze erstrecken, d. h. in eine longitudinale Richtung zwischen der Walze und einer zugehörigen Welle bzw. Achse.
Es ist jedoch nachteilig, wenn die Aufteilungswand in der Form einer Honigwabe hergestellt ist, bei der die Aufteilungswände sich parallel zu der Kernwelle erstrecken, da das Aufladerauschen jedes Mal variiert, wenn die Aufteilungswände zu der lichtempfindlichen Trommel gelangen, mit dem Ergebnis eines größeren Aufladerauschens.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung bereitzustellen, bei der das Aufladerauschen verringert werden kann und bei der ein gleichförmiges Aufladen ausgeführt wird.
Weiterhin ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung bereitzustellen, bei der ein ausreichender Walzenspalt zwischen dem Aufladeelement und dem aufzuladenden Element gebildet ist, so dass eine geeignete Aufladeoperation über der gesamten Länge einer Aufladeklinge oder -walze möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Aufladevorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unter Berücksichtigung der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Aufladeelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
2 eine Vorderschnittansicht des Aufladeelementes gemäß 1,
3A eine Seitenansicht eines Aufladeelementes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
3B eine Vorderschnittansicht des Aufladeelementes gemäß 3A,
4 eine Seitenansicht eines Aufladeelementes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
5 eine Vorderschnittansicht des Aufladeelementes gemäß 4,
6 eine Schnittansicht des Aufladeelementes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
7 eine Vorderschnittansicht des Aufladeelementes gemäß 6,
8 eine Schnittansicht einer Prozesseinheit, die ein Aufladeelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst,
9 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Aufladeelementes, die den Mechanismus einer Rauscherzeugung während der Aufladeoperation veranschaulicht, und
10 eine Seitenansicht eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 10 ist zunächst ein beispielhaftes Bilderzeugungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dieses umfasst eine lichtempfindliche Trommel (das aufzuladende Element), das eine Basisschicht 1-2 aus Aluminium, die elektrisch mit Masse verbunden ist bzw. geerdet ist, sowie eine lichtempfindliche Oberflächenschicht 1-1 umfasst. Sie wird in eine Richtung A mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 mm/sek gedreht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die lichtempfindliche Schicht 1-1 eine negative Aufladeeigenschaft auf und ist aus einem organischen Fotoleiter hergestellt.
Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 wird durch eine Aufladewalze (Aufladeelement) 2, das mit der Oberfläche der Trommel 1 kontaktiert wird und an das eine Spannung angelegt wird, gleichförmig aufgeladen. Danach wird ein Laserstrahl L, der entsprechend Bildinformationen moduliert wird, auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 von einer Laserstrahlabtastvorrichtung 5 projiziert, so dass ein latentes elektrostatisches Bild gebildet wird. Das latente elektrostatische Bild wird durch eine Entwicklungsvorrichtung (Entwicklungshülse 6) mit einem Toner in ein Tonerbild entwickelt. Das so erzeugte Tonerbild wird auf Übertragungsmaterial 7 durch eine Übertragungswalze 8 (Übertragungseinrichtung) übertragen.
Nach der Bildübertragung wird das Übertragungsmaterial 7 in eine nicht gezeigte Fixiereinrichtung eingeführt und das Tonerbild wird fixiert.
Demgegenüber wird der Toner, der auf der lichtempfindlichen Trommel 1 nach der Übertragungsoperation verbleibt, durch eine Reinigungsklinge 9 einer Reinigungsvorrichtung entfernt, so dass die lichtempfindliche Trommel 1 für die nächste Bilderzeugungsoperation vorbereitet ist.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Beschreibung bezüglich des Aufladeelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. Die Aufladewalze umfasst einen Metallkern (Elektrode) 2-3, der aus Edelstahl oder dergleichen hergestellt ist, eine Oberflächenschicht 2-1, die aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Tercopolymer), Urethan-Gummi, in den Kohlenstoff oder Zinnoxid als elektrisch leitfähige Partikel dispergiert sind, und einen Hohlraum 2-2, der mit Luft, Stickstoff, Argon-Gas oder dergleichen gefüllt ist. Der Hohlraum 2-2 erstreckt sich in die Umfangsrichtung der Walze 2 benachbart zu dem Kernmetall 2-1. Es ist zu bevorzugen, dass der minimale Querschnittsbereich in der Umfangsrichtung nicht größer als 70% des Maximums ist. Des Weiteren ist es, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, zu bevorzugen, dass die longitudinale Querschnittskonfiguration des Hohlraums in der Umfangsrichtung im Wesentlichen gleich ist (unabhängig von der radialen Richtung), da dann das Rauschen sich nicht verändert, wenn die Walze gedreht wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Oberflächenschicht 2-1 eine Dicke von 200 um auf. Die Aufladewalze 2 ist in Presskontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 1 bei einem vorbestimmten Druck, so dass die Aufladewalze 2 durch die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 um ein Kernmetall 2-1, das als eine Drehachse fungiert, angetrieben wird. Wenn die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel durch die Aufladewalze sequentiell aufgeladen wird, ist der Hohlraum 2-2 immer zwischen dem Kernmetall 2-3 und der Oberflächenschicht 2-1 gebildet.
An das Kernmetall 2-3 der Aufladewalze 2 wird eine Spannung zum Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 1 von einer Spannungsquelle 4 angelegt. Genauer gesagt wird eine oszillierende Spannung in der Form einer Wechselspannung (Spitze-Spitze-Spannung von 2,0 kV und eine Frequenz von 600 Hz), die eine Gleichspannung (–700 V) als Vorspannung aufweist, an das Kernmetall 2-3 über eine elektrisch leitfähige Feder 3 angelegt. Hierbei ist vom Standpunkt der gleichförmigen Aufladung der lichtempfindlichen Trommel 1 die Spitze-Spitze-Spannung der oszillierenden Spannung, die zwischen der lichtempfindlichen Trommel 3 und der Aufladewalze 2 angelegt wird, vorzugsweise nicht kleiner als zwei Mal der Absolutwert der Aufladestartspannung der lichtempfindlichen Trommel 1. Wenn die Spitze-Spitze-Spannung kleiner als zwei Mal die Aufladestartspannung ist, ist das Aufladerauschen einigermaßen kleiner, aber eine Unebenheit des Aufladens in der Form von Flecken ist die Folge. Mikroskopisch betrachtet umfassen die Kontaktoberflächen des Aufladeelementes 2 und der lichtempfindlichen Trommel 1 feine Vertiefungen und Vorsprünge, und folglich kann ein idealer Oberflächen-Oberflächen-Kontakt nicht bereitgestellt werden. Wenn die Spitze-Spitze-Spannung kleiner als zwei Mal die Aufladestartspannung ist, ist die Gleichförmigkeitswirkung nicht bereitgestellt. Die erzeugten Flecken erscheinen in dem sich ergebenden Bild, wobei somit die Bildqualität verschlechtert wird. Die Aufladestartspannung ist als ein Gleichspannungspegel definiert, bei dem die Aufladung der lichtempfindlichen Trommel 1 gestartet wird, wenn nur eine Gleichspannung zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Aufladewalze (Aufladeelement) 2 angelegt wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufladestartspannung für die lichtempfindliche Trommel 1 mit einer organischen lichtempfindlichen Schicht +560 V. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Spitze-Spitze-Spannung 2,0 kV (≥ zwei Mal die Aufladestartspannung), und folglich ist die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 gleichförmig aufgeladen worden. Die oszillierende Spannung ist eine Spannung, bei der der Spannungspegel periodisch verändert wird, wobei sie eine Sinuswelle, eine Dreieckswelle sein kann, oder sie kann durch ein Ein- und Ausschalten einer Gleichspannung (Rechteckwelle) bereitgestellt sein.
In 2 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 1 gezeigt. Wie es aus 2 ersichtlich ist, ist ein Hohlraum 2-2 in der Aufladewalze 2 vorhanden, und folglich wird die Aufladewalze 2 leicht und flexibel. Folglich ist die ausreichend große Walzenspaltbreite zwischen der Aufladewalze 2 und der lichtempfindlichen Trommel 1 bereitgestellt, durch die der für eine geeignete Endladungsaktion erforderliche Freiraum zwischen ihnen gebildet ist. Somit kann das ungenaue Aufladen verhindert werden. Das Aufladerauschen wird im Vergleich zu der herkömmlichen Aufladewalze verringert. Dies wird verständlich, wenn die nachstehende Tatsache betrachtet wird. Wenn eine Musiktrommel mit einem leichten und weichen Stock, der aus geschäumtem Styrolmaterial gebildet ist, geschlagen wird, ist der Ton niedriger als wenn sie mit einem schweren und harten Stock geschlagen wird.
Zusätzlich wird der Hohlraum 2-2 durch das Kernmaterial 2-3 und die Oberflächenschicht 2-1 abgeschlossen, das Rauschen, das in dem Aufladeelement erzeugt wird, dringt nicht nach außen und folglich wird das Aufladerauschen weiter verringert. Die elektrische Energieversorgung zu der Oberflächenschicht 2-3 wird durch den elektrischen Kontakt zwischen dem Kernmaterial 2-3 und dem Spannungsanlegeabschnitt erreicht, der sich radial bei dem longitudinalen Ende der Walze erstreckt, wie es in 2 gezeigt ist.
Der Energieversorgungsabschnitt oder die Energieversorgungsabschnitte können außerhalb eines Tonerbilderzeugungsbereichs der lichtempfindlichen Trommel 1 in der longitudinalen Richtung der Aufladewalze oder der lichtempfindlichen Trommel 1 angeordnet sein, da in einem anderen Fall der Toner auf der lichtempfindlichen Trommel 1 bei dem Energieversorgungsabschnitt oder den Energieversorgungsabschnitten geschmolzen werden kann.
Die Vorrichtung gemäß 10, die die Aufladewalze gemäß 1 und gemäß 9 verwendet, ist in einen schalltoten Raum gestellt worden und das Raschen unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen ist gemessen worden. Die Messungen wurden entsprechend Paragraph 6 der ISO 7779 ausgeführt. In dem Fall der Vorrichtung gemäß 9 betrug das Rauschen 55 dB, aber in dem Fall der Aufladewalze gemäß 1 betrug es 33 dB.
Die Dicke t der Oberflächenschicht 2-1 der Aufladewalze 2 ist vorzugsweise 10 um < t < 10000 um. Wenn sie nicht größer als 10 um ist, ist der Kontakt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Aufladewalze 2 nicht stabil mit dem Ergebnis einer ungenauen Aufladung. Wenn die Dicke t der Oberflächenschicht 2-1 nicht kleiner als 10000 um ist, drückt die Aufladewalze 2 die Tonerpartikel auf die lichtempfindliche Trommel 1 mit dem Ergebnis, dass Toner auf der lichtempfindlichen Trommel 1 schmilzt, was eine ungenaue Aufladung verursacht.
In den 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufladewalze 2 gezeigt. In 3B ist eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 3A gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist, wie es in 3B gezeigt ist, der Hohlraum 2-2 des Aufladeelementes 2 durch Aufteilungswände, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Kernmetall 2-3 sind, aufgeteilt. Dieser Aufbau ist effektiv, um eine Verringerung des Drucks auf die lichtempfindliche Trommel 1 in dem longitudinalen Mittelbereich des Aufladeelementes 2 zu vermeiden. Als Ergebnis wird die Walzenspaltbreite in dem Mittelbereich nicht verringert, wobei folglich die ungenaue Aufladung dort nicht auf einfache Weise auftritt. Wenn die Aufteilungswand in der Form einer Honigwabe hergestellt ist, bei der sich die Aufteilungswände parallel zu der Kernwelle erstrecken, variiert das Aufladerauschen jedes Mal, wenn die Aufteilungswände zu der lichtempfindlichen Trommel gelangen, mit dem Ergebnis eines größeren Aufladerauschens. Es ist folglich herausgefunden worden, dass die Aufteilungswände, die im Wesentlichen senkrecht zu der Kernwelle sind, zu bevorzugen sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Dicke t der Oberflächenschicht 2-3 200 um gewesen. Das gemessene Rauschen betrug 38 dB. Es ist zu bevorzugen, dass aus den gleichen Gründen wie die vorstehend beschriebenen 10 um < t < 10000 um ist.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufladewalze 2 gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bezeichnet Bezugszeichen 2-4 eine Hochwiderstandsschicht, die aus Hydrin-Gummi oder Papier hergestellt ist. Die Hochwiderstandsschicht ist wirksam, um ein anormales Entladen zu verhindern, das auftreten kann, wenn die Aufladewalze mit einem Nadellochabschnitt der lichtempfindlichen Trommel 1 kontaktiert wird. Die Hochwiderstandsschicht weist vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁷–10¹⁰ Ωcm auf. Eine Niedrigwiderstandsschicht 2-1 weist einen spezifischen Volumenwiderstand auf, der kleiner ist als der der Hochwiderstandsschicht, und wird aus EPDM oder dergleichen hergestellt, das eine relativ große Menge von Kohlenstoff beinhaltet. Sie ist wirksam, um die Vorspannung von der Spannungsquelle 4 an die Rückseite der Hochwiderstandsschicht 2-4 anzulegen. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Flansch 2-5, der aus Metall oder einem leitfähigen Harz oder dergleichen hergestellt ist und als ein Spannungsanlege- oder Energieversorgungsabschnitt zum elektrischen Verbinden der Niedrigwiderstandsschicht 2-1 und des Kernmetalls 2-3 fungiert, an das die Vorspannung angelegt ist. Der Energieversorgungsabschnitt oder die Energieversorgungsabschnitte 2-5 sind vorzugsweise außerhalb des Tonerbilderzeugungsbereiches der lichtempfindlichen Trommel 1.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die Hochwiderstandsschicht und die Niedrigwiderstandsschicht eine Dicke von 20 um bzw. 80 um auf. Das Aufladerauschen ist dann 41 dB gewesen, was praktisch niedrig ist (< 50 dB). Wie es ersichtlich ist, ist der Zweischichtaufbau wirksam, um das Aufladerauschen zu verringern und ebenso das anormale Entladen zu verhindern, auch wenn die lichtempfindliche Trommel ein Nadelloch oder einen anderen Defekt aufweist. Die Gesamtdicke t der Hochwiderstandsschicht 2-4 und der Niedrigwiderstandsschicht 2-1 ist aus den gleichen Gründen wie vorstehend beschrieben vorzugsweise 10 um < t < 10000 um. Die Hochwiderstandsschicht und die Niedrigwiderstandsschicht können in der Oberflächenschicht der Aufladewalze gemäß 3 eingegliedert sein.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Aufladeelement ein Halteelement bzw. Unterstützungselement umfasst, das aus EPDM oder Urethan hergestellt ist, in das eine große Menge von Kohlenstoff dispergiert ist. Dieses ist wirksam, um die elektrische Verbindung zwischen der Oberflächenschicht 2-1 und dem Kernmetall 2-3 herzustellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Oberflächenschicht eine Dicke t von 3 mm auf. In diesem Fall fungiert, auch wenn die Oberflächenschicht in Schwingung versetzt wird, das Halteelement 2-6, um die Schwingung zu absorbieren, wobei folglich das Kernmetall 2-3 nicht in Schwingung versetzt wird. Folglich ist die Schlagkraft auf die lichtempfindliche Trommel klein und daher ist das Aufladerauschen ebenso gering.
Mit diesem Aufbau wird der Walzenspalt zwischen dem Aufladeelement und der lichtempfindlichen Trommel sichergestellt, und folglich ist, auch wenn die an das Kernmetall 2-3 angelegte Kraft stärker wird, die Endverformung klein, so dass der gleichförmige Walzenspalt über der gesamten longitudinalen Länge bereitgestellt werden kann, da die Flexibilität bei den Endabschnitten der Aufladewalze 2 groß ist.
In 8 ist eine Prozesseinheit U mit dem vorstehend beschriebenen Aufladeelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Prozesseinheit umfasst eine lichtempfindliche Trommel 1, eine Aufladewalze 2 und eine Entwicklungshülse 6. Die lichtempfindliche Trommel 1 und die Entwicklungshülse 2 werden in die Richtungen, die durch die Pfeile angegeben sind, gedreht. Die lichtempfindliche Trommel 1 wird mit einem Laserstrahl L für eine Bilderzeugung bestrahlt. Sie umfasst ferner eine Reinigungsklinge 9 zur Entfernung von Resttoner von der lichtempfindlichen Trommel 1 und einen Trommelverschluss 15 zum Schutz der lichtempfindlichen Trommel vor Licht. Die Entwicklungsvorrichtung umfasst einen Entwickler oder Toner 16. Die Entwicklungsvorrichtung umfasst einen Rührstab zur Beförderung des Toners zu der Entwicklungshülse. Die Entwicklungsvorrichtung umfasst ferner eine Entwicklungsklinge 13 zum Aufbringen einer Schicht gleichförmiger Dicke des Entwicklers auf der Entwicklungshülse und ein Tonerbehältnis zum Aufbewahren des Toners, der durch die Reinigungsklinge 9 entfernt ist.
Die Prozesseinheit U ist bezüglich des Bilderzeugungsgerätes abnehmbar anbringbar. Die Einheit kann zumindest das Bildträgerelement (lichtempfindliche Trommel 1) und ein Aufladeelement (Aufladewalze 2) beinhalten. Aufgrund des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird, wenn die Prozesseinheit U in der Hauptanordnung des Bilderzeugungsgeräts angebracht ist, die lichtempfindliche Trommel 1 durch die Aufladewalze mit geringem oder keinem Rauschen aufgeladen, wobei das latente elektrostatische Bild auf dem lichtempfindlichen Element durch einen bildweise modulierten Laserstrahl L gebildet wird. Das so gebildete latente elektrostatische Bild wird durch die Entwicklungshülse 6 in ein sichtbar gemachtes Bild entwickelt. Das entwickelte Bild wird auf ein Übertragungsmaterial durch eine nicht gezeigte Übertragungseinrichtung übertragen und zu einer Bildfixiervorrichtung befördert.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Prozesseinheit bereitgestellt werden, die leicht, kompakt und rauschfrei ist.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Aufladepolarität des lichtempfindlichen Elements negativ gewesen, aber sie kann positiv sein.
Somit ist der hohle Aufbau des Aufladeelements wirksam, um Aufladerauschen zu unterdrücken. Gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt die Verringerung des Rauschens die Verwendung von höheren Frequenzen der Spannungsquelle. Dies ist wirksam, um die Prozessgeschwindigkeit zu vergrößern.

Claims

Aufladevorrichtung mit einem hohlen zylindrischen Aufladeelement (2), das eine Oberfläche eines aufzuladenden Elements (1) kontinuierlich auflädt, wobei das Aufladeelement (2) eine Oberflächenschicht (2-1), die mit dem aufzuladenden Element (1) kontaktierbar ist, und eine Elektrode (2-3), an die eine Spannung anzulegen ist, umfasst, wobei sich die Elektrode durch den Hohlraum (2-2) des hohlen zylindrischen Aufladeelements (2) entlang der zugehörigen longitudinalen Achse erstreckt und wobei die Oberflächenschicht (2-1) des zylindrischen Aufladeelements (2) durch ein Halteelement (2-5, 2-6), das die Oberflächenschicht (2-1) mit der Elektrode (2-3) verbindet, mit der Elektrode (2-3) elektrisch verbunden ist und bei der Elektrode (2-3) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2-5, 2-6) sich lediglich zum Teil in die Richtung der longitudinalen Achse des Aufladeelements (2) erstreckt, so dass der Hohlraum immer zwischen dem Elektrodenelement und der Oberflächenschicht vorhanden ist, während die Oberfläche des aufzuladenden Elements durch das Aufladeelement kontinuierlich aufgeladen wird.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement Streben (2-6) umfasst, die sich lediglich in eine radiale Richtung senkrecht zu der Achse des zylindrischen Aufladeelements (2) erstrecken.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (2-2) durch Aufteilungswände, die im Wesentlichen senkrecht zu der Elektrode (2-3) sind, geteilt ist.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2-6) aus EPDM oder Urethan hergestellt ist, in das eine große Menge von Kohlenstoff dispergiert ist.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2-3) eine Welle für das zylindrische Aufladeelement (2) bildet.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energieversorgungsabschnitt (3) benachbart zu einem longitudinalen Ende des Aufladeelements (2) angeordnet ist.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (2-2) im Wesentlichen den gleichen Aufbau in einem beliebigen longitudinalen Querschnitt entlang der zugehörigen Achse aufweist.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht eine erste Widerstandsschicht (2-4), die mit dem aufzuladendem Element (1) zu kontaktieren ist und einen ersten spezifischen Volumenwiderstand aufweist, und eine zweite Widerstandsschicht (2-1) umfasst, die innenseitig zu der ersten Widerstandsschicht ist und einen zweiten spezifischen Volumenwiderstand aufweist, der kleiner ist als der erste spezifische Volumenwiderstand.
Aufladevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spannungsanlegeeinrichtung (4) zum Anlegen einer Spannung zwischen dem aufzuladendem Element (1) und der Elektrode (2-3) umfasst, wobei die Spannung eine Schwingkomponente aufweist.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkomponente eine Spitze-Spitze-Spannung aufweist, die nicht kleiner als zweimal ein Absolutwert der Aufladestartspannung in Bezug auf das aufzuladende Element (1) ist.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung in eine Verarbeitungseinheit (U) eingebaut ist, die an ein Bilderzeugungsgerät abnehmbar angebracht werden kann.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung in einem Bilderzeugungsgerät eingebaut ist.
Aufladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (2-1) eine Dicke t aufweist, die 10 um < t < 10000 um erfüllt.
Aufladevorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (2-2) abgedichtet ist.
Aufladevorrichtung nach einen der Ansprüche 11 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spannungsanlegeeinrichtung (4) zum Anlegen einer Spannung zwischen das aufzuladende Element (1) und die Elektrode (2-3) umfasst, wobei die Spannung eine Schwingkomponente aufweist.